JPH09503164A - 部品パッケージ上にふたを自動的に配置する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 部品パッケージ１０上にふたを自動的に配置し、次いでこのふたをクリップ２６で固定する装置５０は、つかみアセンブリを持つプログラマブルロボットアーム５２と、検査場所５５と、ボート１４を径路に沿い第１の位置及び第２の位置の間に運ぶ第１のコンベヤ６１と、第１のふたをふた送り場所５４から取出す取出しアームと、この取出しアームを第１及び第２の位置の間で往復動させることにより前記第１ふたを前記ふた送り場所５４から前記検査場所５５に移送するようにした第２のコンベヤと、前記検査場所５５に位置し前記第１ふたを検査するカメラとを備えている。装置５０はさらに、回転アクチュエータアームと、前記第１ふたの検査に次いで前記回転アクチュエータアームを往復動させ第１ふた下面に接触させ前記取上げアームを解放する機構とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 部品パッケージ上にふたを自動的に配置する方法 及び装置 技術分野 本発明は、一般に高容量で自動的かつ連続的に製品を作るコンピュータ援用の 方法及びシステム、ことに部品パッケージ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｐａｃｋａｇ ｅ）上にふたを自動的に配置する（ｐｌａｃｅ）改良された方法及び装置に関す る。 背景技術 集積回路デバイスは従来よく知られている。このようなデバイスすなわちいわ ゆる「ダイ」は複数のピン又は導線を持つ密封した「パッケージ」に通常支え又 は載置するようにしてある。このパッケージは、支持体として又ヒートシンクと して作用し、通常形状が正方形又は長方形である。このパッケージは、集積回路 ダイを当てがった空洞を備えている。この集積回路をパッケージの空洞内に固着 した後、典型的には部品「ふた」をこの回路の露出した表面に当てがう。このふ たの下面は、このふたを回路に固着して保護カバーを形成するのに使うエポキシ 又ははんだのような「予備成形」材料を備えている。この予備成形材はパッケー ジを炉内に入れることにより硬化する。 このような製造中に、又この部品ふたを集積回路ダイに固着しこのふたが予備 形成材の硬化中に動かないようにすることも知られている。このことは典型的に は、パッケージに取付けた押圧クリップ の使用により行われる。硬化後にクリップは取りはずす。この処理の１工程又は 複数工程を通じてダイの保全性とこのダイにふたを当てがう操作とを査定して正 しいパッケージアセンブリが得られたかどうかを判定する。正しいパッケージア センブリとは、ふたが適正に整合した場合のことである。このアセンブリがこれ 等の条件を満足すればパッケージは合格品になる。正しいパッケージアセンブリ の存在が認められないと、このパッケージは不合格になる。 このような処理工程は当業界にはよく知られているが、このような製法及び製 造システムにはいくつかの問題がある。パッケージふたを集積回路ダイに当てが って固定し次いでこのふたを正確に絶えず検査し部品パッケージの高容量の連続 した製造が容易になるようにすることはむずかしいことであった。前記したよう に、正確なパッケージアセンブリの得られない場合には、費用のかかる集積回路 デバイスの多大の投資がむだになる。ダイに対するふたの正確な位置決め検査は 従って、承認できる結果を得るのに臨界的なものになる。 従来存在した問題を解決するのに、部品パッケージにふたを当てがうために手 動又は半自動の機械を使うことが知られている。このような機械は型番号ＬＤＰ −１５０（手動式）及びＬＤＰ−１０００（半自動式）として本願の譲受人のサ イベックス・テクノロジーズ・コーポレイション（Ｃｙｂｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌ ｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐ．）により市販されている。このような機械はふた取付け の精度及び信頼性を高めるのにとくに有用であるが、これ等の機械では炉内への 実際の流れの間にふたを当てがうことができなくて、又これ等の機械は大容量の 作業に耐えることのできることのできる 生産効率を生ずることができない。 従って半導体工業では、集積回路部品パッケージを高容量で費用的に有効に高 い信頼性のもとに作りこれと同時に不適正なふた取付け又はこのような処理中の その他の欠陥により不合格になるパッケージの１００分率を減少する改良された 方法及び装置を提供することは長期にわたり必要と感じられている。 発明の開示 本発明の主な目的は、部品パッケージの生産を高容量の連続的処理で自動化す るコンピュータ制御の方法及び装置を提供することにある。 本発明の他の目的は、炉のような他の生産機械に組入れて使われ生産設備を通 る連続処理流れの間に部品パッケージの形成を容易にする自動化ふた取付け装置 を提供することにある。 本発明のなお他の目的は、高い信頼性のもとに安価に部品パッケージにふたを 正確に確実に取付ける方法及びシステムを提供することにある。 なお本発明の他の目的は、生産ラインで部品パッケージの連続生産を行うと共 にふた取付けの欠陥によって生ずる承認できないパッケージの１００分率を著し く減らす方法及び装置を提供することにある。 