KR101606334B1 - 워크피스를 픽업하기 위한 픽 앤드 플레이스 헤드 및 방법 - Google Patents

Abstract

적어도 하나의 제1 위치로부터 복수의 워크피스들을 픽업하고, 복수의 워크피스들을 적어도 하나의 제2 위치에 배치시키기 위한 픽 앤드 플레이스 헤드(pick-and-place head)가 개시된다. 픽 앤드 플레이스 헤드는 복수의 노즐들을 포함하고, 각 노즐은 진공 작용에 의해 워크피스들 중 하나와 맞물리도록(engage) 구성된다. 적어도 하나의 노즐은 개별 진공 공급기를 가지고, 적어도 두 개의 또 다른 노즐들은 공유형 진공 공급기를 가진다. 대응 방법이 또한 개시되고, 이 방법은 각각의 노즐을 이용해 복수의 워크피스들 중 적어도 하나에 접근하는 단계와, 그런 다음, 각 노즐에서 진공의 생성을 시작하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 노즐에서 진공의 생성은 개별 진공 공급기에 의해 달성되고, 적어도 두 개의 또 다른 노즐들에서 진공의 생성은 적어도 두 개의 또 다른 노즐들의 공유형 진공 공급기에 의해 달성된다.

Description

워크피스를 픽업하기 위한 픽 앤드 플레이스 헤드 및 방법{PICK-AND-PLACE HEAD AND METHOD FOR PICKING WORKPIECES}

관련 출원들에 대한 교차 참조

본 특허 출원은 본 명세서에서 참조로서 병합된, 2013년 11월 26일에 출원된 미국 특허 가출원 번호 61/909,184의 우선권을 주장한다.

본 발명은 하나의 위치에서 워크피스(workpiece)를 픽업(pick)해서 다른 위치에 이 워크피스를 배치하기 위한 픽 앤드 플레이스 헤드(pick-and-place head)와, 이에 대응하는 방법에 대한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은, 워크피스를 픽업하는 것이 진공의 작용에 의한 것인 픽 앤드 플레이스 헤드와 그 대응 방법에 대한 것이다.

제품의 제조 또는 일부 장치의 조립은 일반적으로, 예를 들면, 조립될 컴포넌트들과 같은, 워크피스들의 취급을 수반한다. 특히, 이 워크피스들은 제조 프로세스를 거쳐 진행함에 따라, 조립 스테이션들, 검사 스테이션들, 패키징 스테이션들, 또는 운반 수단과 같은 상이한 위치들 사이에서 운반될 필요가 있다. 현대의 자동화되거나 반자동화된 제조에서는, 워크피스의 이러한 취급은 로봇에 의해 일반적으로 수행된다. 다수의 컴포넌트들이 병렬로 취급될 수 있다. 예를 들면, 전자 컴포넌트는 예를 들면, JEDEC 트레이(tray)와 같은 몰딩된 매트릭스 캐리어(molded matrix carrier) 내에서 종종 운반된다. 전자 컴포넌트는 트레이의 포켓(pocket) 또는 셀(cell) 내에 배치된다. 컴포넌트를 포켓 내로 배치시키거나, 컴포넌트를 다른 위치로 운반하기 위해, 즉, 검사 또는 조립을 위해 포켓으로부터 컴포넌트를 픽업하는 것은 통상 픽 앤드 플레이스 로봇에 의해 수행된다. 픽 앤드 플레이스 로봇은, 트레이의 포켓으로부터 전자 컴포넌트를 픽업하고, 전자 컴포넌트를 트레이의 포켓 내로 또한 배치할 수 있는, 하나 또는 수개의 소위 그리퍼들(또는 픽커들)을 일반적으로 포함한다. 그리퍼는 전자 컴포넌트를 기계적으로 클램핑하고 있거나, 보다 흔하게는 진공 노즐을 이용하고 있을 수 있다.

처리량을 증가시키도록, 픽 앤드 플레이스 로봇에는 다수의 그리퍼들이 종종 장착되어, 다수의 컴포넌트들이 병렬로 픽업되거나 배치될 수 있다. 일반적인 구성은 동시에 컴포넌트들의 전체 행(row)을, 또는 일부 경우에서는 동시에 컴포넌트들의 두 개의 전체 행들을 픽업하기에 충분한 그리퍼들을 구비한 픽 앤드 플레이스 헤드들이다.

일반적인 제조 프로세스에서, 트레이의 대부분의 포켓들은 그리퍼에 의해 픽업될 수 있는 하나의 컴포넌트를 포함한다. 하지만, 비어 있거나, 예를 들면, 기울어지거나 회전된 것과 같이, 부정확하게 배치된 컴포넌트를 포함하는 포켓들이 트레이당 텅 빈 몇 개의 포켓들씩 또한 종종 존재한다. 이러한 포켓으로부터 어떠한 컴포넌트도 픽업될 수 없고, 이러한 포켓 위에 배치된 진공 노즐은 진공을 달성하지 않을 것이다. 그러므로, 진공 노즐을 이용하는 종래의 다중 노즐/그리퍼 픽 앤드 플레이스 로봇은 각 노즐을 위해 개별 진공 센서와 함께 독립된/개별 진공/블로우 오프 공급 라인(independent/individual vacuum/blow-off supply line)을 가져서, 만약 비어 있는 포켓에서 또는 부정확하게 배치된 컴포넌트 - 어떠한 진공도 여기서는 달성될 수 없음 - 에서 노즐이 존재한다면, 다른 노즐은 영향을 받지 않을 것이고 진공에 의해 컴포넌트를 픽업할 수 있으며 따라서 정확하게 동작할 것이다.

이 사실은 그리퍼 또는 노즐의 개수를 증가시키기 위해, 진공 공급기와 진공 센서의 개수가 또한 증가되어야 한다는 것을 의미한다. 픽 앤드 플레이스 헤드 상의 추가적인 하드웨어는 픽 앤드 플레이스 헤드의 질량을 증가시킨다. 하지만, 높은 처리량을 위해 높은 가속도가 필요하므로, 더 큰 질량은 바람직하지 않고, 게다가 비용을 또한 증가시킨다. 그리고, 특히 기존 헤드를 추가적인 노즐로 개선할 때, 특히 헤드의 많은 부품들이 수정되거나 변경될 필요가 있어서, 진공 공급기와 진공 센서의 개수가 필요한 만큼 증가될 수 있다.

전술된 내용은 당업계에서 현재 이용되는 용어를 이용해서 전자 컴포넌트를 취급하기 위한 일반적인 상황을 설명한 한편, 전술된 예시에서 보여진 문제는 보다 일반적이다. 컴포넌트들 또는 워크피스들, 특히, 적어도 거의 동일한 기하학적 구조의 컴포넌트들이 제조 동안에 취급될 필요가 있는 경우마다, 한번에 하나 보다 많은 컴포넌트들을 픽업하거나 배치시킬 수 있는 로봇들, 또는 보다 일반적으로는 픽 앤드 플레이스 장치들이 이용될 수 있다. 워크피스를 픽업하기 위해 노즐을 통해 워크피스에 적용되는 진공을 이용하는 것은 널리 알려진 개념이다. 워크피스를 배치하거나, 노즐로부터 워크피스를 떨어뜨리기 위해, 대응하는 노즐을 위한 진공이 제거(cancel)될 수 있고, 추가적으로 보통 공기인 기체의 분출(burst)이 노즐로부터 워크피스를 능동적으로 불기(blow) 위해 이용될 수 있다.

위에서 이미 표시된 바와 같이, 만약 픽 앤드 플레이스 헤드가 한번에 취급할 수 있는 워크피스의 개수가 변경되도록, 픽 앤드 플레이스 헤드가 포함(exhibit)하는 노즐의 개수를 변경하도록 수정되어야 한다면, 종래 기술의 픽 앤드 플레이스 헤드에서는 주요한 재구성이 요구되는데, 이는 각 노즐이 통상 대응하는 진공 센서와 함께, 자기 자신의 별도의 진공 공급기를 갖기 때문이다. 더 나아가, 각 노즐을 위해 별도의 진공 공급기와 진공 센서를 제공하는 것은 픽 앤드 플레이스 헤드의 구성을 매우 복잡하게 한다.

