KR20220055432A - 다양한 두께의 가공물을 위한 파지 시스템 - Google Patents

Abstract

두께 변화에 대한 보상을 제공하면서 실질적으로 평평한 가공물을 파지하는 방법이 설명된다. 상기 공정 동안, 클램핑력이 가해지기 전에 상기 가공물은 클램핑 부재로 과구동되고, 상기 클램핑력이 가해지기 전과 후의 클램핑 부재의 위치가 측정된다. 그런 다음, 그와 같은 측정값을 사용하여, 공구 테이블의 보정 이동과 선택적으로 컨베이어 레일의 최종 들어올림을 제어한다.

Description

다양한 두께의 가공물을 위한 파지 시스템{GRIPPING SYSTEM FOR VARIABLE THICKNESS WORKPIECES}

본 발명은 실질적으로 가공물을 파지하는 방법 및 인쇄 작업에서 실질적으로 평평한 가공물에 인쇄 매체를 적용하기 위한 인쇄 기계에 관한 것이다.

산업용 스크린 인쇄 기계는, 일반적으로 각진 블레이드 또는 스퀴지를 사용하여 장력이 있는 인쇄 스크린(때로는 마스크 또는 스텐실이라고도 함)의 구멍 패턴을 통해 전도성 인쇄 매체를 적용함으로써, 회로 기판과 같은 평평한 가공물상에 솔더 페이스트, 은 페이스트 또는 전도성 잉크와 같은 전도성 인쇄 매체를 적용한다. 또한, 아교 또는 기타 접착제와 같은 특정 비전도성 매체를 가공물에 인쇄하기 위해 동일한 기계들이 사용될 수도 있다.

가공물을 고정하고 인쇄 중 움직임을 최소화하기 위해, 가공물은 그의 전방 및 후방 에지들이 컨베이어 시스템 내의 상부 플레이트들 내에 통합된 스프링 스틸 호일에 의해 파지되도로 '상부 클램핑'될 수 있다.

일반적으로, 공압 실린더는 상부 플레이트를 국부적으로 가공물의 상부로 하향 작동시키기 위해 사용되며, 전자 압력 조절 장치가 적용되어 그 위에 제공되는 클램프 압력을 제어한다.

다음에, 가공물이 인쇄 높이까지 상향으로 구동되어, 가공물은 인쇄 스크린의 밑면과 접촉한 다음, 인쇄 매체가 인쇄 스크린을 통해 가공물에 적용되는 인쇄 작업이 시작될 수 있다.

그러나, 이와 같은 공지된 시스템들에는 가공물 두께의 변화가 인쇄 공정에 악영향을 미칠 수 있다는 문제점이 존재한다. 예를 들어, 보드 공급업체는 일반적으로 제조 공차로 인해 공칭 두께에 대해 ±10% 편차를 어림잡는다. 이와 같은 공칭 두께보다 얇은 가공물은 최적의 인쇄 높이보다 약간 아래의 수직 위치에 있게 되어, 일반적으로 "인쇄 간격(print gap)"으로 알려진 현상이 발생한다. 공칭 두께보다 두꺼운 가공물은 최적의 인쇄 높이보다 약간 높은 수직 위치에 있게 되어, 일반적으로 "음의 인쇄 간격(negative print gap)"으로 알려진 현상이 발생한다. 음의 인쇄 간격이 있는 경우 가공물과 인쇄 스크린 사이에 최소한의 접촉이 존재하기 때문에, 일반적으로 "음의 인쇄 간격"의 존재는 인쇄 간격보다 바람직하다. 그러나, 인쇄 품질과 수율에 부정적인 영향을 미치지 않고 잠재적으로 가공물과 인쇄 스크린 중 적어도 하나에 손상을 입히지 않도록 얼마나 큰 음의 인쇄 간격을 사용할 수 있을지에는 한계가 있다.

가공물 두께의 작은 변화는 음의 인쇄 간격을 조장할 수 있도록 오프셋을 사용하여 흡수될 수 있으며, 이로써 가공물은 인쇄 스크린의 밑면과 가공물의 상부 표면("상단면"으로 알려짐) 사이에 개스킷이 형성되도록 하기 위해 소량으로 스텐실로 과구동된다. 예를 들어, 1.0mm의 공칭 가공물 두께는 그와 같은 음의 인쇄 간격을 사용하여 수용할 수 있는 ±0.1mm의 편차에만 종속된다.

