KR101976239B1 - 픽 앤드 플레이스 헤드의 자동 피치 변환을 위한 장치 및 방법, 픽 앤드 플레이스 헤드 및 픽 앤드 플레이스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 픽 앤드 플레이스 헤드에 대한 자동 피치 변환을 위한 장치에 관한 것으로서, 픽 앤드 플레이스 헤드의 픽커/그리퍼의 X-좌표 방향의 피치를 조정하고 및/또는 Y-좌표 방향의 피치를 조정하기 위한 적어도 하나의 자동 피치 스테이션; 상기 적어도 하나의 자동 피치 스테이션의 모터 기어 조립체에 의해 작동되는 제 1 액추에이터로서, 상기 제 1 액추에이터는 각각의 픽 앤드 플레이스 헤드의 픽커/그리퍼의 행들 사이의 X-좌표 방향 거리의 피치를 변경하는, 제 1 액추에이터; 그리고, 상기 적어도 하나의 자동 피치 스테이션의 모터 기어 조립체에 의해 작동되는 제 2 액추에이터로서, 상기 제 2 액추에이터는 각각의 픽 앤드 플레이스 헤드의 픽커/그리퍼 사이의 Y-좌표 방향 거리의 피치를 변경하는, 제 2 액추에이터를 포함한다. 본 발명은 또한, 픽 앤드 플레이스 헤드의 자동 피치 변환을 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 픽 앤드 플레이스 헤드와 픽 앤드 플레이스 장치에 관한 것이다.

Description

픽 앤드 플레이스 헤드의 자동 피치 변환을 위한 장치 및 방법, 픽 앤드 플레이스 헤드 및 픽 앤드 플레이스 장치{APPARATUS AND METHOD FOR AUTOMATIC PITCH CONVERSION OF PICK AND PLACE HEADS, PICK AND PLACE HEAD AND PICK AND PLACE DEVICE}

본 발명은 픽 앤드 플레이스 헤드(pick and place head)에 대한 자동 피치 변환을 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명은 또한 픽 앤드 플레이스 헤드에 대한 자동 피치 변환을 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 픽 앤드 플레이스 헤드 및 픽 앤드 플레이스 장치에 관한 것이다.

유럽 특허 EP 2 192 063은 수평 가이드를 유지하기 위한 지지 구조체를 갖는 픽업 헤드를 개시한다. 가이드를 따라 복수의 픽업 장치가 나란하게 배치된다. 픽업 장치는 각각의 제품을 그립하고 해제하도록 작동하며, 픽업 장치 사이의 피치를 변화하기 위한 이동 조립체에 의해 가이드를 따라 이동된다. 이동 조립체는 각각의 캠 및 각각의 픽업 장치를 위한 각각의 종동 요소(follower element)를 갖는다. 상기 종동 요소는 각각 픽업 장치에 연결되는 한편, 캠은 드럼에 의해 유지되며, 상기 드럼은 수평 가이드에 평행한 축을 따라 연장하고 그 축을 중심으로 회전하는 액추에이터에 의해 작동된다.

특허 US-6,352,402 B1은 하나의 액추에이터를 이용하여 픽커의 피치를 조정하기 위한 장치에 대하여 기술한다. 상기 장치는 픽커 베이스와, 상기 픽커 베이스의 한 측면에 제공된 선형 가이드 장치를 이용하여 픽커의 피치를 변화하도록 의도된 복수의 픽커를 포함한다. 상기 장치는 복수의 픽커를 구동시키기 위한 액추에이터와, 상기 복수의 픽커에 대하여 구동력을 전달하기 위하여 상부 및 하부 랙(rack)에 의해 상기 액추에이터에 연결된 베벨 기어 유닛을 포함한다.

대한민국 특허 출원 KR 20080013529는 트레이 내의 반도체를 검사 및 포장하기 위한 장치를 도시한다. 피킹 요소(picking element)들이 2 행(row)로 배치되어 있다. 피킹 요소 사이의 팬터그래프 결합(pantograph linkage)은 피치를 조정할 수 있다.

미국 특허 US 6,068,317에는 반도체 칩 시험기 내의 칩 사이의 공간을 조정하기 위한 장치가 개시되어있다. 캐리어 플레이트(carrier plate)가 수평 안내 레일을 따라 이동가능하게 장착된다. 장착 플레이트가 캐리어 플레이트에 고정되고, 승강 플레이트는 상하 방향으로 이동가능한 장착 플레이트 상에 장착된다. 캠 샤프트는 승강 플레이트에 회전 가능하게 장착된다. 상기 캠 샤프트는 외주면에 반경 방향으로 형성된 복수의 캠 홈을 갖는다. 복수의 픽업 부재는 수평 직선 운동 가이더에 의해 수평 방향으로 이동가능하게 고정되며, 상기 수평 직선 운동 가이더는 각각의 픽업 부재의 상부에서 상기 캠 홈 중 하나에 삽입된다.

국제 특허 출원 WO 2007/058076은 가변 노즐 피치를 갖는 복수의 노즐 장치를 개시한다. 각각의 실린더 블록이 측면 바를 따라, 경사진 홈이 형성된 캠과 캠 종동기를 통해, 홈이 형성된 캠 몸체를 상승시켜 이동된다. 각각의 노즐의 피치는 다양하게 구성된다.

미국 특허 US 5,290,134는 트레이의 한 형태로부터 전자 장치를 픽업하는 자동 테스트 핸들러(handler)에서 사용할 수 있는 픽 앤드 플레이트 장치를 도시한다. 상기 전자 장치는 테스트 및 정렬을 위해 다른 트레이의 소정의 위치에 배치된다. 상기 픽 앤드 플레이트 장치는 진공에 의해 발생한 흡입력으로 트레이로부터 전자 장치를 픽업하기 위한 복수의 흡입 유입구를 포함한다. 가이드 프레임은 상기 복수의 흡입 유입구를 수평 방향으로 활주 가능하게 장착하는데 사용된다. 또한, 상기 흡입 유입구의 간격을 조정하고, 하나의 트레이와 다른 트레이 사이의 간격 차이를 보상하기 위한 메커니즘이 제공된다.

미국 특허 US 6,439,631은 팬터그래프 결합 등의 기계적인 결합과 같은 하나 이상의 개선점을 갖는 개량된 가변-피치 픽 앤드 플레이스 장치를 기술하며, 상기 결합 자체는 행(row)으로 배열된 복수의 장치-그리핑 메커니즘에 연결되어, 상기 장치-그리핑 메커니즘 사이의 간격을 가변적으로 균일하게 유지하며, 이러한 메커니즘의 수효는, 감소된 공차 누적 및 향상된 위치 설정의 정확성을 위한 연결 부품들의 수효에 비해 증가된다. 연결의 수평 위치는 그 한 단부가 아닌 한 위치에 고정될 수 있고, 바람직하게는 중앙 3 분점 내에 또는 그 중앙에 고정될 수 있다. 상기 연결은 3개의 지점에서 제어될 수 있다. 이들 지점들은 팬터그래프의 중앙에서 지지 구조체에 대하여 수직적으로 유연하지만 가로로 고정된 링크와, 타이밍 벨트의 순환 루프의 한 측면에 대하여 팬터그래프의 한 단부의 링크와, 그리고 타이밍 벨트의 순환 루프의 다른 측면에 대하여 팬터그래프의 다른 단부의 링크를 포함할 수 있다. 팬터그래프의 양 단부에서 타이밍 벨트에 대한 링크들은, 2개의 최종 단부 장치-그리핑 메커니즘(end-most device-gripping mechanism)을 통해 형성될 수 있다. 타이밍 벨트의 위치는 위치 인코더를 갖는 서보모터에 의해 제어되며, 상기 서보모터는 컴퓨터와 같은 제어기에 의해 제어된다. 상기 장치-그리핑 메커니즘은 전도성 진공관에 의해 진공으로 접지 및 공급되는 진공 팁을 포함할 수 있다.

전자 부품들은 주로 JEDEC 트레이에서 반송되며, 상기 JEDEC 트레이는 제조 과정 중에 성형된 매트릭스 캐리어이다. 상기 부품들은 트레이의 셀에 배치되며, 셀에 부품들은 배치하는 것은 일반적으로 픽 앤드 플레이스 로봇들에 의해 행해진다. 픽 앤드 플레이스 로봇은 일반적으로 트레이의 셀로부터 전자 부품들을 픽업하고 제거하며, 또한 전자 부품들을 트레이의 셀에 배치하는 여러 그리퍼(또는 픽커)를 갖는다. 상기 그리퍼는 상기 전자 부품들을 기계적으로 클램핑(clamping) 하거나 또는 더욱 일반적으로는 진공 노즐을 사용한다.

