專利名稱：自動布線連接設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動布線連接設(shè)備，該設(shè)備稱為主配線架(MDF)，用來確定電話用戶電纜與電話交換機電纜之間的連接關(guān)系。
目前廣泛使用著上述的自動布線連接設(shè)備。在這樣一種類型的自動布線連接設(shè)備中，通常采用一種如下的設(shè)置方案。


圖1是有助于理解一種自動布線連接設(shè)備的功能效果的示意圖。圖2是一個典型的圖例，表示一塊矩陣板上的布線部分和交叉點孔。圖3是在連接銷已經(jīng)插入交叉點孔中的狀態(tài)下的剖視圖。
自動布線連接設(shè)備帶有一塊所謂的矩陣板(MTB)。在矩陣板的前側(cè)和后側(cè)形成有沿縱向和橫向的布線11(在圖2中，表示橫向布線部分)。并且在縱向和橫向布線的每個交叉點上形成有一個交叉點孔12。一個通到布線11的凸臺13形成在每個交叉點孔12的周緣上。
在這種自動布線連接設(shè)備中，相鄰雙導(dǎo)線對，即圖3中所示的連接銷14插入兩個彼此斜向相鄰的交叉點孔12中，從而確定縱向布線與橫向布線之間的連接關(guān)系。以這種方式，如圖1中所示，把用戶C的一根電纜連接到電話交換機的第三電纜上。當提出申請的新用戶出現(xiàn)時，把連接銷插入關(guān)聯(lián)的交叉點孔中。當退出者或申請到另一個區(qū)域中的離去者出現(xiàn)時，從關(guān)聯(lián)的交叉點孔中拔出連接銷。使用這種自動布線連接設(shè)備，便可以按照外部指令自動進行對連接銷插入和拔出矩陣板交叉點孔的選取。
已知一種帶有每個約0.5mm直徑交叉點孔的矩陣板如圖2所示，其中多個這樣的交叉點孔以約1.6mm的間隔排列。這需要確實地把連接銷插入希望的交叉點孔中，或者適當?shù)貜慕徊纥c孔中拔出連接銷。
為了插入和拔出連接銷，可采用一種自動機構(gòu)。在這種情況下，必須提供精確的定位，以便適當?shù)剡x取希望的交叉點孔。早期的技術(shù)借助于提高自動裝置的精度和剛性來解決精確定位。然而，由對自動機構(gòu)的小型化和低成本的要求看來，最近有降低自動機構(gòu)的精度和剛性的趨勢出現(xiàn)。而且矩陣板還與貫穿制造過程的不勻均性有關(guān)。因而，交叉點孔不總是位于設(shè)計位置處，而是通常多少有點位置偏差。此外如上所述，最近還細化了交叉點孔的直徑和交叉點孔的間隔。因而，即使只提高自動機構(gòu)的精度，也難以實現(xiàn)精確定位。
由于上述原因，早期技術(shù)要在制造期間離線時人工測量自動裝置的隆起(swell)和驅(qū)動誤差，包括矩陣板上交叉點孔的位置偏差，以便得到數(shù)據(jù)，并把如此得到的數(shù)據(jù)以校正函數(shù)的形式使用，由此促使自動裝置最終定位精度的提高。
然而，上述方案需要靠工人實現(xiàn)。這使成本增加。而且，在設(shè)備安裝之后便不能改變數(shù)據(jù)，因而難以方便地對付由于緩慢變化和地震之類的干擾造成的裝配狀態(tài)變化。
為了解決上述的問題，已經(jīng)有人提出了一種使用4-分度傳感器來檢測矩陣板上交叉點孔的位置的技術(shù)(日本專利申請公開公報Hei.3-50608)。
圖4是一種4-分度傳感器的典型圖例。
一個4-分度傳感器20帶有劃分為四個的傳感器區(qū)域21、22、23和24，并能夠獨立檢測分別入射到傳感器區(qū)域21、22、23和24上的光量Va、Vb、Vc和Vd。在其中Y-方向光量之差(Vb+Vc)-(Va+Vd)和Z-方向光量之差(Vc+Vd)-(Va+Vb)中的任一個成為零的點處進行定位。
圖5是交叉點孔打孔位置誤差的典型圖例。
在由4-分度傳感器檢測交叉點孔的場合，可按下述方式實施控制，即用光照射交叉點孔，并且把4-分度傳感器向一個其中來自交叉點孔的反射光的光量即在Y-方向又在Z-方向平衡的點移動。準確地說，交叉點本身是一個開口，并因而不存在來自交叉點孔的反射光。因而實際上，檢測的是來自交叉點孔附近凸臺的反射光。一般地說，導(dǎo)線和凸臺的形式、交叉點孔的打孔會因制造過程而彼此不同。因而，交叉點孔與凸臺之間的位置關(guān)系不總是設(shè)計的位置關(guān)系，如圖5中所示的交叉點孔12a與凸臺13a之間的位置關(guān)系，可能如在圖5中心的交叉點孔12b所示的那樣，交叉點孔靠近凸臺13b的角部設(shè)置，也可能如在圖5右側(cè)的交叉點孔12c所示的那樣，交叉點孔部分超出凸臺13c。在這些情況下，在使用4-分度傳感器時光量不會適當?shù)仄胶狻Ｒ蚨?，不能指望獲得適當?shù)臋z測。
另一方面，如果試圖生產(chǎn)交叉點孔與凸臺之間的位置關(guān)系適當?shù)木仃嚢?，會使成本大大升高。不難想象，即使交叉點孔的位置是偏離的，擴大凸臺的面積也總能把交叉點孔包容在凸臺中。然而在這種情況下，必須擴大交叉點孔之間的間距和布線間隔。因而這與使設(shè)備小型化的要求相矛盾。
而且，還有人提出了一種提供作為與各個交叉點孔有關(guān)的位置檢測標記的孔而不直接檢測交叉點孔的提議(日本專利申請公開公報Hei.1-260994)。在除交叉點孔外還提供標記(孔)的場合，將能夠提供一個適用于傳感器的標記(孔)，因而便于位置檢測。然而，這必須提供一對位置檢測標記和交叉點孔，因而難以提高矩陣板上交叉點孔的集成度。
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種自動布線連接設(shè)備，該設(shè)備能夠再次進行安裝之后所要求的校正，并且還對矩陣板上交叉點孔的集成度有較小的不利影響。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，這里提供了一種第一自動布線連接設(shè)備，包括一塊矩陣板，其中多個交叉點孔以預(yù)定排列間距排列在一個兩維基底上，用來根據(jù)連接銷相對于多個交叉點孔的插入和拔出形成信號通路；一個銷插入拔出操作頭，用于相對于所述矩陣板的多個交叉點孔插入和拔出連接銷；及一個銷插入和拔出自動裝置，帶有一個操作頭移動機構(gòu)，該機構(gòu)用來沿所述矩陣板的一個表面在兩維基底上移動所述銷插入拔出操作頭；其特征在于所述矩陣板帶有刻度軌跡，在這種刻度軌跡中在兩個相互交叉方向的每個上排列有多個位置檢測標記，及所述銷插入和拔出自動裝置帶有一個傳感器和一個位置運算單元，該傳感器適用于與所述銷插入拔出操作頭整體地一起運動以檢測位置檢測標記，該位置運算單元用來根據(jù)為位置檢測標記設(shè)計的位置數(shù)據(jù)、和當所述傳感器檢測位置檢測標記時代表由所述操作頭移動機構(gòu)移動的所述銷插入拔出操作頭的位置的附加位置數(shù)據(jù)，確定用來把所述銷插入拔出操作頭移動到所需要的交叉點孔的位置數(shù)據(jù)。
在如上所述的第一自動布線連接設(shè)備中，矩陣板還可以在兩個方向(例如，縱向和橫向)的每個上帶有刻度軌跡。
根據(jù)第一自動布線連接設(shè)備，一般還在縱向和橫向的每一個上設(shè)置其中排列有位置檢測標記的刻度軌跡，并且可以用位置運算單元確定用來根據(jù)為排列在刻度軌跡上的位置檢測標記設(shè)計的位置數(shù)據(jù)把銷插入拔出操作頭移動到希望交叉點孔的位置數(shù)據(jù)、和當傳感器檢測到位置檢測標記時代表由操作頭移動機構(gòu)移動銷插入拔出操作頭的位置的附加位置數(shù)據(jù)。在縱向和橫向的每個方向上一般僅設(shè)置單個刻度軌跡就足夠了，并且就用于組成刻度軌跡的位置檢測標記而論，與交叉點孔的排列間距相比可以使用更粗的間距。因而，能夠以高精度實現(xiàn)定位，而對交叉點孔的集成度沒有大的影響。在定位采用刻度軌跡的情況下，操作頭移動機構(gòu)能校正由于銷插，入拔出操作頭的隆起(在相對于驅(qū)動方向的直角方向上的變化)和驅(qū)動誤差(驅(qū)動方向上驅(qū)動量的變化)造成的位置偏差。