그러나, 공칭 가공물 두께가 증가함에 따라, 공차가 백분율로 표시되기 때문에 변동량이 증가한다. 예를 들어, 공칭 가공물 두께가 6.0mm인 경우 ±0.6mm의 비교적 큰 편차가 발생하며, 이와 같은 편차는 음의 인쇄 간격을 사용하여 수용할 수 없다.

따라서, 가공물 두께의 편차가 크면 인쇄 간격에 대한 제어가 제대로 이루어지지 않아 수율이 저하될 수 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하여 다양한 두께의 가공물에 적응할 수 있는 인쇄 공정을 가능하게 하는 것을 추구한다.

본 발명에 따르면, 이와 같은 목적은 기존의 가공물 클램핑 공정에 클램핑 공정 동안 클램핑 및 레일 브래킷의 상대적인 높이 측정을 통해 제어되는 "오버드라이빙" 단계를 포함시키도록 적용함으로써 달성된다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 실절적으로 평평한 가공물을 파지하는 방법이 제공되어 있으며,

i) 가공물 지지 및 파지 조립체를 제공하는 단계로서, 상기 가공물 지지 및 파지 조립체는 다음의 구성 요소들:

공구 테이블 및 적어도 하나의 결합 부재를 포함하는 공구로서, 상기 적어도 하나의 결합 부재는 가공물의 밑면을 지지하도록 구성되는 상부 표면을 갖는, 상기 공구,

운반 시스템으로부터 가공물을 수용하기 위한 각각의 제1 및 제2 컨베이어를 포함하는 제1 및 제2 레일, 및

상기 가공물에 파지력을 가하기 위한 각각의 제1 및 제2 접촉 에지를 포함하는 제1 및 제2 클램핑 브래킷을 포함하며,

상기 모든 구성 요소들은 다른 구성 요소들에 대해 수직으로 이동 가능한, 상기 가공물 지지 및 파지 조립체를 제공하는 단계;

ii) 상기 가공물을 아래에 있는 공구를 사용하여 상기 제1 및 제2 컨베이어상에 위치시키는 단계;

iii) 상기 가공물이 상기 컨베이어들에서 들어올려져 상기 접촉 에지의 밑면과 접촉하도록 상기 공구 테이블을 상승시키는 단계; 및

iv) 상기 제1 및 제2 접촉 에지를 통해 상기 가공물에 하향력을 가하는 단계를 포함하며,

단계 iii)에서, 상기 가공물과 상기 접촉 에지의 접촉에 이어, 상기 공구 테이블은 상향으로 과구동되어 상기 클램핑 브래킷들을 상기 레일들로부터 멀어지게 들어올린다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 상기 제1 양태의 방법을 수행하기 위한 인쇄 기계가 제공된다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 인쇄 작업에서 실질적으로 평평한 가공물에 인쇄 매체를 적용하기 위한 인쇄 기계가 제공되며, 상기 가공물은 서로 마주하는 제1 및 제2 주 표면을 갖고, 사용 중에 상기 제1 주 표면은 상향으로 향하고 상기 제2 주 표면은 하향으로 향하며, 상기 인쇄 기계는 상기 인쇄 기계 내에서 상기 가공물을 운반하기 위한 레일 유닛을 포함하며, 상기 인쇄 기계는:

사용 중인 상기 가공물의 제1 주 표면과 접촉하기 위한 각각의 제1 및 제2 접촉 에지를 포함하는 제1 및 제2 클램핑 브래킷, 및 사용 중인 인쇄 스크린의 밑면과 접촉하기 위해 수평 X-Y 평면에 배열된 실질적으로 평평한 상부 표면을 포함하는 상부 플레이트,

사용 중인 운반 시스템으로부터 가공물을 수용하기 위한 각각의 제1 및 제2 컨베이어를 포함하는 제1 및 제2 레일,

사용 중인 공구 결합 부재를 지지하기 위한 공구 테이블,

상기 X-Y 평면에 직교하는 Z-축을 따라 상기 제1 및 제2 레일에 대해 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷을 이동시키도록 작동하는 Z-축 액추에이터, 및

상기 제1 및 제2 레일에 대한 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷의 Z-축을 따른 위치를 측정하기 위한 측정 장치를 포함한다.

본 발명의 다른 특정 양태들 및 특징들은 첨부된 청구범위에 기재되어 있다.