本発明の他の目的は、プログラマブルロボットアーム（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂ ｌｅ ｒｏｂｏｔ ａｒｍ）及び協働する視野検査システムを備えた自動化ふた 取付け装置を提供することにある。プログラマブルロボットアームは、ふたを部 品パッケージに自動的に当てがい次いでこのふたをクリップで固定するつかみア センブリを備 える。 なお本発明の目的は、パッケージふたを部品パッケージに取付けるのに先だっ て、この取付けの間に、又その後に、このパッケージふたの多重検査を行うこと にある。ふたをそのダイへの取付けに先だってこのふたを検査することにより、 予備成形材の欠陥を持つふたをダイの実施しようする密封に先だって不合格にす ることができる。 なお本発明の他の目的は、部品パッケージの中断されない処理を、多重のふた 及びクリップをプログラマブルロボットアームに連続的に利用できるようにする ふた送り場所及びクリップ送り場所を使い従来述べられているようにして容易に しようとするにある。このようなアセンブリは互いに協働して処理ラインの生産 量を著しく高める。 さらに本発明の目的は、各部品パッケージを所定の組立て位置を通る径路に沿 って運ばれるボート（ｂｏａｔ）に支える、部品パッケージにふたを取付ける装 置を提供することにある。ボートは、本体部分と複数の互いに間隔を隔てた穴を 持つ少なくとも１条の側部レールとを備えるのがよい。この装置は、各部品パッ ケージを所定の組立て位置に位置させるように作用する割出し機械を備えている 。 なおとくに本発明によれば、ふたを部品パッケージに自動的に当てがい次いで このふたをクリップで固定する方法において、少なくとも１つの部品パッケージ を径路に沿って運ばれるボートに支える方法が得られる。本方法は、ふたをふた 送り場所から取出し、次いでこのふたをふた送り場所から検査場所に移送するこ とにより開始する。次いでふたを検査しその保全性とふた予備成形材の保全性と を査定する。ふたの検査中にクリップをクリップ送り場所から取上げる。次いで クリップをふたの検査後に検査場所に移送する。本方法によれば次いでボートの 割出しを行い部品パッケージを径路に沿う所定の組立て位置に置く。ふた及びク リップは次いで検査場所から所定の組立て位置に移送する。この処理を終るよう に、ふたを部品パッケージに当てがい、同時にクリップをボートに取付ける。こ のクリップはふたを、部品パッケージ内に支えた集積回路ダイに保持する。 本発明の好適な実施例では前記した方法により電子部品パッケージにふたを自 動的に当てがう装置は、つかみアセンブリ、ふた送り場所、検査場所、クリップ 送り場所及び組立て場所を持つプログラマブルロボットアームを備えている。組 立て場所は、ボートを径路に沿い第１の位置及び第２の位置の間で運ぶコンベヤ に沿って位置させる。ふた送り場所は、第１のふたをふた送り場所から取出す取 上げアームを、この取上げアームを第１及び第２の位置の間で往復動させること により第１のふたをふた送り場所から検査場所に移送するようにするコンベヤを 持つ。検査場所は、ふたの保全性を査定し所定の軸線に対するふたの配向を判定 するようにふたを検査するカメラと、回転アクチュエータアームと、この回転ア クチュエータアームを往復動させふたの検査後にふた下面に接触させ取上げアー ムを解放する機構とから成る若干の部品を備えている。本装置は、(i)第１のふ たの検査中につかみアセンブリをクリップ送り場所に動かし第１のクリップを取 上げ、(ii)第１のふたの検査後につかみアセンブリを第１のクリップと共に検査 場所に動かし第１のふたを取上げ、(iii)つかみアセンブリを第１のクリップ及 び第１ふたと 共に検査場所から径路に沿って位置する所定の組立て位置に動かすように、ロボ ットアームを選択的に制御するデイジタル信号プロセッサ及び協働するプログラ ムルーチンを備えた制御機構を持つ。 制御ルーチンは又、検査場所でふたをその回転アクチュエータアームに移送し た後ふた送り場所のつかみアームをその第１位置に戻す作用をする。取上げアー ムがその第１位置に戻るときは、このアームは第２のふたを取上げるように制御 される。第１のふた及びクリップに関して検査場所から所定の組立て位置へのロ ボットアームのつかみアセンブリの移動後に、取上げアームはふたたびその第１ 及び第２の位置の間で往復動させることにより第２ふたをふた送り場所送りから 検査場所に移送する。第２ふたは次いで検査場所で検査し、ロボットアームのつ かみアセンブリは次いでクリップ送り場所に戻し第２クリップを取上げ、そして ボートの割出しを行いこのボートの次の部品パッケージを径路に沿い所定の組立 て位置に置く、この処理はこのようにして継続する。 処理量を高めるように、ふた送り場所は複数のふたを回転台に多重に重ねて支 えるのが有利であり、又クリップ送り場所は複数のクリップを多重のトレイに支 える。各ふたを回転台の各積重ねから排出すると、この回転台は回転して新たな 積重ねをふた送り場所のつかみアームに差し出す。回転台の全部の積重ねを排出 すると、回転台は回転して取上げアームと新らたに設けた回転台から離れる。同 様に各クリップをトレイから排出すると、別のトレイを位置させ回転アームのつ かみアセンブリを送る。 以上本発明の比較的適切な目的の若干を述べた。これ等の目的は、本発明の比 較的すぐれた特長及び応用例の若干を例示するために述 べたものである。後述のように本発明を異なる方式で又は変型によって応用する ことにより多くの他の有利な結果が得られる。従って本発明の他の目的及びその 他の詳細は好適な実施例についての以下の説明から明らかである。 