JP2006505936A - 位置決め装置の少なくとも２つの要素を動かす方法、及び、かかる位置決め装置 - Google Patents

Abstract

少なくとも２つの要素を、所定の方向及びその反対の方向に動かす方法及び位置決め装置であって、第２の要素は、第１の要素を用いて同時に動かされる。第１の要素は所定の方向に動かされるが、第２の要素は、所定の方向に対して反対の方向に第１の要素に対して動かされ、その逆もいえる。

Description

本発明は、位置決め装置の少なくとも２つの要素を、所定の方向及びその反対の方向に動かす方法に係り、第２の要素は第１の要素を用いて動かされる。

本発明はまた、かかる方法を実行するのに好適な位置決め装置に係る。

国際公開第９７／３８５６７号パンフレット（特許文献１）より既知のかかる方法及び位置決め装置では、第１の要素を形成するアームは、Ｙ方向及びその反対方向で可動である。アームには第２の要素を形成するスライドが取り付けられ、そのスライドは、アームがＹ方向に動かされる際に、アームに沿って動かされる。既知の装置では、スライドも、参照符号Ｘで示す所定の方向に対して横断して延びる横断方向に可動である。

スライドは、構成部品位置決め要素を有し、それによって構成部品は、ピックアップ・プレートからピックアップされ得、続いて基板上の所望の位置に位置決めされ得る。このために、アーム、スライド、及び構成部品位置決め要素は、Ｙ方向及びＸ方向に共通して動かされるか、又はＹ方向及びＸ方向に対して反対の方向に動かされる。ピックアップ位置及び基板上の所望の位置の近くで、構成部品ピックアップ要素は、構成部品を夫々ピックアップ及び位置決めできるよう、一時的に停止されるべきである。構成部品のピックアップ及び位置決めを比較的速く行なうことを可能にするよう、比較的重いアーム及び構成部品位置決め要素は、ピックアップ位置と基板上の所望の位置との間を、可能な限り速く動かされるべきであり、それが比較的大きな加速力及び減速力に繋がる。更に、比較的軽量な構成部品がピックアップされるか動かされる際の精度が、夫々比較的高くなければならないため、アームの駆動及び案内には厳しい要求が成される。

かかる問題は、構成部品位置決め装置にだけではなく、比較的小さな質量が速く且つ比較的大きな質量を用いて動かされる、いかなる位置決め装置にも見られる。
国際公開第９７／３８５６７号パンフレット

本発明は、少なくとも２つの要素を動かし、第２の要素は、第１の要素を用いて、比較的正確に且つ比較的速く、所望の位置に動かされうる方法を与えることを目的とする。

この目的は、第１の要素は所定の方向に動かされ、同時に第２の要素は、第１の要素に対して、所定の方向に対して反対の方向に動かされる、本発明による方法で達成される。

この手法では、例えば、第１の要素を第２の要素と共に、比較的速く所望の位置に動かすことが可能である。この操作の間、所望の位置の近くで、第２の要素は、第１の要素に対して反対の方向に動かされる。結果的に、第２の要素は、所定の方向での第１の要素の動きによって、及び、所定の方向への第１の要素の動き及びその反対の方向への第１の要素に対する第２の要素の動きによって、決定される複合の動作を受ける。第２の要素の複合の動作は、比較的小さいか若しくはゼロでさえあってもよく、第２の要素は、停止されるべき第１の要素を必要とせずとも停止されるべきであり、そのため、第１の要素上に大きな減速力がかからない。

本発明による方法の一実施例は、第１の要素が、所定の方向に、第２の要素が反対方向に動かされる距離と略等しい距離を動かされることを特徴とする。

第２の要素が動かされる結果の又は複合の距離は、略ゼロに等しい。これにより、第１の要素が動かされることが可能となるのに対して、第２の要素は停止したままである。

本発明による方法の更なる実施例は、第１の要素が、所定の方向に、第２の要素が反対方向に動かされる速度と略等しい速度で、動かされることを特徴とする。

この方法では、その結果もたらされる第２の要素が動かされる速度は、略ゼロに等しいが、第１の要素の速度は調整される必要はない。

本発明による方法の更なる実施例は、第２の要素もまた、所定の方向に対して横断して延びる横断方向に動かされることを特徴とする。

この方法では、第２の要素は、所定の方向及び横断方向に対して平行に延びる平面で動かされうる。

本発明による方法の更なる実施例は、第２の要素は、第２の要素に対して所定の方向に対して横断して延びる位置決め方向に動かされる、構成部品位置決め要素を有することを特徴とする。

