(57)【要約】      （修正有）【課題】フレキシブルでカスタマイズ可能な組み立て装置を提供する。【解決手段】複数の軌道モジュール５０、５２と、連続的周回軌道の第１の搭載インターフェース部に着脱可能に取り付けられ、分配ヘッドに部品を供給するように構成される第１のフィーダーモジュール１４ａと、連続的周回軌道の第２の搭載インターフェース部に着脱可能に取り付けられ、未完成製品を受け取るように構成される第１の設置モジュール１２ａと、を備え、分配ヘッドは部品を未完成製品１８ａに設置するように構成され、組み立て機械は、フィーダーモジュール及び／又は設置モジュールを取り付けるか、取り除くか又は取り換えることにより再構成可能である、組み立て機械１０。【選択図】図１
2020157474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の軌道モジュールであって、各軌道モジュールは軌道部分とフレームとを含むアッセンブリであり、前記複数の軌道モジュールは連続的周回軌道を形成するように連結可能であり、前記連続的周回軌道は分配ヘッドを受け入れるように構成され、前記連続的周回軌道は直線部分を備えて該直線部分には第１の搭載インターフェース部及び第２の搭載インターフェース部が設けられ、前記分配ヘッドは前記連続的周回軌道の周りを回転するように構成され、少なくとも部分的に未完成製品を組み立てる、複数の軌道モジュールと、
前記連続的周回軌道の第１の搭載インターフェース部に着脱可能に取り付けられ、前記分配ヘッドに部品を供給するように構成される第１のフィーダーモジュールと、
前記連続的周回軌道の第２の搭載インターフェース部に着脱可能に取り付けられ、前記未完成製品を受け取るように構成される第１の設置モジュールと、を備え、
前記分配ヘッドは前記部品を前記未完成製品に設置するように構成され、
前記組み立て機械は、前記フィーダーモジュール及び／又は前記設置モジュールを取り付けるか、取り除くか又は取り換えることにより再構成可能である、組み立て機械。
【請求項２】
前記軌道モジュールの一つは直線部を含み、該直線部は前記直線部分の一部であり、該直線部は前記第１及び第２の搭載インターフェース部の一つを備え、該第１及び第２の搭載インターフェース部は一対の搭載インターフェースを備え、該一対の搭載インターフェースは前記直線部の両端に配置される、請求項１に記載の組み立て機械。
【請求項３】
前記組み立て機械は、前記第１の搭載インターフェース部に取り付けられたフィーダーモジュールを他のフィーダーモジュールや設置モジュールに取り換えること、若しくは前記第２の搭載インターフェース部に取り付けられた搭載モジュールを他の搭載モジュールやフィーダーモジュールに取り換えることにより再構成可能である、請求項１または請求項２に記載の組み立て機械。
【請求項４】
前記再構成は、前記複数の軌道モジュールの１つまたは複数を取り付けるか取り除くことよりなされる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の組み立て機械。
【請求項５】
前記軌道モジュールは機械加工なしで取り付けるか取り除くことができる、請求項４に記載の組み立て機械。
【請求項６】
前記軌道モジュールは標準的なハンドツールで取り付けるか取り除くことができる、請求項４に記載の組み立て機械。
【請求項７】
前記組み立て機械はプリント回路基板を組み立てるためのピックアンドプレース機械であり、
前記分配ヘッドはピックアンドプレースヘッドであって、ピックアンドプレース用のノズルを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の組み立て機械。
【請求項８】
前記連続周回軌道は１〜Ｎ個の分配ヘッドを有して稼働するようにプログラムされ、
前記Ｎ個は前記連続周回軌道上に物理的に設置可能な前記分配ヘッドの数の最大の個数である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の組み立て機械。
【請求項９】
前記分配ヘッドが最大数に達し、前記連続周回軌道における最も遅いステップにおいて前記未完成品の行列が生じるまで、前記組み立て機械に加えられる追加的な前記分配ヘッドの各々が、前記組み立て機械に対して追加的な出力を追加する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の組み立て機械。
【請求項１０】
前記連続周回軌道は、前記分配ヘッドを動かす永久磁石リニアモーターシステムを有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の組み立て機械。
【請求項１１】
前記連続周回軌道は、通気分配システムを有し、
前記通気分配システムは、前記分配ヘッドが移動または静止している間、前記連続的周回軌道に沿ういかなる位置にある分配ヘッドに対しても空気を分配できるものである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の組み立て機械。
【請求項１２】
前記連続周回軌道は、前記分配ヘッドに対して電力を供給する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の組み立て機械。
【請求項１３】
組み立て機械の再構成方法であって、
複数の軌道モジュールであって、各軌道モジュールは軌道部分とフレームとを含むアッセンブリであり、前記複数の軌道モジュールは連続的周回軌道を形成するように連結可能であり、前記連続的周回軌道は分配ヘッドを受け入れるように構成され、前記連続的周回軌道は直線部分を備えて該直線部分には第１の搭載インターフェース部及び第２の搭載インターフェース部が設けられ、前記分配ヘッドは前記連続的周回軌道の周りを回転するように構成され、少なくとも部分的に未完成製品を組み立てる、複数の軌道モジュールと、
前記連続的周回軌道の第１の搭載インターフェース部に着脱自在に取り付けられ、前記分配ヘッドに部品を供給するように構成される第１のフィーダーモジュールと、
前記連続的周回軌道の第２の搭載インターフェース部に着脱自在に取り付けられ、前記未完成製品を受け取るように構成される第１の設置モジュールと、を備えてなる組み立て機械を準備するステップと、
前記フィーダーモジュール及び／又は前記設置モジュールを取り付けるか、取り除くか又は取り換える再構成実行ステップと、
からなる組み立て機械の再構成方法。
【請求項１４】
前記再構成実行ステップは、前記第１の搭載インターフェース部に取り付けられたフィーダーモジュールを他のフィーダーモジュールや設置モジュールに取り換える、若しくは前記第２の搭載インターフェース部に取り付けられた搭載モジュールを他の搭載モジュールやフィーダーモジュールに取り換える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の軌道モジュールの１つまたは複数を取り付けるか取り除くステップが更に含まれる請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記軌道モジュールは機械加工なしで取り付けるか取り除かれる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記軌道モジュールは標準的なハンドツールで取り付けるか取り除かれる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記組み立て機械はプリント回路基板を組み立てるためのピックアンドプレース機械であり、
前記分配ヘッドはピックアンドプレースヘッドであって、ピックアンドプレース用のノズルを含む、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
