KR20160119127A

KR20160119127A - 펌프와 모터를 구비한 픽앤드플레이스 헤드

Info

Publication number: KR20160119127A
Application number: KR1020167023738A
Authority: KR
Inventors: 존 에드워드 다넥; 콘라드 알렉산더 기스크스
Original assignee: 유니버셜 인스트루먼츠 코퍼레이션
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2016-10-12
Also published as: DE112015000672T5; KR102139402B1; SG11201606491TA; SE1651200A1; SE543326C2; US9955618B2; WO2015120376A8; WO2015120376A1; JP6678596B2; JP2017510089A; US20150230369A1

Abstract

본원에서는, 모터, 모터에 작동가능하게 연결되고 모터에 의해 동력을 받는 에어 펌프, 및 에어 펌프에 연결된 제1 스핀들을 포함하는 디스펜싱 헤드를 개시한다. 에어 펌프는 제1 스핀들에 기류를 생성하도록 구성된다. 또한, 디스펜싱 헤드에 기류를 생성하는 방법, 및 디스펜싱 헤드를 구비하는 조립 기계 시스템을 개시한다.

Description

펌프와 모터를 구비한 픽앤드플레이스 헤드{PICK AND PLACE HEAD WITH PUMP AND MOTOR}

관련 출원

본 출원은, 본 개시 내용과 부합하는 정도로 참고로 원용되는 "Vacuum and Air Pressure Supply for a Surface Mount Pick and Place Head"라는 명칭으로 2014년 2월 7일에 가출원한 미국 가특허출원 제61/937, 182호인 우선권을 주장하는 정규 특허 출원이다. 또한, 본 출원은, 본 개시 내용과 부합하는 정도로 참고로 또한 원용되는 "FLEXIBLE ASSEMBLY MACHINE, SYSTEM AND METHOD"라는 명칭으로 2014년 12월 12일에 출원한 미국 특허출원 제14/407,621호의 일부계속출원이다.

기술분야

본원의 대상은 일반적으로 픽앤드플레이스(pick and place) 헤드에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 개시 내용은, 인쇄 회로 기판 및 기타 기판의 전자 부품 조립시에 사용되는 바와 같은 픽앤드플레이스 기계에서 진공 및 에어 키스(air kiss)의 생성에 관한 것이다.

현재의 최신 전자 부품 조립 기계에 있어서 진공 및 에어 키스가 생성되는 여러 개의 서로 다른 방식이 있다. 제1방법에서는, 집중형 진공 펌프가 전자 부품 조립 기계의 베이스에 배치된다. 이러한 집중형 진공 펌프는, 진공을 생성하도록 구성되고, 이어서 유연한 호스를 통해 다수의 배치 헤드들에 연결된다. 배치 헤드들은 이동형 인쇄 회로 기판 또는 기판에 대하여 고정형일 수 있으며 위치설정될 수 있고, 또는 배치 헤드들은 이동형일 수 있다. 이동형 배치 헤드들은 고정형 인쇄 회로 기판에 대하여 X 방향과 Y 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 각 배치 헤드 상에서, 이 진공 펌프는 결국 다수의 스핀들 조립체들에 연결되고, 이러한 조립체들은, 스핀들 조립체의 팁에 있는 노즐이 전자 부품을 피더로부터 픽업하고 그 전자 부품이 인쇄 회로 기판 상에 배치될 때까지 전자 부품을 유지할 수 있도록 Z 방향으로 이동할 수 있고 수직 축을 중심으로 회전할 수 있다. 부품을 빠르게 배치할 수 있도록, 노즐, 스핀들 조립체, 및 배치 헤드도, 공장 압축 공기 시스템에 연결된 또는 전자 부품 조립 기계의 베이스의 압축기에 연결된 유연한 호스에 연결된다.

전술한 시스템의 변형예는, 압축 공기가 있는 호스를 배치 헤드에만 연결하는 것으로서, 후속하여, 하나 이상의 벤투리를 사용함으로써 압축 공기에 의해 진공이 생성된다. 이 경우, 배치 헤드에 연결될 필요가 있는 유연한 호스는 한 개이다.

집중형 진공 펌프의 경우에, 펌프는, 스핀들이 부품을 픽업하지 못했더라도 또는 노즐을 통한 기류를 부분적으로만 폐쇄하는 부품을 픽업했더라도 다수의 스핀들이 대기에 개방되는 경우에 진공을 유지할 필요가 있다. 이러한 이유로 인해, 다수의 스핀들을 각각 구비하는 다수의 헤드들에 진공을 제공하는 진공 펌프는, 부품들이 적절히 픽업되지 않고 이에 따라 시스템이 노즈들 중 하나 이상으로부터 공기 누출을 겪는 상황에 대비하도록 상당히 오버엔지니어링될(over-engineered) 필요가 있다.

또한, 배치 헤드에 진공을 생성하도록 벤투리를 사용하는 단점은 진공을 생성하는 동안 상당량의 공기 사용된다는 점이다. 이는 큰 압축기를 요구하게 되고, 이에 따라 이러한 압축 공기를 제공하도록 전기 및 유지 보수가 필요하게 된다. 에너지 소모와 비용을 줄이도록, 현재, 전자 부품 조립 플랜트에서 압축 공기의 소모를 최소화하도록 집중적으로 노력하고 있다.

종래 시스템의 다른 단점은 하나 이상의 유연한 호스를 빠르게 이동하는 배치 헤드에 연결해야 한다는 점이다.

따라서, 소정의 피더 시스템 위치설정을 필요로 하지 않으며, 맞춤화될 수 있고 증분 팽창될 수 있는 조립 기계, 시스템, 및 그 사용 방법이 당업계에 필요하다.

제1 양상에 따르면, 디스펜싱 헤드는, 모터; 모터에 작동가능하게 연결되고 모터에 의해 동력을 받는 에어 펌프; 및 에어 펌프에 연결된 제1 스핀들을 포함하고, 에어 펌프는 제1 스핀들에 기류를 생성하도록 구성된다.

제2 양상에 따르면, 디스펜싱 헤드에 기류를 생성하는 방법은, 제1 스핀들을 갖는 디스펜싱 헤드를 구비하는 조립 기계를 제공하는 단계; 및 디스펜싱 헤드 내에 위치하는 에어 펌프에 의해 제1 스핀들에 기류를 생성하는 단계를 포함한다.

제3 양상에 따르면, 조립 기계 시스템은, 연속 순환 트랙(continuous circuitous track); 및 연속 순환 트랙에 부착되고, 연속 순환 트랙 주위로 회전하도록 구성된 디스펜싱 헤드를 포함하며, 디스펜싱 헤드는, 모터; 제1 스핀들; 및 모터에 작동가능하게 연결되고, 모터에 의해 동력을 받고, 제1 스핀들에 기류를 생성하도록 구성된 제1 에어 펌프를 포함한다.

본 발명의 일부 실시예들을, 유사한 지정 부호들이 유사한 부재들을 가리키는 다음에 따르는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 조립 기계의 개략적인 상면도;
도 2는 일 실시예에 따른 도 1의 조립 기계의 부품과 모듈의 분해도;
도 3은 일 실시예에 따른 다른 조립 기계의 개략적인 상면도;
도 4는 일 실시예에 따른 또 다른 조립 기계의 개략적인 상면도;
도 5는 일 실시예에 따른 또 다른 조립 기계의 개략적인 상면도;
도 6은 일 실시예에 따른 또 다른 조립 기계의 개략적인 상면도;
도 7은 일 실시예에 따른 또 다른 조립 기계의 개략적인 상면도;
도 8은 일 실시예에 따른 도 1의 조립 기계의 트랙에 부착된 디스펜싱 헤드의 측단면도;
도 9A는 일 실시예에 따른 디스펜싱 헤드의 위치 측정 시스템의 정면도;
도 9B는 일 실시예에 따른 도 9A의 디스펜싱 헤드의 위치 측정 시스템의 측면도;
도 10은 일 실시예에 따른 디스펜싱 헤드에 압축 공기를 제공하도록 구성된 트랙의 압축 공기 밸브 시스템;
도 11은 일 실시예에 따른 제어 시스템;
도 12는 일 실시예에 따른 디스펜싱 헤드;
도 13은 다른 일 실시예에 따른 다른 디스펜싱 헤드;
도 14A는 또 다른 일 실시예에 따른 또 다른 디스펜싱 헤드;
도 14B는 일 실시예에 따른 도 14A의 디스펜싱 헤드의 펌프의 측면도.

개시하는 장치와 방법의 후술하는 실시예들의 상세한 설명은 본원에서 예시를 위해 도면을 참조하여 제시된 것이며 제한적인 것이 아니다.

도 1을 참조해 보면, 일 실시예에 따른 조립 기계(10)의 개략도가 도시되어 있다. 도면에 도시한 조립 기계(10)는, 회로 기판을 조립하도록 구성된 픽앤드플레이스 기계일 수 있다. 그러나, 본 개시 내용은, 장난감 조립, 툴 조립, 기기 조립, 용접, 접착제 바름 등의 다른 유형의 조립 기계에 적용가능하다. 조립 기계(10)는, 부품들을 소정의 위치나 기타 적용되는 마무리 작업에 배치될 필요가 있는 임의의 디바이스, 장치, 또는 마무리되지 않은 제품을 조립하도록 구성될 수 있다. 여기서, "마무리되지 않은 제품"은, 제품이 조립 기계(10) 또는 후술하는 임의의 조립 기계(100, 200, 300, 400, 500)에 진입할 때 마무리되지 않은 제품을 가리킬 수 있다. 그러나, "마무리되지 않은 제품"은 조립 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)에 의해 마무리될 수 있음을 이해하도록 한다. 대안으로, "마무리되지 않은 제품"은, 조립 기계가 추가 조립 단계들(도시하지 않음)을 필요로 할 수 있으므로, 조립 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)에 의해 결코 완전하게 마무리되지 않을 수도 있다.

조립 기계(10)는, 2개의 배치 모듈(12a, 12b), 4개의 피더 모듈(14a, 14b, 14c, 14d), 및 7개의 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)를 포함한다. 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 부품들을 픽업하여 회로 기판(18a, 18b) 상에 배치하기 위한 픽앤드플레이스 헤드일 수 있다. 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는, 또한, 검사, 접착제 디스펜싱, 또는 툴 용접 등의 다른 기능을 가질 수 있다. 대안으로, 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 툴, 장난감, 기기 등 다른 임의의 유형의 부품들을 픽업하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 피더 모듈(14a, 14b, 14c, 14d)은 회로 기판 부품들을 공급하는 모듈일 수 있다. 각 피더 모듈(14a, 14b, 14c, 14d)은 서로 인접하여 정렬된 복수의 피더를 포함할 수 있다. 그러나, 다양한 다른 유형의 부품들을 디스펜싱 헤드들에 공급하기 위한 다른 많은 유형의 피더 모듈을 고려할 수 있다. 피더 모듈(14a, 14b, 14c, 14d)은, 또한, 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)에 접착제 또는 용접 재료를 제공할 수 있다. 배치 모듈(12a, 12b)은 조립을 위해 회로 기판(18a, 18b) 또는 다른 임의의 마무리되지 않은 제품을 수용할 수 있다.

조립 기계(10)는, 연속 루프, 회로, 링, 원 등을 포함하는 트랙(22)을 포함한다. 트랙(22)은, 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)가 단일 방향으로 트랙(22) 주위를 회전하게끔 구성되도록 연속적이면서 순환적일 수 있다. 예를 들어, 모든 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)가 시계 방향으로 트랙(22) 주위를 회전할 수 있다. 대안으로, 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 반시계 방향으로 트랙(22) 주위를 회전할 수 있다. 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는, 피더 모듈(14a, 14b, 14c, 14d)에 저장된 부품들이 트랙(22)을 따라 지나갈 때 그 부품들을 픽업하도록 구성될 수 있다. 이어서, 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는, 부품들을 제1 배치 모듈(12a) 또는 제2 배치 모듈(12b)에 위치하는 마무리되지 않은 제품 또는 회로 기판(18a, 18b) 상에 배치하도록 구성될 수 있다. 배치 후, 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는, 트랙 주위를 계속 회전하여 피더 모듈(14a, 14b, 14c, 14d)로부터 더욱 많은 부품들을 픽업하여 배치 모듈(12a, 12b)에 인접하여 위치하는 마무리되지 않은 제품 또는 회로 기판(18a, 18b) 상에 배치할 수 있다.

도시한 실시예에서, 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 시계 방향 D로 트랙(22) 주위를 회전하도록 구성될 수 있다. 피더 모듈(14a, 14b)은, 배치 모듈(12b)에 있는 마무리되지 않은 제품 또는 회로 기판(18b) 상에 배치되게끔 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)에 부품들을 제공하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 피더 모듈들은, 부품을 회전 방향으로 즉시 진행시키는 배치 모듈을 위해 부품들을 저장할 수 있다. 이 경우, 피더 모듈들(14c, 14d)은, 배치 모듈(12a)에 있는 마무리되지 않은 제품 또는 회로 기판(18a) 상에 배치되게끔 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)에 부품들을 제공하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 트랙 상의 배치 모듈(12a) 앞에 있는 피더 모듈들(14c, 14d)은, 마무리되지 않은 제품 또는 회로 기판(18a) 상에서의 조립을 위해 하이 러너(high-runner) 부분들의 전부 또는 대부분을 포함할 수 있다. 그러나, 드물게, 일부 부품들은, 트랙의 다른 일부인 잠재적으로 피더 모듈(14a, 14b)로부터 온 것일 수 있다. 따라서, 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는, 피더 모듈(14a, 14b)의 부품을 픽업할 수 있고, 제1 배치 모듈(12b)을 건너뛸 수 있고, 대신에, 이후의 배치 모듈(12a)에 위치하는 마무리되지 않은 제품 또는 회로 기판(18a)에 픽업된 부품을 배치하도록 프로그래밍될 수 있다. 일 실시예에서, 각 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는, 트랙(22) 주위로의 각 회전마다 단일 부품을 픽업하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 회전당 두 개 이상의 부품을 픽업하도록 구성될 수 있다.