構成部品位置決め要素を用いることで、構成部品が、正確に且つ速く、位置決め装置を用いて所望の位置まで動かされることが可能である。

本発明による方法の更なる実施例は、第２の要素が、画像が生成される撮像装置を有することを特徴とする。

撮像装置を用いて、第２の要素が動かされるべき所望の位置の画像を生成することが可能であり、このアクションは望ましくは、第２の要素が動かされている間に行われる。これによって、第２の要素が第１の要素に対して駆動されることが可能であるため、第２の要素が所望の位置の近くに正確に動かされる。

本発明はまた、既知の装置の不利点を避ける位置決め装置に基づく。

従って、本発明による位置決め装置は、少なくとも２つの要素を有する。２つの要素は、所定の方向及びその反対の方向に可動であり、第２の要素は第１の要素を活用して可動であり、更に第１の要素及び第２の要素とも、互いに対して、所定の方向及びその反対方向に可動である。

この方法で、第２の要素を反対の方向に動かすことにより、第１の要素が例えば等速で動かされる間、第２の要素が停止されることが可能となる。このアクションによって停止される第２の要素の質量は比較的小さくてよいため、比較的小さな加速力が発生する。

本発明は、図面を参照して更に説明される。

図中、同様の要素は、同様の参照符号を付される。

図１は、本発明による構成部品位置決め装置１を示し、構成部品位置決め装置１は、基板３が矢印Ｐ_１で示す方向又はその反対の方向に動かされ得るところの上方に、細長いフレーム２を有する。矢印Ｐ_１が示す方向は、Ｘ方向に対して平行に延びる。構成部品位置決め装置１は、更に、互いに対して平行で、且つ、Ｘ方向に対して横断方向であるＹ方向に延びる２つのガイド・レール４及びガイド・レール５を有する。ガイド・レール４及び５は、フレーム２の上方に位置付けられる。ガイド・レール４及び５の間にはアーム６があり、その両端はガイド７及びガイド８（＝第１の要素）を有し、それらによってアーム６は、ガイド・レール４及び５の上方の支持面上で摺動的に支持される。ガイド７及び８は夫々モータを有し、それによってガイド７及び８は、夫々ガイド・レール４上で、矢印Ｐ_２又は矢印Ｐ_３で示す方向及びその反対の方向に可動である。ガイド９は、モータを用いて、アーム６上で、矢印Ｐ_４で示すＸ方向及びその反対の方向に可動である。ガイド９は、図１中は、ガイド９及びアーム６によって隠されている、少なくとも１つの構成部品位置決め装置を有する。構成部品位置決め装置１は更に、ガイド・レール４及び５の間のフレーム２の両側に配置された、複数の構成部品供給装置１０を有する。

上述された構成部品位置決め装置自体は、例えば、冒頭の段落で言及した国際公開第９７／３８５６７号パンフレットより、既知である。このため、構成部品位置決め装置１の操作は、簡潔にのみ説明されるであろう。基板３は、フレーム２上を矢印Ｐ_１で示す方向に徐々に動かされ、構成部品は、構成部品位置決め要素を用いてガイド・レール４及び５の間の領域で基板３上に位置決めされる。このため、ガイド９はアーム６上を動かされ、同時にガイド７及び８はガイド・レール４及び５上を動かされるので、所望の構成部品は、構成部品位置決め要素を用いて構成部品供給装置１０からピックアップされ得る。続いて、構成部品位置決め要素は、ガイド７及び８を介して基板３の上方の所望の位置に運ばれ、その後構成部品は、構成部品位置決め要素を用いて、基板上の所望の位置にＺ方向で置かれる。

