KR102159476B1 - 융통성 있는 조립 기계, 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

조립 기계는 복수의 트랙 모듈을 포함하되, 각 트랙 모듈은 트랙의 구획을 포함하고, 상기 복수의 트랙 모듈은 연속적으로 순환하는 트랙을 형성하도록 연결가능하며, 상기 연속적으로 순환하는 트랙은 분배 헤드를 수용하도록 구성되고, 상기 분배 헤드는 상기 연속적으로 순환하는 트랙에 대해 회전하고 미완성 제품을 적어도 부분적으로 조립하도록 구성된다. 상기 기계는 컴포넌트를 상기 분배 헤드에 공급하도록 구성된 상기 연속적으로 순환하는 트랙의 제1 길이에 부착된 제1 피더 모듈, 및 상기 미완성 제품을 수용하도록 구성된 상기 연속적으로 순환하는 트랙의 제2 길이에 부착된 제1 배치 모듈을 포함한다. 상기 분배 헤드는 상기 컴포넌트를 상기 미완성 제품에 놓도록 구성된다. 상기 조립 기계는 상기 복수의 트랙 모듈, 상기 제1 피더 모듈 및 상기 제1 배치 모듈 중 하나 이상을 부착하거나 제거하는 것에 의해 재구성 가능하다.

Description

융통성 있는 조립 기계, 시스템 및 방법{FLEXIBLE ASSEMBLY MACHINE, SYSTEM AND METHOD}
관련 사항
본 출원은 미국 가특허 출원 제61/665,488호(출원일: 2012년 6월 28일)의 우선권을 주장하는 국제 출원 제PCT/US13/48196호(출원일: 2013년, 6월 27일, 발명의 명칭: "Flexible Assembly Machine, System and Method")의 우선권을 주장하며, 이들 출원 문헌의 개시 내용은 본 발명에 따르는 정도까지 본 명세서에 포함된다.
기술분야
본 발명은 일반적으로 조립 기계, 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 하나 이상의 분배 헤드(dispensing head)가 주위에서 회전하는 연속적인 트랙(continuous track)을 구비하는 조립 기계, 시스템 및 그 사용 방법에 관한 것이다.
조립 기계는 오늘날 일반적으로 특정 프로젝트 또는 목적을 위해 설계되고, 특정 처리량, 용량 등을 구비한다. 제조사가 원래의 기계가 처리할 수 있는 것보다 증가된 처리량이나 용량을 구비하는 기계를 요구하는 경우, 제조사는 일반적으로 완전히 새로운 기계를 구매하는 것이 필요하다. 이 문제는 오늘날 컴포넌트를 갖는 회로 보드(circuit board)를 조립하는 픽앤플레이스 기계(pick and place machine)에서 주로 존재한다.
일반적인 픽앤플레이스 기계는 오늘날 컴포넌트를 회로 보드가 위치된 기계의 내부 영역으로 공급하기 위해 기계의 외부 영역에 위치된 피더 시스템(feeder system)을 포함한다. 기계에서 하나 이상의 픽앤플레이스 헤드는 x, y, 및 z 방향으로 이동하며 피더 시스템으로부터 컴포넌트를 픽업(pick up)하고 이 컴포넌트를 기계의 내부 영역에 있는 미완성 제품(unfinished product) 또는 회로 보드 상에 놓을(place) 수 있다. 픽앤플레이스 헤드는 피더들 사이에서 보드가 처리되고 있는 작업 위치 내 어디로도 이동할 수 있다. 이 헤드는 통상 가능한 한 많은 컴포넌트를 픽업하고 이 컴포넌트를 가능한 한 신속히 보드 상에 놓고, 다른 컴포넌트를 위해 피더를 리턴시키도록 경로가 최적화되어 있다.
그러나, 설명된 픽앤플레이스 기계와 같은 조립 기계는 제2 위치지정 시스템을 추가하지 않고 미완성 제품 또는 회로 보드 제조사의 요구조건에 따라 커스터마이즈(customize)가능하지 않거나 또는 증분적으로 확장가능하지 않다. 나아가, 특정 픽앤플레이스 기계의 예에서, 피더 시스템은 각 작업이 최적의 조립 속도로 최적으로 배치될 것을 요구하여, 많은 계산, 동작 지식을 요하고, 다른 제품에 대해 이 기계를 전환하는데 상당히 더 긴 시간을 요한다.
따라서, 미리 결정된 피더 시스템의 위치지정을 요구하지 않는 커스터마이즈가능하고 증분적으로 확장될 수 있는 조립 기계, 시스템 및 그 사용 방법이 이 기술 분야에서 더 수용될 수 있다.
제1 측면에 따르면, 조립 기계는, 복수의 분배 헤드; 및 상기 복수의 분배 헤드가 주위에서 서로 독립적으로 회전하도록 구성된 연속적으로 순환하는 트랙을 포함하되, 상기 복수의 분배 헤드 각각은 상기 연속적인 트랙의 제1 위치에서 컴포넌트를 픽업하고 상기 컴포넌트를 상기 연속적인 트랙의 제2 위치에 놓도록 구성된다.
제2 측면에 따르면, 조립 방법은, 연속적으로 순환하는 트랙을 제공하는 단계; 복수의 분배 헤드를 제공하는 단계; 서로 독립적으로 상기 연속적으로 순환하는 트랙에 대해 상기 복수의 분배 헤드를 회전시키는 단계; 상기 복수의 분배 헤드의 분배 헤드로 상기 트랙의 제1 위치에서 컴포넌트를 픽업하는 단계; 및 상기 복수의 분배 헤드의 상기 분배 헤드에 의해 상기 트랙의 제2 위치에 상기 컴포넌트를 놓는 단계를 포함한다.
제3 측면에 따르면, 조립 기계는, 복수의 트랙 모듈로서, 각 트랙 모듈은 트랙의 구획(section)을 포함하고, 상기 복수의 트랙 모듈은 연속적으로 순환하는 트랙을 형성하도록 연결가능하며, 상기 연속적으로 순환하는 트랙은 분배 헤드를 수용하도록 구성되고, 상기 분배 헤드는 상기 연속적으로 순환하는 트랙에 대해 회전하고 미완성 제품을 적어도 부분적으로 조립하도록 구성된 것인, 상기 복수의 트랙 모듈; 상기 연속적으로 순환하는 트랙의 제1 길이에 부착되고 컴포넌트를 상기 분배 헤드에 공급하도록 구성된 제1 피더 모듈; 및 상기 연속적으로 순환하는 트랙의 제2 길이에 부착되고 상기 미완성 제품을 수용하도록 구성된 제1 배치 모듈(placement module)을 포함하되, 상기 분배 헤드는 상기 컴포넌트를 상기 미완성 제품에 놓도록 구성되고; 상기 조립 기계는 상기 복수의 트랙 모듈, 상기 제1 피더 모듈 및 상기 제1 배치 모듈 중 하나 이상을 부착하거나 제거하는 것에 의해 재구성 가능하다.
제4 측면에 따르면, 조립 방법은, 복수의 트랙 모듈에 걸쳐 장착된 연속적으로 순환하는 트랙을 제공하는 단계; 상기 연속적으로 순환하는 트랙에 의해 분배 헤드를 수용하는 단계; 제1 피더 모듈을 상기 연속적으로 순환하는 트랙의 제1 길이에 장착하는 단계; 제1 배치 모듈을 상기 연속적으로 순환하는 트랙의 제2 길이에 장착하는 단계; 상기 연속적으로 순환하는 트랙에 대해 상기 분배 헤드를 회전시키는 단계; 상기 분배 헤드로 미완성 제품을 적어도 부분적으로 조립하는 단계; 및 상기 복수의 트랙 모듈, 상기 제1 피더 모듈 및 상기 제1 배치 모듈 중 하나 이상을 부착하는 것; 및 상기 복수의 트랙 모듈, 상기 제1 피더 모듈 및 상기 제1 배치 모듈 중 하나 이상을 제거하는 것 중 적어도 하나에 의해 상기 조립 기계를 재구성하는 단계를 포함한다.
제5 측면에 따르면, 컴포넌트를 픽업하고 이 컴포넌트를 인쇄 회로 보드에 놓는 픽앤플레이스 기계는, 픽앤플레이스 헤드를 수용하도록 구성된 연속적으로 순환하는 트랙으로서, 상기 픽앤플레이스 헤드가 상기 연속적으로 순환하는 트랙 주위에서 회전하도록 구성된 것인, 상기 트랙; 상기 연속적으로 순환하는 트랙의 제1 길이에 부착된 피더 모듈로서, 상기 픽앤플레이스 헤드가 상기 피더 모듈로부터 컴포넌트를 픽업하도록 구성된 것인, 상기 피더 모듈; 및 상기 연속적으로 순환하는 트랙의 제2 길이에 부착되고 배치할 회로 보드를 수용하도록 구성된 배치 모듈을 포함하되, 상기 픽앤플레이스 헤드는 상기 컴포넌트를 상기 미완성 제품 또는 회로 보드에 놓도록 구성된다.
제6 측면에 따르면, 픽앤플레이스 방법은, 연속적으로 순환하는 트랙을 제공하는 단계; 픽앤플레이스 헤드를 상기 연속적으로 순환하는 트랙에 부착하는 단계; 상기 연속적으로 순환하는 트랙 주위에서 상기 픽앤플레이스 헤드를 회전시키는 단계; 피더 모듈을 상기 연속적으로 순환하는 트랙의 제1 길이에 부착하는 단계; 배치 모듈을 상기 연속적으로 순환하는 트랙의 제2 길이에 부착하는 단계; 컴포넌트를 상기 피더 모듈로부터 상기 픽앤플레이스 헤드로 공급하는 단계; 및 상기 컴포넌트를 상기 제1 배치 모듈에 위치된 회로 보드에 놓는 단계를 포함한다.
제7 측면에 따르면, 픽앤플레이스 헤드는, 상기 픽앤플레이스 헤드를 연속적으로 순환하는 트랙에 부착하여 상기 픽앤플레이스 헤드가 상기 연속적으로 순환하는 트랙을 따라 이동가능하도록 하는 부착 기구; 및 2개 이상의 크기의 상기 연속적으로 순환하는 트랙에 대해 상기 픽앤플레이스 헤드의 위치를 감지하는 위치 감지 시스템을 포함한다.
제8 측면에 따르면, 방법은, 픽앤플레이스 헤드를 제공하는 단계; 상기 픽앤플레이스 헤드를 연속적으로 순환하는 트랙에 부착하여 상기 픽앤플레이스 헤드가 상기 연속적으로 순환하는 트랙을 따라 이동하도록 하는 단계; 상기 픽앤플레이스 헤드에 의해, 2개 이상의 크기의 상기 연속적으로 순환하는 트랙에 대해 상기 픽앤플레이스 헤드의 위치를 감지하는 단계; 상기 트랙에 있는 상기 픽앤플레이스 헤드에 의해 컴포넌트를 픽업하는 단계; 및 상기 트랙에 있는 상기 픽앤플레이스 헤드에 의해 상기 컴포넌트를 전자 조립체에 놓는 단계를 포함한다.
제9 측면에 따르면, 조립 기계는, 트랙; 미완성 제품을 적어도 부분적으로 조립하도록 구성된 분배 헤드; 및 상기 분배 헤드 및 상기 트랙 내에 위치된 영구 자석 선형 모터 시스템을 포함하되, 상기 영구 자석 선형 모터 시스템은 상기 분배 헤드를 상기 트랙에 부착하도록 구성되고 상기 트랙을 따라 상기 분배 헤드를 이동시키도록 구성된다.
제10 측면에 따르면, 조립 방법은, 분배 헤드를 제공하는 단계; 트랙을 제공하는 단계; 상기 분배 헤드 및 상기 트랙 내에 위치된 영구 자석 선형 모터 시스템을 제공하는 단계; 상기 분배 헤드를 상기 트랙에 자기적으로(magnetically) 부착하는 단계; 상기 트랙을 따라 상기 분배 헤드를 자기적으로 이동시키는 단계; 및 상기 분배 헤드로 미완성 제품을 적어도 부분적으로 조립하는 단계를 포함한다.
제11 측면에 따르면, 분배 헤드는, 상기 분배 헤드에 위치된 제어 시스템; 상기 분배 헤드에 위치된 인코더 판독 헤드; 및 상기 분배 헤드에 위치되고, 상기 분배 헤드 상의 컴포넌트 또는 상기 분배 헤드의 요소를 조명(illuminate)할 때 정지 카메라의 라이트 플래쉬(light flash)를 검출하도록 구성된 라이트 캡처 센서를 포함하되; 상기 제어 시스템은 상기 라이트 플래쉬 순간에 상기 인코더 판독 헤드로 정밀한 인코더 위치를 결정하도록 구성되고; 상기 분배 헤드는 미완성 제품을 적어도 부분적으로 조립하도록 구성된다.
