KR100491490B1 - 소형 구성 요소를 배향시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

소형 구성 요소를 배향시키기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR100491490B1 KR10-1999-7001150A KR19997001150A KR100491490B1 KR 100491490 B1 KR100491490 B1 KR 100491490B1 KR 19997001150 A KR19997001150 A KR 19997001150A KR 100491490 B1 KR100491490 B1 KR 100491490B1
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더글러스제이. 가르시아
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Abstract

전자 요소 전처리 조립체는 적어도 하나의 프레스 핀(30)이 돌출해 있는 표면을 갖는 프레스 핀 플레이트(28)와, 프레스 핀(30)과 공간적으로 정렬되고 프레스 핀(30)을 수용할 수 있는 크기를 갖는 적어도 하나의 설치 개구(loading aperture)(132)를 갖는 설치 플레이트(load plate)(34)와, 적어도 하나의 배향 핀(42)이 돌출해 있는 표면을 갖는 핀 홀더 플레이트(40), 및 배향 핀(42)과 공간적으로 정렬되고 배향 핀(42)을 수용할 수 있는 크기를 갖는 적어도 하나의 구성 요소 통로(134)를 갖는 캐리어 플레이트(carrier plate)(38)를 포함한다. 설치 플레이트(34)와 캐리어 플레이트(38)는 초기에 설치 개구(132)에 위치된 전자 요소(32)가 프레스 핀(30)과 배향 핀(42) 사이의 소정 거리 내에 붙들려진 채로 구성 요소 통로(134)로 이동될 수 있게 공간적으로 정렬된다. 이러한 소정 거리는 구성 요소의 이동시에 구성 요소를 바람직한 배향으로 배향시키면서 이러한 소정 거리 내에 붙들려진 구성 요소(32)에 불필요한 압력이 가해지는 것을 방지하기에 충분한 것이 바람직하다.

Description

소형 구성 요소를 배향시키기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ORIENTING MINIATURE COMPONENTS}
본 발명은 후속 작업에 대비하여 바람직한 배향으로 소형 구성 요소를 배향시키는 것에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 먼저 소형 전자 요소를 배향시키고, 종단(termination) 및 다른 후속 처리를 위해 이들 구성 요소들이 취급될 때 구성 요소의 배향을 유지시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
캐리어 플레이트에 칩 커패시터 및 저항기와 같은 소형 전자 요소를 설치하기 위한 방법 및 시스템이 당해분야에 잘 알려져 있다. 흔히 이용되는 한 가지 방법에서는 설치 플레이트(load plate)의 설치 개구(loading aperture)에 구성 요소를 설치하고 그리고 나서 강제로 구성 요소에 프레스 핀을 가압해서 설치 개구로부터 공간적으로 정렬된 인접 캐리어 플레이트의 구성 요소 통로로 밀어 넣게 되며, 이러한 방법은 미국 특허 번호 제 4,395,184호에 개시되어 있다.
도 1A에 도시된 바와 같이, 설치 플레이트(12)의 설치 개구(10)는 일반적으로 중력 또는 진공압에 의해 구성 요소가 설치 개구(10) 안으로 용이하게 설치되도록, 챔퍼처리된 면(chamfered edge:모따기가 행해진 면)과 구성 요소(14)의 크기보다 약간 더 큰 크기를 갖는다. 캐리어 플레이트(16)는 전형적으로 탄성 재료로 형성되며, 구성 요소 통로(18)는 일반적으로 구성 요소(14)의 크기보다 약간 더 작은 크기를 갖는다. 구성 요소 통로(18)의 탄성 재료 라이닝 및 치수(sizing)는 구성 요소가 프레스 핀(19)에 의해 설치 플레이트(12)로부터 구성 요소 통로(18)로 이동될 때 캐리어 플레이트(16)가 이들 구성 요소(14)를 수용하여 견고하게 파지(把持)하도록 작용한다.
구성 요소 통로(18)의 감소된 크기와 함께 설치 개구(10)의 큰 크기와 챔퍼처리된 면으로 인해, 흔히 상당히 많은 양(즉, 약 50%)의 구성 요소(14)가 프레스 핀(19)에 의해 이동되기 전에 설치 개구(10) 내에서 및/또는 캐리어 플레이트(16)의 상단에서 비뚤어지게 배향되게 된다(도 1B). 비뚤어진 구성 요소가 프레스 핀에 의해 구성 요소 통로로 밀어 넣어지고 그리고서 구성 요소가 처리되기 때문에, 이러한 비뚤어진 배향은 흔히 구성 요소, 설치 플레이트, 캐리어 플레이트, 프레스 핀 및 처리 장치(processing device)에 손상을 일으킨다.
따라서, 당해 분야에는 여전히 구성 요소, 설치 플레이트, 캐리어 플레이트, 프레스 핀 및 처리 장치에 손상을 주지 않도록 설치 플레이트에서 캐리어 플레이트로 이동하는 동안 바람직한 배향으로 소형 전자 요소를 배향시키는 방법 및 장치의 필요성이 존재한다.
도 1A는 종래 기술의 설치 플레이트와 캐리어 플레이트를 도시하는 부분적인 횡단면 사시도.
도 1B는 비뚤어진 배향의 구성 요소를 보여주는 종래 기술의 설치 장치를 측면에서 본 횡단면도.
도 2는 본 발명의 설치 장치를 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 설치 장치를 측면에서 본 횡단면도.