본 발명의 목적은 한번에 취급될 수 있는 워크피스들의 개수를 변경시키도록 쉽게 재구성될 수 있음에도 불구하고, 처리될 모든 워크피스들의 효율적이고 신뢰성있는 취급을 제공하는 더 간단한 구성을 갖는 픽 앤 플레이스 헤드를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 효율적이고 신뢰성있는 방식으로 한 번에 복수의 워크피스들을 취급하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

픽 앤드 플레이스 헤드에 대한 목적은 적어도 하나의 제1 위치로부터 복수의 워크피스들을 픽업하고, 적어도 하나의 제2 위치에 복수의 워크피스들을 배치하기 위한 픽 앤드 플레이스 헤드에 의해 달성되고, 픽 앤드 플레이스 헤드는 복수의 노즐들을 포함하고, 복수의 노즐들 중 각 노즐은 진공 작용에 의해 복수의 워크피스들 중 하나와 맞물리도록(engage) 구성되고, 복수의 노즐들 중 적어도 하나의 노즐은 개별 진공 공급기를 가지고, 복수의 노즐들 중 적어도 두 개의 또 다른(further) 노즐들은 공유형 진공 공급기를 갖는다.

이 방법에 대한 목적은 진공 작용에 의해 복수의 노즐들을 이용해 복수의 워크피스들을 픽업하고, 다른 위치에 워크피스들을 배치하기 위한 방법에 의해 달성되고, 이 방법은 각각의 노즐을 이용해 복수의 워크피스들 중 적어도 하나에 접근하는 단계와, 그런 다음, 각각의 노즐에서 진공의 생성을 시작하는 단계를 포함하고, 복수의 노즐들 중 적어도 하나에서 진공의 생성은 복수의 노즐들 중 적어도 하나의 개별 진공 공급기에 의해 달성되며, 복수의 노즐들 중 적어도 두 개의 또 다른 노즐들에서 진공의 생성은 적어도 두 개의 또 다른 노즐들의 공유형 진공 공급기(shared vacuum supply)에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 픽 앤드 플레이스 헤드는 복수의 노즐들을 포함하고, 이 노즐들 각각은 진공 작용에 의해 복수의 워크피스들 중 하나와 맞물도록 구성된다. 본 발명에 따라, 복수의 노즐들 중 적어도 하나의 노즐은 개별 진공 공급기를 가지고, 복수의 노즐들 중 적어도 두 개의 또 다른 노즐들은 공유형 진공 공급기를 갖는다. 노즐을 위한 개별 진공 공급기는 노즐을 위한 진공 공급기가 다른 노즐들을 위한 진공 공급기와는 독립적이다는 것을 의미하고, 특히, 충분한 진공도를 달성하는 것의 실패가 픽 앤드 플레이스 헤드의 하나 또는 복수의 다른 노즐들에서 발생하면, 이 실패는 개별 진공 공급기를 갖는 노즐에 영향을 주지 않는다는 것을 의미한다. 적어도 두 개의 또 다른 노즐들이 공유형 진공 공급기를 가지므로, 이러한 또 다른 노즐들 각각을 위해 개별적인 진공 공급기들을 제공할 필요가 없으므로, 픽 앤드 플레이스 헤드의 더 간단한 구성을 야기한다. 하지만, 공유형 진공 공급기 자체는 하나의 중요한 단점을 가지고 있다. 충분한 진공도가 진공 공급기를 공유하는 노즐들 중 하나에서 달성되지 않으면, 이 사실은 공유형 진공 공급기에 연결된 다른 노즐들에서의 진공에 또한 영향을 끼칠 것이어서, 통상 이러한 다른 노즐들에서 진공 와해(breakdown of vacuum) 또는 충분한 진공을 달성하는 것의 실패를 야기할 것이다. 단일 노즐에서 진공을 달성하는 것이 실패해서 공통 진공 공급기에 연결된 모든 다른 노즐들에 영향을 주는 것은, 만약 노즐이, 예를 들면, 트레이의 특정 위치와 같이, 워크피스가 있다고 가정된 위치로부터 워크피스를 픽업해야 하지만, 워크피스가 이 위치에 없거나, 즉, 포켓에 있지 않거나, 노즐에 관하여 부적절하게 배치되어 워크피스가 노즐을 적절하게 밀봉할 수 없어서, 진공의 증강(build-up)을 방지하는 경우에 발생한다. 따라서, 공유형 진공 공급기 내의 불충분한 진공도는 워크피스를 픽업하는 것을 실패하게 하여, 단지 없거나 부적절하게 배치된 워크피스만이 아니고, 보통 더 많은 워크피스들이 픽업되지 않을 것이다. 그러므로, 본 발명에 따라, 개별 진공 공급기를 갖는 적어도 하나의 노즐이 제공된다. 픽 앤드 플레이스 헤드의 정상 동작 중에 이 노즐은 다른 노즐과 마찬가치로 워크피스를 픽업하도록 이용될 수 있는 반면에, 만약 진공의 실패가 공유형 진공 공급기 내에서 발생하면, 공유형 진공 공급기 내에서 불충분한 진공도의 결과로서 픽업될 수 없었던 그러한 모든 워크피스들을 픽업하도록 이 노즐이 이용될 수 있다. 이 방식으로, 모든 워크피스들이 픽업되는 것이 보장된다. 노즐들의 개수를 변경시키기 위한 픽 앤드 플레이스 헤드의 재구성은 종래 기술에서 보다 간단한데, 그 이유는 별도의 진공 공급기를 제공하는 대신에, 본 발명에 따른 픽 앤드 플레이스 헤드에서 노즐을 공유형 진공 공급기에 연결시키거나 노즐을 공유형 진공 공급기로부터 분리시키는 것으로 충분하기 때문이다.

원리상, 하나를 제외한 모든 노즐들이 공유형 진공 공급기에 연결되고, 단지 하나의 노즐만이 개별 진공 공급기를 갖는다는 본 발명의 목적을 달성하는 것이 고려될 수 있고 충분하다. 이 구성이 본 발명의 범위 내의 하나의 구성인 반면에, 많은 추가적인 구성들이 본 발명의 범위 내에서 가능하다.

일 실시예에서, 노즐들이 행으로 배열된다. 개별 진공 공급기를 갖는 노즐들은 L개의 행들을 형성하고, L은 1 이상이다. 잔여 노즐들은 S개의 행들을 형성하고, S는 1 이상이다. S개의 행들 각각의 노즐들은 진공 공급기를 공유하지만, 각각의 이러한 행의 진공 공급기는 모든 다른 행들의 진공 공급기로부터 분리된다.

다른 실시예에서, 노즐들이 또한 행으로 배열된다. 개별 진공 공급기들을 구비한 노즐들은 L개의 행들을 형성하고, L은 1 이상이다. 잔여 노즐들은 S개의 행들을 형성하고, S는 1 이상이다. 이 S개의 행들 내의 모든 노즐들은 공유형 진공 공급기를 갖는데, 즉, 모든 노즐들은 공통 진공 공급기에 연결된다.

다른 실시예에서, 노즐들이 행으로 배열된다. 각 행 내의 적어도 하나의 노즐은 개별 진공 공급기를 가지고, 각각의 행의 모든 또 다른 노즐들은 공유형 진공 공급기를 가진다. 상이한 행들 내의 노즐들은 진공 공급기를 공유하지 않는다. 전술된 3개의 실시예들 각각에서, 각각의 행은 동일한 개수의 노즐들을 보유한다. 이 실시예들 각각의 변형으로서, 보유하고 있는 노즐들의 개수가 서로 다른 적어도 두 개의 노즐 행들이 존재한다.

실시예에서, 각각의 진공 공급기에는 진공 센서가 대응한다. 진공 센서는 워크피스와 맞물리기(engage) 위한 충분한 진공이 달성되었는지의 여부를 표시하도록 구성된다. 만약 노즐의 내부의 압력이 주위 압력(environmental pressure)보다 충분히 낮아서, 워크피스가 주위 압력에 의해 노즐에 대해 눌려져서, 워크피스의 무게를 상쇄(counter)한다면, 충분한 진공이 달성된 것이며, 그렇지 않은 경우에는 진공이 충분하지 않다. 이 방식으로, 충분한 진공의 경우에, 노즐은 워크피스와 맞물린다. 노즐과, 워크피스의 기지의(known) 무게 및 기하학적 구조의 기지의 구성을 위해, 노즐의 내부에서의 압력과 주위 압력 사이의 압력 차이를 위한 문턱값이 수립될 수 있다. 그런 다음, 만약 진공 공급기 또는 노즐 내의 압력이 문턱값에 의해 표시되는 것보다 주위 압력에 비해 더 낮다면, 진공 공급기 또는 이에 대응하는 노즐 내의 진공이 충분하다고 간주될 수 있다. 그렇지 않다면, 진공은 충분하지 않다고 간주될 수 있다. 만약 충분한 진공이 달성되지 않았다는 것을 진공 센서가 표시하면, 적절한 조치가 취해질 수 있다. 예를 들면, 개별 진공 공급기를 갖는 노즐은, 공유형 진공 공급기 내의 불충분한 진공 때문에 픽업되지 않았던 워크피스를 픽업하도록 이용될 수 있다.