본 발명은 이제 첨부 도면들(축척이 아님)을 참조하여 설명될 것이며, 여기서:
도 1 내지 도 8은 Y-Z 평면에서 취한 측단면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 상부-클램핑 공정의 일련의 단계들을 개략적으로 도시한다.

상술된 바와 같이, 도 1 내지 도 8은 Y-Z 평면에서 취한 측단면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 상부-클램핑 공정의 일련의 단계들을 개략적으로 도시한다.

i) 초기 설정

먼저, 도 1을 참조하면, 오직 예로서, 인쇄 기계(인쇄 기계의 대부분은 보이지 않음) 내에 위치될 수 있는 가공물 지지 및 파지 조립체(1)가 도시되어 있다. 도시된 가공물(W)은 실질적으로 평면이고, 예를 들어 회로 기판 또는 웨이퍼를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 가공물 지지 및 파지 조립체(1)는 다음과 같은 구성 요소들을 포함한다:

i) 가공물(W) 아래에 위치하며 평평한 상부 표면을 갖는, 수직(Z 방향)으로 구동 가능한 공구 테이블(2)을 포함하는 공구. 상기 공구는 또한 가공물(W)의 밑면을 지지하도록 구성된 상부 표면(4)을 갖는 적어도 하나의 결합 부재(3)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 예를 들어, 이전에 배치된 전자 부품들(도시되지 않음)과 같은, 가공물(W)의 밑면상의 돌출 부품들이 후속 작업 동안 손상되는 것을 방지하기 위해 공구 블록 내의 적절한 크기 및 형상의 함몰부 내에 수용될 수 있도록, 상기 결합 부재(3)는 공구 블록, 상부 표면(4)이 프로파일링될 수 있는 모놀리식 블록을 포함한다. 당업계에 공지된 바와 같이, 예를 들어 복수의 공구 핀, 또는 높이 조절 가능한 핀의 매트릭스 어레이(예를 들면, 출원인의 "그리드록(GridLok)" 시스템과 같은, 공구 테이블(2)상에 위치될 수 있는 다양한 유형의 결합 부재가 존재한다. 본 실시예에서, 상기 공구는 또한, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 클램핑 플레이트로서 작용하고 가공물(W)의 측면 에지 부분과 직접 결합하는 제1 및 제2 지지 브래킷(5A, 5B)을 포함한다. 결합 부재(3) 및 아래에 설명되는 다른 구성 요소들의 의 설계에 따라, 이와 같은 지지 브래킷들(5A, 5B)은, 예를 들어 상기 결합 부재(3)가 상기 가공물(W)의 측면 에지들에 충분히 근접한 상부 에지 표면들을 구비하여 그에 적절하게 클램핑될 수 있는 경우, 선택될 수 있다;

ii) 그 자체로 당업계에 잘 알려진 바와 같은, 가공물을 도시된 X 방향으로 인쇄 기계 내의 인쇄 영역으로 이동시키는 운반 컨베이어와 같은, 운반 시스템(도시되지 않음)의 입력 부분으로부터 상기 가공물(W)을 수용하기 위한 각각의 제1 및 제2 컨베이어(7A, 7B)를 포함하는 제1 및 제2 레일(6A, 6B). 상기 컨베이어(7A, 7B)는 예를 들어 벨트 또는 롤러를 포함할 수 있고, 또한, 운반 시스템으로부터 그 위에 가공물(W)을 수용하고, 상기 가공물(W)을 공구 위에 위치시키고, 인쇄 작업의 완료 후에, 인쇄된 가공물(W)을 운반 시스템의 출구 부분 위로 표시된 X 방향으로 다시 이동시키도록 작동한다. 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)은 하드 스톱(8)을 포함하며, 상기 하드 스톱은 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)과 각각의 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)(아래 참조) 사이에 표시된 수직 또는 Z 방향의 최소 거리를 물리적으로 제한한다; 그리고

