JP6678596B2 - ポンプとモーターを持つピックアンドプレースヘッド - Google Patents

Description

本出願は２０１４年２月７日出願の名称「表面実装ピック・アンド・プレースヘッドのための真空と空気圧供給」のＵＳ暫定特許出願Ｎｏ．６１／９３７，１８２の優先権主張出願であり、その暫定出願は本出願に矛盾しない範囲で引用され含まれている。さらに、本出願は２０１４年１２月１２日出願の名称「フレキシブルな組み立て機械、システムと方法」のＵＳ特許出願Ｎｏ．１４／４０７，６２１の部分継続であって、これもまた本出願に矛盾しない範囲で引用され含まれている。

ここでの主題は一般に言うピック・アンド・プレースヘッドに関するものである。より詳細に言うならば、本発明はプリント基板やその他の回路基板の電子組み立てにおいて用いられるピック・アンド・プレース装置上の真空とエアキスの創出に関するものである。

現在最先端のエレクトロニクス組立装置用の真空とエアキスを創出するいくつかの異なる方法がある。第一の方法では、中央式の真空ポンプが電子機器組立装置のベースに配置される。この中央式の真空ポンプは真空を作成するように構成され、複数のプレースメント用ヘッドにフレキシブルホースで接続されている。このプレースメント用ヘッドは静止していて、動いているプリント回路基板や基材上に位置取りできるようにするか、プレースメント用ヘッドを可動にすることができる。その可動のプレースメント用ヘッドは静止したプリント回路基板上のＸ方向とＹ方向に移動するよう構成可能である。各プレースメント用ヘッドにおいて、この真空ポンプは複数のスピンドルアセンブリに接続され、そのスピンドルアセンブリはＺ方向に移動し、垂直軸の周りをスピンドルアセンブリの先端のノズルがフィーダーから電子部品をピックアップできるまで回転し、プリント回路基板上にコンポーネントがプレースされるまでコンポーネントを保持する。パーツを迅速にプレースできるように、ノズル、スピンドルアセンブリとプレースメント用ヘッドは工場圧縮空気システムまたは電子組立装置のベース内のコンプレッサーに続くフレキシブルホースに接続される。

上記に説明したシステムのバリエーション形は、プレースメント用ヘッドに圧縮空気のホースをつなぐだけで、その後は、一乃至それ以上のベンチュリーを使って圧縮空気で真空が作成される。この場合、たった一つのフレキシブルホースをプレースメント用ヘッドに接続する必要があるだけである。

中央真空ポンプの場合、ポンプは、複数のスピンドルが大気に開いているとき真空を維持できる必要がある。それはスピンドルが部品をピックすることに失敗したか、あるいはコンポーネントをピックアップしたとしても部分的にしかノズルを通る空気の流れを閉じない場合も必要である。この理由から各複数のスピンドルを備えた複数のヘッドに真空を提供する真空ポンプは、部品が正しくピックアップされず一つまたは複数のノズルからの空気の漏れがある状況に備えるため、かなり過剰に計画する必要がある。

また、ベンチュリーを使用してプレースメントヘッド上に真空を作成する欠点は、真空を作成する際に、大量の空気を使用することである。これは大型コンプレッサーの必要性を作り出し、それが今度は圧縮空気を提供するための電気とメンテナンスを必要とする。エネルギー消費量とコストを削減するために、現在電子組立工場で圧縮空気の消費を最小限に抑えるための努力に焦点があてられている。

最先端のシステムの別の欠点は、高速移動配置ヘッドに一つまたは複数のフレキシブルホースを接続する必要があることである。

したがって、フィーダーシステムの配置場所が予め定められることなく、カスタマイズと段階的に拡張することができる組立装置、システム、及びその使用法が現在ではよく受け入れられている。

第一の局面によると、分配ヘッドは、モーターと、モーターに動作可能なように接続され当該モーターによってパワーを供給される空気ポンプと、前記空気ポンプに接続された第１のスピンドルとを備え、前記空気ポンプは第一スピンドルの中へ空気流を作り出す分配ヘッド。

第二の局面によると、分配ヘッドの中に空気流創出をする方法であって、第一スピンドルを持つ分配ヘッドを持っている組立装置を準備し、前記分配ヘッドの中に配置された空気ポンプによって、前記第一スピンドル内に空気流創出をする方法。

第三の局面によると、組立装置システムであって、連続した周回軌道と、前記連続した周回軌道に取り付けられ前記連続した周回軌道に沿って回転するように構成された分配ヘッドとを備え、前記分配ヘッドはモーターと、第一スピンドルと、空気ポンプとを備え、該第１の空気ポンプは前記モーターに作動可能なように接続されパワーを供給されていて、前記第一スピンドルの中に空気流を創出する組立装置システム

本発明の一部の実施形態を以下の図で詳細に説明する。このなかで、同じような名称は同じような構成部材を示す。
図１は一つの実施形態における組立装置の概略平面図を示している。 図２は、一実施形態における図１の組立装置のコンポーネントとモジュールの分解部品図を示している。 図３は一つの実施形態における別の組立装置の概略平面図を示している。 図４は一つの実施形態における別の組立装置の概略平面図を表している。 図５は一つの実施形態における別の組立装置の概略平面図を表している。 図６は一つの実施形態における別の組立装置の概略平面図を示している。 図７は一つの実施形態における別の組立装置の概略平面図を示している。 図８は一つの実施形態における図１の組立装置の軌道に取り付けられている分配ヘッドの側断面図を示している。 図９Ａは一つの実施形態における分配ヘッドの位置計測システムの正面図を示している。 図９Ｂは一つの実施形態における図９Ａの分配ヘッドの位置計測システムの側面図を示している。 図１０は一つの実施形態における分配ヘッドに圧縮空気を提供するために構成された軌道上の圧縮空気弁システムを示している。 図１１は 一つの実施形態による制御システムを示している。 図１２は一つの実施形態による分配ヘッドを示している。 図１３は別の実施形態による別の分配ヘッドを示している。 図１４Ａはまた別の実施の形態による別の分配ヘッドを示している 図１４Ｂは一実施形態における図１４Ａの分配ヘッドのポンプの側面図を示している。

以下に記載されている開示された装置および方法の実施形態の詳細な説明は、例示として記載されていて、図の参照されるものに制限されるものではない。

図１には、一実施形態による組立装置１０の模式図を表示する。図に示す組立装置１０は、回路基板を組み立てるために構成されたピックアンドプレースマシンである。ただし、本開示は他のタイプの組立装置、例えば玩具組立、工具組立、器具組立、溶接、接着剤塗付そのような他のタイプに適用可能である。組立装置１０は、デバイスや装置あるいは所定の場所にプレースされる必要がある部品、その他の仕上げ作業が必要な未完成品を組み立てる構成とすることができる。ここで「未完成品」とは組立装置１０または以下に述べる組立装置１００、２００、３００、４００、５００に入る時点で未完成品である製品を言う。ただし、組立装置１０、１００、２００、３００、４００、５００によって「未完成品」が完成品になる可能性があることは理解されなければならない。代わりに、組立装置１０、１００、２００、３００、４００、５００、によっては「未完成品」が決して完成品にならない場合もある。それはさらなる完成ステップ（示されていない）が必要とされる場合である。

組立装置１０には２つのプレースメントモジュール１２ａ、１２ｂ、４つのフィーダーモジュール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、および７つの分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇが含まれている。分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは回路基板１８ａ，１８ｂ上にコンポーネント部品をピッキングし、プレースするためのピックアンドプレースヘッドである。分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは、また検査や接着剤の施工や工具の溶接のような機能を持っていてもよい。あるいは分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇはそのほかの工具や玩具や器具やそれに類するもののための部品をピックアップするために構成されていてもよい。同様に、フィーダーモジュール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは回路基板部品を供給するモジュールでありうる。各フィーダーモジュール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄはお互いに隣接して配置された複数のフィーダーを備える。各フィーダーモジュール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは接着剤あるいは溶接材を分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇに供給でき。プレースメントモジュール１２ａ、１２ｂは回路基板１８ａ，１８ｂあるいは組立のためのどんな未完成品でも受け取ることができる。

組立装置１０には連続的なループ、回路、リング、サークルなどで構成される軌道２２が含まれる。軌道２２は分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇが軌道２２に沿って単一方向に回転するように構成されるように連続した回路になっている。たとえば、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇのすべてが、軌道２２に沿って時計回りに回転する。逆に分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇのすべてが、軌道２２に沿って反時計回りに回転してもよい。分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは軌道２２に沿って移動するときに、フィーダーモジュール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにストアーされた部品をピックアップするように構成されている。分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇはその後、第一のプレースメントモジュール１２ａまたは第二のプレースメントモジュール１２ｂのいずれかに置かれている未完成品又は回路基板１８ａ，１８ｂの上に部品（コンポーネント）をプレースするように構成されている。プレーすした後分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは軌道２２に沿って回転を続けフィーダーモジュール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄからさらに部品をピックアップし、それらをプレースメントモジュール１２ａ、１２ｂに置かれている未完成品又は回路基板１８ａ，１８ｂの上にプレースすることができる。

示されている実施形態では、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは時計方向Ｄに軌道２２の周りをまわるように構成されている。フィーダーモジュール１４ａ、１４ｂはプレースメントモジュール１２ｂ内の未完成品あるいは回路基板１８ｂの上にプレースするため、部品を分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇに供給するように構成されている。言い換えればフィーダーモジュールはそのすぐ横で移動するプレースメントモジュールのために部品をス保持している。この場合、フィーダーモジュール１４ｃ、１４ｄはプレースメントモジュール１２ａの中の未完成品あるいは回路基板１８ａの上にプレースするための分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇに部品を供給するように構成されている。言い換えれば軌道においてプレースメントモジュール１２ａの前方に位置するフィーダーモジュール１４ｃ、１４ｄは未完成品あるいは回路基板１８ａ上の組立物のための高速移動部品の全部あるいは大半を保持している。しかし、めったに使わない部品は可能性として、軌道の他の部分にあるフィーダーモジュール１４ａ、１４ｂから来ることも有り得る。このように、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇはフィーダーモジュール１４ａ、１４ｂの中の部品をピックアップし、第一のプレースメントモジュール１２ｂをスキップし、その代わりに後のプレースメントモジュール１２ａに置かれた未完成品あるいは回路基板１８ａの中にピックアップした部品をプレースするようにプログラムされている。ある実施態様においては、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇが軌道２２の周りを回転するごとに一つの部品をピックアップするように構成されている。他の実施態様においては、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇが回転するごとに二つあるいはそれ以上の部品をピックアップするように構成されている。

分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは軌道２２に沿って高速で回転するように構成されている。例えば、一実施態様において、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは軌道に沿って５ｍ／ｓの速度で動くことが出来る。他の実施態様においては分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇの速度は、より速い場合も遅い場合もありうる。さらに、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは実施態様で示されるより多い場合も少ない場合もある。組立て装置１０において分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇが多いと、組立て装置１０は未完成品又は回路基板１８ａ，１８ｂ上により速く部品を置くことができる。多数の分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇを使うことにより、組立中の各未完成品又は回路基板１８ａ，１８ｂ上に常に分配ヘッドが配置されることが確実になり、もって、組立て装置１０のアウトプットが最大になるのを助けることになる。追加の分配ヘッドを増やすと、分配ヘッドが多すぎて、プロセスにおける最も遅いステップにおいて順番待ちや未処理や行列のようなものが発生するまでは、組立て装置１０の速度を上げることが出る。いくつかの実施態様において、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇが未完成品又は回路基板１８ａ，１８ｂ上に部品をプレースするときにそのプレーすメントプロセスが最も遅いステップであるかも知れないが、これに限られるものではない。したがって、最も遅いステップのサイクルタイムが最大数の分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇ持つ組立て装置１０の極限の最大速度を決める。組立て装置１０に追加の分配ヘッドを加えると、最大数の分配ヘッドに到達し、回転における最も遅いステップにおける順番待ちあるいはボトルネックが発生するまで、同じアウトプットを加えることが出来る。