도 4는 도 3의 설치 장치의 상부 지지 구조를 도시하는 부분 확대 사시도.
도 5는 도 3의 설치 장치의 설치 및 캐리어 플레이트의 개구(aperture)에 대한 프레스 핀과 배향 핀의 정렬 및 슬라이드 플레이트의 배치를 도시한 확대 분해 사시도.
도 6A 내지 도 6D는 설치 플레이트로부터 캐리어 플레이트로 구성 요소의 이동시 바람직한 배향으로 구성 요소를 배향시키는 방법의 각 단계의 순서를 예시하는 본 발명의 설치 장치를 측면에서 본 횡단면도.
따라서, 본 발명의 목적은 먼저 소형 전자 요소, 특히 장측(長側)이 종단처리된 구성 요소(long-side terminated components)를 배향시키고, 후속 처리를 위해 이들 구성 요소들이 취급될 때 구성 요소의 배향을 유지시키기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 장점은 이와 같이 취급되고 후속 처리가 이루어지는 동안에 구성 요소, 설치 장치 및 처리 장치에 손상을 방지할 수 있게 구성 요소를 배향시킨다는 것이다.
본 발명의 방법 및 장치의 다른 장점은 기존의 구성 요소의 취급 및 처리에 사용되는 기법 및 장치와도 양립 가능하다(compatible)는 것이다.
본 발명은 적어도 하나의 프레스 핀(press pin)이 하향 돌출해 있는 표면을 갖는 프레스 핀 플레이트와; 프레스 핀과 공간적으로 정렬되고 프레스 핀을 수용할 수 있는 크기를 갖는 적어도 하나의 설치 개구를 갖는 설치 플레이트와; 적어도 하나의 배향 핀(orienting pin)이 하향 돌출해 있는 표면을 갖는 핀 홀더 플레이트; 및, 배향 핀과 공간적으로 정렬되고 배향 핀을 수용할 수 있는 크기를 갖는 적어도 하나의 구성 요소 통로를 갖는 캐리어 플레이트를 포함하는 전자 요소 전처리 조립체(preprocessing assembly)이다. 설치 플레이트와 캐리어 플레이트는 초기에 설치 개구에 위치된 전자 요소가 프레스 핀과 배향 핀 사이의 소정 거리에 붙들려진 채로 구성 요소 통로로 이동할 수 있도록 공간적으로 정렬된다.
바람직한 실시예에서, 본 발명의 장치는 상응하는 다수의 프레스 핀과 공간적으로 정렬된 다수의 이격(離隔)된 설치 개구, 및 상응하는 다수의 배향 핀과 공간적으로 정렬된 다수의 이격된 구성 요소 통로를 포함한다. 본 실시예에서, 설치 플레이트와 캐리어 플레이트는 초기에 설치 개구에 위치된 전자 요소 각각이 상응하는 구성 요소 통로로 이동할 수 있도록 공간적으로 정렬된다.
운동 조정 메커니즘(motion coordinating mechanism)은 프레스 핀 플레이트와 핀 홀더 플레이트를 작동 상태로 연결하며, 프레스 핀과 이에 상응하는 배향 핀으로 하여금 프레스 핀과 배향 핀이 소정 거리만큼 떨어질 때까지 서로를 향해서 다가가게 만든다. 이러한 소정 거리는 바람직하게는 구성 요소의 이동시 구성 요소를 바람직한 배향으로 배향시키면서 이 소정 거리 내에 붙들려진 구성 요소에 불필요한 압력이 가해지는 것을 방지하기에 충분하다. 그 후 운동 조정 메커니즘은 구성 요소를 설치 개구로부터 구성 요소 통로로 이동시킬 수 있게 프레스 핀이 이동 경로를 따라 이동되게 함과 동시에, 상응하는 배향 핀의 이동이 이러한 소정 거리를 유지시키게끔 한다.
본 발명의 장치는 프레스 핀과 이에 상응하는 배향 핀 사이의 소정 거리를 한정할 수 있게 프레스 핀과 배향 핀에 작동적으로 연결되는 스페이싱 부재(spacing member)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 스페이싱 부재는 프레스 핀 플레이트에 연결되는 제 1 스페이싱 블록과 핀 홀더 플레이트에 연결되는 제 2 스페이싱 블록을 포함하며,, 제 1 및 제 2 스페이싱 블록은 설치 개구로부터 구성 요소 통로로 구성 요소가 이동되기 전에 각 프레스 핀과 이에 상응하는 배향 핀 사이에 소정의 거리를 한정할 수 있게 서로 접한다.
본 발명의 장치는 붙들려진 구성 요소가 구성 요소 통로로 이동될 때 배향 핀을 그 상응하는 프레스 핀쪽으로 편향시키기 위한 편향 부재, 및 구성 요소가 구성 요소 통로 속으로 이동된 후 캐리어 플레이트 분리 위치에서 배향 핀을 로킹(locking) 상태로 만드는 로킹 부재를 더 포함할 수 있다. 편향 부재와 로킹 부재는 프레스 핀과 캐리어 플레이트가 배향 핀으로부터 멀리 이동할 수 있게 하는 동시에 배향 핀에 의해 구성 요소 통로로부터 구성 요소가 빠지는 것을 방지하도록 함께 작용하는 것이 바람직하다.