제12 측면에 따르면, 방법은, 분배 헤드를 제공하는 단계; 상기 분배 헤드에 위치된 제어 시스템을 제공하는 단계; 상기 분배 헤드에 위치된 인코더 판독 헤드를 제공하는 단계; 상기 분배 헤드에 위치된 라이트 캡처 센서를 제공하는 단계; 정지 카메라를 제공하는 단계; 상기 분배 헤드 상의 컴포넌트 또는 상기 분배 헤드의 요소에 상기 정지 카메라에 의해 라이트를 플래쉬하는 단계; 상기 제어 시스템 및 상기 인코더 판독 헤드에 의해, 상기 라이트 플래쉬 순간에 정밀한 인코더 위치를 결정하는 단계; 및 상기 분배 헤드에 의해, 미완성 제품을 적어도 부분적으로 조립하는 단계를 포함한다.
제13 측면에 따르면, 조립 기계는, 분배 헤드가 주위에서 회전하도록 구성된 연속적으로 순환하는 트랙으로서, 상기 분배 헤드는 미완성 제품을 적어도 부분적으로 조립하도록 구성된 것인, 상기 트랙; 및 상기 트랙 내에 위치되어 공기를 상기 분배 헤드로 분배하도록 구성된 공기 분배 시스템을 포함한다.
제14 측면에 따르면, 조립 방법은, 연속적으로 순환하는 트랙을 제공하는 단계; 상기 연속적으로 순환하는 트랙에 부착된 분배 헤드를 제공하는 단계; 상기 연속적으로 순환하는 트랙 주위에서 상기 분배 헤드를 회전시키는 단계; 상기 연속적으로 순환하는 트랙에 의해 공기를 상기 분배 헤드로 분배하는 단계; 압축된 공기로 상기 분배 헤드를 제공하는 단계; 및 상기 분배 헤드로 미완성 제품을 적어도 부분적으로 조립하는 단계를 포함한다.
제15 측면에 따르면, 조립 기계는, 복수의 분배 헤드; 상기 복수의 분배 헤드가 주위에서 서로 독립적으로 회전하도록 구성된 연속적으로 순환하는 트랙으로서, 상기 복수의 분배 헤드 각각은 미완성 제품을 적어도 부분적으로 조립하도록 구성된 것인, 상기 트랙; 제어 시스템; 및 상기 제어 시스템과 상기 복수의 분배 헤드 각각 사이에 별도의 통신을 제공하도록 구성된 버스 통신 시스템을 포함하고, 상기 복수의 분배 헤드 각각은 별도의 와이어로 상기 제어 시스템에 연결되지 않는다.
제16 측면에 따르면, 조립 방법은, 연속적으로 순환하는 트랙을 제공하는 단계; 복수의 분배 헤드를 제공하는 단계; 제어 시스템을 제공하는 단계; 버스 통신 시스템을 제공하는 단계; 서로 독립적으로 상기 연속적으로 순환하는 트랙에 대해 상기 복수의 분배 헤드를 회전시키는 단계; 상기 복수의 분배 헤드로 미완성 제품을 적어도 부분적으로 조립하는 단계; 및 상기 버스 통신 시스템을 통해 상기 제어 시스템 및 상기 복수의 분배 헤드 각각 사이에 별도로 통신하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 분배 헤드 각각은 별도의 와이어로 상기 제어 시스템에 연결되지 않는다.
본 발명의 일부 실시예는 동일한 참조 부호가 동일한 부재를 나타내는 이하 도면을 참조하여 상세히 설명된다:
도 1은 일 실시예에 따른 조립 기계의 상부 개략도;
도 2는 일 실시예에 따른 도 1의 조립 기계의 컴포넌트 및 모듈의 분해도;
도 3은 일 실시예에 따른 다른 조립 기계의 상부 개략도;
도 4는 일 실시예에 따른 다른 조립 기계의 상부 개략도;
도 5는 일 실시예에 따른 다른 조립 기계의 상부 개략도;
도 6은 일 실시예에 따른 다른 조립 기계의 상부 개략도;
도 7은 일 실시예에 따른 다른 조립 기계의 상부 개략도;
도 8은 일 실시예에 따른 도 1의 조립 기계의 트랙에 부착된 분배 헤드의 측파단도;
도 9는 일 실시예에 따른 분배 헤드의 위치 측정 시스템을 도시한 도면;
도 10은 일 실시예에 따라 압축된 공기를 분배 헤드에 제공하도록 구성된 트랙에 있는 압축 공기 밸브 시스템을 도시한 도면;
도 11은 일 실시예에 따른 제어 시스템을 도시한 도면.
개시된 장치 및 방법의 이후 설명된 실시예의 상세한 설명이 도면을 참조하여 예시로서 비제한적으로 본 명세서에 제시된다.
도 1을 참조하면, 조립 기계(10)의 개략도가 일 실시예에 따라 도시된다. 도면에 도시된 조립 기계(10)는 회로 보드를 조립하도록 구성된 픽앤플레이스 기계일 수 있다. 그러나, 본 발명은 장난감 조립, 공구 조립, 기구(appliance) 조립, 용접, 접착제 도포 등과 같은 다른 유형의 조립 기계에도 적용될 수 있다. 조립 기계(10)는 컴포넌트 파트들이 미리 결정된 위치에 놓이거나 또는 다른 완성 작업이 적용될 것을 요구하는 임의의 디바이스, 장치 또는 미완성 제품을 조립하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 "미완성 제품"이란 본 명세서에서 아래에 설명된 조립 기계(10) 또는 임의의 조립 기계(100, 200, 300, 400, 500)에 진입하는 시간에 미완성인 제품을 말할 수 있다. 그러나, "미완성 제품"이란 조립 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)에 의해 완성될 수 있는 것으로 이해된다. 대안적으로, 이"미완성 제품"은 다른 조립 단계(도시 생략)를 요구할 수 있으므로 조립 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)에 의해 완전히 완성되지 않을 수 있다.
조립 기계(10)는 2개의 배치 모듈(12a, 12b), 4개의 피더 모듈(14a, 14b, 14c, 14d), 및 7개의 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)를 포함한다. 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 컴포넌트 파트를 픽업하고 이 컴포넌트 파트를 회로 보드(18a, 18b) 상에 놓는 픽앤플레이스 헤드일 수 있다. 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 검사, 접착제 분배, 또는 용접 공구와 같은 다른 기능을 더 구비할 수 있다. 대안적으로, 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 공구, 장난감, 기구 등을 위한 임의의 다른 유형의 컴포넌트를 픽업하도록 구성될 수 있다. 또한, 피더 모듈(14a, 14b, 14c, 14d)은 회로 보드 컴포넌트를 공급하는 모듈일 수 있다. 각 피더 모듈(14a, 14b, 14c, 14d)은 서로 인접하여 정렬된 복수의 피더를 포함할 수 있다. 그러나, 여러 다른 유형의 컴포넌트 파트 파트를 분배 헤드에 공급하는 많은 다른 유형의 피더 모듈이 고려될 수 있다. 피더 모듈(14a, 14b, 14c, 14d)은 접착제 또는 용접 물질을 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)에 더 제공할 수 있다. 배치 모듈(12a, 12b)은 조립할 회로 보드(18a, 18b) 또는 임의의 다른 미완성 제품을 수용할 수 있다.
조립 기계(10)는 연속적인 루프, 회로, 링, 원 등을 포함하는 트랙(22)을 포함한다. 트랙(22)은 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)가 단일 방향으로 트랙(22)에 대해 회전하도록 구성될 수 있도록 연속적이고 순환적일 수 있다. 예를 들어, 모든 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 시계방향 방향으로 트랙(22)에 대해 회전할 수 있다. 대안적으로, 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 반시계방향 방향으로 트랙(22)에 대해 회전할 수 있다. 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 트랙(22)을 따라 지나갈 때 피더 모듈(14a, 14b, 14c, 14d)에 저장된 컴포넌트를 픽업하도록 구성될 수 있다. 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 이후 제1 배치 모듈(12a) 또는 제2 배치 모듈(12b)에 위치된 미완성 제품 또는 회로 보드(18a, 18b)에 이 컴포넌트를 놓도록 구성될 수 있다. 컴포넌트를 놓은 후, 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 트랙에 대해 계속 회전하며 피더 모듈(14a, 14b, 14c, 14d)로부터 다른 컴포넌트를 픽업하고 이 다른 컴포넌트를 배치 모듈(12a, 12b)에 위치된 미완성 제품 또는 회로 보드(18a, 18b)에 놓을 수 있다.
도시된 실시예에서, 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 시계방향 방향(D)으로 트랙(22)에 대해 회전하도록 구성될 수 있다. 피더 모듈(14a 및 14b)은 배치 모듈(12b)에서 미완성 제품 또는 회로 보드(18b)에 놓기 위해 컴포넌트 파트를 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)에 제공하도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 피더 모듈은 컴포넌트를 회전 방향으로 즉시 처리하는 배치 모듈을 위한 컴포넌트를 저장할 수 있다. 이 경우에, 피더 모듈(14c 및 14d)은 배치 모듈(12a)에 있는 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)에 놓기 위해 컴포넌트 파트를 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)에 제공하도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 트랙에서 배치 모듈(12a) 앞에 있는 피더 모듈(14c 및 14d)은 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)에 조립하기 위해 전부 또는 대부분 고속 주행 파트(high-runner part)를 포함할 수 있다. 그러나, 덜 빈번한 컴포넌트는 트랙의 다른 파트에 있는 피더 모듈(14a, 14b)로부터 잠재적으로 올 수 있다. 따라서, 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 피더 모듈(14a, 14b)에서 컴포넌트를 픽업하고, 제1 배치 모듈(12b)을 넘어 스킵하고 픽업된 컴포넌트를 나중에 배치 모듈(12a)에 위치된 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)에 놓도록 프로그래밍될 수 있다. 일 실시예에서, 각 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 트랙(22)에 대해 회전할 때마다 단일 컴포넌트를 픽업하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 회전마다 2개 이상의 컴포넌트를 픽업하도록 구성될 수 있다.
분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 고속 비율로 트랙(22)에 대해 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 트랙에 대해 5 m/s의 속도로 이동할 수 있다. 다른 실시예에서, 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)의 속도는 더 빠르거나 더 느릴 수 있다. 나아가, 도시된 실시예보다 더 많거나 더 적은 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)가 있을 수 있다. 조립 기계(10)마다 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)가 더 많이 있을수록, 조립 기계(10)는 미완성 제품 또는 회로 보드(18a, 18b)에 컴포넌트를 더 빨리 놓도록 구성될 수 있다. 분배 헤드가 조립되는 각 미완성 제품 또는 회로 보드(18a, 18b) 상에 항상 있는 것을 보장하기 위해 많은 개수의 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)를 사용하면 조립 기계(10)의 출력을 최대화하는 것을 도와줄 수 있다. 추가적인 분배 헤드를 시스템에 추가하면 공정에서 가장 느린 단계(slowest step)에 큐(queue), 백로그(backlog), 라인(line) 등이 있을 만큼 많은 분배 헤드가 있을 때까지 조립 기계(10)의 속도를 증가시킬 수 있는 것으로 이해된다. 일부 실시예에서, 가장 느린 단계는 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)가 미완성 제품 또는 회로 보드(18a, 18b)에 컴포넌트를 놓을 때인 배치 공정일 수 있으나 이것으로 제한되지 않는다. 그리하여, 가장 느린 단계의 사이클 시간은 최대 개수의 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)를 가지는 조립 기계(10)의 최종 최대 속도를 결정할 수 있다. 조립 기계(10)에 추가된 각 추가적인 분배 헤드는 최대 개수의 분배 헤드에 도달하고 회전 시 가장 느린 단계에서 큐 또는 병목(bottleneck)이 발생할 때까지 동일한 출력을 시스템에 추가할 수 있다.