永久磁石リニアモーターシステムによって前記分配ヘッドを前記連続周回軌道に沿って動かすことを更に含む、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記分配ヘッドに対して電力を供給することを更に含む、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に組み立て機械及び組み立て方法に関する。より詳しくは、本発明は、一つまたは複数の分配ヘッドが周りを回転する連続的軌道を有する組み立て機械と、システムと、それらの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の組み立て機械は、典型的には、特定のプロジェクトまたは目的のために設計され、特定のスループット、能力等を有する。製造業者が、元の機械よりもスループットおよび能力が高い機械を必要とする場合、典型的には、製造業者は全く新しい機械を購入する必要がある。今日、この問題は、回路基板に対して部品を組み付けるためのピックアンドプレース機械において顕著に存在する。
今日の典型的なピックアンドプレース機械は、回路基板が配置された機械の内部エリアに対して部品を供給するために、機械の外部エリアに配置されるフィーダーシステム（供給システム）を備える。機械上の１つまたは複数のピックアンドプレースヘッドは、ｘ、ｙ、ｚ方向に移動することができ、これによりフィーダーシステムから部品を拾い上げ（ピックアップし）、機械の内部エリアにある未完成製品または回路基板上に部品を設置する（プレースする）。ピックアンドプレースヘッドは、フィーダーと、基板に対する作業が行われている箇所との間の、作業位置内のいかなる場所へも移動可能であってもよい。ピックアンドプレースヘッドは、できるだけ多くの部品を拾い上げてできるだけ速く基板上に置き、その後フィーダーに戻ってより多くの部品を処理することができるように、通常はその経路が最適化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第０２／４７４５４
【特許文献２】特開２００２−２６５７７号公報
【特許文献３】特開昭５８−１２５８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のピックアンドプレース機械のような組み立て機械は、未完成製品や回路基板の製造者の要求に応じてカスタマイズをしたり漸増的に拡張したりすることは不可能であり、そうするためには別の位置決めシステムを追加するしかない。しかも、特定のピックアンドプレース機械の例においては、組み立て速度の最適化のため、フィーダーシステムをジョブ毎に最適な位置に設置する必要があり、そのためには大量の計算および操作の専門知識を必要とし、機械を別の製品用に転換するのに非常に長い時間を必要とする。
【０００５】
したがって、所定のフィーダーシステムの位置決めを必要とせず、カスタマイズが可能で漸増的に拡張可能な組み立て機械、システムおよびそれらの使用方法は、当該技術分野においては大いに受け入れられるだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、組み立て機械は、複数の分配ヘッドと、連続的周回軌道を有し、複数の分配ヘッドは、連続的周回軌道の周りを互いに独立して回転するように構成される。複数の分配ヘッドは各々、連続的軌道の第１の位置において部品を拾い上げ、連続的軌道の第２の部分において部品を設置する。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、組み立て方法は、連続的周回軌道を準備することと、複数の分配ヘッドを準備することと、複数の分配ヘッドに連続的周回軌道の周りを互いに独立して回転させることと、複数の分配ヘッドの各々により軌道の第１の位置において部品を拾い上げることと、軌道の第２の部分において部品を設置することとを含む。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、組み立て機械は、複数の軌道モジュールと、第１のフィーダーモジュールと、第１の設置モジュールと、を備える。複数の軌道モジュールの各々は軌道部分を含み、複数の軌道モジュールは連続的周回軌道を形成するように連結可能であり、連続的周回軌道は分配ヘッドを受け入れるように構成され、該分配ヘッドは連続的周回軌道の周りを回転し、少なくとも部分的に未完成製品を組み立てるように構成される。第１のフィーダーモジュールは連続的周回軌道の第１の長さ部分に取り付けられ、分配ヘッドに部品を供給するように構成される。第１の設置モジュールは、連続的周回軌道の第２の長さ部分に取り付けられ、未完成製品を受け取るように構成される。分配ヘッドは部品を未完成製品に設置するように構成される。組み立て機械は、複数の軌道モジュール、第１のフィーダーモジュール、および、第１の設置モジュールの１つまたは複数を取り付けるか取り除くことにより再構成可能である。
【０００９】
本発明の第４の態様によれば、組み立て方法は、複数の軌道モジュールにわたって搭載される連続的周回軌道を準備することと、連続的周回軌道により設置ヘッドを受け入れることと、連続的周回軌道の第１の長さ部分に対して第１のフィーダーモジュールを搭載することと、連続的周回軌道の第２の長さ部分に対して第１の設置モジュールを搭載することと、連続的周回軌道の周りに分配ヘッドを回転させることと、分配ヘッドにより未完成製品を少なくとも部分的に組み立てることと、複数の軌道モジュール、第１のフィーダーモジュール、および、第１の設置モジュールの一つまたは複数を取り付けることと、複数の軌道モジュール、第１のフィーダーモジュール、第１の設置モジュールの一つまたは複数を取り除くことの少なくとも一方により、組み立て機械を再構成することと、を含む。
【００１０】
本発明の第５の態様によれば、部品を拾い上げてプリント回路基板上に設置するピックアンドプレース機械は、連続的周回軌道と、フィーダーモジュールと、設置モジュールとを備える。連続的周回軌道は、ピックアンドプレースヘッドを受け入れるように構成され、ピックアンドプレースヘッドは、連続的周回軌道の周りを回転するように構成される。フィーダーモジュールは、連続的周回軌道の第１の長さ部分に対して取り付けられ、ピックアンドプレースヘッドはフィーダーモジュールから部品を拾い上げるように構成される。設置モジュールは、設置のために回路基板を受け入れる連続的周回軌道の第２の長さ部分に取り付けられ、ピックアンドプレースヘッドは部品を未完成製品または回路基板上に設置するように構成される。
【００１１】
本発明の第６の態様によれば、ピックアンドプレース方法は、連続的周回軌道を準備することと、ピックアンドプレースヘッドを連続的周回軌道に取り付けることと、ピックアンドプレースヘッドに、連続的周回軌道の周りを回転させることと、フィーダーモジュールを連続的周回軌道の第１の長さ部分に対して取り付けることと、設置モジュールを連続的周回軌道の第２の長さ部分に取り付けることと、フィーダーモジュールからピックアンドプレースヘッドに部品を供給することと、第１設置モジュールに配置された回路基板上に部品を設置することとを含む。
【００１２】
本発明の第７の態様によれば、ピックアンドプレースヘッドは、取り付け機構と、位置検出システムを備える。取り付け機構は、ピックアンドプレースヘッドを連続的周回軌道に取り付け、ピックアンドプレースヘッドが連続的周回軌道に沿って移動できるようにする。位置検出システムは、連続的周回軌道に対する２次元またはそれ以上の次元におけるピックアンドプレースヘッドの位置を検出する。
【００１３】