배향 핀은 구성 요소가 구성 요소 통로로 이동될 때 구성 요소의 비뚤어짐을 방지하는 장치의 효율을 최대화시키기 위해서 구성 요소의 형상에 부합하는 형상으로 제작될 수 있다. 장측이 종단처리된 구성 요소를 배향시키는데 사용하기 위한 2가지 대안적인 실시예에서, 배향 핀은 구성 요소를 그 길이를 따라 지지하기 위한 직사각형 형상의 탱(tang) 또는 한 쌍의 원통형 핀을 포함할 수 있다. {당업계의 종사자들은 소형 전자 요소의 경우에 '길이'를 구성 요소의 단부 캡(즉, 코팅된 단부) 사이의 거리로 지정한다. 그래서, 이러한 전자 요소의 길이는 요소의 치수 중 가장 큰 치수일 필요는 없다.}
첨부한 도면과 함께 설명된 다음의 상세한 설명을 참조함으로써, 본 발명의 상술한 특징 및 추가적인 특징과 이러한 특징들을 얻기 위한 방법이 분명해질 것이며, 본 발명이 잘 이해될 것이다.
도 2, 도 3 및 도 4는 본 발명의 설치 장치(20)를 도시한다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 설치 장치(20)는 한 쌍의 이격된 가이드 샤프트(26)에 견고하게 결합된 상부 및 하부 지지 구조(22 및 24)를 포함한다. 상부 지지 구조(22)는 캐리어 플레이트(38)에 의해 지지되는 설치 플레이트(34) 안으로 다수의 구성 요소(32)를 밀어 넣을 수 있게 다수의 프레스 핀(30)이 하향 돌출해 있는 강성의 프레스 핀 플레이트(28)를 지지한다. 프레스 핀 플레이트(28)는 샤프트를 따라 프레스 핀 플레이트(28)가 미끄럼운동을 할 수 있도록 가이드 샤프트(26)가 관통하는 한 쌍의 부싱(39)을 구비한다. 하부 지지 구조(24)는 프레스 핀(30)이 설치 플레이트(34)를 통해 구성 요소(32)를 캐리어 플레이트(38) 안으로 밀어넣을 때 구성 요소(32)의 배향을 유지시키기 위한 다수의 가이드 또는 배향 핀(42)이 상향 돌출해 있는 강성의 핀 홀더 플레이트(40)를 지지한다. 설치 플레이트(34)와 캐리어 플레이트(38)는 고정 플레이트(44) 상에서 지지되며, 이 고정 플레이트의 모서리 영역은 베이스 플레이트(48)의 상부 표면에 고정되는 4개의 고정 레그(46)(도 2에는 3개가 보임)의 단부 상에 장착된다.
상부 지지 구조(22)는 메인 에어 실린더(54)의 실린더 베이스(52)가 나사(56)로 조립 장착된 실린더 지지 플레이트(50)를 포함한다. 하나의 적절한 메인 에어 실린더(54)는 플로리다 게이네스빌 소재의 팹코 회사(Fabco, Inc., Gainesville, Florida)에 의해 제작된 HI-Power 시리즈의 압축 공기식 실린더이다. 실린더 샤프트(58)는 실린더 베이스(52)의 구멍에 삽입된 부싱(60)을 관통하여, 실린더 지지 플레이트(50)의 구멍을 통과하며, 프레스 핀 플레이트(28)에 고정된 나사부 형성 단부(threaded end)를 갖는다. 메인 에어 실린더(54)는 피스톤(68)의 양방향 운동 및 그 결과로서 하부 지지 구조(24)에 대한 프레스 핀(30)의 운동을 제어하기 위해 각각 에어 입구(64) 및 에어 출구(66)를 통해서 가압 공기를 에어 공급원(미도시됨)으로부터 받아들이고 다시 에어 공급원으로 돌려보낸다.
프레스 핀 플레이트(28)는 그 하부 표면(80)에 핀 리테이닝 플레이트(82)가 부착되며, 이 핀 리테이닝 플레이트로부터 다수의 이격된 핀(30)이 돌출되어 유지된다. 프레스 핀(30)은 횡단면이 원통형인 것이 바람직하며, 프레스 핀(30)의 바람직한 치수는 설치되는 구성 요소의 크기와 형상에 따라 달라진다. 프레스 핀(30)은 한 쌍의 프레스 핀이 하나의 구성 요소(32)에 접촉하도록 조밀하게 이격된 쌍을 이루는 원통형 프레스 핀의 매트릭스로 그룹 지어진다. 2개의 조밀하게 이격된 프레스 핀(30)은 0.2 ㎝(0.08 인치) 이격되며, 인접한 프레스 핀(30) 쌍은 (다른 프레스 핀 쌍으로부터) 0.46 ㎝(0.18 인치) 이격되어 있다. 마찬가지로, 프레스 핀 플레이트(28)의 형상과 치수도 프레스 핀 플레이트(28)가 사용되는 특정 적용에 따라 달라질 수 있다. 프레스 핀 플레이트(28)는 바람직하게는 고강도 알루미늄 합금 또는 스틸로 만들어지며, 프레스 핀(30)은 바람직하게는 경화강으로 만들어진다.