본 조립 기계(10)에서는, 단계들이 전통적인 픽앤플레이스 시스템을 사용하는 기계의 속도를 상당히 감소시킬 수 있을 때 속도를 저하시킴이 이 단계들이 추가될 수 있다. 예를 들어, 본 시스템에서는 접착 스테이션이 피더 모듈 후에 추가될 수 있다. 전통적이 단일 또는 이중 배치 헤드 기계에서는, 픽업 단계 후에 발생하는 접착 단계가 기계를 상당히 저하(slow down)시킬 수 있다. 이와 대조적으로, 본 발명의 시스템 및 기계는, 전체 시스템을 저하시킴이 없이 접착 단계를 추가할 수 있다. 나아가, 최대 개수의 분배 헤드가 기계에 위치되었을 때에도 본 기계가 수행할 수 있는 것을 넘어 속도가 증가될 필요가 있는 경우, 본 발명의 시스템은 새로운 배치 모듈을 추가하여 시스템에서 초당 배치 속도와 수를 더 증가시킬 수 있다. 따라서 본 발명은 추가적인 트랙 컴포넌트를 위한 공간에 의해 속도가 제한될 수 있으나 그렇지 않은 경우 제한되지 않는다.
조립 기계(10)에서 전체 X 및 Y 자유도(degree of freedom)는 미완성 제품 또는 회로 보드(18a, 18b)의 움직임 및 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)의 움직임에 의해 달성가능하다. 예를 들어, 미완성 제품 또는 회로 보드(18a, 18b)는 배치 모듈(12a, 12b)의 보드 핸들링 트랙(20)을 따라 Y 방향으로 (도시된 실시예에서 좌측으로부터 우측으로 또는 우측으로부터 좌측으로) 이동하도록 구성될 수 있다. 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 X 방향으로 (도시된 실시예에서 위에서부터 아래로 또는 아래에서부터 위로) 이동하도록 구성된다. 이것은 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)가 배치 영역에 있는 미완성 제품 또는 회로 보드(18a, 18b)의 전체 영역에 액세스하는 것을 보장한다. 일 실시예에서, 미완성 제품 또는 회로 보드(18a, 18b)는 배치 동안 백트랙(backtrack)함이 없이 일 방향으로(예를 들어, 좌측으로부터 우측으로)만 이동할 필요가 있다. 다른 실시예에서, 미완성 제품 또는 회로 보드(18a, 18b)는 배치의 최적화를 개선시키기 위해 배치 동안 역방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
일례로서, 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)의 배치 공정은 배치 모듈(12a)에 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)를 놓거나 수용하는 것으로 시작할 수 있다. 이것은 자동화된 공정에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)는 미완성 제품 또는 회로 보드에 이전의 조립 공정을 수행하는 조립 기계(10)의 좌측에 위치된 이전의 기계로부터 올 수 있다. 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)는 공급 사이트로부터 배치 모듈(12a)에 로봇으로 놓일 수 있다. 대안적으로, 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)는 배치 모듈(12a)에 수동으로 놓일 수 있다. 조립 기계(10)의 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 피더 모듈(14a, 14b, 14c, 14d)로부터 컴포넌트를 픽업하고 이 컴포넌트를 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)의 선두측(또는 도 1에서 우측)에 놓도록 구성될 수 있다. 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)의 선두측이 식재되면, 이것은 제품 트랙(20)을 따라 우측으로 이동한다. 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)가 우측으로 이동하면, 하부로부터 상부로 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)에 걸쳐 이동하는 분배 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)의 전체 표면에 액세스할 수 있다. 이 실시예에서, 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)는 배치 모듈(12a)에 식재 동안 우측 방향으로만 이동할 수 있다. 대안적으로, 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)는 공정을 더 잘 최적화하기 위해 배치 동안 우측 및 좌측으로 이동할 수 있다.
제1 및 제2 배치 모듈(12a, 12b)은 미완성 제품 또는 회로 보드(18)를 전달하는 자체 제품 트랙(22)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 배치 모듈(12a)에 놓인 컴포넌트 식재는 전체 회로 보드(18a)에 놓일 전체 식재의 일부이거나 이보다 더 작을 수 있다. 보드 핸들링 시스템(86)은 배치 모듈(12a) 및 배치 모듈(12b) 사이에 위치될 수 있다. 보드 핸들링 시스템(86)은 자체 제품 트랙(20)을 포함할 수 있다. 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)는 컴포넌트의 제2 절반부를 그 위에 놓기 위해 보드 핸들링 시스템(86)의 제품 트랙(20)을 따라 제2 배치 모듈(12b)로 이동할 수 있다. 조립 기계(10)는 전체 공정에 걸쳐 미완성 제품 또는 회로 보드(18a)의 이동 공정을 자동화하도록 구성될 수 있다. 제1 배치 모듈(12a)과 유사하게, 미완성 제품 또는 회로 보드는 제2 배치 모듈(12b)을 가로질러 좌측으로부터 우측으로 이동하거나 또는 양 방향으로 이동할 수 있다.
다른 실시예(예를 들어, 도 3에 도시되고 본 명세서에서 아래에 설명된 바와 같이)에서, 배치 모듈(12a 또는 12b)과 같은 단일 배치 모듈은 각 회로 보드 또는 다른 제품의 전체 또는 완전한 식재를 제공할 수 있다. 이 실시예에서, 미완성 제품 또는 회로 보드 또는 다른 제품은 배치 동안 제1 방향으로 배치 모듈에 의해 공급될 수 있다. 예를 들어, 회로 보드 또는 다른 미완성 제품은 분배 헤드가 회로 보드 또는 다른 미완성 제품을 식재하는 동안 배치 모듈에서 좌측으로부터 우측으로 이동할 수 있다. 회로 보드 또는 다른 미완성 제품은 반대 방향으로 (우측으로부터 좌측으로) 배치 모듈로부터 배출될 수 있다. 따라서, 회로 보드 또는 다른 미완성 제품은 공급된 위치와 정확히 동일한 위치로부터 배출될 수 있다. 이 경우에, 배치 모듈(12a, 12b)은 12a 모듈에서 로드 시스템(load system) 및 12b 모듈에서 언로드 시스템(unload system)을 구비하는 대신 로드 및 언로드 시스템을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 보드 핸들링 시스템(86)은 조립 기계(10)에 걸쳐 미완성 제품 또는 회로 보드 또는 다른 제품을 이동시키는데 반드시 필요한 것은 아니다.
본 발명에 설명된 시스템은 본 명세서에 설명된 바와 같이 완전히 융통성이 있고 커스터마이즈가능하거나 또는 특성상 확장가능하다. 도 2는 조립 기계(10)와 같은 조립 기계의 여러 컴포넌트의 분해도를 도시한다. 이들 컴포넌트는 시스템에 추가되거나 이 시스템으로부터 제외되거나 또는 필요한 임의의 출력의 양만큼 커스터마이즈된 시스템을 생성하는데 사용될 수 있다. 도 2에는 단부 트랙 모듈(52), 중간 트랙 모듈(50), 헤드(16), 회로 보드(18), 피더 모듈(14), 공구 또는 노즐 체인저(nozzle changer)(54), 카메라(56), 제품 트랙(20) 및 배치 모듈(12)이 도시되어 있다. 이들 컴포넌트는 본 명세서에서 이후 설명된 조립 기계(10) 또는 차후 조립 기계(100, 200, 300, 400)에 있는 각 컴포넌트와 각각 동일할 수 있다. 단부 트랙 모듈(52) 및 중간 트랙 모듈(50)은 프레임(95)을 각각 포함할 수 있다. 프레임(95)은 트랙 모듈(52, 50)을 홀딩하도록 구성될 수 있고 인접한 트랙 모듈들의 인접한 프레임과 연결되도록 구성될 수 있다.
단부 트랙 모듈(52)은 프레임 및 U자 형상의 트랙을 포함할 수 있다. 단부 트랙 모듈(52)은 배치 모듈(12) 또는 피더 모듈(14)이 장착될 수 있는 트랙의 직선 파트 상에 하나의 장착 인터페이스(53)를 포함할 수 있다. 카메라 및 다른 정지 처리 스테이션은 단부 트랙 모듈(52) 상에 더 장착될 수 있다. 또한, 중간 트랙 모듈(50)은 모듈(50)의 양 측에 트랙의 직선 연결부를 제공할 수 있다. 모듈은 2개의 별개의 직선 트랙을 모듈(50)의 각 측에 하나씩 구비할 수 있다. 이들 트랙 각각은 배치 모듈(12) 또는 피더 모듈(14)을 위한 하나의 장착 인터페이스(53)를 포함할 수 있다. 단부 트랙 모듈(52)과 같이, 카메라 또는 다른 정지 처리 스테이션은 중간 트랙 모듈(50) 상에 장착될 수 있다.
배치 모듈(12)은 배치 모듈이 단부 모듈의 트랙의 직선 파트 또는 중간 모듈의 양측에 장착될 수 있게 하는 인터페이스를 제공할 수 있다. 기계가 컴포넌트를 픽업하고 회로 보드에 놓도록 구성된 경우에, 이 모듈은 회로 보드 전달 벨트 시스템, 회로 보드 클램프 시스템, 및 회로 보드 지지 시스템을 포함할 수 있다. 각 시스템은 고정밀 서보 축(high accuracy servo axis) 상에 장착될 수 있다. 회로 보드는 다른 회로 보드 전달 모듈로부터 또는 회로 보드 매거진 로더 또는 언로더(magazine loader or unloader)로부터 이 모듈을 진입시키도록 구성될 수 있다. 회로 보드는 미완성 제품 또는 회로 보드 벨트에 의해 클램핑 위치로 이동될 수 있다. 이후 미완성 제품 또는 회로 보드는 벨트 상에 고정된 위치에 클램핑되고 홀딩될 수 있다. 이후, 예를 들어, 핀을 포함하는 회로 보드 지지 시스템이 활성화되어 미완성 제품 또는 회로 보드에 지지를 제공할 수 있다. 배치 모듈(12)은 폭 조절 기구를 더 포함할 수 있다. 벨트, 드라이브, 지지 시스템 및 폭 조절 기구를 포함하는 전체 전달부는 벨트 베어링 및 고정밀 선형 드라이브에 장착될 수 있다. 선형 드라이브는 배치 헤드(16)의 카메라가 미완성 제품 또는 회로 보드에 있는 마크를 이미징하여 트랙(22)에 대해 미완성 제품 또는 회로 보드의 정밀한 위치를 확인할 수 있도록 하는 위치로 미완성 제품 또는 회로 보드를 이동시키도록 구성될 수 있다. 배치 모듈(12)에 컴포넌트의 배치를 완료하면, 미완성 제품 또는 회로 보드는 미완성 제품 또는 회로 보드 지지부로부터 해제되고, 언클램프될 수 있고, 미완성 제품 또는 회로 보드 전달 벨트는 미완성 제품 또는 회로 보드를 다른 전달 벨트로 전달하거나 또는 매거진 로더/언로드로 전달할 수 있다. 대안적으로, 미완성 제품 또는 회로 보드는 손으로 삽입될 수 있다. 카메라 및 다른 정지 처리 스테이션이 모듈(12)에 장착될 수 있다.
도 2를 더 참조하면, 고정밀 배치 모듈(84)은 고정밀 회로 보드 핸들링 전달 시스템(85)을 구비하여 도시된다. 이 전달 시스템(85)은, 모두 4개의 배향, 즉 고정된 레일 좌측, 후방, 우측 및 전방으로 고정밀 Y-구동 시스템(87) 상에 장착될 수 있는, 제품 트랙(20), 회로 보드 클램프 시스템 및 회로 보드 지지 시스템을 포함할 수 있다. 이것은 인라인 및 온라인 모드를 제공하는 외에 통과 모드와 단일 사이드인-사이드아웃 모드를 허용한다. 시스템을 통해 미완성 제품의 회로 보드의 상이한 전달 모드를 더 간략화하기 위해, 배치 모듈(12, 84)은 중간 트랙 모듈(50)의 각 측에 장착된 2개의 배치 모듈(12, 84)이 중간 트랙 모듈(50)의 중심에 연결될 수 있도록 크기 조절될 수 있고, 미완성 제품 또는 회로 보드(18)는 도 7에 차후에 도시된 바와 같이 동일한 중간 트랙 모듈(50) 내 하나의 배치 모듈로부터 그 다음 배치 모듈로 직접 통과될 수 있다.
피더 모듈(14)은 배치 모듈(12)과 동일한 방식으로 단부 트랙 모듈(52) 또는 중간 트랙 모듈(50)에 장착될 수 있다. 피더 모듈(14) 상에는, 모든 요구되는 컴포넌트 피더가 장착될 수 있다. 피더 인터페이스 모듈은 컴포넌트가 배치 헤드(16)에 의해 적절히 픽업될 수 있도록 피더가 컴포넌트를 제공하도록 제어할 수 있다.