本発明の第８の態様によれば、方法は、ピックアンドプレースヘッドを準備することと、ピックアンドプレースヘッドを連続的周回軌道に取り付けて、ピックアンドプレースヘッドが連続的周回軌道に沿って移動できるようにすることと、ピックアンドプレースヘッドにより、連続的周回軌道に対するピックアンドプレースヘッドの二次元またはそれ以上の次元における位置を検出することと、軌道上のピックアンドプレースヘッドにより部品を拾い上げることと、軌道上のピックアンドプレースヘッドにより部品を電子組み立て体の上に設置することと、を含む
【００１４】
本発明の第９の態様によれば、組み立て機械は、軌道と、未完成製品を少なくとも部分的に組み立てる分配ヘッドと、分配ヘッドおよび軌道の内部に配置される永久磁石リニアモーターシステムと、を備える。永久磁石リニアモーターシステムは、分配ヘッドの軌道に対する付着と、分配ヘッドの軌道に沿った動きを提供するように構成される。
【００１５】
本発明の第１０の態様によれば、組み立て方法は、分配ヘッドを準備することと、軌道を準備することと、分配ヘッドおよび軌道の内部に配置された永久磁石リニアモーターシステムを準備することと、分配ヘッドを軌道に磁気的に付着させることと、分配ヘッドを軌道に沿って磁気的に動かすことと、分配ヘッドにより、未完成製品を少なくとも部分的に組み立てることと、を含む。
【００１６】
本発明の第１１の態様によれば、分配ヘッドは、分配ヘッド内に配置される制御システムと、分配ヘッド内に配置されるエンコーダ読み取りヘッドと、分配ヘッド内に配置される受光センサであって、分配ヘッド上の部品または分配ヘッドの要素を固定カメラのフラッシュ光が照らしたときにフラッシュ光を検出するように構成される受光センサと、を備える。制御システムは、フラッシュ光が発光する瞬間に、エンコーダ読み取りヘッドによりエンコーダの正確な位置を判断するように構成される。分配ヘッドは、未完成製品を少なくとも部分的に組み立てるように構成される。
【００１７】
本発明の第１２の態様によれば、方法は、分配ヘッドを準備することと、分配ヘッド内に配置される制御システムを準備することと、分配ヘッド内に配置されるエンコーダ読み取りヘッドを準備することと、分配ヘッド内に配置される受光センサを準備することと、固定カメラを準備することと、分配ヘッド上の部品または分配ヘッドの要素に対して、固定カメラによりフラッシュ光を照射することと、制御システムとエンコーダ読み取りヘッドにより、フラッシュ光が発光する瞬間における正確なエンコーダの位置を判断することと、分配ヘッドにより、未完成製品を少なくとも部分的に組み立てることと、を含む。
【００１８】
本発明の第１３の態様によれば、組み立て機械は、分配ヘッドがその周りを回転するように構成される連続的周回軌道であって、分配ヘッドは未完成製品を少なくとも部分的に組み立てるよう構成される、連続的周回軌道と、軌道内に配置され、空気を分配ヘッドへ分配するよう構成される空気分配システムと、を備える。
【００１９】
本発明の第１４の態様によれば、組み立て方法は、連続的周回軌道を準備することと、連続的周回軌道に取り付けられる分配ヘッドを準備することと、分配ヘッドに連続的周回軌道の周りを回転させることと、分配ヘッドに対して連続的周回軌道により空気を分配することと、分配ヘッドに対して圧縮空気を供給することと、分配ヘッドにより、未完成製品を少なくとも部分的に組み立てることと、を含む。
【００２０】
本発明の第１５の態様によれば、組み立て機械は、複数の分配ヘッドと、複数の分配ヘッドがその周りを互いに独立に回転するように構成される連続的周回軌道であって、複数の分配ヘッドの各々は未完成製品を少なくとも部分的に組み立てるように構成される、連続的周回軌道と、制御システムと、制御システムと複数の分配ヘッドの各々との間の個別の通信を提供するように構成されるバス通信システムと、を備える。複数の分配ヘッドの各々は、制御システムに対して個別のワイヤで接続されていない。
【００２１】
本発明の第１６の態様によれば、組み立て方法は、連続的周回軌道を準備することと、複数の分配ヘッドを準備することと、制御システムを準備することと、バス通信システムを準備することと、複数の分配ヘッドに連続的周回軌道の周りを互いに独立に回転させることと、複数の分配ヘッドにより、未完成製品を少なくとも部分的に組み立てることと、バス通信システムを介して、制御システムと複数の分配ヘッドの各々との間で個別に通信をさせることと、を含む。複数の分配ヘッドの各々は、制御システムに対して個別のワイヤで接続されていない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
次の各図を参照して、本発明の複数の実施形態を詳細に記述する。類似の参照符号は類似の部材を示す。
【図１】図１は、一実施形態に係る組み立て機械の概略平面図である。
【図２】図２は、一実施形態に係る図１の組み立て機械の構成部品およびモジュールの分解図である。
【図３】図３は、一実施形態に係る別の組み立て機械の概略平面図である。
【図４】図４は、一実施形態に係る別の組み立て機械の概略平面図である。
【図５】図５は、一実施形態に係る別の組み立て機械の概略平面図である。
【図６】図６は、一実施形態に係る別の組み立て機械の概略平面図である。
【図７】図７は、一実施形態に係る別の組み立て機械の概略平面図である。
【図８】図８は、一実施形態に係る図１の組み立て機械の軌道に取り付けられる分配ヘッドの側方部分の断面図である。
【図９】図９は、一実施形態に係る分配ヘッドの位置計測システムを示す図である。
【図１０】図１０は、一実施形態に係る分配ヘッドに圧縮空気を供給するように構成された軌道内の圧縮空気弁システムを示す図である。
【図１１】図１１は、一実施形態に係る制御システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
開示される装置および方法の以下に示す実施形態の詳細な説明は、本明細書において例示として提示されるものであり、添付の図に限定されるものではない。
【００２４】
図１は、一実施形態に係る組み立て機械１０の概略図である。図示される組み立て機械１０は回路基板を組み立てるように構成されたピックアンドプレース機械であってもよい。しかしながら、開示の内容は、玩具の組み立て、道具の組み立て、器具の組み立て、溶接、接着剤の塗布など、その他のタイプの組み立て機械にも適用可能である。組み立て機械１０は、所定の位置に配置されるべき構成部品を必要とするか、あるいは、その他の仕上げ作業の適用を必要とするようないかなる装置、機器、未完成製品を組み立てるように構成されてもよい。本明細書において、「未完成製品」とは、それが組み立て機械１０または以下に記述する組み立て機械１００、２００、３００、４００、５００のいずれかに進入するときに未完成である製品を指すものとしてもよい。ただし、「未完成製品」が組み立て機械１０、１００、２００、３００、４００、５００によって完成されてもよいことは理解されるだろう。あるいは、「未完成製品」は、組み立て機械１０、１００、２００、３００、４００、５００によって完全に完成するのではなく、さらなる組み立てのステップ（図示せず）を必要とするものとしてもよい。
【００２５】