置かれるべき構成部品の質量は、しばしば１グラム以下である。ガイド７及び８、アーム６及びガイド９の総質量は、例えば６５ｋｇ乃至８０ｋｇである。例えばＹ方向での動作中は、この全体質量、構成部品供給装置１０と基板３上の所望の位置との間を、常に前後に動かされるべきである。タイム・ユニット毎に比較的多くの構成部品を位置付けられるよう、アーム６は比較的速く前後に動かされるべきである。また、アーム６をすばやく停止させ、また、再度動かすことが可能であるべきである。位置決めされるべき構成部品の重量と比較して重いアームの結果として、比較的大きい加速力及び減速力がこのアクション中に現れる。更に、所望の位置決めの精度を達成するためにはまず抑制されるべき振動がこのアクション中に発生し、これに余計な時間がかかる。

かかる加速力及び減速力、及び振動は、本発明による位置決め装置には発生しない。本発明による位置決め装置は、図２及び図３を参照して更に説明されるであろう。

これらの図２及び図３で図式的に示される位置決め装置１１には、矢印Ｐ_２で示すＹ方向及びその反対方向で、ガイド・レール４上を可動である、ガイド７が含まれる。明確にするため、アーム６及びガイド９は、位置決め装置１１では省略されており、構成部品位置決め要素１２を支持するガイド１３（＝第２の要素）は、ガイド７に結合するガイド・レール１４上を直接動かされ得る。ガイド・レール１４は、ガイド・レール４に平行に延びる。ガイド１３は、矢印Ｐ_５で示すＹ方向及びその反対方向に動かされ得る。矢印Ｐ_５で示す方向は、矢印Ｐ_２で示す方向に対して平行に延びる。

図２中の状態では、構成部品１５は既に、構成部品位置決め要素１２を用いて構成部品供給装置１０より供給されている。構成部品１５は、基板３上の所望の位置に置かれるべきである。

このため、結合されたガイド１３と共にガイド７は、比較的速い速度で、矢印Ｐ_２で示す方向に動かされる。構成部品位置決め要素１２が、基板３上の所望の位置に近づくとすぐに、ガイド１３は、レギュレータを用いて矢印Ｐ_２で示す方向とは反対の、矢印Ｐ_５で示す方向に動かされる。矢印Ｐ_５で示す方向でのガイド１３の位置決めが調整され、構成部品１５は、基板３上の所望の位置の上方で基板３に対して固定され、基板３上に置かれる。比較的軽量なガイド１３の速度と動作のみは、基板３上の所望の位置の近くで調整される必要があるため、結果として生じる加速力及び減速力は比較的小さい。そのため、構成部品１５は比較的高い精度で基板３上に位置決めされ得、ガイド７及びガイド１３の全部分が矢印Ｐ_２で示す方向に動かされるスピードは比較的早くなり得る。更に、ガイド７及び１３の部分は、常に動き続けることが可能であるため、付随する加速力／減速力及び振動は発現されない。

図３は、構成部品１５が構成部品供給装置１０からピックアップされている際の、図２中に示す位置決め装置１１を示す。まずガイド７は、基板３の上方の位置から、構成部品供給装置１０の上方に位置付けられた位置まで、矢印Ｐ_２に対して反対の方向に動かされるべきである。続いて、ガイド７は、基板３の上方に位置付けられた位置まで、矢印Ｐ_２で示す方向で再度動かされる。このガイド７の往復動作は、矢印Ｐ_６で示される。比較的大きい加速力及び減速力及び振動を避けるよう、ガイド１３は、構成要素供給装置１０の近くで、ガイド・レール１４上を矢印Ｐ７で示す方向に動かされ、構成部品位置決め要素１２の重畳動作は、構成部品位置決め要素１２が、構成部品供給装置１０から構成部品１５をピックアップできるよう、構成要素供給装置１０の上方の所望の位置で一瞬間停止するようにされる。ガイド７は、ピックアップ中は比較的ゆっくりと減速し、動作の方向を変えられるよう再度加速され得るため、比較的小さな減速力及び加速力がある。比較的軽量なガイド１３は、その比較的軽い重量のため、比較的大きな減速及び加速を受けることができ、比較的小さな減速力及び加速力が生じる。