디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는, 트랙(22) 주위를 고속으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는, 트랙 주위로 5m/s의 속도로 이동할 수 있다. 다른 실시예들에서, 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)의 속도는 더 빠르거나 느릴 수 있다. 또한, 도시된 실시예보다 많거나 적은 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)가 존재할 수 있다. 조립 기계(10)당 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)가 많아질수록, 조립 기계(10)가 부품들을 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a, 18b) 상에 더욱 빠르게 배치하도록 구성될 수 있다. 조립될 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a, 18b) 각각의 위에 디스펜싱 헤드가 항상 있음을 확실히 하도록 많은 개수의 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)를 사용함으로써, 조립 기계(10)의 출력을 최대화하는 데 일조할 수 있다. 추가 디스펜싱 헤드를 시스템에 추가함으로써 많은 디스펜싱 헤드가 존재하여 공정의 최저 속도 단계에서 큐(queue), 백로그(backlog), 라인(line) 등이 발생할 때까지 조립 기계(10)의 속도를 증가시킬 수 있음을 이해하도록 한다. 일부 실시예들에서, 최저 속도 단계는, 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)가 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a, 18b) 상에 부품을 배치할 때의 배치 공정일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 따라서, 최저 속도 단계의 사이클 시간은, 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)의 최대 개수를 갖는 조립 기계(10)의 최종적 최대 속도를 결정할 수 있다. 조립 기계(10)에 추가된 각 추가 디스펜싱 헤드는, 디스펜싱 헤드의 최대 개수에 도달하고 회전의 최저 속도 단계에서 큐 또는 병목이 발생할 때까지 동일한 출력을 시스템에 부가할 수 있다.

본 조립 기계(10)에 의하면, 통상적인 픽앤드플레이스 시스템을 이용하는 기계 속도를 단계들이 상당히 감소시킬 때 속도를 느리게 하지 않고 그 단계들을 추가할 수 있다. 예를 들어, 본 시스템은 피더 모듈 후에 접착 스테이션이 추가되는 것을 허용할 수 있다. 통상적인 단일 또는 이중 배치 헤드 기계에 있어서, 픽업 단계 후에 발생하는 접착 단계는 기계를 상당히 느리게 한다. 대조적으로, 본 개시 내용의 시스템과 기계는 전체 시스템을 느리게 하지 않고 이러한 접착 단계를 추가할 수 있다. 또한, 최대 개수의 디스펜싱 헤드가 기계 상에 있더라도 본 기계의 가능한 속도를 넘도록 속도를 증가시킬 필요가 있다면, 본 개시 내용의 시스템은, 시스템에 초당 배치 개수와 속도를 더욱 증가시키도록 새로운 배치 모듈을 추가할 수 있다. 따라서, 본 개시 내용은, 추가 트랙 부품을 위한 공간에 의해 속도에 대해서만 한정되고, 그 외에는 한정되지 않는다.

조립 기계(10)를 위한 완전한 X 자유도와 Y 자유도는, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a, 18b)의 이동 및 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)의 이동에 의해 달성가능하다. 예를 들어, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a, 18b)은, 배치 모듈(12a, 12b)의 기판 처리 트랙(20)을 따라 (도시한 실시예에서 좌측으로부터 우측으로 또는 우측으로부터 좌측으로) Y 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는, (도시한 실시예에서 위에서 아래로 또는 아래에서 위로) X 방향으로 이동하도록 구성된다. 이는, 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)에 의한 배치 영역에 있는 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a, 18b)의 완전한 영역에 대한 접근을 확실히 한다. 일 실시예에서, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a, 18b)은 배치 동안 되돌아갈 필요없이 한 방향으로만(예를 들어, 좌측에서 우측으로) 이동하면 된다. 다른 실시예들에서, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a, 18b)은, 배치 최적화가 향상되게끔 배치 동안 후방으로 이동하도록 구성될 수 있다.

일례로, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a)의 배치는, 배치 모듈(12a)에 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a)을 배치하거나 수용함으로써 시작될 수 있다. 이는 자동화 공정에 의해 행해질 수 있다. 예를 들어, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a)은, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판에 대하여 이전 조립 공정을 개시하도록 조립 기계(10)의 좌측에 위치하는 이전 기계로부터 온 것일 수 있다. 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a)은 공급 사이트로부터 배치 모듈(12a)에 로봇에 의해 배치될 수 있다. 대안으로, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a)은 배치 모듈(12a)에 수동으로 배치될 수 있다. 조립 기계(10)의 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는, 피더 모듈(14a, 14b, 14c, 14d)로부터 부품들을 픽업하여 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a)의 선행측(또는 도 1의 우측)에 배치하도록 구성될 수 있다. 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a)의 선행측이 채워짐에 따라, 마무리되지 않은 제품이 나 회로 기판은 제품 트랙(20)을 따라 우측으로 이동한다. 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a)이 우측으로 이동함에 따라, 최하부로부터 최상부로 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a)을 가로질러 이동하는 디스펜싱 헤드(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g)는 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a)의 전체 표면에 접근할 수 있다. 본 실시예에서, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a)은, 배치 모듈(12a)에서의 채움 동안 우측 방향으로만 이동할 수 있다. 대안으로, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a)은 공정을 더욱 양호하게 최적화하도록 배치 동안 좌우로 이동할 수 있다.

제1 및 제2 배치 모듈(12a, 12b)은 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18)을 이송하기 위한 각자의 고유한 제품 트랙(22)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 배치 모듈(12a)에 배치되는 부품 채움부는, 전체 회로 기판(18a) 상에 배치될 전체 채움부보다 작거나 겨우 일부분일 수 있다. 기판 처리 시스템(86)은 배치 모듈(12a)과 배치 모듈(12b) 사이에 위치할 수 있다. 기판 처리 시스템(86)은 자신의 고유한 제품 트랙(20)을 포함할 수 있다. 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a)은, 배치될 부품들의 나머지 절반을 위해 기판 처리 시스템(86)의 제품 트랙(20)을 따라 제2 배치 모듈(12b)로 이동할 수 있다. 조립 기계(10)는 전체 공정에 걸쳐 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18a)의 이동 공정을 자동화하도록 구성될 수 있다. 제1 배치 모듈(12a)과 유사하게, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판은 제2 배치 모듈(12b)을 가로질러 좌측에서 우측으로 이동할 수 있고 또는 양 방향으로 이동할 수 있다.

(예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이 그리고 후술하는) 다른 실시예들에서, 배치 모듈(12a 또는 12b) 등의 단일 배치 모듈은, 각 회로 기판이나 기타 제품의 전체 채움 또는 완전한 채움을 제공할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판이나 기타 제품은 배치 동안 제1방향으로 배치 모듈에 의해 공급될 수 있다. 예를 들어, 회로 기판이나 마무리되지 않은 기타 제품은, 디스펜싱 헤드들이 회로 기판이나 마무리되지 않은 기타 제품을 채우는 동안 배치 모듈에서 좌측에서 우측으로 이동할 수 있다. 이어서, 회로 기판이나 마무리되지 않은 기타 제품은 반대 방향으로(우측에서 좌측으로) 배치 모듈로부터 배출될 수 있다. 따라서, 회로 기판이나 마무리되지 않은 기타 제품은 공급되었던 정확하게 동일한 위치로부터 배출될 수 있다. 이 경우, 배치 모듈(12a, 12b)은, 배치 모듈(12a)에 로딩 시스템을 구비하고 배치 모듈(12b)에 언로딩 시스템을 구비하기보다는, 로딩 및 언로딩 시스템을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 기판 처리 시스템(86)은, 조립 기계(10)를 가로질러 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판이나 기타 제품을 이동시킬 필요가 없을 수 있다.

본 발명에서 설명하는 시스템은, 본원에서 설명하는 바와 같이, 사실상 완전하게 유연하며, 맞춤화가능하고 또는 연장가능하다. 도 2는 조립 기계(10) 등의 조립 기계의 다양한 부품들의 분해도를 도시한다. 이러한 부품들은, 필요로 하는 임의의 양의 출력을 위해 시스템에 대하여 가감될 수 있고 또는 맞춤화된 시스템을 생성하도록 이용될 수 있다. 도 2에는, 단부 트랙 모듈(52), 중간 트랙 모듈(50), 헤드(16), 회로 기판(18), 피더 모듈(14), 툴 또는 노즐 변경기(54), 카메라(56), 제품 트랙(20), 및 배치 모듈(12)이 도시되어 있다. 이러한 부품들은 조립 기계(10) 또는 후술하는 조립 기계들(100, 200, 300, 400)의 부품들과 각각 동일할 수 있다. 단부 트랙 모듈(52)과 중간 트랙 모듈(50) 각각은 프레임(95)을 포함할 수 있다. 프레임(95)은, 트랙 모듈들(52, 50)을 유지하도록 구성될 수 있고, 인접하는 트랙 모듈들의 인접하는 프레임들과 연결되도록 구성될 수 있다.

단부 트랙 모듈(52)은 프레임 및 U 형상 트랙을 포함할 수 있다. 단부 트랙 모듈(52)은, 배치 모듈(12) 또는 피더 모듈(14)이 장착될 수 있는 1개의 장착 계면(53)을 트랙의 직선 부분 상에 포함할 수 있다. 카메라와 기타 고정형 처리 스테이션도 단부 트랙 모듈(52) 상에 장착될 수 있다. 유사하게, 중간 트랙 모듈(50)은 중간 트랙 모듈(50)의 양측 상에 있는 트랙들의 직선 연결을 제공할 수 있다. 모듈은 두 개의 개별적인 직선 트랙을 가질 수 있는데, 모듈(50)의 각 측면 상에 하나의 직선 트랙이 있다. 이러한 트랙들의 각각은 배치 모듈(12) 또는 피더 모듈(14)을 위한 1개의 장착 계면(53)을 포함할 수 있다. 단부 트랙 모듈(52)처럼, 카메라 또는 기타 고정형 처리 스테이션이 중간 트랙 모듈(50) 상에 장착될 수 있다.

배치 모듈(12)은, 배치 모듈이 단부 모듈의 트랙의 직선 부분에 또는 중간 모듈의 양 측면에 장착될 수 있게 하는 계면을 제공할 수 있다. 기계가 회로 기판 상의 부품들의 픽앤드플레이스를 위해 구성된 경우, 이 모듈은, 회로 기판 이송 벨트 시스템, 회로 기판 클램프 시스템, 및 회로 기판 지지 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 시스템들의 각각은 고 정밀 서보 축 상에 장착될 수 있다. 회로 기판은, 이 모듈을 다른 회로 기판 이송 모듈로부터 또는 회로 기판 매거진 로더 또는 언로더로부터 입력하도록 구성될 수 있다. 회로 기판은 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판 벨트에 의해 클램핑 위치로 이동될 수 있다. 이어서, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판은 벨트 상의 고정 위치에서 클램핑되고 유지될 수 있다. 이어서, 예를 들어, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판을 지지하기 위한 핀들을 포함하는 회로 기판 지지 시스템을 기동할 수 있다. 배치 모듈(12)은 폭 조절 기구를 더 포함할 수 있다. 벨트, 드라이브, 지지 시스템, 및 폭 조절 기구를 포함한 전체 이송부가, 선형 베어링 및 고 정밀 선형 드라이브 상에 장착될 수 있다. 선형 드라이브는, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판을, 트랙(22)에 대한 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판의 정확한 위치를 확인하도록 배치 헤드(16) 상의 카메라가 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판 상의 마크를 촬상하는 위치로 이동시키도록 구성될 수 있다. 배치 모듈(12)에서의 부품 배치 완료시, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판은, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판 지지부로부터 해제될 수 있고 언댐핑될 수 있고, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판 이송 벨트는, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판을 다른 이송 벨트로 또는 매거진 로더/언로더 내로 이송할 수 있다. 대안으로, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판은 손으로 삽입될 수 있다. 카메라와 기타 고정형 처리 스테이션이 모듈(12) 상에 장착될 수 있다.