組み立て機械１０は２つの設置モジュール１２ａ、１２ｂ、４つのフィーダーモジュール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、および、７つの分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇを有する。分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは、構成部品を拾い上げ、回路基板１８ａ、１８ｂ上に設置するためのピックアンドプレースヘッドでもよい。分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは、さらに検査機能、接着剤供給機能、溶接ツール機能等、他の機能を有していてもよい。あるいは、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは道具、玩具、器具等のためのいかなる種類の部品を拾い上げるように構成してもよい。同様に、フィーダーモジュール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは回路基板部品を供給するためのモジュールであってもよい。各フィーダーモジュール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、隣接するように配列された複数のフィーダーを含んでもよい。ただし、分配ヘッドに対して他の様々な種類の構成部品を供給するため、他の多くの種類のフィーダーモジュールが意図される。さらに、フィーダーモジュール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇに対して接着剤または溶接材料を提供してもよい。設置モジュール１２ａ、１２ｂは、組み立て用の回路基板１８ａ、１８ｂまたは他の未完成製品を受け取るものとしてよい。
【００２６】
組み立て機械１０は、連続的なループ、回路、輪、円などを含む軌道２２を有する。軌道２２は連続的かつ周回することで、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇが軌道２２の周りを一方向に回転するように構成されてもよい。例えば、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇの全てが、軌道２２の周りを時計回りに回転するものとしてもよい。あるいは、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇの全てが、軌道２２の周りを反時計回りに回転するものとしてもよい。分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは軌道２２に沿って移動しながらフィーダーモジュール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに格納された部品を拾い上げる（ピックアップする）ように構成してもよい。その後、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは第１の設置モジュール１２ａまたは第２の設置モジュール１２ｂ内に位置する未完成製品または回路基板１８ａ、１８ｂに対して部品を設置する（プレースする）ように構成されてもよい。部品を設置した後、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは、軌道の周りを回転し続けて、フィーダーモジュール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄからさらに多くの部品をピックアップして、設置モジュール１２ａ、１２ｂ内に位置する未完成製品または回路基板１８ａ、１８ｂに対してそれらを設置してもよい。
【００２７】
図示実施形態において、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは軌道２２の周りを時計回り方向Ｄに回転するように構成されてもよい。フィーダーモジュール１４ａ、１４ｂは設置モジュール１２ｂ内の未完成製品または回路基板１８ｂ上に設置するための構成部品を分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇへ供給するように構成されてもよい。すなわち、フィーダーモジュールは、回転方向に直ちに進む設置モジュールに提供するための部品を格納するように構成されてもよい。この場合、フィーダーモジュール１４ｃ、１４ｄは設置モジュール１２ａ内の未完成製品あるいは回路基板１８ａ上に設置するための構成部品を分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇに対して提供するように構成されてもよい。すなわち、軌道上の設置モジュール１２ａの前のフィーダーモジュール１４ｃ、１４ｄは、未完成製品または回路基板１８ａ上の組み立てのため頻繁に用いられる部品の全てまたは大部分を含んでいてもよい。しかしながら、用いられる頻度の低い部品は、軌道の別の部分にあるフィーダーモジュール１４ａ、１４ｂから来るものとしてもよい。したがって、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは、フィーダーモジュール１４ａ、１４ｂの中の部品を拾い上げて、第１設置モジュール１２ｂをスキップし、その代りに、後の設置モジュール１２ａ内に位置する未完成製品または回路基板１８ａの上に、拾い上げた部品を設置するようにプログラムされてもよい。一実施形態においては、各分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは、軌道２２周りを１回転するごとに１つの部品を拾い上げるように構成されていてもよい。他の実施形態において、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは１回転あたり２つ以上の部品を拾い上げるように構成されていてもよい。
【００２８】
分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは軌道２２のまわりを高速で回転するように構成されてもよい。一実施形態において、例えば、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは軌道の周りを５ｍ／ｓの速度で移動してもよい。別の実施形態において、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇの速度はより速いか、より遅くてもよい。さらに、分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇの数は、図示実施形態のものより多くても少なくてもよい。各組み立て機械１０あたりの分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇの数が増えるほど、組み立て機械１０は未完成製品または回路基板１８ａ、１８ｂ上に部品をより速く設置するように構成されてもよい。多くの分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇを使用して、組み立てられている個々の未完成製品または回路基板１８ａ、１８ｂ上に分配ヘッドが常にあることを確実にすれば、組み立て機械１０の出力の最大化に資する。分配ヘッドが多くなり過ぎることでプロセスの最も遅いステップで待ち行列や積み残しが発生するまでは、追加的な分配ヘッドをシステムに加えることで組み立て機械１０の速度を上昇させられることは理解されるだろう。ある実施形態においては、最も遅いステップは分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇが未完成製品または回路基板１８ａ、１８ｂ上に部品を設置する設置プロセスであってもよいが、これに限らない。したがって、最も遅いステップのサイクル時間は、最大数の分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇを有する組み立て機械１０の極大の速度を決定するものとしてもよい。分配ヘッドが最大数に達し、回転における最も遅いステップで行列またはボトルネックが生じるまで、組み立て機械１０に加えられる追加的な分配ヘッドはそれぞれ同じ出力をシステムに追加するものであってもよい。
【００２９】