처리량을 증가시키기 위해, 픽 앤드 플레이스 로봇들은 여러 부품이 병렬로 픽업 또는 배치될 수 있도록, 종종 다수의 그리퍼가 장착된다. 부품들은 크기가 서로 다르기 때문에 트레이의 행 및 열 마다 부품들의 수효가 또한 상이하며, 또한 이로 인해 부품들 간의 피치도 상이하다. 따라서 그리퍼의 피치가 조정되어야 할 뿐만 아니라 그리퍼의 수효도 적합하여야 한다. 그리퍼는 일반적으로 행으로 배열된다. 어떤 경우에는, 특히 더 작은 부품들의 경우에는, 추가적인 처리량 증가를 허용하기 위해 두 개 이상의 행이 사용될 수 있다. 이상적으로, 행들의 수효 및 행들 사이의 피치도 조정될 수 있다.

본 발명의 목적은 픽 앤드 플레이스 장치에 대한 자동 피치 변환을 위한 장치를 제공하는 것이며, 상기 픽 앤드 플레이스 장치는 기계적으로 덜 복잡하며, 전체 툴 처리량을 증가시키며, 서로 다른 형태의 부품들을 처리할 수 있으며 비용을 감소시킨다.

상기 목적은 픽 앤드 플레이스 헤드를 위한 자동 피치 변환 장치에 의해 달성되며, 상기 장치는,

픽 앤드 플레이스 헤드의 픽커/그리퍼의 X-좌표 방향의 피치를 조정하고 및/또는 Y-좌표 방향의 피치를 조정하기 위한 적어도 하나의 자동 피치 스테이션;

상기 적어도 하나의 자동 피치 스테이션의 모터 기어 조립체에 의해 작동되고, 각각의 픽 앤드 플레이스 헤드의 픽커/그리퍼의 행들 사이의 X-좌표 방향 거리의 피치를 변경하는, 제 1 액추에이터; 및

상기 적어도 하나의 자동 피치 스테이션의 모터 기어 조립체에 의해 작동되고, 각각의 픽 앤드 플레이스 헤드의 행 내의 픽커/그리퍼 사이의 Y-좌표 방향의 피치를 변경하는, 제 2 액추에이터

를 포함한다.

본 발명의 다른 목적은 처리하기에 기계적으로 덜 복잡하며, 다양한 픽 앤드 플레이스 헤드에 적용 가능하며, 비용을 감소시킬 수 있는, 픽 앤드 플레이스 헤드의 자동 피치 변환을 위한 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은 픽 앤드 플레이스 헤드의 자동 피치 변환을 위한 방법에 의해 달성되고, 상기 방법은,

픽 앤드 플레이스 헤드를 적어도 하나의 자동 피치 스테이션으로 이동시키는 단계;

적어도 하나의 행 - 상기 적어도 하나의 행은 상기 픽 앤드 플레이스 헤드 내의 복수의 픽커/그리퍼를 반송함 - 의 위치를 X-좌표 방향으로 변경시키기 위해, 상기 적어도 하나의 자동 피치 스테이션을 위한 전동 전환 포크를 X-좌표 방향으로 작동시키는 단계;

각각의 행의 하나의 픽커/그리퍼와 기계적으로 접촉하도록 적어도 하나의 자동 피치 스테이션의 전동 전환 포크를 X-좌표 방향으로 작동시키는 단계; 및

상기 전환 포크와 상기 픽 앤드 플레이스 헤드 사이에서 Y-좌표 방향으로의 상대적인 이동을 수행하여, 2개의 연속하는 픽커/그리퍼 사이에서 Y-좌표 방향의 피치를 변경하는 단계

를 포함한다.

본 발명의 또 다른 목적은 기계적으로 덜 복잡하고, 경량이며, 다양한 구성의 설정을 허용하고, 여러 다양한 전자 부품들을 처리하기 위한 전체 비용을 감소시키는 픽 앤드 플레이스 헤드를 제공하는 것이다.

상기 목적은 픽 앤드 플레이스 헤드에 의해 달성되고, 상기 픽 앤 플레이스 헤드는,

Y-좌표 방향으로 배향된 적어도 하나의 행에 배열되어 있는 적어도 2개의 픽커/그리퍼;

행 마다의 2개의 가이드로서, 상기 픽커/그리퍼가 상기 가이드를 따라 Y-좌표 방향으로 이동가능한 것인, 상기 2개의 가이드;

상기 픽커/그리퍼가 제 위치에서(in position) 잠금가능하게 하는 행 마다의 룰러(ruler);

2쌍의 블록으로서, 상기 블록들 사이에 2개의 가이드가 장착되고, 상기 블록들은 X-좌표 방향으로 배향된 X-좌표 방향 레일에서 이동가능한 것인, 상기 2쌍의 블록;

상기 Y-좌표 방향으로 배향된 상기 픽 앤드 플레이스 헤드의 프레임 요소를 향해 각 행을 편향시키는 탄성 요소; 및

상기 레일을 따라 원하는 위치에 상기 적어도 하나의 행의 픽커/그리퍼를 유지하는 잠금 메커니즘

을 포함한다.

본 발명의 또 다른 목적은 기계적으로 덜 복잡하며, 전체 공구 처리량을 증가시키며, 상이한 형태의 부품들을 처리할 수 있으며, 비용을 감소시키는 픽 앤드 플레이스 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 픽 앤드 플레이스 장치에 의해 달성되고, 상기 픽 앤 플레이스 장치는,

복수의 개별 전송 레인;

상기 픽 앤드 플레이스 장치에 고정(stationary) 장착되어 있는 적어도 하나의 자동 피치 스테이션;

적어도 하나의 픽 앤드 플레이스 헤드를 상기 적어도 하나의 자동 피치 스테이션으로 이동시키는 전송 시스템 - 상기 전송 시스템은 복수의 개별 전송 레인을 가로질러 신장되어 있음 - 을 작동시키기 위한 모터; 및

상기 적어도 하나의 픽 앤드 플레이스 헤드의 복수의 픽커/그리퍼의 피치 및 위치를 교정 및 확인하기 위해 사용되는 감지 시스템

을 포함한다.

상기 장치의 상기 제 1 액추에이터는 상기 적어도 하나의 자동 피치 스테이션의 모터 기어 조립체에 의해 이동될 수 있는 푸셔이다. 이동 방향은 X-좌표 방향을 따른다. 상기 제 2 액추에이터는 상기 적어도 하나의 자동 피치 스테이션의 동일한 모터 기어 조립체에 의해 이동되는 전환 포크이다. 이동 방향은 X-좌표 방향을 따른다. 또 다른 실시예에 따르면, 모터 기어 조립체는 제 1 모터와 제 2 모터를 포함한다. 상기 푸셔는 상기 제 1 모터를 이동시킬 수 있으며, 상기 전환 포크는 상기 제 2 모터에 의해 작동될 수 있다.

상기 전환 포크는 행(row)의 단일 픽커/그리퍼를 움켜쥐도록 또는 피치를 Y-좌표 방향으로 변경하도록 구성된다. 제 3 액추에이터는 개별 픽커/그리퍼를 디스에이블(disable)시키기 위해, 상기 픽커/그리퍼를 Z-좌표 방향으로 이동시키기 위한 적어도 하나의 자동 피치 스테이션과 연관되어 있다. 이들 픽커/그리퍼는 처리될 전자부품들과 접촉하지 않는다. 상기 제 3 액추에이터는 적어도 하나의 샤프트 푸셔를 갖는 샤프트 전환 메커니즘이며, 상기 샤프트 푸셔는 픽커/그리퍼를 디스에이블된 위치로 밀기 위해 Z-좌표 방향으로 이동가능하다.

바람직하게는, 제 1 자동 피치 스테이션과 제 2 자동 피치 스테이션은 서로 마주하고 배열되어 있다. 샤프트 전환 메커니즘은 상기 제 1 자동 피치 스테이션과 제 2 자동 피치 스테이션 사이에 배열된다.

본 발명의 방법에 따르면, 피치를 2개의 연속하는 픽커/그리퍼 사이의 Y-좌표 방향의 피치를 변경하기 전에, 적어도 하나의 행이 픽 앤드 플레이스 헤드 내의 X-좌표 방향의 최대 위치로 이동된다. 잠금 장치는 상기 행을 상기 최대 위치에 안전하게 유지하기 위해 상기 적어도 하나의 행과 잠금 관계로 피벗한다.

추가 단계에서, 푸셔는 선택된 픽커/그리퍼를, 픽커/그리퍼가 디스에이블되어 있는, 상승된 위치로 이동시키기 위해 Z-좌표 방향으로 된다. 상기 픽커/그리퍼는 샤프트 잠금 브래킷에 의해 상승된 위치에 유지된다.