계속 도 2를 참조해 보면, 고 정밀 회로 기판 처리 이송 시스템(85)과 함께 고 정밀 배치 모듈(84)이 도시되어 있다. 이 이송 시스템(85)은, 제품 트랙(20), 회로 기판 클램프 시스템, 및 고정된 레일 좌측, 후방, 우측, 및 전방인 모든 4개의 배향으로 고 정밀 Y 드라이브 시스템(87) 상에 장착될 수 있는 회로 기판 지지 시스템을 포함할 수 있다. 이는, 통과 모드 및 단일 측면 인아웃 모드를 허용하며 또한 인라인 및 온라인 모드를 제공한다. 시스템을 통한 마무리되지 않은 제품의 회로 기판의 서로 다른 이송 모드들을 더욱 간략화하도록, 배치 모듈들(12, 84)은, 중간 트랙 모듈(50)의 각 측면 상에 장착된 두 개의 배치 모듈(12, 84)이 중간 트랙 모듈(50)의 중심에 연결될 수 있고 이하의 도 7에 도시한 바와 같이 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18)이 동일한 중간 트랙 모듈(50) 내에서 하나의 배치 모듈로부터 다음 배치 모듈로 직접 통과될 수 있도록 하는 치수를 가질 수 있다.

피더 모듈(14)은, 배치 모듈(12)과 동일한 방식으로 단부 트랙 모듈(52)에 또는 중간 트랙 모듈(50)에 장착될 수 있다. 피더 모듈(14) 상에는, 필요로 하는 모든 부품 피더들이 장착될 수 있다. 피더 계면 모듈은, 부품들이 배치 헤드들(16)에 의해 적절히 픽업될 수 있도록 피더들이 그 부품들을 제공하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 피더 모듈들(14)과 배치 모듈들(12, 84)을 위한 모듈 프레임들의 장착 계면은, 제조 동안 임의의 트랙 모듈(50, 52) 상의 용이한 장착을 위해 동일할 수 있다. 장착 프레임들의 동일한 특성은, 허용오차 축적을 최소화할 수 있고, 임의의 시스템의 피더 모듈들(14)과 배치 모듈들(12, 84)의 상호 교환성을 허용한다. 피더 모듈들(14)과 배치 모듈들(12, 84)은, 제조 스테이지에서 트랙(22)의 길이 내에 구축될 수 있고 고객에게 함께 판매될 수 있다. 이렇게 결합된 피더 모듈/트랙 길이 및 배치 모듈/트랙 길이는, 기존의 트랙 또는 기계에 즉시 추가되도록 또는 맞춤형 트랙 또는 기계의 즉시 구축을 위해 조립 기계의 구매자에게 제공될 수 있다. 그러나, 배치 모듈(12, 84)은, 배치 사이클이 용이해지도록, 부착된 툴 또는 노즐 변경기(54) 및 카메라(56), 또는 기타 처리 시스템(즉, 부품 교정기, 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 섹션을 포함한다. 복수의 트랙 모듈(50, 52)은 트랙(22) 등의 연속 순환 트랙을 형성하도록 연결될 수 있다. 연속 순환 트랙(22)은, 연속 순환 트랙(22) 주위로 회전하고 구성된 디스펜싱 헤드(16)를 수용하고 마무리되지 않은 제품(18)을 적어도 부분적으로 조립하도록 구성될 수 있다. 피더 모듈들(14)은, 연속 순환 트랙(22)의 제1 길이에 부착될 수 있고, 부품을 디스펜싱 헤드(16)에 공급하도록 구성될 수 있다. 부품은, 전자 부품, 툴 헤드, 용접 재료, 접착제, 또는 피더 모듈(14)로부터 디스펜싱 헤드(16)로 제공되는 임의의 것일 수 있다. 배치 모듈(12, 84)은, 연속 순환 트랙(22)의 제2 길이에 부착될 수 있고, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18) 등의 마무리되지 않은 제품을 수용하도록 구성될 수 있다. 디스펜싱 헤드는 부품을 마무리되지 않은 제품 상에 배치하도록 구성될 수 있다. 따라서, 트랙(22)은, 트랙(22)의 복수의 모듈(50, 52) 중 하나 이상을 부착하거나 제거함으로써 재구성될 수 있다. 재구성은, 추가 배치 모듈(12, 84)과 피더 모듈(14)을 수용하거나 제거하도록 하나 이상의 모듈(50, 52)을 부착하거나 제거함으로써 가능해질 수 있다. 연속 순환 트랙(22)은, 기계 가공 또는 다른 영구 변경 공정 없이 재구성될 수 있다. 또한, 연속 순환 트랙(22)은 스크류 드라이버, 렌치, 플라이어 등의 표준 핸드 툴에 의해 재구성될 수 있다.

또한, 본 개시 내용에서 고려하는 조립 방법은, 모듈들(50, 52) 등의 복수의 모듈에 걸쳐 장착되는 트랙(22) 등의 연속 순환 트랙을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 연속 순환 트랙에 의해, 디스펜싱 헤드(16) 등의 디스펜싱 헤드를 수용하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 피더 모듈(14) 등의 제1 피더 모듈을 트랙(22)의 제1 길이에 장착하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 배치 모듈(12) 등의 제1 배치 모듈을 트랙(22)의 제2 길이에 장착하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18) 등의 마무리되지 않은 제품을 디스펜싱 헤드와 적어도 부분적으로 조립하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, A) 트랙의 모듈들 중 하나 이상을 부착하거나 B) 트랙의 모듈들 중 하나 이상을 제거함으로써 연속 순환 트랙을 재구성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은, 조립 기계를 제공하는 단계, 및 피더 모듈을 제거하여 배치 모듈로 교체하거나 배치 모듈을 제거하여 피더 모듈로 교체함으로써 조립 기계를 재구성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은, 하나 이상의 피더 모듈을 추가하거나 하나 이상의 피더 모듈을 제거함으로써 조립 기계를 재구성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은, 하나 이상의 배치 모듈을 추가하거나 하나 이상의 배치 모듈을 제거함으로써 조립 기계를 재구성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본원에서 설명하는 기계 및 시스템의 유연성, 맞춤성, 및 확장성은 도 3 내지 도 6에 도시한 실시예들을 참조하여 표시될 수 있다. 먼저 도 3을 참조해 보면, 다른 조립 기계(100)가 도시되어 있다. 이 조립 기계(100)는, 본 개시 내용에 따라 제조될 수 있는 가장 간단한 기계의 일례일 수 있다. 조립 기계(100)는 트랙의 두 개의 단부 모듈(52)을 포함할 수 있다. 단부 모듈들(52) 중 하나에는 피더 모듈(114a)이 통합되거나 부착된다. 반대측 제2 단부 모듈(52)에는 배치 모듈(184)이 통합되거나 부착된다. 배치 모듈(184)은 기판 처리 시스템(85)을 포함한다. 이 도에서는 두 개의 기판 처리 시스템(186)이 제공될 수 있다. 이러한 기판 처리 시스템들(186)은, 조립 시스템(100)에 장착될 수 있고, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18)을 조립 기계(100)에 및 조립 기계로부터 이송하는 능력을 제공할 수 있다. 이 시스템은 두 개의 디스펜싱 헤드(116a, 116b)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 제1 디스펜싱 헤드(116a)는 피더 모듈(114a)로부터 부품을 픽업하는 것으로 도시되어 있고, 제2 디스펜싱 헤드(116b)는 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18) 상에 부품을 배치하는 것으로 도시되어 있다. 따라서, 기계(100)는, 더욱 많은 모듈과 디스펜싱 헤드를 갖는 큰 기계들에 비해 출력이 제한되는 저가 기계일 수 있다. 그러나, 기계(100)의 부품들(112, 114, 116, 52, 22, 156, 154)은, 더욱 긴 트랙을 갖는 큰 기계들에서 이용될 수 있는 동일한 부품들이다.

이제 도 4를 참조해 보면, 또 다른 조립 기계(200)가 도시되어 있다. 조립 기계(200)는, 서로 다른 많은 피더 모듈들을 필요로 하는 시스템의 일례일 수 있다. 구체적으로, 조립 기계(200)는, 단일 배치 모듈(212)과 함께 7개의 피더 모듈(214a, 214b, 214c, 214d, 214e, 214f, 214g)을 포함한다. 조립 기계(200)는 2개의 단부 트랙 모듈(52)과 3개의 중간 트랙 모듈(50)을 포함한다. 또한, 조립 기계(200)는 6개의 디스펜싱 헤드(216a, 216b, 216c, 216d, 216e, 216f)를 포함한다. 본 실시예에서는, 단일 배치 모듈(212)만이 있기 때문에, 배치 모듈(212)은, 제품 트랙(20) 또는 이송 시스템을 필요로 하지 않고 로딩 및 언로딩 모두를 위해 구성될 수 있다.

조립 기계(200)는 도 3의 조립 기계(100)를 수정하거나 확장함으로써 제조될 수 있음을 이해하도록 한다. 예를 들어, 조립 기계(100)의 단부 트랙 모듈들(52)을 분리할 수 있다. 이후, 통합된 또는 부착된 피더 모듈(214)을 각각 갖는 3개의 중간 트랙(50)을 단부 트랙 모듈들(52)의 최상부 단부와 최하부 단부의 각각 사이에 배치할 수 있다. 이어서, 일단 트랙(22)이 완성되면, 4개의 추가 디스펜싱 헤드(216)를 추가하여 총 6개를 포함할 수 있다.

도 5는 또 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 디스펜싱 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 수정함으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, 조립 기계(200)로부터 조립 기계(300)를 제조하려면, 조립 기계(200)의 최상부와 최하부 각각 상에 있는 2개의 중간 트랙 모듈(50)을 해당하는 각 피더 모듈(214c, 214d, 214e, 214f)과 함께 제거하면 된다. 또한, 2개의 디스펜싱 헤드(216a, 216b)를 제거하여, 조립 기계(300) 상에 도시된 4개를 남겨둘 수 있다. 유사하게, 피더 모듈(314)이 있는 중간 트랙 모듈(50)을 2개의 추가 디스펜싱 헤드와 함께 조립 기계(100)에 추가하여, 조립 기계(300)를 제조할 수 있다.

이제 도 6을 참조해 보면, 또 다른 조립 기계(400)가 도시되어 있다. 조립 기계(400)는, 5개의 피더 모듈(414a, 414b, 414c, 414d, 414e), 9개의 디스펜싱 헤드(416a, 416b, 416c, 416d, 416e, 416f, 416g, 416h, 416i), 및 3개의 배치 모듈(412a, 412b, 412c)을 포함한다. 배치 모듈들(412a, 412b, 412c)은, 서로 다른 크기의 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판들(418a, 418b, 418c)과 함께 도시되어 있다. 예를 들어, 배치 모듈(412a)은 최소 회로 기판(418a)을 포함한다. 배치 모듈(412b)은 최대 회로 기판(418b)을 포함한다. 배치 모듈(412c)은 중간 크기의 회로 기판(418c)을 포함한다. 따라서, 단일 조립 기계가 서로 다른 다양한 종류의 회로 기판들이나 기타 제품들의 조립체를 수용할 수 있음을 이해하도록 한다. 이러한 배치 모듈들(412a, 412b, 412c)의 각각은, 각자의 고유한 로딩 및 언로딩 시스템, 및 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판을 배치 모듈들(412a, 412b, 412c)에 자동적으로 또는 수동적으로 제공하기 위한 각자의 고유한 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판 매거진 로더 또는 언로더 시스템을 포함할 수 있다.

본 개시 내용에서 설명하는 조립 기계들은 다양한 크기와 부품을 갖는다. 그러나, 본 개시 내용의 원리를 이용하여 크기 제한이 없는 기계를 제조할 수 있음을 이해하도록 한다. 트랙의 임의의 길이 및 피더 모듈과 배치 모듈 그리고 디스펜싱 헤드의 의 임의의 개수를 고려할 수 있다. 또한, 배치 모듈들은 동일한 위치에 회로 기판들을 로딩 및 언로딩할 수 있다. 대안으로, 제1 배치 모듈은, 초기 배치 사이클 동안 회로 기판을 로딩할 수 있고, 이어서 제품 트랙(20)을 통해 제2 배치 사이클 동안 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판을 제2 배치 모듈에 제공할 수 있다.

또 다른 조립 기계(500)는 도 7에 도시되어 있다. 이 조립 기계(500)는, 조립 기계(500)에 서로 다른 4개의 조립 라인(550, 552, 554, 556)이 있다는 점에서 "공장 기계"라고 고려할 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 디스펜싱 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 각각 서로 다른 종류의 회로 기판이나 기타 마무리되지 않은 제품을 조립하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 회로 기판이나 기타 마무리되지 않은 제품은 제품 트랙(20)을 따라 최상위 배치 모듈(512a, 512c, 512e, 512g)로부터 최하위 배치 모듈(512b, 512d, 512f, 512h)로 이동할 수 있다. 기판 처리 시스템(586)은, 조립 라인들의 각 단부에 부착될 수 있고, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판의 이송이 용이해지도록 배치 모듈들(512a, 512b, 512c, 512d, 512e, 512f, 512g, 512h)에 부착될 수 있다. 이 기계는, 다수의 중간 모듈들에 걸치기보다는 제품 트랙들(20)이 단일 중간 모듈의 단부들 사이에 위치하는 시스템을 표시한다.