나아가, 피더 모듈(14) 및 배치 모듈(12, 84)을 위한 모듈 프레임의 장착 인터페이스는 제조 동안 임의의 트랙 모듈(50, 52)에 용이하게 장착하도록 동일한 것일 수 있다. 장착 프레임이 동일한 특성은 공차 형성을 최소화하고, 임의의 시스템에서 피더 모듈(14) 및 배치 모듈(12, 84)의 상호 교환가능성을 허용할 수 있다. 피더 모듈(14) 및 배치 모듈(12, 84)은 제조 단계에서 트랙(22)의 길이로 형성되어 고객에 판매될 수 있다. 이들 결합된 피더 모듈/트랙 길이 및 배치 모듈/트랙 길이는 기존의 트랙 또는 기계에 즉시 추가하기 위하여 또는 커스터마이즈된 트랙 또는 기계의 즉시 구성을 위하여 조립 기계의 구매자에 제공될 수 있다. 그러나, 배치 모듈(12, 84)은 배치 사이클을 제공하는 부착된 공구 또는 노즐 체인저(54) 및 카메라(56) 또는 다른 처리 스테이션(즉 컴포넌트 스트레이트너(straightener), 플럭스 디스펜서, 전기 테스터 등)을 더 포함할 수 있다.
따라서, 조립 기계는 복수의 트랙 모듈(50, 52)을 포함할 수 있고, 각 모듈(50, 52)은 트랙(22)의 구획을 포함한다. 복수의 모듈(50, 52)은 트랙(22)과 같은 연속적으로 순환하는 트랙을 형성하도록 연결할 수 있다. 연속적으로 순환하는 트랙(22)은 연속적으로 순환하는 트랙(22)에 대해 회전하고 미완성 제품(18)을 적어도 부분적으로 조립하도록 구성된 분배 헤드(16)를 수용하도록 구성될 수 있다. 피더 모듈(14)은 연속적으로 순환하는 트랙(22)의 제1 길이에 부착될 수 있고 컴포넌트를 분배 헤드(16)에 공급하도록 구성될 수 있다. 컴포넌트는 전자 컴포넌트, 공구 헤드, 용접 물질, 접착제, 또는 피더 모듈(14)로부터 분배 헤드(16)로 제공된 임의의 것일 수 있다. 배치 모듈(12, 84)은 연속적으로 순환하는 트랙(22)의 제2 길이에 부착될 수 있고 미완성 제품 또는 회로 보드(18)와 같은 미완성 제품을 수용하도록 구성될 수 있다. 분배 헤드는 미완성 제품에 컴포넌트를 놓기 위해 구성될 수 있다. 트랙(22)은 트랙(22)의 복수의 모듈(50, 52) 중 하나 이상을 부착하거나 제거하는 것에 의해 재구성 가능할 수 있다. 재구성하는 것은 하나 이상의 모듈(50, 52)을 부착하거나 제거하여 추가적인 배치 모듈(12, 84) 및 피더 모듈(14)을 수용하거나 제거하는 것에 의해 수행될 수 있다. 연속적으로 순환하는 트랙(22)은 기계 가공 또는 다른 영구 변경 공정 없이 재구성 가능할 수 있다. 나아가, 연속적으로 순환하는 트랙(22)은 스크루 드라이버, 렌치(wrench), 프라이어(plier) 등과 같은 표준 핸드 공구로 재구성 가능할 수 있다.
더 나아가, 본 발명에 의해 고려되는 조립 방법은 모듈(50, 52)과 같은 복수의 모듈에 걸쳐 장착된 트랙(22)과 같은 연속적으로 순환하는 트랙을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 연속적으로 순환하는 트랙에 의해, 분배 헤드(16)와 같은 분배 헤드를 수용하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 피더 모듈(14)과 같은 제1 피더 모듈을 트랙(22)의 제1 길이에 장착하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 배치 모듈(12)과 같은 제1 배치 모듈을 트랙(22)의 제2 길이에 장착하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 미완성 제품 또는 회로 보드(18)와 같은 미완성 제품을 분배 헤드로 적어도 부분적으로 조립하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 A) 트랙의 모듈 중 하나 이상을 부착하는 단계; 또는 B) 트랙의 모듈 중 하나 이상을 제거하는 단계에 의해 연속적으로 순환하는 트랙을 재구성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 조립 기계를 제공하는 단계, 및 피더 모듈을 제거하고 이를 배치 모듈로 대체하는 것에 의해 또는 배치 모듈을 제거하고 이를 피더 모듈로 대체하는 것에 의해 조립 기계를 재구성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 하나 이상의 피더 모듈을 추가하는 것 또는 하나 이상의 피더 모듈을 제거하는 것에 의해 조립 기계를 재구성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 하나 이상의 배치 모듈을 추가하는 것 또는 하나 이상의 배치 모듈을 제거하는 것에 의해 조립 기계를 재구성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에 설명된 기계 및 시스템의 융통성, 커스터마이즈가능성 및 확장가능성은 도 3 내지 도 6에 도시된 실시예를 참조하여 디스플레이될 수 있다. 제일 먼저 도 3을 참조하면, 다른 조립 기계(100)가 도시된다. 이 조립 기계(100)는 본 발명에 따라 생성될 수 있는 가장 간단한 기계의 일례일 수 있다. 조립 기계(100)는 트랙의 2개의 단부 모듈(52)을 포함할 수 있다. 단부 모듈(52) 중 하나에는 피더 모듈(114a)이 통합되거나 또는 부착된다. 제2 대향하는 단부 모듈(52)에는 배치 모듈(184)이 통합되거나 또는 부착된다. 배치 모듈(184)은 보드 핸들링 시스템(85)을 포함한다. 2개의 보드 핸들링 시스템(186)이 이 도면에 제공될 수 있다. 이들 보드 핸들링 시스템(186)은 조립 시스템(100)에 장착될 수 있고, 미완성 제품 또는 회로 보드(18)를 조립 기계(100)로 전달하고 이 조립 기계로부터 미완성 제품 또는 회로 보드를 전달하는 능력을 제공할 수 있다. 시스템은 2개의 분배 헤드(116a, 116b)를 포함하는 것으로 도시된다. 제1 분배 헤드(116a)는 피더 모듈(114a)로부터 컴포넌트를 픽업하는 것으로 도시되고, 제2 분배 헤드(116b)는 컴포넌트를 미완성 제품 또는 회로 보드(18)에 놓는 것으로 도시된다. 그리하여 기계(100)는 더 많은 모듈 및 분배 헤드를 갖는 더 큰 기계에 비해 제한된 출력을 갖는 저비용 기계일 수 있다. 그러나, 기계(100)의 컴포넌트(112, 114, 116, 52, 22, 156, 154)는 더 긴 트랙을 갖는 더 큰 기계에 사용될 수 있는 동일한 컴포넌트이다.
이제 도 4를 참조하면, 다른 조립 기계(200)가 도시된다. 조립 기계(200)는 많은 상이한 피더 모듈을 요구하는 시스템의 일례일 수 있다. 특히, 조립 기계(200)는 단일 배치 모듈(212)을 갖는 7개의 피더 모듈(214a, 214b, 214c, 214d, 214e, 214f, 214g)을 포함한다. 조립 기계(200)는 2개의 단부 트랙 모듈(52) 및 3개의 중간 트랙 모듈(50)을 포함한다. 나아가, 조립 기계(200)는 6개의 분배 헤드(216a, 216b, 216c, 216d, 216e, 216f)를 포함한다. 이 실시예에서는, 단일 배치 모듈(212)만이 있으므로, 배치 모듈(212)은 제품 트랙(20) 또는 전달 시스템을 요구함이 없이 로딩 및 언로딩하도록 구성될 수 있다.
조립 기계(200)는 도 3의 조립 기계(100)를 변경하거나 확장하는 것에 의해 생성될 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 조립 기계(100)의 단부 트랙 모듈(52)들은 분리될 수 있다. 이후, 통합되거나 또는 부착된 피더 모듈(214)을 각각 구비하는 3개의 중간 트랙 모듈(50)은 단부 트랙 모듈(52)의 상부 단부 및 하부 단부 각각 사이에 놓일 수 있다. 이후, 트랙(22)이 완료되면, 4개의 추가적인 분배 헤드(216)가 추가되어 총 6개를 포함할 수 있다.
도 5는 다른 조립 기계(300)를 도시한다. 조립 기계(300)는 3개의 피더 모듈(314a, 314b, 314c)을 포함할 수 있다. 조립 기계(300)는 4개의 분배 헤드(316a, 316b, 316c, 316d)를 포함할 수 있다. 조립 기계(300)는 단일 배치 모듈(312)을 포함할 수 있다. 조립 기계(300)는 조립 기계(200) 또는 조립 기계(100)를 변경하는 것에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 조립 기계(200)로부터 조립 기계(300)를 생성하기 위해, 각 피더 모듈(214c, 214d, 214e, 214f)을 갖는 조립 기계(200)의 상부 및 하부 각각에서 2개의 중간 트랙 모듈(50)만을 제거할 필요가 있다. 추가적으로, 2개의 분배 헤드(216a 및 216b)가 제거되어, 4개만이 조립 기계(300)에 있는 것으로 도시될 수 있다. 유사하게, 피더 모듈(314)을 갖는 중간 트랙 모듈(50)이 조립 기계(300)를 생성하기 위해 2개의 추가적인 분배 헤드와 함께 조립 기계(100)에 추가될 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 다른 조립 기계(400)가 도시된다. 조립 기계(400)는 4개의 피더 모듈(414a, 414b, 414c, 414d, 414e), 9개의 분배 헤드(416a, 416b, 416c, 416d, 416e, 416f, 416g, 416h, 416i), 및 3개의 배치 모듈(412a, 412b, 412c)을 포함한다. 배치 모듈(412a, 412b, 412c)은 상이한 사이즈의 미완성 제품 또는 회로 보드(418a, 418b, 418c)를 가지게 도시된다. 예를 들어, 배치 모듈(412a)은 최소 회로 보드(418a)를 포함한다. 배치 모듈(412b)은 최대 회로 보드(418b)를 포함한다. 배치 모듈(412c)은 중간 사이즈의 회로 보드(418c)를 포함한다. 따라서, 단일 조립 기계는 여러 상이한 종류의 회로 보드 또는 다른 제품의 조립체를 수용할 수 있는 것으로 이해된다. 이들 배치 모듈(412a, 412b, 412c) 각각은 다른 미완성 제품 또는 회로 보드를 배치 모듈(412a, 412b, 412c)에 자동적으로 또는 수동으로 제공하기 위해 자체 로딩 및 언로딩 시스템, 및 자체 미완성 제품 또는 회로 보드 매거진 로더 또는 언로더 시스템을 포함할 수 있다.
본 발명에서 도시된 조립 기계는 가변 사이즈 및 컴포넌트를 구비한다. 그러나, 본 발명의 원리는 사이즈에 제한이 없는 기계를 생성하는데 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 임의의 길이의 트랙 및 임의의 개수의 피더 모듈 및 배치 모듈 및 분배 헤드가 고려된다. 나아가, 배치 모듈은 동일한 위치에서 회로 보드를 로딩 및 언로딩할 수 있다. 대안적으로, 제1 배치 모듈은 초기 배치 사이클 동안 회로 보드를 로딩할 수 있고, 이후 제품 트랙(20)을 통해 제2 배치 사이클 동안 미완성 제품 또는 회로 보드를 제2 배치 모듈에 제공할 수 있다.
다른 조립 기계(500)가 도 7에 도시된다. 이 조립 기계(500)는 기계(500)에서 4개의 상이한 조립 라인(550, 552, 554, 556)이 있다는 점에서 "공장 기계"로 고려될 수 있다. 조립 기계(500)는 8개의 배치 모듈(512a, 512b, 512c, 512d, 512e, 512f, 512g, 512h)을 포함한다. 조립 기계(500)는 18개의 피더 모듈(514a, 514b, 514c, 514d, 514e, 514f, 514g, 514h, 514i, 514j, 514k, 514l, 514m, 514n, 514o, 514p, 514q, 514r)을 포함한다. 조립 기계(500)는 19개의 분배 헤드(516a, 516b, 516c, 516d, 516e, 516f, 516g, 516h, 516i, 516j, 516k, 516l, 516m, 516n, 516o, 516p, 516q, 516r, 516s)를 포함한다. 조립 라인(550, 552, 554, 556)은 상이한 종류의 회로 보드 또는 다른 미완성 제품을 각 조립하도록 구성될 수 있다. 이 경우에, 회로 보드 또는 다른 미완성 제품은 상부 배치 모듈(512a, 512c, 512e, 512g)로부터 제품 트랙(20)을 따라 하부 배치 모듈(512b, 512d, 512f, 512h)로 이동할 수 있다. 보드 핸들링 시스템 586은 조립 라인의 각 단부에 부착될 수 있고 배치 모듈(512a, 512b, 512c, 512d, 512e, 512f, 512g, 512h)에 부착되어 미완성 제품 또는 회로 보드를 전달할 수 있다. 이 기계는, 제품 트랙(20)이 다수의 중간 모듈들에 걸치는 것이 아니라 단일 중간 모듈의 단부들 사이에 위치된 시스템을 디스플레이한다.