本発明のなお詳しい内容及びその利点を添付図面について以下に詳細に説明す る。 図面の簡単な説明 第１Ａ図ないし第１Ｂ図は複数の部品パッケージを本発明の自動化ふた取付け 装置によって支えるのに使うボートの側面図である。 第２Ａ図は本発明により部品パッケージを作る間にふたを集積回路ダイに固定 するのに使う好適なクリップ構造の平面図である。 第２Ｂ図は第１Ａ図に例示した好適なクリップ構造の側面図である。 第３Ａ図ないし第３Ｃ図は本発明方法によりプログラマブルロボットアームの ３つの主作動位置の間のこのアームの各相対位置を示す。 第４図は第３Ａ図の４−４線に沿うふた送り場所の断面図である。 第５図は第４図のふた送り場所と本装置の検査場所との平面図である。 第６図はロボットアームの好適なつかみアセンブリの正面図である。 第７図は本発明のクリップ送り場所の好適な構造の平面図である。 第８図は本装置の組立て場所におけるボートの正確な位置決めに使う割出し機 構の種種の部品の平面図である。 第９図は組立て後検査場所の正面図である。 第１０図は複数の循環箱内のボートを支える移動ビーム機構の正面図である。 実施例 添付図面の複数の図面を通じて同様な部品に同様な参照数字を使ってある。 本発明により方法及び装置を部品パッケージにふたを連続的に取付ける場合に ついて説明する。この目的に対する本発明の使用は単に例示したものであり又可 動ボートに支えた他の部品に任意のピースを正確に位置決めして保持しようとす るときはつねに本説明で述べる手段及び機構を使うことができるのは明らかであ る。たとえば本発明は、各部品パッケージ空洞内に多数のダイを支えこの空洞に 単一の大きいふたを当てがう、マルチチップモジュールの製造に有用である。本 発明の他の応用例にはペースメーカーのタイ及び部品の製造がある。 １実施例では密封デバイスの形成が容易になるように電子部品パッケージにふ たを自動的に当てがう方法及び装置が得られる。前記したように各ふたは、パッ ケージ内に支えた集積回路ダイに当てがい、次いでクリップを使い固定する。側 面図である第１Ａ図ないし第１Ｂ図に示すように、各部品パッケージ１０は、少 なくとも１個のダイ１２を持ちボート（ｂｏａｔ）１４の穴内に支えてある。ボ ート１４は本体部分１６と１対の側部レール１８、２０とを備えている。各側部 レール１８、２０は後述の目的で互いに間隔を隔てた複数の位置決め穴２２を備 えている。各ボート１４は若干の部品パッケージを支える。たとえば第１Ａ図に 例示したボートは１０個の部品パッケージを支えるが、第１Ｂ図に示したボート は５個の部品 パッケージを支える．ボート内の各穴は１対の鎖錠みぞ穴２４を備ている。第２ Ａ図ないし第２Ｂ図では、各クリップ２６は本体２８と本体２８の各端部から下 方に延びる１対のアーム３０、３２とを備えている。各アーム３０、３２は、ボ ートの鎖錠みぞ穴２４の１つに受入れるようにした鎖錠フランジ３４を備えてい る。クリップ２６はさらにばね部材３６を備えている、ふたをダイに当てがった 後、クリップ２６をパッケージと協働鎖錠みぞ穴２４内に押込んだアーム３０、 ３２とに対し整合した状態に持来す。各アーム３０、３２の鎖錠フランジ３４は 本体部分１６の下側に保持してクリップ２６を保持する。 ばね部材３６はふたを押圧しふたがダイに対して動かないようにする。 クリップ２６は又本体２８を貫く中央穴３８を備えている。ばね部材３６の穴 ４０は中央穴３８に整合する。クリップ本体２８は後述の目的で中央穴３８に隣 接すて複数のみぞ穴４２を設けてある。第２図のクリップ２６の構造は好適であ るが、このような構造に限定するものではない。たとえばばね部材３６の代りに コイルばね等を使ってもよい。 本発明によれば自動化ふた取付け装置は、この装置の作動を制御する汎用コン ピユータ制御システムを備えている。この制御システムは、協働する記憶装置、 適当なオペレーテイングシステム及び制御プログラムを持つ４８６基体プロセッ サと、適当なＩ／Ｏデバイス（たとえばキーボード、マウス、デイスプレイ及び プリンタ）とを持つ１つ又は複数の作業端末を備えている。本装置はさらに、特 殊目的のコンピユータ制御システムにより制御するロボットアーム を使うのが有利である。限定するものではないがロボットは、米国カリフオルニ ア州のアデプト・テクノロジイ・インコーポレイテッド（Ａｄｅｐｔ Ｔｅｃｈ ｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）から市販されている４軸選択服従関 節形ロボットアーム（ＳＣＡＲＡ）が好適である。このロボットアームは、後述 の処理工程に従ってロボットアームの逐次運動を生ずる協働する制御ソフトウエ アルーチンによって制御する。 本発明装置５０を示す第３Ａ図において、装置５０は若干の協働する機能部品 又はアセンブリを備えるのがよい。装置５０は、第１Ａ図ないし第１Ｂ図に示す ようなボート内に支えた部品パッケージ１０にふたを自動的に当てがいこのふた を第２Ａ図ないし第２Ｂ図に示したクリップ２６を使いパッケージに保持する。 装置５０は、プログラマブルロボットアーム５２、ふた送り場所送り５４、検査 場所５５、クリップ送り場所５６、組立て場所５８、組立て後検査場所６０を備 えている。組立て場所５８は、入り口６２に対応する第１の位置と出口６４に対 応する第２の位置との間で直線径路に沿いボート１０を運ぶエッジベルトドンベ ヤ６１に沿って位置させある。組立て場所５８は、ふた及びクリップを後述のよ うに集積回路ダイに組付ける、矢印６５により示した所定の組立て位置を備えて いる。 