본 개시 내용에 따라 제공되는 시스템 또는 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)는 필요한 피더 모듈들(14, 114, 214, 314, 414, 514)의 개수에 의해 속도 면에서 제한되지 않을 수 있음을 이해하도록 한다. 다시 말하면, 트랙(22)의 양을 늘리는 것은, 추가 길이를 보상하도록 적절한 개수의 디스펜싱 헤드들(16, 116, 216, 316, 416, 516)이 시스템에 추가된다면, 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)의 출력을 느리게 하지 않는다. 또한, 시스템 또는 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)의 출력은 각 피더나 피더 모듈들(14, 114, 214, 314, 414, 514)의 장소나 위치와는 독립적일 수 있다. 디스펜싱 헤드(16, 116, 216, 316, 416, 516)의 전체 사이클은, 디스펜싱 헤드(16, 116, 216, 316, 416, 516)가 피더로부터 부품을 픽업할 필요가 있는 곳에 상관없이, 동일한 시간 양을 취한다. 이는, 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 없음을 의미한다. 본원에서 설명하는 조립 기계들(10, 100, 200, 300, 400, 500)의 최적화는, 부품들이 제공되는 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18)이나 기타 제품의 이동을 최소화함으로써 달성될 수 있다. 이러한 최적화는, 시스템의 디스펜싱 헤드들(16, 116, 216, 316, 416, 516)이 고 가속 및 감속률을 갖고 고속으로 이동하는 동안 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18, 118, 218, 318, 418, 518)이나 기타 제품의 조용한 이동을 제공한다.

또한, 본 개시 내용에 따른 시스템 또는 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)는 속도 면에서 조정가능하다. 모든 디스펜싱 헤드(16, 116, 216, 316, 416, 516)는 예측가능한 시간에 완전한 픽앤드플레이스 사이클을 거칠 수 있다. 이러한 시간은, 디스펜싱 헤드들(16, 116, 216, 316, 416, 516)에 의해 형성되는 정지 또는 느려짐의 개수 및 트랙 길이에 의해 결정될 수 있다. 통상적인 사이클에서는, 4개의 단계, 즉, 픽업 정지, 비전/카메라 정지, 느려짐 또는 스테이션, 배치 정지, 및 노즐 변경 정지가 있을 수 있다. 트랙의 길이는, 픽앤드플레이스 사이클 당 피더 모듈(14, 114, 214, 314, 414, 514) 및/또는 배치 모듈(12, 84, 184, 212, 312, 412, 512)의 개수에 의해 결정될 수 있다. 배치 모듈들(12, 84, 184, 212, 312, 412, 512)을 추가함으로써, 트랙의 동일한 길이를 따른 디스펜싱 헤드 당 기계들(10, 100, 200, 300, 400, 500)의 속도가 증가될 수 있다.

이제 도 8을 참조해 보면, 트랙(22)에 부착되어 있는, 디스펜싱 헤드들(16) 중 하나의 측단면도가 도시되어 있다. 디스펜싱 헤드(16)는 디스펜싱 헤드들(16, 116, 216, 316, 416, 516) 중 임의의 것과 정확하게 동일한 헤드일 수 있음을 이해하도록 한다. 도시한 실시예에서, 디스펜싱 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), 툴 또는 노즐 변경기(36), 및 공기 밀봉부(37)를 포함할 수 있음을 이해하도록 한다. 트랙(22)은, 자석 레일(38), 프레임(40), 베어링 레일(42), 및 공기 분산 시스템(43)을 가리킬 수 있다. 따라서, 트랙(22)은, 자성을 가질 수 있고, 디스펜싱 헤드(16)의 선형 모터 코일 유닛(26)과 트랙(22)의 자석 레일(38)을 포함하는 영구 자석 모터(44)를 포함할 수 있다. 자석 레일(38)은, 서로 인접하여 배치된 많은 자석들을 포함할 수 있다. 자석 레일(38)은, 디스펜싱 헤드(16)의 선형 모터 코일 유닛(26)과 함께, 트랙(22) 상에서 디스펜싱 헤드(16)를 이동시킬 수 있다. 대안으로, 트랙(22)은 복수의 코일을 포함할 수 있는 한편 디스펜싱 헤드(16)는 영구 자석들을 포함할 수 있다.

트랙(22)의 프레임(40)은 트랙(22)과 디스펜싱 헤드(16)를 지지하도록 기능할 수 있다. 프레임(40)은, 금속, 주철, 스테인리스 스틸, 목재, 또는 트랙(22)을 지지할 수 있는 임의의 재료로 제조될 수 있다. 프레임(40)은, 순환 트랙(22)을 수용하도록 프레임의 길이를 따른 서로 다른 지점들에서 곡선형일 수 있다. 그러나, 프레임(40)과 트랙(22)의 곡선은, 선형 모터(44)가 디스펜싱 헤드(16)에 대한 가속, 감속, 및 속도의 필요량을 제공하도록 계속 기능할 수 있을 정도로 충분히 큰 반경을 갖는 코너 또는 곡선을 고려해야 한다.

자석 레일(38)은 트랙(22)의 전제 길이 주위에서 프레임(40)에 부착될 수 있다. 자석 레일(38)은 영구 자석 선형 모터(44)의 일부일 수 있다. 선형 모터 코일 유닛(26)과 함께 영구 자석 모터(44)의 자석 레일(38)은 트랙(22) 주위에서의 디스펜싱 헤드(16)의 움직임을 강요할 수 있다. 영구 자석 선형 모터 시스템(26, 38, 44)은 트랙(22) 상의 복수의 디스펜싱 헤드(16)를 독립적으로 구동하도록 프로그래밍될 수 있다. 선형 모터 코일 유닛(26)은 철심 코일 유닛일 수 있다. 또한, 자석 레일(38)은, 선형 모터 코일 유닛(26)과 함께, 픽앤드플레이스 헤드(16)를 트랙(22)에 부착하기 위한 부착 기구일 수 있다. 다른 실시예들에서, 영구 자석 선형 모터(44)는, 스위치 릴럭턴스 선형 모터 등의 다른 드라이브 및 부착 기구로 교체될 수 있다. 또 다른 일 실시예에서, 영구 자석 선형 모터(44)는 구동 휠로 교체될 수 있다. 또 다른 일 실시예에서, 디스펜싱 헤드들(16)은 이동형 영구 자석을 포함할 수 있고, 트랙(22)은 대신에 복수의 고정형 철심 코일 또는 선형 모터 코일을 포함할 수 있다. 자석 대신에 구동 휠이 사용되는 경우, 트랙(22) 상의 디스펜싱 헤드들(16)을 유지하도록 추가 레일이 필요할 수 있다. 이 경우, 디스펜싱 헤드들(16)이 트랙(22)으로부터 떨어지지 않도록 추가 레일이 필요할 수 있다. 영구 자석 선형 모터(44)가 사용되는 실시예에서, 디스펜싱 헤드들(16)은 선형 모터 코일 유닛(26)의 자력에 의해 트랙(22)에 부착될 수 있다. 본 실시예에서, 디스펜싱 헤드를 시스템에 추가하는 것은, 조립 기계(10) 또는 트랙(22)의 제어 시스템에 의해 디스펜싱 헤드를 트랙(22) 상의 제 위치에 스냅핑한 후 디스펜싱 헤드를 기동하는 것만큼 간단한 것일 수 있다.

디스펜싱 헤드(16) 등의 디스펜싱 헤드를 제공하는 단계를 포함할 수 있는 조립 방법을 또한 고려할 수 있다. 방법은 트랙(22) 등의 트랙을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은, 디스펜싱 헤드와 트랙 내에 위치하는 시스템(26, 38, 44) 등의 영구 자석 선형 모터 시스템을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 디스펜싱 헤드를 트랙에 자기적으로 부착하는 단계, 디스펜싱 헤드를 트랙을 따라 자기적으로 이동시키는 단계, 및 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18) 등의 마무리되지 않은 제품을 디스펜싱 헤드와 적어도 부분적으로 조립하는 단계를 포함할 수 있다. 디스펜싱 헤드(16)는 접촉 레일(35)을 포함할 수 있다. 접촉 레일(35)은, 동력, 전기, 또는 기타 전기 신호를 반송하는 트랙(22)의 프레임(40)의 일부와 접촉하도록 구성될 수 있다. 따라서, 트랙(22)은 동력을 접촉 레일(35)로부터 디스펜싱 헤드(16)로 제공하도록 구성될 수 있다. 접촉 레일(35)은 도 8에서 두 개의 접촉 위치로 이루어진 것으로 도시되어 있다. 그러나, 접촉 레일(35)은 두 개보다 많은 접촉부를 포함할 수 있음을 이해하도록 한다. 예를 들어, 접촉 레일(35)은 2개 내지 10개의 접촉 위치를 포함할 수 있다. 또한, 이는, 트랙(22) 또는 조립 기계(10)의 제어 시스템으로부터 디스펜싱 헤드(16)로 전달될 통신을 허용할 수 있다. 접촉 레일(35)은 동력 및 통신 신호를 전달하기 위한 접촉부들(35a, 35b)을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 통신은 트랙(22)의 제어 시스템으로부터 제공될 수 있고, 또는 조립 기계(10)가 Wi-Fi, Zigbee 등을 통해 디스펜싱 헤드(16)와 무선 통신할 수 있다.

따라서, 조립 기계(10)는, 예를 들어, 배치 모듈들(12, 84, 184, 212, 312, 412, 512) 중 하나 이상 내에 위치할 수 있는 제어 시스템(1000)(이하의 도 11에서 더욱 구체적으로 도시되어 있음)을 포함할 수 있다. 따라서, 조립 기계(10)는, 디스펜싱 헤드들(16)의 각각과 제어 시스템(1000) 간에 개별적인 통신을 제공하도록 구성된 버스 통신 시스템을 포함할 수 있다. 개별적인 복수의 디스펜싱 헤드(16)의 각각은 별도의 와이어에 의해 제어 시스템(1000)에 연결되지 않을 수 있다. 대신에, 디스펜싱 헤드들은, 예를 들어, 대상 디스펜싱 헤드들(16)에 데이터 패킷을 제공할 수 있는 버스 시스템에 연결될 수 있다.

또 다른 일 실시예에서는, 트랙(22) 등의 연속 순환 트랙을 제공하는 단계를 포함할 수 있는 방법을 고려할 수 있다. 방법은 디스펜싱 헤드(16) 등의 복수의 디스펜싱 헤드를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 제어 시스템(1000) 등의 제어 시스템을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 버스 통신 시스템을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이어서, 방법은, 트랙 주위로 복수의 디스펜싱 헤드를 서로 독립적으로 회전시키는 단계 및 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18) 등의 마무리되지 않은 제품을 디스펜싱 헤드들과 적어도 부분적으로 조립하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 복수의 디스펜싱 헤드의 각각과 제어 시스템 간에 버스 통신 시스템을 통해 개별적으로 통신하는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 디스펜싱 헤드의 각각은 별도의 와이어에 의해 제어 시스템에 연결되지 않을 수 있다.

디스펜싱 헤드(16)는 트랙(22) 주위로 디스펜싱 헤드(16)를 이동시키기 위한 베어링 시스템(28)을 더 포함할 수 있다. 베어링 시스템(28)은 캠 팔로워 베어링 또는 다른 유형의 베어링 시스템일 수 있다. 베어링 시스템(28)은 디스펜싱 헤드(16)에 필요로 하는 위치 정밀도가 결여되게 할 수 있기 때문에, 일 구성에서, 디스펜싱 헤드(16)는 트랙(22) 또는 프레임(40)에 대하여 자신의 위치를 측정하도록 구성될 수 있다. 본 실시예는 도 9A와 도 9B에 도시되어 있다. 본 실시예에서, 디스펜싱 헤드(16)는, 유도형, 용량형, 레이저 또는 기타 거리 측정 기술로 된 것일 수 있는, 제1 센서(60), 제2 센서(61), 제3 센서(62), 및 제4 센서(63)를 포함할 수 있는 트랙(22)에 대한 픽앤드플레이스 헤드의 부착 기구 또는 픽앤드플레이스 헤드(16)의 위치를 감지하기 위한 위치 감지 시스템(59)을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 위치 감지 시스템(59)은 움직임 감지 시스템일 수 있다. 위치 감지 시스템(59)은 트랙에 대한 스핀들(30)의 위치 및/또는 회전을 감지하도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 센서들(60, 61)은, 회전 R1에 의해 정의되는, 제1 면에서의 회전을 결정하도록 구성될 수 있다. 제3 및 제4 센서들(62, 63)은, 회전 R2에 의해 정의되는, 제1 면에 수직인 제2면에서의 회전을 결정하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서는 4개보다 많은 센서를 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 6개의 센서를 이용하여 트랙에 대한 스핀들(30) 또는 디스펜싱 헤드(16)의 위치를 연속 감지할 수 있다. 이 위치 감지 시스템(59)은, 서브 마이크로미터 정밀도를 제공할 수 있고, 트랙(22)에 대한 디스펜싱 헤드(16)의 위치를 감지하는 서브 마이크로미터 선형 인코더 헤드(64)를 포함할 수 있다. 전체적으로, 이 위치 감지 시스템(59)에 의해, 트랙(22) 또는 프레임(40)에 대한 디스펜싱 헤드(16)의 노즐(31)의 위치를 알 수 있거나 보정할 수 있다.