본 발명에 따라 제공된 시스템 또는 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)는 필요한 피더 모듈(14, 114, 214, 314, 414, 514)의 수에 의해 속도가 제한되지 않을 수 있는 것으로 이해된다. 다시 말해, 트랙(22)의 양을 길게 하면 적절한 개수의 분배 헤드(16, 116, 216, 316, 416, 516)가 추가적인 길이를 보상하기 위해 시스템에 추가된 경우에도 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)의 출력을 저하시키지 않는다. 나아가, 시스템 또는 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)의 출력은 각 피더 또는 피더 모듈(14, 114, 214, 314, 414, 514)의 위치 또는 위치와 독립적일 수 있다. 분배 헤드(16, 116, 216, 316, 416, 516)의 전체 사이클은, 분배 헤드(16, 116, 216, 316, 416, 516)가 피더로부터 컴포넌트를 픽업할 것을 요구하는 곳에 독립적으로 동일한 시간 기간을 요한다. 이것은 또한 본 조립 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)에서, 피더 모듈(14, 114, 214, 314, 414, 514)이 전환 동안 다른 위치로 이동될 필요가 없다는 것을 의미한다. 본 명세서에 설명된 조립 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)를 최적화하는 것은 컴포넌트 파트를 구비하는 미완성 제품 또는 회로 보드(18) 또는 다른 제품의 움직임을 최소화하는 것에 의해 달성될 수 있다. 이 최적화는 미완성 제품 또는 회로 보드(18, 118, 218, 318, 418, 518) 또는 다른 제품에 원활한 움직임을 제공하는 반면, 시스템에서 분배 헤드(16, 116, 216, 316, 416, 516)는 높은 가속 및 감속 비율을 구비하고, 고속 비율로 이동한다.
더 나아가, 본 발명에 따른 시스템 또는 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)는 속도를 스케일할 수 있다. 모든 분배 헤드(16, 116, 216, 316, 416, 516)는 예측가능한 시간에 전체 픽앤플레이스 사이클을 거칠 수 있다. 이 시간은 트랙의 길이 및 분배 헤드(16, 116, 216, 316, 416, 516)에 의해 만들어진 정지 또는 저하의 횟수에 의해 결정될 수 있다. 일반적인 사이클에서, 4개의 단계, 즉 픽업 정지, 비전/카메라 정지, 저하 또는 스테이션, 배치 정지, 및 노즐 변화 정지가 있을 수 있다. 트랙의 길이는 픽앤플레이스 사이클마다 피더 모듈(14, 114, 214, 314, 414, 514) 및/또는 배치 모듈(12, 84, 184, 212, 312, 412, 512)의 수에 의해 결정될 수 있다. 배치 모듈(12, 84, 184, 212, 312, 412, 512)을 추가하는 것에 의해, 트랙의 동일한 길이를 따라 분배 헤드마다 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)의 속도가 증가될 수 있다.
이제 도 8을 참조하면, 분배 헤드(16)들 중 하나의 헤드의 측파단도가 트랙(22)에 부착된 것으로 도시된다. 분배 헤드(16)는 분배 헤드(16, 116, 216, 316, 416, 516)들 중 어느 하나의 것과 정확히 동일한 헤드일 수 있는 것으로 이해된다. 도시된 실시예에서, 분배 헤드(16)는 베이스(24), 선형 모터 코일 유닛(26), 베어링 시스템(28), 스핀들(30), 노즐(31), z-축 드라이브(32), 인코더 판독 헤드(33), 제어 및 전력 시스템(34), 접촉 레일(35), 공구 또는 노즐 체인저(36), 및 공기 밀봉부(37)를 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 트랙(22)은 자석 레일(38), 프레임(40), 베어링 레일(42) 및 공기 분배 시스템(43)을 말할 수 있다. 따라서, 트랙(22)은 자성(magnetic)일 수 있고, 분배 헤드(16)의 선형 모터 코일 유닛(26) 및 트랙(22)의 자석 레일(38)을 포함하는 영구 자석 모터(44)를 포함할 수 있다. 자석 레일(38)은 서로 인접하여 놓인 많은 자석을 포함할 수 있다. 분배 헤드(16) 내 선형 모터 코일 유닛(26)과 함께 자기 레일(38)은 트랙(22)에서 분배 헤드(16)를 이동할 수 있다. 대안적으로, 트랙(22)은 복수의 코일을 포함할 수 있는 반면, 분배 헤드(16)는 영구 자석을 포함할 수 있다.
트랙(22)의 프레임(40)은 트랙(22) 및 분배 헤드(16)에 대한 지지를 제공하는 기능을 할 수 있다. 프레임(40)은 트랙(22)을 지지할 수 있는, 금속, 주조된 철, 스테인레스 스틸, 목재 또는 임의의 물질로 만들어질 수 있다. 프레임(40)은 순환하는 트랙(22)을 수용하기 위하여 그 길이를 따라 상이한 점에서 굴곡될 수 있다. 그러나,트랙(22) 및 프레임(40)의 굴곡은 선형 모터(44)가 분배 헤드(16)에 가속, 감속 및 속도의 요구량을 제공할 수 있을 만큼 충분히 잘 기능할 수 있도록 충분히 큰 반경을 구비하는 코너 또는 커브를 고려해야 한다.
트랙(22)의 전체 길이 주위 프레임(40)에는 자석 레일(38)이 부착될 수 있다. 자석 레일(38)은 영구 자석 선형 모터(44)의 파트일 수 있다. 선형 모터 코일 유닛(26)과 함께 영구 자석 모터(44)의 자석 레일(38)은 트랙(22)에 대해 분배 헤드(16)를 정확히 이동시킬 수 있다. 영구 자석 선형 모터 시스템(26, 38, 44)은 트랙(22)에서 복수의 분배 헤드(16)를 독립적으로 구동하도록 프로그래밍가능될 수 있다. 선형 모터 코일 유닛(26)은 철 코어 코일 유닛일 수 있다. 나아가, 선형 모터 코일 유닛(26)과 함께 자석 레일(38)은 픽앤플레이스 헤드(16)를 트랙(22)에 부착하는 부착 기구일 수 있다. 다른 실시예에서, 영구 자석 선형 모터(44)는 스위치 리럭턴스 선형 모터와 같은 다른 드라이브 및 부착 기구로 대체될 수 있다. 더 다른 실시예에서, 영구 자석 선형 모터(44)는 피동 휠로 대체될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 분배 헤드(16)는 이동 영구 자석을 포함할 수 있고 트랙(22)은 복수의 정지 철 코어 코일 또는 선형 모터 코일을 포함할 수 있다. 자석 대신에 구동 휠이 사용된 경우에, 트랙(22)에 분배 헤드(16)를 유지하는데 추가적인 레일이 필요할 수 있다. 이 경우에, 분배 헤드(16)가 트랙(22)에서 떨어지는 것을 방지하는 추가적인 레일이 있을 필요가 있다. 영구 자석 선형 모터(44)가 사용된 실시예에서, 분배 헤드(16)는 선형 모터 코일 유닛(26)의 자기 인력에 의해 트랙(22)에 부착될 수 있다. 이 실시예에서, 분배 헤드를 시스템에 추가하는 것은 분배 헤드를 트랙(22)에 제 위치에 스냅하고 나서 조립 기계(10) 또는 트랙(22)의 제어 시스템에 의해 이 분배 헤드를 작동시키는 것만큼 간단할 수 있다.
분배 헤드(16)와 같은 분배 헤드를 제공하는 단계를 포함할 수 있는 조립 방법이 더 고려된다. 방법은 트랙(22)과 같은 트랙을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 분배 헤드 및 트랙에 위치된 시스템(26, 38, 44)과 같은 영구 자석 선형 모터 시스템을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 분배 헤드를 트랙에 자기적으로 부착하는 단계, 트랙을 따라 분배 헤드를 자기적으로 이동시키는 단계, 및 미완성 제품 또는 회로 보드(18)와 같은 미완성 제품을 분배 헤드로 적어도 부분적으로 조립하는 단계를 포함할 수 있다. 분배 헤드(16)는 접촉 레일(35)을 포함할 수 있다. 접촉 레일(35)은 전력, 전기 또는 다른 전기적 신호를 운반하는 트랙(22)의 프레임(40)의 파트와 접촉하도록 구성될 수 있다. 따라서, 트랙(22)은 접촉 레일(35)로부터 분배 헤드(16)에 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 접촉 레일(35)은 도 8에서 2개의 접촉 위치로 구성된 것으로 도시된다. 그러나, 접촉 레일(35)은 2개를 초과하는 접촉을 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 접촉 레일(35)은 2개 내지 10개의 접촉 위치를 포함할 수 있다. 나아가, 이것에 의해 트랙(22) 또는 조립 기계(10)의 제어 시스템으로부터 통신이 분배 헤드(16)로 송신될 수 있다. 접촉 레일(35)은 전력 및 통신 신호를 송신하는 접점(35a, 35b)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 통신은 트랙(22)의 제어 시스템으로부터 제공되거나 또는 조립 기계(10)는 Wi-Fi, 지그비(Zigbee) 등을 통해 분배 헤드(16)와 무선으로 통신할 수 있다.
조립 기계(10)는, 예를 들어, 배치 모듈(12, 84, 184, 212, 312, 412, 512) 중 하나 이상에 위치될 수 있는 제어 시스템(1000)(도 11에서 아래에 보다 구체적으로 도시됨)을 포함할 수 있다. 조립 기계(10)는 제어 시스템(1000) 및 각 분배 헤드(16) 사이에 별도의 통신을 제공하도록 구성된 버스 통신 시스템을 더 포함할 수 있다. 별도의 복수의 분배 헤드(16) 각각은 별도의 와이어로 제어 시스템(1000)에 연결되지 않을 수 있다. 대신, 이들은 버스 시스템과 연결될 수 있고, 이 버스 시스템은 데이터 패킷을, 예를 들어, 타깃 분배 헤드(16)로 제공할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 트랙(22)과 같은 연속적으로 순환하는 트랙을 제공하는 단계를 포함할 수 있는 방법이 고려된다. 방법은 분배 헤드(16)와 같은 복수의 분배 헤드를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 제어 시스템(1000)과 같은 제어 시스템을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 버스 통신 시스템을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 서로 독립적으로 트랙에 대해 복수의 분배 헤드를 회전시키는 단계 및 미완성 제품 또는 회로 보드(18)와 같은 미완성 제품을 분배 헤드로 적어도 부분적으로 조립하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 제어 시스템 및 복수의 분배 헤드 각각 사이에 버스 통신 시스템을 통해 별개로 통신하는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 분배 헤드 각각은 별도 와이어로 제어 시스템에 연결되지 않을 수 있다.
분배 헤드(16)는 트랙(22)에 대해 분배 헤드(16)가 이동하게 하는 베어링 시스템(28)을 더 포함할 수 있다. 베어링 시스템(28)은 캠 종동체 베어링 또는 다른 유형의 베어링 시스템일 수 있다. 베어링 시스템(28)에 의해 분배 헤드(16)는 위치 정밀도를 요구하지 않을 수 있으므로, 하나의 구성에서 분배 헤드(16)는 트랙(22) 또는 프레임(40)에 대해 자체 위치를 측정하도록 구성될 수 있다. 이 실시예는 도 9에 도시된다. 이 실시예에서, 분배 헤드(16)는, 유도성(inductive), 용량성(capacitive), 레이저 또는 다른 거리 측정 기술일 수 있는, 제1 센서(60), 제2 센서(61), 제3 센서(62), 및 제4 센서(63)를 포함할 수 있는, 트랙(22)에 대해 픽앤플레이스 헤드(16) 또는 이 픽앤플레이스 헤드의 부착 기구의 위치를 감지하는 위치 감지 시스템(59)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 위치 감지 시스템(59)은 움직임 감지 시스템일 수 있다. 위치 감지 시스템(59)은 트랙에 대해 스핀들(30)의 위치 및/또는 회전을 감지하도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 센서(60, 61)는 회전 R1에 의해 한정된 제1 평면에서의 회전을 결정하도록 구성될 수 있다. 제3 및 제4 센서(62, 63)는 회전 R2에 의해 한정된 제1 평면에 수직한 제2 평면에서의 회전을 결정하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예는 4개를 초과하는 센서를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 6개의 센서가 트랙에 대해 분배 헤드(16) 또는 스핀들(30)의 위치를 연속적으로 감지하는데 사용될 수 있다. 이 위치 감지 시스템(59)은 서브 마이크론 정밀도를 제공할 수 있고, 트랙(22)에 대해 분배 헤드(16)의 위치를 감지하는 서브 마이크론 선형 인코더 헤드(64)를 포함할 수 있다. 전체적으로, 이 위치 감지 시스템(59)에 의해 트랙(22) 또는 프레임(40)에 대해 분배 헤드(16)의 노즐(31)의 위치를 알 수 있고 수정될 수 있다.