本発明の組立て装置１０では、これらのステップが伝統的なピックアンドプレースシステムを使う装置の速度を相当に減少させることになるときでも、速度を落とさないでステップを追加できる。例えば、本システムでは、フィーダーモジュールの後ろに接着剤ステーションを追加することが出来る。伝統的な一段あるいは２段配置ヘッドマシンにおいては、ピックアップステップの後ろの接着剤ステップは装置を相当に遅くする。これに対して、本発明開示のシステムと機械は上記のような接着剤ステップを全過程のシステムの速度低下をすることなく追加できる。さらに、最大の数の分配ヘッドが配置されているときの装置で出来るところを超えてスピードを上げる必要があるならば、本開示システムでは新しいプレースメントモジュールを追加することにより、さらに速度を増しシステムの時間あたりの配置数を増すことが出来る。本発明の開示は他の制限がなければ、追加軌道部品のためのスペースによってのみ速度が制限される。

未完成品又は回路基板１８ａ，１８ｂの動きと分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇの動きによって、組立て装置１０のＸ方向とＹ方向の自由度は完全に達成できる。例えば、未完成品又は回路基板１８ａ，１８ｂは、プレースメントモジュール１２ａ，１２ｂの基板取り扱い軌道２０に沿って、Ｙ方向（実施態様で示されている左から右あるいは右から左）に動くように構成されている。分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇはＸ方向（実施態様で示されている上から下あるいは下から上）に動くように構成されている。このことは、配置エリアにある未完成品又は回路基板１８ａ，１８ｂのすべての領域に分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇがアクセスすることができることを確実にしている。一の実施態様において、未完成品又は回路基板１８ａ，１８ｂは、プレースメントの間に後戻りすることなく、一方向（例えば左から右へ）に動く必要があるだけである。他の実施態様においては、未完成品又は回路基板１８ａ，１８ｂは、プレースメントの間に最適なプレースメントを強調するために後戻りするように構成されている。

例として、未完成品又は回路基板１８ａのプレースメント工程は未完成品又は回路基板１８ａをプレースメントモジュール１２ａに置くあるいは受け取ることから始まる。このことは自動プロセスでされる。例えば、未完成品又は回路基板１８ａは、組立て装置１０の左側に置かれた未完成品又は回路基板に事前の組立工程を行う、前工程装置から来る。未完成品又は回路基板１８ａは供給側からプレースメントモジュール１２ａにロボットで置かれる。その代わりに、未完成品又は回路基板１８ａは、プレースメントモジュール１２ａに手動で置かれる。組立て装置１０の分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇはフィーダーモジュール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄから部品をピックアップし未完成品又は回路基板１８ａのリーディングサイド（図１において右サイド）に置くように構成されている。未完成品又は回路基板１８ａのリーディングサイドが満たされると、製品軌道２０に沿って右に移動する。未完成品又は回路基板１８ａが右に移動すると、ボトムからトップまで未完成品又は回路基板１８ａを横切って動く分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは未完成品又は回路基板１８ａの全表面にアクセスすることができる。この実施態様において、未完成品又は回路基板１８ａはこれがプレースメントモジュール１２ａに存在する間、右方向にのみ動く。あるいは、未完成品又は回路基板１８ａはこれが存在する間プロセス最適とするため、右左に動く。

第一と第二のプレースメントモジュール１２ａ、１２ｂは未完成品又は回路基板１８ａを移動するためのその独自の製品軌道２２を含めることが出来る。一実施態様において、第一のプレースメントモジュール１２ａに配置された部品の充足度は一部にすぎなくて、完全な回路基板１８ａに配置されるべき全体量よりは小さい。基板ハンドリングシステム８６はプレースメントモジュール１２ａとプレースメントモジュール１２ｂの間におかれる。基板ハンドリングシステム８６はそれ自身の製品軌道２０を持つ。未完成品又は回路基板１８ａは基板ハンドリングシステム８６の製品軌道２０に沿って、残りの半分の部品をその上にプレースするために、２番目の回路基板あるいは他の未完成品の方へ移動する。組立て装置１０は未完成品又は回路基板１８ａの移動プロセスが全過程を通じて自動化するよう構成されている。第一のプレースメントモジュール１２ａと同じように、未完成品又は回路基板はプレースメントモジュール第二のプレースメントモジュール１２ｂを横切って、右から左に動くし、両方向に動く。

他の実施態様において（例えば図３に示すように）、プレースメントモジュール１２ａあるいは１２ｂのような単一プレースメントモジュールは各回路基板あるいは他の製品の部品の全数を提供する。これらの実施態様では、未完成品又は回路基板あるいは他の製品はプレースメントの間、一方向にプレースメントモジュールよって供給される。例えば、分配ヘッドが回路基板あるいは他の未完成品に装着している間に、回路基板あるいは他の未完成品はプレースメントモジュールの中を、左から右に移動する。それから回路基板あるいは他の未完成品はプレースメントモジュールから反対方向（右か左）に出て行く。このように回路基板あるいは他の未完成品はそれが供給されたのと同じ場所から出される。この場合、プレースメントモジュール１２ａに積み込みシステムを備えさせ、かつプレースメントモジュールに１２ｂに積み下ろしシステムを備えさせるよりもむしろ、プレースメントモジュール１２ａ、１２ｂにそれぞれ積み込みと積み下ろしのシステムを備えさせることが好ましい。この実施態様では基板ハンドリングシステム８６は組立て装置１０を横切って未完成品又は回路基板あるいは他の製品を移動させる必要はない。

本発明に記載のシステムは、此処に描かれるように、完全に柔軟性を有しかつカスタマイズが可能であり、また拡張可能である。図２は組立て装置１０のような組立て装置の各種部品の分解図を示している。これらの部品は必要とされるアウトプット量にあわせて、顧客対応システムを作り上げるために、システムに追加されたり減らされたり利用されたりすることが出来る。図２に示されているのは、端部軌道モジュール５２、中間軌道モジュール５０、ヘッド１６、回路基板１８、フィーダーモジュール１４、工具又はノズルの交換機５４、カメラ５６、製品軌道２０およびプレースメントモジュール１２である。これらの部品の各々は、組立て装置１０あるいは後述の組立て装置１００、２００、３００、４００において対応するそれぞれの部品と同じである。端部軌道モジュール５２と中間軌道モジュール５０は各々枠９５を含んでいる。枠９５は軌道モジュール５２，５０を保持するように構成され、さらにそれらの枠と接続するように構成することができる。

端部軌道モジュール５２は枠とＵ字形の軌道を含んでいる。端部軌道モジュール５２は軌道の直線部に据付インターフェイスを含み、そこにはプレースメントモジュール１２あるいはフィーダーモジュール１４が据え付けられる。カメラその他の固定された処理ステーションもまた端部軌道モジュール５２の上に取り付けられる。同様に、中間軌道モジュール５０はその両側に軌道間を直線的に接続する部分を提供する。このモジュール５０はその両側の各々に二つの分離した直線の軌道を持っている。これらの軌道の各々はプレースメントモジュール１２あるいはフィーダーモジュール１４のための一の据付インターフェイス５３を含んでいる。端部軌道モジュールのように、カメラやその他の固定された処理ステーションは中間軌道モジュール上に取り付けられる。

プレースメントモジュール１２は端部モジュールの軌道の直線部分あるいは中間モジュールのどちらの側にも取り付けられるように出来るインターフェイスを提供する。ピックアップした部品を回路基板上にプレースするように装置が構成されている場合、このモジュールは、回路基板搬送ベルトシステム、回路基板クランプシステムおよび回路基板支持システムを含む。これらのシステムの各々は高精度のサーボ軸上に置かれる。回路基板はこのモジュールに他の回路基板移送モジュールから、あるいは回路基板装填器又は回路基板器取り出し器から入ってきてもよい。未完成品又は回路基板のベルトによって、回路基板はクランプされる位置に移動される。そこで、未完成品又は回路基板はベルト上の固定位置にクランプされ保持される。この後、回路基板支持システムが、例えばピンにより、未完成品又は回路基板を支持するように稼動する。プレースメントモジュール１２はさらに幅調節メカニズムを含んでいる。ベルト、駆動装置、支持装置、幅調節装置が含まれている全輸送部は、リニア軸受け、高精度リニア駆動機の上に載せられている。リニア駆動機は未完成品又は回路基板を動かして、配置ヘッド１６上のカメラが軌道２２に対する未完成品又は回路基板の正確な位置を確定するために、未完成品又は回路基板上のマークを映すことができるようにする。プレースメントモジュール１２における部品配置の終了で未完成品又は回路基板はそのサポートから開放されてクランプから外され、未完成品又は回路基板移送ベルトは未完成品又は回路基板をもう一つの移送ベルトにあるいはマガジン装填機／取出し機に移送する。代わりに未完成品又は回路基板は手で挿入してもよい。カメラや他の固定された処理ステーションはモジュール１２の上に搭載される。

さらに図２において、高精度プレースメントモジュール８４は高精度回路基板ハンドリング移送システム８５とともに示されている。この移送システム８５は製品軌道２０、回路基板クランプシステムおよび回路基板サポートシステム−これは軌道を左、後、右及び前に固定する４方向高精度Ｙ駆動システム８７上に搭載されることができる−を含んでいる。このことは、インラインモードとオンラインモードを提供するのみならず通過モードと一方への出入りモードを可能にする。システムを通しての未完成品又は回路基板の移送の他のモードをさらに簡単化するために、中間軌道モジュール５０に搭載された二つのプレースメントモジュール１２，８４を、中間軌道モジュール５０の中央で接続できるような寸法とすることができる。そして未完成品又は回路基板１８は、一方のプレースメントモジュールから他方のプレースメントモジュールへ中間軌道モジュール内で直接に移送される。これは後の図７で示す。

フィーダーモジュール１４は端部軌道モジュール５２あるいは中間軌道モジュール５０にプレースメントモジュール１２と同様に搭載される。フィーダーモジュール１４上に必要とされるすべての部品の供給機が搭載される。フィーダーインターフェースモジュールは配置ヘッド１６によって部品が適切にピックアップされるように供給するためのフィーダー制御を含んでいる。

さらに、フィーダーモジュール１４とプレースメントモジュール１２，８４のためのモジュールフレームの搭載インターフェースは製造中にどの軌道モジュール５０，５２に対しても容易に搭載できるように同じものとすることができる。搭載フレームの同一性は集積誤差を最小にしかつどのシステムにおいても、フィーダーモジュール１４とプレースメントモジュール１２，８４の互換性を許容する。フィーダーモジュール１４とプレースメントモジュール１２，８４は製造時には軌道２２の長さ寸法内に作られ一緒に顧客に売られる。これらの複合されたフィーダーモジュール／軌道長さとプレースメントモジュール／軌道長さは組立て装置の購入者に既存の軌道又は装置に直ちに付加できるものとして、あるいはカスタマイズされた軌道又は装置の即席の設置として供給される。しかしながら、プレースメントモジュール１２，８４はさらに配置サイクルを容易にするための、付属の工具あるいはノズル交換機５４とカメラ５６あるいは他のプロセスステーション（例えば、部品のストレイナー、フラックスディスペンサー、電気テスター他）を含んでいる。