또한, 픽앤드플레이스 헤드(16) 등의 픽앤드플레이스 헤드를 제공하는 단계를 포함할 수 있는 방법을 고려할 수 있다. 방법은, 픽앤드플레이스 헤드가 트랙을 따라 이동가능하도록 트랙(22) 등의 트랙에 픽앤드플레이스 헤드를 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 픽앤드플레이스 헤드에 의해, 트랙에 대한 픽앤드플레이스 헤드의 위치를 감지하는 단계를 포함할 수 있다. 이어서, 방법은, 트랙 상의 픽앤드플레이스 헤드에 의해 부품을 픽업하는 단계 및 픽앤드플레이스 헤드에 의해 부품을 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18) 등의 전자 조립체 상에 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

다시 도 8을 참조해 보면, 디스펜싱 헤드(16)는 공기 밀봉부(37)를 포함할 수 있는 한편 트랙(22)은 공기 분산 시스템(43)을 포함할 수 있다. 이러한 트랙(22)의 공기 분산 시스템(43)은 도 10에 도시되어 있다. 압축 공기를 이동하는 디스펜싱 헤드(16)에 제공하도록, 디스펜싱 헤드는, 자신의 고유한 압축 공기 공급을 필요로 하거나, 압축 공기 공급을 트랙(22) 또는 조립 기계(10)에 의해 제공되게 한다. 도시한 실시예에서, 트랙은 전체 트랙(22) 주위를 둘러싸는 공기 분산 시스템(43)을 포함한다. 공기 분산 시스템(43)은 트랙(22)에 도 9에 도시한 공기 밸브들(70)을 포함하는 도관일 수 있다. 도 10에 도시한 바와 같이, 공기 밸브들(70)은, 디스펜싱 헤드(16)가 기동될 필요가 있을 수 있는 규칙적인 위치에 또는 불규칙적인 위치에 트랙(22)에 걸쳐 분산될 수 있다. 트랙(22)은, 일단 밸브(70)가 개방되면 공기가 디스펜싱 헤드(16)에 전달되는 공기 전달 홀(72)을 더 포함할 수 있다. 디스펜싱 헤드(16)는, 공기를 수용하여 개구(76) 외부의 헤드의 나머지로 배출하는 슬라이딩 슈 부품(74)을 포함할 수 있다. 밸브들(70)은, 디스펜싱 헤드(16)의 슬라이딩 슈 부품(74)이 밸브(70)와 일렬로 정렬될 때에만 개방되도록 구성될 수 있다. 공기 밸브들(70)은, 예를 들어, 노즐(31)을 기동하도록 공기를 공기 분산 시스템(43)으로부터 디스펜싱 헤드(16)로 제공할 수 있다. 밸브들(70)은, 이동하는 디스펜싱 헤드(16)에 의해, 구체적으로는, 밸브(70) 위에 위치하는 디스펜싱 헤드(16)의 슬라이딩 슈 부품(74)에 의해 트리거되는 센서에 의해 기동될 수 있다. 슬라이딩 슈 부품(74) 또는 포켓은, 시스템의 리던던시(redundancy)를 보장하도록 밸브들(70) 간의 거리의 두 배보다 긴 길이를 가질 수 있다. 공기 분산 시스템(43)은 슬라이딩 슈 부품(74), 밸브(70), 공기 전달 홀(72), 노즐(31), 또는 트랙 내의 공기를 분산하는 트랙(22)(도시하지 않음) 내의 도관 중 임의의 것을 가리킬 수 있다는 점을 이해하도록 한다. 공기 분산 시스템(43)은, 디스펜싱 헤드(16)가 이동형 또는 고정형일 때 연속 순환 트랙을 따라 임의의 위치에 있는 디스펜싱 헤드(16)에 공기를 분산하도록 구성될 수 있다. 공기 분산 시스템(43)은, 대안으로, 모든 위치가 아니라 트랙(22)을 따라 복수의 위치에 있는 디스펜싱 헤드에 공기를 제공하도록 구성될 수 있다.

또한, 조립 방법은 트랙(22) 등의 연속 순환 트랙을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 연속 순환 트랙에 부착된 디스펜싱 헤드(16) 등의 디스펜싱 헤드를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 트랙 주위로 디스펜싱 헤드를 회전시키는 단계 및 트랙에 의해 공기를 디스펜싱 헤드에 분산하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 디스펜싱 헤드에 압축 공기를 제공하는 단계, 및 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18) 등의 마무리되지 않은 제품을 디스펜싱 헤드들과 적어도 부분적으로 조립하는 단계를 포함할 수 있다.

디스펜싱 헤드(16)는 노즐(31)을 포함할 수 있다. 노즐(31)은 진공 또는 그리퍼(gripper) 노즐일 수 있다. 노즐(31)은, 디스펜싱 헤드(16)의 노즐 변경기(36) 또는 툴로 변경될 수 있고, 또는 모두 당업계에 공지되어 있는 툴 변경기(54) 등의 고정형 툴 변경 스테이션을 방문함으로써 변경될 수 있다.

일 실시예에서, 디스펜싱 헤드(16)는, 배치 전에 배치 모듈(12, 84, 184, 212, 312, 412, 512) 상에 위치하는 카메라(56) 위로 이동하도록 구성될 수 있다. 이는 부품의 센터링 및 비전 검사를 가능하게 할 수 있다. 이 카메라(56)는, 이동 중인 화상을 결상하는 광 특징부를 사용함으로써 부품이 카메라의 최상부 위로 이동하는 동안 그 부품의 사진을 찍도록 구성될 수 있다. 카메라는, 이 사진을 찍은 후, 이제, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18) 상의 특징부와 일렬로 정렬될 필요가 있는 부품의 특징부의 사진을 취득했을 수 있다. 부품의 특징부를 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판과 일렬로 정렬할 수 있도록, 광 플래시 동안 카메라(56)에 의해 화상을 얻은 순간에 배치 헤드의 정확한 위치를 취득하는 것이 필요하다. 디스펜싱 헤드(16)에 대한 연결은 버스로 이루어지므로, 이 연결에는 지연이 있으며, 본 개시 내용에 의해 화상 취득 동안 헤드의 정확한 위치를 캡처하는 새로운 방식을 고려할 수 있다. 이를 위해, 배치 헤드(16)는, 카메라가 디스펜싱 헤드(16) 또는 디스펜싱 헤드(16)의 소자에 의해 반송되는 부품을 조명할 때 카메라(56)로부터 광 플래시를 검출하도록 구성된 광 캡처 센서(46)를 구비할 수 있다. 이 광 센서(46)는 디스펜싱 헤드(16) 상의 로컬 제어 시스템에 연결되며, 로컬 제어 시스템은, 디스펜싱 헤드(16) 상에 또한 장착되어 있는 인코더 판독 헤드(33)에 의해 디스펜싱 헤드(16)의 광 플래시 순간의 정밀한 인코더 위치를 즉시 판독할 수 있다. 이제, 화상 취득 동안 디스펜싱 헤드(16)의 정확한 위치는 버스를 통해 배치 모듈에 송신될 수 있다. 이는, 배치 헤드 선형 모터 드라이브 시스템(26,38)에 의한 배치(12, 84, 184, 212, 312, 412, 512)의 X 보정 및 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18)을 위한 제품 트랙(20) 또는 고 정밀 이송 시스템(85)에 의한 Y 보정을 가능하게 한다.

방법은, 또한, 디스펜싱 헤드(16) 등의 디스펜싱 헤드를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 디스펜싱 헤드에 위치하는 제어 시스템을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 디스펜싱 헤드에 위치하는 센서(46) 등의 광 캡처 센서를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 카메라(56) 등의 고정형 카메라를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 디스펜싱 헤드 상의 부품에 대하여 고정형 카메라에 의해 광을 플래싱하거나 디스펜싱 헤드의 소자에 대하여 광을 플래싱하는 단계를 포함할 수 있다. 이어서, 방법은 제어 시스템에 의해 광 플래시의 순간에 정밀한 인코더 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 또한, 디스펜싱 헤드에 의해, 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판(18) 등의 마무리되지 않은 제품을 적어도 부분적으로 조립하는 단계를 포함할 수 있다.

본 개시 내용의 디스펜싱 헤드(16)는 시스템의 전체 속도에 영향을 끼치지 않고 또는 그 전체 속도를 감속하지 않고 많은 유형의 부품들을 픽업하고 배치할 수 있다. 각 디스펜싱 헤드(16)는 모든 크기 범위와 치수의 부품들을 배치할 수 있다. 기판으로의 이동 시간은 최신 시스템에서 그러하듯이 헤드 당 많은 배치에 대하여 상각(amortize)될 필요가 없기 때문에, 개별적인 각 디스펜싱 헤드(16)에 대한 스핀들 카운트도 감소될 수 있다. 12개 내지 30개의 스핀들을 갖는 헤드를 제조하려면, 소정의 디스펜싱 헤드에 의해 수용될 수 있는 부품 크기를 심각하게 제한해야 한다. 따라서, 최신 시스템에서, 서로 다른 많은 헤드들은 전체 범위의 부품들을 배치할 필요가 있다. 디스펜싱 헤드들은 복귀할 필요가 없으므로, 통상적인 다른 시스템들에 비해 부품 능력은 더욱 크면서 적은 개수의 스핀들을 구현할 수 있다. 각 디스펜싱 헤드(16)는, 또한, 부품들을 넓은 배치력 범위로 배치할 수 있다. 이는 한 종류만의 디스펜싱 헤드(16)가 전체 배치 작업의 고속 완료를 행할 수 있는 기계를 허용한다.

본원에서 개시하는 디스펜싱 헤드들(16)과는 다른 헤드들을 이용할 수 있음을 이해하도록 한다. 예를 들어, 헤드들(16)은 용접부, 스크류 드라이빙, 해머링 등일 수 있다. 또한, 트랙을 위해 트랙 모듈(52)과 중간 트랙 모듈(50)의 다른 형상을 고려할 수 있다. 헤드들이 사이클링할 수 있게 하는 임의의 형상 트랙이, 본원에서 개시하는 시스템과 기계에 적합할 수 있다.

또 다른 일 실시예에서, 시스템 또는 조립 기계는 완전하게 연속적인 트랙을 포함하지 않을 수 있다. 대신에, 긴 직선 트랙의 각 단부에 턴어라운드 기구가 있을 수 있다. 이는, 하나의 디스펜싱 헤드만을 사용하는 시스템에서 특히 유리할 수 있다. 일 실시예에서, 회전 기구는, 헤드를 픽업하여 수직 축을 중심으로 90도 또는 180도 회전시킨 후 그 헤드를 트랙 상에 다시 떨어뜨릴 수 있다. 이는 헤드들를 위한 더욱 컴팩트한 사이클들을 생성할 수 있어서, 시스템의 풋프린트를 최소화할 수 있다.

또 다른 일 실시예에서, 시스템의 디스펜싱 헤드는 다수의 노즐을 갖는 다수의 스핀들을 반송할 수 있다. 다수의 스핀들은, 디스펜싱 헤드가 각 사이클 동안 배치할 다수의 부품들을 픽업하게 할 수 있다. 예를 들어, 3개의 스핀들 조립체를 갖는 디스펜싱 헤드는, 배치 모듈로 이동하기 전에 서로 다른 3개의 피더 뱅크로부터 3개의 부품을 픽업할 수 있다. 이는 헤드들의 동일한 움직임 파라미터들과 개수를 위한 시스템 또는 조립 기계의 잠재적 출력을 증가시키는 데 일조할 수 있다.

또 다른 일 실시예에서, 배치 모듈(12, 84, 184, 212, 312, 412, 512)은, 전체 조립 기계(10, 100, 200, 300, 400, 500)를 위한 각자의 고유한 제어 시스템을 포함할 수 있다. 다수의 스테이션(예를 들어, 도 1의 12a와 12b)의 경우에, 한 스테이션은, 마스터이고, 다른 배치 스테이션들을 위한 작업을 시작하도록 디스패칭 헤드들을 제어할 수 있다. 도 1에 도시한 실시예에서, 예를 들어, 배치 모듈(12a)은 전체 기계를 위한 제어 시스템을 수용할 수 있는 한편, 배치 모듈(12b)은 배치 모듈(12b)만을 제어하는 제어 시스템을 갖는 슬레이브 배치 모듈일 수 있다.

또 다른 일 실시예에서, 배치 모듈(12, 84, 184, 212, 312, 412, 512)은 독립적으로 이동하는 2개 이상의 회로 기판 또는 기타 장착 표면 테이블을 포함할 수 있다. 이러한 이중 또는 삼중 레인 구성(또는 그 이상)에서도, 이중 또는 삼중 제품 트랙(20)(또는 그 이상)을 필요로 할 수 있다. 1개보다 많은 레인은, 회로 기판들 또는 기타 제품들 간의 전환 시간을 최적화할 수 있다. 예를 들어, 다음 회로 기판은, 제1 회로 기판이 조립되고 있는 동안 제 위치에 배치될 수 있다. 이는, 적은 개수의 부품들이 배치되고 이에 따라 회로 기판들 간의 택트(tact) 시간이 짧은 마무리되지 않은 제품이나 회로 기판의 경우에 특히 중요할 수 있다.

이제 도 11을 참조해 보면, 본원에서 설명하는 방법들 중 임의의 것을 구현하는 데 사용될 수 있고 제어 시스템(1000)을 나타낼 수 있거나 대안으로 디스펜싱 헤드(16) 내에 위치하는 임의의 제어 또는 컴퓨터 시스템을 나타낼 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드와 컴퓨터 시스템의 구조가 도시되어 있다.