나아가, 픽앤플레이스 헤드(16)와 같은 픽앤플레이스 헤드를 제공하는 단계를 포함할 수 있는 방법이 고려된다. 방법은, 픽앤플레이스 헤드를 트랙(22)과 같은 트랙에 부착하여, 픽앤플레이스 헤드가 트랙을 통해 이동가능하게 하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 픽앤플레이스 헤드에 의해, 트랙에 대해 픽앤플레이스 헤드의 위치를 감지하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 트랙 상의 픽앤플레이스 헤드에 의해, 컴포넌트를 픽업하는 단계, 및 픽앤플레이스 헤드에 의해, 미완성 제품 또는 회로 보드(18)와 같은 전자 조립체에 컴포넌트를 놓는 단계를 포함할 수 있다.
도 8을 더 참조하면, 분배 헤드(16)는 공기 밀봉부(37)를 포함할 수 있는 반면, 트랙(22)은 공기 분배 시스템(43)을 포함할 수 있다. 트랙(22)의 이 공기 분배 시스템(43)은 도 10에 도시된다. 압축된 공기를 이동 분배 헤드(16)에 제공하기 위하여, 분배 헤드는 자체 압축 공기 공급부를 요구하거나, 또는 트랙(22) 또는 조립 기계(10)에 의해 제공되게 할 수 있다. 도시된 실시예에서, 트랙은 전체 트랙(22)을 랩어라운드(wrap around)하는 공기 분배 시스템(43)을 포함한다. 공기 분배 시스템(43)은 도 9에 도시된 바와 같이 트랙(22)에 공기 밸브(70)를 포함하는 도관일 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 공기 밸브(70)는 분배 헤드(16)가 작동되는데 필요할 수 있는 규칙적인 또는 불규칙적인 위치에서 트랙(22)에 걸쳐 확산될 수 있다. 트랙(22)은 밸브(70)가 개방되면 공기를 분배 헤드(16)에 전달하는 공기 전달 홀(72)을 더 포함할 수 있다. 분배 헤드(16)는 공기를 수용하고 공기를 개구(76)를 통해 나머지 헤드 부분으로 배출하는 슬라이딩 슈 컴포넌트(sliding shoe component)(74)를 포함할 수 있다. 밸브(70)는 분배 헤드(16)의 슬라이딩 슈 컴포넌트(74)가 밸브(70)와 라인업(line up)될 때에만 개방되도록 구성될 수 있다. 공기 밸브(70)는 공기 분배 시스템(43)으로부터 공기를, 예를 들어, 노즐(31)을 작동시키기 위해 분배 헤드(16)로 제공할 수 있다. 밸브(70)는 이동 분배 헤드(16) 및 특히 밸브(70) 상에 위치된 분배 헤드(16)의 슬라이딩 슈 컴포넌트(74)를 이동시키는 것에 의해 트리거되는 센서에 의해 작동될 수 있다. 슬라이딩 슈 컴포넌트(74) 또는 포켓은 시스템에서 리던던시를 보장하기 위해 밸브(70)들 사이의 거리보다 2배 더 큰 길이를 구비할 수 있다. 공기 분배 시스템(43)은 슬라이딩 슈 컴포넌트(74), 밸브(70), 공기 전달 홀(72), 노즐(31), 또는 트랙 내 공기를 분배하는 트랙(22)(도시 생략) 내 도관 중 임의의 것을 말할 수 있는 것으로 이해된다. 공기 분배 시스템(43)은 분배 헤드(16)가 이동하고 있거나 정지하고 있는 동안 연속적으로 순환하는 트랙을 따라 임의의 위치에 있는 분배 헤드(16)로 공기를 분배하도록 구성될 수 있다. 공기 분배 시스템(43)은 대안적으로 모든 위치에서가 아니라 트랙(22)을 따라 복수의 위치에서 분배 헤드로 공기를 제공하도록 구성될 수 있다.
나아가, 조립 방법은 트랙(22)과 같은 연속적으로 순환하는 트랙을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 연속적으로 순환하는 트랙에 부착된 분배 헤드(16)와 같은 분배 헤드를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 트랙 주위에서 분배 헤드를 회전시키는 단계 및 공기를 트랙에 의해 분배 헤드로 분배하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 분배 헤드에 압축된 공기를 제공하는 단계, 및 미완성 제품 또는 회로 보드(18)와 같은 미완성 제품을 분배 헤드로 적어도 부분적으로 조립하는 단계를 포함할 수 있다.
분배 헤드(16)는 노즐(31)을 포함할 수 있다. 노즐(31)은 진공 또는 그리퍼(gripper) 노즐일 수 있다. 노즐(31)은 분배 헤드(16)에서 공구 또는 노즐 체인저(36)와 교환가능할 수 있거나, 또는 이 기술 분야에 잘 알려진 공구 체인저(54)와 같은 정지 공구 체인저 스테이션을 초대하는 것에 의해 교환가능할 수 있다.
일 실시예에서, 분배 헤드(16)는 배치 전에 배치 모듈(12, 84, 184, 212, 312, 412, 512)에 위치된 카메라(56) 위로 이동하도록 구성될 수 있다. 이것은 컴포넌트의 시각적 검사 및 센터링을 가능하게 할 수 있다. 움직이는 이미지를 프리즈(freeze)시키는 라이트 특징을 사용하는 것에 의해 컴포넌트가 카메라의 상부 위로 이동하고 있는 동안 이 카메라(56)는 컴포넌트를 촬상하도록 구성될 수 있다. 이 촬상 후, 카메라는 미완성 제품 또는 회로 보드(18)의 특징과 라인업되는데 필요한 컴포넌트의 특징부의 사진을 이제 획득할 수 있다. 미완성 제품 또는 회로 보드로 컴포넌트의 특징을 라인업할 수 있기 위해, 이미지가 라이트 플래쉬 동안 카메라(56)에 의해 획득된 순간에 배치 헤드의 정확한 위치를 획득하는 것이 필요하다. 분배 헤드(16)에 연결하는 것은 버스로 구성되므로, 이 연결에는 레이턴시가 있고, 이미지 획득 동안 헤드의 정확한 위치를 캡처하는 새로운 방식이 본 발명에 의해 고려된다. 이를 위해 배치 헤드(16)는, 분배 헤드(16) 또는 분배 헤드(16)의 요소에 의해 운반되는 컴포넌트를 조명할 때 카메라(56)로부터 라이트 플래쉬를 검출하도록 구성된 라이트 캡처 센서(46)를 구비할 수 있다. 이 라이트 센서(46)는 분배 헤드(16)에 있는 국부 제어 시스템에 연결되고, 또한 분배 헤드(16)에 장착된 인코더 판독 헤드(33)에 의해 분배 헤드(16)의 라이트 플래쉬의 순간에 정밀한 인코더 위치를 순간적으로 판독할 수 있다. 이제 이미지 획득 동안 분배 헤드(16)의 정확한 위치는 버스를 통해 배치 모듈로 전송될 수 있다. 이것은 배치 헤드 선형 모터 구동 시스템(26, 38)에 의한 배치(12, 84, 184, 212, 312, 412, 512)의 X 정밀도 및 제품 트랙(20) 또는 미완성 제품 또는 회로 보드(18)를 위한 고정밀도 전달 시스템(85)에 의한 Y 정밀도를 가능하게 한다.
방법은 분배 헤드(16)와 같은 분배 헤드를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 분배 헤드에 위치된 제어 시스템을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 분배 헤드에 위치된 센서(46)와 같은 라이트 캡처 센서를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 카메라(56)와 같은 정지 카메라를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 분배 헤드에 있는 컴포넌트에서 정지 카메라에 의해 라이트를 플래쉬하는 단계 또는 분배 헤드의 요소에서 라이트를 플래쉬하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 제어 시스템에 의해, 라이트의 플래쉬 순간에 정밀한 인코더 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 분배 헤드에 의해, 미완성 제품 또는 회로 보드(18)와 같은 미완성 제품을 적어도 부분적으로 조립하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 분배 헤드(16)는 시스템의 전체 속도에 영향을 미치지 않거나 이 속도를 감소시킴이 없이 많은 유형의 컴포넌트를 픽업하고 놓을 수 있다. 각 분배 헤드(16)는 모든 사이즈 범위 및 크기의 컴포넌트를 놓을 수 있다. 보드로 이동하는 시간이 이 기술 분야의 시스템에서 있을 수 있는 것처럼 헤드마다 많은 배치에 걸쳐 양도될 필요가 없어서 각 개별 분배 헤드(16)에 대해 스핀들 카운트가 더 감소될 수 있다. 12개 내지 30개의 스핀들을 갖는 헤드를 생성하는 것은 주어진 분배 헤드에 의해 수용될 수 있는 컴포넌트 사이즈를 심각히 제한될 것을 요구한다. 따라서, 이 기술 분야의 시스템에서, 많은 상이한 헤드는 전체 범위의 컴포넌트를 놓을 것이 요구된다. 분배 헤드는 리턴될 필요가 없으므로, 더 큰 컴포넌트 능력을 갖는 더 적은 수의 스핀들이 다른 일반적인 시스템에 비해 구현될 수 있다. 각 분배 헤드(16)는 또한 큰 배치 힘 범위로 컴포넌트를 놓을 수 있다. 이것은 단 하나의 유형의 분배 헤드(16)만이 전체 배치 작업을 고속으로 구현할 수 있게 하는 기계를 가능하게 한다.
본 명세서에 개시된 분배 헤드(16)와는 다른 헤드가 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 헤드(16)는 용접, 스크루 드라이브, 해머 작업 등일 수 있다. 나아가, 단부 트랙 모듈(52) 및 중간 트랙 모듈(50)에 대한 다른 형상이 트랙에 대해 고려된다. 헤드가 사이클링할 수 있는 임의의 형상 트랙이 본 명세서에 개시된 시스템 및 기계에 적절할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 시스템 또는 조립 기계는 완전히 연속적인 트랙을 포함하지 않을 수 있다. 오히려, 긴 직선 트랙의 각 단부에 턴어라운드 기구가 있을 수 있다. 이것은 단일 분배 헤드만을 사용하는 시스템에서 특히 유리할 수 있다. 일 실시예에서, 회전 기구는 헤드를 픽업하고 수직 축 주위로 90 또는 180도만큼 헤드를 회전시키고 나서 헤드를 트랙에서 다시 떨어뜨릴 수 있다. 이것은 헤드에 보다 콤팩트한 사이클을 생성할 수 있어서, 시스템의 바닥 면적을 최소화할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 시스템의 분배 헤드는 다수의 노즐을 갖는 다수의 스핀들을 운반할 수 있다. 다수의 스핀들은 분배 헤드가 각 사이클 동안 배치할 다수의 컴포넌트를 픽업할 수 있게 한다. 예를 들어, 3개의 스핀들 조립체를 갖는 분배 헤드는 배치 모듈로 이동하기 전에 3개의 상이한 피더 뱅크로부터 3개의 컴포넌트를 픽업할 수 있다. 이것은 동일한 움직임 파라미터 및 헤드의 개수에 대해 시스템 또는 조립 기계의 잠재적인 출력을 증가시키는 것을 도와줄 수 있다.
더 다른 실시예에서, 배치 모듈(12, 84, 184, 212, 312, 412, 512)은 전체 조립 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)를 위한 자체 제어 시스템을 포함할 수 있다. 다수의 스테이션(예를 들어, 도 1에서 12a 및 12b)의 경우에, 하나의 스테이션이 마스터이고, 다른 배치 스테이션을 위한 작업을 취하도록 디스패치 헤드를 제어할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 예를 들어, 배치 모듈(12a)은 전체 기계를 위한 제어 시스템을 수용할 수 있는 반면, 배치 모듈(12b)은 배치 모듈(12b)만을 제어하는 제어 시스템을 갖는 슬레이브 배치 모듈일 수 있다.