iii) 상기 가공물(W)에 파지력을 가하기 위한 각각의 제1 및 제2 접촉 에지(11A, 11B)를 포함하는 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B). 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 접촉 에지(11A, 11B)는 스프링 스틸 포일과 같은 탄성 변형 가능한 재료로 형성된다. 그것들은 각각의 순응하는 상부 플레이트들(10A, 10B)로부터 캔틸레버 방식으로 지지되고, 상기 접촉 에지들(10A, 10B)의 두께는 그들이 각각의 상부 플레이트들의 상부 표면과 실질적으로 동일 평면에 있도록 되어, 인쇄 중에, 프린트 헤드는 인쇄 작업에 부정적인 영향을 줄 수 있는 눈에 띄게 높은 불연속성 없이 상부 플레이트들과 접촉 에지들 위로 지나갈 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 상기 상부 플레이트들(10A, 10B)은 베어링(13)을 통해 클램핑 브래킷들(9A, 9B) 각각의 제1 및 제2 중간 블록들(17A, 17B)에 연결되어, 상기 중간 블록들(17A, 17B)에 대해 측방향으로(즉, 도시된 Y-축을 따라) 이동할 수 있다. 이와 같은 측방향 이동은 상기 가공물 지지 및 파지 조립체(1)가 스너깅 기능(snugging functionality)을 갖는 경우 유용하며, 여기서 가공물은 제1 및 제2 스너깅 표면을 통해 측면 에지들 횡력(즉, 도시된 바와 같이 Y-축을 따름)을 가함으로써 파지되며, 이에 대하여는 아래에서 더 자세히 설명한다. 그러나, 상기 가공물 지지 및 파지 조립체(1)가, 상기 제1 및 제2 접촉 에지들(11A, 11B)을 통해 상기 가공물의 상부 표면에 하향 클램핑력을 가함으로써 가공물이 파지되는, 상부 클램핑 기능만을 갖는 경우, 상기 상부 플레이트들(10A, 10B) 및 각각의 중간 블록들(17A, 17B)은 일체로 형성될 수 있거나 또는 적어도 그와 같은 측면 이동을 허용하지 않고 형성될 수 있다.

이와 같은 3개의 구성 요소들 모두는 다른 구성 요소들에 대해 수직으로 이동할 수 있고(즉, 도시된 Z-축을 따라), 상기 제1 및 제2 지지 브래킷은 베어링(16)을 통해 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)에 연결되고, 상기 제1 및 제2 제2 레일(6A, 6B)은 베어링(15)을 통해 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)에 연결된다. 공구 테이블(2) 및 결합 부재(3)는 상기 제1 및 제2 지지 브래킷(5A, 5B), 제1 및 제2 레일(6A, 6B) 또는 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)에 직접 연결되지 않는다. 바람직하게도, 전기 모터를 포함하지만 대안적으로 공압 액츄에이터가 사용될 수 있는 액츄에이터(미도시)는 수직 방향으로, 즉 도시된 Z-축을 따라 상기 공구 테이블(2)을 독립적으로 구동하도록 제공된다. 적어도 하나의 다른 액추에이터(도시되지 않음), 바람직하게는 전기 모터를 포함하지만 대안적으로 하나 이상의 공압 액추에이터가 사용될 수 있는 하나 이상의 다른 액추에이터는 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)을 수직 방향으로, 즉 도시된 Z-축를 따라 독립적으로 구동하도록 제공된다. 또한, 상기 가공물 지지 및 파지 조립체(1)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 제1 및 제2 클램핑 브래킷에 하향 방향으로 상부 클램핑력을 제공하도록 작동하는 각각의 공압 액추에이터(미도시)를 포함한다. 이와 같은 공압 액추에이터는 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)에 편리하게 위치될 수 있다. 또한, 액츄에이터(도시되지 않음)는 스너깅 작업 동안 상기 접촉 에지들(11A, 11B)을 측방향으로 이동시키도록 제공된다. 이들 액츄에이터들 모두는 컴퓨터, 프로세서 또는 적절한 내장형 또는 다운로드 가능한 소프트웨어를 실행하는 다른 처리 수단으로 구성될 수 있는 제어 시스템(도시되지 않음)에 의해 제어된다.

상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)과 각각의 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B) 사이에 도시된 수직 또는 Z-방향의 최소 거리를 제한하는 하드 스톱(8)에 추가하여, 압축 스프링(14)이 각각의 제1 및 제2 레일(6A, 6B) 및 각각의 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B) 사이에 위치되며, 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)을 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)에 대해 하향으로 편향시키도록 작용한다.

지금까지 설명한 바와 같이, 상기 장치는 출원인에 의해 제조된 인쇄 기계에 현재 사용되는 것과 유사하다.

본 발명에 따르면, 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)에 대한 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)의 Z-축을 따른 위치를 측정하기 위한 측정 장치가 제공된다. 도시된 바와 같이, 상기 측정 장치는 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B) 각각에 제공되는 자기 인코더(12)를 포함한다. 이것은 상기 제어 시스템에 위치 피드백을 제공하고 따라서 Z-축을 따른 상기 접촉 에지들(11A, 11B)의 위치를 제어하도록 작동한다.