このように、組立装置は複数のモジュール５０，５２を含み、各モジュール５０，５２は軌道２２の部分を保有している。複数のモジュール５０，５２は軌道２２のような連続した周回軌道を形成するように接続可能である。連続した周回軌道２２は、これに沿って回転し、回路基板１８の少なくとも一部の組み立てをする配置ヘッド１６を収容するように構成されている。フィーダーモジュール１４は連続した周回軌道２２の最初の長さの部分に取り付けられていて配置ヘッド１６に部品を供給する。部品は電子部品、工具のヘッド、溶接材、接着剤あるいは配置ヘッド１６にフィーダーモジュール１４から供給される他の何かである。プレースメントモジュール１２，８４は連続した周回軌道２２の二番目の長さの部分に取り付けられていて、未完成品あるいは回路基板１８のような未完成品を受け取るように構成されている。配置ヘッドは未完成品の上に部品をプレースするように構成されている。軌道２２は、一乃至複数のモジュール５０，５２を取り付けたり取り去ったりすることで再構成することができる。再構成は追加のプレースメントモジュール１２，８４とフィダーモジュール１４を収容したり取り去ったりするための一乃至複数のモジュール５０，５２を追加あるいは取り去ることで可能である。連続した周回軌道２２は機械加工や他の永久変形プロセスなしで再構成することができる。さらに、連続した周回軌道２２は、ねじ回し、レンチ、ペンチなどのような標準的なハンド工具で再構成される。

さらに、本発明の開示の対象となる一つの組立の方法はモジュール５０，５２のような複数のモジュールを横切って搭載された軌道２２のような連続した周回軌道を提供することを含んでいる。この方法には配置ヘッド１６のような配置ヘッドを連続した周回軌道によって受け取ることを含んでいる。この方法には軌道２２の第一の長さ部分にフィーダーモジュール１４のような第一のフィーダーモジュールを搭載することを含んでいる。この方法には軌道２２の第二の長さ部分にプレースメントモジュール１２のような第一プレースメントモジュールを搭載することを含んでいる。この方法には配置ヘッドを使って未完成品あるいは回路基板１８のような未完成品を少なくとも部分的に組みたてることを含んでいる。この方法にはさらに連続した周回軌道の再構成として以下を含んでいる、すなわち；Ａ）軌道の一乃至それ以上のモジュールを付加する；あるいはＢ）軌道の一乃至それ以上のモジュールを取り去る。この方法にはさらに組立装置を提供するとともに、フィーダーモジュールを取り去り代わりにプレースメントモジュールを置く、あるいはプレースメントモジュールを取り去り代わりにフィーダーモジュールを置くことにより組立装置を再構成することを含んでいる。この方法にはさらに一乃至それ以上のフィーダーモジュールを追加するあるいは一乃至それ以上のフィーダーモジュールを取り去ることにより組立装置を再構成することを含んでいる。この方法にはさらに一乃至それ以上のプレースメントモジュールを追加するあるいは一乃至それ以上のプレースメントモジュールを取り去ることにより組立装置を再構成することを含んでいる。

ここで述べた装置やシステムの柔軟性、カスタマイズ性及び拡張性は図３−６に示す実施態様に説明されている。第一に図３を参照すれば他の組立装置１００が示されている。この組立装置は本発明開示により作られたもっとも簡単な例。組立装置１００は軌道付きの端部モジュール５２を２個含んでいる。端部モジュール５２の一つに統合あるいは付加されているのはフィーダーモジュール１１４ａである。反対側の第二の端部モジュール５２に統合あるいは付加されているのはプレースメントモジュール１８４である。プレースメントモジュール１８４は基板ハンドリングシステム８５を含んでいる。二つの基板ハンドリングシステム１８６がこの図に示されている。これらの基板ハンドリングシステム１８６は組み立てシステム１００に搭載され未完成品又は回路基板１８を組み立てシステム１００へあるいは組み立てシステム１００から移送することが出来るようにする。このシステムは二つの分配ヘッド１１６ａ、１１６ｂを含むことが示されている。第一の分配ヘッド１１６ａはフィーダーモジュール１１４ａから部品を取り上げ、第二の分配ヘッド１１６ｂは未完成品又は回路基板１８に部品を置くのが示されている。したがって、装置１００はより多くのモジュールや分配ヘッドを持つより大きな装置と比べてアウトプットは限られるがコストの安い装置である。しかしながら、装置１００の部品１１２、１１４、１１６、５２、２２、１５６、１５４はより長い軌道を持つもっと大きい装置でも使うことが出来る同じ部品である。

次に図４には他の組立て装置２００が示されている。組立て装置２００は多くの異なるフィーダーモジュールを持つシステムの例である。特に組立て装置２００は一つのプレースメントモジュールに対し７つのフィーダーモジュール２１４ａ，２１４ｂ、２１４ｃ，２１４ｄ，２１４ｅ，２１４ｆ，２１４ｇを含んでいる。組立て装置２００は二つの端部軌道モジュール５２と３つの中間軌道モジュール５０を含んでいる。さらに、組立て装置２００は、６つの分配ヘッド２１６ａ，２１６ｂ，２１６ｃ，２１６ｄ，２１ｅ，２１６ｆを含んでいる。この実施態様においては、単一のプレースメントモジュール２１２だけしかないので、プレースメントモジュール２１２は荷揚げと荷おろしの両用に構成され製品軌道２０あるいは移送システムの必要性はない。

組立て装置２００は図３の組立て装置１００の改修あるいは拡張で作り得ることを理解すべきである。例えば、組立て装置１００の端部軌道モジュール５２は分離される。その後、各々が統合され付属されたフィーダーモジュール２１４を有する３つの中間軌道モジュール５０が端部軌道モジュール５２の先頭と末尾端の間に配置されうる。そうして、ひとたび軌道２２が完成すると、４つの追加の分配ヘッドが加えられ全部で６個になり得る。

図５には他の組立て装置３００を示す。組立て装置３００は３つのフィーダーモジュール３１４ａ，３１４ｂ，３１４ｃを有している。組立て装置３００は４つの分配ヘッド３１６ａ，３１６ｂ，３１６ｃ，３１６ｄを含んでいる。組立て装置３００は組立て装置２００又は組立て装置１００を改修することで作ることが出来る。例えば、組立て装置２００からそれぞれのフィーダーモジュール２１４ｃ，２１４ｄ，２１４ｅ，２１４ｆ付で組立て装置２００の先頭と末尾端の間から２つの中間軌道モジュール５０を取り去ればよい。加えて、２つの分配ヘッド２１６ａ，２１６ｂも組立て装置３００上に４つを残して取り去る。同様に、２つの追加の分配ヘッドとともに、フィーダーモジュール３１４付で中間軌道モジュール５０を組立て装置１００に加えることで組立て装置３００を作ることが出来る。

次に図６を参照すると、他の組立て装置４００が示されている。組立て装置４００は５つのフィーダーモジュール４１４ａ，４１４ｂ，４１４ｃ，４１４ｄ，４１４ｅ，９つの分配ヘッド４１６ａ，４１６ｂ，４１６ｃ，４１６ｄ、４１６ｅ，４１６ｆ，４１６ｇ，４１６ｈ，４１６ｉと３つのプレースメントモジュール４１２ａ，４１２ｂ，４１２ｃを備えている。プレースメントモジュール４１２ａ，４１２ｂ，４１２ｃが異なる寸法の未完成品又は回路基板４１８ａ，４１８ｂ，４１８ｃとともに示されている。例えば、プレースメントモジュール４１２ａは最小の回路基板４１８ａを含んでいる。プレースメントモジュール４１２ｂは最大の回路基板４１８ｂを含んでいる。プレースメントモジュール４１２ｃは中間の大きさの回路基板４１８ｃを含んでいる。このように単一の組立て装置で多種の回路基板や製品に適合できることを理解すべきである。各プレースメントモジュール４１２ａ，４１２ｂ，４１２ｃはそれぞれに自分の荷揚げ荷おろしシステムとプレースメントモジュール４１２ａ，４１２ｂ，４１２ｃにより多く未完成品又は回路基板を自動的にあるいは手動で供給するための独自の未完成品又は回路基板充填搭載器と取り出し器を含んでいる。

本発明の開示の対象となる組立て装置は多種のサイズと部品を持っている。しかしながら、本発明開示の原則はサイズにおいては制限のない装置を作るのに役立たせることにあることを理解しなければならない。どんな長さの軌道でも、フィーダーモジュールとプレースメントモジュールと分配ヘッドがいくつであっても考慮されている。さらにプレースメントモジュールは同じ位置で回路基板に荷揚げと荷おろしの両方に対応できる。その代わりに、第一のプレースメントモジュールは最初のプレースメントサイクルとして回路基板を荷揚げし、次に製品軌道２０を経由して、未完成品又は回路基板を第二のプレースメントサイクルのために第二のプレースメントモジュールへ供給する。

図７に他の組立装置５００を示す。この組立装置５００は“工場装置”と考えられるもので、組立装置５００の中には４つの異なる組立ライン５５０、５５２，５５４，５５６がある。組立装置５００は８つのプレースメントモジュール５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、５１２ｄ、５１２ｅ、５１２ｆ、５１２ｇ、５１２ｈを含んでいる。組立装置５００は１８個のフィーダーモジュール５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃ、５１４ｄ、５１４ｅ、５１４ｆ、５１４ｇ、５１４ｈ、５１４ｉ、５１４ｊ、５１４ｋ、５１４ｌ、５１４ｍ、５１４ｎ、５１４ｏ、５１４ｐ、５１４ｑ、５１４ｒを含んでいる。組立装置５００は１９個の分配ヘッド５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃ、５１６ｄ、５１６ｅ、５１６ｆ、５１６ｇ、５１６ｈ、５１６ｉ、５１６ｊ、５１６ｋ、５１６ｌ、５１６ｍ、５１６ｎ、５１６ｏ、５１６ｐ、５１６ｑ、５１６ｒ、５１６ｓを含んでいる。組立ライン５５０、５５２，５５４，５５６は異なる種類の回路基板あるいは未完成品を組み立てるように構成されている。この場合回路基板あるいは未完成品はトップのプレースメントモジュール５１２ａ、５１２ｃ、５１２ｅ、５１２ｇからボトムのプレースメントモジュール５１２ｂ、５１２ｄ、５１２ｆ、５１２ｈへ製品軌道２０に沿って移動する。基板ハンドリングシステム５８６は組み立てラインの各端部に取り付けられていてかつプレースメントモジュール５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、５１２ｄ、５１２ｅ、５１２ｆ、５１２ｇ、５１２ｈにも取り付けられていて未完成品あるいは回路基板の移動を容易にする。この装置は、その中で製品軌道２０が複数の中間モジュールを横切るのではなく、一つの中間モジュールの端部間に置かれているシステムを示している。