스트리퍼 플레이트(stripper plate)(86)는 프레스 핀이 구성 요소(32)를 누를 때 프레스 핀(30)을 지지하며 프레스 핀이 휘어지지 않도록 하기 위해 프레스 핀(30)의 자유단(free end)이 통과하는 구멍들을 갖는다. 스트리퍼 플레이트(86)는 프레스 핀 플레이트(28)의 카운터보어(counterbore)(90)(도 2에는 3개가 도시됨)의 바닥 표면에 대해 배치된 4개의 숄더 볼트(shoulder bolt)(88)(도 2에는 2개가 도시됨) 각각의 나사부 형성 단부(threaded end)에서 프레스 핀 플레이트(28)에 고정되며, 카운터보어(90)의 깊이는 프레스 핀(30)의 단부에서 스트리퍼 플레이트(86)의 위치를 설정한다. 각각의 숄더 볼트(88)의 둘레를 감싸며 핀 리테이닝 플레이트(82)의 하단 표면(94)과 스트리퍼 플레이트(86)의 상단 표면(96) 사이에 배치된 코일 스프링(92)은, 프레스 핀(30)이 구성 요소(32)를 설치 플레이트(34)로부터 캐리어 플레이트(38)로 이동시킬 때 설치 플레이트(34)와 캐리어 플레이트(38)의 구멍 속으로 프레스 핀(30)이 들어감에 따라 수축될 수 있다.
하부 지지 구조(24)는 나사(120)에 의해 가이드 핀 스프링 실린더(118)의 실린더 베이스(116)가 장착된 하단 표면(114)을 갖는 리세스(112)를 구비한 베이스 플레이트(48)를 포함한다. 적절한 가이드 핀 스프링 실린더(118)는 하나의 적절한 예는 미국 인디애나주 인디애나폴리스 소재의 SMC 뉴매틱스 사(SMC Pneumatics, Incorporated, Indianapolis, Indiana)에 의해 제작된 NCQI 시리즈의 압축 공기식 실린더이다. 실린더 샤프트(122)는 실린더 베이스(116)의 구멍에 삽입된 부싱(124)을 관통하여, 베이스 플레이트(48)의 구멍을 통과하며, 핀 홀더 플레이트(40)에 고정되는 나사부 형성 단부(threaded end)를 갖는다. 가이드 핀 스프링 실린더(118)는 프레스 핀이 설치 플레이트(34)를 통해 캐리어 플레이트(38) 안으로 구성 요소(32)를 밀어 넣을 때 피스톤(130)의 양방향 운동을 제어하고 그래서 프레스 핀(30)의 운동에 상호 응답하여 에어 쿠션 기능을 할 수 있도록 각각 에어 입구(126)와 에어 출구(128)를 통해서 가압 공기를 에어 공급원(미도시됨)으로부터 받아들이고 다시 에어 공급원으로 돌려보낸다. 따라서, 핀 홀더 플레이트(40) 아래에 배치된 가이드 핀 스프링 실린더(118)는 편향 부재 기능을 하며 프레스 핀 플레이트(28) 쪽으로 핀 홀더 플레이트(40)를 편향시킨다.
설치 플레이트(34)는 종래의 설계로 이루어지며 프레스 핀 플레이트(28) 아래에 배치된다. 다수의 이격된 설치 개구(132)는 설치 플레이트(34)를 통해 뻗어있으며, 각 설치 개구(132)는 2개의 조밀하게 이격된 프레스 핀(30)과 공간적으로 정렬되고 캐리어 플레이트(38)에 설치되는 구성 요소(32)를 수용할 수 있는 크기를 갖는다.
캐리어 플레이트(38)는 설치 플레이트(34) 바로 아래에 배치되며 다수의 구성 요소 통로(134)가 관통되며, 각각의 구성 요소 통로(134)는 설치 개구(132) 각각에 공간적으로 정렬된다. 본 발명은 슬롯형 통로(slotted passageway)를 갖는 캐리어 플레이트와 함께 성공적으로 사용될 수도 있지만, 구성 요소 통로(134)는 구성 요소(32)를 수용하고 확실하게 고정시킬 수 있는 크기를 가지며, 바람직하게는 원형을 이룬다. 캐리어 플레이트(38)는 금속, 바람직하게는 알루미늄 뼈대(138)의 개구부 또는 가장자리 둘레에 끼워진 고무와 같은 탄성 재료(136)로 만들어지며, 예를 들면 미국 특허 제 5,337,893호에서 도시된 바와 같은 종래의 설계로 이루어진다. 바람직한 실시예에서, 캐리어 플레이트(38)는 약 0.9 ㎝(0.350 인치)의 두께를 갖는다. 구성 요소의 이동 작업이 시작하기 전에 구성 요소(32)를 제 위치에서유지시키기 위해서 수동으로 빼낼 수 있는 슬라이드 플레이트(140)이 설치 플레이트(34)와 캐리어 플레이트(38) 사이에 배치된다.
핀 홀더 플레이트(40)는 캐리어 플레이트(38) 아래에 배치되며 배향 핀(42)이 상향 돌출한 상부 표면(142)을 갖는다. 핀 홀더 플레이트(40)의 하부 표면(146)에 대해 장착된 핀 리테이닝 플레이트(144)는 배향 핀(42)을 제 위치에 유지시킨다. 각각의 배향 핀(42)은 구성 요소 통로(134) 각각에 공간적으로 정렬되며 구성 요소 통로 내에 수용될 수 있는 크기를 갖는다. 도 2 내지 도 4에 도시된 실시예에서, 각각의 배향 핀(42)은 그 자유단에서 흔히 탱(tang)이라 지칭되는 편평한 상부(flat top)를 갖는 직사각형 횡단면을 갖는다. 바람직하게는, 배향 핀(42)은 2.2 ㎝(0.875 인치)의 길이와, 자유단에서의 0.254 ㎝(0.1 인치)의 폭과 0.063 ㎝(0.025 인치)의 두께를 갖는다. 인접한 배향 핀(42) 쌍들은 서로 0.457 ㎝(0.18 인치) 이격되어 있다. 횡단면적은 구성 요소(32)의 타입에 의해 정해진다. 핀 홀더 플레이트(40)는 바람직하게는 고강도의 알루미늄 합금으로 만들어지며, 배향 핀(42)은 바람직하게는 경화강으로 만들어진다.