従来のピックアンドプレースシステムを利用した場合には機械の速度を著しく低下させるようなステップであっても、本発明の組み立て機械１０によれば速度を低下させることなく追加することができる。例えば、本システムは、接着ステーションをフィーダーモジュールの後に追加することを可能にするものとしてもよい。従来の単一または二重の配置ヘッド機械においては、拾い上げステップの後の接着ステップは機械を著しく遅延させる。対照的に、本開示の発明によるシステムおよび機械はシステム全体を遅延させることなく、そのような接着ステップを追加することができる。さらに、本機械に最大数の分配ヘッドを配置することで本機械が実現できる速度よりもさらに速い速度が必要な場合、本開示の発明によるシステムは、新しい設置モジュールを追加することで、システム内における速度を上げ、毎秒の配置数を増加させることができる。このように、本開示の発明は、追加の軌道部品のための空間によっては速度の制約を受けるものの、それ以外に制約を受けない。
【００３０】
未完成製品または回路基板１８ａ、１８ｂの動きおよび分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇの動きによって、組み立て機械１０にとっての完全なＸ−Ｙ自由度を達成することができる。例えば、未完成製品または回路基板１８ａ、１８ｂは設置モジュール１２ａ、１２ｂの基板ハンドリング軌道２０に沿ってＹ方向（図示実施形態の左から右、あるいは右から左）に動くように構成されてもよい。分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは、Ｘ方向（図示実施形態の上から下、あるいは下から上）に動くように構成される。これにより、設置エリア内の未完成製品または回路基板１８ａ、１８ｂの全領域に対するヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇのアクセス（到達）を確保する。一実施形態において、未完成製品または回路基板１８ａ、１８ｂは、部品の設置中に、引き返すことなく、１方向のみに（例えば左から右へ）移動する必要がある。別の実施形態においては、未完成製品または回路基板１８ａ、１８ｂは、配置の最適化を強化するために、配置中に、後ろに移動するように構成されてもよい。
【００３１】
例として、未完成製品または回路基板１８ａを設置モジュール１２ａ内に設置するか受け取ることにより、未完成製品または回路基板１８ａの設置プロセスが始まることとしてもよい。これは自動プロセスによって行われてもよい。例えば、未完成製品または回路基板１８ａは、組み立て機械１０の左側に位置する、未完成製品または回路基板の前の組み立て工程の実行ための、前段の機械から来るものとしてよい。未完成製品または回路基板１８ａは、供給サイトから設置モジュール１２ａ内にロボットによって設置されるものとしてもよい。あるいは、未完成製品または回路基板１８ａは、設置モジュール１２ａ内に手動で設置されるものとしてもよい。組み立て機械１０の分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは、フィーダーモジュール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄから部品を拾い上げて、未完成製品または回路基板１８ａの先行側（すなわち図１の右側）にそれらを設置するように構成されてもよい。未完成製品または回路基板１８ａの先行側に部品が装着されて来ると、それは製品軌道２０に沿って右に移動する。未完成製品または回路基板１８ａが右に移るとき、未完成製品または回路基板１８ａを越えて下から上へ移動する分配ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇは、未完成製品または回路基板１８ａの表面の全体にアクセスできるものとしてもよい。本実施形態においては、未完成製品または回路基板１８ａは設置モジュール１２ａ内での設置中、右方向にのみ動くものとしてもよい。あるいは、プロセスの最適化のため、未完成製品または回路基板１８ａは設置中に左右に移動してもよい。
【００３２】
第１および第２の設置モジュール１２ａ、１２ｂは、未完成製品または回路基板１８を搬送するための製品軌道２２をそれぞれ独自に有していてもよい。一実施形態においては、第１の設置モジュール１２ａで設置される構成部品の数は、回路基板１８ａの全体に設置される構成部品の全数の一部のみ、または、全数よりも少ない数であってもよい。基板ハンドリングシステム８６は設置モジュール１２ａと設置モジュール１２ｂの間に位置してもよい。基板ハンドリングシステム８６は独自の製品軌道２０を有していてもよい。未完成製品または回路基板１８ａは、その上に設置される残りの半分の部品のため、基板ハンドリングシステム８６の製品軌道２０に沿って第２の設置モジュール１２ｂに移動してもよい。組み立て機械１０はプロセスの全体にわたる未完成製品または回路基板１８ａの移動プロセスを自動化するように構成されてもよい。第１の設置モジュール１２ａと同様に、未完成製品または回路基板は第２の設置モジュール１２ｂを横切って左から右へ移動してもよいし、両方向に移動してもよい。
【００３３】
別の実施形態（例えば図３および以下に示すような実施形態）においては、設置モジュール１２ａ、１２ｂのいずれかのような単一の設置モジュールが、各回路基板または他の製品の全てまたは完全な数の部品を供給するものとしてよい。これらの実施形態においては、未完成製品または回路基板、あるいは他の製品は設置中に設置モジュールによって第１の方向に供給されるものとしてもよい。例えば、分配ヘッドが回路基板または他の未完成製品に部品を設置する間、回路基板または他の未完成製品は設置モジュール中の左から右へ移動してもよい。その後、回路基板または他の未完成製品は、反対方向（右から左へ）に設置モジュールから排出されるものとしてもよい。このように、回路基板またはは他の未完成製品はそれが供給されたのと全く同じ位置から排出されるものとしてもよい。この場合、設置モジュール１２ａに積み込みシステムを備えて設置モジュール１２ｂに荷卸しシステムを備えるのではなく、設置モジュール１２ａ、１２ｂに積み下ろしシステムを備えるものとしてもよい。本実施形態においては、基板ハンドリングシステム８６は必ずしも組み立て機械１０を横切って未完成製品または回路基板あるいは他の製品を移動させる必要はない。
【００３４】
以下に述べるように、本発明に係るシステムは本質的に完全にフレキシブルで、カスタマイズ可能で、拡張可能である。図２は、組み立て機械１０のような組み立て機械の様々な部品の分解図を示す。これらの部品は、いかなる出力量の要求であれ、それに対応するようカスタマイズされたシステムを作り出すために、システムに追加したりシステムから差し引いたり、利用したりすることができる。図２に示すのは、末端軌道モジュール５２、中央軌道モジュール５０、ヘッド１６、回路基板１８、フィーダーモジュール１４、ツール／ノズル交換装置５４、カメラ５６、製品軌道２０および設置モジュール１２である。これらの部品はそれぞれ組み立て機械１０または以下に述べる組み立て機械１００、２００、３００、４００の部品と同じでものであってもよい。末端軌道モジュール５２および中央軌道モジュール５０はそれぞれフレーム９５を有していてもよい。フレーム９５は軌道モジュール５２、５０を保持するように構成されてもよく、隣接する軌道モジュールの隣接するフレームに接続されるように構成されてもよい。
【００３５】
末端軌道モジュール５２はフレームおよびＵ字型の軌道を有していてもよい。末端軌道モジュール５２は、設置モジュール１２またはフィーダーモジュール１４が搭載され得る軌道の直線部分上に、１つの搭載インターフェース５３を有していてもよい。カメラおよび他の固定処理ステーションも末端軌道モジュール５２上に搭載してもよい。同様に、中央軌道モジュール５０は、モジュール５０の両側に軌道の直線状の接続部を備えてもよい。モジュールは連続する２つの別個の軌道を有してもよい。すなわち、モジュール５０の各側に各一つの軌道とする。これらの軌道の各々は、設置モジュール１２またはフィーダーモジュール１４のための１つの搭載インターフェース５３を有してもよい。末端軌道モジュール５２のように、カメラまたは他の固定処理ステーションを中央軌道モジュール５０上に取り付けてもよい。