실시예에서, 노즐은 픽 앤드 플레이스 헤드의 본체 상에 장착된 적어도 하나의 노즐 캐리어 상에 배치된다. 노즐 캐리어는 픽 앤드 플레이스 헤드의 분리된 요소이고, 픽 앤드 플레이스 헤드의 노즐을 포함한다. 노즐 캐리어는 픽 앤드 플레이스 헤드의 나머지와 연결될 수 있다. 특히, 픽 앤드 플레이스 헤드의 본체 내의 진공 공급기를 위한 공급 라인은 노즐에 도달되는, 노즐 캐리어 내의 대응 라인에 연결될 수 있고, 따라서 노즐의 진공 공급기를 위한 라인을 수립(establish)한다. 픽 앤드 플레이스 헤드는, 노즐 캐리어가 상이한 개수의 노즐들을 갖는 노즐 캐리어를 위해 교환 가능하도록 구성된다. 특히, 픽 앤드 플레이스 헤드의 본체 내의 진공 공급기를 위한 공급 라인들은, 픽 앤드 플레이스 헤드의 본체 내의 구성을 변경하지 않고 상이한 개수들의 노즐들을 갖는 노즐 캐리어와 협동하도록 구성된다. 특정 실시예에서, 픽 앤드 플레이스 헤드 상에 노즐 캐리어를 장착하는 것은 픽 앤드 플레이스 헤드에 연결되고, 노즐 캐리어를 위한 장착 위치(mount position)를 포함하는, 그리퍼 본체라고 알려진 중간 요소를 통해서이다. 노즐 캐리어와 중간 요소, 또는 그리퍼 본체는 그리퍼를 형성한다. 그리퍼 본처는 픽 앤드 플레이스 헤드의 본체에 관하여 이동가능할 수 있다.

픽 앤드 플레이스 헤드는 복수의 워크피스들에 관하여 이동가능하다. 노즐들이 행으로 배열되는 위에서 설명된 유형의 실시예에서, 노즐들의 배열은, 또한 픽 앤드 플레이스 헤드가 복수의 워크피스들에 관하여 이동하므로, 개별 진공 공급기를 갖는 노즐이 공유형 진공 공급기를 갖는 노즐에 후속되게 하는 것이다. 이 방식에서, 공유형 진공 공급기를 갖는 노즐에 의해 픽업되는데 실패한 워크피스는 픽 앤드 플레이스 헤드의 추가적인 후진 이동을 요구하지 않고 개별 진공 공급기를 갖는 노즐에 의해 가장 쉽게 픽업될 수 있다. 노즐들의 이러한 배열은, 노즐들의 다수의 행들 각각을 위한 공유형 진공 공급기가 존재하거나 노즐들의 하나보다 많은 행들에 의해 공유되는 진공 공급기가 존재하든지 간에 실현될 수 있다.

앞에서 이미 언급된 바와 같이, 본 발명은 취급되는 워크피스가 전자 컴포넌트인 경우에 이롭게 이용될 수 있다. 특히, 실시예에서 워크피스 또는 전자 컴포넌트는 적어도 하나의 트레이로부터 픽업되어 프로세싱 스테이션에 배치된다. 프로세싱 스테이션은 예를 들면, 워크피스의 조립, 검사, 또는 포장을 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 픽 앤드 플레이스 헤드는 프로세싱 스테이션에서 워크피스를 픽업하고, 이 워크피스를 적어도 하나의 트레이 내로 배치하도록 또한 이용될 수 있다.

본 발명의 특정 실시예는 적어도 하나의 제1 위치로부터 복수의 워크피스들을 픽업하고, 적어도 하나의 제2 위치에 복수의 워크피스를 배치하기 위한 픽 앤드 플레이스 헤드이다. 픽 앤드 플레이스 헤드는 복수의 노즐들을 포함하고, 복수의 노즐들 중 각각의 노즐은 진공 작용에 의해 복수의 워크피스들 중 하나와 맞물리도록 구성된다. 노즐들은 행으로 배열되고, 하나의 제1 행의 노즐들 각각은 개별 진공 공급기를 가지고, 적어도 하나의 제2 행의 노즐들은 공유형 진공 공급기를 구비한다. 진공 센서는 각각의 진공 공급기에 대응하고, 각각의 진공 센서는 워크피스와 맞물리기 위한 충분한 진공이 달성되었는지의 여부를 표시하도록 구성된다.

다른 위치에서 워크피스를 배치하도록, 진공 작용에 의해 복수의 노즐들을 이용해 복수의 워크피스들을 픽업하기 위한 본 발명에 따른 방법은, 각각의 노즐을 이용해 복수의 워크피스들 중 적어도 하나에 접근하는 단계와, 각각의 노즐에서 진공의 생성을 시작하는 단계를 포함한다. 워크피스와 맞물리도록 픽 앤드 플레이스 헤드를 이동하는 것은, 픽업할 어떠한 워크피스도 가지지 않을 적어도 하나의 노즐이 존재할 수 있는 특정 상황에서조차, 픽 앤드 플레이스 헤드의 모든 노즐들의 이동을 내포한다는 것을 주목해야 한다.

본 발명에 따라, 복수의 노즐들 중 적어도 하나에서 진공의 생성은 복수의 노즐들 중 적어도 하나의 개별 진공 공급기에 의해 달성되고, 복수의 노즐들 중 적어도 두 개의 또 다른 노즐들에서의 진공의 생성은 적어도 두 개의 또 다른 노즐들의 공유형 진공 공급기에 의해 달성된다. 개별 진공 공급기와 공유형 진공 공급기의 의미는 픽 앤드 플레이스 헤드의 상황에서 위에서 이미 논의되었다.

본 방법의 이로운 실시예에서, 공유형 진공 공급기 내에 불충분한 진공이 존재하므로, 하나 또는 복수의 워크피스가 공유형 진공 공급기를 갖는 노즐에 의해 픽업되는데 실패한다면, 이러한 워크피스는 개별 진공 공급기를 갖는 노즐에 의해 후속 단계에서 픽업될 수 있다. 실시예에서, 각 진공 공급기 내에서, 그러므로 대응 노즐 내에서 진공의 생성이 각 진공 공급기를 위해 제공된 진공 센서에 의해 모니터링된다. 각 진공 센서는, 만약 각 진공 공급기에 연결된 노즐에 의해 워크피스와 맞물리기 위한 충분한 진공이 달성될 수 없다면 에러 신호를 트리거(trigger)하도록 구성된다.

본 방법의 일부 실시예에서, 워크피스는 행으로 배열된 노즐들을 이용해서 픽업되고 배치될 것이다. 여기서, 특히, 각 행은 동일 개수의 노즐들을 포함할 수 있지만, 포함하는 노즐들의 개수가 다른, 노즐들의 적어도 두 개의 행들이 존재하는 실시예가 본 발명의 범위 내에 또한 고려된다. 각 경우에, 노즐들의 L개 - L은 1 이상임 - 의 행들이 존재하며, 여기서 각 노즐은 개별 진공 공급기를 갖는다. 잔여 노즐들, 즉, 방금 언급한 L개의 노즐 행들에 있지 않은 노즐들은 S개 - S는 1 이상임 - 의 행들에서 배열되고, 공유형 진공 공급기를 갖는다. 공유형 진공 공급기는 S개의 행들 내의 모든 노즐들에 공통일 수 있거나, S개의 행들 각각의 노즐들에만 공통일 수 있지만, 임의의 다른 행의 진공 공급기로부터는 분리될 수 있다. 이 실시예에서, 본 방법은 노즐들 각각을 이용해서 각각의 워크피스를 픽업하도록 시도하는 단계와, 그런 다음, 픽업된 워크피스를 다른 위치에 배치하는 단계와, 공유형 진공 공급기를 갖는 노즐에 의해 픽업되는데 실패한 워크피스를 개별 진공 공급기를 갖는 노즐을 이용해 픽업하는 단계를 포함한다. 노즐을 이용해 워크피스를 픽업하려고 시도하는 단계는, 픽업될 워크피스 또는 워크피스들이 각각의 노즐에 의해 접근되도록 노즐을 이동시키는 단계와, 각 노즐(들)을 이용해 워크피스(들)를 접촉하는 단계와, 각각의 연결된 진공 공급기를 통해 각 노즐(들) 내에서 진공의 생성을 시작하는 단계를 수반한다. 워크피스를 픽업하려는 시도는 다양한 이유 때문에 실패할 수 있다. 노즐들 중 적어도 하나를 위해 어떠한 워크피스도 존재하지 않을 수 있다. 이런 경우에, 존재하지 않는 워크피스를 픽업할 수 없다는 사실 자체(as such)는 실패라고 여겨지지 않지만, 만약 각각의 노즐이 다른 노즐과 공유되는 진공 공급기와 연결되면, 노즐을 차단할 어떠한 워크피스도 존재하지 않으므로, 다른 노즐이 워크피스를 픽업하기 위해 공유형 진공 공급기 내에 생성된 충분한 진공이 존재하지 않을 수 있다. 동일 현상은, 만약 공유형 진공 공급기를 갖는 각 노즐을 위한 워크피스가 존재하지만, 이러한 워크피스들 중 적어도 하나가 잘못 배치되어, 이 워크피스가 노즐을 완전히 차단할 수 없어서, 공유형 진공 공급기 내에서 그리고 따라서 또한 공유형 진공 공급기와 연결된 또 다른 노즐에서 불충분한 진공이 초래된다면 발생할 수 있다. 처음 단계에서 워크피스를 픽업하는 것에 추가해서, 개별 진공 공급기를 갖는 노즐들의 행들 내의 노즐들은, 후속 단계 또는 심지어 복수의 후속 단계들에서, 공유형 진공 공급기에 연결된 노즐에 의해 픽업되는데 실패한 워크피스를 픽업할 수 있다.