도 1에서, 상기 가공물 지지 및 파지 조립체(1)는 초기 구성으로 도시되어 있으며, 여기서 가공물(W)은 입력 운반 시스템으로부터 제1 및 제2 컨베이어(7A, 7B)상에 바로 로딩된다. 공구 테이블(2)과 그 위에 지지되는 결합 부재(3)는 후퇴된 수직 위치에 있으며, 이는 다음 파지 공정을 통해 가장 낮은 수직 위치이다. 상기 제1 및 제2 지지 브래킷(5A, 5B)은 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)에 의해 지지되지만, 상기 공구 테이블(2)과 접촉하지는 않는다. 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)은 상기 압축 스프링(14)에 의해 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)의 하드 스톱(8)상으로 편향된다.

ii) 지지 브래킷을 픽업하기 위해 들어올리기

도 2에 개략적으로 도시된, 파지 공정의 다음 단계에서, 상기 공구 테이블(2)은 제어 시스템을 상향으로, 즉 화살표에 의해 도시된 바와 같이 양의 Z 방향으로 이동시킴으로써 구동되며, 상기 공구 테이블이 상향으로 구동됨에 따라, 상기 제1 및 제2 지지 브래킷(5A, 5B)과 접촉한 후 들어올려지게 한다.

iii) 가공물을 픽업하기 위해 들어올리기

도 3에 개략적으로 도시된, 상기 파지 공정의 다음 단계에서, 상기 공구 테이블(2)은 연속적으로 상향으로 구동되어, 가공물(W)은 상기 제1 및 제2 지지 브래킷(5A, 5B)과 결합 부재(3)에 의해 상기 제1 및 제2 컨베이어(7A, 7B)로부터 들어올려진다.

iv) 접촉 에지들까지 들어올리기

도 4에 개략적으로 도시된, 상기 파지 공정의 다음 단계에서, 상기 공구 테이블(2)은 연속적으로 상향으로 구동되고, 차례로 가공물(W)의 상부 표면을 상기 제1 및 제2 접촉 에지(11A, 11B)의 밑면으로 구동한다. 상기 자기 인코더(12)는 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)에 대한 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)의 위치를 모니터링하기 위해 사용되며, 이와 같은 위치 정보는 상기 제어 시스템에 전달된다.

v) 과구동 및 위치 측정

도 5에 개략적으로 도시된, 상기 파지 공정의 다음 단계에서, 상기 공구 테이블(2)의 상향 구동이 계속되어, 가공물(W)은 상기 제1 및 제2 접촉 에지(11A, 11B) 내로 과구동된다. 과구동 거리, 즉 가공물(W)이 상기 제1 및 제2 접촉 에지(11A, 11B)(도 4에 도시됨)와 인접하게 된 후 상기 공구 테이블(2)이 상승되는 거리는 가공물(W) 두께 공차에 기초하여 미리 결정된다. 보다 상세하게는, 과구동 거리는 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)에 대한 하드 스톱(8) 위에 간격(즉, "클램핑 간격")을 남기면서 "가장 얇은 허용 가능한 가공물"을 클램핑하기에 충분한 거리로 설정된다. 상기 "가장 얇은 허용 가능한 가공물"은 공칭 두께에서 두께 공차를 뺀 값 중 하나, 즉, 가공물의 기본 재료에 따라 IPC 사양 4101C 또는 그 후속에 따른 공칭 두께의 10%이다. 도시된 바와 같이, 상기 과구동은 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)을 들어올려 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)로부터 멀어지게 하여, 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)에 대한 하드 스톱(8) 위에 간격을 생성한다. 상기 과구동 자체는 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)에 대한 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)의 새로운 위치, 즉 이동된 거리를 모니터링하는 자기 인코더(12)로부터 획득되고 제어 시스템으로 전달되는 위치 정보를 사용하여 상기 제어 시스템에 의해 제어된다.