본 개시 내용의 양상들은, 완전한 하드웨어 실시예,（펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로코드 등을 포함하는) 완전한 소프트웨어 실시예, 또는 소프트웨어 양상와 하드웨어 양상을 결합하는 실시예의 형태를 취할 수 있으며, 이들 모두는 일 반적으로 본원에서 "회로", "모듈", 또는 "시스템"이라 칭할 수 있다. 게다가, 일 실시예에서, 본 개시 내용은, 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드가 내부에 저장된, 하나 이상의 물리적으로 접촉가능한(예를 들어, 하드웨어) 컴퓨터 판독가능 매체(들) 또는 디바이스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있고, 상기 프로그램 코드는, 본 발명의 방법들을 구현하게끔 컴퓨터 또는 제어 시스템의 프로세서에 의해 실행되도록 구성된다. 일 실시예에서, 상기 프로그램 코드를 저장하는, 물리적으로 접촉가능한 컴퓨터 판독가능 매체(들) 및/또는 디바이스(들)예를 들어, 하드웨어 매체 및/또는 디바이스들)는, 일반적으로 신호를 포함하지 않으며, 구체적으로는 일시적 신호를 포함하지 않으며, 상기 프로그램 코드는 본 발명의 방법들을 구현한다.

하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체(들) 또는 디바이스들의 임의의 조합을 사용할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 신호 매체 또는 컴퓨터 판독가능 저장 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는, 예를 들어, 전자, 자기, 광, 전자기, 적외선, 또는 반도체 시스템, 장치, 또는 디바이스, 또는 이들의 임의의 적절한 조합일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체 또는 디바이스의 더욱 구체적인 예들(비배타적 리스트)은, 전기 접속부, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 하드 디스크, RAM, ROM, EPROM 또는 플래시, 무선 주파수 식별 태그, 휴대용 CD-ROM, 광 저장 디바이스, 자기 저장 디바이스, 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함할 수 있다. 본원의 문맥에서, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는, 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 관하여 사용하기 위한 프로그램을 포함할 수 있거나 저장할 수 있는 임의의 물리적으로 접촉가능한 매체 또는 하드웨어 디바이스일 수 있다.

컴퓨터 판독가능 신호 매체는, 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드가 내부에 포함되어 있는 전파 데이터 신호, 예를 들어, 이더넷 케이블을 통해 이동하는 브로드 캐스트 무선 신호 또는 디지털 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 전파 신호는, 전자기 신호, 광 펄스, 반송 신호의 변조, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 다양한 형태들 중 임의의 것을 취할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

컴퓨터 판독가능 매체 상에 포함된 프로그램 코드는, 무선 통신 매체, 광섬유 케이블, 도전성 케이블, 무선 주파수 또는 적외선 전자기 송신 등, 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함한 임의의 적절한 매체를 사용하여 송신될 수 있지만, 이러한 예들로 한정되지 않는다.

본 발명의 양상들을 위한 동작을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드는, Java, Smalltalk, C++을 포함하지만 이에 한정되지 않는 하나 이상의 프로그래밍 언어들과 JavaScript, Perl, PHP를 포함하지만 이에 한정되지 않는 하나 이상의 스크립팅 언어들의 임의의 조합으로 기입될 수 있지만, 이러한 예들로 한정되지 않는다. 프로그램 코드는, 사용자의 컴퓨터에서 완전하게, 독립형 소프트웨어 패키지로서 사용자의 컴퓨터에서 부분적으로, 사용자의 컴퓨터에서 부분적으로 및 원격 컴퓨터에서 부분적으로, 또는 원격 컴퓨터나 서버에서 완전하게 실행될 수 있다. 후자의 경우, 원격 컴퓨터는, LAN, WAN, 인트라넷, 엑스트라넷, 또는 LAN, WAN, 인트라넷, 엑스트라넷의 조합을 포함할 수 있는 기업 네트워크를 포함하는 임의의 유형의 네트워크를 통해 사용자의 컴퓨터에 연결될 수 있고, 그 연결은, (예를 들어, 인터넷 서비스 제공자를 이용하여 인터넷을 통해) 외부 컴퓨터에 대하여 이루어질 수 있다.

본 개시 내용의 양상들은, 본 발명의 실시예들에 따른 장치(시스템) 및 컴퓨터 프로그램 제품을 참조하여 전술하였으며 후술한다. 제어 시스템(1000) 또는 디스펜싱 헤드 제어 시스템은 컴퓨터 프로그램 명령어들에 의해 동작가능하게 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램 명령어들은, 컴퓨터 또는 기타 프로그래밍가능 데이터 처리 장치의 프로세서를 통해 실행되는 명령어들이 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들에서 특정된 기능/액트를 구현하기 위한 수단을 생성하게끔 기계를 제조하도록 범용 컴퓨터, 전용 컴퓨터, 또는 기타 프로그래밍가능 데이터 처리 장치의 프로세서에 제공될 수 있다.

이러한 컴퓨터 프로그램 명령어들은, 또한, 컴퓨터, 기타 프로그래밍가능 데이터 처리 장치, 또는 기타 디바이스가 구체적인 방식으로 기능하게 할 수 있는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있고, 이때, 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들에서 특정된 기능/액트를 구현하는 명령어들을 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 명령어들이, 제조 용품을 생산한다.

컴퓨터 프로그램 명령어들은, 또한, 일련의 동작 단계들이 컴퓨터, 기타 프로그래밍가능 데이터 처리 장치, 또는 기타 디바이스에서 수행되도록 컴퓨터, 기타 프로그래밍가능 데이터 처리 장치, 또는 기타 디바이스에 로딩될 수 있고, 이때, 컴퓨터 또는 기타 프로그래밍가능 장치에서 실행되는 명령어들은 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들에서 특정된 기능/액트를 구현하기 위한 프로세스들을 제공한다.

도 11에서, 제어 시스템(1000) 또는 디스펜싱 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, 1015)에 결합된 프로세서(1003)를 포함할 수 있다.

하드웨어 데이터 저장 디바이스들(1011)은, 자기 테이프 드라이브, 고정형 또는 탈착형 하드 디스크, 광 디스크, 저장 장치를 갖춘 이동형 디바이스, 및 고체 랜덤 액세스 또는 읽기 전용 저장 디바이스를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. I/O 디바이스는, 키보드, 스캐너, 핸드헬드 원격통신 디바이스, 터치식 디스플레이, 태블릿, 생체측정 판독기, 조이스틱, 트랙볼, 또는 컴퓨터 마우스 등의 입력 디바이스(1013); 및 프린터, 플로터, 태블릿, 휴대 전화, 디스플레이, 또는 사운드 생성 디바이스를 포함할 수 있는 출력 디바이스(1015)를 포함할 수 있지만, 이러한 입력 및 출력 디바이스의 예들로 한정되지 않는다. 데이터 저장 디바이스들(1011), 입력 디바이스들(1013), 및 출력 디바이스들(1015)은, 로컬로 위치하거나 네트워크 인터페이스를 통해 I/O 인터페이스(1009)에 접속되는 원격 사이트에 위치할 수 있다.

프로세서(1003)는, 또한, DRAM, SRAM, PROM, FPGA, 보안 디지털 메모리 카드, SIM 카드, 또는 다른 유형의 메모리 디바이스를 포함할 수 있는 하나 이상의 메모리 디바이스(1005)에 접속될 수 있지만, 이러한 예들로 한정되지 않는다.

적어도 하나의 메모리 디바이스(1005)는, 컴퓨터 실행가능 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램인 저장된 컴퓨터 프로그램 코드(1007)를 포함한다. 저장된 컴퓨터 프로그램 코드는, 본 발명의 실시예들에 따라 프로그래밍가능 검색을 위한 런타임 규칙의 효율적 선택 방법을 구현하는 프로그램을 포함하며, 본 명세서에서 설명하는 다른 실시예들을 구현할 수도 있다. 데이터 저장 디바이스들(1011)은 컴퓨터 프로그램 코드(1007)를 저장할 수 있다. 저장 디바이스들(1011)에 저장된 컴퓨터 프로그램 코드(1007)는 메모리 디바이스들(1005)을 통해 프로세서(1003)에 의해 실행되도록 구성된다. 프로세서(1003)는 저장된 컴퓨터 프로그램 코드(1007)를 실행한다.

따라서, 본 발명은, 컴퓨터 인프라스트럭처를 지지하고, 컴퓨터 판독가능 코드를 제어 시스템(1000) 또는 디스펜싱 헤드 제어 시스템에 통합하고, 호스팅하고, 유지하고, 배치하는 프로세스를 개시하며, 여기서, 코드는, 제어 시스템(1000) 또는 디스펜싱 헤드 제어 시스템과 조합하여, 프로그래밍가능 검색을 위한 런타임 규칙의 효율적 선택 방법을 수행할 수 있다.

본 개시 내용의 부품들과 제어 시스템(1000) 또는 디스펜싱 헤드 제어 시스템 중 임의의 것이, 프로그래밍가능 검색을 위한 런타임 규칙의 효율적 선택 방법을 용이하게 하는 것을 제시하는 서비스 제공자에 의해 생성, 통합, 호스팅, 유지, 배치, 관리, 서빙, 지지 등이 될 수 있다. 따라서, 본 발명은, 컴퓨터 판독가능 코드를 제어 시스템(1000) 또는 디스펜싱 헤드 제어 시스템에 통합하는 것을 포함하는, 컴퓨팅 인프라스트럭처를 배치하거나 통합하는 프로세스를 개시하고, 여기서, 코드는, 제어 시스템(1000) 또는 디스펜싱 헤드 제어 시스템과 조합하여, 프로그래밍가능 검색을 위한 런타임 규칙의 효율적 선택 방법을 수행할 수 있다.

하나 이상의 데이터 저장 유닛들(1011)(또는 도 1에는 도시하지 않은 하나 이상의 추가 메모리 디바이스)은, 컴퓨터 판독가능 프로그램이 내부에 포함되고 및/또는 기타 데이터가 내부에 저장된 컴퓨터 판독가능 하드웨어 저장 디바이스로서 사용될 수 있고, 여기서, 컴퓨터 판독가능 프로그램은 저장된 컴퓨터 프로그램 코드(1007)를 포함한다. 일반적으로, 제어 시스템(1000) 또는 디스펜싱 헤드 제어 시스템의 컴퓨터 프로그램 제품(또는 대안으로, 제조 용품)은 상기 컴퓨터 판독가능 하드웨어 저장 디바이스를 포함할 수 있다.

채권 거래를 수행하는 방법을 실행하기 위한 프로그램 코드(1007)를 컴퓨터 판독가능 저장 매체(예를 들어, 컴퓨터 데이터 저장 디바이스(1011))에 로딩함으로써 프로그램 코드(1007)를 클라이언트, 서버, 및 프록시 컴퓨터(도시하지 않음) 내에 수동으로 로딩하여 프로그램 코드(1007)가 배치될 수 있다고 이해할 수 있지만, 프로그램 코드(1007)는, 또한, 프로그램 코드(1007)를 중앙 서버(예를 들어, 제어 시스템(1000) 또는 디스펜싱 헤드 제어 시스템)에 또는 중앙 서버들의 그룹에 송신함으로써 제어 시스템(1000) 또는 디스펜싱 헤드 제어 시스템에 자동 또는 반자동 배치될 수 있다. 이어서, 프로그램 코드(1007)는, 프로그램 코드(1007)를 실행할 클라이언트 컴퓨터(도시하지 않음)에 다운로드될 수 있다.

대안으로, 프로그램 코드(1007)는 이메일을 통해 클라이언트 컴퓨터에 직접 송신될 수 있다. 이어서, 프로그램 코드(1007)는, 클라이언트 컴퓨터 상의 디렉토리로 분리될 수 있거나 프로그램 코드(1007)를 클라이언트 컴퓨터 상의 디렉토리로 분리하는 프로그램을 선택하는 이메일 옵션에 의해 클라이언트 컴퓨터 상의 디렉토리 내에 로딩될 수 있다.

다른 대안은, 프로그램 코드(1007)를 클라이언트 컴퓨터 하드 드라이브 상의 디렉토리로 직접 송신하는 것이다. 프록시 서버들이 구성되면, 프로세스는, 프록시 서버 코드를 선택하고, 프록시 서버들의 코드를 어느 컴퓨터에 배치할지를 결정하고, 프록시 서버 코드를 송신하고, 이어서 프록시 컴퓨터에 프록시 서버 코드를 설치한다. 이어서, 프로그램 코드(1007)가 프록시 서버로 송신되어 프록시 서버에 저장된다.

일 실시예에서, 채권 거래를 수행하는 방법을 실행하기 위한 프로그램 코드(1007)는, 프로그램 코드(1007)가 소프트웨어 애플리케이션(도시하지 않음), 운영 체제(도시하지 않음), 및 네트워크 운영 체제 소프트웨어(도시하지 않음)와 공존하게 하고 이어서 프로그램 코드(1007)가 기능할 환경에서 클라이언트와 서버에 프로그램 코드(1007)를 설치함으로써, 클라이언트, 서버, 및 네트워크 환경에 통합된다.