다른 실시예에서, 노즐들이 또한 행으로 배열된다. 각각의 이러한 행에서, L개 - L은 1 이상임- 의 노즐들 각각은 개별 진공 공급기를 갖고, 각 행 내의 잔여 S개 - S는 1 이상임 - 의 노즐들은 각각의 행 내의 이러한 S개의 노즐에 공통이지만, 노즐들의 임의의 다른 행 내의 노즐들의 진공 공급기로부터는 분리된 진공 공급기를 갖는다. 여기서, 본 방법은 노즐들 각각을 이용해 각각의 워크피스를 픽업하도록 시도하는 단계와, 그런 다음, 픽업된 워크피스를 다른 위치에 배치하는 단계와, 공유형 진공 공급기를 갖는 노즐에 의해 픽업되는데 실패한 워크피스를, 개별 진공 공급기를 갖는 노즐을 이용해 픽업하는 단계를 포함한다. 본 방법의 단계들은 전술된 실시예들을 위해 설명된 단계들에 대응하고, 여기서 차이점은 노즐들을 공유형 진공 공급기들에 할당한다는 점이다.

워크피스들을 다른 위치에 배치하도록, 진공 작용에 의해 복수의 노즐들을 이용해 복수의 워크피스들을 픽업하기 위한 본 발명에 따른 방법의 특정 실시예에서, 워크피스들과 노즐들은 각각의 행에 배열된다. 노즐들의 하나의 제1 행의 노즐들 각각은 개별 진공 공급기를 갖는다. 노즐들의 잔여의 적어도 하나의 제2 행의 노즐들은 공유형 진공 공급기를 갖는다. 이 실시예에서, 본 방법은 다음과 같이 수행된다.

노즐들과 워크피스들 사이의 상대적 이동에 의해, 각 노즐 행은 워크피스들의 행 위에 배치된다. 다음으로, 각 노즐을 이용해 각각의 워크피스를 픽업하려는 시도가 수행된다. 이 시도는 위에서 이미 논의된 이유들 때문에 실패할 수 있다. 그런 다음, 픽업된 워크피스가 요구되는 다른 위치에 배치된다. 본 방법의 실시예는, 만약 워크피스가 방금 언급한 시도에서 픽업되지 못했는지의 여부를 검증하는 단계를 또한 포함한다. 이 단계는 예를 들면, 노즐의 진공 공급기를 위한 진공 센서에 의해 달성될 수 있다. 그런 다음, 공유형 진공 공급기 내에서 검출된 불충분한 진공은, 불충분한 진공을 갖는 공유형 진공 공급기에 대응하는 노즐들의 행들이 픽업하려고 시도한, 워크피스들의 행들에 대해 이하에서 설명되는 단계들을 트리거할 것이다.

이전에 픽업되는데 실패한 워크피스를 픽업하도록, 노즐들의 제1 행이 픽업되는데 실패한 워크피스 위에 배치된다. 그런 다음, 워크피스는 노즐들의 제1 행 중 하나의 노즐을 이용해 픽업되고, 요구되는 다른 위치에 배치된다. 만약 하나보다 많은 워크피스가 워크피스들의 특정 행으로부터 픽업되지 못했다면 - 이런 현상은 만약 워크피스들의 특정 행을 픽업하도록 의도된 노즐들의 행을 위한 공유형 진공 공급기가 충분한 진공을 제공하는데 실패한 경우 쉽게 발생할 수 있음 -, 모든 이러한 워크피스들은 노즐들의 제1 행에 의해 하나의 단계에서 픽업될 수 있다. 노즐들의 제1 행은 픽업하려는 시도가 실패한 임의의 워크피스들을 픽업하고, 각각의 요구되는 위치에 이 워크피스들을 배치하려고 진행한다(proceed). 만약 이러한 동작이 완료되거나, 워크피스들을 픽업하려는 어떠한 실패한 시도도 없었다면, 적어도, 존재하는 노즐들의 행들 만큼의 워크피스들의 행들이 픽업되도록 남아 있는지의 여부가 검사된다. 만약 이 검사가 참이라면, 노즐들의 행들은 워크피스들의 행들에 관하여 전진(advance)되고, 방금 설명된 단계들이 반복된다. 잔여 워크피스들의 불충분한 개수의 행들의 경우에는, 잔여 워크피스들의 잔여 행들이 예들 들면, 노즐들의 제1 행의 노즐들을 이용해 픽업될 수 있다.

본 발명의 동작의 특성과 방식은 동반되는 도면들과 함께 취해지는 본 발명의 하기의 상세한 설명에서 이제 보다 완전히 설명될 것이다.
도 1은 픽 앤드 플레이스 헤드를 갖는 픽 앤드 플레이스 장치의 개략적 표현이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개별 및 공유형 진공 공급기들을 갖는 복수의 노즐들을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공유형 및 개별 진공 공급기들을 구비한 노즐들의 배열을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 공유형 및 개별 진공 공급기들을 갖는 노즐들의 배열을 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 공유형 및 개별 진공 공급기들을 갖는 노즐들의 배열을 개략적으로 도시한다.
도 6은 개별 진공 공급기를 갖는 두 개의 노즐들을 갖는 노즐 캐리어를 도시하고, 노즐 캐리어는 픽 앤드 플레이스 헤드의 요소에 부착된다.
도 7은 개별 진공 공급기를 갖는 하나의 노즐과, 공유형 진공 공급기를 갖는 두 개의 노즐들을 갖는 노즐 캐리어를 도시하고, 노즐 캐리어는 픽 앤드 플레이스 헤드의 요소에 부착된다.
도 8은 워크피스를 픽업하고 배치하기 위한 방법의 일 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 9는 워크피스를 픽업하는 다양한 단계들을 도시하는, 본 방법의 일 실시예의 예증이다.

동일 참조 번호들은 다양한 도면들 전체에 걸쳐 동일 요소들을 참조한다. 더 나아가, 각각의 도면의 설명을 위해 필요한 참조 번호만이 도면에 도시된다. 도시된 실시예는 본 발명이 어떻게 수행될 수 있는지의 예시만을 표현한다. 이 사실은 본 발명을 제한하는 것으로 간주되지 말아야 한다.

도 1은 픽 앤드 플레이스 헤드(2)를 갖는 픽 앤 플레이스 장치(1)를 도시한다. 픽 앤드 플레이스 헤드(2)는, 워크피스(4)를 트레이(5)로부터 픽업하고 이 워크피스를 프로세싱 스테이션(6)에 배치하도록, 레일(3)을 따라 이중 화살표(A)에 의해 표시된 바와 같이 이동가능하다. 픽업된 워크피스(4)와 함께 픽 앤 플레이스 헤드(2)가 프로세싱 스테이션(6) 위의 한 위치에 점선으로 다시 도시된다. 픽 앤 플레이스 헤드(2)는 노즐(10)에 의해 워크피스(4)와 맞물린다(engage). 노즐(10)은 진공 작용에 의해 워크피스(4)와 맞물린다. 그러므로, 픽 앤드 플레이스 헤드(2)에서, 노즐은 대응 진공 공급기(도 1에서는 도시되지 않음)에 연결된다. 종래 기술에서, 각 노즐은 분리된(separate) 진공 공급기를 가진다. 본 발명에 따라, 적어도 하나의 노즐(10)은 분리된 진공 공급기를 가지고, 적어도 두 개의 또 다른 노즐들(10)은 공유형 진공 공급기를 가진다. 실시예에서, 노즐(10)은, 트레이 밖으로 워크피스를 들어 올리도록, 그리고 또한 이 워크피스를 프로세싱 스테이션(6) 상으로 배치하도록, 이중 화살표 A에 의해 표시된 방향에 수직으로, 이중 화살표 B에 의해 표시된 방향으로 이동될 수 있다. 다른 실시예들에서, 레일(3)은 이중 화살표 B에 의해 표시된 방향으로 이동될 수 있다. 본 발명에 따라 픽 앤드 플레이스 헤드는 상이한 구성의 픽 앤드 플레이스 장치 내에서 또한 이용될 수 있는데, 예를 들면, 픽 앤드 플레이스 헤드는 로봇 암 상에 장착될 수 있다.