vi) 상부 클램핑 압력 및 위치 재측정

도 6에 개략적으로 도시된, 상기 파지 공정의 다음 단계에서, 상부 클램핑 압력이 적용된다. 공압 액추에이터는 상기 제어 시스템에 의해 작동되어 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷을 하향으로, 즉 화살표로 표시된 음의 Z 방향으로 구동되게 하며, 따라서 가공물(W)은 상기 제1 및 제2 접촉 에지(11A, 11B)및 제1 및 제2 지지 브래킷(5A, 5B) 사이에서 단단히 파지되거나 클램핑된다. 이와 같은 상부 클램핑 압력이 가해진 후, 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)은 상기 하드 스톱(8)을 통해서가 아니라 상기 가공물(W)을 통해 지지되며, 다시 말해서 상기 하드 스톱(8)과 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B) 사이에 간격이 존재한다는 사실에 유의해야 한다. 상기 자기 인코더(12)는 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)에 대한 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)의 새로운 위치, 즉 이동된 거리를 모니터링하기 위해 사용되며, 이와 같은 위치 정보는 상기 제어 시스템에 전달된다. 적용되는 하향 압력은 파지될 각각의 가공물에 대해 미리 결정되고 일정하며, 정확하거나 최적 두께의 가공물에 대해 최적의 클램핑을 제공하는 압력으로 설정된다는 사실에 유의해야 한다. 상기 가공물(W)과 상기 제1 및 제2 접촉 에지(11A, 11B) 사이의 반응으로 인해, 클램핑되는 가공물(W)이 최적보다 얇으면, 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)의 이어지는 하향 이동이 예상보다 클 것이고, 반면에 상기 가공물(W)이 최적보다 두꺼우면, 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)의 이어지는 하향 이동은 예상보다 작을 것이다.

vii) 공구 테이블의 보정 이동

위에서 설명된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)에 대한 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)의 위치 정보는 과구동 및 클램핑에 따라 획득된다. 다음에, 이와 같이 획득된 측정치들 사이의 차이는 가공물 두께가 결정되도록 제어 시스템에 의해 결정될 수 있다. 상기 제어 시스템이 가공물이 만족스러운 인쇄를 허용하기에는 너무 두껍거나 너무 얇다고 결정하면, 가공물(W)은 그 시점에서 폐기될 수 있지만, 아래의 단계 viii)과 관련하여 설명된 바와 같이, 공정의 추가적 및 선택적 단계를 통해 그와 같은 가공물을 계속 수용하는 것이 가능할 수 있다. 그러나, 만약 가공물(W)이 이와 같은 극단 사이의 두께를 갖는다면, 그의 공칭 두께로부터 멀어지는 어떠한 두께 변화도 Z-축을 따라 변화에 대응하는 양만큼 상기 공구 테이블(2)을 위 또는 아래로 이동시킴으로써 보상될 수 있어서, 변화를 보상하고, 후속 인쇄 작업을 위해 가공물(W)의 상부 표면을 상기 제1 및 제2 상부 플레이트(10A, 10B)에 대해 미리 결정된 최적 높이로 가져온다.

viii) 레일의 선택적 들어올리기

도 8에 개략적으로 도시된, 상기 파지 공정의 다음 단계는 선택 사항이며, 이전 단계에 따른 공정 상태가 불충분한 클램핑 간격을 초래할 경우에만 수행되며, 이는 가공물(W)의 두께가 상기 제어 시스템에 의해 이전 단계에서 설명된 바와 같이 만족스러운 인쇄를 하기에는 너무 두껍거나 너무 얇다고 결정되는 경우일 수 있다. 이와 같은 선택적인 단계에서, 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)은 화살표로 나타낸 바와 같이 양의 Z 방향을 따라 공지된 기준 위치까지 수직으로 상향 구동되어, 상기 하드 스톱(8)이 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)에 근접 이동하지만, 여전히 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)과는 접촉하지는 않는다. 이것은, 상기 제 1 및 제 2 클램핑 브래킷(9A, 9B)이 후속 인쇄 작업 동안 매우 작은 양만큼만 하향으로 편향될 수 있는 경우, 프린트 헤드가 상기 상부 플레이트(10A, 10B)상에 상당한 하향력을 가할 수 있도록 보장하기 때문에 유리하다. 이와 같은 구동은 상기 자기 인코더(12)로부터의 피드백을 사용하는 제어 시스템에 의해 제어된다.