【００３６】
設置モジュール１２は、末端モジュールの軌道の直線部品、または中央のモジュールの一方の側へ搭載されることを可能にするインターフェースを備えてもよい。回路基板上での部品の拾い上げおよび設置のために機械が構成されている場合は、このモジュールは回路基板搬送ベルトシステム、回路基板クランプシステムおよび回路基板支持システムを有してもよい。これらのシステムの各々は高精度サーボ軸に搭載されてもよい。回路基板は別の回路基板搬送モジュールまたは回路基板マガジン積み降ろし機からこのモジュールへ進入するように構成されてもよい。回路基板は未完成製品／回路基板用ベルトによってクランプ位置まで移動させられてもよい。その後、未完成製品または回路基板はクランプされ、ベルト上の固定位置に保持されてもよい。これに続いて、例えばピンを有する回路基板支持システムは、未完成製品または回路基板を支持するためにアクティブとされてもよい。設置モジュール１２はさらに幅調整機構を備えてもよい。ベルト、駆動装置、支持システムおよび幅調整機構を含む搬送装置の全体は、リニア軸受および高精度リニア駆動装置上に搭載されてもよい。リニア駆動装置は、設置ヘッド１６上のカメラが、未完成製品または回路基板に付された印を捉えられる位置へ未完成製品または回路基板を移動させるようにして、これにより軌道２２に対する未完成製品または回路基板の正確な位置を確認するように構成されてもよい。設置モジュール１２における構成部品の設置が完了すると、未完成製品または回路基板は未完成製品／回路基板支持から解放され、クランプを解かれ、未完成製品／回路基板搬送ベルトは、別の搬送ベルトまたはマガジン積み降ろし機へ未完成製品または回路基板を搬送するように構成されてもよい。あるいは、未完成製品または回路基板は手動で挿入されてもよい。カメラおよび他の固定処理ステーションをモジュール１２上に搭載してもよい。
【００３７】
再度参照する図２には、高精度設置モジュール８４を高精度回路基板ハンドリング搬送システム８５とともに示す。この搬送システム８５は、固定レールの左、後、右、前の４つの方向全てにおいて高精度Ｙ駆動システム８７上に搭載することができる製品軌道２０、回路基板クランプシステム、および回路基板支持システムを備えるものとしてもよい。これにより、通過モード、一方側インアウトモード、および、インラインオンラインモードを可能とする。システムを通過させることによる未完成製品の回路基板の搬送の異なるモードをさらに単純化するために、後に図７に示すように、中央軌道モジュール５０の各側に搭載された２つの設置モジュール１２、８４を中央軌道モジュール５０の中心に接続することができ、かつ、未完成製品または回路基板１８を同じ中央の軌道モジュール５０内で１つの設置モジュールから次の設置モジュールまで直接に渡すことができるように、設置モジュール１２、８４の寸法決めをしてもよい。
【００３８】
フィーダーモジュール１４は、設置モジュール１２と同じ方法により末端軌道モジュール５２または中央軌道モジュール５０に搭載されてもよい。フィーダーモジュール１４に対して、必要な部品フィーダーの全てを搭載してもよい。フィーダーインタフェースモジュールは、フィーダーが部品を供給して設置ヘッド１６がそれらの部品を適切に拾い上げることができるようにする制御装置を有してもよい。
【００３９】
さらに、フィーダーモジュール１４および設置モジュール１２、８４のためのモジュールフレームの搭載インターフェースは、製造時における任意の軌道モジュール５０、５２上への搭載を容易にするために、同一のものとしてもよい。搭載フレームが同一であることにより誤差の蓄積を最小化することができ、任意のシステムでのフィーダーモジュール１４および設置モジュール１２、８４の互換を可能にする。フィーダーモジュール１４および設置モジュール１２、８４は製造段階で軌道２２の長さ部分に組み込まれ、一緒に販売されるものとしてもよい。これらの組み合わされたフィーダーモジュールと軌道の長さ部分、および設置モジュールと軌道の長さ部分を、既存の軌道または機械への即時の追加、または、カスタマイズされた軌道や機械の即時の構築のため、組み立て機械の購入者に提供してもよい。ただし、設置モジュール１２、８４はさらに、ツール／ノズル交換装置５４、カメラ５６、または設置サイクルを促進するための他の処理ステーション（すなわち、部品をまっすぐにする装置、フラックス供給装置、電気的テスターなど）を備え付けられていてもよい。
【００４０】
このように、組み立て機械は、複数の軌道モジュール５０、５２を有してもよく、各モジュール５０、５２は軌道２２の部分を含んでもよい。複数のモジュール５０、５２は軌道２２のような連続的かつ周回する軌道（連続的周回軌道）を形成するために連結可能であってもよい。連続的周回軌道２２は、その周りを回転し、未完成製品１８を少なくとも部分的に組み立てるように構成される分配ヘッド１６を受け入れるように構成されてもよい。フィーダーモジュール１４は連続的周回軌道２２の第１の長さ部分に取り付けられてもよく、分配ヘッド１６に部品を供給するように構成されてもよい。部品は、電子部品、ツールヘッド、溶接材料、接着剤、または、フィーダーモジュール１４から分配ヘッド１６へ供給されるいかなるものであってもよい。設置モジュール１２、８４は連続的周回軌道２２の第２の長さ部分に取り付けられてもよく、未完成製品または回路基板１８のような未完成製品を受け取るように構成されてもよい。分配ヘッドは未完成製品に部品を設置するように構成されてもよい。このように、軌道２２は、軌道２２の複数のモジュール５０、５２の１つまたは複数を取り付けるか取り除くことで再構成可能としてもよい。再構成は、追加的な設置モジュール１２、８４およびフィーダーモジュール１４を収容するか取り除くために１つまたは複数のモジュール５０、５２を取り付けるか取り除くことで可能としてもよい。連続的周回軌道２２は機械加工または他の恒久的な変更作業なしで再構成可能としてもよい。さらに、連続的周回軌道２２は、ねじ回し、レンチ、プライヤーなどの標準的なハンドツールで再構成できるものとしてもよい。
【００４１】
またさらに、本発明による組み立て方法は、モジュール５０、５２のような複数のモジュールを横切って搭載される軌道２２のような連続的周回軌道を準備することを含んでもよい。前記方法は連続的周回軌道により、分配ヘッド１６のような分配ヘッドを受け入れることを含んでもよい。前記方法は軌道２２の第１の長さ部分に、フィーダーモジュール１４のような第１のフィーダーモジュールを搭載することを含んでもよい。前記方法は、軌道２２の第２の長さ部分に、設置モジュール１２のような第１の設置モジュールを搭載することを含んでもよい。前記方法は未完成製品または回路基板１８のような未完成製品を、分配ヘッドにより少なくとも部分的に組み立てることを含んでもよい。前記方法は連続的周回軌道を、Ａ）１つまたは複数の軌道のモジュールを取り付けること、および、Ｂ）１つまたは複数の軌道のモジュールを取り除くこと、のいずれかの方法により再構成することをさらに含んでもよい。前記方法はさらに、組み立て機械を準備し、フィーダーモジュールを取り除いて設置モジュールに置き換えたり、設置モジュールを取り除いてフィーダーモジュールに置き換えたりして組み立て機械を再構成することを含んでもよい。前記方法はさらに１つまたは複数のフィーダーモジュールを追加したり１つまたは複数のフィーダーモジュールを取り除いたりすることで、組み立て機械を再構成することを含んでもよい。前記方法は、１つまたは複数の設置モジュールを追加したり、１つまたは複数の設置モジュールを取り除いたりすることで、組み立て機械を再構成することを含んでもよい。
【００４２】