各ボートが本装置５０に入口６２で入り、次いでふたを当てがう組立て場所５ ８を通る径路に沿って移動するのは明らかである。ふたをボート上の全部のパッ ケージに当てがった後、このボートを各パッケージに対する取付けを査定する検 査場所６０を経て動かす。次いでボートは出口６４を経て運ぶ。詳細には示して ないが、若干 のパッケージ（第３Ａ図ないし第３Ｃ図に示すように４個のパッケージ）をそれ ぞれ支える複数のボートをエッジベルトコンベヤ６１に連続的に供給する。とく に、新らたなボートは先行ボート（組立て場所５８に位置する）内の全部のパッ ケージを所定の組立て位置を経て割出した後に入口６２に供給することが望まし い。次いで先行ボートを検査場所６０を経て処理する際に各ふたを新らたなボー ト内のパッケージに供給する。適当なセンサ及び割出しアセンブリはコンベヤ６ １の入口６２及び出口６４に位置させコンベヤ６１上の各ボートの動きを制御す る。米国テキサス州リチヤードソン市に位置するフレキシブル・テクノロジイ（ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）により作られているようなコンベヤ は本発明に使うのに適当である。コンベヤは当業界にはよく知られているように 適当な電動機及びギヤリング機構により制御する。 装置５０の入口側で各ボートは第１０図についてなお詳しく後述するように１ 個又は複数個の循環箱内に支えるのがよい。各箱は、第１０図に示すように移動 ビームに近接して位置させ次いで各ボートがコンベヤ６１に連続的に乗るように 上昇又は下降させる。装置５０の出口６４側ではコンベヤ６１は、検査場所６０ を通過し次いで移動ビーム、ｆｌｕ（炉装入／取出し）又は昇降機のような放出 機構に組合う。この放出機構は、不正確な部品アセンブリを備えることが検査場 所６０により認められたボート１０を放出するように選択的に制御される。ｆｌ ｕを放出機構として使う場合には、循環コンベヤ又はロボットは各ボートをコン ベヤ６１から炉内に移送するように機能する。すなわちコンベヤ６１が放出機構 をパッケージのふたに取付け密封が処理流れを経て調和して行われるように直接 送るのは明らかである。すなわちパッケージの１つに欠陥が認められなければ又 認められるまではつねにパッケージを処理流れから取除く必要がない。 自動ふた取付け装置の基本的作動法を第３Ａ図ないし３Ｃ図について以下に述 べる。一般に本方法は、ふた送り場所５４でふたを得て次いできのふたを検査場 所５５に移送することによつて開始する。次いでこのふたを検査しその保全性と 任意のふた予備成形材の保全性とをきず又は欠陥について査定する。この査定は 、装置５０の支持面７１の下側に位置させるのがよい検査場所５５のカメラによ って行う。ふたの検査中にロボットアーム５２はクリップが得られるようにクリ ップ送り場所５６に駆動する。これは第３Ａ図に示したロボットアームの位置で ある。次いでふたの検査後に検査場所に送る。これは第３Ｂ図に示したロボット アームの位置である。本方法によればボート１０を次いで割出しして部品パッケ ージを径路に沿い所定の組立て位置（矢印６５）に位置させる。ふた及びクリッ プは次いで検査場所から所定の組立て位置に移送する。これは第３Ｃ図に示した ロボットアームの位置である。ロボットアームが第３Ｂ図に示した位置にあると きはふた送り場所から別のふたを得る。ロボットアームが第３Ｂ図の位置から第 ３Ｃ図に示した位置に移動すると、この新らたなふたを検査場所５５上に持来し 検査する。このような検査中にロボットアームはクリップ送り場所５６に進み別 のクリップを取上げ（第３Ａ図）この処理が反復する。 本発明によれば部品パッケージの連続処理は一部がふた送り場所５４及びクリ ップ送り場所を使いそれぞれ多数のふた及びクリップを支えることにより行われ る。ふたはふた送り場所５４の１つ又は 複数の回転台に重ねて支え、又クリップはクリップ送り場所５６の１つ又は複数 の可動トレイに支える。ふたを回転台の各重なりから排出すると、回転台は回転 して処理のために新らたな重なりを差出す。回転台の全部の積層体を排出すると きは、からの回転台の代わりに新らたな回転台を位置させる。 第４図には第３Ａ図の４−４´線に沿うふた送り場所の拡大断面図を示してあ る。第５図は検査場所５５と共に第４図のふた送り場所の平面図を示す。次の説 明は第４図及び第５図に参照することにより明らかである。 ふた送り場所５４は、表面７１に支えた案内軌道７０を備えている。シヤトル ７２は、複数のふたを１個又は複数個のカートリッジ７６に支える回転台７５を 支える。第５図に明らかなようにカートリッジ７６は回転台７５の直径のまわり に互いに間隔を隔てるのがよく、そして回転台７５は複数の互いに間隔を隔てた 穴８３を備える。各穴８３は以下に述べる目的でカートリッジ７６の１つの下側 に位置する。シヤトル７２は、一方の軌道端部の第１の位置７３と回転台７５を １８０°の回転アクチュエータ７８の移送部材７７内に受入れる移送位置７９と の間で案内軌道７０に沿い往復動するようにしてある。回転アクチュエータ７８ は、移送部材７７を（回転台７５と共に）１８０°回転して回転台７５（カート リッジ７６を満たしてある）を取出し位置８１に移すように作用する。新らたな 回転台を取出し位置に位置させると、前回にこのような位置にあった回転台７５ をこの場合移送位置７９に位置させる。この位置７９から回転台７５を次いで第 １の位置７３に戻しふたたび充てんする。 