這種位置檢測標記可以類似于交叉點孔，即包括一個設(shè)置在中心處的孔和一個圍繞著該孔的凸臺。凸臺具有這樣的尺寸，以致于用于位置檢測標記的孔不超出凸臺。作為傳感器，一般能使用一種4-分度傳感器。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，這里提供了一種第二自動布線連接設(shè)備，包括一塊矩陣板，其中多個交叉點孔以預(yù)定排列間距排列在一個兩維基底上，用來根據(jù)連接銷相對于多個交叉點孔的插入和拔出形成信號通路；一個銷插入拔出操作頭，用于相對于所述矩陣板的多個交叉點孔插入和拔出連接銷；及一個銷插入和拔出自動裝置，帶有一個操作頭移動機構(gòu)，該機構(gòu)用來沿所述矩陣板的一個表面在兩維基底上移動所述銷插入拔出操作頭；其特征在于所述矩陣板在交叉點孔的排列中帶有用中斷彼此隔開的多個區(qū)域，并且?guī)в性诙鄠€區(qū)域的每個上用至少4個點圍繞的位置處排列的多個位置檢測標記，及所述銷插入和拔出自動裝置帶有一個傳感器和一個位置運算單元，該傳感器適用于與所述銷插入拔出操作頭整體地一起運動以檢測位置檢測標記，該位置運算單元用來根據(jù)為位置檢測標記設(shè)計的位置數(shù)據(jù)、和當所述傳感器檢測不少于4點的位置檢測標記時代表由所述操作頭移動機構(gòu)移動的所述銷插入拔出操作頭的位置的附加位置數(shù)據(jù)，確定用來把所述銷插入拔出操作頭移動到所要求的交叉點孔的位置數(shù)據(jù)，在所述矩陣板上諸位置檢測標記不少于4點圍繞著包括所要求的交叉點孔的一個區(qū)域。
就矩陣板而論，通?？梢园哑渲信帕薪徊纥c孔的區(qū)域隔開成孤島。就是說，在交叉點孔的排列中可以設(shè)置有通過中斷部分彼此隔開的多個區(qū)域。因而根據(jù)第二自動布線連接設(shè)備，矩陣板在交叉點孔的排列中帶有用中斷部分彼此隔開的多個區(qū)域，并且?guī)в性诙鄠€區(qū)域的每個上用至少4個點圍繞的位置處排列的多個位置檢測標記，而銷插入和拔出自動裝置帶有一個傳感器和一個位置運算單元，該傳感器適用于與銷插入拔出操作頭整體地一起運動以檢測位置檢測標記，該位置運算單元用來按照為位置檢測標記設(shè)計的位置數(shù)據(jù)、和當傳感器檢測到不少于4點的位置檢測標記時代表由所述操作頭移動機構(gòu)移動銷插入拔出操作頭的位置的附加位置數(shù)據(jù)，確定用來把銷插入拔出操作頭移動到希望交叉點孔的位置數(shù)據(jù)，在所述矩陣板上諸位置檢測標記不少于4點圍繞著包括希望交叉點孔的一個區(qū)域。這種特征允許對矩陣板上的每個區(qū)域使用4點位置檢測標記，此外還能使用公共基底上相鄰區(qū)域中的部分位置檢測標記。因而，使用少量位置檢測標記定位交叉點孔便能夠以高精度實現(xiàn)定位，而對矩陣板交叉點孔的集成度沒有大的影響。
根據(jù)使用圍繞著周緣的4點位置檢測標記的校正還能夠校正由于矩陣板變形造成的位置偏差，例如在矩陣板的一側(cè)膨脹而在相對側(cè)收縮、及正方形或矩形區(qū)域變形成不規(guī)則四邊形的場合，往往會出現(xiàn)這種位置偏差。
在類似于第一自動布線連接設(shè)備的方式中，可以使位置檢測標記包括一個設(shè)置在中心處的孔和一個圍繞著該孔的凸臺。傳感器一般使用一種4-分度傳感器。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，這里提供了一種第三自動布線連接設(shè)備，第三自動布線連接設(shè)備是第一自動布線連接設(shè)備和第二自動布線連接設(shè)備的一種組合，包括一塊矩陣板，其中多個交叉點孔以預(yù)定排列間距排列在一個兩維基底上，用來根據(jù)連接銷相對于多個交叉點孔的插入和拔出形成信號通路；一個銷插入拔出操作頭，用于相對于所述矩陣板的多個交叉點孔插入和拔出連接銷；及一個銷插入和拔出自動裝置，帶有一個操作頭移動機構(gòu)，該機構(gòu)用來沿所述矩陣板的一個表面在兩維基底上移動所述銷插入拔出操作頭；其特征在于所述矩陣板在交叉點孔的排列中帶有用中斷彼此隔開的多個區(qū)域，所述矩陣板帶有一條其中在兩個相互交叉方向的每個上排列有多個位置檢測標記的刻度軌跡，并且?guī)в性诙鄠€區(qū)域的每個上用至少4個點圍繞的位置處排列的多個位置檢測標記，及所述銷插入和拔出自動裝置帶有一個傳感器和一個位置運算單元，該傳感器適用于與所述銷插入拔出操作頭整體地一起運動以檢測位置檢測標記，該位置運算單元用來根據(jù)為位置檢測標記設(shè)計的位置數(shù)據(jù)、和當所述傳感器檢測位置檢測標記時代表由所述操作頭移動機構(gòu)移動的所述銷插入拔出操作頭的位置的附加位置數(shù)據(jù)，此外還根據(jù)為位置檢測標記設(shè)計的位置數(shù)據(jù)、和當所述傳感器檢測不少于4點的位置檢測標記時代表由所述操作頭移動機構(gòu)移動所述銷插入拔出操作頭的位置的附加位置數(shù)據(jù)，確定用來把所述銷插入拔出操作頭移動到所要求的交叉點孔的位置數(shù)據(jù)，在所述矩陣板上諸位置檢測標記不少于4點圍繞著包括所要求的交叉點孔的一個區(qū)域。
根據(jù)第三自動布線連接設(shè)備，能夠在一個合成基底上校正由操作頭移動機構(gòu)移動銷插入拔出操作頭引起的隆起和驅(qū)動誤差而造成的位置偏差、以及由于矩陣板變形造成的位置偏差，并借此能夠以更高的精度進行定位。
在根據(jù)本發(fā)明的第三自動布線連接設(shè)備中，最好使組成所述矩陣板所述刻度軌跡的多個位置檢測標記的一部分，用作多個區(qū)域的每個上用至少4個點圍繞的位置處排列的多個位置檢測標記的一部分。
這種特征能有助于減少位置檢測標記數(shù)量，并借此減小對矩陣板交叉點孔的集成度具有不利影響的可能性。
而且在根據(jù)本發(fā)明的第三自動布線連接設(shè)備中，矩陣板在兩個方向(例如，縱向和橫向)的每個上帶有刻度軌跡。另外，在類似于根據(jù)本發(fā)明的第一和第二自動布線連接設(shè)備的方式中，還可以使所述多個位置檢測標記的每一個包括一個設(shè)置在中心處的孔和一個圍繞著該孔的凸臺，并且所述傳感器最好是一種4-分度傳感器。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，這里提供了一種第四自動布線連接設(shè)備，包括一塊矩陣板，其中多個交叉點孔以預(yù)定排列間距排列在一個兩維基底上，用來根據(jù)連接銷相對于多個交叉點孔的插入和拔出形成信號通路；一個銷插入拔出操作頭，用于相對于所述矩陣板的多個交叉點孔插入和拔出連接銷；及一個銷插入和拔出自動裝置，帶有一個操作頭移動機構(gòu)，該機構(gòu)用來沿所述矩陣板的一個表面在兩維基底上移動所述銷插入拔出操作頭；其特征在于所述矩陣板帶有一個預(yù)定位置檢測標記和一個凸臺標記，該凸臺標記具有比位置檢測標記大的一個區(qū)域并且還具有一個楔狀外形的尖部，就位置檢測標記而論凸臺標記尖部的相對位置是已知的，所述銷插入和拔出自動裝置帶有一個傳感器和一個操作頭移動控制單元，該傳感器適用于與所述銷插入拔出操作頭整體地一起運動以檢測位置檢測標記，該操作頭移動控制單元以這樣一種方式控制所述操作頭移動機構(gòu)，從而把所述傳感器置于凸臺標記上，置于凸臺標記上的所述傳感器運動到尖部，并且移動到尖部的傳感器運動到位置檢測標記。