또 다른 실시예에서, 배치 모듈(12, 84, 184, 212, 312, 412, 512)은 2개 이상의 독립적으로 이동하는 회로 보드 또는 다른 장착 표면 테이블을 포함할 수 있다. 이 이중 또는 삼중(또는 그 이상의) 레인 구성이 또한 이중 또는 삼중 (또는 그 이상의) 제품 트랙(20)을 요구할 수 있다. 하나를 초과하는 레인이 회로 보드 또는 다른 제품 사이에 전환 시간을 최적화할 수 있다. 예를 들어, 그 다음 회로 보드는 제1 회로 보드가 조립되고 있는 동안 제 위치에 배치될 수 있다. 이것은 미완성 제품 또는 회로 보드에 적은 수의 컴포넌트가 놓여서 회로 보드들 사이에 짧은 택트 시간(tact-time)이 있는 경우에 특히 중요할 수 있다.
이제 도 11을 참조하면, 본 명세서에 설명된 임의의 방법을 구현하는데 사용될 수 있고 제어 시스템(1000)을 나타낼 수 있는 컴퓨터 시스템 및 컴퓨터 프로그램 코드의 구조는 또는 대안적으로 분배 헤드(16) 내에 위치된 임의의 제어 또는 컴퓨터 시스템을 나타낼 수 있다.
본 발명의 측면은 전체적으로 하드웨어인 실시예, 전체적으로 소프트웨어인 실시예(펌웨어, 상주하는 소프트웨어, 마이크로 코드 등을 포함하여) 또는 본 명세서에서 "회로," "모듈" 또는 "시스템"으로 모두 일반적으로 지칭될 수 있는 소프트웨어 및 하드웨어 측면을 조합한 실시예의 형태를 취할 수 있다. 나아가, 일 실시예에서, 본 발명은 컴퓨터-판독가능한 프로그램 코드를 저장한 하나 이상의 물리적으로 유형적인 (예를 들어, 하드웨어인) 컴퓨터-판독가능한 매체(들) 또는 디바이스를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있고, 상기 프로그램 코드는 컴퓨터 또는 제어 시스템의 프로세서에 의해 실행되어 본 발명의 방법을 구현하도록 구성된다. 일 실시예에서, 본 발명의 방법을 구현하는 상기 프로그램 코드를 저장하는 물리적으로 유형적인 컴퓨터 판독가능한 매체(들) 및/또는 디바이스(들)(예를 들어, 하드웨어 매체 및/또는 디바이스)는 일반적으로 신호 또는 특히 일시적인 신호를 포함하지 않는다.
하나 이상의 컴퓨터-판독가능한 매체(들) 또는 디바이스의 임의의 조합이 사용될 수 있다. 컴퓨터-판독가능한 매체는 컴퓨터-판독가능한 신호 매체 또는 컴퓨터-판독가능한 저장 매체일 수 있다. 컴퓨터-판독가능한 저장 매체는, 예를 들어, 전자, 자기, 광, 전자기, 적외선, 또는 반도체 시스템, 장치, 또는 디바이스, 또는 이들의 임의의 적절한 조합일 수 있으나 이들로 제한되지 않는다. 컴퓨터-판독가능한 저장 매체 또는 디바이스의 보다 특정 예(비-제한적인 리스트)로는 다음 사항, 즉 전기적 연결, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 소거가능한 프로그래밍가능한 판독 전용 메모리(EPROM 또는 플래쉬 메모리), 무선 주파수 식별 태그, 휴대용 콤팩트 디스크 판독 전용 메모리(CD-ROM), 광 저장 디바이스, 자기 저장 디바이스, 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함할 수 있다. 이 문서의 문맥에서, 컴퓨터-판독가능한 저장 매체는 명령 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 사용하거나 이와 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 포함하거나 저장할 수 있는 임의의 물리적으로 유형적인 매체 또는 하드웨어 디바이스일 수 있다.
컴퓨터-판독가능한 신호 매체는 컴퓨터-판독가능한 프로그램 코드를 포함하는 전파되는 데이터 신호, 예를 들어, 이더넷 케이블을 통해 이동하는 방송 무선 신호 또는 디지털 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 전파 신호는 전자기 신호, 광 펄스, 반송파 신호 변조, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 여러 형태 중 어느 것을 취할 수 있다.
컴퓨터-판독가능한 매체에 구현된 프로그램 코드는 무선 통신 매체, 광섬유 케이블, 전기적으로 전도성 케이블, 무선-주파수 또는 적외선 전자기 전송 등, 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함하나 이들로 제한되지 않는 임의의 적절한 매체를 사용하여 전송될 수 있다.
본 발명의 측면에 따른 동작을 수행하는 컴퓨터 프로그램 코드는 자바(Java), 스몰토크(Smalltalk), 및 C++와 같은 프로그래밍 언어를 포함하나 이들로 제한되지 않는 하나 이상의 프로그래밍 언어, 및 자바스크립트(JavaScript), 펄(Perl), 및 PHP와 같은 스크립팅 언어를 포함하나 이들로 제한되지 않는 하나 이상의 스크립팅 언어의 임의의 조합으로 기록될 수 있다. 프로그램 코드는 전체적으로 유저의 컴퓨터에서 실행되거나, 부분적으로 유저의 컴퓨터에서 실행되거나, 독립 소프트웨어 패키지로 실행되거나, 부분적으로 유저의 컴퓨터에서 실행되고 부분적으로 원격 컴퓨터에서 실행되거나, 또는 전체적으로 원격 컴퓨터 또는 서버에서 실행될 수 있다. 후자의 시나리오에서, 원격 컴퓨터는 근거리 네트워크(LAN), 광역 네트워크(WAN), 인트라넷, 익스트라넷, 또는 LAN, WAN, 인트라넷, 및 익스트라넷의 조합을 포함할 수 있는 기업 네트워크를 포함하는 임의의 유형의 네트워크를 통해 유저의 컴퓨터에 연결되거나, 또는 이 연결은 (예를 들어, 인터넷 서비스 제공자를 사용하여 인터넷을 통해) 외부 컴퓨터에 이루어질 수 있다.
본 발명의 측면은 본 발명의 실시예에 따른 장치(시스템) 및 컴퓨터 프로그램 제품을 참조하여 앞서 및 아래에서 설명된다. 제어 시스템(1000) 또는 분배 헤드 제어 시스템은 컴퓨터 프로그램 명령으로 동작가능하게 구현될 수 있는 것으로 이해된다. 이들 컴퓨터 프로그램 명령은 일반 목적 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 또는 다른 프로그래밍가능한 데이터-처리 장치의 프로세서에 제공되어, 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍가능한 데이터-처리 장치의 프로세서를 통해 실행되는 명령이 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들에 지정된 기능/동작을 구현하는 수단을 생성하도록 기계를 생성하도록 할 수 있다.
컴퓨터, 다른 프로그래밍가능한 데이터-처리 장치, 또는 다른 디바이스를 특정 방식으로 기능하게 할 수 있는 이들 컴퓨터 프로그램 명령은 컴퓨터-판독가능한 매체에 더 저장되어, 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들에 지정된 기능/동작을 구현하는 명령을 포함하는 컴퓨터-판독가능한 매체에 저장된 명령이 제조 물품을 생성하도록 할 수 있다.
컴퓨터, 다른 프로그래밍가능한 장치, 또는 다른 디바이스에 여러 동작 단계를 수행하는 컴퓨터 프로그램 명령은 컴퓨터, 다른 프로그래밍가능한 데이터-처리 장치, 또는 다른 디바이스에 더 로딩되어, 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍가능한 장치에서 명령이 실행될 때 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들에 지정된 기능/동작을 구현하는 공정을 생성하도록 기계를 생성하도록 하는 컴퓨터-구현된 공정을 생성할 수 있다.
도 11에서, 제어 시스템(1000) 또는 분배 헤드 제어 시스템은 하나 이상의 I/O 인터페이스(1009)를 통해 하나 이상의 하드웨어 데이터 저장 디바이스(1011) 및 하나 이상의 I/O 디바이스(1013 및 1015)에 연결된 프로세서(1003)를 포함할 수 있다.
하드웨어 데이터 저장 디바이스(1011)는 자기 테이프 드라이브, 고정된 또는 재이동가능한 하드 디스크, 광 디스크, 저장 매체를 구비한 모바일 디바이스, 및 솔리드 스테이트 랜덤 액세스 또는 판독 전용 저장 디바이스를 포함할 수 있으나 이들로 제한되지 않는다. I/O 디바이스는 키보드, 스캐너, 핸드헬드 원격 통신 디바이스, 터치-감지 디스플레이, 태블릿, 생체 판독기, 조이스틱, 트랙볼, 또는 컴퓨터 마우스와 같은 입력 디바이스(1013); 및 프린터, 플로터, 태블릿, 모바일 전화, 디스플레이, 또는 음성 생성 디바이스를 포함할 수 있으나 이들로 제한되지 않는 출력 디바이스(1015)를 포함할 수 있다. 데이터 저장 디바이스(1011), 입력 디바이스(1013), 및 출력 디바이스(1015)는 국부적으로 위치되거나 원격 사이트에 위치될 수 있고, 이들은 네트워크 인터페이스를 통해 I/O 인터페이스(1009)에 연결된다.
프로세서(1003)는 동적 RAM(DRAM), 정적 RAM(SRAM), 프로그래밍가능한 판독 전용 메모리(PROM), 전계 프로그래밍가능한 게이트 어레이(Field-Programmable Gate Array: FPGA), 보안 디지털 메모리 카드, SIM 카드, 또는 다른 유형의 메모리 디바이스를 포함할 수 있으나 이들로 제한되지 않는 하나 이상의 메모리 디바이스(1005)에 더 연결될 수 있다.
적어도 하나의 메모리 디바이스(1005)는 컴퓨터-실행가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램인 저장된 컴퓨터 프로그램 코드(1007)를 포함한다. 저장된 컴퓨터 프로그램 코드는 본 발명의 실시예에 따라 프로그래밍가능한 검색의 실행시간 규칙을 효율적으로 선택하는 방법을 구현하는 프로그램을 포함하고, 본 명세서에서 설명된 다른 실시예를 구현할 수 있다. 데이터 저장 디바이스(1011)는 컴퓨터 프로그램 코드(1007)를 저장할 수 있다. 저장 디바이스(1011)에 저장된 컴퓨터 프로그램 코드(1007)는 메모리 디바이스(1005)를 통해 프로세서(1003)에 의해 실행되도록 구성된다. 프로세서(1003)는 저장된 컴퓨터 프로그램 코드(1007)를 실행한다.
따라서 본 발명은 컴퓨터 인프라구조를 지원하고, 컴퓨터-판독가능한 코드를 제어 시스템(1000) 또는 분배 헤드 제어 시스템에 통합, 호스팅, 유지, 및 전개하는 공정을 개시하고, 제어 시스템(1000) 또는 분배 헤드 제어 시스템과 함께 코드는 프로그래밍가능한 검색의 실행시간 규칙을 효율적으로 선택하는 방법을 수행할 수 있다.
본 발명의 컴포넌트 및 제어 시스템(1000) 또는 분배 헤드 제어 시스템 중 임의의 것은 프로그래밍가능한 검색의 실행시간 규칙을 효율적으로 선택하는 방법을 용이하게 제공하는 서비스 제공자에 의해 생성, 통합, 호스팅, 유지, 전개, 관리, 서비스, 지원 등이 수행될 수 있다. 따라서 본 발명은 컴퓨터-판독가능한 코드를 제어 시스템(1000) 또는 분배 헤드 제어 시스템에 통합하는 것을 포함하여 컴퓨팅 인프라스트럭처를 전개하거나 통합하는 공정을 개시하고, 제어 시스템(1000) 또는 분배 헤드 제어 시스템과 함께 코드는 프로그래밍가능한 검색의 실행시간 규칙을 효율적으로 선택하는 방법을 수행할 수 있다.
하나 이상의 데이터 저장 유닛(1011)(또는 도 1에 미도시된 하나 이상의 추가적인 메모리 디바이스)은 컴퓨터-판독가능한 프로그램을 포함하거나 및/또는 다른 데이터를 저장하는 컴퓨터-판독가능한 하드웨어 저장 디바이스로서 사용될 수 있고, 컴퓨터-판독가능한 프로그램은 저장된 컴퓨터 프로그램 코드(1007)를 포함한다. 일반적으로, 제어 시스템(1000) 또는 분배 헤드 제어 시스템의 컴퓨터 프로그램 제품(또는, 대안적으로, 제조 물품)은 상기 컴퓨터-판독가능한 하드웨어 저장 디바이스를 포함할 수 있다.