本発明の開示によるシステムあるいは装置１０，１００，２００，３００，４００，５００は必要とされるフィーダーモジュール１４，１１４，２１４、３１４、４１４、５１４の数によって速度が制限されるのではないことを理解すべきである。言い換えれば、もしも軌道２２の一定量の延長がされても、追加された長さを補償するのに適当な数の分配ヘッド１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６が加えられるなら、システムあるいは装置１０，１００，２００，３００，４００，５００のアウトプットは遅くならないであろう。さらに、システムあるいは装置１０，１００，２００，３００，４００，５００のアウトプットは各フィーダーあるいはフィーダーモジュール１４，１１４，２１４、３１４、４１４、５１４の場所や位置取りに無関係である。どこで分配ヘッド１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６がフィーダーから部品をピックアップする必要があるかに関係なく、分配ヘッド１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６の全サイクルは同じ時間がかかる。このことはまた、本組立装置１０，１００，２００，３００，４００，５００、フィーダーモジュール１４，１１４，２１４、３１４、４１４、５１４は切り替えの間、他の位置へ動かす必要がないことを意味している。ここで述べられた組立装置１０，１００，２００，３００，４００，５００の最適化は、未完成品あるいは回路基板１８あるいは部品と一緒に供給される他の製品の動きを最小化することによって成し遂げられるであろう。この最適化はシステム内の分配ヘッド１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６が高加速と高減速であったり、高速で動くのに関わらず、未完成品あるいは回路基板１８，１１８，２１８，３１８，４１８，５１８あるいは他の製品の穏やかな動きを提供する。

さらにまた、本開示によるシステム又は装置１０，１００，２００，３００，４００，５００は速度については拡張可能でありうる。各分配ヘッド１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６は予測できる時間で完全にピックアンドプレースをすることが出来得る。この時間は、軌道の長さと分配ヘッド１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６によってなされる停止と減速の回数で決まる。典型的なサイクルでは、ピックアップの停止、監視／カメラ停止、減速又はステーションでの置くための停止及びノズル交換停止の４つのステップが有り得る。軌道の長さはピックアンドプレースサイクル当たりの、フィーダーモジュール１４，１１４，２１４、３１４、４１４、５１４の数および／またはプレースメントモジュール１２，８４，１８４，２１２，３１２，４１２，５１２で決まり得る。プレースメントモジュール１２，８４，１８４，２１２，３１２，４１２，５１２を追加することで、同じ長さの軌道に沿っての分配ヘッドあたりの装置１０，１００，２００，３００，４００，５００の速度は増加出来得る。

図８を参照すれば、軌道２２に付属している分配ヘッド１６の一つの断面図を見ることができる。分配ヘッド１６はどの分配ヘッド１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６も全く同じであることを理解すべきである。実施態様によれば、分配ヘッド１６はベース２４、リニアモーターコイルユニット２６、ベアリングシステム２８、スピンドル３０、ノズル３１、ｚ軸駆動装置３２、エンコーダ読み取りヘッド３３、制御と電源システム３４、レール接触体３５、工具又はノズル室３６及びエアシール３７を含んでいる。軌道２２については、磁石レール３８、フレーム４０、ベアリングレール４２と空気分配システム４３が参照し得る。このように軌道２２は磁性を持ち、分配ヘッド１６のリニアモーターコイルユニット２６と軌道２２の磁石レール３８を持つ永久磁石モーター４４を含みうる。磁石レール３８は互いに隣接して置かれた多くの磁石から構成されている。磁石レール３８は分配ヘッド１６内のリニアモーターコイルユニット２６と関連して軌道２２上の分配ヘッド１６を動かし得る。逆に軌道２２が多数のコイルからなり、分配ヘッド１６が永久磁石からなることも有り得る。

軌道２２のフレーム４０は軌道２２と分配ヘッド１６のためのサポートを提供し得る。フレーム４０は金属、鋳鉄、ステンレス鋼、木材あるいはその他の軌道２２をサポートできるどんな材料でもよい。フレーム４０は周回軌道２２となるようにその長さ方向に沿った異なる点で曲げられ得る。軌道２２とフレーム４０のカーブは、しかしながら、コーナーやカーブにおいて充分に大きな半径を備える。これにより、リニアモーター４４は分配ヘッド１６の要求する加速、減速や速度を満たすのに十分な機能を発揮できる。

軌道２２の全長にそって、磁石レール３８をフレーム４０に取り付けられる。磁石レール３８は永久磁石リニアモーター４４の部分である。リニアモーターコイルユニット２６と関連して、永久磁石リニアモーター４４の磁石レール３８は軌道２２に沿っての分配ヘッド１６を正確に動かす。永久磁石リニアモーターシステム２６，３８、４４は軌道２２上の複数の分配ヘッド１６を各々独立に駆動するようにプログラム制御し得る。リニアモーターコイルユニット２６は鉄コアコイルユニット。加えるに、磁石レール３８はリニアモーターコイルユニット２６と連動して軌道２２へピックアンドプレースヘッド１６を取り付けさせる取り付け機構である。他の実施態様においては、永久磁石リニアモーター４４は他の駆動方式に置き換わり、取り付け機構はスイッチリラクタンスリニアモーターのようなものになる。さらに他の実施態様では、永久磁石リニアモーター４４は駆動車に変わる。さらに他の実施態様では分配ヘッド１６は可動の永久磁石を持ち、軌道２２はその代わりに複数の静止した鉄コアコイルあるいはリニアモーターコイルを含んでいる。磁石の代わりに駆動車が使われる場合は、軌道２２上に分配ヘッド１６を保持するために追加のレールが必要になる。この場合、分配ヘッド１６が軌道２２から落ちないように保持するために、追加のレールが必要になり得る。永久磁石リニアモーター４４が使われる実施態様において、分配ヘッド１６は軌道２２にリニアモーターコイルユニット２６の磁気的な吸引力によって付着し得る。この実施態様においては、分配ヘッドをシステムに追加するのは軌道２２上の場所に分配ヘッドをパチンと置くだけの簡単さで出来、組立装置１０あるいは軌道のコントロ−ルシステムでそれを起動させればよい。

この発明では、また、分配ヘッド１６のような分配ヘッドを準備することも考慮されている。その方法はさらに軌道２２のような軌道を準備することも含む。その方法は、分配ヘッドと軌道の中に位置する、システム２６、３８，４４のような永久磁石リニアモータースステムを準備することを含む。その方法は軌道に磁気的に結合する分配ヘッドを含み、軌道に沿って、分配ヘッドを磁気的に動かし、前記未完成品あるいは回路基板１８のような未完成品を分配ヘッドで少なくとも一部組立する。分配ヘッド１６はレール接触体３５を含んでいる。レール接触体３５は動力、電気あるいは他の電気信号を運ぶ軌道２２のフレーム４０の一部と接触するように構成されている。このように軌道２２はレール接触体３５から分配ヘッド１６へ動力を供給するように構成されている。図８ではレール接触体３５は２つの接触位置を備えるものとして示されている。しかしながら、レール接触体３５は２つ以上の接蝕点を持ちうることが理解されるべきである。たとへば、レール接触体３５は２−１０の接触位置を持ちうる。さらに、これは軌道２２や組立装置１０の制御システムから分配ヘッド１６への通信を可能にする。レール接触体３５は動力と通信を送るための接触点３５ａ，３５ｂ持ちうる。他の実施態様では、軌道２２や組立装置１０の制御システムから分配ヘッド１６への連絡をＷｉ−Ｆｉ，Ｚｉｇｂｅｅあるいはそのような他の手段を使って無線ですることも含まれ得る。

組立装置１０は制御システム１０００を含んでいて（より詳細には図１１参照）、それは例えばプレースメントモジュール１２，８４，１８４，２１２，３１２，４１２，５１２の一つあるいはもっと多くのものの中に置かれている。組立装置１０は制御システム１０００と各分配ヘッド１６との分離された連絡をできるよう構成されたバス連絡システムを含んでいる。分離された多数の分配ヘッド１６をそれぞれ別の電線で制御システム１００へつなぐことは好ましくない。その代わりに、例えば各分配ヘッドをバスシステムでつないで、ターゲットになる分配ヘッド１６にパケットデータを供給することができる。

もう一つの実施態様では、軌道２２のような連続した周回軌道を含む方法が提案されている。その方法には、分配ヘッド１６のような、多数の分配ヘッドが含まれうる。その方法は制御システム１０００のような制御システムを提供することを含む。その方法はさらにバス連絡システムを提供することを含む。したがって、この方法は多数の分配ヘッドが相互に独立して軌道に沿って回転することを含み、この分配ヘッドを用いて少なくとも部分的に前記未完成品又は回路基板１８のような未完成品を組立てることを含んでいる。この方法はバス連絡通信システムを介して制御システムと多くの分配ヘッドの各々との間の独立した通信を含む。複数の分配ヘッドの各々は分離した電線で制御システムとつながないようにする。

分配ヘッド１６はさらに軌道２２の周りを分配ヘッド１６が走るためのベアリングシステム２８を含んでいる。ベアリングシステム２８はカムフォロアベアリングであっても、他のタイプのベアリングであってもよい。ベアリングシステム２８は分配ヘッド１６の必要な位置的精度不足の原因になり得るので、一つの例として分配ヘッド１６は軌道２２またはフレーム４０に対してその位置を測定できる。この実施態様は図９Ａあるいは９Ｂに示されている。この実施態様においては、分配ヘッド１６は、ピックアンドプレースヘッド１６又はピックアンドプレースヘッドの付属装置の位置を軌道２２に対して検出するための位置検出システム５９を含んでいて、位置検出システム５９には誘導、容量、レーザーあるいは他の距離測定技術によるり、第一センサー６０、第二センサー６１、第三センサー６２、第四センサー６３を含んでいる。他の実施態様において、位置検出システム５９は動作検出システムであってもよい。位置検出システム５９は軌道に対するスピンドルの位置及び／あるいは回転を検知するように構成されている。第一と第二のセンサー６０，６１は、回転Ｒ１で定義される第一面における回転を決めるように構成されている。第三と第四のセンサー６２，６３は回転Ｒ２で定義される、第一面に対し垂直な第二面における回転を決めるように構成されている。他の実施態様においては、４個以上のセンサーを含んでいる。一つの実施態様においては、軌道に対して分配ヘッド１６またはスピンドル３０の位置を連続的に検知するため６個のセンサーが使われている。この位置検出システム５９はサブミクロンの精度を提供し、軌道２２に対する分配ヘッド１６位置を検出するサブミクロン線形エンコーダ６４を含んでいる。全体にわたって、この位置検出システム５９は分配ヘッド１６のノズル３１の位置を軌道２２あるいはフレーム４０に対して検出しそして補正することを可能にし得る。

さらに、この発明では、前記ピックアンドプレースヘッド１６のようなピックアンドプレースヘッド提供する方法を提案する。この方法はピックアンドプレースヘッドを軌道２２のような軌道に取り付けることを含むことができ、これによりピックアンドプレースヘッドが軌道に沿って可動になる。この方法はピックアンドプレースヘッドによって、軌道に対するピックアンドプレースヘッドの位置を検知することを含むことができる。よって、この方法は軌道上のピックアンドプレースヘッドによって部品をピックアップし、ピックアンドプレースヘッドによってその部品を前記未完成品あるいは回路基板１８のような電子組み立て上にプレースすることを含みうる。