本発明による位置決め装置１１が、図１中の構成部品位置決め装置１に使用される場合、ガイド・レール１４は、例えばフレーム２に対向するアーム６の一側上でガイド９に結合され得る。図１は、参照符号１４’を有するガイド・レール１４の線図を与える。

ガイド７は、秒速２メートルの速さで動かされることが可能であり、ピックアップ及び構成部品位置決めに必要とされる時間は例えば１００ミリ秒である。ガイド・レール１４の長さは、ガイド１３の十分な動きを可能にするには、約２００ｍｍであるべきである。

また、比較的軽量なガイド１３を、比較的重いガイドに対して反対の方向であるＹ及びＸ方向で有することも可能である。

あるいは、ガイド９に第２のガイド・レール１４’’を具備させることも可能であり、それによって第２の構成部品位置決め要素１２が動かされ得る。この手法では、同時に又は連続して、２つの構成部品を構成部品供給装置１０からピックアップし、続いてそれらを同時に又は連続して、基板３上に位置決めすることが可能である。

あるいは、ガイド１３に、位置決め要素１２だけではなく、カメラ（１６）も具備させることも可能であり、それによって、構成部品１５を夫々ピックアップし位置決めする以前に、構成部品供給装置１０上のピックアップ位置を、基板３上の所望の位置決め位置と共に、観察することができる。カメラ（１６）によって読み取られた画像に基づき、ガイド・レール１４に対するガイド１３の正確な駆動が実現され得る。

また、カメラは、別個のガイド・レール１４上を動くことができる別個のスライド１３上に取り付けられることも可能である。

構成部品位置決め要素１２は、例えば、Ｘ及びＹ方向に対して横断して延びるＺ方向又はその反対方向で、ガイド１３に対して動かされることが可能である、ピックアップ管を有する。

本発明による位置決め装置を有する、構成部品位置決め装置の平面図である。 本発明による位置決め装置の図表示であり、図中、第２の要素は所望の位置の近くに位置付けられる。 第２の要素がピックアップ位置の近くに位置付けられる、図２中の位置決め装置を示す。

Claims (10)

1. 位置決め装置の少なくとも２つの要素を、所定の方向及びその反対の方向に動かし、第１の要素を用いて第２の要素が動かされる方法であって、
   前記第１の要素が前記所定の方向に動かされるのと同時に、前記第２の要素が、前記所定の方向に対して反対の方向に前記第１の要素に対して動かされることを特徴とする、方法。
2. 前記第１の要素は、前記第２の要素が前記反対の方向に動かされる距離と略等しい距離を、前記所定の方向に動かされることを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 前記第１の要素は、前記第２の要素が前記反対の方向に動かされる速度と略等しい速度で、前記所定の方向に動かされることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
4. 前記第２の要素は、また、前記所定の方向に対して横断して延びる横断方向に動かされることを特徴とする、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の方法。
5. 前記第２の要素は、前記所定の方向に対して横断して延びる位置決めの方向で前記第２の要素に対して動かされる、構成部品位置決め要素を有することを特徴とする、請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の方法。
6. 前記第２の要素は、画像を生成し得る画像センサを有することを特徴とする、請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の方法。
7. 所定の方向及びその反対の方向に動かされ得る２つの可動な要素を有し、
   第１の要素を用いて第２の要素が動かされる、
   請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の方法を実行するのに好適な位置決め装置であって、
   前記第１の要素及び前記第２の要素は、前記所定の方向及びその反対の方向に互いに対して動かされ得ることを特徴とする、装置。
8. 前記第２の要素は、前記所定の方向に対して横断して延びる横断方向に動かされ得ることを特徴とする、請求項７記載の位置決め装置。
9. 前記第２の要素は、前記所定の方向に対して横断して延びる位置決めの方向で前記第２の要素に対して動かされ得る、構成部品位置決め要素を有することを特徴とする、請求項７又は８記載の位置決め装置。
10. 前記第２の要素は、画像センサを有することを特徴とする、請求項７乃至９のうちいずれか一項記載の位置決め装置。
    

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