본 명세서에 설명된 방법을 수행하는 방법을 실행하는 프로그램 코드(1007)는 프로그램 코드(1007)를 컴퓨터-판독가능한 저장 매체(예를 들어, 컴퓨터 데이터 저장 디바이스(1011))에 로딩하는 것에 의해 이 프로그램 코드(1007)를 클라이언트, 서버, 및 프록시 컴퓨터(도시 생략)에 직접 수동으로 로딩하는 것에 의해 전개될 수 있는 것으로 이해되지만, 프로그램 코드(1007)는 프로그램 코드(1007)를 중심 서버(예를 들어, 제어 시스템(1000) 또는 분배 헤드 제어 시스템)에 또는 중심 서버 그룹에 송신하는 것에 의해 제어 시스템(1000) 또는 분배 헤드 제어 시스템에 자동적으로 또는 반-자동적으로 전개될 수 있다. 프로그램 코드(1007)는 프로그램 코드(1007)를 실행하는 클라이언트 컴퓨터(도시 생략)에 다운로드될 수 있다.
대안적으로, 프로그램 코드(1007)는 이메일을 통해 클라이언트 컴퓨터에 직접 송신될 수 있다. 프로그램 코드(1007)는 클라이언트 컴퓨터에 있는 디렉토리로 분리되거나 또는 프로그램 코드(1007)를 디렉토리로 분리하는 프로그램을 선택하는 이메일 옵션에 의해 클라이언트 컴퓨터에 있는 디렉토리로 로딩될 수 있다.
다른 대안은 프로그램 코드(1007)를 클라이언트 컴퓨터 하드 드라이브에 있는 디렉토리로 직접 송신하는 것이다. 프록시 서버가 구성되면, 공정은 프록시 서버 코드를 선택하고, 프록시 서버의 코드를 놓을 컴퓨터를 결정하고, 프록시 서버 코드를 전송하고, 이후 프록시 서버 코드를 프록시 컴퓨터에 설치한다. 프로그램 코드(1007)는 프록시 서버로 전송되고 프록시 서버에 저장된다.
일 실시예에서, 본 명세서에 설명된 방법을 실행하는 프로그램 코드(1007)는 프로그램 코드(1007)가 소프트웨어 애플리케이션(도시 생략), 운영 시스템(도시 생략) 및 네트워크 운영 시스템 소프트웨어(도시 생략)에 공존하도록 제공하고 나서 프로그램 코드(1007)가 기능하는 환경에서 프로그램 코드(1007)를 클라이언트 및 서버에 설치하는 것에 의해 클라이언트, 서버 및 네트워크 환경에 통합된다.
프로그램 코드(1007)에 포함된 코드의 전술한 통합의 제1 단계는, 프로그램 코드(107)에 의해 요구되거나 또는 프로그램 코드(1007)와 함께 동작하는 프로그램 코드(1007)가 전개될 수 있는 네트워크 운영 시스템(도시 생략)을 포함하는, 클라이언트 및 서버에 있는 임의의 소프트웨어를 식별하는 것이다. 이 식별된 소프트웨어는 네트워크 운영 시스템을 포함하고, 네트워크 운영 시스템은 네트워킹 특징을 추가하는 것에 의해 기본 운영 시스템을 개선시키는 소프트웨어를 포함한다. 다음으로, 소프트웨어 애플리케이션 및 버전 번호는 식별되고 나서 프로그램 코드(1007)와 동작하기 위해 테스트된 소프트웨어 애플리케이션 및 올바른 버전 번호의 리스트와 비교된다. 누락되거나 올바른 버전 번호와 일치하지 않는 소프트웨어 애플리케이션은 올바른 버전으로 업그레이드된다.
프로그램 코드(1007)로부터 소프트웨어 애플리케이션으로 파라미터를 전달하는 프로그램 명령은 명령의 파라미터 리스트가 프로그램 코드(1007)에 의해 요구되는 파라미터 리스트와 일치하는 것을 보장하기 위해 체크된다. 역으로, 소프트웨어 애플리케이션에 의해 프로그램 코드(1007)로 전달된 파라미터는 파라미터가 프로그램 코드(1007)에 의해 요구되는 파라미터와 일치하는 것을 보장하기 위해 체크된다. 네트워크 운영 시스템을 포함하는 클라이언트 및 서버 운영 시스템은 식별되고 나서 프로그램 코드(1007)와 동작하도록 테스트된 운영 시스템, 버전 번호, 및 네트워크 소프트웨어 프로그램의 리스트와 비교된다. 테스트된 운영 시스템 및 버전 번호의 엔트리와 일치하지 않는 운영 시스템, 버전 번호, 또는 네트워크 소프트웨어 프로그램은 클라이언트 컴퓨터에 있는 리스트된 레벨로 업그레이드되고 서버 컴퓨터에 있는 리스트된 레벨로 업그레이드된다.
프로그램 코드(1007)가 전개되는 소프트웨어가 프로그램 코드(1007)와 동작하도록 테스트된 올바른 버전 레벨에 있는 것이 보장된 후, 프로그램 코드(1007)를 클라이언트 및 서버에 설치하는 것에 의해 통합이 완료될 수 있다.
실시예의 요소는 관사 "일" 또는 "하나"로 시작될 수 있다. 이 관사는 하나 이상의 요소들이 있다는 것을 의미하는 것으로 의도된다. "포함하는 " 및 "구비하는"라는 용어와 그 파생어는 리스트된 요소와는 다른 추가적인 요소들이 있을 수 있다는 것을 포함하도록 의도된 것이다. 적어도 2개의 용어의 리스트와 함께 사용되는 "또는"라는 접속사는 임의의 용어 또는 이들 용어의 조합을 의미하는 것으로 의도된다. "제1" 및 "제2"라는 용어는 요소를 구분하는데 사용되고 특정 순서를 나타내는데 사용된 것이 아니다.
본 발명은 제한된 수의 실시예와 관련하여 상세히 설명되었으나, 본 발명은 이 개시된 실시예로 제한되지 않는 것으로 이해된다. 오히려, 본 발명은 전술하지는 않았으나 본 발명의 사상과 범위에 상응하는 임의의 개수의 변형, 변경, 대체 또는 균등 배열을 포함하도록 변경될 수 있다. 추가적으로, 본 발명의 여러 실시예가 설명되었으나, 본 발명의 측면은 설명된 실시예의 일부만을 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명으로 제한되는 것으로 이해되어서는 안 되고, 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (20)

  1. 분배 헤드로서,
    상기 분배 헤드에 위치된 제어 시스템;
    상기 분배 헤드에 위치된 인코더 판독 헤드; 및
    상기 분배 헤드에 위치되고, 정지 카메라의 라이트 플래쉬(light flash)가 상기 분배 헤드 상의 컴포넌트 또는 상기 분배 헤드의 요소를 조명(illuminate)할 때 상기 라이트 플래쉬를 검출하도록 구성된 라이트 캡처 센서를 포함하되;
    상기 제어 시스템은 상기 라이트 플래쉬 순간에 상기 인코더 판독 헤드로 정밀한 인코더 위치를 결정하도록 구성되고;
    상기 분배 헤드는 미완성 제품을 적어도 부분적으로 조립하도록 구성되는 분배 헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분배 헤드는 회로 보드 상에 상기 컴포넌트를 픽업하고 놓을(place) 수 있도록 구성되는 노즐을 갖는 픽앤플레이스 헤드인, 분배 헤드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 분배 헤드가 순환하는 트랙 주위로 이동할 수 있도록 상기 분배 헤드는 상기 순환하는 트랙에 부착될 수 있는, 분배 헤드.
  4. 제3항에 있어서, 상기 정지 카메라는 상기 순환하는 트랙에 장착되고, 상기 순환하는 트랙을 따라 미리 결정된 위치에서 상기 라이트 플래쉬를 제공하도록 구성되는, 분배 헤드.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 컴포넌트의 상기 정밀한 위치를 결정하도록 구성되는, 분배 헤드.
  6. 제3항에 있어서, 상기 분배 헤드는 철 코어 코일 유닛과 영구 자석 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 철 코어 코일 유닛과 상기 영구 자석 중 적어도 하나는 상기 분배 헤드가 상기 순환하는 트랙에 부착되도록 하고 상기 순환하는 트랙 주위로 상기 분배 헤드가 이동되도록 하는, 분배 헤드.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 정밀한 인코더 위치를 상기 분배 헤드와 분리된 배치 모듈로 전송하도록 구성되는, 분배 헤드.
  8. 분배 헤드를 제공하는 단계;
    상기 분배 헤드에 위치된 제어 시스템을 제공하는 단계;
    상기 분배 헤드에 위치된 인코더 판독 헤드를 제공하는 단계;
    상기 분배 헤드에 위치된 라이트 캡처 센서를 제공하는 단계;
    정지 카메라를 제공하는 단계;
    상기 분배 헤드 상의 컴포넌트 또는 상기 분배 헤드의 요소에 상기 정지 카메라에 의해 라이트를 플래쉬하는 단계;
    상기 제어 시스템 및 상기 인코더 판독 헤드에 의해, 상기 라이트 플래쉬 순간에 정밀한 인코더 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 분배 헤드에 의해, 미완성 제품을 적어도 부분적으로 조립하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 분배 헤드는 회로 보드 상에 상기 컴포넌트를 픽업하고 놓을(place) 수 있도록 구성되는 노즐을 갖는 픽앤플레이스 헤드인, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 분배 헤드가 순환하는 트랙 주위로 이동할 수 있도록 상기 분배 헤드를 상기 순환하는 트랙에 부착하는 단계;를 더 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 정지 카메라를 상기 순환하는 트랙에 장착하는 단계와 상기 순환하는 트랙을 따라 미리 결정된 위치에서 상기 라이트 플래쉬를 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제어 시스템에 의해 상기 컴포넌트의 상기 정밀한 위치를 결정하는 단계;를 더 포함하는, 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 분배 헤드는 철 코어 코일 유닛과 영구 자석 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 철 코어 코일 유닛과 상기 영구 자석 중 적어도 하나로 상기 분배 헤드를 상기 순환하는 트랙에 부착하는 단계;와, 상기 철 코어 코일 유닛과 상기 영구 자석 중 적어도 하나로 상기 순환하는 트랙 주위로 상기 분배 헤드를 이동시키는 단계;를 더 포함하는, 방법.
  14. 제8항에 있어서, 상기 제어 시스템으로, 상기 정밀한 인코더 위치를 상기 분배 헤드와 분리된 배치 모듈로 전송하는 단계;를 더 포함하는, 방법.
  15. 조립 기계로서,
    배치 모듈과 정지 카메라를 포함하고, 상기 배치 모듈과 상기 정지 카메라가 장착되는 순환하는 트랙;
    상기 순환하는 트랙 주위로 분배 헤드가 이동할 수 있도록 상기 순환하는 트랙에 부착될 수 있는 상기 분배 헤드를 포함하고, 상기 분배 헤드는: 상기 분배 헤드에 위치된 제어 시스템; 상기 분배 헤드에 위치된 인코더 판독 헤드; 및 상기 분배 헤드에 위치되고, 정지 카메라의 라이트 플래쉬(light flash)가 상기 분배 헤드 상의 컴포넌트 또는 상기 분배 헤드의 요소를 조명(illuminate)할 때 상기 라이트 플래쉬를 검출하도록 구성된 라이트 캡처 센서를 포함하되;
    상기 제어 시스템은 상기 라이트 플래쉬 순간에 상기 인코더 판독 헤드로 정밀한 인코더 위치를 결정하도록 구성되고;
    상기 분배 헤드는 상기 배치 모듈 상에 위치된 미완성 제품을 적어도 부분적으로 조립하도록 구성되는, 조립 기계.
  16. 제15항에 있어서, 상기 분배 헤드는 회로 보드 상에 상기 컴포넌트를 픽업하고 놓을(place) 수 있도록 구성되는 노즐을 갖는 픽앤플레이스 헤드인, 조립 기계.
  17. 제15항에 있어서, 상기 정지 카메라는 상기 순환하는 트랙을 따라 미리 결정된 위치에서 상기 라이트 플래쉬를 제공하도록 구성되는, 조립 기계.
  18. 제15항에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 컴포넌트의 상기 정밀한 위치를 결정하도록 구성되는, 조립 기계.
  19. 제15항에 있어서, 상기 분배 헤드는 철 코어 코일 유닛과 영구 자석 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 철 코어 코일 유닛과 상기 영구 자석 중 적어도 하나는 상기 분배 헤드가 상기 순환하는 트랙에 부착되도록 하고 상기 순환하는 트랙 주위로 상기 분배 헤드가 이동되도록 하는, 조립 기계.
  20. 제15항에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 정밀한 인코더 위치를 상기 배치 모듈로 전송하도록 구성되는, 조립 기계.
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