図８に戻ると、軌道２２が空気分配システム４３含む一方、分配ヘッド１６はエアシール３７を含む。この軌道２２の空気分配システム４３は図１０に示されている。動いている分配ヘッド１６に空気を供給するために、分配ヘッドはそれ自身の圧縮空気供給を持つか、あるいは軌道２２または組立装置１０から供給されなければならない。この実施態様では、軌道２２はその周りに巻きついた空気分配システム４３を持っている。空気分配システム４３は、図９に示すように、軌道２２の中にあって、空気バルブ７０を含む導管である。図１０に示すように、空気バルブ７０は分配ヘッド１６が活性化される必要がある規則的あるいは不規則位置で軌道を横切って広がっている。ひとたびバルブ７０が開くと空気を分配ヘッド１６へ導入するする空気移動孔７２が軌道２２に備えられる。分配ヘッド１６はスライディングシユウ部品７４を備え、このスライディングシユウ部品７４は空気を受け取り、ヘッドに残された空気を開口７６から排出する。バルブ７０は分配ヘッド１６のスライディングシユウ部品７４がバルブ７０と一列に並んだ時だけに開くように構成し得る。空気バルブ７０は空気分配システム４３から分配ヘッド１６へ例えばノズル３１を作動させるために空気を供給し得る。分配ヘッド１６の移動により、なかでもバルブ７０の上へ分配ヘッド１６のスライディングシユウ部品７４が位置したことをトリガーとするセンサーによってバルブ７０を活性化することができる。スライディングシユウ部品７４またはポケットはバルブ７０間の距離の２倍以上の長さを持っているのでシステムに余裕を持たせ得る。空気分配システム４３はスライディングシユウ部品７４、バルブ７０、空気移動孔７２、ノズル３１、あるいは軌道内に空気を配給する軌道２２内の溝（図示せず）のいずれにも関係することを理解すべきである。空気分配システム４３は分配ヘッド１６が動いているときも定位置のときも、連続した周回軌道に沿ったどの位置にあるときも空気を分配ヘッド１６に供給するように構成されている。空気分配システム４３は、軌道２２に沿う多くの位置にある分配ヘッドに対し、全部にではなく、交互に空気を供給するように構成することができる。

さらに、この発明が提案する組立方法は軌道２２のような連続した周回軌道を提供することも含むことができる。この方法は連続した周回軌道に付属した分配ヘッド１６のような分配ヘッドの提供を含むことができる。この方法は軌道の周りを分配ヘッドが回ること及び軌道によって分配ヘッドへ空気を供給することを含むことができる。この方法は、分配ヘッドに圧縮空気を供給すること及び、未完成品あるいは回路基板１８のような未完成品を分配ヘッドで少なくとも部分的には組み立てることを含むことができる。

分配ヘッド１６はノズル３１を備える。このノズル３１は真空あるいはグリッパーノズルとすることができる。ノズル３１は分配ヘッド１６の中で工具又はノズル交換機３６によって、あるいは従来から知られている工具交換機５４のような、定位置の工具交換ステーションに行って交換可能である。

一つの実施態様において、分配ヘッド１６はプレースメントに先立って、プレースメントモジュール１２，８４，１８４，２１２，３１２，４１２，５１２の上に置かれたカメラ５６を超えて移動するように構成される。このことは、視覚による監視と部品のセンタリングを可能にする。このカメラ５６は、部品がカメラの頂上を超えて動く間、光をつかって静止画を撮影することができる。この写真が撮られた後、カメラは未完成品あるいは回路基板１８に部品の外形を位置合わせするために必要な部品の外形の写真を得る。未完成品あるいは回路基板１８に部品の外形の位置合わせを可能にするためには、光のフラッシュの間にカメラ５６によって画像が得られた瞬間における配置ヘッドの正確な位置を得ることが必要である。分配ヘッド１６への接続はバスで出来ているので、この接続には遅れがある、そして画像を得る間のヘッドの正確な位置を獲得する新しい方法が本発明で開示された。このため、当該配置ヘッド１６は、分配ヘッド１６または分配ヘッド１６のエレメントによって運ばれる部品が照明されたときにカメラ５６からの光フラッシュを検知するように構成されている光捕捉センサー４６を備えている。この光センサーは、分配ヘッド１６上のローカルコントロールシステムに接続され、それは、これもまた分配ヘッド１６に搭載されているエンコーダ読み取りヘッド３３によって、分配ヘッドの光フラッシュの瞬間において正確なエンコーダの位置を瞬間的に読むことが出来る。今や、画像が撮られた間の分配ヘッド１６の正確な位置はバスを越えて位置モジュールに送信されることが出来る。このことは、プレースメントモジュール１２，８４，１８４，２１２，３１２，４１２，５１２の配置ヘッドリニヤモーター駆動システム２６，３８による前記Ｘ補正および前記未完成品及び回路基板１８のための製品軌道２０あるいは高精度移送システム８５による前記Ｙ補正を可能にする。

この発明で提案するある方法は、分配ヘッド１６のような分配ヘッドを提供することを含む。この方法は分配ヘッドの中に位置する制御システムの提供を含むことができる。この方法は、分配ヘッドの中に位置する前記センサー４６のような光捕捉センサーの提供を含むことができる。この方法はカメラ５６のような定位置カメラの提供を含むことができる。この方法は定位置カメラによって分配ヘッド上の部品に光をフラッシュさせること、あるいは分配ヘッドのエレメントに光をフラッシュさせることを含むことができる。この方法は光のフラッシュの瞬間における正確なエンコーダの位置をコントロールシステムによって決めることを含むことができる。この方法はまた未完成品及び回路基板１８のような未完成品を分配ヘッドで少なくとも部分的には組み立てることを含むことができる。

本発明における分配ヘッド１６はシステム全体の速度に影響や減速与えることなく多くのタイプの部品をピックアップし、プレースすることが出来る。各分配ヘッド１６はあらゆるサイズ範囲や寸法の部品をプレースできる。スピンドルの数また各個々の分配ヘッド１６において減らすことができる。なぜなら、ボードまでの時間を、従来システムの状態の場合のように、ヘッド毎の多くの配置に分割する必要がないからである。１２−３０のスピンドルを持つヘッドを作ることは、与えられたヘッドで受容できる部品サイズを厳しく制限することを必要とする。このように、従来システムの状態では、全種類の部品をプレースするためには多くの異なるヘッドが必要である。分配ヘッドが戻る必要がないため、他の典型的なシステムに比較して、少ないスピンドルで部品の扱い許容範囲を大きくすることが実現できる。各分配ヘッド１６はまた部品を大きなレンジのプレースメント力でプレースできる。このことは、装置において、たった一つのタイプの分配ヘッド１６が全プレースメント課題を高速で達成することを可能とする。

ここに開示された分配ヘッド以外のヘッドも使われ得ることは理解されなければならない。例えば、ヘッド１６は溶接をし、ねじ回しをし、ハンマーリングあるはそのようなものをする。さらに、軌道として端部軌道モジュール５２と中間軌道モジュール５０に対して他の形のものが考えられる。ヘッドがサークルを描くことが出来ればどんな形の軌道でもここで開示されたシステムや装置に適用できる。

他の実施態様においては、前記システムあるいは組立装置は完全な連続した軌道を含んでいない。むしろ長い直線状軌道の各端部にはＵターンするメカニズムがある。これは単一の分配ヘッドだけを使うシステムにおいては特に利点がある。一実施態様において、回転メカニズムはヘッドをピックアップしヘッドを９０又は１８０度垂直軸の周りを回転させ、それから、軌道上に該ヘッドを下す。これは、システムの専有面積を最小にする、ヘッドのためのもっともコンパクトなサイクルを作り出し得る。

もう一つの実施態様では、システムの分配ヘッドは多数のノズルを持つ多数のスピンドルを運ぶことができる。そのマルチスピンドルは分配ヘッドが各サイクル間プレースメントのために複数の部品をピックアップすることを許容できる。例えば、３つのスピンドル組立を持つ分配ヘッドはプレースメントモジュールに移動する前に３つの異なるフィーダーバンクから３つの部品をピックアップする。このことは、同じ動作パラメタ―と同じ数のヘッドのシステムあるいは組立装置のアウトプットのポテンシャルを増加させる。

もう一つの他の実施態様においては、プレースメントモジュール１２，８４，１８４，２１２，３１２，４１２，５１２は完全な組立て装置１０，１００，２００，３００，４００，５００のための独自の制御システムを含んでいる。複数のステーションの場合（例えば図１の１２ａと１２ｂ）一のステーションはマスターであり他の配置ステーションのタスクを取る分配ヘッドをコントロールする。図１に示す実施態様において、例えば、プレースメントモジュール１２ａは全体の装置のコントロールシステムを内蔵し、一方プレースメントモジュール１２ｂはプレースメントモジュール１２ｂだけをコントロールするコントロールシステムを内蔵することができる。プレースメントモジュール。

他の実施態様においては、プレースメントモジュール１２，８４，１８４，２１２，３１２，４１２，５１２は２つないしそれ以上の独立して動いている回路基板または他の搭載表面テーブルを含んでいる。この２つまたは３つ（あるいはそれ以上の）レーンの構成は、２つまたは３つ（あるいはそれ以上の）製品軌道２０の必要性の原因となる。１つ以上のレーンは回路基板あるいは他の製品の切り替え時間を最適化する。例えば、最初の回路基板が組み立てられている間に次の回路基板が位置に置かれる。このことは未完成品あるいは回路基板として部品点数が少ないものが置かれる場合に特に重要であり、そのため、回路基板間のタクトタイムが短くなる。

図１１を参照すると、当該方法を実行するために使われるコンピュータシステムとコンピュータプログラムコードが此処に描かれている、そしてそれらコントロールシステム１０００を表し、あるいは一方で分配ヘッド１６の内部に置かれたどんなコントロールあるいはコンピュータシステムをも表すことができる。。

本発明開示の局面では、完全なハードウエア実施態様、完全なソフトウエア実施態様（ハームウエア、レジデントソフトウエア、マイクロコード、他）あるいはソフトウエアとハードウエアが結合した実施態様の形をとり、これらは皆一般に“回路”、“モジュール”、あるいは“システム”とあらわされている。さらに、一の実施態様では、本開示はコンピュータ・プログラム・プロダクトの形態をとる。それは一乃至それ以上の物理的な有形物（たとえばハードウエア）であり、その中にコンピュータ・リーダブルなプログラムコードを持っているところの、コンピュータ・リーダブルな媒体又はデバイスを含み、当該プログラムコードは本発明の方法の実行のためのコンピュータまたはコントロールシステムの処理装置によって実行されるように構成されている。一の実施態様では、プログラムコードを持っているーーそしてそのプログラムコードは本発明の方法を実行するためのものであるーー物理的な有形物であるコンピュータ・リーダブルな媒体及び／あるいはデバイス（例えばハードウエア媒体及び／またはデバイス）は一般的に信号あるいはとくには一時的な信号を含んでいない。

一乃至それ以上のコンピュータ・リーダブルな媒体あるいはデバイスのどんな組み合わせも使うことができる。当該コンピュータ・リーダブルな媒体はコンピュータ・リーダブルな信号媒体である。し、コンピュータ・リーダブルな記憶媒体である。コンピュータ・リーダブルな記憶媒体は例えば、しかし、それに限定されないが、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線あるいは半導体のシステム、あるいはデバイス、あるいは前述のどれかの適当な組み合わせ。コンピュータ・リーダブルな記憶媒体あるいはデバイスのもっと具体的な例（すべてのリストではない）には以下のものを含んでいる。：電気接続器、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、消去可能リードオンリーメモリー（ＥＰＲＯＭあるいはフラッシュメモリー）、高周波識別タグ、コンパクトディスクリードオンリーメモリー（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶装置、磁気記憶装置、あるいは前述のどれかの適当な組み合わせ。この記述のなかでは、コンピュータ・リーダブルな記憶媒体は、命令実行システム、装置、あるいはデバイスによってあるいは結合して使うためのプログラムを収容し記憶する、物理的な有形物である媒体及び／あるいはハードウエアデバイスである。