ふた送り場所８２はさらに、回転台７５を取出し位置で回転し回 転台７５の各カートリッジ７６をふた送り場所８２に対し協働する関係に選択的 に位置させるようにするステップモータ８０を備えている。ふた送り場所８２は 、カートリッジ７６からふたを得て次いでこのふたを検査場所５５に移すように 作用する。このことは次のようにしてできる。第４図に示すようにふた送り場所 ８２は、吸引カップ８６を一端部に持つ取上げアーム８４を備えている。吸引カ ップ８６は、ステップモータ８０を選択的に作動することによって位置決めされ るカートリッジ７６ａの上方に位置する。押し棒８８を回転台７５の穴８３を貫 いて駆動するように別のステップモータ８５を設け、ふたの１つを選択的に持上 げ吸引カップ８６に衝合させるようにしてある。 第５図に明らかなようにふた送り場所８２はブラケット９２に支えた全通ビー ムセンサ９０を支えている。全通ビームセンサ９０は、与えられたカートリッジ ７６内の全部のふたが使われたかどうか又は取上げアーム８４により取上げられ る位置にふたがあるかどうかを識別する作用をする。この場合ステップモータ８ ０を制御し回転台７５を回転し次のカートリッジ７６をふた送り場所８２の下側 に持来す。前記したように回転台７５の全部のカートリッジ７６がからになると 、回転アクチュエータ７８が駆動され新らたな回転台を取出し位置８１に回転す る。次いでからの回転台を再装入のために第１の位置に戻す。 又第５図に示すようにロッドなし空気シリンダのようなコンベヤ９４を第１及 び第２の位置の間で取上げアーム８４（及びその吸引カップ８６により保持され たふた）を往復動させるように設けることにより、ふたをふた送り場所８２から 検査場所５５に移送する。 本発明によれば検査場所５５は前記したふたの保全性を検査するように支持面７ １の下側にカメラを備えている。たとえば第５図に破線で示されふた下面に位置 することを指示する予備成形材９３を検査する。検査場所５５におけるふたの検 査中に、前記したようにロボットアームをクリップ送り場所５６に移動させクリ ップ２６を得るようにする（第３Ａ図参照）。検査場所５５は又、アーム９６を 持つ回転アクチュエータ９５を備えている。回転アクチュエータ９５はアーム９ ６をふた予備成形材の検査後に往復動させふた下面に接触させるようにしてある 。アーム９６をふたの下側の位置に揺動させると、ふたを取上げアーム８４から 回転アクチュエータアーム９６に移すようの吸引カップ８６を解放する。この場 合取上げアーム８４をその第１位置にコンベヤ９４で戻し別のふたを得る。 この間にロボットアームは前記したようにすでにクリップ２６を取上げている 。第６図にはこの作用を実施するのに使うつかみアセンブリ１００の好適な構造 の正面図を示してある。つかみアセンブリ１００はプログラマブルロボットアー ム５２の端部に取付けるようにした取付台１０２を備えている。つかみアセンブ リ１００はさらに１対の釈放できる掛け金１０６、１０８によって取付台１０２ に固定したつかみヘッド１０４を備えている。掛け金１０６、１０８はヘッドの 修理又はその交換を容易にするように釈放する。つかみアセンブリ１００は、異 なる寸法のクリップを使うことができるように１つ又は複数の互いに異なるヘッ ドを備えるのがよい。各掛け金１０６、１０８は、つかみアセンブリヘッドを容 易に変えることができるように急速交換インタフェースを形成する。つかみアセ ンブリ１００は複数の真空アセンブリを支える。とくにつかみヘッ ド１０４は、１つの真空アセンブリに連結した真空カップ１１２を持つ端部を備 えた中央柄部分１１０を支える。ヘッド１０４はさらに、別の真空アセンブリに 連結した１対の真空カップ１１４、１１６を備えている。ヘッド１０４は、真空 ポンプ（図示していない）に作動的に連結してある。又種種のアセンブリを選択 的に制御し必要に応じて真空を生じ又は解放する。中央柄部分１１０は第２図で 述べたようにクリップ２６の穴３８、４０を貫通して真空カップ１１２を使いふ たを保持する（つかみアセンブリを後述のように検査場所に戻した後）ようにし てある。 つかみアセンブリ１００をプログラマブルロボットアーム５２によりクリップ 送り場所５６の上方に持来したとき（第３Ａ図に示すように）、つかみヘッド１ ０４の真空カッブ１１４、１１６を使いクリップを取上げる。第７図に平面図で 示すようにクリップ送り場所５６は４個所の互いに異なる区域を備えている。前 記したように本発明によれば各クリップはトレイ内に支える。クリップ送り場所 ５２は、クリップを装入した複数のトレイを積重ねて受入れる入りトレイ積重ね 器１２０を備えている。最下部のトレイから始めて１つずつ、入りトレイ積重ね 器１２０に支えられた各装入りトレイをシヤトル１２４によりクリップトレイ差 出し区域１２２上に移動させる。押し棒１２６を持つシリンダ１２５を使いトレ イを差出し区域に保持する。差出し区域に支えたトレイ内の各クリップは次いで 、真空カップ１１４、１１６を使いつかみアセンブリにより逐次取出す。トレイ 内の全部のクリップを排除した後、からのトレイをシヤトル１３０により差出し 区域１２２から移送位置１２８に移動させる。次いで次のトレイを入りトレイ積 重ね器１２０から差出し区域 １２２に移動させ連続した処理ができるようにする。からのトレイは最終的に、 からのトレイを重なった状態に支える出トレイ積重ね器に戻す。 すなわち各クリップは複数の積重ねたトレイ内に支え、各トレイを入りトレイ 積重ね器から取出し差出し区域に１つずつ移送する。からのトレイは、出トレイ 積重ね器に装入し入りトレイ積重ね器をふたたび満たすことが必要なるまで保持 する。 