本明細書に記述された機械とシステムのフレキシビリティ（柔軟性）、カスタマイズ可能性、および拡張性は、図３〜６に示す実施形態を参照して示され得る。まず図３を参照して、別の組み立て機械１００を示す。この組み立て機械１００は、本開示の発明に従って作成される最も単純な機械の例としてもよい。組み立て機械１００は、軌道の２つの末端モジュール５２を含んでもよい。フィーダーモジュール１１４ａは末端モジュール５２のうちの１つに対して一体化され、または、取り付けられる。設置モジュール１８４は第２の対向する末端モジュール５２に対して一体化され、または、取り付けられる。設置モジュール１８４は基板ハンドリングシステム８５を含む。２つの基板ハンドリングシステム１８６がこの図中に備えられてもよい。これらの基板ハンドリングシステム１８６は組み立てシステム１００に搭載されてもよく、組み立て機械１００への、または組み立て機械１００からの未完成製品または回路基板１８の搬送能力を提供してもよい。前記システムは２つの分配ヘッド１１６ａ、１１６ｂを含むものとして示される。第１の分配ヘッド１１６ａはフィーダーモジュール１１４ａから部品を拾い上げるものとして示される。第２の分配ヘッド１１６ｂは、未完成製品または回路基板１８に部品を設置するものとして示される。したがって、機械１００は、より多くのモジュールおよび分配ヘッドを備えたより大きな機械と比較して、制限された出力を備えた低コスト機械であってもよい。しかしながら、機械１００の部品１１２、１１４、１１６、５２、２２、１５６、１５４は、より長い軌道を備えたより大きな機械において利用され得る部品と同じである。
【００４３】
図４を参照して、別の組み立て機械２００について説明する。組み立て機械２００は様々な異なるフィーダーモジュールを必要とするシステムの例であってもよい。特に、組み立て機械２００は一つの設置モジュール２１２を備える７つのフィーダーモジュール２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ、２１４ｄ、２１４ｅ、２１４ｆ、２１４ｇを含む。組み立て機械２００は２つの末端軌道モジュール５２と３つの中央軌道モジュール５０を含む。さらに、組み立て機械２００は６つの分配ヘッド２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄ、２１６ｅ、２１６ｆを含む。本実施形態において、一つの設置モジュール２１２のみがあるので、設置モジュール２１２は、製品軌道２０や搬送システムを必要とすることなく、積み降ろしの両方が可能であるように構成されてもよい。
【００４４】
図３の組み立て機械１００を修正または拡張することにより、組み立て機械２００が作成されてもよいということは理解されるであろう。例えば、組み立て機械１００の末端軌道モジュール５２を分離してもよい。その後、各々が一体化または取り付けられたフィーダーモジュール２１４を有する３つの中央の軌道モジュール５０を、末端軌道モジュール５２の上部と下部の間にそれぞれ設置してもよい。一旦軌道２２が完成すれば、その後、４つの追加的な分配ヘッド２１６を加えて合計６つとしてもよい。
【００４５】
図５は別の組み立て機械３００を示す。組み立て機械３００は３つのフィーダーモジュール３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃを含んでもよい。組み立て機械３００は４つの分配ヘッド３１６ａ、３１６ｂ、３１６ｃ、３１６ｄを含んでもよい。組み立て機械３００は１つの設置モジュール３１２を含んでもよい。組み立て機械３００は、組み立て機械２００または組み立て機械１００の変更により作成されてもよい。例えば、組み立て機械２００から組み立て機械３００を作成するために、組み立て機械２００の上部および下部のそれぞれにある、フィーダーモジュール２１４ｃ、２１４ｄ、２１４ｅ、２１４ｆを備える２つの中央軌道モジュール５０を取り除くだけでよい。さらに、組み立て機械３００に示される４つを残して、２つの分配ヘッド２１６ａ、２１６ｂを取り除いてもよい。同様に、組み立て機械３００を作成するため、２つの追加的な分配ヘッドとともに、フィーダーモジュール３１４を備える中央軌道モジュール５０を組み立て機械１００に加えてもよい。
【００４６】
図６を参照して、別の組み立て機械４００を説明する。組み立て機械４００は５つのフィーダーモジュール４１４ａ、４１４ｂ、４１４ｃ、４１４ｄ、４１４ｅ、９つの分配ヘッド４１６ａ、４１６ｂ、４１６ｃ、４１６ｄ、４１６ｅ、４１６ｆ、４１６ｇ、４１６ｈ、４１６ｉおよび３つの設置モジュール４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃを含む。設置モジュール４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃを、寸法の異なる未完成製品または回路基板４１８ａ、４１８ｂ、４１８ｃとともに示す。例えば、設置モジュール４１２ａは最小の回路基板４１８ａを含む。設置モジュール４１２ｂは最大の回路基板４１８ｂを含む。設置モジュール４１２ｃは、真ん中のサイズの回路基板を４１８ｃ含む。このように、単一の組み立て機械が様々な異なる種類の回路基板や他の製品の組み立てを提供し得ることが理解されるだろう。これらの設置モジュール４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃの各々は、それら自身の積み降ろしシステム、および、未完成製品／回路基板マガジン積み降ろしシステムを含んでもよい。未完成製品／回路基板マガジン積み降ろしシステムは、設置モジュール４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃに自動または手動で更なる未完成製品または回路基板を供給するためのものである。
【００４７】
本開示の発明に係る組み立て機械は様々な大きさおよび部品を有する。ただし、大きさに限界のない機械を作成するために、本開示の発明の動作原理を利用してもよいことは理解されるだろう。軌道のいかなる長さ、および、フィーダーモジュール、設置モジュール、分配ヘッドのいかなる数も意図される。さらに、設置モジュールは同じ位置にて回路基板を積み降ろしするものとしてもよい。あるいは、第１の設置モジュールは最初の設置サイクルにおいて回路基板を積み、次に、製品軌道２０を介して、第２の設置サイクルにおいて第２の設置モジュールに対して未完成製品または回路基板を供給するものとしてもよい。
【００４８】
別の組み立て機械５００を図７に示す。この組み立て機械５００は、機械５００中に４つの異なる組み立てライン５５０、５５２、５５４、５５６があるという点で「工場機械」と考えてもよい。組み立て機械５００は８つの設置モジュール５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、５１２ｄ、５１２ｅ、５１２ｆ、５１２ｇ、５１２ｈを含む。組み立て機械５００は１８個のフィーダーモジュール５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃ、５１４ｄ、５１４ｅ、５１４ｆ、５１４ｇ、５１４ｈ、５１４ｉ、５１４ｊ、５１４ｋ、５１４ｌ、５１４ｍ、５１４ｎ、５１４ｏ、５１４ｐ、５１４ｑ、５１４ｒを含む。組み立て機械５００は１９個の分配ヘッド５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃ、５１６ｄ、５１６ｅ、５１６ｆ、５１６ｇ、５１６ｈ、５１６ｉ、５１６ｊ、５１６ｋ、５１６ｌ、５１６ｍ、５１６ｎ、５１６ｏ、５１６ｐ、５１６ｑ、５１６ｒ、５１６ｓを含む。組み立てライン５５０、５５２、５５４、５５６はそれぞれ、異なる種類の回路基板やその他の未完成製品を組み立てるように構成されてもよい。この場合、回路基板やその他の未完成製品は、製品軌道２０に沿って、上部の設置モジュール５１２ａ、５１２ｃ、５１２ｅ、５１２ｇから下部の設置モジュール５１２ｂ、５１２ｄ、５１２ｆ、５１２ｈへ移動してもよい。未完成製品または回路基板の搬送を容易にするため、基板ハンドリングシステム５８６を組み立てラインの各末端に取り付けてもよく、設置モジュール５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ、５１２ｄ、５１２ｅ、５１２ｆ、５１２ｇ、５１２ｈに取り付けてもよい。この機械は、製品軌道２０が複数の中央モジュールを横切るのではなく、単一の中央モジュールの末端間に位置するシステムを示す。