コンピュータ・リーダブルな信号媒体はコンピュータ・リーダブルなその中にプログラムコードを持った伝搬データデータ信号を含むことができる。。それはたとえば、ラジオ放送信号、あるいはイーサネット（登録商標）ケーブルを通って運ばれるディジタル信号である。そのような伝播信号はいろいろな形態をとることが出来、それに限らないが、電磁信号、光パルス、搬送波信号の変調あるいはそれらの組み合わせなどを含むことができる。

コンピュータ・リーダブルな媒体含まれたプログラムコードは適切な媒体を使って伝達させられる。が、それには、それに限らないが、無線通信メディア、光ファイバーケーブル、電気誘導ケーブル、高周波あるいは赤外線電磁伝達他あるいは前述のどれかの適当な組み合わせ含んでいる。

本発明の各局面を実行するためのコンピュータプログラムコードは一乃至それ以上のプログラム言語のどんな組み合わせでも書かれ得る。そこには、それに限らないが、ジャバ、スモールトーク、およびシープラスプラスなどが含まれ、一乃至それ以上のスクリプト言語としては、それに限らないが、ジャバスクリプト、パールとＰＨＰのようなスクリプト言語が含まれる。前記プログラムコードはスタンドアロンソフトウエアパッケージのようにユーザーのコンピュータ上ですべて実行する、あるいは、部分的に実行することもできるし、部分的にユーザーのコンピュータ上でかつ部分的にリモートコンピュータ上で、あるいは完全にリモートのコンピュータかサーバーで実行することもできる。後者のケースでは、リモートコンピュータは、ユーザーのコンピュータに各種のタイプのネットワークで接続できる。それにはローカルエアリアネットワーク（ＬＡＮ），広域ネットワーク（ＷＡＮ），イントラネット、エクストラネット、あるいはＬＡＮｓ、ＷＡＮｓ、イントラネット、エクストラネットの組み合わせからなる企業のネットワークあるいは（例えば、インターネットサービスプロバイダーを使ったインターネットを介する）外部コンピュータへの接続などを含んでいる。

本開示の局面において、本発明の実施態様に従う装置（システム）とコンピュータプログラムプロダクトに関して上述しあるいは以下に述べる。コントロールシステム１０００あるいは分配ヘッドのコントロールシステムは、コンピュータプログラムの命令によって実行するということは理解されるであろう。これらのコンピュータプログラムの命令は汎用あるいは特殊目的のコンピュータのプロセッサーあるいは装置を作るための他のプログラム可能なデータ処理装置へ供給でき、そこで前記命令はコンピュータのプロセッサーあるいは他のプログラム可能なデータ処理装置を経て、フローチャート及び／あるいはブロック線図あるいは複数のブロックに規定される機能／行動を実行するための手段を作る。

これ等のコンピュータプログラムの命令はコンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、あるいは特別な方法で機能する他の装置を指揮することが出来るコンピュータ・リーダブルな媒体に記憶できる。、そのようにしてコンピュータ・リーダブルな媒体に記憶された命令は、フローチャート及び／あるいはブロック線図あるいは複数のブロックに規定される機能／行動を実行する命令を含み、生産物を作り上げる。

コンピュータプログラムの命令はコンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、あるいは他のデバイスにロードされ、当該コンピュータ、他のプログラム化可能な装置、あるいは他のデバイス上でされる一連の作動ステップを引き起こし、当該コンピュータ、他のプログラム化可能な装置上で実行される命令のようなコンピュータ実施プロセスを作り出し、フローチャート及び／あるいはブロック線図あるいは複数のブロックに規定される機能／行動を実行するためのプロセスを用意する。

図１１において、コントロールシステム１０００あるいは分配ヘッドのコントロールシステムは一乃至それ以上のＩ／Ｏインターフェース１００９を通じて一乃至それ以上のハードウエアデータ記憶装置１０１１と一乃至それ以上のＩ／Ｏ装置１０１３と１０１５とカップルになるプロセッサー１００３を含ませられる。

ハードウエアデータ記憶装置１０１１はそれに制限されないが、磁気テープドライブ、固定又はリムーバブルのハードディスク、光ディスク、記憶装置付きモバイル機器及び半導体ランダムアクセスあるいはリードオンリー記憶装置を含むことができる。Ｉ／Ｏ装置は、それに制限されないが、キーボード、スキャナー、小型遠隔通信装置、タッチディスプレー、タブレット、身体読み取り器、操作レバー、トラックボールあるいはコンピュータマウスのようなインプット装置；とそれに制限されないが、プロッター、タブレット、携帯電話、ディスプレイ、あるいは音発生装置からなる出力装置を含むことができる。データ記憶装置１０１１、入力装置１０１３及び出力装置１０１５は局所的にあるいはネットワークインターフェースを通してＩ／Ｏインターフェース１００９と接続されている遠隔場所に置かれることができる。

プロセッサー１００３は一乃至それ以上の記憶装置１００５、それに制限されないが、以下のものを含むことができる。それは、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、プログラムできるリードオンリーメモリー（ＰＲＯＭ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、セキュア―ディジタルメモリーカード、ＳＩＭカードあるいは他のタイプの記憶装置である。

少なくとも一つの記憶装置１００５は記憶されたコンピュータプログラムコード１００７を含んでいて、それはコンピュータ実行命令を含むコンピュータプログラムである。前記記憶されたコンピュータプログラムコードは本発明の実施態様に伴うプログラム可能な探知のためのルーチンルールの効率的な選択ための方法を実施するプログラムを含み、このスペックに記載された他の実施態様を実行できる。データ記憶装置１０１１はコンピュータプログラムコード１００７を記憶として持っている。データ記憶装置１０１１に記憶されているコンピュータプログラムコード１００７はメモリー装置１００５を通して、プロセッサー１００３によって実行させられるように構成されている。プロセッサー１００３は記憶されているコンピュータプログラムコード１００７を実行する。

このように本発明における、コントロールシステム１０００あるいは分配ヘッドのコントロ−ルシステムの中に向かうサポートコンピュータためのインフラストラクチャ―、統合、ホスティング、メインテニングとコンピュータリーダブルコードの展開のプロセスを開示した。そこでは、コントロールシステム１０００あるいは分配ヘッドのコントロ−ルシステムと協力して前記コードがプログラム化可能な探知のためのルーチンルールの効率的な選択ための方法を実施することが出来る。

本発明開示の部品、前記コントロールシステム１０００あるいは分配ヘッドのコントロールシステムのどれでも、作り出し、統合し、ホストとし、維持し、展開し、マネージし、サービスし、サポートし、エトセトラすることが、プログラム化可能な探索のためのルーチンルールの効率的選択の方法を容易にすることを提供するサービスプロバイダーによってできる。このように本発明はコンピュータのインフラを開発し統合するための、コントロールリーダブルコードを統合してコントロールシステム１０００あるいは分配ヘッドのコントロ−ルシステムの中に含ませるためのプロセスを開示している、そこでは前記コードはコントロールシステム１０００あるいは分配ヘッドのコントロ−ルシステムとのコンビネーションで、プログラム化可能な探知のためのルーチンルールの効率的な選択のための方法を実施することが出来る。

一乃至それ以上のデータ記憶ユニット１０１１（あるいは一乃至それ以上の、図１には示されていない、追加の記憶装置）はコンピュータ・リーダブルハードウエア記憶装置として使われ得る。それはその中にコンピュータ・リーダブルプログラムを持ち、及び／あるいは他のデータをその中に記憶し、そこにはコンピュータプログラムコード１００７を記憶したコンピュータ・リーダブルプログラムを含む。一般にコントロールシステム１０００あるいは分配ヘッドコントロールシステムのコンピュータプログラムプロダクト（あるいは代わりに、製造品）は、前記コンピュータ・リーダブルハードウエア記憶装置を含んでいる。

プログラムコード１００７はプログラムコード１００７を直接にクライアント、サーバーおよびプロキシコンピュータ（図示せず）の中に手動でローディングすることによって、プログラムコード１００７をコンピュータ・リーダブル記憶媒体（例えばコンピュータデータ記憶装置１０１１）内にローディングすることによって、結合処理をするための方法を実行するために展開されることが理解される一方、プログラムコード１００７はまたプログラムコード１００７を中央サーバー（例えばコントロールシステム１０００あるいは分配ヘッドコントロールシステム）あるいは中央サーバーのグループへ送ることにより自動的あるいは半自動的にコントロールシステム１０００あるいは分配ヘッドコントロールシステムの中に展開される得る。プログラムコード１００７はその時プログラムコード１００７を実行するクライアントコンピュータにダウンロードできる。

代替的に、プログラムコード１００７はＥ−メイル経由で直接にクライアントコンピュータに送ることもできる。プログラムコード１００７はそれからクライアントコンピュータ上のディレクトリーに分離されるか、クライアントコンピュータ上のディレクトリー中にプログラムコード１００７をディレクトリーに分離するプログラムを選択するＥ−メイルオプションによってローディングされ得る。

他の代替手段はプログラムコード１００７を直接にクライアントコンピュータのハードディスク上に送ることである。もしもプロキシサーバーが構成されるなら、前記プロセスはプロキシサーバーコードを選択し、どのコンピュータにプロキシサーバーコードを置くかを決め、プロキシサーバーコードを送信し、それから、プロキシサーバーコードをプロキシコンピュータ上にインストールする。プログラムコード１００７はそれからプロキシサーバーに送信され、プロキシサーバーに記憶される。

一実施態様においては、結合処理をするための方法を実行するためのプログラムコード１００７はソフトウエアアプリケーション（図示せず）、オペレーティングシステム（図示せず）及びネットワークオペレーティングシステムソフトウエア（図示せず）と共存するためにプログラムコード１００７を提供することによって、それから、プログラムコード１００７が機能するところの環境の中のクライアントとサーバー上にプログラムコード１００７をインストールすることによってクライアント、サーバーおよびネットワーク環境に統合される。

プログラムコード１００７に含まれる前述のコードの統合の第一のステップはクライアントとサーバー上の、プログラムコード１００７がプログラムコード１００７によって必要とされる、あるいはプログラムコード１００７に関係するものによって展開される、ネットワークのオペレーティングシステム（図示フトウエアはネットワークのオペレーティングシステムを含み、そこでは、ネットワークのオペレーティングシステムはネットワーキングフィーチャーを付け加えることにより、ベイシックなオペレーティングシステムを強化するソフトウエアを構成として含んでいる。次に、ソフトウエアアプリケーションとバージョンナンバーが識別され、プログラムコード１００７によって動作がテストされた、ソフトウエアアプリケーションのリストと正しいバージョンナンバーと比較される。ソフトウエアアプリケーションが見つからないときや正しいバージョンとマッチしないときは正しいバージョンにアップグレードされる。

プログラムコード１００７からソフトウエアアプリケーションへパラメタ―を渡すプログラム命令は命令のパラメタ―リストがプログラムコード１００７によって必要とされるパラメタ―リストと合っているかを確認するためにチェックされる。逆に、ソフトウエアアプリケーションによってプログラムコード１００７に渡されたパラメタ―はそのパラメタ―がプログラムコード１００７によって必要とされるパラメタ―とあっていることを確認するためにチェックされる。クライアントとサーバーのオペレーティングシステムはネットワークのオペレーティングシステムを含み、識別されプログラムコード１００７で動作することがテストされた、オペレーティングシステム、バージョンナンバー、ネットワークソフトウエアプログラム、のリストと比較される。テストされたオペレーティングシステムとバージョンナンバーのリストの項目と合わないオペレーティングシステム、バージョンナンバー、あるいはネットワークソフトウエアプログラムはクライアントコンピュータのリストのレベルまでアップグレードされ、またサーバーコンピュータのリストのレベルまでアップグレードされる。