가공물 두께 공차에 기초하여 미리 결정된 거리만큼 상기 공구 테이블(2)을 과구동시키고, 과구동 및 및 후속하는 상부 클램핑 압력 적용 후 상기 제1 및 제2 레일(6A, 6B)과 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷(9A, 9B)의 상대 위치를 측정하고, 다음에 그와 같이 측정된 위치에 따라 제1 및 제2 레일(6A, 6B)의 들어올림을 제어함으로써 파지 공정 내에서 가공물의 두께 변화가 보상될 수 있게 하는 위에서 요약된 단계들이 당업자에 의해 이해될 것이다.

위에서 설명된 공정은 상부 클램핑만 사용한다. 그러나, 스너깅 전용 또는 실제로 결합된 상부 클램핑 및 스너깅 시스템도 본 발명에 따라 유사한 방식으로 작동될 수 있다. 예를 들어, 스너깅 전용 공정의 경우, 도 1 내지 도 6과 관련하여 위에서 개략적으로 설명된 단계들이 변경되지 않아, 가공물(W)의 두께가 유사한 방식으로 측정 및 보정된다. 그러나, 이와 같은 단계들 후에, 적어도 하나의 레일(6A, 6B)이 다른 레일(6B, 6A)을 향해 이동되어, 상기 제1 및 제2 스너깅 표면(18A, 18B)이 가공물의 측벽들과 접촉하여 측면으로부터 상기 가공물(W)에 수평 파지력을 가한다. 한편, 다음으로 상기 제1 및 제2 상부 플레이트(10A, 10B)는, 가공물(W)에 마찰 손상을 야기시키지 않도록, 선택적으로는 상기 상부 플레이트(10A, 10B)를 양의 Z 방향으로 들어올리는 것과 조합하여, 후속 인쇄 작업에 대한 간섭을 방지하기 위해 측방향으로(즉, 가공물(W)로부터 멀어지는 방향으로 Y-축을 따라) 후퇴된다.

상술된 실시예들은 예시적일 뿐이며, 본 발명의 범위 내의 다른 가능성 및 대안들이 당업자들에게 자명할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 특히 인쇄 공정을 참조하여 위에서 설명되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상술된 클램핑 공정은 다른 공정들, 예를 들면 소위 픽-앤-플레이스 머신(pick-and-place machine)의 구성 요소 배치 공정에서 사용하기 위해 가공물을 클램핑하는 공정들, 또는 실질적으로 평평한 가공물의 클램핑을 필요로 하는 폭넓게 다양한 다른 공정들에 사용될 수 있다.

1 - 가공물 지지 및 파지 조립체
2 - 공구 테이블
3 - 결합 요소
4 - 결합 부재 상부 표면
5A, 5B - 제1 및 제2 지지 브래킷
6A, 6B - 제1 및 제2 레일
7A, 7B - 제1 및 제2 컨베이어
8 - 하드 스톱
9A, 9B - 제1 및 제2 클램핑 브래킷
10A, 10B - 제1 및 제2 상부 플레이트
11A, 11B - 제1 및 제2 접촉 에지
12 - 자기 인코더
13, 15, 16 - 베어링
14 - 압축 스프링
17A, 17B - 제1 및 제2 중간 블록
18A, 18B - 제1 및 제2 스너깅 표면
W - 가공물

Claims (15)