상기 전환 포크와 픽 앤드 플레이스 헤드 사이에서 Y-좌표 방향으로의 상대적인 이동을 수행하기 전에, 상기 전환 포크는 피벗가능한 잠금 요소를 잠금해제하기 위해 각각의 픽커/그리퍼의 샤프트 안으로 삽입된다. 따라서 마찰 재료는 픽커/그리퍼가 작동 상태 중에 고정되는 룰러로부터 해제된다.

바람직하게는, 본 발명의 방법은 제 1 자동 피치 스테이션과 제 2 자동 피치 스테이션으로 수행된다. 상기 제 1 자동 피치 스테이션과 제 2 자동 피치 스테이션은 서로 마주하고 배열되며, 상기 픽 앤드 플레이스 헤드는 상기 제 1 자동 피치 스테이션과 제 2 자동 피치 스테이션 사이에서 이동된다. 픽커/그리퍼의 제 1 행과 픽 앤드 플레이스 헤드의 픽커/그리퍼의 제 2 행은 최대 X-피치로 이동하고, 잠금 장치는 제 1 행과 제 2 행 사이에서 이동하고, 제 1 행과 제 2 행을 최대 X-피치에서 차단하여 안전하게 유지한다.

상기 제 1 자동 피치 스테이션과 제 2 자동 피치 스테이션의 전동 전환 포크는 상기 제 1 행과 제 2 행의 하나의 픽커/그리퍼와 기계적으로 접촉하도록 X-좌표 방향으로 이동된다. 상기 전환 포크와 픽 앤드 플레이스 헤드 사이의 Y-좌표 방향으로의 상대 이동으로, 2개의 연속하는 픽커/그리퍼 사이의 Y-좌표 방향이 변경된다.

상기 제 1 행과 제 2 행의 모든 픽커/그리퍼의 Y-좌표 방향의 피치의 조정이 완료된 후에, 잠금 장치는 잠금해제 위치로 피벗된다. 상기 제 1 자동 피치 스테이션의 전동 푸셔와 상기 제 2 자동 피치 스테이션의 전동 푸셔는 상기 제 1 행과 제 2 행 사이의 피치를 X-좌표 방향으로 조정하기 위해 상기 제 1 행과 제 2 행에 작용한다.

마지막으로, 제 1 푸셔는 상기 제 1 행의 선택된 픽커/그리퍼에 작용하고, 제 2 푸셔는 상기 제 2 행의 선택된 픽커/그리퍼에 작용한다. 상기 제 1 푸셔와 제 2 푸셔는 Z-좌표 방향의 상기 제 1 및 제 2 행의 선택된 픽커/그리퍼를 픽커/그리퍼가 디스에이블되어 있는 상승된 위치로 이동시킨다. 샤프트 잠금 브래킷은 디스에이블된 픽커/그리퍼를 잠금 위치에 유지시킨다.

각각의 픽커/그리퍼는 프레임 요소를 가지며, 프레임 요소에는 2개의 개구부가 형성되어 있고, 이 개구부를 통해 2개의 가이드가 주행한다. 상기 가이드들은 픽 앤드 플레이스 헤드에 장착되어 있다. 잠금 메커니즘은 X-좌표 방향으로 배향된 픽 앤드 플레이스 헤드의 프레임 요소에 장착된다. 상기 잠금 메커니즘은 잠금 장치를 구비하고, 상기 잠금 장치는 잠금 메커니즘에 피벗가능하게 장착되어 있고, X-좌표 방향의 최대 위치에 적어도 하나의 행을 유지시킨다.

상기 잠금 메커니즘은 잠금해제 실린더의 동작에 따라, 적어도 하나의 행을, 잠금 및 잠금해제하기 위해 피벗가능한 바 요소(bar element)에 장착된 마찰 재료를 갖는다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마찰 재료는 고무로 구성된다. 잠금이 수행되면, 적어도 하나의 행은 X-좌표 방향을 따라 원하는 위치에 있게 된다. 적어도 하나의 행의 각각의 픽커/그리퍼는 룰러에 픽커/그리퍼를 잠금하기 위한 잠금 메커니즘을 갖는다. 상기 잠금 메커니즘은 상기 룰러 및 피벗가능한 잠금 요소와 접촉하고 있는 마찰 재료와 잠금 스프링을 포함한다.

각각의 픽커/그리퍼는 프레임 요소에서 Z-좌표 방향을 따라 이동가능한 샤프트를 갖는다. 잠금 스프링의 각각의 스토퍼(stopper)는 상기 픽커/그리퍼를 상승된 위치에 유지하기 위한 샤프트 잠금 브라켓과 맞물리게 된다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 픽 앤드 플레이스 장치는 제 1 자동 피치 스테이션과 제 2 자동 피치 스테이션을 갖는다. 상기 전송 시스템은, 상기 적어도 하나의 픽 앤드 플레이스 헤드가 상기 제 1 자동 피치 스테이션과 제 2 자동 피치 스테이션 사이에 놓이도록 배치된다.

본 발명의 장점은 전환 자동화가 대규모 고정식으로 이루어진다는 것이다. 상기 픽 앤드 플레이스 헤드는 가동 부품을 가지지 않으며, 이 때문에 무게가 더욱 가볍게 된다. 기존 모터를 재사용함으로써 장치가 비용면에서 더욱 효율적이다(표준 작동을 사용하며 픽 앤드 플레이스 헤드를 이동시키면서, Y-피치 조정이 픽커/그리퍼를 핸들러 바디/섀시에 고정하여 수행된다). 상기 픽 앤드 플레이스 헤드의 전환은 기계적으로 덜 복잡하다. 복수 행의 접근방식은, 사용시에 단일 행이 픽 앤드 플레이스 헤드의 중앙에 배치되는 단일 행 구성을 허용한다.

X-피치와 Y 피치는 자유로이 구성 가능하다. 피치는 픽커/그리퍼와 행들 사이가 비 등거리로 될 수 있게 한다. 이것은 전자 부품당 여러 픽커/그리퍼를 필요로 하는 대규모 전자 부품들의 검사에 중요하다. 픽업 기어들은 더 이상 필요하지 않다.

하나의 자동 피치 스테이션은 X- 피치와 Y 피치를 조정하는데 사용되고, 그리퍼를 인에이블/디스에이블(그들을 상승시킴으로써)하는데 사용된다. 자동 피치 스테이션은 바람직하게는 픽 앤드 플레이스 장치 바디/섀시에 장착된다. 멀티 헤드 접근방식에서는, 하나의 자동 피치 스테이션만이 필요하여 비용면에서 더욱 효율적이다. 픽 앤드 플레이스 장치의 어느 일부인 감지 시스템은 픽커/그리퍼의 위치/피치를 확인하는데 사용된다. 상기 감지 시스템은 빔 센서를 갖는 센서 장치 및 비전 시스템을 포함한다. 상기 센서 장치는 상기 빔 센서를 통해 모든 픽커/그리퍼를 이동시켜, 상기 픽커/그리퍼의 Y-피치를 결정하는데 사용된다. 이들 빔 센서들은 전환시에 위, 아래로 이동될 수 있고, 이런 전환은 Z-좌표 방향을 따라 잠금 및 디스에이블된 위치로 픽커/그리퍼를 미는 것과 동일한 원리이다. 상기 비전 시스템은 적어도 하나의 행의 X-피치를 확인하기 위해 사용되며, 상기 픽커/그리퍼는 상기 적어도 하나의 행의 X-피치를 따라 Y-좌표 방향으로 배치된다.

전송 트레이(JEDEC-트레이)로부터 전자 부품들을 픽업하고, 상기 전자 부품들을 검사 장소로 이동시키며, 및/또는 전자 부품들을 전송 트레이에 배치하는 픽 앤드 플레이스 장치는 Y-좌표 방향을 따라 이동할 수 있는, 하나 또는 복수의 픽 앤드 플레이스 헤드를 가진다. 상기 픽 앤드 플레이스 헤드는 Y-좌표를 따라 서로 독립적으로 이동될 수 있다. 상기 이동은 모터들에 의해 구동되는 하나 또는 복수의 벨트에 의해 수행된다. 추가 가능성은 상기 이동이 모터들에 의해 구동되는 하나 또는 복수의 스핀들 드라이브에 의해 수행되는 것이다. 상기 픽 앤드 플레이스 헤드는, 픽커/그리퍼의 아래에 배치된 전자 부품들이 트레이 셀에서 픽업 및 배치될 수 있도록, 다수의 수평 행을 따라 위치된 복수의 전자 부품의 픽커/그리퍼를 갖는다.