프로그램 코드(1007)에 포함된 코드의 전술한 통합의 제1 단계는, 프로그램 코드(1007)에 의해 요구되며 프로그램 코드(1007)와 함께 기능하는 프로그램 코드(1007)가 배치되는 네트워크 운영 체제(도시하지 않음)를 포함한 클라이언트와 서버 상의 임의의 소프트웨어를 식별하는 것이다. 이렇게 식별된 소프트웨어는, 네트워킹 특징부들을 추가함으로써 기본 운영 체제를 향상시키는 소프트웨어를 포함하는 네트워크 운영 체제를 포함한다. 다음으로, 소프트웨어 애플리케이션과 버전 번호를, 식별하고, 프로그램 코드(1007)와 함께 기능하도록 테스트받은 소프트웨어 애플리케이션과 정확한 버전 번호의 리스트와 비교한다. 정확한 버전 번호가 없거나 정확한 버전 번호와 일치하지 않는 소프트웨어 애플리케이션은 정확한 버전으로 업그레이드된다.

파라미터들을 프로그램 코드(1007)로부터 소프트웨어 애플리케이션으로 전달하는 프로그램 명령어를 체크하여, 명령어의 파라미터 리스트가 프로그램 코드(1007)에 의해 요구되는 파라미터 리스트와 일치함을 확실히 한다. 역으로, 소프트웨어 애플리케이션에 의해 프로그램 코드(1007)로 전달되는 파라미터를 체크하여, 그 파라미터가 프로그램 코드(1007)에 의해 요구되는 파라미터와 일치함을 확실히 한다. 네트워크 운영 체제를 포함한 클라이언트 및 서버 운영 체제들을, 식별하고, 프로그램 코드(1007)와 함께 기능하도록 테스트받은, 운영 체제들, 버전 번호들, 및 네트워크 소프트웨어 프로그램들의 리스트와 비교한다. 테스트받은 운영 체제들과 버전 번호들의 리스트의 엔트리와 일치하지 않는, 운영 체제, 버전 번호, 또는 네트워크 소프트웨어 프로그램은, 클라이언트 컴퓨터들 상의 열거된 레벨로 업그레이드되고, 서버 컴퓨터들 상의 열거된 레벨로 업그레이드된다.

프로그램 코드(1007)가 배치될 소프트웨어가 프로그램 코드(1007)와 함께 기능하도록 테스트받은 정확한 버전 레벨에 있음을 확실히 한 후, 클라이언트와 서버 상에 프로그램 코드(1007)를 설치함으로써 통합이 완료될 수 있다.

이제 도 12 내지 도 14B를 참조해 보면, 디스펜싱 헤드들(2000, 2100, 2200)의 3개의 실시예가 도시되어 있다. 이러한 디스펜싱 헤드들(2000, 2100, 2200)에서 알 수 있는 원리와 기술을 전술한 조립 기계들(10, 100, 200, 300, 400, 500)에 적용할 수 있음을 이해하도록 한다. 그러나, 이러한 디스펜싱 헤드들(2000, 2100, 2200)에서 알 수 있는 원리와 기술을 전술한 순환 트랙 조립 기계 실시예들에 맞는 다른 조립 기계들에 적용할 수 있다는 점도 이해하도록 한다. 따라서, 디스펜싱 헤드들(2000, 2100, 2200)은, 통상적인 X 및/또는 Y 및/또는 Z 이동형 픽앤드플레이스 헤드가 있는 통상적인 종래 기술의 표면 장착 조립 기계들에 적용될 수 있다. 또한, 디스펜싱 헤드들(2000, 2100, 2200)은, 구체적으로, 전자 부품들을 픽업하여 회로 기판 상에 배치하도록 구성될 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 디스펜싱 헤드들(2000, 2100, 2200)은, 접착제, 용접, 스크류잉 등의 적용처럼, 픽앤드플레이스를 벗어난 다른 조립 공정들에 이용될 수 있다.

본원에서 설명하는 디스펜싱 헤드들(2000, 2100, 2200)의 구축은, 하나 이상의 미니어처 펌프를 디스펜싱 헤드 자체 상에 또는 내에 장착하는 것을 포함한다. 이제 도 12를 참조해 보면, 모터(2010)와 에어 펌프(2050)를 포함하는 디스펜싱 헤드(2000)가 도시되어 있다. 에어 펌프(2050)는, 제1 실린더(2012a), 제2 실린더(2012b), 제3 실린더(2014a) 및 제4 실린더(2014b)를 포함한다. 모터(2010)는, 도면에 개략적으로 도시된 샤프트에 의해 에어 펌프(2050)에 작동가능하게 연결된다(그러나, 모터(2010)의 크랭크 샤프트는 개략적으로 도시한 바와 같이 직선적이지 않고 왕복 운동을 생성하도록 휘어질 수 있음을 이해하도록 한다). 에어 펌프(2050)는 도 12와 도 13의 실시예들에서 피스톤 및 격판을 포함할 수 있지만, 도 14를 참조하여 후술하는 다른 실시예들을 고려할 수 있다.

제1 실린더(2012a)와 제2 실린더(2012b)는 제1 스핀들(2026)과 제3 실린더(2014a)에 작동가능하게 연결되고, 제4 실린더(2014b)는 제2 스핀들(2024)에 작동가능하게 연결된다. 제1 및 제2 스핀들(2026, 2024)은, 디스펜싱 헤드(2000)가 부착된 조립 기계(도시하지 않음) 또는 디스펜싱 헤드의 본체에 대하여 상하로 및/또는 좌우로 이동하도록 구성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 스핀들(2026, 2024)은 디스펜싱 헤드의 본체 주위로 회전하거나 다른 형태의 운동을 수행하도록 구성될 수 있음을 이해하도록 한다. 에어 펌프(2050)의 제1 실린더(2012a)와 제2 실린더(2012b)는 제1 스핀들(2026)에 기류를 생성하도록 구성될 수 있고, 제3 실린더(2014a)와 제4 실린더(2014b)는 제2 스핀들(2024)에 기류를 생성하도록 구성될 수 있다. 본원에서 "기류를 생성"하는 것은, 예를 들어, 진공 생성, 에어 키스 생성, 그리퍼 작동, 또는 공기 실린더를 공기로 작동시키는 것을 포함할 수 있다. 제공된 이러한 예들보다 추가 방식으로 기류를 이용하는 다른 유형의 스핀들도 고려할 수 있음을 이해하도록 한다.

디스펜싱 헤드(2000) 내에는, 제1 실린더(2012a)와 제1 스핀들(2026)에 작동가능하게 연결된 제1 진공 밸브(2022)가 더 포함되어 있다. 이러한 제1 진공 밸브(2022)는 제1 스핀들(2026)의 제1 노즐(2032)에 진공을 생성하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 제2 진공 밸브(2018)는 제3 실린더(2014a)와 제2 스핀들(2024)에 작동가능하게 연결된 것으로 도시되어 있다. 제2 진공 밸브(2018)는 제2 스핀들(2024)의 제2 노즐(2030)에 진공을 생성하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 제1 에어 키스 밸브(2020)는 제2실린더(2012b)와 제1 스핀들(2026)에 작동가능하게 연결된 것으로 도시되어 있다. 이러한 제1 에어 키스 밸브(2020)는 제1 스핀들(2026)의 제1 노즐(2032)에 에어 키스를 생성하도록 구성될 수 있다. 제1 노즐(2032)의 에어 키스는, 노즐(2032)에 의해 픽업된 것을 노즐(2032)로부터 밀어내도록 소량의 공기를 가하도록 구성될 수 있다. 이 에어 키스는, 일단 진공이 해제된 경우 픽업된 부품과 노즐(2032) 간의 임의의 점착성 또는 부착력을 정교하게 극복하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 제2 에어 키스 밸브(2016)는 제4 실린더(2014b)와 제2 스핀들(2024)에 작동가능하게 연결된 것으로 도시되어 있다. 제2 에어 키스 밸브(2016)는 제2 스핀들(2024)의 제2 노즐(2030)에 에어 키스를 생성하도록 구성될 수 있다.

에어 키스 밸브들(2016, 2020)과 진공 밸브들(2018, 2020)이 고속 밸브들일 수 있음을 이해하도록 한다. 이러한 고속 밸브들은 구조에 있어서 유사하거나 동일할 수 있다. "진공" 및 "에어 키스"라는 표기는 기능성에만 관련될 수 있고, 구조는 동일할 수 있다. 진공 밸브들(2018, 2022)은 펌프(2050)의 저압 실린더(2012a, 2014b)에 간단히 연결될 수 있는 한편 에어 키스 밸브들(2016, 2020)은 펌프(2050)의 고압 실린더(2012b, 2014b)에 연결될 수 있다. 밸브들(2016, 2018, 2020, 2022)은 도관들(2028)에 의해 에어 펌프(2050)에 연결될 수 있다. 이러한 도관들은, 디스펜싱 헤드(2000)의 내부에 위치하거나 디스펜싱 헤드에 위치하는 채널, 튜브, 덕트, 또는 파이프일 수 있다. 따라서, 펌프(2050), 모터(2010), 및 밸브들(2016, 2020, 2018, 2022)의 전체 시스템이 디스펜싱 헤드(2000) 상에 또는 디스펜싱 헤드 내에 위치할 수 있다.

이제 도 13을 참조해 보면, 다른 디스펜싱 헤드(2100)가 도시되어 있다. 디스펜싱 헤드(2100)는, 도 12에 도시한 실시예에 대하여 전술한 동일한 소자들 중 상당수를 포함한다. 따라서, 디스펜싱 헤드(2100)는, 제2 노즐(2128), 제2 진공 밸브(2122), 제2 에어 키스 밸브(2124)를 갖는 제2 스핀들(2127)과 함께, 모터(2110), 제1 노즐(2126), 제1 진공 밸브(2118), 제1 에어 키스 밸브(2120)를 갖는 제1 스핀들(2125)을 포함한다. 디스펜싱 헤드(2100)와 디스펜싱 헤드(2000) 간의 차이점은, 디스펜싱 헤드(2100)가 3개의 개별적인 에어 펌프, 즉, 제1 에어 펌프(2112), 제2 에어 펌프(2114), 제3 에어 펌프(2116)를 포함하는 것으로 도시되어 있다는 점이다. 제1 에어 펌프(2112)는 제1 실린더(2113a)와 제2 실린더(2113b)를 포함한다. 제2 에어 펌프(2114)는 제3 실린더(2115a)와 제4 실린더(2115b)를 포함한다. 제3 에어 펌프(2116)는 제5 실린더(2117a)와 제6 실린더(2117b)를 포함한다.

본 실시예에서, 제1 에어 펌프(2112)의 두 개의 실린더(2113a, 2113b)는 제1 스핀들(2125)의 제1 진공 밸브(2118)에 작동가능하게 연결된 것으로 도시되어 있다. 이러한 실린더들(2113a, 2113b)은 직렬 연결된다. 다시 말하면, 기류는, 제1 실린더(2113a)를 통해 흐른 후 제2실린더(2113b)를 통해 흐른다(또는 그 반대로 흐른다). 이러한 직렬형 연결은 더욱 깊은 진공을 제공할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 실린더들(2113, 2113b) 또는 본원에서 후술하는 실린더들이 병렬로 연결될 수 있음을 이해하도록 한다. 병렬 연결에 있어서, 제1 실린더(2113a)와 제2실린더(2113b) 각각은, 밸브에 도달하기 전에 공동 도관에서 병합되는 각자의 고유한 도관을 포함할 수 있다. 이와 같은 병렬 구조는, 직렬 연결에 비해 더 큰 기류를 제공할 수 있지만 공기압과 깊은 진공은 덜 제공할 수 있다. 그러나, 도 13, 도 14A, 및 도 14B에 도시한 실시예들이 직렬 구성만을 도시하고 있으나, 동일한 밸브 상에 하나보다 많은 실린더를 이용할 때마다 양측 실시예들(병렬 및 직렬)을 고려할 수 있다.

제2 에어 펌프(2114)의 두 개의 실린더(2115a, 2115b)는 제2 스핀들(2127)의 제2 진공 밸브(2122)에 작동가능하게 연결된 것으로 도시되어 있다. 마지막으로, 제5실린더(2117a)는 제1 스핀들(2125)의 제1 에어 키스 밸브(2120)에 작동가능하게 연결된 것으로 도시되어 있다. 제6실린더(2117b)는 제2 스핀들(2127)의 제2 에어 키스 밸브(2124)에 작동가능하게 연결된 것으로 도시되어 있다. 따라서, 본 실시예는, 단일 디스펜싱 헤드(2100)가 복수의 에어 펌프(2112, 2114, 2116)를 포함할 수 있음을 나타낸다. 또한, 본 실시예는 각 밸브가 임의의 개수의 실린더에 의해 동력을 받을 수 있음을 나타낸다. 예를 들어, 진공 밸브(2118, 2122) 등의 진공 밸브는, 에어 키스 밸브(2120, 2124) 등의 에어 키스 밸브보다 많은 동력을 필요로 할 수 있다. 이러한 소자들 각각은 적절한 공기 도관(2130)에 의해 연결될 수 있다.

도 14A와 도 14B를 참조해 보면, (도 12와 도 13의 피스톤/격판 실시예들에 대하여) 진동을 감소시키거나 최소화하도록 다중 회전형 베인 펌프(2212)를 대안으로 사용하는 다른 디스펜싱 헤드(2200)가 도시되어 있다. 디스펜싱 헤드(2200)는, 도 12와 도 13에 대하여 전술한 실시예들과 일부 유사한 특징부들을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 예를 들어, 디스펜싱 헤드(2200)는, 제2 노즐(2232), 제2 진공 밸브(2226), 제2 에어 키스 밸브(2228)를 갖는 제2 스핀들(2231)과 함께, 제1 노즐(2230), 제1 진공 밸브(2222), 및 제1 에어 키스 밸브(2224)를 갖는 제1 스핀들(2229)을 포함한다. 공기는, 에어 펌프(2212)와 스핀들(2229, 2231) 간에 공기를 이동시키는 도관들(2234)을 통해 스핀들(2229, 2231)에서 생성될 수 있다. 디스펜싱 헤드(2200)는 에어 펌프(2212)에 동력을 제공하는 모터(2210)를 더 수용한다.