도 2는 복수의 노즐들(10)을 도시한다. 노즐들(10) 중 일부는 개별 진공 공급기(11L)를 가지는 반면에, 또 다른 노즐들(10)은 공유형 진공 공급기(11S)를 가진다. 특히, 도 2는 3개의 노즐들(10)의 3개의 행들 각각을 도시하며, 각 행의 하나의 노즐(10)은 개별 진공 공급기(11L)를 가지고, 각 행의 잔여 두 개의 노즐들(10)은 공유형 진공 공급기(11S)를 가진다. 이 실시예에서, 노즐들의 행들 사이에 공유되는 어떠한 진공 공급기도 존재하지 않는다.

도 3은 채워진 흑색 원으로서 도시된 노즐(10)과, 노즐(10)의 진공 공급기의 연결성의 개략적 표현이다. 진공 공급기는 선으로서 도시된다. 보다 구체적으로, 도 3에서 노즐들(10)의 4개의 행들이 도시되며, 각 행은 6개의 노즐들(10)을 포함한다. 행들 중 하나의 행의 노즐들 각각은 개별 진공 공급기(11L)를 가지는 한편, 노즐들(10)의 잔여 3개의 행들을 위해서는, 각 행은, 각 행의 모든 노즐들(10)에 공통이지만, 노즐들(10)의 모든 다른 행들의 진공 공급기로부터는 분리된, 공유형 진공 공급기(11S)를 가진다.

도 4는 도 3과 동일한 개략적 표현을 이용해서, 노즐들(10)의 진공 공급기의 다른 연결성을 도시한다. 도 4는 노즐들(10)의 4개의 행들을 도시하고, 각 행은 6개의 노즐들(10)을 포함한다. 행들 중 하나의 행의 노즐들 각각은 개별 진공 공급기(11L)를 가지는 한편, 노즐들(10)의 잔여 3개의 행들은 3개의 행들의 모든 노즐들(10)에 공통인, 공유형 진공 공급기(11S)를 가진다.

도 5는 도 3과 동일한 개략적 표현을 이용해서, 노즐들(10)의 진공 공급기의 또 다른 연결성을 도시한다. 도 5는 노즐들(10)의 6개의 행들을 도시하고, 각 행은 4개의 노즐들(10)을 포함한다. 각 행의 하나의 노즐(10)은 개별 진공 공급기(11L)를 가지는 한편, 각 행의 잔여 3개의 노즐들(10)은 공유형 진공 공급기(11S)를 가진다. 어떠한 진공 공급기도 행들 사이에서 공유되지 않는다.

모든 실시예들을 위해, 진공 공급기는, 기존 유형의 하나 또는 복수의 펌프들과 같은 기존의 진공 소스(source)에 궁국적으로 연결되는 파이프, 튜브, 채널을 포함하고, 진공 소스는 기체, 특히, 공기를 파이프, 튜브, 채널로부터와, 따라서 또한파이프, 튜브, 채널의 단부(end)를 형성하는 노즐(10)의 내부로부터 제거하도록 구성된다. 만약 노즐(10)이 워크피스에 의해 차단되면, 어떠한 기체/공기도 제거된 기체/공기를 대체하도록 노즐에 들어갈 수 없고, 진공이 노즐 내에 생성된다; 본 출원의 상황에서, 진공의 생성은 주위 압력(environmental pressure)보다 낮은 기체/공기의 압력의 생성을 의미한다. 만약 주위 압력과 노즐 내 압력 사이의 압력차가 픽업될 워크피스의 무게를 상쇄(counter)하기에 충분하다면, 충분한 진공도가 달성되어, 워크피스가 노즐에 대해 눌려진다(pressed against).

도 6은 노즐(10)을 포함(exhibit)하는, 그리퍼(20)라고 종종 지칭되는 요소를 도시하고, 이 요소(10)에 의해 노즐(10)이 도 1에 도시된 바와 같이 픽 앤드 플레이스 헤드(2)에 부착된다. 도시된 실시예에서, 그리퍼(20)는 피치 어댑터라고 또한 알려진 노즐 캐리어(21)와, 연결 수단(22)에 의해 노즐 캐리어(21)에 연결된 그리퍼 본체(23)를 포함한다. 동작할 준비가 된 픽 앤드 플레이스 헤드(2)에서, 그리퍼 본체(23)가 픽 앤드 플레이스 헤드(2)의 본체에 장착되고, 이 장착은 채널들(11) 각각을 분리된 진공 소스에 연결시키는 것을 포함한다. 도시된 실시예에서, 노즐 캐리어(21)는 그리퍼 본체(23)로부터 분리(detach)될 수 있다. 노즐 캐리어(21)가 그리퍼 본체(23)에 부착될 때, 연결 수단(22)은 그리퍼 본체(23)와 노즐 캐리어(21) 사이의 연결을 기계적으로 고정(secure)시킬 뿐만 아니라, 그리퍼 본체(23)로부터 노즐 캐리어(21)까지의 채널(11)을 위한 연결을 또한 수립(establish)한다. 도시된 실시예에서, 각 채널(11)은 하나의 노즐(10)에 연결(lead)된다. 각 채널(11)이 위에서 언급한 바와 같이, 분리된 진공 소스에 연결되므로, 두 개의 노즐들(10) 각각은, 채널들(11) 중 하나에 의해 수립되는, 개별 진공 공급기를 갖는다. 도시된 실시예에서, 노즐 캐리어(23)는 다른 노즐 캐리어로 교환될 수 있다.

도 7은 그리퍼(20)를 또한 도시한다. 도 6에 도시된 것과 동일한 그리퍼 본체(23)가 이용되지만, 연결 수단(22)에 의해 다른 노즐 캐리어(23)가 그리퍼 본체(23)에 부착된다. 도 7의 노즐 캐리어(21)는 2개의 노즐들 대신에 3개의 노즐들(10)을 포함하지만, 도 7로부터 볼 수 있는 바와 같이, 그리퍼 본체(23)의 구성은 변하지 않았다. 여전히, 채널들(11) 각각은 분리된 진공 소스에 연결된다. 노즐 캐리어(21)의 구성에 의해, 채널들(11) 중 하나는 노즐들(10) 중 하나를 위해 개별 진공 공급기를 수립하는 한편, 다른 채널(11)은 잔여 두 개의 노즐들(10)을 위한 공유형 진공 공급기를 수립한다.

도 6 및 도 7의 그리퍼 본체는, 자신이 도 1에 도시된 이중 화살표 B에 의해 표시된 방향을 따라 픽 앤드 플레이스 헤드에 관하여 이동될 수 있는 방식으로, 구성되고 픽 앤드 플레이스 헤드(2)에 장착될 수 있다. 그리퍼 본체(23)의 이 구성 및 장착은 이용되는 노즐 캐리어(21)에, 특히 노즐 캐리어(21) 상에 존재하는 노즐들(10)의 개수에 독립적이다. 도 6 및 7의 상황을 고려하기 위해, 하나의 노즐(10)와 맞물리고 있는 워크피스(4)와 함께 도시된다.

도 8은 본 발명에 따른 방법의 특정 실시예의 순서도이다. 이 실시예에서, 노즐들의 3개의 행들을 갖는 픽 앤드 플레이스 헤드가 이용되고, 노즐들의 각 행은 동일 개수의 노즐들을 갖는다. 노즐들의 행들 중 제1 행의 노즐들 각각은 개별 진공 공급기를 가지고, 잔여 두 개의 행들의 노즐들은 공유형 진공 공급기를 갖는다. 순서도에 의해 제공되는 방법의 설명은, 만약 공유형 진공 공급기가 두 개의 행들 사이에 연결되고, 진공 공급기가 각각의 행의 노즐들 사이에서만 공유되는 경우에 적용된다. 더 나아가, 워크피스들도 또한 행으로 정렬되고, 워크피스들의 후속 행들 사이의 거리는 이용되는 픽 앤드 플레이스 헤드 상의 노즐들의 행들 사이의 거리에 대응해서, 워크피스들의 3개의 행들이 한 번에(at once) 픽업될 수 있게 된다. 노즐들을 갖는 픽 앤드 플레이스 헤드가 워크피스들에 관하여 이동가능해서, 개별 진공 공급기들을 갖는 노즐들의 행, 즉, 노즐들의 제1 행이, 공유형 진공 공급기를 갖는 노즐들의 행들에 후속(follow)된다.