상기 픽커/그리퍼를 포함하는 다수의 평행 행들은 픽 앤드 플레이스 헤드의 Y-좌표 방향으로 평행하다. 상기 행들은 X-좌표 방향으로 이동될 수 있다. 상기 픽커/그리퍼 사이의 피치는 X-좌표 방향 및 Y-좌표 방향으로 연속하여(무단으로) 이동될 수 있다. 당업자에게는 픽커/그리퍼의 두 개 이상의 행이 가능하다는 것은 명백하다. 제 1 또는 제 2 전환 스테이션의 전환 포크는 복수의 행을 Y-좌표 방향으로 이동시키는데 사용될 수 있다. 세 개의 행의 픽 앤드 플레이스 헤드가 사용되는 경우, 제 1 자동 피치 스테이션의 전환 포크는 픽커/그리퍼의 외부 행과 중앙 행을 함께 이동시킬 수 있다. 중앙 행이 정확한 위치에 있으면, 전환 포크는 일정한 거리로 후퇴하고 외부 행은 다른 위치로 이동될 수 있다. 행들의 X- 피치는 하부(bottom)로부터 보정될 수 있다. 3개의 행을 갖는 픽 앤드 플레이스 헤드의 다른 실시예에 따르면, 중앙 행이 X-좌표 방향으로 고정되면 유리하다.

픽커/그리퍼는 여러 행들 중의 하나에 장착된다. 각각의 픽커/그리퍼는 Y-좌표 방향으로 행을 따라 연속하여 조정 가능하다. 각각의 픽커/그리퍼는 Y-좌표 방향으로 잠금하는 자신의 잠금 메커니즘을 가진다. 또한 하나의 행의 모든 픽커/그리퍼를 위한 하나의 중앙 잠금 메커니즘을 갖는 것이 가능하다.

픽커/그리퍼가 그 위에 장착되어 있는, 행들 사이의 피치는 X-좌표 방향으로 연속하여 조정 가능하다. 각각의 행은 그 자신의 잠금 메커니즘을 갖는다.

픽커/그리퍼를 디스에이블하기 위해, 잠금 메커니즘이 상부 위치에 있을 때, 각각의 픽커/그리퍼는 그 자신의 잠금 메커니즘을 갖는다. 잠금해제/인에이블은 행 마다 중앙에서 이루어질 수 있고, 이것은 모든 픽커/그리퍼가 동시에 잠금해제되는 것을 의미한다. 또한, 픽커/그리퍼 마다 독립적인 잠금해제/인에이블 수단도 가능하다.

이제 본 발명의 작동 특성과 모드가 첨부된 도면과 함께 취해진 본 발명의 다음 상세한 설명에서 더욱 완전하게 설명될 것이다;
도 1은 픽 앤드 플레이스 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2a 내지 2d는 픽 앤드 플레이스 헤드의 다양한 실시예의 개략도를 도시한다.
도 3은 N 행과 M 열을 갖는 픽 앤드 플레이스 헤드의 사시도를 도시한다.
도 4는 제 1 자동 피치 스테이션과 제 2 자동 피치 스테이션 사이에 위치되는, 도 3의 픽 앤드 플레이스 헤드의 사시도를 도시한다.
도 5는 제 1 자동 피치 스테이션과 제 2 자동 피치 스테이션의 배치의 사시도를 도시한다.
도 6은 도 5에 도시된 제 2 자동 피치 스테이션의 상세한 사시도를 도시한다.
도 7은 도 5에 도시된 제 2 자동 피치 스테이션의 측면도를 도시한다.
도 8은 픽커/그리퍼의 열 사이의 거리를 변경하기 위한 제 1 및 제 2 자동 피치 스테이션의 제 1 액추에이터를 도시한다.
도 9는 여러 거리에서 픽커/그리퍼의 행을 도시한다.
도 10은 최대 X-피치에서 행의 잠금 메커니즘의 사시도를 도시한다.
도 11a 내지 11b는 행에서 잠금 메커니즘의 작동 원리를 도시한다.
도 12는 행 내에서 피치가 변경될 때 최대 거리에서 행을 유지하는 장치의 상세도를 도시한다.
도 13은 행 내의 거리를 변경하기 위한 전환 메커니즘의 사시도를 도시한다.
도 14는 행 내의 거리를 변경하기 위한 전환 메커니즘의 다른 사시도를 도시한다.
도 15는 행 내의 특정 거리에 설정되는 2개의 픽커/그리퍼의 사시도를 도시한다.
도 16은 픽커/그리퍼 샤프트를 상승된 위치로 가게 하기 위한 푸쉬 업(push up) 메커니즘의 측면도를 도시한다.
도 17은 픽커/그리퍼 중 하나의 샤프트가 상승된 위치에 있는, 픽 앤드 플레이스 헤드의 측 단면도를 도시한다.
도 18은 행에서 샤프트를 밀어올린 메커니즘의 상세 사시도를 도시한다.
도 19는 밀어 올려지고 잠금된 위치에서 메커니즘에 의해 유지된 픽커/그리퍼의 샤프트를 도시한다.
도 20은 픽커/그리퍼가 동작 위치에 있도록 샤프트 잠금해제 메커니즘에 의해 해제된 픽커/그리퍼의 샤프트를 도시한다.
도 21a 내지 21b는 픽 앤드 플레이스 헤드에서 픽커/그리퍼의 2개의 서로 다른 배열의 패턴을 도시한다.
도 22는 픽커/그리퍼가 일렬로 배열되는 픽 앤드 플레이스 헤드의 일 실시예의 사시도를 도시한다.

동일한 도면 부호는 여러 도면에 걸쳐 동일한 구성 요소를 나타낸다. 또한, 도면에는 각 도면의 설명에 필요한 도면 번호만이 도시되어 있다. 도시된 실시예들은 본 발명이 실시될 수 있는 방법의 예만을 나타낸다. 이것은 본 발명을 제한하는 것으로 간주하여서는 안 된다.

도 1은 픽 앤드 플레이스 장치(100)를 개략적으로 보여준다. 여기에 도시된 실시예는 제 1 및 제 2 자동 피치 스테이션(1, 2)을 갖는다. 제 1 자동 피치 스테이션(1)과 제 2 자동 피치 스테이션(2)은 다수의 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7) 사이에 공유된다. 여러 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)의 자동 전환은 고정적으로 움직이지 않고 대규모로 수행된다. 그러므로, 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)는 피치를 조정하기 위한 모터를 포함하지 않기 때문에 더욱 경량이다. 픽 앤드 플레이스 장치(100)는 전송 시스템(12)을 갖는다. 전송 시스템(12)은 픽 앤드 플레이스 장치(100)를 통해 JEDEC 트레이(미도시) 또는 다른 유닛을 전송하는데 사용되는 여러 개별 전송 레인(13, 14, 15, 16)을 가로질러 신장되어 있다. 픽 앤드 플레이스 장치(100)는 운송 트레이(JEDEC 트레이)로부터 전자 부품을 픽업하고 상기 전자 부품을 검사 장소로 이동시키거나 및/또는 상기 전자 부품을 운송 트레이에 배치하는데 사용된다. 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)는 전자 부품(미도시)을 JEDEC 트레이의 셀(cell)에 배치하는데 사용되며, JEDEC 트레이의 셀에 배치하는 것은 일반적으로 여러 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)를 갖는 픽 앤드 플레이스 장치(100)에 의해 행해진다. 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7) 마다 픽커/그리퍼의 수효는 일 예에 불과하고 본 발명의 제한 사항으로 간주하여서는 안 된다.

제 1 및 제 2 자동 피치 스테이션(1, 2)은 여러 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7) 사이에 공유된다. 도 1에 도시된 픽 앤드 플레이스 장치(100)는, 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)의 픽커/그리퍼(20)가 배치되어 있는, 행의 수효 및 열의 수효가 다른 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)를 포함한다. 제 1 자동 피치 스테이션(1)과 제 2 자동 피치 스테이션(2)은 픽 앤드 플레이스 장치(100)에 고정된다. 앞에서 언급된 바와 같이, 각각의 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 또는 7)는 전송 시스템(12)에 의해 이동될 수 있어, 제 1 자동 피치 스테이션(1)과 제 2 자동 피치 스테이션(2)은 행(N) 및/또는 열(M) 내에서 픽커/그리퍼(20)의 피치를 변경하기 위해서 개별의 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 또는 7)에서 작동될 수 있다. 또한, 픽커/그리퍼(20)의 높이 위치(H)도 변경될 수 있다. 상승된 위치(H)에서 픽커/그리퍼(20)는 인에이블되지 않는다. 따라서, 제 1 자동 피치 스테이션(1) 및/또는 제 2 자동 피치 스테이션(2)에 의해 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 또는 7)의 픽커/그리퍼(20)의 패턴을 형성할 수 있어, 개별 전자 부품들에 대한 처리요건을 만족시키게 된다. 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 또는 7)는 행(N)의 방향과 열(M)의 방향으로 자유로이 형성될 수 있는 피치이다. 상기 피치는 픽커/그리퍼(20) 사이에서 비-등거리로 될 수 있다. 이것은 부품당 여러 픽커/그리퍼(20)를 필요로 하는 대규모 전자 부품들의 검사 및 처리를 위해 중요하다.