도 5는 프레스 핀(30)과 배향 핀(42)의 서로에 대한 공간상의 정렬, 및 설치 플레이트(34)의 구멍(132)과 캐리어 플레이트(38)의 통로(134)에 대한 정렬을 도시한다.
바람직한 실시예에서, 강성의 고정 플레이트(44)는 배향 핀(42)이 통과할 수 있는 다수의 통로(150)를 구비하며 캐리어 플레이트(38)와 핀 홀더 플레이트(40) 사이에 배치된다. 고정 플레이트(44)는 바람직하게는 고강도의 알루미늄 합금 또는 강(steel)으로 만들어지며, 약 1.27 ㎝(0.5 인치)의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 구성 요소가 이동되는 동안 플레이트(34, 38 및 44)가 단일체를 형성하도록 정렬 핀(154)은 설치 플레이트(34)와 캐리어 플레이트(38)를 함께 고정하며, 정렬 핀(156)은 캐리어 플레이트(38) 및 고정판(44)을 함께 고정한다.
프레스 핀 플레이트(28)와 핀 홀더 플레이트(40)는, 프레스 핀 플레이트(28)가 핀 홀더 플레이트(40) 쪽으로 이동케 하며 그래서 프레스 핀(30)과 이에 상응하는 배향 핀(42)으로 하여금 프레스 핀(30)과 배향 핀(42)이 소정 거리 떨어진 상태가 될 때까지 서로 가까워지게 이동시키는 운동 조정 메커니즘에 의해 작동적으로 연결된다. 이러한 소정 거리는 구성 요소(32)에 불필요한 압력이 가해지는 것을 방지하고, 설치 개구(132)로부터 구성 요소 통로(134)로 이동하는 동안 구성 요소가 부유 또는 조금 이동될 수 있게 함으로써 구성 요소(32)가 구성 요소 통로(134)의 중심을 찾을 수 있도록 선택된다. 이러한 소정 거리는 약 0.005 ㎝(0.002 인치) 내지 약 0.25 ㎝(0.10 인치)인 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 본 발명의 장치는 프레스 핀(30)과 배향 핀(42) 사이에 소정 거리를 한정하도록 프레스 핀(30)과 이에 상응하는 배향 핀(42)에 작동적으로 연결된 적어도 하나의 스페이싱 부재를 더 포함한다. 도 2 내지 도 4에 도시된 실시예에서, 스페이싱 부재는 프레스 핀 플레이트(28)의 반대 측면 상에서 하단 표면(80)에 연결된 제 1 쌍의 스페이싱 블록(162) 및 핀 홀더 플레이트(40)의 반대 측면 상에서 상단 표면(142)에 연결된 제 2 쌍의 스페이싱 블록(164)을 포함한다.
하부 지지 구조(24)는 또한 나사(172)에 의해 로크 바 에어 실린더(lock bar air cylinder)(170)의 실린더 베이스(168)가 장착되는 실린더 장착 바(166)를 베이스 플레이트(48)의 양 측면 상에 포함한다. 적절한 로크 바 에어 실린더(170)의 하나의 예는 미국 인디애나주 인디애나폴리스 소재의 SMC 뉴매틱스 사에 의해 제작된 NCQI 시리즈의 압축 공기식 실린더이다. 각각의 로크 바 에어 실린더(170)에 대해서, 실린더 샤프트(174)는 실린더 베이스(168)와 실린더 캡(180) 각각의 구멍에 삽입된 부싱(176 및 178)을 관통하며, 실린더 베이스(168)의 구멍을 통과하며 로크 바(182)에 고정되는 나사부 형성 단부를 갖는다. 각각의 로크 바 에어 실린더(170)는 피스톤(188)의 양방향 운동 및 그 결과로서 핀 홀더 플레이트(40)의 상단 표면(142)에 대한 로크 바(182)의 측방향 위치(lateral position)를 제어하기 위해 각각 에어 입구(184) 및 에어 출구(186)를 통해서 가압 공기를 공기 공급원(미도시됨)으로부터 받아들이고 다시 에어 공급원으로 돌려보낸다. 로크 바(182)는 구성 요소(32)가 구성 요소 통로(134)로 이동됨에 따라 제 위치에서 핀 홀더 플레이트(40)를 로킹 상태로 만들며 그에 따라 배향 핀(42)을 로킹 상태로 만든다.
각각의 에어 실린더(54, 118 및 170)의 입구 및 출구 포트는 공기 공급원(미도시됨)에 공기 공급 호스(198)로 연결되는 공기 공급 매니폴드(196)에 연결된 각각의 밸브(190, 192 및 194)의 상응하는 입구 및 출구 포트에 에어 호스(미도시됨)를 통해 연결된다.