位置檢測標記是一個小標記，例如包括一個直徑與交叉點孔相同的孔和一個稍寬于交叉點的周緣凸臺的凸臺，這有助于位置檢測精度的提高。這種標記可以由一個傳感器檢測，而且僅僅是當該傳感器移動到該標記附近時。因此，如何把傳感器移動到要檢測的標記附近是一個問題。這對于定位的高精度是必不可少的。在矩陣板上多個位置檢測標記的相對位置是事先知道的，同時包括某種程度上的位置誤差。因此，在把傳感器總是置于一塊矩陣板上的結(jié)構(gòu)的情況下，通常能夠把該傳感器移動到一個所要求的位置檢測標記附近。然而，在傳感器與位置檢測標記之間的位置關(guān)系由于例如地震或震動之類的原因超出可檢測的范圍界限的情況下，或者在用于銷插入和拔出的一個自動裝置負責多塊矩陣板、且銷插入拔出操作頭超越一塊矩陣板界限運動的情況下，會出現(xiàn)上述問題。
根據(jù)本發(fā)明的第四自動布線連接設(shè)備，矩陣板帶有一個預(yù)定位置檢測標記和一個區(qū)域大于位置檢測標記的凸臺標記。凸臺標記的區(qū)域大到如此程度，以致于當出現(xiàn)相當大的位置偏差時，也能夠消除吸收這種位置偏差的影響。首先把一個4-分度傳感器移動到凸臺標記上，然后把該傳感器移動到尖部。用于把傳感器移動到尖部的算法并不限于特定的算法，并且可以借助于例如由傳感器跟蹤的凸臺標記的周緣，把傳感器移動到尖部，或者如下面將要描述的那樣，還可以這樣一種方式把傳感器移動到尖部，即使用一個4-分度傳感器，并且施加可以使4-分度傳感器失去平衡的偏置。由于就位置檢測標記而論，凸臺尖部的相對位置是已知的，所以能把移動到尖部的傳感器(銷插入拔出操作頭)移動到位置檢測標記。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，這里提供了一種第五自動布線連接設(shè)備，包括一塊矩陣板，帶有每個打孔在凸臺上的交叉點孔，所述矩陣板帶有每個帶有一個大于交叉點孔的凸臺的位置檢測孔；及一個傳感器，用來檢測位置檢測孔，其特征在于根據(jù)由所述傳感器檢測的位置檢測孔的位置確定交叉點孔的位置。
在本發(fā)明的第五自動布線連接設(shè)備中，最好使多個所述位置檢測孔在兩個彼此交叉的方向排列，以形成一條刻度軌跡，所述設(shè)備帶有一個用來運動所述傳感器的操作頭移動機構(gòu)，所述刻度軌跡的位置檢測孔的位置在所述傳感器運動的同時由所述傳感器檢測，及所述設(shè)備帶有一個位置運算單元，該單元用來確定通過所述操作頭移動機構(gòu)根據(jù)檢測位置定位到交叉點孔的位置數(shù)據(jù)。
在這種情況下，可以用位置運算單元校正所述操作頭移動機構(gòu)的機械誤差。
而且，在本發(fā)明的第五自動布線連接設(shè)備中，最好使所述交叉點孔以正方形的形式排列，以限定一個交叉點孔區(qū)域，使所述位置檢測孔形成在圍繞著交叉點孔區(qū)域的位置處，使所述設(shè)備帶有一個用來運動所述傳感器的操作頭移動機構(gòu)，使位置檢測孔的位置在所述傳感器運動的同時由所述傳感器檢測，并且使所述設(shè)備帶有一個位置運算單元，該單元用來確定通過所述操作頭移動機構(gòu)根據(jù)檢測位置定位到交叉點孔的位置數(shù)據(jù)。
在這種情況下，還可以用所述位置運算單元校正所述操作頭移動機構(gòu)相對于交叉點區(qū)域的傾斜。
圖1是有助于理解一種自動布線連接設(shè)備的功能效果的示意圖；圖2是一個典型的圖例，表示一塊矩陣板上的布線和交叉點孔中的一部分；圖3是在連接銷已經(jīng)插入交叉點孔中的狀態(tài)下的剖視圖；圖4是一種4-分度傳感器的典型圖例；圖5是交叉點孔打孔位置誤差的典型圖例；圖6是根據(jù)本發(fā)明一個實施例構(gòu)造的一種自動布線連接設(shè)備的分解透視圖例；圖7是用于銷插入和拔出的一種自動裝置的典型圖例；圖8是一個典型圖例，表示一塊矩陣板(MTB)的組成部分的基本排列；圖9為用來解釋在理想狀態(tài)下用于銷插入和拔出的一個頭的操作的示意圖；圖10是在理想狀態(tài)下用于銷插入和拔出的操作頭的放大視圖；圖11用來解釋在包含誤差的情況下用于銷插入和拔出的一個操作頭的操作；圖12是在包含誤差的情況下用于銷插入和拔出的一個操作頭的放大視圖；圖13是一個圖例，表示分解的一個誤差分量；圖14是一個圖例，表示分解的一個誤差分量；圖15是一個典型圖例，表示在理想狀態(tài)下在一塊矩陣板(MTB)上其中排列有交叉點孔的一個區(qū)域；圖16是一個典型圖例，表示在實際狀態(tài)下在一塊矩陣板(MTB)上與圖15相同的一個區(qū)域；圖17是一個圖例，表示一個凸臺標記和一個原點標記；圖18是在一個4-分度傳感器中用于得到信號的一個處理電路的電路方塊圖；圖19是一張草圖，對理解一種CT校正和一個4-分度傳感器是有用的；圖20是一個圖例，表示與CT校正和4點校正有聯(lián)系的位置檢測標記的映像關(guān)系；圖21是一張解釋圖，對理解一個梯形分量是有用的；及圖22是一張解釋圖，對理解一種確定校正值的運算方法是有用的。
下面參考附圖，對最佳實施例進行說明。
圖6是根據(jù)本發(fā)明一個實施例構(gòu)造的一種自動布線連接設(shè)備的分解立體圖例。
大量電話線110布線在一個蓋件100附近，蓋件100由隔板100a分隔成多個小室。在每一個小室中設(shè)置有一塊矩陣板(MTB)200和一個銷插入和拔出自動裝置300。然而為了簡化起見，在圖6中只表示了裝在一個小室內(nèi)的矩陣板(MTB)200和銷插入和拔出自動裝置300。
矩陣板(MTB)200包括一個主MTB 210、一個第二MTB 220和一個第三MTB 230，其每一塊均由彼此平行排列的一對板構(gòu)成。
銷插入和拔出自動裝置300包括一個主MTB定向自動裝置310、一個第二和第三MTB定向自動裝置320。主MTB定向自動裝置310設(shè)置在組成主MTB210的兩塊板之間，并負責在組成主MTB 210的兩塊板上插入和拔出連接銷。第二和第三MTB定向自動裝置320設(shè)置在組成第二MTB220的兩塊板之間并且設(shè)置在組成第三MTB 230的兩塊板之間，并負責在組成第二MTB 220的兩塊板和在組成第三MTB 230的兩塊板的總共4塊上插入和拔出連接銷。主MTB定向自動裝置310和第二和第三MTB定向自動裝置320分別帶有一個銷插入拔出操作頭311和321。銷插入拔出操作頭311和321分別沿縱向?qū)蚱?12和322縱向移動，而縱向?qū)蚱?12和322分別由橫向?qū)蚱?13和323橫向移動，從而銷插入拔出操作頭311和321分別沿主MTB 210、第二MTB 220和第三MTB 230的表面在一個兩維基底上移動，以進行對與連接銷的插入和拔出有關(guān)的主MTB 210、第二MTB 220和第三MTB 230的選取。
在圖6所示的自動布線連接設(shè)備中，由隔板100a分隔的多個小室中的每一個均裝有一對矩陣板(MTB)200和銷插入和拔出自動裝置300。
圖7是用于銷插入和拔出的一種自動裝置的典型圖例。圖7中所示的自動裝置對應(yīng)于組成圖6中所示銷插入和拔出自動裝置300的兩個自動裝置310和320之一。這里，為解釋用于銷插入和拔出的自動裝置的原理起見，圖7中所示的自動裝置被簡化了。
銷插入和拔出自動裝置300置于MTB 200的一個表面附近，并包括一個用于對與連接銷的插入和拔出有關(guān)的主MTB 200進行選取的銷插入拔出操作頭301、一根用來在Z-方向?qū)蜾N插入拔出操作頭301的導(dǎo)向桿303、和一個用來沿導(dǎo)向桿303移動銷插入拔出操作頭301的電機304。固定在銷插入和拔出自動裝置301上的是一個傳感器塊302，該傳感器塊302帶有一個用來檢測下面將要描述的位置檢測標記的4-分度傳感器。傳感器塊302隨銷插入拔出操作頭301的運動而運動。下文除非另有說明，銷插入拔出操作頭301包括傳感器塊302，并且用銷插入拔出操作頭301代表其組合，而在其之間不進行區(qū)別。
電機304裝有一個用來測量該電機轉(zhuǎn)動量的轉(zhuǎn)動傳感器305。轉(zhuǎn)動傳感器305的使用使測定銷插入拔出操作頭301在Z-方向的移動位置成為可能。