픽 앤드 플레이스 장치(100)는 개별의 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)의 픽커/그리퍼(20)의 위치 및 피치를 확인하는데 사용되는 감지 시스템(9)을 갖는다. 교정은 또한 감지 시스템(9)에 의해 수행된다.

도 2a 내지 2d는 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)의 여러 실시예를 도시한다. 도 2a는 Y-좌표 방향으로 배향된 픽커/그리퍼(20)의 4개의 행(N)을 갖는 픽 앤드 플레이스 헤드(4)를 도시한다. 행(N) 사이의 거리는 X-좌표 방향을 따라 조정될 수 있다. 도 2b에 도시된 실시예는 Y-좌표 방향으로 배향된 픽커/그리퍼(20)의 3개의 행(N)을 갖는다. 양 실시예(도 2a와 도 2b)는 픽커/그리퍼(20)의 14개의 열(M)을 가지며, X-좌표 방향으로 배향된다. 도 2c는 Y-좌표 방향으로 배향된 픽커/그리퍼(20)의 2개의 행(N)을 갖는 픽 앤드 플레이스 헤드(6)의 실시예이다. 도 2d는 Y-좌표 방향으로 배향된 픽커/그리퍼(20)의 단일 행(N)을 갖는 픽 앤드 플레이스 헤드(6)의 실시예이다. 양 실시예(도 2c와 도 2d)는 픽커/그리퍼(20)의 6개의 열(M)을 가지며, X-좌표 방향으로 배향된다. 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)(도 2a 내지 2d에 도시됨)는, 픽커/그리퍼(20)의 아래에 놓인 전자 부품들(미도시)(트레이 셀에서, 미도시)이 픽업 및 배치될 수 있도록, 다수의 수평 축(행(N))을 따라 위치된 복수의 전자 부품 픽커/그리퍼(20)를 포함한다.

도 3은 픽커/그리퍼(20)의 N 행과 M 열을 갖는 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)의 사시도를 도시한다. 여기에 도시된 실시예는 14개의 픽커/그리퍼(20)와 함께 2개의 행(N)과, 결과적으로 픽커/그리퍼(20)의 14개의 열(M)(X-좌표 방향(X)으로 배향됨)을 갖는다. 행(N)의 수효와 열(M)의 수효는 본 발명의 효과를 제한하는 것으로 간주하여서는 안 된다. 2개의 연속된 행(N₁과 N₂) 사이의 피치(30)(X-피치)는 X-좌표 방향으로 조정될 수 있다. 행(N₁과 N₂) 내에서 2개의 연속된 픽커/그리퍼(20) 사이의 피치(32)(Y-피치)는 Y-좌표 방향으로 조정될 수 있다. 픽커/그리퍼(20)는 강성 프레임(38) 내에 이동가능하게 장착된다. 강성 프레임(38)은 픽 앤드 플레이스 장치(100)의 전송 시스템(12)에 이동가능하게 부착된다. 개별의 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 또는 7)는 전송 시스템(12)에 의해 제 1 자동 피치 스테이션(1) 및/또는 제 2 자동 피치 스테이션(2)(도 4 참조)으로 이동될 수 있다. 각각의 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 또는 7)는 다중 수평 축을 갖는다. 픽커/그리퍼(20)는 제 1 수평 축(A₁)에 평행하고, 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)의 Y-좌표 방향을 따라 배향된다. 상기 제 1 수평 축(A₁)은 제 2 축(A₂)을 따라 이동할 수 있고, 제 1 행(N₁)과 제 2 행(N₂) 사이의 피치(X-피치)를 조정하기 위해 X-좌표 방향으로 배향된다. 각각의 행(N₁과 N₂)은 탄성 요소(36)에 의해 최대 X-피치(도 9 참조)를 향해 편향된다. 상기 행(N₁과 N₂)은 레일(39)을 따라 X-좌표 방향으로의 행(N₁과 N₂)의 이동을 인에이블하는 블록(41)에 장착된다.

도 4에는 제 1 자동 피치 스테이션(1)과 제 2 자동 피치 스테이션(2) 사이에 위치된, 도 3의 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 또는 7)의 사시도가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 또는 7)는 픽 앤드 플레이스 장치(100)의 전송 시스템(12)에 의해 서로 독립적으로 이동할 수 있다. 제 1 자동 피치 스테이션(1)과 제 2 자동 피치 스테이션(2)은 바람직하게는 픽 앤드 플레이스 장치(100)에 고정된다. 상기 제 1 자동 피치 스테이션(1)과 제 2 자동 피치 스테이션(2)은 X-좌표 방향과 Y-좌표 방향에서 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 또는 7)의 픽커/그리퍼(20)의 피치를 구성하는데 사용된다. 부가적으로, 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 또는 7)의 픽커/그리퍼(20)를 디스에이블/인에이블할 수 있다. 샤프트 전환 메커니즘(3)은 제 1 자동 피치 스테이션(1)과 제 2 자동 피치 스테이션(2) 사이에 배치된다.

바람직한 실시예가 도 5에 도시된다. 사시도에 따르면 바람직한 실시예는 서로 마주하고 배열된 제 1 자동 피치 스테이션(1)과 제 2 자동 피치 스테이션(2)을 포함한다. 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 또는 7)는, 제 1 및 제 2 자동 피치 스테이션(1, 2)의 작동 요소를 잘 보여주기 위해, 제 1 자동 피치 스테이션(1) 또는 제 2 자동 피치 스테이션(2) 사이에 위치하지 않는다. 샤프트 전환 메커니즘(3)은 제 1 및 제 2 자동 피치 스테이션(1, 2)과 연관하고 있다. 상기 샤프트 전환 메커니즘(3)은 단일 픽커/그리퍼(20)를 디스에이블/이동할 수 있도록 배치된다. 상기 제 1 자동 피치 스테이션(1)은 픽커/그리퍼(20)의 행(N) 사이의 피치(30)(X-피치)를 조정하는 푸셔(23)를 조작하는데 사용되는 모터 기어 조립체(21)를 갖는다. 또한, 제 2 자동 피치 스테이션(2)은 픽커/그리퍼(20)가 배치된 행(N) 사이의 피치(30)(X-피치)를 조정하기 위해 푸셔(24)를 조작하기 위한 모터 기어 조립체(22)를 갖는다. 상기 제 1 자동 피치 스테이션(1)은 전환 포크(25)(도 6~7 참조)를 가지며, 상기 제 2 자동 피치 스테이션(2)은 전환 포크(26)를 가지며, 이들 포크들은 행(N) 또는 행들(N₁, N₂,,,,N_N) 내의 픽커/그리퍼(20) 사이의 피치(32)(Y-피치)를 조정하기 위해 사용된다. 상기 제 1 자동 피치 스테이션(1)의 전환 포크(25)는 또한 기어 조립체(21)에 의해 작동된다. 또한 상기 제 2 자동 피치 스테이션(2)의 전환 포크(26)는 기어 조립체(22)에 의해 작동된다.

도 6 및 도 7은 제 1 및 제 2 자동 피치 스테이션(1, 2)의 상부 부분을 자세히 도시한다. 모터 기어 조립체(21, 22)는 푸셔(23, 24)를 작동하는데 사용된다. 상기 푸셔(23, 24)는 픽커/그리퍼(20)(도 8 및 도 9 참조)의 행(N) 사이의 피치(30)(X-피치)를 조정하기 위해, 모터 기어 조립체(21, 22)에 의해 X-좌표 방향을 따라 이동한다. 푸셔(23, 24)는 모터 기어 조립체(21, 22)의 기어 휠(35)과 작동 관계로 있는 기어 랙(29)을 갖는다. 전환 포크(25, 26)는 모터 기어 조립체(21, 22)의 기어 휠(37)과 동작 관계로 있는 기어 랙(36)을 갖는다. 상술한 바와 같이, 상기 전환 포크(25, 26)는 행(N) 내의 픽커/그리퍼(20) 사이의 피치(32)(Y-피치)를 조정하기 위해 사용된다. 상기 전환 포크(25, 26)의 작동 원리는 도 13 내지 15에서 설명된다.