前記各図面について本装置の好適な作用を次ぎに詳細に述べる。本装置を使い 部品パッケージにふたを自動的に当てがい次いでこのふたをクリップで固定する 。作動時には第１のボートを入口６２及び出口６４の間でコンベヤ６１に沿って 運ぶ。第１ボート１０を運んでいる際にふた送り場所８２の取上げアーム８４を 制御し第１のふたをふた送り場所８２から取出す。次いで取上げアームをコンベ ヤ９４で第１及び第２の位置の間で往復動させることにより第１のふたをふた送 り場所８２から検査場所５５に移送する。検査場所では、第１のふたを検査しふ たの保全性を査定し所定の軸線（第５図に参照数字９７により示してある）に対 して第１のふたの配向を判定する。検査場所５５における第１ふたの検査中にロ ボットアームのつかみアセンブリ１００をクリップ送り場所５６に動かす第３Ａ 図に示すように）。このような動きに先だって、前記したようにトレイをクリッ プ送り場所の差出し区域１２２に位置させておく。つかみヘッド１０４内に真空 アセンブリを作動し真空カップ１１４、１１６により差出し区域内に位置するト レイから第１のクリップを取上げる。第１クリップを取上げたときに、中央柄部 分１１０はクリップ穴３８、４０を貫通する。 検査場所による第１ふたの検査後に、アーム９６を回転アクチュエータ９５に より第１ふた下面に接触する位置に揺動させる。同時に取上げアーム８４を解放 して第１ふたを回転アクチュエータアームに移送し、このアームに第１ふたを保 持する。取上げアーム８４は次いでコンベヤ９４により第１位置に戻し、そして ステップモータ８５及び押し棒８８の作動によつて第２のふたを上昇させ吸引カ ップ８６に接触させる。前記したようにセンサ９０が取出されるカートリッジ内 にもはやふたが存在しないことを指示すると、ステップモータ８０を作動して新 らたなカートリッジを取上げアーム８４の下側の位置に回転する。 第１のふたの移送後に、次いで第１ふたを取上げるようにロボットアームのつ かみアセンブリ１００を第１クリップと共に検査場所の所定位置に動かす。これ は第３Ｂ図に示したロボットアームの位置である。所定位置は、好適な実施例で は検査場所５５の上方に取付けたカメラにより判定される第１ふたの配向により 定める。つかみアセンブリ１００をふた（アーム９６により下方から保持される ）の上方に戻すと、ヘッド１０４内の真空アセンブリをふたたび作動して真空カ ップ１１２をふた上面に接触させ第１ふたを第１クリップと共に保持する。 次いで覆おうとする表面を持つ部品パッケージを所定の組立て位置に割出しす る。次いで第１クリップ及び第１ふたと共にロボットアームのつかみアセンブリ １００を検査場所５５から組立て場所５８に移送する。これは第３Ｃ図に示した ロボットアームの位置である。次につかみアセンブリ１００を下方に所定の位置 に往復動させ、次いで真空カップ１１２、１１４、１１６を解放し第１のふたを 第 １部品パッケージ上に置きこれと同時に第１クリップをボートに固定する。とく につかみアセンブリ１００をロボットアームにより下方に動かすときは、クリッ プの対のアーム３０、３２をボートの鎖錠みぞ穴２４内に受入れ、又フランジ３ ４によりクリップを動かないように保持する。クリップ２６のばね部材３６はふ たに当たりこのふたがパッケージに対し動かないようにする。 ロボットアームを第１クリップ及び第１ふたを部品パッケージに当てがうよう に第３Ｃ図に示した位置に動かした後、取上げアーム８４をコンベヤ９４で第１ 及び第２の位置の間にふたたび往復動させることにより第２ふたをふた送り場所 から検査場所に移送する。本方法は次いで、第２ふたを検査場所で検査し、ロボ ットアームをクリップ送り場所に動かし第２クリップを取上げ（第２たの検査中 に）ボートを割出しして別の部品パッケージを所定の組立て位置に置くこと等に より再循環する。 本発明によればボートは第８図に示した割出し機構を使い組立て場所５８を経 て割出しするのがよい。第１図で前記したように各ボート１４は本体部分１６と １対の側部レール１８、２０とを備えている。各側部レール１８、２０は互いに 間隔を隔てた複数の位置決め穴２２を備えるのがよい。第８図に示すように割出 し機構１３５は、コンベヤ６１の一方のレール１３１に取付けた全通ビームセン サ１３４と対向レール１３３に支えた鎖錠機構１３６とを備えている。全通ビー ムセンサ１３４は、ボートの側部レールの互いに間隔を隔てた位置決め穴２２の 個数を計数するＬＥＤ及びホトトランジスタを備えている。所定数の穴２２を計 数したときは、鎖錠機構１３６を作動しそのプランジャ１３８を位置決め穴２２ の１つに駆動 しボートを鎖錠する。穴２２の個数及びその相対間隔が知られる限り、この割出 し機構を使い、ボートの寸法又はその中のパッケージの個数に関係なく組立て場 所を通るボートの選択的運動を制御することができる。 本発明によれば又、パッケージ形成を容易にするように１個又は複数個のカメ ラを設けてある。頭上カメラは、クリップ送り場所から検査場所へのロボットア ームのつかみアセンブリの移動後に所定の組立て位置における部品パッケージを 検査しふた取付け位置を位置決めするのに使うのがよい。次いでつかみアセンブ リは、ふた取付け位置の場所に基づいて組立て場所に整合させる。第９図には組 立て後検査場所６０の好適な構造を正面図で示してある。この場所は、コンベヤ ６１の上方に支え取付けたふたの互いに対向するすみ部を検査するようにした１ 対のカメラ１４０、１４２を備えている。