단계(100)에서, 픽 앤드 플레이스와 워크피스들 사이의 상대적 이동에 의해, 노즐들의 3개의 행들이 각각 워크피스들의 하나의 행 위에 노즐들의 하나의 행씩, 워크피스들의 3개의 행들 위에 배치된다. 일반적으로, 노즐은 픽업될 워크피스와 접촉하게 된다.

단계(105)에서, 각 노즐의 제각기의 진공 공급기 내의 진공 생성을 시작함으로써, 단일 단계에서 동시에 위에 노즐들이 배치되는 워크피스를 픽업하려고 시도된다.

단계(110)에서, 픽업된 워크피스는 예를 들면 프로세싱 스테이션과 같은, 요구되는 다른 위치에 배치된다.

단계(115)에서, 단계(105)에서 픽업되는데 실패한 임의의 워크피스가 존재하는지의 여부가 검사된다. 이 검사는 임의의 적절한 수단에 의해 수행될 수 있는데, 예를 들면, 워크피스들의 행들이 카메라에 의해 모니터링될 수 있고, 이미지 처리가 이용될 수 있다. 대안적으로, 각 진공 공급기에는 진공 센서가 제공된다. 이러한 진공 센서는, 만약 불충분한 진공이 자신의 대응하는 진공 공급기 내에 달성되는 경우에만 에러 신호를 트리거(trigger)하도록 구성된다. 불충분한 진공의 의미는 앞에서 설명되었다. 이런 경우에, 단계(105)에서, 픽업되는데 실패한 워크피스가 존재할 것이다. 만약 이것이 사실이면 - 도 8에서 브랜치(branch) 'Y' -, 본 방법은 단계(120)로 진행한다. 만약 이것이 사실이 아니면, 즉, 단계(105)에서 픽업되는데 실패한 어떠한 워크피스도 존재하지 않는다면, 본 방법은 단계(115)로부터 단계(135)로 - 브랜치 'N' - 진행한다.

단계(120)에서, 노즐들의 제1 행은 픽업되는데 실패한 워크피스 위에 배치되는데, 즉, 노즐들의 제1 행은 단계(105) 전에 점유된 워크피스들의 행의 위치 - 이 위치로부터 적어도 하나의 워크피스가 단계(105)에서 픽업되지 못했음 - 위에 배치된다. 단계(125)에서는, 단계(105)에서 픽업되는데 실패한 적어도 하나의 워크피스가 노즐들의 제1 행으로부터의 하나의 노즐을 이용해 픽업된다. 만약 각각의 행으로부터 하나보다 많은 워크피스들이 단계(105)에서 픽업되지 못했으면, 모든 이러한 워크피스들은 하나의 단계에서 노즐들의 제1 행의 노즐들에 의해 동시에 픽업된다. 그런 다음, 픽업되는 워크피스들이 자신들의 대응하는 요구되는 다른 위치에 배치된다.

단계(130)에서, 단계(105)에서 픽업되는데 실패한 임의의 워크피스들이 남아 있는지의 여부가 검사된다. 이것은, 특히 만약 워크피스들의 하나보다 많은 행들로부터의 워크피스들이 단계(105)에서 픽업되는데 실패한 경우 발생할 수 있다. 만약 이것이 사실이면 - 단계(130)로부터 브랜치 'Y' -, 본 방법은 단계(120)로 복귀한다. 만약 이것이 사실이 아니면 - 단계(130)로부터 브랜치 'N' -, 본 방법은 단계(135)로 진행한다.

만약 단계(135)가 도달되면, 단계(105)에서 픽업될 예정이었던 모든 워크피스들이 단계들(105 및 110)에 의해 직접적으로 또는 추가적인 단계들(120 및 125)을 경유해 픽업되었고 자신들의 각각의 요구되는 위치에 배치되었다. 그런 다음, 본 방법은 워크피스들의 임의의 가능한(potential) 또 다른 행들을 픽업하도록 진행할 수 있다.

단계(135)에서, 워크피스들의 임의의 행들이 남아있는지의 여부가 테스트된다. 만약 임의의 행들이 남아있지 않다면 - 단계(135)로부터 브랜치 'T' -, 본 방법이 종료된다. 적어도, 존재하는 노즐들의 행들만큼의 워크피스들의 행들 - 즉, 여기서 설명된 특정 실시예에서 워크피스들의 적어도 3개의 행들 - 이 픽업되도록 남아 있는지의 여부가 또한 테스트되고, 만약 그렇다면 - 단계(135)로부터 브랜치 'Y' -, 픽 앤드 플레이스 헤드는 단계(100)으로부터 본 방법의 단계들을 반복하도록 워크피스들의 3개의 행들만큼 전진된다. 만약 워크피스들의 더 적은 개수의 행들, 즉, 설명되는 특정 실시예에서는 워크피스들의 3개 미만의 행들 - 이 남아있다면, 마치 워크피스들의 임의의 남아있는 행들이 단계(105)에서 픽업되지 못했었던 것처럼, 이 워크피스들의 임의의 남아있는 행들이 제1 행의 노즐들에 의해 픽업될 수 있다; 그러므로, 이 경우에, 본 방법은 워크피스들의 남아있는 행들이 픽업되지 못했었던 것으로, 이 워크피스들의 남아있는 행들을 간주(consider)할 것이고, 단계(120)으로 진행한다 - 단계(135)로부터 브랜치 'N' -.

도 9는 본 방법의 다양한 스테이지들에 있는 워크피스들의 행들을 도시함으로써 본 방법을 예증한다. 스테이지들은 본 방법에서 발생하는 순서로 문자 a, b, c, d에 의해 표시된다. 도 3, 4, 및 5에서와 같이, 채워진 점들은 노즐들(10)을 표시하고, 노즐들 사이의 라인들은 공유형 진공 공급기를 표시한다. 참조의 용이성을 위해, 워크피스들의 행들은 R1, R2, R3, R4, R5, R6, 및 R7으로 명명된다. X로 표시된 정사각형은 워크피스(4)를 표시하는 한편, 텅빈 정사각형들은 워크피스에 의해 점유될 수 있지만 비어 있는 행 내의 위치, 또는 워크피스가 잘못 배치된 위치를 표시한다.

처음에, 스테이지 a에서, 행들 R1, R2, 및 R3는 노즐들(10)에 의해 픽업될 예정이고, 행 R1은 개별 진공 공급기를 갖는 노즐들(10)에 의해 픽업될 예정인 한편, 행들 R2 및 R3는 공유형 진공 공급기를 갖는 노즐들에 의해 픽업된다. 행들 R1, R2, 및 R3 내의 모든 위치들이 정확하게 배치된 워크피스들에 의해 점유되어서, 모든 워크피스들이 동시에 픽업되고, 그런 다음 예를 들면 검사 또는 조립 스테이션과 같은, 요구되는 다른 위치에 배치될 수 있다. 그런 다음, 워크피스들이 행들 내에서 점유한 위치들이 비어 있다. 제조 프로세스에 따라서, 검사와 같은 하나의 단계 - 이 검사를 위해 워크피스들이 행들로부터 픽업되었음 - 후에, 워크피스들의 다음 행들이 픽업되기 전에, 이 픽업된 워크피스들이 행들 내로 다시 배치된다. 이 경우에, 행들 R1, R2, R3 내의 위치들은 비어 있지 않고 다시 점유될 것이다. 본 방법은 스테이지 b로 이동한다. 노즐들(10)의 행들은 워크피스들의 3개의 행들에 의해 전진되어서, 스테이지 b에서 행들 R4, R5, 및 R6가 픽업될 예정이고, 보다 구체적으로는 개별 진공 공급기를 갖는 노즐들(10)의 행에 의해 행 R4와, 공유형 진공 공급기를 갖는 노즐들(10)의 행들을 이용해 행들 R5와 R6가 픽업될 예정이다.

행 R4 내의 모든 워크피스들이 개별 진공 공급기를 갖는 노즐들에 의해 픽업될 수 있다. 하지만, 행 R5에서, 비어 있는 위치가 존재한다. 공유형 진공 공급기에서, 행 R5 내의 비어 있는 위치 때문에, 비어 있는 위치 위의 대응 노즐이 워크피스에 의해 밀봉되지 않으므로 어떠한 충분한 진공도 달성될 수 없다. 이 예시에서, 불충분한 진공은 행들 R5와 R6의 모든 워크피스들이 픽업되지 않는 것을 초래한다. 개별 진공 공급기들을 갖는 노즐들에 의해 픽업되는 워크피스들, 즉, 행 R4로부터 픽업되는 그러한 워크피스들은 자신들의 요구되는 위치에 배치된다. 그런 다음, 본 방법은 스테이지 c로 전진한다.