銷插入拔出操作頭301(包括傳感器塊302)、導(dǎo)向桿303和電機304(包括轉(zhuǎn)動傳感器305)由一根在Y-方向延伸的輔助導(dǎo)向桿306以這樣一種方式支撐，以致于他們可在Y-方向運動，并且當驅(qū)動一個輔助電機307時在Y-方向運動。輔助電機307也裝有一個轉(zhuǎn)動傳感器308。轉(zhuǎn)動傳感器308的使用使測定銷插入拔出操作頭301在Y-方向的移動位置成為可能。
銷插入和拔出自動裝置300還包括一個電路單元350，電路單元350包括一個計算機系統(tǒng)340。計算機系統(tǒng)340包括一個CPU341，用來執(zhí)行各種類型的程序；一個ROM 342，用來存儲要在CPU 341中運行的程序；一個RAM343，用來存儲測量數(shù)據(jù)、算術(shù)運算結(jié)果等等；及一個接口344，用于計算機系統(tǒng)340與除計算機系統(tǒng)340之外的外部電路之間的信號傳送。電路單元350還包括一個電機驅(qū)動電路351，用來按照來自計算機系統(tǒng)340的指令驅(qū)動電機304和307；一個銷插入和拔出控制電路352，用來按照來自計算機系統(tǒng)340的指令控制用于連接銷插入和拔出的銷插入拔出操作頭301；及一個A/D轉(zhuǎn)換電路353，用來把通過傳感器塊302得到的光量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)，以便把如此得到的數(shù)字數(shù)據(jù)傳送到計算機系統(tǒng)340；一條輔助布線，用來把分別通過轉(zhuǎn)動傳感器305和308得到的電機304和307的轉(zhuǎn)動量(銷插入拔出操作頭301在Z-方向和Y-方向的移動位置)傳送到計算機系統(tǒng)340。
計算機系統(tǒng)340從一個外部電話號碼控制系統(tǒng)30接收關(guān)于新用戶和新退出者的信息，并且根據(jù)該信息把MTB 200上的銷插入拔出操作頭301移動到一個位置，以便使銷插入拔出操作頭301進行連接銷的插入或連接銷的拔出。為了完成這種工作，有必要校正各種類型的誤差，以便把連接銷插入適當?shù)慕徊纥c孔中或從適當?shù)慕徊纥c孔中拔出連接銷。在計算機系統(tǒng)340中，如將要描述的那樣，根據(jù)從轉(zhuǎn)動傳感器305和308產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和從傳感器塊302產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，進行一種定位算術(shù)運算，從而把銷插入拔出操作頭301移動到一個由該算術(shù)運算確定的位置。
因此，計算機系統(tǒng)340與本發(fā)明中提及的一個位置運算單元相適應(yīng)，并且與電機驅(qū)動電路351和A/D轉(zhuǎn)換電路353相聯(lián)系，與本發(fā)明中提及的一個操作頭移動控制單元相適應(yīng)，該操作頭移動控制單元用來控制一個包括導(dǎo)向桿303和306、電機304和307等的操作操作頭移動機構(gòu)。
圖8是一個典型圖例，表示一塊矩陣板(MTB)的組成部分的基本排列。這里與圖6中所示的MTB 200有關(guān)，表示組成第二MTB 220的兩塊板之一和組成第三MTB 230的兩塊板之一。這里，這些相應(yīng)的板分別稱作一塊第二MTB板220和一塊第三MTB板230。
MTB板220包括一條橫向刻度軌跡222(下文把刻度軌跡稱作CT)、和一條縱向刻度軌跡223(縱向CT)，在橫向刻度軌跡222中沿橫向(Y-方向)以均勻間隔排列有多個位置檢測標記221，并在縱向刻度軌跡223中沿縱向以均勻間隔排列有多個位置檢測標記221，在橫向CT 222與縱向CT223之間的公共基底上使用一個單獨的位置檢測標記221a。
與MTB板220相類似，第三MTB板230包括一條橫向刻度軌跡232、和一條縱向刻度軌跡233(縱向CT)，在橫向刻度軌跡232中沿橫向(Y-方向)以均勻間隔排列有多個位置檢測標記231，并在縱向刻度軌跡233中沿縱向以均勻間隔排列有多個位置檢測標記231，在橫向CT 232與縱向CT233之間的公共基底上使用一個單獨的位置檢測標記231a。
而且在MTB板220中，存在有多個區(qū)域227_1、227_2、……、227_5，這些區(qū)域的每一個在四個角處均排列有位置檢測標記221，位置檢測標記221用在與部分組成橫向CT222和縱向CT223的位置檢測標記221的一個公共基底上。與MTB板220相類似，在第三MTB板230中，存在有多個區(qū)域237_1、237_2、……、237_5，這些區(qū)域的每一個在四個角處均排列有位置檢測標記231，位置檢測標記231用在與部分組成橫向CT232和縱向CT233的位置檢測標記231的一個公共基底上。MTB板220和230分別帶有用來確定MTB板220和230的位置坐標原點的位置檢測標記(或原點標記)224和234，此外還有與原點標記部224和234相鄰的、分別具有比原點標記部224和234大的區(qū)域的凸臺標記部225和235，凸臺標記部225和235由與交叉點孔12的凸臺13和導(dǎo)線11相同的材料制成(參照圖2)。凸臺標記部225和235分別帶有向原點標記部224和234象一個楔變窄的尖部225a和235a。尖部225a、235a和原點標記部224、234分別彼此靠近地定位，并且其間隔是已知的。
MTB板220和230分別帶有連接銷貯存區(qū)226和236，在連接銷貯存區(qū)226和236中把不用的連接銷(在圖8中未表示，見圖3)插入在與交叉點孔類似的孔中。
如圖7中所示，設(shè)置在銷插入和拔出自動裝置300上的傳感器塊302，用于定期地例如一天一次或一星期一次、或者不定期地檢測位置檢測標記221；當傳感器塊302置于各個位置檢測標記221的位置處時，由轉(zhuǎn)動傳感器305和308讀出銷插入拔出操作頭301的移動位置數(shù)據(jù)；而當銷插入拔出操作頭301(圖7)運動到所要求的交叉點孔12a的位置(圖8)時，根據(jù)電機304和307的轉(zhuǎn)動量確定叉點孔12a的移動位置數(shù)據(jù)。電機304和307根據(jù)移動位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)動，從而把銷插入拔出操作頭301移動到叉點孔12a的位置。
假定銷插入拔出操作頭301位于第三MTB 230處，并且當試圖把銷插入拔出操作頭301移動到第二MTB 220上的叉點孔12a時，銷插入拔出操作頭301可通過如下程序移動到叉點孔12a。首先，銷插入拔出操作頭301移動到第二MTB 220的凸臺標記部225(圖8的箭頭a)。凸臺標記部225具有相當寬廣的區(qū)域，例如5mm×5mm，從而即使包括了各種誤差，銷插入拔出操作頭301也能到達凸臺標記部225。
在銷插入拔出操作頭301已經(jīng)到達凸臺標記部225之后，銷插入拔出操作頭301在凸臺標記部225上行進，并且走到凸臺標記部225的尖部225a(圖8的箭頭b)。尖部225a與原點標記部224之間的距離較短，并且事先知道其之間的相對位置關(guān)系。因而，銷插入拔出操作頭301可以從尖部225a行進到原點標記部224。在此時，即使在銷插入拔出操作頭301的移動位置與原點標記部224的位置之間多少存在點位置偏差，這樣一種偏差也在通過固定在銷插入拔出操作頭301上的傳感器塊302可檢測的界限內(nèi)，并因而一定能夠抓住原點標記部224。
以上述方式定期地或不定期地測量各個位置檢測標記221的位置，從而銷插入拔出操作頭301能從原點標記部224運動到希望的位置檢測標記221。
下面參考圖8中所示的MTB板220和230，進一步地說明MTB板220。