1. 실질적으로 평평한 가공물을 파지하는 방법으로서,
   i) 가공물 지지 및 파지 조립체를 제공하는 단계로서, 상기 가공물 지지 및 파지 조립체는 다음의 구성 요소들:
   공구 테이블 및 적어도 하나의 결합 부재를 포함하는 공구로서, 상기 적어도 하나의 결합 부재는 가공물의 밑면을 지지하도록 구성되는 상부 표면을 갖는, 상기 공구,
   운반 시스템으로부터 가공물을 수용하기 위한 각각의 제1 및 제2 컨베이어를 포함하는 제1 및 제2 레일, 및
   상기 가공물에 파지력을 가하기 위한 각각의 제1 및 제2 접촉 에지를 포함하는 제1 및 제2 클램핑 브래킷을 포함하며,
   상기 모든 구성 요소들은 다른 구성 요소들에 대해 수직으로 이동 가능한, 상기 가공물 지지 및 파지 조립체를 제공하는 단계;
   ii) 상기 가공물을 아래에 있는 공구를 사용하여 상기 제1 및 제2 컨베이어상에 위치시키는 단계;
   iii) 상기 가공물이 상기 컨베이어들에서 들어올려져 상기 접촉 에지의 밑면과 접촉하도록 상기 공구 테이블을 상승시키는 단계; 및
   iv) 상기 제1 및 제2 접촉 에지를 통해 상기 가공물에 하향력을 가하는 단계를 포함하며,
   단계 iii)에서, 상기 가공물과 상기 접촉 에지의 접촉에 이어, 상기 공구 테이블은 상향으로 과구동되어 상기 클램핑 브래킷들을 상기 레일들로부터 멀어지게 들어올리는, 방법.
2. 제1 항에 있어서, 단계 iii)에서, 상기 공구 테이블은 미리 결정된 거리만큼 상향으로 과구동되는, 방법.
3. 제2 항에 있어서, 상기 미리 결정된 만큼의 과구동은 상기 제1 및 제2 레일과 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷의 상대적인 수직 위치를 측정함으로써 제어되는, 방법.
4. 제1 항에 있어서, 상기 하향력은 공압으로 제공되는, 방법.
5. 제1 항에 있어서, 상기 하향력은 상기 제1 및 제2 레일과 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷의 상대적인 수직 위치를 측정함으로써 제어되는, 방법.
6. 제1 항에 있어서,
   v) 상기 가공물을 미리 결정된 높이로 가져오기 위해 상기 공구 테이블을 상승 또는 하강시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
7. 제6 항에 있어서, 상기 공구 테이블을 상승 또는 하강시키는 단계는, 단계 ii) 이후 및 단계 iv) 이후에 상기 제1 및 제2 레일과 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷의 상대적인 수직 위치를 측정하고, 획득된 측정값들을 비교하고, 그리고 상기 측정값들의 차이에 따라 상기 공구 테이블을 상승 또는 하강시킴으로써 제어되는, 방법.
8. 제1 항에 있어서,
   vi) 상기 제1 및 제2 레일을 기준 위치로 상승시키는 단계를 추가로 포함하며, 상기 상승은 상기 제1 및 제2 레일과 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷의 상대적인 수직 위치를 측정함으로써 적어도 부분적으로 제어되는, 방법.
9. 제1 항에 있어서, 단계 ii)의 종료 시에, 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷은 상기 제1 및 제2 레일의 각각의 부분상에 안착되는, 방법.
10. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷을 상기 각각의 제1 및 제2 레일을 향해 하향으로 편향시키는 단계를 포함하는, 방법.
11. 제1 항에 있어서, 단계 iv)에서 제공된 상기 하향력은 상기 가공물을 파지하기 위해 단계 iv) 이후에 유지되는, 방법.
12. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 iv) 이후에, 상기 가공물을 파지하기 위해 상기 제1 및 제2 레일 중 적어도 하나를 통해 상기 가공물의 측면 에지에 수평 파지력을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
13. 제1 항에 있어서, 인쇄 작업을 수행하기 위해 실질적으로 인쇄 기계 내에서 가공물을 파지하는, 방법.
14. 제13 항의 방법을 수행하기 위한 인쇄 기계.
15. 인쇄 작업에서 실질적으로 평평한 가공물에 인쇄 매체를 적용하기 위한 인쇄 기계로서, 상기 가공물은 서로 마주하는 제1 및 제2 주 표면을 갖고, 사용 중에 상기 제1 주 표면은 상향으로 향하고 상기 제2 주 표면은 하향으로 향하며, 상기 인쇄 기계는 상기 인쇄 기계 내에서 상기 가공물을 운반하기 위한 레일 유닛을 포함하는, 상기 인쇄 기계에 있어서,
    사용 중인 상기 가공물의 제1 주 표면과 접촉하기 위한 각각의 제1 및 제2 접촉 에지를 포함하는 제1 및 제2 클램핑 브래킷, 및 사용 중인 인쇄 스크린의 밑면과 접촉하기 위해 수평 X-Y 평면에 배열된 실질적으로 평평한 상부 표면을 포함하는 상부 플레이트,
    사용 중인 운반 시스템으로부터 가공물을 수용하기 위한 각각의 제1 및 제2 컨베이어를 포함하는 제1 및 제2 레일,
    사용 중인 공구 결합 부재를 지지하기 위한 공구 테이블,
    상기 X-Y 평면에 직교하는 Z-축을 따라 상기 제1 및 제2 레일에 대해 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷을 이동시키도록 작동하는 Z-축 액추에이터, 및
    상기 제1 및 제2 레일에 대한 상기 제1 및 제2 클램핑 브래킷의 Z-축을 따른 위치를 측정하기 위한 측정 장치를 포함하는, 인쇄 기계.

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