스테이지 c에서, 개별 진공 공급기들을 갖는 노즐들의 행들은 행 R5 위에 배치된다. 개별 진공 공급기들을 갖는 노즐들은 행 R5 내의 3개의 워크피스들을 픽업한다. 누락된(missing) 워크피스 때문에, 행 R5 상에서 동작하는 노즐들 중 하나에서 어떠한 충분한 진공도 획득될 수 없다는 사실은 다른 노즐들 내에서의 진공에 영향을 주지 않는데, 구체적으로는 이 노즐들의 진공 공급기들이 서로 독립적이기 때문이다. 픽 앤드 플레이스 헤드가 어떻게 동작되는지에 따라서, 행들 R6와 R7이 완전(complete)하므로, 즉, 어떠한 워크피스들도 누락되지 않으므로, 이 행들이 이 단계에서 또한 픽업될 수 있고, 행들 R5, R6, 및 R7으로부터의 워크피스들이 자신들의 요구되는 위치에 배치될 수 있다. 그런 다음, 모든 워크피스들이 다른 위치에 운반되었기 때문에 본 방법은 종료될 것이다. 대안적으로, 그리고 도 8의 상황에서 논의되는 방법의 실시예에 대응해서, 본 방법은 스테이지 c에서 행 R5로부터의 워크피스들만을 픽업하고, 이 워크피스들을 자신들의 요구되는 위치에 배치하도록 진행할 수 있다. 그런 다음, 본 방법은 개별 진공 공급기를 갖는 노즐들에 의해서만 잔여 행들 R6와 R7 내의 워크피스들을 픽업하도록 진행할 수 있다.

후자의 대안에서, 본 방법은 행 R6로부터 워크피스들을 픽업하도록 - 이 워크피스들은 자신들의 요구되는 위치에 배치될 것임 - 단계 d로 진행한다. 개별 진공 공급기들을 갖는 노즐들을 행 R7으로 이동시키고, 행 R7의 워크피스들을 픽업하고 배치시키는 것을 반복하는 명백하고 도시되지 않은 동작 후에, 본 방법은 종료되고, 행들 R1 내지 R7으로부터 모든 워크피스들이 요구되는 위치로 운반되었다.

Claims (19)