실린더(54, 118 및 170)의 작동은 아래에 설명되는 방식으로, 구성 요소(32)의 설치와 이동에 필요한 단계의 시퀀스를 미리 설정된 프로그램에 따라 제어하는 프로그램 가능 논리 제어기(PLC)(200)에 의해 조정된다. 프로그램 가능 논리 제어기(200)의 적절한 예는 미국 뉴저지주 우드클리프 레이크 소재의 키연스 사(Keyence Corporation, Woodcliff Lake, New Jersey)에 의해 제작된 모델명 KV-24T가 있다. 설치 작업은 작업자에 의해 개시되는데, 작업자는 구성 요소(32)가 채워진 설치 플레이트(34)를 캐리어 플레이트(38) 상에 위치시키고 슬라이드 플레이트(140)를 빼낸 뒤 시작(start) 스위치를 눌러 프로그램을 개시한다.
도 6A 내지 도 6D를 참조하면, 사용 중에, 먼저 구성 요소(32)는 당해 분야에 잘 알려진 방법을 이용하여 설치 플레이트(34)의 설치 개구(132)에 위치된다. 그리고 나서, 설치 플레이트(34)가 캐리어 플레이트(38)의 상부에 배치되고, 슬라이드 플레이트(140)가 수동으로 빼내어 지며, 프레스 핀 플레이트(28)와 프레스 핀(30)이 도 6A에 도시된 설치 플레이트(34)를 향해 일반적으로 아랫방향(202)으로 가압된다. 프레스 핀(30)은 구성 요소(32)의 단부 표면을 아래로 밀며, 그래서 프레스 핀(30)과 배향 핀(42) 사이에 구성 요소(32)를 붙들며, 하향 방향(202)에 대체로로 수직한 평면으로 구성 요소(32)를 배향시킨다. 프레스 핀 플레이트(28)는 제 1 스페이싱 블록(162)이 제 2 스페이싱 블록(164)에 접촉할 때까지 계속 아래쪽으로 이동하며, 이 시점에서 프레스 핀(30)과 구성 요소(32)는 위에서 설명된 바와 같이 소정 거리 떨어지게 된다.
프레스 핀(30)이 계속 아래로 이동함에 따라, 가이드 핀 스프링 실린더(118)의 피스톤(130)이 수축되어, 배향 핀(42)이 구성 요소(32)와 함께 아래로 이동하게 하여, 설치 개구(132)로부터 구성 요소 통로(134)로 구성 요소(32)를 이동시킨다(도 6B). 구성 요소(32)가 구성 요소 통로(134)에 배치되면, 로크 바 에어 실린더(170)(도 6C에 도시됨)는 로크 바(182)가 핀 홀더 플레이트(40)의 상부 표면상에 배치될 때까지 수평방향(204)으로 로크 바(182)를 이동시키도록 샤프트(174)를 신장시키며, 그래서 배향 핀(42)을 눌려진 위치에서 유지시킨다(도 6C).
도 6D에 도시된 바와 같이, 프레스 핀 플레이트(28)와 프레스 핀(30)은 다음에 설치 플레이트(34)와 캐리어 플레이트(38)에서 멀어지게 상향 방향(206)으로 이동된다. 작업자는 설치 플레이트(34)와 캐리어 플레이트(38)를 떼내어 분리시키며, 구성 요소(32)는 이제 종단 또는 다른 처리을 위한 준비 상태가 된다. 당업자는 전술한 단계의 시퀀스가 프로그램 가능 논리 제어기(200)의 적절한 프로그래밍에 의해 수월하게 실행될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.본 발명은 특정한 실시예에 따라 기술되었지만, 본 발명은 다른 실시예가 가능하며 여기에 설명된 상세한 설명은 본 발명의 기본 원리에서 벗어남이 없이 상당히 변화될 수 있다는 것이 당업자에게 자명하다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 후속 작업에 대비하여 바람직한 배향으로 소형 구성 요소를 배향시키는 것, 특히, 먼저 소형 전자 요소를 배향시키고, 종단(termination) 및 다른 후속 처리를 위해 이들 구성 요소들이 취급될 때 구성 요소의 배향을 유지시키기 위한 방법 및 장치에 이용될 수 있다.