도 8은 제 1 자동 피치 스테이션(1)의 기어 조립체(21)와 결합된 푸셔(23)와, 제 2 자동 피치 스테이션(2)의 기어 조립체(22)와 결합된 푸셔(24)를 도시한다. 도 8과 도 9는 제 1 행(N₁)과 제 2 행(N₂)에 배치된 픽커/그리퍼(20)를 갖는 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 또는 7)를 도시한다. 각각의 행(N₁, N₂)은 탄성 요소(36)에 의해 최대 X-피치(31)(도 9 참조)를 향해 편향된다. 상기 푸셔(23, 24)는 각각의 탄성 요소(36)의 힘에 대항하여 작용한다. 바람직하게는, 상기 탄성 요소(36)는 스프링이다. 상기 푸셔(23, 24)는 각각의 행(N₁, N₂)을 밀고, 상기 행(N₁, N₂)은 픽커/그리퍼(20)에 의해 2개의 평행 레일(39)을 따라 원하는 피치(30)(X-피치)로 이동한다. 상기 푸셔(23, 24)의 기어 랙(29)은 제 1 행(N₁)과 제 2 행(N₂)을 원하는 피치(30)(X-피치)로 이동시키기 위해 각각의 모터 기어 조립체(21, 22)의 기어 휠(35)과 협력한다.

도 10은 최대 X-피치(31) 또는 원하는 피치(30)(X-피치)에서의 2개의 행(N₁, N₂)의 잠금 메커니즘(40)의 사시도를 도시한다. 상기 잠금 메커니즘(40)은 X-좌표 방향으로 배향하는, 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)의 프레임 요소(38)에 장착된다. 상기 잠금 메커니즘(40)은, 행(N₁, N₂)이 최대 X-피치(31)에 있을 때 작동하는 행(N₁, N₂)을 위한 잠금 장치(49)를 갖는다. 픽커/그리퍼(20)를 잠금해제하고 피치(32)(Y-피치)의 변경을 인에이블시키기 위해 전환 포크(25, 26)가 상기 픽커/그리퍼(20)의 샤프트(45)(도 13 참조) 상으로 밀릴 때 상기 잠금 장치(49)가 필요하게 된다. 상기 행(N₁, N₂)은 블록(41)에 장착되며, 레일(39)을 따라 X-좌표 방향(X)으로의 행의 이동을 인에이블시킨다. 최대 X-피치(31)에서, 잠금 장치(49)는, 상기 전환 포크(25 및/또는 26)가 픽커/그리퍼(20)를 잠금해제하고, Y-좌표 방향(Y)을 따라 2개의 인접한 픽커/그리퍼(20) 사이의 피치(32)(Y-피치)를 변경시키기 위해, 상기 픽커/그리퍼(20)의 샤프트(45) 안으로 밀릴 때, 블록(41)과 블록 사이의 행(N₁, N₂)의 위치에서 이동하고, 행(N₁, N₂)의 위치를 차단한다. 각각의 행(N₁, N₂)은 그것 자신의 행 잠금 메커니즘(42)을 갖는다. 잠금 메커니즘(40)의 행 잠금 메커니즘(42)은 바 요소(44)에 작용하는 잠금해제 실린더(43)를 가지며, 상기 바 요소는 복수의 잠금 스프링(46)에 의해 편향된다. 상기 잠금해제 실린더(43)가 작동하면, 바 요소(44)는 피벗 포인트(47) 주변에서 피벗될 수 있고 마찰 재료(48)는 각각의 행(N₁, N₂)과 분리된다. 이 결과, 상기 픽커/그리퍼(20)가 장착되어 있는 행(N₁, N₂) 사이의 피치(30)(X-피치)가 X-좌표 방향(X)으로 연속하여 조정될 수 있다. 행(N₁, N₂)이 X-좌표 방향(X)으로 원하는 위치에 있으면, 마찰 재료(48)는 행(N₁, N₂)과 다시 결합하고 원하는 피치(30)(X-피치)에서 유지되게 된다.

행(N₁, N₂)의 잠금 및 잠금해제는 도 11a 내지 도 11b에 간략하게 도시되어 있다. 여기에 도시된 작동 원리로, 행(N₁, N₂)은 잠금 또는 잠금해제될 수 있다. 잠금해제 실린더(43)가 작동하지 않는 경우(도 11a 참조), 마찰 재료(48)가 상기 행(N₁, N₂)과 맞물리고, 그들을 제 위치에 잠금 한다. 도 11b에서, 잠금해제 실린더(43)는 작동하고, 바 요소(44)는 피벗 포인트(47) 주변에서 피벗한다. 마찰 재료(48)는 해제되고, 픽커/그리퍼(20)의 행(N₁, N₂)은 이동될 수 있다.

도 12는, 행(N₁, N₂) 내의 피치(32)(Y-피치)가 전환 포크(25, 26)로 변경될 때, 최대 거리에서 행(N₁, N₂)을 유지하는 잠금 장치(49)를 상세히 도시한다. 상기 잠금 장치(49)는 픽커/그리퍼(20)의 행(N₁, N₂)을 위한 블록(41) 사이에 있다. 행(N₁, N₂)은 최대 X-피치(31)에서 유지된다. 상기 잠금 장치(49)는 적어도 하나의 스프링(51)에 의해 편향되고, 동요 운동(52)(flappable motion)을 수행하거나 지지할 수 있다. 행 잠금 메커니즘(42)의 잠금해제 실린더(43)가 작동되는 경우, 상기 잠금 장치(49)는 픽커/그리퍼(20)의 행(N₁, N₂)을 위한 블록(41) 사이로부터 후퇴될 수 있다.

도 13과 도 14는 행(N₁, N₂) 내의 픽커/그리퍼(20)의 거리를 변경시키기 위한 Y-전환 메커니즘(50)의 사시도를 도시한다. 상기 픽커/그리퍼(20) 사이의 피치(32)는 Y-좌표 방향을 따라 연속적으로(무단으로) 변경 또는 조정될 수 있다. 각각의 픽커/그리퍼(20)는 Y-좌표 방향으로 배향된 룰러(51)에 픽커/그리퍼(20)를 고정하는 자신의 잠금 메커니즘을 가진다. 상기 잠금 메커니즘은 잠금 스프링(53)과, 룰러(51)와 접촉하고 있는 마찰 재료(54)와, 그리고 피벗가능한 잠금 요소(55)를 포함한다. 전환 포크(25, 26)는 피벗 포인트(56) 주위에서 피벗가능한 잠금 요소(55)를 피벗시키기 위해 각각의 픽커/그리퍼(20)의 샤프트(45) 안으로 삽입되고, 이에 따라 마찰 재료(54)는 룰러(51)로부터 해제된다. 일단 픽커/그리퍼(20)가 룰러(51)로부터 해제되면, 픽커/그리퍼(20)는 Y-좌표 방향을 따라 배향하고 있는 가이드(57)를 따라 이동할 수 있다. 상기 가이드(57)는 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)에 장착된다. 픽커/그리퍼(20)의 무단 운동은 가이드(57)를 따라, 제 1 자동 피치 스테이션(1)과 제 2 자동 피치 스테이션(2) 사이에 배치되어 있는 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)를 이동시켜 수행된다. 전환 포크(25, 26)는 상기 픽커/그리퍼(20)에 부착되어 있고, 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)의 운동은 상기 픽커/그리퍼(20)를 Y-좌표 방향(Y)을 따라 원하는 위치로 이동시킨다. 피치(32)(Y-피치) 조정은 픽 앤드 플레이스 장치(100) 내의 표준 전송 시스템(12)을 사용하여, 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)를 이동시키는 한편, 전환 포크(25, 26)를 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)에 고정하여 수행된다. 도 13에 도시된 실시예에서, 잠금 장치(49)는 픽커/그리퍼(20)의 행(N₁, N₂)을 위한 블록(41)과 작동 관계에 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 상기 픽커/그리퍼(20)는 2개의 가이드(57)를 따라 이동되는 것이 바람직하다. 2개의 가이드(57) 각각은 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)의 2개의 블록(41)(도 10 참조) 사이에 장착된다. 상기 2개의 가이드(57)는 Y-좌표 방향으로의 상기 픽커/그리퍼(20)의 안정된 운동을 위해 필요하다. 상기 전환 포크(25, 26)는 제거되고, 마찰 고무(54)는 피벗가능한 잠금 요소(55)와 함께, 룰러(51)을 따라 원하는 위치에 각각의 픽커/그리퍼(20)를 잠금 한다. 도 15는, 2개의 연속하는 픽커/그리퍼(20)가 피치(32)(Y-피치)에 설정되어 있는 것을 도시한다. 임의의 원하는 피치 32(Y-피치)는 제 1 자동 피치 스테이션(1) 및/또는 제 2 자동 피치 스테이션(2)으로 설정될 수 있다. 픽커/그리퍼(20)에 대한 샤프트(45)는 프레임 요소(73)에 이동가능하게 장착된다. 프레임 요소(73) 자체는 2개의 개구부(74)를 가지며, 이것을 통해 가이드(57)는 Y-좌표 방향(Y)을 따라 부드러운 운동을 허용하도록 작동한다.