這里將解釋這樣一種情況，其中在區(qū)域227_1、227_2、……、227_5的每一個中，把有關(guān)區(qū)域左角的位置檢測標記221確定為該區(qū)域的一個基準點，并且把一個連接銷插入到交叉點孔12a中。位于原點標記部224的位置處的銷插入拔出操作頭一旦移動去獲取連接銷(箭頭c)，然后便運動到包括希望交叉點孔12a的區(qū)域227_5的一個基準位置(位置檢測標記)221b(箭頭d)。在這種情況下，即使銷插入拔出操作頭不能直接到達基準位置(位置檢測標記)221b的準確位置，基準位置(位置檢測標記)221b是一個對于設(shè)置在傳感器塊302(圖7)上的4-分度傳感器足夠敏感的區(qū)域，因而銷插入拔出操作頭也能準確地運動到基準位置(位置檢測標記)221b的位置。此后，銷插入拔出操作頭301運動(箭頭e)到根據(jù)將要描述的算術(shù)運算確定的交叉點孔12a的移動位置數(shù)據(jù)指示的一個位置，以便把連接銷插入交叉點孔12a中。當銷插入拔出操作頭301從基準位置221b運動到交叉點孔12a時，它根據(jù)校正數(shù)據(jù)運動到交叉點孔12a的位置，以便把連接銷插入交叉點孔12a中，而不用通過4-分度傳感器或另外的傳感器檢測交叉點孔12a。
圖9用來解釋在理想狀態(tài)下用于銷插入和拔出的一個操作頭的操作。圖10是在理想狀態(tài)下用于銷插入和拔出的操作頭的放大視圖。
表示在圖7中的一根導(dǎo)向桿303在Z-方向理想地以直線延伸，并且電機304(圖7)用來在適于運動的Z-軸方向以直線移動銷插入拔出操作頭301。另一根導(dǎo)向桿306在Y-方向理想地以直線延伸，并且電機304(圖7)用來在適于運動的Y-軸方向以直線移動導(dǎo)向桿303。在這種情況下，如果交叉點孔置于在圖中用虛線表示的縱向和橫向線的交叉處，則如圖10所示，把銷插入拔出操作頭301適當?shù)匾苿拥浇徊纥c孔的位置。
圖11用來解釋在包含誤差的情況下用于銷插入和拔出的一個操作頭的操作。圖12是在包含誤差的情況下用于銷插入和拔出的一個操作頭的放大視圖。
銷插入拔出操作頭301實際上不能象參照圖9和10解釋的那樣產(chǎn)生理想的動作。導(dǎo)向桿303和306的確如圖11中所示的那樣是彎曲的，并且銷插入拔出操作頭301和導(dǎo)向桿303通過電機304和307(圖7)的運動與誤差有關(guān)。因而，如圖12中所示，當把銷插入拔出操作頭301移動到所需要的交叉點孔的位置時，它包含有Y-方向和Z-方向的位置誤差。
圖13和14是圖例，每個表示分解的一個誤差分量。
如圖13中所示，當把銷插入拔出操作頭301沿在Z-方向延伸的導(dǎo)向桿303移動時，這就包含了由導(dǎo)向桿303在Y-軸方向的隆起造成的Z-軸隆起誤差Δy(Z-軸)、和由銷插入拔出操作頭301通過電機304(圖7)的移動量誤差造成的Z-軸驅(qū)動誤差Δz(Z-軸)。類似地，如圖14中所示，當沿導(dǎo)向桿306移動導(dǎo)向桿303時，就包含了Y軸隆起誤差Δz(Y-軸)、和由銷插入拔出操作頭301利用電機304(圖7)的移動量誤差造成的Y-軸驅(qū)動誤差Δy(Y-軸)。Y-方向誤差Δy和Z-方向誤差Δz表示為Δy=Δy(Y-軸)+Δy(Z-軸)Δz=Δz(Y-軸)+Δz(Z-軸)在圖8中所示的排列在橫向CT 222、232和縱向CT 223、233上的位置檢測標記由傳感器塊302的4-分度傳感器檢測，并且位置檢測標記的各個位置分別由圖7中所示的、安裝在電機304和307上的轉(zhuǎn)動傳感器305和308檢測，從而進行基于測量結(jié)果的校正(稱為“CT校正”)。在測量位置檢測標記的位置的情況下，首先根據(jù)設(shè)計值或最后一次測量的位置數(shù)據(jù)，把銷插入拔出操作頭301移動到要檢測的位置檢測標記的位置，并且利用傳感器塊302的4-分度傳感器移動到位置檢測標記的準確位置，以讀出轉(zhuǎn)動傳感器305和308的轉(zhuǎn)動檢測值。在每一個位置檢測標記上重復(fù)這一過程。
圖15是一個典型圖例，表示在理想狀態(tài)下在一塊矩陣板(MTB)上排列有交叉點孔的一個區(qū)域。圖16是一個典型圖例，表示在實際狀態(tài)下在一塊矩陣板(MTB)上與圖15相同的一個區(qū)域。
在區(qū)域227的四個角處，分別形成有位置檢測標記221。四個位置檢測標記221理想地置于正方形或矩形的角處，并且交叉點孔分別位于圖15所示的縱向和橫向線段的交叉處。
然而在實際上，由于MTB的膨脹和收縮，區(qū)域227具有有點彎曲的外形，結(jié)果交叉點孔12a位于理想設(shè)計位置之外的一點處。根據(jù)圍繞區(qū)域227的四個位置檢測標記221的位置測量校正這種誤差。這里，這種校正稱之為“四點校正”。
如上所述，參照圖10-14解釋的誤差主要是由銷插入和拔出自動裝置引起的，而參照圖15-16解釋的誤差主要是由MTB引起的。然而，應(yīng)該注意，由于其各種類型原因的結(jié)合，什么樣的誤差都可能出現(xiàn)。
下文，將首先解釋一種使用凸臺標記檢測原點標記的方法，然后再解釋四點校正和CT校正。
圖17是一個圖例，表示一個凸臺標記和一個原點標記。圖18是在一個4-分度傳感器中用于得到信號的一個處理電路的電路方塊圖。盡管已經(jīng)在圖7所示的銷插入和拔出自動裝置300中解釋了，通過傳感器塊302的4-分度傳感器得到的信號由A/D轉(zhuǎn)換器353轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)，然后供給到用于算術(shù)運算的計算機系統(tǒng)340，但這里，為了更好地理解起見，還示出了用來處理從4-分度傳感器產(chǎn)生的信號的一種信號處理電路的硬件。
這里，首先將解釋用于4-分度傳感器的一種信號處理電路，這種電路如圖18中所示。
分別代表通過組成一個4-分度傳感器20的四個傳感器區(qū)域21、22、23和24得到的接收光量的信號，分別經(jīng)放大器401、402、403和404供給到加法電路405、406、407和408。當通過組成4-分度傳感器20的四個傳感器區(qū)域21、22、23和24得到的接收光量分別用Va、Vb、Vc和Vd表示時，加法電路405、406、407和408分別計算出光量Va+Vd、Va+Vb、Vb+Vc、和Vc+Vd。在四個傳感器區(qū)域21、22、23和24劃分成一對傳感器區(qū)域21與22、和一對傳感器區(qū)域23與24的兩組的情況下，在這四個相加值中，在兩個加法電路406和408中得到的兩個相加值Va+Vb和Vc+Vd分別施加于一個比較器411，以測定光量平衡(上下平衡)。這里相加值Va+Vb一旦施加到一個加法電路409，就把經(jīng)一個開關(guān)元件410施加到加法電路409上的一個偏值加到相加值Va+Vb上，然后把和供給到比較器411。另一方面，在四個傳感器區(qū)域21、22、23和24劃分成一對傳感器區(qū)域21與24和一對傳感器區(qū)域22與23的兩組的情況下，在四個相加值中，由兩個加法電路405和407中得到的兩個相加值Va+Vd和Vb+Vc分別施加于一個比較器412，以測定光量平衡(左右平衡)。比較器411和412的輸出供給到一個電機驅(qū)動電路351，以驅(qū)動圖7中所示的電機304和307，并由此移動銷插入拔出操作頭301。