Claims (25)

  1. 후속 처리에 대비(對備)하여 구성 요소들을 취급하기 위한 시스템에서, 상기 구성 요소가 설치 플레이트(load plate)로부터 캐리어 플레이트(carrier plate)로 이동될 때 상기 구성 요소를 제어 가능하게 배향시키는 방법으로서,
    설치 개구(loading aperture)로부터 구성 요소 통로로 구성 요소의 이동을 허용할 수 있게 공간적으로 정렬되도록 적어도 하나의 구성 요소 통로를 갖는 캐리어 플레이트에 인접하게 적어도 하나의 설치 개구를 구비한 설치 플레이트를 배치시키는 단계와,
    상기 설치 개구에 제 1 및 제 2 단부 표면을 갖는 구성 요소를 위치시키는 단계와,
    배향 표면(orienting surface)이 상기 설치 개구에 위치해 있는 상기 구성 요소의 상기 제 1 단부 표면에 인접하도록 상기 배향 표면을 갖는 배향 핀(orienting pin)을 배치시키는 단계와,
    상기 구성 요소의 상기 제 2 단부 표면에 대해 프레스 핀을 배치시키는 단계와,
    상기 설치 개구로부터 상기 구성 요소 통로로의 이동 경로를 따라 상기 구성 요소가 이동될 수 있도록 상기 프레스 핀과 상기 설치 플레이트 사이에 상대 운동을 발생시키는 단계와,
    상기 구성 요소가 상기 설치 개구로부터 상기 구성 요소 통로로 이동될 때 상기 배향 표면이 상기 구성 요소의 단부 표면을 상기 이동 경로에 수직한 평면으로 제어 가능하게 배향시킬 수 있게 상기 구성 요소를 안내하도록, 상기 구성 요소의 이동시에 상기 프레스 핀과 상기 배향 핀의 위치를 조정하는 단계를
    포함하는, 구성 요소를 제어 가능하게 배향시키는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프레스 핀과 상기 배향 핀의 위치를 조정하는 단계는 상기 프레스 핀과 상기 배향 핀 사이에 소정 거리를 유지시키는 단계를 더 포함하며, 상기 소정 거리는 상기 설치 개구로부터 상기 구성 요소 통로로 상기 구성 요소의 이동시에 상기 구성 요소가 비뚤어진 자세를 취하지 않도록 설정되는, 구성 요소를 제어 가능하게 배향시키는 방법
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 프레스 핀과 상기 배향 핀 사이의 상기 소정 거리는 상기 프레스 핀에 작동적으로 연결되는 제 1 스페이싱 블록(spacing block)과 상기 배향 핀에 작동적으로 연결되는 제 2 스페이싱 블록을 제공함으로써 유지되며, 상기 제 1 및 제 2 스페이싱 블록은 상기 소정 거리를 한정하기 위해서 서로 접촉하는, 구성 요소를 제어 가능하게 배향시키는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 프레스 핀과 상기 배향 핀의 위치를 조정하는 단계는 상기 구성 요소가 상기 설치 개구로부터 상기 구성 요소 통로로 이동될 때 상기 구성 요소의 상기 제 1 단부 표면 쪽으로 상기 배향 핀을 편향(biasing)시키는 단계를 더 포함하는, 구성 요소를 제어 가능하게 배향시키는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 구성 요소가 상기 구성 요소 통로로 이동된 후에, 상기 배향 핀에 의해 상기 구성 요소 통로로부터 상기 구성 요소가 빠지는 것을 방지하면서, 상기 프레스 핀, 상기 설치 플레이트 및 상기 캐리어 플레이트가 상기 배향 핀으로부터 멀어지게 이동될 수 있도록 상기 배향 핀을 캐리어 플레이트 분리 위치에서 로킹(locking)시키는 단계를 더 포함하는, 구성 요소를 제어 가능하게 배향시키는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 구성 요소는 장측(長側)이 종단 처리된 구성 요소(long-side terminated component)인, 구성 요소를 제어 가능하게 배향시키는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 설치 플레이트는 다수의 이격(離隔)된 설치 개구를 구비하며,
    상기 캐리어 플레이트는 다수의 이격된 구성 요소 통로를 구비하는,
    구성 요소를 제어 가능하게 배향시키는 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 프레스 핀은 원통형인, 구성 요소를 제어 가능하게 배향시키는 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 배향 핀은 직사각형 형상의 탱(tang)인, 구성 요소를 제어 가능하게 배향시키는 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 프레스 핀은 한 쌍의 원통형 핀을 포함하는, 구성 요소를 제어 가능하게 배향시키는 방법.
  11. 구성 요소 전처리 조립체(component preprocessing assembly)로서,
    다수의 이격된 프레스 핀이 돌출해 있는 표면을 갖는 프레스 핀 플레이트와,
    상기 프레스 핀 각각과 공간적으로 정렬되고 상기 프레스 핀 각각을 수용할 수 있는 크기를 갖는 다수의 이격된 설치 개구를 갖는 설치 플레이트와,
    다수의 이격된 배향 핀이 돌출해 있는 표면을 갖는 핀 홀더 플레이트와,
    상기 배향 핀 각각과 공간적으로 정렬되고 상기 배향 핀 각각을 수용할 수 있는 크기를 갖는 다수의 이격된 구성 요소 통로를 갖는 캐리어 플레이트로서, 초기에 설치 개구에 위치된 구성 요소가 상응하는 상기 구성 요소 통로로 이동할 수 있게 상기 다수의 설치 개구 각각이 상기 다수의 구성 요소 통로 각각에 대응되도록 상기 설치 플레이트와 캐리어 플레이트는 공간적으로 정렬되는, 상기 캐리어 플레이트와,