도 16은 픽커/그리퍼(20)의 샤프트(45)를 상승 또는 후퇴 위치로 밀어내는 샤프트 전환 메커니즘(3)의 측면도를 도시한다. 상기 샤프트 전환 메커니즘(3)은 픽커/그리퍼(20)의 2개의 행(N₁, N₂)을 갖는 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)에서 작동한다. 각각의 픽커/그리퍼(20)는 Z-좌표 방향(Z)을 따라 수직 방향으로 각각 위, 아래로 이동하여 디스에이블 및 인에이블될 수 있다. 상기 샤프트 전환 메커니즘(3)은 제 1 자동 피치 스테이션(1)과 제 2 자동 피치 스테이션(2) 사이에 배치된다(도 5 참조). 제 1 샤프트 푸셔(61)와 제 2 샤프트 푸셔(62)는 샤프트 전환 메커니즘(3)의 일부분이다. 도 16은 제 2 샤프트 푸셔(62)가 제 2 행(N₂)의 픽커/그리퍼(20)에서 작동하는 상황을 도시한다.

도 17은 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)의 측 단면도를 도시하며, 여기서 제 2 행(N₂)에 있는 픽커/그리퍼(20)의 하나의 샤프트(45)는 상승된 위치(H)에 있다. 상승된 위치(H)에 있는 픽커/그리퍼(20)는 디스에이블되고 전자 부품을 픽업하거나 배치하는데 사용될 수 없다.

도 18은 제 1 샤프트 푸셔(61)와 제 2 샤프트 푸셔(62)의 상세 사시도를 도시하며, 상기 제 1 샤프트 푸셔(61)와 제 2 샤프트 푸셔(62)는 샤프트 전환 메커니즘(3)의 일부이다(도 16 참조). 상기 제 1 샤프트 푸셔(61)와 제 2 샤프트 푸셔(62)는 서로 독립적으로 작동될 수 있다. 유압 실린더(63)는 상기 제 1 샤프트 푸셔(61)와 제 2 샤프트 푸셔(62)의 상하 운동을 수행하기 위하여 이들 각각에 사용된다. 상기 제 1 샤프트 푸셔(61)와 제 2 샤프트 푸셔(62) 각각은 Z-좌표 방향(Z)으로 이동하기 위해 베어링 블록(65)에 장착되는 2개의 평행한 로드(64)를 갖는다.

도 19는 샤프트 잠금 브래킷(71)에 의해 밀어 올려져 잠금 위치에 유지된 픽커/그리퍼(20)의 샤프트(45)를 도시한다. 상기 샤프트 잠금 브래킷(71)은 잠금 스프링(53)의 스토퍼(72)와 맞물려 있고, 이것에 의해 샤프트(45)는 상승된 위치(H)에서 유지된다. 상기 샤프트(45)는 프레임 부재(73)에서 Z-좌표 방향(Z)을 따라 이동하도록 안내된다. 상기 잠금 스프링(53)은 압축된다.

도 20은 픽커/그리퍼(20)의 샤프트(45)가 샤프트 잠금해제 메커니즘(75)에 의해 해제되는 것을 도시한다. 상기 샤프트(45)가 잠금해제되는 경우, 각각의 픽커/그리퍼(20)는 작동 위치에 있게 된다. 여기에 도시된 실시예에 있어서, 샤프트(45)의 잠금해제는 행(N₁) 마다 중앙에서 수행될 수 있고, 이것은 모든 픽커/그리퍼(20)가 동시에 잠금해제되는 것을 의미한다. 대안적인 실시예에 따르면, 각 픽커/그리퍼(20)에 대하여 독립적으로 잠금해제할 수 있다. 도 20은 중앙 잠금해제를 도시한다. 상기 샤프트 잠금해제 메커니즘(75)은 제 1 자동 피치 스테이션(1)의 전동 푸셔(23)와 제 2 자동 피치 스테이션(2)의 푸셔(24)에 의해 각각 밀려지는 중앙 레버(76)를 갖는다. 푸셔(23) 및/또는 푸셔(24)는 이중 기능을 갖는다. 전술한 바와 같이, X-좌표 방향으로 이동가능한 푸셔는 각 행(N₁, N₂)의 픽커/그리퍼(20)의 샤프트 잠금해제 메커니즘을 인에이블함으로써 행 아래의 디스에이블된 노즐을 개별적으로 또는 모두를 이동시키는데 사용된다. 밀림(push)으로 인해, 상기 샤프트 잠금해제 메커니즘(75)은 피벗 축(77) 주변을 피벗하고 샤프트 잠금 브래킷(71)과 기계적으로 접촉한다. 상기 샤프트 잠금 브래킷(71)은 스토퍼(72)와 분리되고, 샤프트(45)는 내려가며, 잠금 스프링(53)에 의해 지지되고, 다시 작동 위치로 가게 된다.

도 21a와 21b는 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7) 내의 픽커/그리퍼(20) 배열의 2개의 상이한 패턴을 도시한다. 여기에 도시된 픽 앤드 플레이스 헤드는 픽커/그리퍼(20)의 2개의 행(N₁, N₂)을 가지며, 각각의 행은 좌표 방향(Y)으로 피치(32)(Y-피치)에 배치된 14개의 픽커/그리퍼(20)를 갖는다. 처리될 전자 부품의 요구에 따라, 피치(30)(X-피치)도 또한 조정될 수 있다. 도 18 내지 20에 기술된 바와 같이, 개별 픽커/그리퍼(20)는 디스에이블될 수 있다. 각각의 픽커/그리퍼(20)는 전환 메커니즘(3)에 의해 상승된 위치(H)로 이동된다. 상기 상승된 위치(H)에 있는 픽커/그리퍼(20)는 도 21a와 21b에서 채워진 원으로 표시된다. 본 발명은 전자 부품을 처리하는데 필요한 임의의 원하는 패턴을 가능하게 한다. 도 21a에서, 행(N₁, N₂) 마다 3개의 픽커/그리퍼(20)가 하나의 전자 부품을 처리하는데 사용되는 하나의 처리 유닛(80)을 형성한다. 도 21a에 도시된 바와 같이, 하나의 처리 유닛(80)의 픽커/그리퍼(20)는 행(N₁, N₂) 마다 그리고 유닛(80) 마다 디스에이블된 중앙 픽커/그리퍼(20)를 갖는다. 유닛들은 행(N₁, N₂) 마다 하나의 디스에이블된 픽커/그리퍼(20)에 의해 분리된다. 도 21b에서, 행(N₁, N₂) 마다 4개의 픽커/그리퍼(20)는 유닛(80)을 형성한다. 디스에이블된 픽커/그리퍼(20)는 채워진 원으로 표시된다. 유닛(80)의 패턴은, 행(N₁)의 제 2 및 제 4 픽커/그리퍼(20)가 디스에이블되고 행(N₂)의 제 2 및 제 3 픽커/그리퍼(20)가 디스에이블되어 형성된다. 특정 전자 부품을 처리하기 위해 요구되는 임의의 패턴이 본 발명에 의해 형성될 수 있다.

도 22는 하나의 행(N₁)에 배치된 4개의 픽커/그리퍼(20)를 갖는 픽 앤드 플레이스 헤드(4, 5, 6, 7)의 실시예를 도시한다. 픽커/그리퍼(20)는 Y-좌표 방향으로 배향된 가이드(57)를 따라 이동될 수 있다. 각각의 픽커/그리퍼(20)는 룰러(51)를 따라 원하는 위치에 각각의 픽커/그리퍼(20)를 잠금하는데 사용되는 피벗가능한 잠금 요소(55)(도 15에서 이미 기술됨)를 또한 갖는다.

본 발명은 특정 실시예들을 참조하여 설명되었다. 그러나 당업자에게 있어 다음 청구 범위의 영역을 벗어나지 않고 변경 및 변형이 이루어질 수 있다는 것은 명백하다.