これ等のカメラ１４０、１４２はふた を適正に位置させたかどうか定めるように調べる。正確なパッケージアセンブリ が得られなければ、ボートは炉に達するのに先だって処理ラインから放出する。 ＣＣＤカメラは本発明に使用するのに適当でありパナソニック（Ｐａｎａｓｏｎ ｉｃ）製のものがある。 第１０図には、各ボートを複数の循環箱１５５内に支える移動ビームアセンブ リの正面図を示してある。このアセンブリはコンベヤ６１の入口６２に隣接して 支えられボートの連続処理が容易になるようにしてある。アセンブリ１５０は、 第１の移動ビーム１５２、昇降機１５４及び第２移動ビーム１５６を備えている 。各箱１５５は１０のボートを支えるのがよい。各箱が移送位置１６０に達する と、この箱は最終的に昇降機１５４により各別のボートをコンベヤ ６１に取出す取出し位置１６２に下方に移送する。全部のボートを箱から取出し た後からの箱を移動ビーム１５２に沿って移送する。 図示してないが、本装置の種種の制御機構は制御プロセッサ内に設けた設けた ソフトウエアプログラムの制御のもとに適当なアクチュエータにより選択的に制 御されるのが明らかである。このような制御機構は当業界にはよく知られている 。 前記した特定の実施例は、本発明の同じ目的を実施するように変型を行い又は 他の構造を構成する基本として容易に利用できることは当業界には明らかである 。本発明の若干の態様はダイ製造に使うのに適している。たとえば「既知の良好 なダイ」の試験でダイにふたを保持するのにクリップを使うことが望ましい。こ のような場合にボートは、このような試験中に試験固定具を介して割出しされる 若干のダイを支えるのに使われる。つかみアセンブリは、特定のダイを貯蔵媒体 から得てこのダイを反転し試験を容易にする。このような装置では、プログラマ ブルロボットアームを使い(i)つかみアセンブリをクリップ送り場所に移動させ 第１のクリップを取上げ、(ii)つかみアセンブリを第１クリップと共に移動させ 第１のふたを取上げ、(iii)つかみアセンブリ、第１クリップ及び第１ふたを移 動させ第１のダイを取上げ、(iv)つかみアセンブリを第１クリップ、第１ふた及 び第１ダイと共に所定の組立て位置に移動させる。又このような同等の構造が前 記した本発明の精神から逸脱しないのはもちろんである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シムプスン，リチァド、ダブルュー、ジュ ーニア アメリカ合衆国テクサス州75290、シュガ マン、ウエスト・マッギー 209番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．それぞれ一方の側に予備成形材を持つふたを自動的に部品パッケージ上に配 置し次いでこのふたをクリップで固定するつかみアセンブリを持つプログラマブ ルロボットアームを使い、少なくとも１個の部品パッケージをボートに支えて行 う方法において、 （ａ）第１のボートを径路に沿い第１の位置及び第２の位置の間で運び、 （ｂ）第１のふた取上げアームを使いふた送り場所から取出し、 （ｃ）前記取上げアームを第１及び第２の位置の間で往復動させることにより第 １ふたを前記ふた送り場所から検査場所に移送し、 （ｄ）前記第１ふたを検査し前記第１ふたの保全性を査定し所定の軸線に対する 第１ふたの配向を判定し、 （ｅ）前記検査場所における前記第１ふたの検査中に、前記ロボットアームのつ かみアセンブリをクリップ送り場所に移動させ第１のクリップを取上げ、 （ｆ）前記第１ふたの検査に次いで回転アクチュエータアームを往復動させ第１ ふた下面に接触させ前記つかみアームを解放し、 （ｇ）前記取上げアームをその第１位置に戻しこの取上げアームを使い前記ふた 送り場所から第２のふたを取出し、 （ｈ）前記ロボットアームのつかみアセンブリを前記第１クリップと共に前記検 査場所で前記第１ふたの配向により定まる所定の位置に移動させ前記第１ふたを 取上げ、 （ｉ）前記第１ボートを割出しして第１の部品パッケージを前記径路に沿う所定 の組立て位置に位置させ、 （ｊ）前記回転アクチュエータアームを解放し前記ロボットアームのつかみアセ ンブリを前記の第１クリップ及び第１ふたと共に前記検査場所から前記所定の組 立て位置に移動させ、 （ｋ）前記第１ふたを前記第１部品パッケージに当てがいこれに重ねて前記第１ クリップを前記ボートに固定して前記第１クリップにより前記第１ふたを前記第 １部品パッケージに対して動かないように固定するようにする ことから成る方法。 ２．前記取上げアームを前記の第１及び第２の位置の間で往復動させることによ り、前記ロボットアームのつかみアセンブリの前記検査場所から前記所定の組立 て位置への移動後に前記第２ふたを前記ふた送り場所から前記検査場所に移送す る、 請求の範囲第１項記載の方法。 ３．前記第２ふたを前記検査場所で検査し、 前記ロボットアームのつかみアセンブリを前記クリップ送り場所に移動させて 前記第２ふたの検査中に第２のクリップを取上げる、 請求の範囲第２項記載の方法。 ４．前記ロボットアームのつかみアセンブリを前記クリップ送り場所に移動させ 前記第２のクリップを取上げた後、前記第１ボートを割出しして前記第２部品パ ッケージを前記径路に沿う所定の組立て位置に位置させる、 請求の範囲第３項記載の方法。 ５．前記組立て位置を前記径路に沿い前記コンベヤの第１及び第２の位置の中間 に位置させる請求の範囲第１項記載の方法。 ６．