    상기 프레스 핀 플레이트와 핀 홀더 플레이트에 작동적으로 연결되는 운동 조정 메커니즘으로서, 상기 운동 조정 메커니즘은 상기 설치 개구 각각 및 이에 상응하는 상기 구성 요소 통로 각각과 결부된 상기 프레스 핀과 배향 핀으로 하여금 상기 프레스 핀과 배향 핀이 소정 거리 떨어질 때까지 서로 가까워지게 이동되게 하며, 상기 운동 조정 메커니즘은 그리고 나서 상응하는 상기 배향 핀의 운동이 상기 프레스 핀과 상기 배향 핀 사이의 상기 소정 거리를 유지시키도록 하면서 상기 프레스 핀의 운동이 상기 구성 요소를 상기 설치 개구로부터 상기 구성 요소 통로로의 이동 경로를 따라 이동시키도록 하며, 상기 소정 거리는 상기 설치 플레이트로부터 상기 캐리어 플레이트로 구성 요소의 이동시에 상기 구성 요소가 비뚤어진 자세를 취하지 않도록 설정되는, 상기 운동 조정 메커니즘을,
    포함하는, 구성 요소 전처리 조립체.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 프레스 핀과 상기 배향 핀 사이에 상기 소정 거리를 한정하기 위해서, 상기 프레스 핀에 작동적으로 연결되는 제 1 스페이싱 블록과 상기 배향 핀에 작동적으로 연결되는 제 2 스페이싱 블록을 더 포함하는, 구성 요소 전처리 조립체.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 구성 요소가 상기 구성 요소 통로로 이동될 때 상기 배향 핀을 상기 프레스 핀 쪽으로 편향시키는 편향 부재를 더 포함하는, 구성 요소 전처리 조립체.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 편향 부재는 상기 핀 홀더 플레이트에 작동적으로 연결되는 스프링 실린더를 포함하는, 구성 요소 전처리 조립체.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 구성 요소가 상기 구성 요소 통로로 이동된 후에, 상기 배향 핀에 의해 상기 구성 요소 통로로부터 상기 구성 요소가 빠지는 것을 방지하면서, 상기 프레스 핀, 상기 설치 플레이트, 및 상기 캐리어 플레이트가 상기 배향 핀으로부터 멀어지게 이동될 수 있도록 상기 배향 핀을 캐리어 플레이트 분리 위치에서 로킹시키는 로킹 부재(locking member)를 더 포함하는, 구성 요소 전처리 조립체.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 로킹 부재는 상기 배향 핀이 돌출해 있는 상기 핀 홀더 플레이트의 표면상에 배치 가능한 로킹 블록을 포함하는, 구성 요소 전처리 조립체.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 프레스 핀은 원통형인, 구성 요소 전처리 조립체.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 배향 핀은 직사각형 형상의 탱인, 구성 요소 전처리 조립체.
  19. 제 11항에 있어서,
    상기 프레스 핀은 한 쌍의 원통형 핀을 포함하는, 구성 요소 전처리 조립체.
  20. 제 11항에 있어서,
    상기 구성 요소 통로는 원형을 이루는, 구성 요소 전처리 조립체.
  21. 구성 요소 전처리 조립체로서,
    적어도 하나의 프레스 핀이 돌출해 있는 표면을 갖는 프레스 핀 플레이트와,
    상기 프레스 핀과 공간적으로 정렬되고 상기 프레스 핀을 수용할 수 있는 크기를 갖는 적어도 하나의 설치 개구를 갖는 설치 플레이트와,
    적어도 하나의 배향 핀이 돌출해 있는 표면을 갖는 핀 홀더 플레이트와,
    상기 배향 핀과 공간적으로 정렬되고 상기 배향 핀을 수용할 수 있는 크기를 갖는 적어도 하나의 구성 요소 통로를 갖는 캐리어 플레이트로서, 초기에 상기 설치 개구에 위치된 구성 요소가 상기 구성 요소 통로로 이동할 수 있게 상기 설치 개구가 상기 구성 요소 통로에 대응하도록 상기 설치 플레이트와 캐리어 플레이트는 공간적으로 정렬되는, 상기 캐리어 플레이트와,
    상기 프레스 핀 플레이트와 핀 홀더 플레이트에 작동적으로 연결되는 운동 조정 메커니즘으로서, 상기 운동 조정 메커니즘은 상기 프레스 핀과 배향 핀으로 하여금 상기 프레스 핀과 배향 핀이 소정 거리 떨어질 때까지 서로 가까워지게 이동되게 하며, 상기 운동 조정 메커니즘은 그리고 나서 상응하는 상기 배향 핀의 운동이 상기 프레스 핀과 상기 배향 핀 사이의 상기 소정 거리를 유지시키도록 하면서 상기 프레스 핀의 운동이 상기 구성 요소를 상기 설치 개구로부터 상기 구성 요소 통로로의 이동 경로를 따라 이동시키도록 하며, 상기 소정 거리는 상기 설치 플레이트로부터 상기 캐리어 플레이트로 구성 요소의 이동시에 상기 구성 요소가 비뚤어진 자세를 취하지 않도록 설정되는, 상기 운동 조정 메커니즘을
    포함하는, 구성 요소 전처리 조립체.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 프레스 핀과 상기 배향 핀 사이에 상기 소정 거리를 한정하기 위해서, 상기 프레스 핀에 작동적으로 연결되는 제 1 스페이싱 블록과 상기 배향 핀에 작동적으로 연결되는 제 2 스페이싱 블록을 더 포함하는, 구성 요소 전처리 조립체.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 구성 요소가 상기 구성 요소 통로로 이동될 때 상기 배향 핀을 상기 프레스 핀 쪽으로 편향시키는 편향 부재를 더 포함하는, 구성 요소 전처리 조립체.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 편향 부재는 상기 핀 홀더 플레이트에 작동적으로 연결되는 스프링 실린더를 포함하는, 구성 요소 전처리 조립체.
  25. 제 21항에 있어서,
    상기 구성 요소가 상기 구성 요소 통로로 이동된 후에, 상기 배향 핀에 의해 상기 구성 요소 통로로부터 상기 구성 요소가 빠지는 것을 방지하면서, 상기 프레스 핀, 상기 설치 플레이트, 및 상기 캐리어 플레이트가 상기 배향 핀으로부터 멀어지게 이동될 수 있도록 상기 배향 핀을 캐리어 플레이트 분리 위치에서 로킹시키는 로킹 부재를 더 포함하는, 구성 요소 전처리 조립체.
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