當上下光量平衡或左右光量平衡被破壞時，圖18所示的一個開關(guān)信號用來在一個其中把4-分度傳感器(銷插入拔出操作頭)在這樣的方向上移動以致于把光量較小側(cè)包含的一個傳感器區(qū)域選擇為頂部的模式、與一個其中把4-分度傳感器(銷插入拔出操作頭)在這樣的方向上移動以致于把光量較大側(cè)包含的一個傳感器區(qū)域選擇為頭的模式之間任意選擇。通常，電機驅(qū)動電路以這樣一種方式操作，以致于把4-分度傳感器在這樣的方向上移動，從而把光量較小側(cè)包含的一個傳感器區(qū)域選擇為頭，并且在此時，開關(guān)元件410被斷開，從而沒有偏值施加到加法電路409上，由此把作為加法電路406的一個輸出的相加值Va+Vb施加到比較器411。另一方面，當4-分度傳感器20已經(jīng)移動到圖17所示的凸臺標記部225上時，將切換開關(guān)信號，從而使電機驅(qū)動電路351在這樣的方向移動4-分度傳感器，以致于把光量較大側(cè)包含的一個傳感器區(qū)域選擇為頭，并且接通開關(guān)元件410，從而把一個偏值施加到加法電路409上，由此把指示較亮光的接收的相加值(Va+Vb+偏值)施加到比較器411。因而，在這種情況下，當相同的光量入射在組成4-分度傳感器20的四個傳感器區(qū)域21、22、23和24的任一個上時，在圖18中4-分度傳感器(銷插入拔出操作頭)就向下移動，而把兩個傳感器區(qū)域21和22選擇為頭。
再參照圖17，描述一種檢測一個原點標記的方法。
銷插入拔出操作頭301(圖7)移動到凸臺標記部225上，如圖8中的箭頭a所示。凸臺標記部225由與導(dǎo)線11(圖2)和交叉點孔12的凸臺13(圖2)相同的材料制造，并且同時與導(dǎo)線11(圖2)和交叉點孔12的凸臺13一起形成。凸臺標記部225具有一個在設(shè)計中心0延伸的寬廣區(qū)域，例如，5mm×5mm，如圖17中所示，從而使銷插入拔出操作頭301可以到達凸臺標記部225的任何地方，即使銷插入拔出操作頭301在其運動中包括誤差時也是如此。這里，假定銷插入拔出操作頭301移動到點A。
此時，圖18所示的開關(guān)信號切換到這樣一種模式其中電機驅(qū)動電路351在這樣的方向上移動銷插入拔出操作頭，以致于在組成4-分度傳感器20的四個傳感器區(qū)域21、22、23和24中，把接收較亮光包含的傳感器區(qū)域選擇為頭，并且電機驅(qū)動電路351還提供這樣一種控制，以致于把一個偏值加到在圖18所示的4-分度傳感器20的傳感器區(qū)域21和22處接收的信號Va和Vb的相加值Va+Vb上。
由于凸臺標記部225作為一個整體具有較高的反射率，并且還是均勻的，所以組成4-分度傳感器20的四個傳感器區(qū)域21、22、23和24接收幾乎相同的光量。因而由于偏值效應(yīng)，4-分度傳感器20從點A向下行進，并且當它到達凸臺標記部225下側(cè)的傾斜邊界線時，它將沿邊界線行進到凸臺標記部225的尖部225a(點B)。原點標記部224位于凸臺標記部225的尖部225a的附近，并且事先知道其之間的位置關(guān)系。因而，4-分度傳感器20根據(jù)代表原點標記部224與凸臺標記部225的尖部225a之間的位置關(guān)系的數(shù)據(jù)移動到點C(原點標記部224)。此時，在圖18所示的電路中切換開關(guān)信號，結(jié)果給出這樣一種模式其中電機驅(qū)動電路351在這樣的方向上移動4-分度傳感器20，以致于在組成4-分度傳感器20的四個傳感器區(qū)域21、22、23和24中，把接收較小光量包含的傳感器區(qū)域選擇為頭，并切斷偏值。然后，當4-分度傳感器20從尖部225a移動到原點標記部224時，即使在由于某種誤差4-分度傳感器20沒有準確地移動到原點標記部224的位置的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)一種自動位置校正，并檢測原點標記部224的準確位置。
下面將描述位置偏差校正(CT校正和4-點校正)。
圖19是一張草圖，對理解一種CT校正和一種4-點校正是有用的。
CT校正是根據(jù)與設(shè)計值的偏差量(稱作“CT校正值”)校正在橫向CT222上和在縱向CT 223上排列的位置檢測標記。4-點校正是根據(jù)與設(shè)計值的偏差量(稱作“基準孔偏移值”)校正在包括一組交叉點孔的區(qū)域上的四個角處排列的位置檢測標記(A、B、C、D)。在圖19中，好象所有受到CT校正和4-點校正的誤差的主要原因都與MTB有關(guān)。然而，主要原因的確存在于MTB和銷插入和拔出自動裝置中。
下面將解釋用于校正的過程。
首先如前面所述，分別利用圖7所示的用來檢測電機304和307轉(zhuǎn)動量的轉(zhuǎn)動傳感器305和308，定期或不定期地測量位置檢測標記的位置。
CT校正值的推導(dǎo)測量在每個MTB上組成一條CT(刻度軌跡)的多個位置檢測標記的位置，并且估計位置檢測標記同設(shè)計值的位置偏差以推導(dǎo)CT校正值，這些位置偏差可能是由Y-軸和Z-軸的隆起、進給時的誤差(圖13和14)、MTB安裝時的誤差等等引起的。
橫向CT校正值當在橫向CT上的第i個位置檢測標記的設(shè)計值和第i個位置檢測標記的測量值分別用(hCTiY,hCTiZ)和(rhCTiY,rhCTiZ)表示時，可以用如下公式確定在y=hCTiY處的校正值(ΔhCTiY,ΔhCTiZ)。
(ΔhCTiY,ΔhCTiZ)=(rhCTiY-hCTiY,rhCTiZ-hCTiZ)縱向CT校正值當在縱向CT上的第i個位置檢測標記的設(shè)計值和第i個位置檢測標記的測量值分別用(vCTiY,vCTiZ)和(rvCTiY,rvCTiZ)表示時，可以用如下公式確定在z=vCTiZ處的校正值(ΔvCTiY,ΔvCTiZ)。
(ΔvCTiY,ΔvCTiZ)=(rvCTiY-vCTiY,rvCTiZ-vCTiZ)CT偏移值的推導(dǎo)除組成橫向CT和縱向CT的位置檢測標記之外，位置檢測標記在設(shè)計值與測量值之間的偏差量稱作基準孔偏移值，并且一般當位置檢測標記W的設(shè)計值和測量值分別用(WY,WZ)和(rWY,rWZ)表示時，可以用如下公式確定基準孔偏移值(ΔWY,ΔWZ)。
(ΔWY,ΔWZ)=(rWY-WY,rWZ-WZ)下面，將解釋使用按照上述方案確定的校正值的CT校正和4-點校正。
這里，以(1)4-點校正和(2)CT校正的順序?qū)υO(shè)計值施加改進。
基準孔偏移值的轉(zhuǎn)換在圍繞著包括一組MTB上交叉點孔的4點的基準孔偏移值用于進行4-點校正的情況下，存在一些分量，這些分量包含在與4-點校正之后的CT校正有關(guān)的重疊校正中。因此可以通過減去重疊分量進行4-點校正。因為上述原因，從基準孔偏移值中減去CT校正值。
圖20是一個圖例，表示與CT校正和4點校正有聯(lián)系的位置檢測標記的映像關(guān)系。
假定要把一個連接銷(未表明)插入到圖20所示的區(qū)域227中包括的交叉點孔M(點M)中。
圍繞著區(qū)域227的四個角的位置檢測標記稱作點A、B、C和D，如圖中所示。并且在橫向CT 222和縱向CT 223上的位置檢測標記中，所表明的位置檢測標記稱為點E、F、G、H、P、Q、R、R、S、L。位置檢測標記的每一個的設(shè)計值與有關(guān)的測量值之差(CT校正值或基準孔偏移值)用Δ表示，而偏差的方向用Y和Z表示。例如，點A的基準孔偏移值用(△AY,ΔAZ)表示，而點E的CT校正值用(ΔEY,ΔEZ)表示。
這里，作為用于4-點校正的基本數(shù)據(jù)，確定“基準孔偏移校正值”，其每一個通過從基準孔偏移值上減去CT校正值得到?；鶞士灼菩Ｕ捣謩e與點A、B、C和D有關(guān)，并且分別用(dAY,dAZ)、(dBY,dBZ)、(dCY,dCZ)和(dDY,dDZ)表示。
dAY=ΔAY-ΔPY-ΔRY+ΔLYdAZ=ΔAZ-ΔPZ-ΔRZ+ΔLZdBY=ΔBY-ΔQY-ΔRY+ΔLYdBZ=ΔBZ-ΔQZ-ΔRZ+ΔLZdCY=ΔCY-ΔQY-ΔSY+ΔLYdCZ=ΔCZ-ΔQZ-ΔSZ+ΔLZ
dDY=ΔDY-ΔPY-ΔSY+ΔLYdDZ=ΔDZ-ΔPZ-ΔSZ+ΔLZ……(1)4-點校正通過公式(1)確定的基準孔偏移校正值(dAY,dAZ)、(dBY,dBZ)、(dCY,dCZ)和(dDY,dDZ)用來按下述方式進行4-點校正。