1 : 제 1 자동 피치 스테이션 2 : 제 2 자동 피치 스테이션
3 : 샤프트 전환 메커니즘 4 : 픽 앤드 플레이스 헤드
5 : 픽 앤드 플레이스 헤드 6 : 픽 앤드 플레이스 헤드
7 : 픽 앤드 플레이스 헤드 9 : 감지 시스템
10 : 모터 12 : 전송 시스템
13 : 전송 레인 14 : 전송 레인
15 : 전송 레인 16 : 전송 레인
20 : 픽커/그리퍼
21 : 제 1 자동 피치 스테이션의 모터 기어 조립체
22 : 제 2 자동 피치 스테이션의 모터 기어 조립체
23 : 푸셔 24 : 푸셔
25 : 전환 포크 26 : 전환 포크
29 : 기어 랙 30 : 피치(X-피치)
31 : 최대 X-피치 32 : 피치(Y-피치)
34 : 높이 35 : 기어 휠
36 : 탄성 요소 38 : 강성 프레임
39 : 레일 40 : 잠금 메커니즘
41 : 블록 42 : 행(row) 잠금 메커니즘
43 : 잠금해제 실린더 44 : 바 요소
45 : 샤프트 46 : 잠금 스프링
47 : 피벗 포인트 48 : 마찰 재료
49 : 잠금 장치 50 : Y-전환 메커니즘
51 : 룰러(ruler) 52 : 요동(flappable) 운동
53 : 잠금 스프링 54 : 마찰 재료
55 : 잠금 요소 56 : 피벗 포인트
57 : 가이드 61 : 제 1 샤프트 푸셔
62 : 제 2 샤프트 푸셔 63 : 유압 실린더
64 : 로드 65 : 베어링 블록
71 : 샤프트 잠금 브래킷 72 : 스토퍼
73 : 프레임 요소 74 : 개구부
75 : 샤프트 잠금해제 메커니즘 76 : 중앙 레버
77 : 피벗 축 80 : 처리 장치
100 : 픽 앤드 플레이스 장치 H : 상승된 위치
N₁, N₂, N₃, N₄,..., N_n : 행 M₁, M₂, M₃, M₄,..., M_n : 열
X : X-좌표 방향 Y : Y-좌표 방향
Z : Z-좌표 방향

Claims (35)

1. 픽 앤드 플레이스 헤드(pick and place head)를 위한 자동 피치 변환 장치에 있어서,
   픽 앤드 플레이스 헤드의 픽커/그리퍼(picker/gripper)의 X-좌표 방향의 피치 및 Y-좌표 방향의 피치 중 적어도 하나를 조정하기 위한 적어도 하나의 자동 피치 스테이션;
   상기 적어도 하나의 자동 피치 스테이션의 모터 기어 조립체에 의해 작동되고, 제 1 기어 휠 및 제 1 기어 랙을 포함하며, 각각의 픽 앤드 플레이스 헤드의 픽커/그리퍼의 행들 사이의 상기 X-좌표 방향 거리의 피치를 변경하도록 작동적으로(operatively) 배열된 제 1 액추에이터; 및
   상기 적어도 하나의 자동 피치 스테이션의 동일한 모터 기어 조립체에 의해 작동되고, 각각의 픽 앤드 플레이스 헤드의 행 내의 픽커/그리퍼 사이의 상기 Y-좌표 방향의 피치를 변경하는 제 2 액추에이터
   를 포함하는, 픽 앤드 플레이스 헤드를 위한 자동 피치 변환 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 액추에이터는 X-좌표 방향을 따라 이동되는 푸셔(pusher)인 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드를 위한 자동 피치 변환 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 액추에이터는, 행의 단일 픽커/그리퍼를 움켜쥐거나(grab) 또는 상기 Y-좌표 방향의 피치를 변경시키기 위해 상기 X-좌표 방향을 따라 전환 포크(changeover fork)를 병진이동(translate)시키도록 작동적으로 배열되는 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드를 위한 자동 피치 변환 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 제 3 액추에이터는, 개별 픽커/그리퍼를 디스에이블시키기 위해 상기 픽커/그리퍼를 Z-좌표 방향으로 이동시키기 위한 적어도 하나의 자동 피치 스테이션과 연관되어 있는 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드를 위한 자동 피치 변환 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 액추에이터는 적어도 하나의 샤프트 푸셔를 갖는 샤프트 전환 메커니즘이고, 상기 샤프트 푸셔는 상기 픽커/그리퍼를 디스에이블된 위치로 밀기 위해 상기 Z-좌표 방향으로 이동가능한 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드를 위한 자동 피치 변환 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 푸셔는 적어도 하나의 픽커/그리퍼를 작동 위치로 이동시키는 샤프트 잠금해제 메커니즘을 작동시키는데 사용되는 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드를 위한 자동 피치 변환 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 제 1 자동 피치 스테이션과 제 2 자동 피치 스테이션이 서로 마주하고 배열되어 있고, 상기 제 1 자동 피치 스테이션과 상기 제 2 자동 피치 스테이션 사이에 샤프트 전환 메커니즘이 배열되어 있는 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드를 위한 자동 피치 변환 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 액추에이터는 제 2 기어 휠 및 제 2 기어 랙을 포함하는 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드를 위한 자동 피치 변환 장치.
9. 픽 앤드 플레이스 헤드를 위한 자동 피치 변환 장치에 있어서,
   적어도 하나의 픽 앤드 플레이스 헤드의 픽커/그리퍼의 X-좌표 방향의 피치 및 Y-좌표 방향의 피치 중 적어도 하나를 조정하기 위한 제 1 자동 피치 스테이션 및 제 2 자동 피치 스테이션;
   상기 제 1 자동 피치 스테이션의 모터 기어 조립체에 의해 작동되고, 제 1 기어 휠 및 제 1 기어 랙을 포함하며, 각각의 픽 앤드 플레이스 헤드의 픽커/그리퍼의 행들 사이의 상기 X-좌표 방향의 피치를 변경하도록 작동적으로 배열된 제 1 액추에이터; 및
   상기 제 2 자동 피치 스테이션의 모터 기어 조립체에 의해 작동되고, 제 1 기어 휠 및 제 1 기어 랙을 포함하며, 상기 각각의 픽 앤드 플레이스 헤드의 픽커/그리퍼의 행들 사이의 상기 X-좌표 방향 거리의 피치를 변경하도록 작동적으로 배열된 제 1 액추에이터;
   상기 제 1 자동 피치 스테이션의 상기 동일한 모터 기어 조립체에 의해 작동되고, 상기 각각의 픽 앤드 플레이스 헤드의 행 내의 픽커/그리퍼 사이의 상기 Y-좌표 방향의 피치를 변경하는 제 2 액추에이터, 및 상기 제 2 자동 피치 스테이션의 동일한 모터 기어 조립체에 의해 작동되고, 행 내의 픽커/그리퍼 사이의 상기 Y-좌표 방향의 피치를 변경하는 제 2 액추에이터; 및
   개별 픽커/그리퍼를 디스에이블시키기 위해, 상기 픽커/그리퍼를 Z-좌표 방향으로 이동시키는 상기 제 1 자동 피치 스테이션과 상기 제 2 자동 피치 스테이션 사이에 배열된 제 3 액추에이터
   를 포함하는, 픽 앤드 플레이스 헤드를 위한 자동 피치 변환 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 액추에이터는 푸셔이며, 상기 제 1 자동 피치 스테이션의 푸셔는 상기 제 1 자동 피치 스테이션의 모터 기어 조립체에 의해 이동되고, 상기 제 2 자동 피치 스테이션의 푸셔는 상기 제 2 자동 피치 스테이션의 모터 기어 조립체에 의해 X-좌표 방향을 따라 반대 방향으로 이동되는 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드를 위한 자동 피치 변환 장치.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 액추에이터는 전환 포크를 병진이동시키기 위해 작동적으로 배열되며, 상기 픽커/그리퍼의 행들 중 행의 단일 픽커/그리퍼를 움켜쥐거나 또는 상기 X-좌표 방향의 피치를 변경하기 위해, 상기 제 1 자동 피치 스테이션의 전환 포크는 상기 제 1 자동 피치 스테이션의 모터 기어 조립체에 의해 이동되고, 상기 제 2 자동 피치 스테이션의 상기 전환 포크는 상기 제 2 자동 피치 스테이션의 모터 기어 조립체에 의해 Y-좌표 방향을 따라 반대 방향으로 이동되는 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드를 위한 자동 피치 변환 장치.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 제 3 액추에이터는 선택된 픽커/그리퍼를 디스에이블된 위치로 밀기 위해, 상기 Z-좌표 방향으로 이동가능한 적어도 하나의 샤프트 푸셔를 구비한 샤프트 전환 메커니즘인 것인, 픽 앤드 플레이스 헤드를 위한 자동 피치 변환 장치.
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