1. 복수의 워크피스(workpiece)들을 적어도 하나의 제1 위치로부터 적어도 하나의 제2 위치로 운반하기 위한 픽 앤드 플레이스 헤드(pick-and-place head)에 있어서,
   각 노즐이 상기 복수의 워크피스들 중 하나와 맞물리도록(engage) 구성된 복수의 노즐들;
   상기 복수의 노즐들 중 하나의 노즐에 부착하도록 구성된 적어도 하나의 개별 진공 공급기; 및
   상기 적어도 하나의 개별 진공 공급기에 부착되지 않은 상기 복수의 노즐들 중 적어도 두 개의 노즐들에 부착하도록 구성된 적어도 하나의 공유형 진공 공급기
   를 포함하고,
   상기 픽 앤드 플레이스 헤드는, 상기 개별 진공 공급기를 갖는 상기 복수의 노즐들 중 적어도 하나의 노즐들 중에서 하나의 노즐을, 상기 공유형 진공 공급기를 갖는 상기 적어도 두 개의 또 다른 노즐들 중 하나의 노즐에 의해 픽업되는 것에 실패한 워크피스를 픽업하는데 사용하도록 구성되는 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드.
2. 제1항에 있어서,
   상기 픽 앤드 플레이스 헤드는 복수의 개별 진공 공급기들을 더 포함하고,
   상기 복수의 노즐들은 행으로 배열되고,
   L개 - 숫자 L은 1 이상임 - 의 행들 내의 각 노즐은 상기 복수의 개별 진공 공급기들 중 하나에 연결되며,
   S개 - 숫자 S는 1 이상임 - 의 행들 내의 각 노즐은 또 다른 행들의 노즐들의 또 다른 공유형 진공 공급기들과는 분리된, 상기 적어도 하나의 공유형 진공 공급기에 연결되는 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드.
3. 제2항에 있어서,
   상기 픽 앤드 플레이스 헤드는 상기 복수의 워크피스들에 관하여 이동 가능하고, 상기 픽 앤드 플레이스 헤드 상의 상기 노즐들의 행들의 배열은, 상기 픽 앤드 플레이스 헤드가 상기 복수의 워크피스들 위에서 규정된 방향으로 이동함에 따라, 개별 진공 공급기를 갖는 상기 L개의 행들이 공유형 진공 공급기를 갖는 상기 S개의 행들에 후속하는 배열인 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드.
4. 제1항에 있어서,
   상기 픽 앤드 플레이스 헤드는 복수의 개별 진공 공급기들을 더 포함하고,
   상기 복수의 노즐들은 행으로 배열되고,
   L개 - 숫자 L은 1 이상임 - 의 행들 내의 각 노즐은 상기 복수의 개별 진공 공급기들 중 하나에 연결되며,
   S개 - 숫자 S는 1 이상임 - 의 행들 내의 각 노즐은 상기 S개의 행들 내의 모든 노즐들에 공통인 상기 적어도 하나의 공유형 진공 공급기에 연결되는 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드.
5. 제4항에 있어서,
   상기 픽 앤드 플레이스 헤드는 상기 복수의 워크피스들에 관하여 이동 가능하고, 상기 픽 앤드 플레이스 헤드 상의 상기 노즐들의 행들의 배열은, 상기 픽 앤드 플레이스 헤드가 상기 복수의 워크피스들 위에서 규정된 방향으로 이동함에 따라, 개별 진공 공급기를 갖는 상기 L개의 행들이 공유형 진공 공급기를 갖는 상기 S개의 행들에 후속하는 배열인 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드.
6. 제1항에 있어서,
   상기 픽 앤드 플레이스 헤드는 복수의 개별 진공 공급기들을 더 포함하고,
   상기 복수의 노즐들은 행으로 배열되고,
   각 행 내의 적어도 하나의 노즐은 상기 복수의 개별 진공 공급기들 중 하나에 연결되며, 상기 각 행의 모든 또 다른 노즐들은 상기 적어도 하나의 공유형 진공 공급기에 연결되는 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드.
7. 제1항에 있어서,
   상기 픽 앤드 플레이스 헤드는 충분한 힘이 상기 복수의 워크피스들에 가해지고 있는지의 여부를 표시하도록 구성된 복수의 진공 센서들을 더 포함하고,
   상기 적어도 하나의 개별 진공 공급기와 상기 적어도 하나의 공유형 진공 공급기 각각은 하나의 진공 센서를 갖는 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드.
8. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 노즐들은 상기 픽 앤드 플레이스 헤드의 본체에 장착된 적어도 하나의 노즐 캐리어 상에 배치되고, 상기 픽 앤드 플레이스 헤드는, 상기 노즐 캐리어가 상이한 개수의 노즐들을 갖는 다른 하나의 노즐 캐리어로 교환 가능하도록 구성되며, 이 교환은 상기 픽 앤드 플레이스 헤드의 본체 내의 상기 진공 공급기에 대한 변경을 필요로 하지 않는 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드.
9. 제1항에 있어서, 상기 복수의 워크피스들은 전자 컴포넌트들인 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드.
10. 제1항에 있어서, 상기 복수의 워크피스들은 적어도 하나의 트레이(tray)로부터 픽업되어 프로세싱 스테이션(processing station)에 배치되거나, 프로세싱 스테이션에서 픽업되어 적어도 하나의 트레이 상에 배치되는 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드.
11. 복수의 워크피스들을 적어도 하나의 제1 위치로부터 적어도 하나의 제2 위치로 운반하기 위한 픽 앤드 플레이스 헤드에 있어서,
    각 노즐이 상기 복수의 워크피스들 중 하나와 맞물리도록 구성된 복수의 노즐들 - 상기 복수의 노즐들은 적어도 제1 행 및 제2 행을 갖는 행들로 배열됨 -;
    상기 제1 행 내의 상기 복수의 노즐들 중 각 노즐에 부착하도록 각각 구성된 복수의 개별 진공 공급기들;
    상기 제2 행의 노즐들에 부착하도록 구성된 공유형 진공 공급기; 및
    충분한 힘이 상기 복수의 워크피스들에 가해지고 있는지의 여부를 표시하도록 구성된 복수의 진공 센서들
    을 포함하고,
    상기 공유형 진공 공급기와, 상기 복수의 개별 진공 공급기들 각각은 하나의 진공 센서를 가지며,
    상기 픽 앤드 플레이스 헤드는, 상기 개별 진공 공급기를 갖는 상기 복수의 노즐들 중 적어도 하나의 노즐들 중에서 하나의 노즐을, 상기 공유형 진공 공급기를 갖는 적어도 두 개의 또 다른 노즐들 중 하나의 노즐에 의해 픽업되는 것에 실패한 워크피스를 픽업하는데 사용하도록 구성되는 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드.
12. 픽 앤드 플레이스 장치에 있어서,
    상기 픽 앤드 플레이스 장치의 동작에 의해 이동가능한 픽 앤드 플레이스 헤드
    를 포함하고,
    상기 픽 앤드 플레이스 헤드는, 각 노즐이 진공 작용에 의해 복수의 워크피스들 중 하나와 맞물리도록 구성된 복수의 노즐들을 가지고, 상기 복수의 노즐들 중 적어도 하나의 노즐은 개별 진공 공급기를 가지며, 상기 복수의 노즐들 중 적어도 두 개의 또 다른 노즐들은 공유형 진공 공급기를 가지며,
    상기 픽 앤드 플레이스 헤드는, 상기 개별 진공 공급기를 갖는 상기 복수의 노즐들 중 적어도 하나의 노즐들 중에서 하나의 노즐을, 상기 공유형 진공 공급기를 갖는 상기 적어도 두 개의 또 다른 노즐들 중 하나의 노즐에 의해 픽업되는 것에 실패한 워크피스를 픽업하는데 사용하도록 구성되는 것인, 픽 앤드 플레이스 장치.
13. 진공 작용에 의해 복수의 노즐들을 이용해 복수의 워크피스들을 픽업하고, 상이한 위치에 상기 워크피스들을 배치하기 위한 방법에 있어서,
    각각의 노즐이 상기 복수의 워크피스들 중 적어도 하나에 접근하는 단계; 및
    각각의 노즐에서 진공을 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 진공을 생성하는 단계는, 상기 복수의 노즐들 중 상기 적어도 하나의 노즐의 개별 진공 공급기에 의해 상기 복수의 노즐들 중 적어도 하나에서, 그리고 상기 적어도 두 개의 또 다른 노즐들의 공유형 진공 공급기에 의해 상기 복수의 노즐들 중 적어도 두 개의 또 다른 노즐들에서 달성되며,
    상기 공유형 진공 공급기를 갖는 상기 적어도 두 개의 또 다른 노즐들 중 하나에 의해 픽업되는데 실패한 워크피스는 상기 개별 진공 공급기를 갖는 상기 복수의 노즐들 중에 상기 적어도 하나의 노즐들 중 하나에 의해 후속적으로 픽업되는 것인, 워크피스 픽업 및 배치 방법.
14. 삭제
15. 제13항에 있어서,
    상기 진공을 생성하는 단계는 각각의 진공 공급기용으로 제공된 진공 센서에 의해 모니터링되며, 상기 진공 공급기에 연결된 상기 노즐들에 의해 워크피스들과 맞물리기 위한 충분한 진공이 상기 진공 공급기들 중 하나에서 달성될 수 없다면, 에러 신호가 트리거(trigger)되는 것인, 워크피스 픽업 및 배치 방법.
16. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 노즐들은 행으로 배열되고, L개 - 숫자 L은 1 이상임 - 의 행들 각각 내의 노즐들은 각각의 개별 진공 공급기를 가지고, 잔여 S개 - 숫자 S는 1 이상임 - 의 행들 내의 노즐들은 상기 S개의 행들 내의 모든 노즐들에 공통인 상기 공유형 진공 공급기를 가지며, 상기 방법은,
    a) 상기 노즐들 각각을 이용해 각각의 워크피스를 픽업하려고 시도하는 단계;
    b) 상기 픽업된 워크피스를 상이한 위치에 배치하는 단계; 및
    c) 단계 a)에서 상기 공유형 진공 공급기를 갖는 노즐에 의해 픽업되는데 실패한 워크피스를 상기 각각의 개별 진공 공급기를 갖는 노즐을 이용해 픽업하는 단계를
    포함하는 것인, 워크피스 픽업 및 배치 방법.
17. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 노즐들은 행으로 배열되고, L개 - 숫자 L은 1 이상임 - 의 행들 각각 내의 노즐들은 개별 진공 공급기를 가지고, 잔여 S개 - 숫자 S는 1 이상임 - 의 행들 각각 내의 노즐들은, 임의의 상이한 행의 노즐들의 진공 공급기와는 분리된, 공유형 진공 공급기를 가지며, 상기 방법은,
    a) 상기 노즐들 각각을 이용해 각각의 워크피스를 픽업하려고 시도하는 단계;
    b) 상기 픽업된 워크피스를 상이한 위치에 배치하는 단계; 및
    c) 단계 a)에서 상기 공유형 진공 공급기를 갖는 노즐에 의해 픽업되는데 실패한 워크피스를 상기 개별 진공 공급기를 갖는 노즐을 이용해 픽업하는 단계를
    포함하는 것인, 워크피스 픽업 및 배치 방법.
18. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 노즐들은 행으로 배열되고, 각 행 내의 L개 - 숫자 L은 1 이상임 - 의 노즐들 각각은 개별 진공 공급기를 가지고, 각 행 내의 잔여 S개 - 숫자 S는 1 이상임 - 의 노즐들은 이들 S개의 노즐들에 공통이지만 노즐들의 임의의 상이한 행 내의 노즐들의 진공 공급기로부터 분리된 진공 공급기를 가지며, 상기 방법은,
    a) 상기 노즐들 각각을 이용해 각각의 워크피스를 픽업하려고 시도하는 단계;
    b) 상기 픽업된 워크피스를 상이한 위치에 배치하는 단계; 및
    c) 단계 a)에서 상기 공유형 진공 공급기를 갖는 노즐에 의해 픽업되는데 실패한 워크피스를 상기 개별 진공 공급기를 갖는 노즐을 이용해 픽업하는 단계를
    포함하는 것인, 워크피스 픽업 및 배치 방법.
19. 진공 작용에 의해 복수의 노즐들을 이용해 복수의 워크피스들을 픽업하고, 상이한 위치에 상기 워크피스들을 배치하기 위한 방법에 있어서, 상기 복수의 워크피스들과 상기 복수의 노즐들은 각각의 행들 내에 배열되고, 노즐들의 하나의 제1 행의 노즐들 각각은 개별 진공 공급기를 가지고, 노즐들의 잔여의 적어도 하나의 제2 행의 노즐들은 공유형 진공 공급기를 가지며, 상기 방법은,
    a) 상기 노즐들과 상기 워크피스들 사이의 상대적 이동에 의해, 워크피스들의 행 위에 노즐들의 각 행을 배치하는 단계;
    b) 각 노즐을 이용해 각각의 워크피스를 픽업하려고 시도하는 단계;
    c) 상기 픽업된 워크피스를 상이한 위치에 배치하는 단계;
    d) 워크피스들이 단계 b)에서 픽업되는데 실패했는지의 여부를 검증하는 단계;
    e1) 픽업되는데 실패한 것으로 단계 d)에서 검증되었던 검증된 워크피스 위에 노즐들의 제1 행을 배치하는 단계;
    f1) 상기 제1 행의 노즐들 중 하나의 노즐을 이용해 상기 검증된 워크피스를 픽업하여, 상기 검증된 워크피스를, 단계 c)에서 상기 워크피스를 위해 의도한 상기 상이한 위치에 배치하는 단계;
    g1) 단계 b)에서 픽업되는데 실패한 어떠한 검증된 워크피스들도 남지 않을 때까지 단계들 e1)과 f1)을 반복하는 단계;
    e2) 만약 단계 d)가 픽업되는데 실패한 워크피스들을 나타내지 않는다면, 적어도, 존재하는 노즐들의 행들 만큼의 워크피스들의 행들이 픽업되도록 남아있는지의 여부를 테스트하고, 만약 그렇다면, 단계 a)부터 반복하고, 만약 그렇지 않다면, 워크피스들의 임의의 잔여 행들을 단계 b)에서 픽업되는데 실패했다는 것처럼 간주하고, 단계 e1)으로부터 상기 방법을 진행하여, 상기 노즐들의 제1 행 내의 상기 노즐들을 이용해 상기 임의의 잔여 행들 중 하나의 행 내의 모든 워크피스들을 픽업하는 단계를
    포함하는, 워크피스를 픽업하고 배치하는 방법.
    

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