這里給出如表1所示的定義。距離的單位為mm。
表1
點M的設(shè)計值MY和MZ表示為MY=Δy+1.6×myMY=Δz+1.6×mz這里數(shù)值1.6代表相鄰交叉點孔之間的間隔(1.6mm)(圖2)。
MY′=dAY(基準孔的偏差分量)+(AD+dDY-dAY)×(MY/AD)(膨脹/收縮)+(dBY-dAY)×(MZ/AB)(傾斜分量)+(dAY-dBY+dCY-dDY)×(MY/AD)×(MZ/AB)(梯形分量)MZ′=dAZ(基準孔的偏差分量)+(AB+dBZ-dAZ)×(MZ/AB)(膨脹/收縮)+(dDZ-dAZ)×(MY/AD)(傾斜分量)
+(dAZ-dBZ+dCZ-dDZ)×(MY/AD)×(MZ/AB)(梯形分量)圖21是一張解釋圖，對理解MY’的梯形分量是有用的。這個梯形分量代表圖21所示的區(qū)域227的梯形改進對點M的位置偏差的影響程度。以與梯形分量類似的方式，還可以說明膨脹與收縮分量和傾斜分量。
CT校正4-點校正之后如此確定的點M的位置數(shù)據(jù)(MY’,MZ’)進一步利用CT校正值實施校正。
為了進行計算，按如下公式確定在CT上位置檢測標記的數(shù)量(圖20情況下的點E和G)。
nh=INT((MY′-hCT1Y)/9.6)nv=INT((MZ′-hCT1Z)/9.6)這里9.6表示在CT上相鄰位置檢測標記之間的距離，而INT(…)是意味著省去小數(shù)部分的函數(shù)。
下面，通過如下的比例分配確定點M的校正值。
ΔhCTY=ΔhCTiY+(MY′-hCTiY)/9.6×(ΔhCT(i+1)Y-ΔhCTiY)ΔhCTZ=ΔhCTiZ+(MY′-hCTiY)/9.6×(ΔhCT(i+1)Z-ΔhCTiZ)ΔvCTY=ΔvCTiY+(MZ′-vCTiZ)/9.6×(ΔvCT(i+1)Y-ΔvCTiY)ΔvCTZ=ΔvCTiZ+(MZ′-vCTiZ)/9.6×(ΔvCT(i+1)Z-ΔvCTiZ)圖22是一張解釋圖，對理解關(guān)于以上四個公式的ΔhCTY的一種運算方法是有用的。
下面，確定在點M最終校正之后的移動位置數(shù)據(jù)(MY”,MZ”)，移動位置數(shù)據(jù)(MY”,MZ”)表示當銷插入拔出操作頭移動到由移動位置數(shù)據(jù)代表的坐標點時，點M的交叉點孔存在于該處。
MY″=MY′+ΔhCTY+ΔvCTY-ΔLY+ΔhYMZ″=MZ′+ΔhCTZ+ΔvCTZ-ΔLZ+Δhz
這里(ΔLY,ΔLZ)表示用于位于橫向CT 222和縱向CT 223交叉處的位置檢測標記L的CT校正值，如圖20中所示，而(ΔhY,Δhz)表示圖7所示的傳感器塊302與銷插入拔出操作頭301之間的執(zhí)行偏移值。
在連接銷插入圖20所示的點M的交叉點孔的情況下，把點A選擇為原點，并且把圖7所示的銷插入拔出操作頭301移動到由移動位置數(shù)據(jù)(MY”,MZ”)代表的位置，從而銷插入拔出操作頭301能以高精度移動到交叉點孔的位置。
表2表示具體數(shù)據(jù)，這里A、B、…為與圖20中相同的標號。
表2
點M離開點A的相對坐標。
其他點ROBOT坐標(例如，給出圖8中的原點224作為基準)首先，參照測量值(35,33)把銷插入拔出操作頭移動到基準點A的一個測量值(35,33)的位置，并且然后初始化由4-分度傳感器對原點A的檢測，從而把銷插入拔出操作頭適當?shù)刂糜谠cA處。要把連接銷插入其中的交叉點孔(點M)的設(shè)計值(MY,MZ)表示為(MY,MZ)=(40,40)首先進行4-分度校正。
MY′=dAY+(AD+dDY-dAY)×(MY/AD)+(dBY-dAY)×(MZ/AB)+(dAY-dBY+dCY-dDY)×(MY/AD)×(MZ/AB)=1+(70+3+1)×40/70+1×40/70+(-1-3)×40×40/70/70=-1+42.28+0.57-1.31=40.54MZ′=dAZ+(AB+dBZ-dAZ)×(MZ/AB)+(dDZ-dAZ)×(MY/AD)+(dAZ-dBZ+dCZ-dDZ)×(MY/AD)×(MZ/AB)=40.0然后，對通過4-點校正如此得到的改進值(MY’,MZ’)進一步由CT校正。
ΔhMY=ΔhGY+(MY′-hGY)/CT孔間距×(ΔhHY-ΔhGY)=21.5+(40.54-35)/9.6×(22.5-21.5)=22.08ΔhMZ=ΔhGZ+(MY′-hGY)/CT孔間距×(ΔhHZ-ΔhGZ)=15ΔvMY=ΔvEY+(MZ′-vEZ)/
CT孔間距×(ΔvFY-ΔvEY)=6.5+(40-35)/9.6×(7.5-6.5)=7.02ΔvMZ=ΔvEZ+(MZ′-vEZ)/CT孔間距×(ΔvFZ-ΔvEZ)=6.5+(40-35)/9.6×(7.5-6.5)=7.02確定點M的再校正值(MY”、MZ”)。
MY″=MY′+ΔhMY+ΔvMY-ΔLY=40.54+22.08+7.02-15=54.64MZ″=MZ′+ΔhMZ+ΔvMZ-ΔLZ=40+15+7.02-15減去基準點A的校正值(5,3)以確定相對位移。
相對位移(54.64,47.02)-(5,3)=(49.64,44.02)位于基準點A位置處的銷插入拔出操作頭移動相對位移，以把連接銷插入有關(guān)的交叉點孔中。
根據(jù)本發(fā)明，首先執(zhí)行4-點校正。然而，也可以首先執(zhí)行CT校正。在要校正的誤差的主要原因用4-點校正和CT校正將僅有稍許差別、因而只進行一種誤差校正就足夠了的情況下，還可以只進行4-點校正和CT校正的任一種。
如上所述，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)一種自動布線連接設(shè)備，該設(shè)備能夠在安裝之后按要求再進行校正，而且對矩陣板上交叉點孔的集成度具有較小的不利影響，并且以高精度進行定位，以便可靠地進行連接銷的插入和拔出。
盡管參照具體說明的實施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些實施例，而是由附屬的權(quán)利要求書限定的。不難理解的是，熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員能改變或改進諸實施例，而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1．一種自動布線連接設(shè)備，包括一塊矩陣板，其中多個交叉點孔以預(yù)定排列間距排列在一個兩維基底上，用來根據(jù)連接銷相對于多個交叉點孔的插入和拔出形成信號通路；一個銷插入拔出操作頭，用于相對于所述矩陣板的多個交叉點孔插入和拔出連接銷；及一個銷插入和拔出自動裝置，帶有一個操作頭移動機構(gòu)，該機構(gòu)用來沿所述矩陣板的一個表面在兩維基底上移動所述銷插入拔出操作頭；其中所述矩陣板帶有刻度軌跡，在這種刻度軌跡中在兩個相互交叉方向的每個上排列有多個位置檢測標記，及所述銷插入和拔出自動裝置帶有一個傳感器和一個位置運算單元，該傳感器適用于與所述銷插入拔出操作頭整體地一起運動以檢測位置檢測標記，該位置運算單元用來根據(jù)為位置檢測標記設(shè)計的位置數(shù)據(jù)、和當所述傳感器檢測位置檢測標記時代表由所述操作頭移動機構(gòu)移動的所述銷插入拔出操作頭的位置的附加位置數(shù)據(jù)，確定用來把所述銷插入拔出操作頭移動到所需要的交叉點孔的位置數(shù)據(jù)。