プログラムコード１００７が展開されるべきソフトウエアがプログラムコード１００７で働くことがテストされた正しいバージョンレベルであることが保証された後、前記統合はプログラムコード１００７がクライアントとサーバー上にインストールされて完成する。

今、図１２から１４Ｂを参照すると、３つの分配ヘッド２０００、２１００、２２００が見られる。これらの分配ヘッド２０００、２１００、２２００に見られる原理や技術は上述の組立装置１０，１００，２００，３００，４００，５００に応用できる。しかしながら、さらにこれらの分配ヘッド２０００、２１００、２２００に見られる原理や技術は上述の実施態様の周回する軌道組立装置と一致しない組立装置にも適用されるうる。ことを、理解しなければならない。このように、分配ヘッド２０００、２１００、２２００は典型的にＸ及び／又はＹ及び／又はＺに動くピックアンドプレースヘッドを持つ典型的な先行技術の組立装置に応用できる。さらに、分配ヘッド２０００、２１００、２２００は特に電子的な構成部品をピックアンドプレースし回路基板上にそれらを置くように構成されている。しかしながら、いくつかの実施態様において、分配ヘッド２０００、２１００、２２００は、接着剤をアプライするとか、溶接するとか、ねじ回しするとかあるいはそれに似た作業のようなピッキングとプレイシング以外の他の組立プロセスのためにも利用され得る。

ここに記述される分配ヘッド２０００、２１００、２２００の構造物は分配ヘッドそれ自身上あるいはその中に一乃至それ以上の搭載されたミニチュアポンプを含んでいる。ここで図１２を見ると、分配ヘッド２０００はモーター２０１０と空気ポンプ２０５０を含んでいるのが分かる。空気ポンプ２０５０は第一シリンダー２０１２ａ，第二シリンダー２０１２ｂ，第三シリンダー２０１４ａ，第四シリンダー２０１４ｂを含んでいる。モーター２０１０は空気ポンプ２０５０にシャフトで動作的につながっている。シャフトは本図では略図的に示されている（モーター２０１０のクランクシャフトは往復動をするために曲げられ、図に概略的に示されるような直線的ではないことは理解されるべきである）。前記空気ポンプ２０５０は図１２−１３の実施態様ではピストンとダイアフラムを含んでいるが、図１４にわかるように他の実施態様が考えられ、この後に記載されている。

第一シリンダー２０１２ａ，第二シリンダー２０１２ｂは第一スピンドル２０２６に動作的につながっていて、第三シリンダー２０１４ａ，第四シリンダー２０１４ｂは第二スピンドル２０２４に動作的につながっている。第一と第二スピンドル２０２６、２０２４は分配ヘッドあるいは分配ヘッド２０００がその上に付けられている組立装置（図示せず）のメインボディに相対的に上下及び／あるいは左右に動くように構成することができる。。さらに、第一と第二スピンドル２０２６、２０２４は分配ヘッドのメインボディの周りに回転するか他の形態の動作をするように構成することができる。。空気ポンプ２０５０の第一シリンダー２０１２ａ，第二シリンダー２０１２ｂは第一スピンドル２０２６に空気流を作り出すように構成することができる。また、。、第三シリンダー２０１４ａ，第四シリンダー２０１４ｂは第二スピンドル２０２４に空気流を作り出すように構成することができる。。ここでいう“空気流を作り出す”には、真空を作り、エアキスを作り、グリッパーを働かせ、エアシリンダーをエアーで働かせることを含んでいる。これらの例で用意されたのに追加する方法で空気流を利用する他のスピンドルのタイプも考えられることを理解しなければならない。

さらに、分配ヘッド２０００には第一シリンダー２０１２ａと第一スピンドル２０２６に動作可能に接続されている第一真空弁２０２２が含まれている。この第一真空弁２０２２は第一スピンドル２０２６の第一ノズル２０３２の中に真空を作り出すよう構成されている。。同様に、第二真空弁２０１８は見ての通り、第三シリンダー２０１４ａと第二スピンドル２０２４に動作可能なように接続されている。第二真空弁２０１８は第二スピンドル２０２４の第二ノズル２０３０の中に真空を作り出すように構成されている。同様に、第一エアキス弁２０２０は見ての通り、第二シリンダー２０１２ｂと第一スピンドル２０２６に動作可能なように接続されている。この第一のエアキス弁２０２０は第一スピンドル２０２６の第一ノズル２０３２の中にエアキスを作り出すよう構成されている。第一ノズル２０３２の中のエアキスは当該ノズルによってピックアップされたものをノズルから押し出すための少量の空気を使うように構成されている。このエアキスは、ひとたび真空が開放され場合、ピックされた部品とノズル２０３２の間のべたつきやくっつく力をデリケートに克服するように構成されている。同様に、第二のエアキス弁２０１６は見ての通り、第四のシリンダー２０１４ｂと第二スピンドル２０２４に動作可能なように接続されている。第二のエアキス弁２０１６は第二スピンドル２０２４の第二ノズル２０３０の中にエアキスを作り出すように構成されている。

エアキス弁２０１６，２０２０と真空弁２０１８，２０２０は高速弁であってもよい。ことを理解すべきである。これらの高速弁は構造において、似ているか同じである。”真空“と”エアキス“の表示は単に機能を比較しているだけであって、構造は同じであってもよい。真空弁２０１８，２０２２はポンプ２０５０の低圧シリンダー２０１２ａ，２０１４ａに単に接続され、一方エアキス弁２０１６，２０２０はポンプ２０５０の高圧シリンダー２０１２ｂ，２０１４ｂに接続される。弁２０１６，２０１８，２０２０，２０２２は導管２０２８によって空気ポンプ２０５０に接続される。これらの導管は、分配ヘッド２０００にあるいはその中に置かれたチャネル、チューブあるいはパイプとすることができる。このように、ポンプ２０５０、モーター２０１０と弁２０１６，２０２０，２０１８，２０２２の全システムは分配ヘッド２０００上あるいはその中に置くことができる。

図１３にはもう一つの分配ヘッド２１００が示されている。分配ヘッド２１００には上述の図１２に実施態様として記載された多くの同じエレメントが含まれている。すなわち、分配ヘッド２１００はモーター２１１０と第一ノズル２１２６、第一真空弁２１１８、および第一エアキス弁２１２０、を持つ第一スピンドル２１２５および第二ノズル２１２８、第二真空弁２１２２、および第二エアキス弁２１２４を持つ第一スピンドル２１２４を含んでいる。分配ヘッド２０００と比較した分配ヘッド２１００の間の相違は、分配ヘッド２１００が３つの分離した空気ポンプ；それは第一の空気ポンプ２１１２、第二の空気ポンプ２１１４、第三の空気ポンプ２１１６であるが、を持っていることで示されている。第一の空気ポンプ２１１２は第一のシリンダー２１１３ａと第二のシリンダー２１１３ｂを含んでいる。第二の空気ポンプは第三のシリンダー２１１５ａと第四のシリンダー２１１５ｂを含んでいる。第三の空気ポンプは第五のシリンダー２１１７ａと第六のシリンダー２１１７ｂを含んでいる。

この実施態様において、第一の空気ポンプ２１１２の二つのシリンダー２１１３ａ，２１１３ｂは第一のスピンドル２１２５の第一の真空弁２１１８に作動可能なように接続されている。これらのシリンダー２１１３ａ，２１１３ｂは直列に接続されている。言い換えれば、空気流は第一のシリンダー２１１３ａを通りそれから第二のシリンダー２１１３ｂを通る（あるいは逆もある）。この直列スタイルの接続は深い真空度を供給する。他の実施態様では、シリンダー２１１３，２１１３ａあるいは此処より後に記載されるシリンダーは、並列に接続される。並列接続においては、第一のシリンダー２１１３ａと第二のシリンダー２１１３ｂはそれぞれが導管を持っていて、前記弁に近づく前にジョイント導管に結合することができる。。そのような並列配列は直列接続より空気圧は低く、真空度も浅いがより大きい空気流量を提供できる。両方の実施態様（並列あるいは直列）は同じ弁に一以上のシリンダーが使われるときに考えられるが、図１３と１４Ａと１４Ｂに示す実施態様では直列の構成のみが表現されている。

第二空気ポンプの二つのシリンダー２１１５ａ，２１１５ｂは第二スピンドル２１２７の第二真空弁２１２２に作動可能なように接続されているのが示されている。最終的には、第五シリンダー２１１７ａは第一スピンドル２１２５の第一エアキス弁２１２０に対して作動可能なように接続されているのが示されている。第六シリンダーは第二スピンドルの第二エアキス弁に対して作動可能なように接続されているのが示されている。このように、この実施態様は一つの分配ヘッド２１００が複数の空気ポンプ２１１２，２１１４，２１１６を含んでいるのを示している。さらに、この実施態様は各々の弁がいくつかの数のシリンダーでパワーを供給できる。ことを示している。例えば、真空弁２１１８、２１２２のような真空弁はエアキス弁２１２０、２１２４のような真空弁よりも多くのパワーを必要とする。これらのエレメントは、各々適する空気導管２１３０によってつないでもよい。

図１４Ａ，１４Ｂを参照すると、代替の分配ヘッド２２００として（図１２と１３のピストン・ダイヤフラム実施態様に比べて）振動を減らすあるいは最小にするためにマルチベーンロータリーポンプを代わりに使っているのが示されている。分配ヘッド２２００は、上述の図１２と１３に記載したのと同様な機能含んでいることが分かる。例えば、分配ヘッド２２００は第一ノズルを持つ第一スピンドル、第一真空弁及び第一エアキス弁、それととともに第二ノズルを持つ第二スピンドル、第二真空弁及び第二エアキス弁を含んでいる。空気はスピンドル２２２９，２２３１の中に作られる。がそれは空気ポンプ２２１２とスピンドル２２２９、２２３１の間、導管２２３４を通り移動する。さらに、分配ヘッド２２００は空気ポンプ２２１２にパワーを与えるモーター２２１０を有している。

図１４Ａはポンプ２２１２が６つのシリンダー２２１３ａ，２２１３ｂ，２２１３ｃ，２２１３ｄ，２２１３ｅ，２２１３ｆを持つロータリーベーンポンプであることを示している。側面図１４Ｂに示すように、ロータリーポンプ２２１２はアウターシリンダー２２１６に沿って回転するインナーシリンダー２２１４を含んでいる。インナーシリンダーがアウターシリンダーに沿って回転するにつれて、伸縮ピストン２２２０とともに縮み伸びるよう構成されているベーン２２１８が含まれている。このタイプのロータリーポンプは上述のピストン／ダイアフラムポンプに比べ振動が下がるように構成されている。

最初の二つのシリンダー２２１３ａと２２１３ｂは導管２２３４によってつながれ、二つのシリンダーで第一スピンドル２２２９の第一真空弁２２２２へのパワーに相当する空気圧を発生させる。そのように、最後の二つのシリンダー２２１３ｅと２２１３ｆは導管２２３４によってつながれ、二つのシリンダーで第二スピンドル２２３１の第二真空弁２２２６へのパワーに相当する空気圧を発生させる。同様に、第四シリンダー２２１３は第二スピンドル２２３１の第二ノズル２２３２の中にエアキスを発生させるエアキス弁２２２８につながれる。