前記ロボットアームのつかみアセンブリの前記クリップ送り場所から前記検 査場所への移動後に前記第１部品パッケージを検査してふた取付け位置を定め、 このふた取付け位置の場所に基づいて前記つかみアセンブリを組立て位置で整 合させる、 請求の範囲第１項記載の方法。 ７．前記ふた送り場所の回転台に少なくとも第１及び第２の積層体内の複数個の ふたを支え、 前記回転台を回転し前記第１積層体のふたを前記取上げアームの下側に位置さ せ、 前記第１積層体がからになるまでこの第１積層体からふたを取出し、 前記回転台を回転して前記第２積層体のふたを前記取上げアームの下側に位置 させる、 請求の範囲第１項記載の方法。 ８．前記回転台の全部の積層体をからにした後前記回転台を前記ふた送り場所か ら再装入位置に移換する、 請求の範囲第７項記載の方法。 ９．複数個のクリップを前記クリップ送り場所の少なくとも第１及 び第２のトレイ内に支え、 第１トレイを割出ししてこのトレイ内の各クリップを前記ロボットアームのつ かみアセンブリにより取上げるように所定の位置に位置させ、 前記第１トレイがからになるまでこの第１トレイからクリップを取出し、 前記第１トレイ内の全部のクリップを取上げた後前記第１トレイを前記クリッ プ送り場所から再装入位置に割出しし前記第２トレイを前記所定位置に割出しす る、 請求の範囲第１項記載の方法。 10．前記第１ボート内の全部の部品パッケージがふたを受入れた後に前記第１ボ ートを割出ししてふたが適正に置かれたかどうかを査定する、 請求の範囲第１項記載の方法。 11．前記第１ボート内の全部の部品パッケージがふたを受入れた後、第２のボー トを径路に沿い第１位置及び第２位置の間で運ぶ、 請求の範囲第１０項記載の方法。 12．前記ボートが本体部分と、互いに間隔を隔てた複数個の穴を持つ少なくとも １条の側部レールとを備えた請求の範囲第１項記載の方法。 13．前記ボートを割出しするに当たり、 前記側部レールの互いに間隔を隔てた穴を計数し、 所定数の穴を計数したときに、ボートを所定の組立て位置に鎖錠する、 請求の範囲第１２項記載の方法。 14．前記ロボットアームとして関節形ロボットアームを使う請求の範囲第１項記 載の方法。 15．前記ロボットアームのつかみアセンブリに交換できるヘッドを設けた請求の 範囲第１項記載の方法。 16．径路に沿って運ばれるボートに少なくとも１個を支えた部品パッケージ上に ふたを自動的に配置し、次いでこのふたをクリップで固定する方法において、 （ａ）ふた送り場所からふたを取出し、 （ｂ）このふたを前記ふた送り場所から検査場所に移送し、 （ｃ）ふたを検査してこのふたの保全性を査定し、 （ｄ）ふたの検査中にクリップを取上げ、 （ｅ）このクリップを前記ふたの検査後に前記検査場所に移送し、 （ｆ）前記ボートを割出しして前記径路に沿う所定の組立て位置内に部品パッケ ージを位置させ、 （ｇ）前記のふた及びクリップを前記検査場所から所定の組立て位置に移送し、 （ｈ）前記ふたを前記部品パッケージに当てがいこれと同時に前記クリップを前 記ボートに固定して前記クリップにより前記ふたを前 記部品パッケージに対して動かないように固定するようにすることから成る方法 。 17．前記ボートに本体部分と、互いに間隔を隔てた複数の穴を持つ少なくとも１ 条の側部レールとを設ける請求の範囲第１６項記載の方法。 18．前記ボートを割出しするに当たり、 前記側部レールの互いに間隔を隔てた穴を計数し、 前記穴の所定数を計数したときに前記ボートを前記の所定組立て位置に鎖錠す る、 請求の範囲第１７項記載の方法。 19．少なくとも１個をボートに支えた部品パッケージ上にふたを自動的に配置し 、次いでこのふたをクリップで固定する装置において、 つかみアセンブリを持つプログラマブルロボットアームと、 検査場所と、 第１のボートを径路に沿い第１の位置及び第２の位置の間で運ぶ第１の運び手 段と、 第１のふたをふた送り場所から取出す取上げアームと、 この取上げアームを第１及び第２の位置の間で往復動させることにより前記第 １ふたを前記ふた送り場所から前記検査場所に移送する第２の運び手段と、 前記検査場所に位置し前記第１ふたを検査してふた保全性を査定し又この第１ ふたの所定軸線に対する配向を判定するようにした第 １のカメラ手段と、 回転アクチュエータアームと、 前記第１ふたの検査に次いで前記回転アクチュエータアームを往復動させ第１ ふた下面に接触させそして前記つかみアームを解放する手段と、 前記ロボットアームを選択的に制御し(i)前記第１ふたの検査中に前記つかみ アセンブリを前記クリップ送り場所に移動させ第１のクリップを取上げ、(ii)前 記第１ふたの検査後に前記つかみアセンブリを前記第１クリップと共に前記検査 場所に移動させ前記第１ふたを取上げ、(iii)前記つかみアセンブリを前記の第 １クリップ及び第１ふたと共に前記検査場所から前記径路に沿つて位置する所定 の組立て位置に移動させるようにしたプログラム制御手段と、 を包含する装置。 20．前記第１ボートを割出しして第１の部品パッケージを前記径路に沿う前記所 定組立て位置に位置させるようにする割出し手段を備えた請求の範囲第１９項記 載の装置。 21．ふた送り場所を備えた請求の範囲第１９項記載の装置。 22．クリップ送り場所を備えた請求の範囲第１９項記載の装置。 23．前記ロボットアームとして関節形ロボットアームを使った請求の範囲第１９ 項記載の装置。 24．前記ボート内の前記部品パッケージの配向を判定する第２のカメラ手段を備 えた請求の範囲第２０項記載の装置。 25．前記のふた及びクリップが前記部品パッケージに適正に置かれているかどう かを判定する第３のカメラ手段を備えた請求の範囲第２４項記載の装置。