도 14A는, 펌프(2212)가 6개의 실린더(2213a, 2213b, 2213c, 2213d, 2213e, 2213f)를 포함하는 회전형 베인 펌프임을 도시한다. 도 14B의 측면도에 도시한 바와 같이, 회전형 펌프(2212)는 외측 실린더(2216) 주위로 회전하는 내측 실린더(2214)를 포함할 수 있다. 내측 실린더(2214)가 외측 실린더(2216) 주위로 회전함에 따라 팽창부(2220)와 함께 수축 및 팽창하도록 구성된 베인들(2218)이 포함된다. 이러한 유형의 회전형 펌프(2212)는 전술한 피스톤/격판 펌프에 대하여 진동을 감소시키도록 구성될 수 있다.

두 개의 제1실린더(2213a, 2213b)는, 도관(2234)에 의해 서로 연결되고, 이에 따라 두 개의 실린더가 제1 스핀들(2229)의 제1 진공 밸브(2222)에 공기압 펌핑력을 발생시킨다. 유사하게, 마지막 두 개의 실린더(2213a, 2213f)는 도관(2234)에 의해 서로 연결되고, 이에 따라 두 개의 실린더가 제2 스핀들(2231)의 제2 진공 밸브(2226)에 공기압 펌핑력을 발생시킨다. 유사하게, 제3실린더(2213c)는 제1 스핀들(2229)의 제1 노즐(2230)에 에어 키스를 발생시키도록 에어 키스 밸브(2224)에 연결된다. 제4실린더(2213d)는 제2 스핀들(2231)의 제2 노즐(2232)에 에어 키스를 발생시키도록 에어 키스 밸브(2228)에 연결된다.

스핀들이 진동하게 하는 펌프들에 의해 생성되는 진동량을 최소화하는 것이 중요할 수 있다. 일 실시예에서, 펌프들은, 스핀들이 진동하게 하는 진동을 발생시키지 않는다. 이를 달성하도록, 펌프를 위한 특정한 구성을 이용하는 것이 중요할 수 있다. 예를 들어, 피스톤 펌프는 박서 모드에서 작동하도록 구성될 수 있고, 이에 따라 자유 힘과 진동을 사실상 제거할 수 있다.

배치 헤드 상의 각 스핀들에 개별적인 진공 및 압축 공기를 제공하는 다른 대안은, 에어 키스에 필요한 공기의 양이 충분히 적을 수 있으므로, 다수의 스핀들에 걸쳐 하나의 단일 펌프로부터의 압축 공기를 공유하는 것일 수 있다.

또한, 각 배치 헤드는 복수의 모터를 포함할 수 있다. 각 모터는, 개별적인 각 스핀들에 대응하는 개별적인 각 미니어처 펌프를 구동하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 본원에서 설명하는 모터 또는 모터들은 헤드에 전혀 포함되지 않을 수 있다.

본 발명에 의해 모터, 펌프, 스핀들의 임의의 조합을 고려할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 단일 헤드는 4개의 스핀들을 포함할 수 있다. 단일 모터는 8개의 펌프(스핀들마다 2개)를 구동할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 4개의 스핀들은 단일 모터와 4개의 펌프(스핀들마다 1개)에 의해 서비스를 제공받을 수 있다. 대안으로, 4개의 스핀들은 단일 모터와 단일 펌프에 의해 서비스를 제공받을 수 있다. 또한, 4개의 스핀들은 2개 또는 4개의 모터 및 임의의 개수의 펌프에 의해 서비스를 제공받을 수 있다. 다시 말하면, 개별적인 헤드들이 튜브를 통해 기계의 베이스에서 단일 펌프에 연결된 다수의 배치 헤드들을 구비하기보다는 펌프들을 포함하는 한, 임의의 조합을 고려할 수 있다.

펌프와 모터를 헤드에 직접 위치시키도록 적용하는 것은, 헤드들이 순환 트랙 주위로 회전하도록 구성된 실시예들에서 특히 유리할 수 있다. 이에 따라, 전술한 바와 같이, 트랙을 통해 디스펜싱 헤드에 공기를 공급할 필요가 없을 수 있다. 다시, 전술한 바와 같이, 순환 트랙 구성은 튜빙이 베이스에 위치하는 펌프로부터 스핀들로 연장되지 못하게 한다. 스핀들의 회전 특성은, 펌프 튜빙을 회전시키며, 무한 회전을 허용하지 않는다. 따라서, 종래 기술의 조립 기계에서 고려하지 않은 방식으로 디스펜싱 헤드에 공기가 공급되어야 한다. 그러나, 본원에서 설명하는 실시예들은 모든 유형의 전자 조립 기계들에 포함될 수 있고 회전 헤드를 구비하는 순환 기계로 한정되지 않음을 이해하도록 한다.

본원에서는, 전술한 조립 기계들(10, 100, 200, 300, 400, 500) 중 하나 등의 조립 기계 또는 통상의 기술자에게 알려져 있는 표면 장착 조립 기계를 제공하는 단계를 포함하는, 디스펜싱 헤드들(2000, 2100, 2200) 중 하나 등의 디스펜싱 헤드에 기류를 생성하는 방법을 더 개시한다. 디스펜싱 헤드는 스핀들(2024, 2026, 2125, 2127, 2229, 2231) 등의 제1 스핀들을 포함할 수 있다. 방법은, 디스펜싱 헤드 내에 위치하는 전술한 에어 펌프들(2050, 2112, 2114, 2116, 2212) 중 하나 등의 에어 펌프에 의해 제1 스핀들에 기류를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법의 기류를 생성하는 단계는, 에어 펌프에 의해 제1 스핀들의 노즐들(2030, 2031, 2126, 2128, 2230, 2210) 중 하나 등의 노즐에 진공을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법의 기류를 생성하는 단계는, 에어 펌프에 의해 제1 스핀들의 노즐에 에어 키스를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법의 기류를 생성하는 단계는 제1 스핀들의 그리퍼를 기동하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 디스펜싱 헤드에 위치하는 모터들(2010, 2110, 2210) 중 하나 등의 모터를 작동시키는 단계를 포함할 수 있고, 그 모터는 에어 펌프에 동력을 제공하도록 구성된다. 방법은 디스펜싱 헤드를 순환 트랙 주위로 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시예들의 요소들에는 "한" 또는 "하나"라는 관사가 도입되었다. 이러한 관사들은, 그 요소들이 하나 이상 있음을 의미하고자 하는 것이다. "포함하는" 및 "구비하는"이라는 용어들 및 그 파생어들은, 열거된 요소들이 아닌 추가 요소들이 있을 수 있도록 포괄적임을 의도한 것이다. "또는"이라는 접속사는, 적어도 두 개의 용어의 리스트와 함께 사용시, 임의의 용어 또는 용어들의 조합을 의미하고자 하는 것이다. "제1" 및 "제2"라는 용어들은, 요소들을 구별하도록 사용되며 구체적인 순서를 표시하도록 사용되는 것이 아니다.

본 발명을 제한된 개수의 실시예들에 관하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 이렇게 개시된 실시예들로 한정되지 않는다는 점을 쉽게 이해할 것이다. 오히려, 본 발명은, 변형, 변경, 대체, 또는 균등 구조의 임의의 개수를 포함하지만 본 발명의 사상 및 범위에 적합하도록 수정될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 본 발명의 양상들은 설명한 실시예들 중 일부만을 포함할 수 있음을 이해하도록 한다. 이에 따라, 본 발명은, 전술한 설명에 의해 한정되어서는 안되며 청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims

디스펜싱 헤드(dispensing head)로서,
모터;
상기 모터에 작동가능하게 연결되고 상기 모터에 의해 동력을 받는 에어 펌프; 및
상기 에어 펌프에 연결된 제1 스핀들을 포함하되,
상기 에어 펌프는 상기 제1 스핀들에 기류를 생성하도록 구성된, 디스펜싱 헤드.
제1항에 있어서, 상기 에어 펌프와 상기 제1 스핀들에 작동가능하게 연결된 제1 에어 밸브를 더 포함하고, 상기 제1 에어 밸브는 상기 제1 스핀들의 제1 노즐에 진공을 생성하도록 구성된, 디스펜싱 헤드.
제2항에 있어서, 상기 에어 펌프에 작동가능하게 연결된 제2 에어 밸브를 더 포함하고, 상기 제2 에어 밸브는 상기 제1 스핀들의 제1 노즐에 에어 키스(air kiss)를 생성하도록 구성된, 디스펜싱 헤드.
제3항에 있어서, 상기 에어 펌프는 복수의 실린더를 포함하는, 디스펜싱 헤드.
제3항에 있어서, 상기 에어 펌프에 연결된 제2 스핀들을 더 포함하고, 상기 에어 펌프는 상기 제2 스핀들에 기류를 생성하도록 구성된, 디스펜싱 헤드.
제5항에 있어서, 상기 에어 펌프와 상기 제2 스핀들에 작동가능하게 연결된 제3 에어 밸브, 및 상기 에어 펌프와 상기 제2 스핀들에 작동가능하게 연결된 제4 에어 밸브를 더 포함하고, 상기 제3 에어 밸브는 상기 제2 스핀들의 제2 노즐에 진공을 생성하도록 구성되며, 상기 제4 에어 밸브는 상기 제2 스핀들의 제2 노즐에 에어 키스를 생성하도록 구성된, 디스펜싱 헤드.
제1항에 있어서, 상기 에어 펌프는 피스톤과 격판을 포함하는, 디스펜싱 헤드.
제1항에 있어서, 상기 에어 펌프는 다중 회전 베인 펌프(multiple rotary vane pump)인, 디스펜싱 헤드.
제1항에 있어서, 상기 디스펜싱 헤드는, 상기 디스펜싱 헤드가 순환 트랙 주위로 회전하게끔 구성되도록 상기 순환 트랙에 부착가능한, 디스펜싱 헤드.
제1항에 있어서, 상기 디스펜싱 헤드는, 전자 부품들을 픽업하고 상기 전자 부품들을 회로 기판 상에 배치하도록 구성된 픽앤드플레이스(pick and place) 헤드인, 디스펜싱 헤드.
디스펜싱 헤드에 기류를 생성하는 방법으로서,
제1 스핀들을 갖는 디스펜싱 헤드를 구비하는 조립 기계를 제공하는 단계; 및
상기 디스펜싱 헤드 내에 위치하는 에어 펌프에 의해 상기 제1 스핀들에 기류를 생성하는 단계를 포함하는, 디스펜싱 헤드에 기류를 생성하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 기류를 생성하는 단계는 상기 에어 펌프에 의해 상기 제1 스핀들의 노즐에 진공을 생성하는 단계를 포함하는, 디스펜싱 헤드에 기류를 생성하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 기류를 생성하는 단계는 상기 에어 펌프에 의해 상기 제1 스핀들의 노즐에 에어 키스를 생성하는 단계를 포함하는, 디스펜싱 헤드에 기류를 생성하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 기류를 생성하는 단계는 상기 제1 스핀들의 그리퍼(gripper)를 작동시키는 단계를 포함하는, 디스펜싱 헤드에 기류를 생성하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 디스펜싱 헤드에 위치하는 모터를 작동시키는 단계를 더 포함하고, 상기 모터는 상기 에어 펌프에 동력을 제공하도록 구성된, 디스펜싱 헤드에 기류를 생성하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 디스펜싱 헤드를 순환 트랙 주위로 회전시키는 단계를 더 포함하는, 디스펜싱 헤드에 기류를 생성하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 디스펜싱 헤드에 의해 전자 부품을 픽업하고 상기 전자 부품을 회로 기판 상에 배치하는 단계를 더 포함하는, 디스펜싱 헤드에 기류를 생성하는 방법.
조립 기계 시스템으로서,
연속 순환 트랙; 및
상기 연속 순환 트랙에 부착되고, 상기 연속 순환 트랙 주위로 회전하도록 구성된 디스펜싱 헤드를 포함하되,
상기 디스펜싱 헤드는,
모터;
제1 스핀들; 및
상기 모터에 작동가능하게 연결되고, 상기 모터에 의해 동력을 받고, 상기 제1 스핀들에 기류를 생성하도록 구성된 제1 에어 펌프를 포함하는, 조립 기계 시스템.
제18항에 있어서, 상기 디스펜싱 헤드는, 전자 부품들을 픽업하고 상기 전자 부품들을 회로 기판 상에 배치하도록 구성된 픽앤드플레이스 헤드인, 조립 기계 시스템.
제18항에 있어서, 제2 스핀들을 더 포함하고, 상기 제1 에어 펌프는 상기 제1 스핀들에 기류를 생성하는 데 전용이며, 상기 디스펜싱 헤드에 위치하는 제2 에어 펌프는 상기 제2 스핀들에 기류를 생성하는 데 전용인, 조립 기계 시스템.