スピンドルを振動させる原因となるポンプにより生じる振動の量を最小にすることは重要。一実施態様においては、スピンドルを振動させる原因となる振動をポンプが発生させない。これを達成するために、ポンプに特別の構造を使うことが重要になる。たとえば、ピストンポンプを箱詰め形態で使用することで発生力や振動を実質的に取り除くなどである。

他の代替案は配置ヘッド上の各スピンドルへの個々の真空あるいは圧縮空気の供給は一つのポンプから圧縮空気を多数のスピンドルに分けることであり、。、というのはエアキスに必要とされる空気量は十分小さいからである。

さらに、各配置ヘッドは複数のモーターを持つことができる。各モーターは各スピンドルに対応するここの微小なポンプを駆動するように構成されている。ある実施態様においては、前記モーター或はここに述べられた複数のモーターがヘッドに含まれていないことがある。

本発明によって、任意のモーター、ポンプ及びプピンドルの組み合わせが考えられる。例えば、ある実施態様において、一つのヘッドは４つのスピンドルを含んでもよい。。一つのモーターは８つのポンプ（スピンドルをツーペア）を駆動してもよい。他の実施態様においては、４つのスピンドルが一つのモーターと４つのポンプ（ワンペアのスピンドル）によって奉仕されてもよい。代わりに、４つのスピンドルが一つのモーター一つのポンプによって奉仕されるようにしもてよい。。さらには、４つのスピンドルが２つ又は４つのモーターと任意の数のポンプによって奉仕されてもよい。言い換えれば、チューブを介して、装置のベースにある一つのポンプにつながれた複数の配置ヘッドを持つというよりは、個々のヘッドがポンプを持っておりさえすれば、任意の組み合わせが考えられる。

ヘッドの中に直接に置かれたポンプとモーターを持つことによる応用は、ヘッドが周回軌道を回転するように構成された実施態様において、特に優れた点を持つ。このことは以上に述べたように、軌道を通して分配ヘッドに空気を供給する必要性をなくしてもよい。再度、以上に述べたように、周回軌道の構成では、ベースに置かれたポンプからチューブをスピンドルに伸ばすのは不可のであろう。スピンドルの回転する性質によって、ポンプのチューブを回転し無限に回転することはできなくなる。このように、空気は、従来技術の組立装置で考えられた方法以外の方法で、分配ヘッドに供給されなければならない。しかしながら、ここで述べられた実施態様は、回転ヘッドを持つ周回する装置に限らず、すべてのタイプの電子組立て装置を含んでいることに留意すべきである。

ここに開示された、前記分配ヘッド２０００，２１００，２２００のいずれかのような分配ヘッド内に空気流を作る方法は、上述の組立装置１０，１００，２００，３００，４００，５００のような組立装置に供給し、あるいは従来から知られた表面実装装置に供給することも含んでいる。前記分配ヘッドは前記スピンドル２０２４，２０２６，２１２５，２１２７，２２２９，２２３１のような第一スピンドルを含んでいてもよい。前記方法は分配ヘッド内に置かれた、上述の空気ポンプ２０５０、２１１２、２１１４，２１１６，２２１３の一つのような空気ポンプを持つ第一のスピンドル内に空気流を作り出してもよい。前記空気流を作り出す方法には、空気ポンプを持つ第一のスピンドルの前記ノズル２０３０、２０３１、２１２６、２１２８、２２３０、２２１０の内の１つのようなノズルの中に真空を作り出すことも含んでもよい。前記空気流を作り出す方法には空気ポンプを持つ第一のスピンドルのノズルの中にエアキスを作り出すことも含まれる。前記空気流を作り出す方法には第一スピンドルのグリッパーを作動させることも含まれる。その方法には、分配ヘッドの中に置かれ、空気ポンプにパワーを与えるように作られた、前記モーター２０１０，２１１０，２２１０の一つのようなモーターを運転することも含まれる。。その方法には、さらに周回軌道に沿って分配ヘッドを回転させることも含まれる。

前記の実施態様のエレメントには冠詞“ａ”あるいは“ａｎ”が使われている。この冠詞には一つ又はそれ以上のエレメントがあるという意味を持たせる意図で記載した。“含む”と“持つ”という用語及びそれらの派生語は、記載されたエレメント以外の追加のエレメントのようなものが含まれるように意図している。接続詞“又は”が少なくとも二つの用語の記載と一緒に使われるときは、どちらの用語ともあるいは用語の組み合わせを意味する意図である。用語“第一”と“第二”はエレメントを区別するために使われていて、特別な順番を表すために使われているのではない。

本発明は限られた数の実施態様との関係で記載されているが、本発明はその開示された実施態様に限られるものではない。むしろ、本発明はここまで記載されていないが、本発明の精神と意図に相応した、バリエーション、変更、置き換えあるいは等価なアレンジのいくつでもと組み合わせてモディファイ可能である。加えるに、本発明の種々の実施態様が記載されているが、記載された実施態様には、本発明の特徴の一部しか含まれていないことを理解するべきである。従って、本発明は上述の記載に限られるとみるべきでなく、添えられた請求項の意図にのみ制限される。

Claims (20)

1. モーターと、
   前記モーターのシャフトに共に接続された第一シリンダーと第二シリンダーを含み、前記モーターに動作可能なように接続され当該モーターによってパワーを供給される空気ポンプと、
   前記空気ポンプの前記第一シリンダーと前記空気ポンプの前記第二シリンダーに接続され、前記空気ポンプの前記第一シリンダーは第一スピンドルの中へ第一の空気流を作り出すように構成されて、前記空気ポンプの前記第二シリンダーは前記第一スピンドルの中へ第二の空気流を作り出すように構成されているところの前記第一スピンドルと、
   を構成要素として含む分配ヘッド。
2. 請求項１に記載の分配ヘッドであって、
   前記モーター、前記空気ポンプ及び前記第一スピンドルがケーシングの中に配置されている、分配ヘッド。
3. 請求項１に記載の分配ヘッドであって、
   前記空気ポンプの前記第一シリンダーと前記第一スピンドルに動作可能なように接続され、前記第一スピンドルの第一ノズルの中に真空を作るように構成されている第一真空弁と、
   前記空気ポンプの前記第二シリンダーに動作可能なように接続され、前記第一スピンドルの前記第一ノズルの中に正圧を作り出すように構成されている第一エアキス弁
   を構成要素として更に含む分配ヘッド。
4. 請求項３に記載の分配ヘッドであって、
   前記空気ポンプに接続され、その中に前記空気ポンプが空気流を創出する第二スピンドル
   を構成要素として更に含む分配ヘッド。
5. 請求項４に記載の分配ヘッドであって、
   前記空気ポンプと前記第二スピンドルに動作可能なように接続され、前記第二スピンドルの第二ノズルの中に真空を作り出すように構成されている第二真空弁と、
   前記空気ポンプと前記第二スピンドルに動作可能なように接続され、前記第二スピンドルの前記第二ノズルの中に正圧を作り出すように構成されている第二エアキス弁と、
   を構成要素として更に含む分配ヘッド。
6. 請求項１に記載の分配ヘッドであって、
   前記空気ポンプはピストンとダイアフラムを含む分配ヘッド。
7. 請求項１に記載の分配ヘッドであって、
   前記空気ポンプはマルチロータリーベーンポンプである分配ヘッド。
8. 請求項１に記載の分配ヘッドであって、
   前記分配ヘッドが周回軌道に沿って回転するように構成された前記周回軌道に取り付け可能である
   分配ヘッド。
9. 請求項１に記載の分配ヘッドであって、
   当該分配ヘッドは電子部品をピックアップし、回路基板に前記電子部品をプレースするように構成されたピックアンドプレースヘッドである
   分配ヘッド。
10. 分配ヘッドの中に空気流創出をする方法であって、
    モーターと、
    前記モーターのシャフトに共に接続された第一シリンダーと第二シリンダーを含み、前記モーターに動作可能なように接続され当該モーターによってパワーを供給される空気ポンプと、
    前記空気ポンプの前記第一シリンダーと前記空気ポンプの前記第二シリンダーに接続され、前記空気ポンプの前記第一シリンダーは第一スピンドルの中へ第一の空気流を作り出すように構成されて、前記空気ポンプの前記第二シリンダーは前記第一スピンドルの中へ第二の空気流を作り出すように構成されているところの前記第一スピンドルと、
    を持つ分配ヘッドを持っている組立装置を準備し、
    前記分配ヘッドの中に配置された前記空気ポンプの前記第一シリンダーによって、前記第一スピンドル内に第一の空気流創出をし、
    前記分配ヘッドの中に配置された前記空気ポンプの前記第二シリンダーによって、前記第一スピンドル内に第二の空気流創出をする方法。
11. 請求項１０の方法であって、
    前記空気流創出には、前記空気ポンプの前記第一シリンダーによって、前記第一スピンドルのノズルの中に真空を作り出すことを含む方法。
12. 請求項１０の方法であって、
    前記空気流創出には、前記第一スピンドルのグリッパーを活性化することを含む方法。
13. 請求項１０の方法であって、
    前記分配ヘッドの中に配置された前記モーターを運転することが更に含まれ、前記モーターにより前記空気ポンプが駆動される方法。
14. 請求項１０の方法であって、
    前記分配ヘッドは周回軌道に沿って回転すること、
    が更に含まれる方法。
15. 請求項１０の方法であって、
    電子部品を前記分配ヘッドによってピックアップし、回路基板の上に当該電子部品をプレースすること、
    が更に含まれる方法。
16. 組立装置システムであって、
    連続した周回軌道と、
    前記連続した周回軌道に取り付けられ、前記連続した周回軌道に沿って回転するように構成された分配ヘッド、
    を構成要素として含み、
    前記分配ヘッドは
    モーターと、
    第一スピンドルと
    前記モーターのシャフトに共に接続された第一シリンダーと第二シリンダーを含み、前記モーターに作動可能なように接続されパワーを供給されていて、前記第一シリンダーが前記第一スピンドルの中に第一の空気流を創出するように構成され、前記第二シリンダーが前記第一スピンドルの中に第二の空気流を創出するように構成されている第一空気ポンプと、
    を含む
    組立装置システム。
17. 請求項１６の組立装置であって、
    前記モーター、前記第一スピンドル及び前記第一空気ポンプがケーシングの中に配置されている
    組立装置。
18. 請求項１６の組立装置であって、
    第二スピンドルが更に含まれ、
    前記分配ヘッドの中に置かれた第二空気ポンプは前記第二スピンドルの中に空気流を創出するのを専任とし、前記分配ヘッドは電子部品をピックアップし、回路基板に前記電子部品をプレースするように構成されたピックアンドプレースヘッドである
    組立装置。
19. 請求項１に記載の分配ヘッドであって、
    前記第一スピンドルに動作可能なように接続されたグリッパーを更に含み、少なくとも前記第一シリンダーと前記第二シリンダーの一つが前記グリッパーを作動するように構成されている分配ヘッド。
20. 請求項１６に記載の組立装置システムであって、
    前記第一の空気流は真空、正圧、グリッパー作動からなる群から選択され、
    前記第二の空気流は真空、正圧、グリッパー作動からなる群から選択され、
    前記第一の空気流は前記第二の空気流とは異なる
    組立装置システム。

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