2．一種自動布線連接設(shè)備，包括一塊矩陣板，其中多個交叉點孔以預(yù)定排列間距排列在一個兩維基底上，用來根據(jù)連接銷相對于多個交叉點孔的插入和拔出形成信號通路；一個銷插入拔出操作頭，用于相對于所述矩陣板的多個交叉點孔插入和拔出連接銷；及一個銷插入和拔出自動裝置，帶有一個操作頭移動機構(gòu)，該機構(gòu)用來沿所述矩陣板的一個表面在兩維基底上移動所述銷插入拔出操作頭；其中所述矩陣板在交叉點孔的排列中帶有用中斷彼此隔開的多個區(qū)域，并且?guī)в性诙鄠€區(qū)域的每個上用至少4個點圍繞的位置處排列的多個位置檢測標記，及所述銷插入和拔出自動裝置帶有一個傳感器和一個位置運算單元，該傳感器適用于與所述銷插入拔出操作頭整體地一起運動以檢測位置檢測標記，該位置運算單元用來根據(jù)為位置檢測標記設(shè)計的位置數(shù)據(jù)、和當所述傳感器檢測不少于4點的位置檢測標記時代表由所述操作頭移動機構(gòu)移動的所述銷插入拔出操作頭的位置的附加位置數(shù)據(jù)，確定用來把所述銷插入拔出操作頭移動到所需要的交叉點孔的位置數(shù)據(jù)，在所述矩陣板上諸位置檢測標記不少于4點圍繞著包括所需要的交叉點孔的一個區(qū)域。
3．一種自動布線連接設(shè)備，包括一塊矩陣板，其中多個交叉點孔以預(yù)定排列間距排列在一個兩維基底上，用來根據(jù)連接銷相對于多個交叉點孔的插入和拔出形成信號通路；一個銷插入拔出操作頭，用于相對于所述矩陣板的多個交叉點孔插入和拔出連接銷；及一個銷插入和拔出自動裝置，帶有一個操作頭移動機構(gòu)，該機構(gòu)用來沿所述矩陣板的一個表面在兩維基底上移動所述銷插入拔出操作頭；其所述矩陣板在交叉點孔的排列中帶有用中斷彼此隔開的多個區(qū)域，所述矩陣板帶有一種其中在兩個相互交叉方向的每個上排列有多個位置檢測標記的刻度軌跡，并且?guī)в性诙鄠€區(qū)域的每個上用至少4個點圍繞的位置處排列的多個位置檢測標記，及所述銷插入和拔出自動裝置帶有一個傳感器和一個位置運算單元，該傳感器適用于與所述銷插入拔出操作頭整體地一起運動以檢測位置檢測標記，該位置運算單元用來根據(jù)為位置檢測標記設(shè)計的位置數(shù)據(jù)、和當所述傳感器檢測位置檢測標記時代表由所述操作頭移動機構(gòu)移動的所述銷插入拔出操作頭的位置的附加位置數(shù)據(jù)，此外還根據(jù)為位置檢測標記設(shè)計的位置數(shù)據(jù)、和當所述傳感器檢測不少于4點的位置檢測標記時代表由所述操作頭移動機構(gòu)移動所述銷插入拔出操作頭的位置的附加位置數(shù)據(jù)，確定用來把所述銷插入拔出操作頭移動到所需要的交叉點孔的位置數(shù)據(jù)，在所述矩陣板上諸位置檢測標記不少于4點圍繞著包括希望交叉點孔的一個區(qū)域。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動布線連接設(shè)備，其特征在于在所述矩陣板上組成所述刻度的多個位置檢測標記的一部分，用作在多個區(qū)域的每個上用至少4點圍繞的位置處排列的多個位置檢測標記的一部分。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動布線連接設(shè)備，其特征在于所述矩陣板在兩個方向的每個上帶有所述刻度軌跡。
6．根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動布線連接設(shè)備，其特征在于所述矩陣板在兩個方向的每個上帶有所述刻度軌跡。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動布線連接設(shè)備，其特征在于所述多個位置檢測標記的每個包括一個設(shè)置在中心的孔和一個圍繞著該孔的凸臺。
8．根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動布線連接設(shè)備，其中所述多個位置檢測標記的每個包括一個設(shè)置在中心的孔和一個圍繞著該孔的凸臺。
9．根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動布線連接設(shè)備，其特征在于所述多個位置檢測標記的每個包括一個特征在于在中心的孔和一個圍繞著該孔的凸臺。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動布線連接設(shè)備，其特征在于所述傳感器是一個4-分度傳感器。
11．根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動布線連接設(shè)備，其特征在于所述傳感器是一個4-分度傳感器。
12．根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動布線連接設(shè)備，其特征在于所述傳感器是一個4-分度傳感器。
13．一種自動布線連接設(shè)備，包括一塊矩陣板，其中多個交叉點孔以預(yù)定排列間距排列在一個兩維基底上，用來根據(jù)連接銷相對于多個交叉點孔的插入和拔出形成信號通路；一個銷插入拔出操作頭，用于相對于所述矩陣板的多個交叉點孔插入和拔出連接銷；及一個銷插入和拔出自動裝置，帶有一個操作頭移動機構(gòu)，該機構(gòu)用來沿所述矩陣板的一個表面在兩維基底上移動所述銷插入拔出操作頭；其中所述矩陣板帶有一個預(yù)定位置檢測標記和一個凸臺標記，該凸臺標記具有比位置檢測標記大的一個區(qū)域并且還具有一個楔狀外形的尖部，就位置檢測標記而論凸臺標記尖部的相對位置是已知的，所述銷插入和拔出自動裝置帶有一個傳感器和一個操作頭移動控制單元，該傳感器適用于與所述銷插入拔出操作頭整體地一起運動以檢測位置檢測標記，該操作頭移動控制單元以這樣一種方式控制所述操作頭移動機構(gòu)，從而把所述傳感器置于凸臺標記上，置于凸臺標記上的所述傳感器運動到尖部，并且移動到尖部的傳感器運動到位置檢測標記。
14．一種自動布線連接設(shè)備，包括一塊矩陣板，帶有每個打孔在凸臺上的交叉點孔，所述矩陣板帶有每個帶有一個大于交叉點孔的凸臺的位置檢測孔；及一個傳感器，用來檢測位置檢測孔，其中根據(jù)由所述傳感器檢測的位置檢測孔的位置確定交叉點孔的位置。
15．根據(jù)權(quán)利要求14所述的自動布線連接設(shè)備，其中多個所述位置檢測孔在兩個彼此交叉的方向排列，以形成一條刻度軌跡，所述設(shè)備帶有一個用來運動所述傳感器的操作頭移動機構(gòu)，所述刻度軌跡的位置檢測孔的位置在所述傳感器運動的同時由所述傳感器檢測，及所述設(shè)備帶有一個位置運算單元，該單元用來確定通過所述操作頭移動機構(gòu)根據(jù)檢測位置定位到交叉點孔的位置數(shù)據(jù)。
16．根據(jù)權(quán)利要求15所述的自動布線連接設(shè)備，其中所述位置運算單元校正所述操作頭移動機構(gòu)的機械誤差。
17．根據(jù)權(quán)利要求14所述的自動布線連接設(shè)備，其中所述交叉點孔以正方形的形式排列，以限定一個交叉點孔區(qū)域，所述位置檢測孔形成在圍繞著交叉點孔區(qū)域的位置處，所述設(shè)備帶有一個用來運動所述傳感器的操作頭移動機構(gòu)，位置檢測孔的位置在所述傳感器運動的同時由所述傳感器檢測，及所述設(shè)備帶有一個位置運算單元，該單元用來確定通過所述操作頭移動機構(gòu)根據(jù)檢測位置定位到交叉點孔的位置數(shù)據(jù)。
18．根據(jù)權(quán)利要求14所述的自動布線連接設(shè)備，其中所述位置運算單元校正所述操作頭移動機構(gòu)相對于交叉點區(qū)域的傾斜。
全文摘要
在一種自動布線連接設(shè)備中,位置檢測標記221、231分別置于矩陣板220、230上,如圖8中所示。根據(jù)位置檢測標記221、231的設(shè)計值與測量值之差,校正在作為交叉點孔組的區(qū)域22文檔編號H04Q1/14GK1219080SQ9811665
公開日1999年6月9日 申請日期1998年7月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月2日
發(fā)明者江尻革, 渡邊一郎, 丸山次人 申請人:富士通株式會社