【００４９】
本開示の発明により提供されるシステムまたは機械１０、１００、２００、３００、４００、５００が、必要なフィーダーモジュール１４、１１４、２１４、３１４、４１４、５１４の数によって速度の制限を受けないことは理解されるだろう。すなわち、軌道２２を延長しても、追加的な長さを補うために適切な数の分配ヘッド１６、１１６、２１６、３１６、４１６、５１６をシステムに加えることで、機械１０、１００、２００、３００、４００、５００の出力が遅くなることはない。さらに、システムまたは機械１０、１００、２００、３００、４００、５００の出力は、各フィーダーまたはフィーダーモジュール１４、１１４、２１４、３１４、４１４、５１４の位置や配置に依存しないものとしてもよい。分配ヘッド１６、１１６、２１６、３１６、４１６、５１６の全サイクルは、分配ヘッド１６、１１６、２１６、３１６、４１６、５１６がフィーダーからどこで部品を拾い上げる必要があるかということとは無関係に、同じだけの時間を要する。これはまた、組み立て機械１０、１００、２００、３００、４００、５００においては、切り替え中にフィーダーモジュール１４、１１４、２１４、３１４、４１４、５１４を別の位置に移動する必要がないことも意味する。ここに記述された組み立て機械１０、１００、２００、３００、４００、５００の最適化は、未完成製品または回路基板１８、または構成部品を提供されつつある他の製品の移動を最小化することにより達成され得る。この最適化により、システム内で分配ヘッド１６、１１６、２１６、３１６、４１６、５１６が高い加減速度を有し、高速で移動する一方で、未完成製品、回路基板１８、１１８、２１８、３１８、４１８、５１８または他の製品は緩やかに移動することとなる。
【００５０】
またさらに、本開示の発明に係るシステムまたは機械１０、１００、２００、３００、４００、５００は、速度について計測可能であってもよい。全ての分配ヘッド１６、１１６、２１６、３１６、４１６、５１６は、予測可能な時間で、部品を拾い上げて設置する完全なサイクルを完遂可能であってもよい。この時間は、軌道の長さ、および、分配ヘッド１６、１１６、２１６、３１６、４１６、５１６の停止または減速の回数によって決定されてもよい。典型的なサイクルにおいては、４つのステップが有ることが考えられる。それらは、拾い上げ停止、映像/カメラ停止、減速または停留、設置停止およびノズル交換停止である。軌道の長さは、拾い上げおよび設置のサイクル毎のフィーダーモジュール１４、１１４、２１４、３１４、４１４、５１４および／または設置モジュール１２、８４、１８４、２１２、３１２、４１２、５１２の数によって決定されるものとしてもよい。設置モジュール１２、８４、１８４、２１２、３１２、４１２、５１２を加えることによって、軌道の同じ長さに沿った分配ヘッド当たりの機械１０、１００、２００、３００、４００、５００の速度を増加してもよい。
【００５１】
図８において、軌道２２に取り付けられた分配ヘッド１６のうちの１つの側方部分の断面図が示される。分配ヘッド１６は分配ヘッド１６、１１６、２１６、３１６、４１６、５１６のうちのいずれかと全く同一のヘッドであってもよい。図示実施形態においては、分配ヘッド１６は、ベース２４、リニアモーターコイルユニット２６、ベアリングシステム２８、スピンドル３０、ノズル３１、Ｚ軸駆動装置３２、エンコーダ読み取りヘッド３３、制御および電力システム３４、接点レール３５、ツール／ノズル交換装置３６、およびエアシール３７を含んでもよい。軌道２２は磁石レール３８、フレーム４０、ベアリングレール４２および通気分配システム４３を指称するものとしてもよい。このように、軌道２２は磁気的なものでもよく、分配ヘッド１６のリニアモーターコイルユニット２６と軌道２２の磁石レール３８を含む永久磁石モーター４４を含んでもよい。磁石レール３８は、互いに隣接するように配置された多数の磁石を含んでもよい。磁石レール３８は、分配ヘッド１６のリニアモーターコイルユニット２６と協働して、分配ヘッド１６に軌道２２の上を移動させるものとしてもよい。あるいは、軌道２２は複数個のコイルを含み、一方で、分配ヘッド１６は永久磁石を含むものとしてもよい。
【００５２】
軌道２２のフレーム４０は軌道２２および分配ヘッド１６の支持を提供するように機能してもよい。フレーム４０は、金属、鋳鉄、ステンレス鋼、木材、または軌道２２を支持することができるいかなる材料で作られていてもよい。フレーム４０は周回軌道２２を収容するためにその長さに沿った異なるポイントで屈曲していてもよい。しかしながら、軌道２２およびフレーム４０の屈曲は、リニアモーター４４が分配ヘッド１６に必要とされるだけの加速、減速および速度を提供するように機能できるように、十分に大きな半径を有するコーナーまたはカーブであることを要する。
【００５３】
磁石レール３８は、軌道２２の全長にわたって、フレーム４０に取り付けられてもよい。磁石レール３８は永久磁石リニアモーター４４の一部であってもよい。永久磁石モーター４４の磁石レール３８は、リニアモーターコイルユニット２６と協働して、分配ヘッド１６に軌道２２の周りを移動させるようにしてもよい。永久磁石リニアモーターシステム２６、３８、４４は、複数個の分配ヘッド１６を軌道２２上で独立して駆動するようにプログラム可能であってもよい。リニアモーターコイルユニット２６は鉄心コイルユニットであってもよい。さらに、磁石レール３８は、リニアモーターコイルユニット２６と協働してピックアンドプレースヘッド１６を軌道２２に取り付けるための取付け機構であってもよい。他の実施形態では、永久磁石リニアモーター４４は、スイッチリラクタンスリニアモーターなどの他の取り付け駆動装置に置き換えてもよい。また別の実施形態では、永久磁石リニアモーター４４を従動輪に置き換えても良い。さらに別の実施形態では、分配ヘッド１６は可動永久磁石を含んでもよく、軌道２２は複数の固定鉄心コイルまたはリニアモーターコイルを含んでもよい。磁石の代わりに駆動輪が使用される場合には、軌道２２上に分配ヘッド１６を維持するために追加のレールを必要としてもよい。この場合、分配ヘッド１６が軌道２２から落ちないようにするための追加のレールを必要としてもよい。永久磁石リニアモーター４４が使用される実施形態では、分配ヘッド１６は、リニアモーターコイルユニット２６の磁力によって軌道２２へ取り付けられるものとしてもよい。本実施形態では、分配ヘッドのシステムへの追加は、分配ヘッドを軌道２２上の位置にスナップ方式により取付け、次に、組み立て機械１０または軌道２２の制御システムによってそれを始動する程度に単純であってもよい。
【００５４】
分配ヘッド１６のような分配ヘッドを準備することを含むような組み立て方法も意図される。前記方法は軌道２２のような軌道を準備することをさらに含んでもよい。前記方法は分配ヘッドと軌道の内部に配置されるシステム２６、３８、４４のような永久磁石リニアモーターシステムを準備することを含んでもよい。前記方法は、軌道に対して分配ヘッドを磁気的に取り付けて、軌道に沿って分配ヘッドを磁気的に移動させて、未完成製品または回路基板１８のような未完成製品を分配ヘッドにより少なくとも部分的に組み立てることを含んでもよい。分配ヘッド１６は接点レール３５を含んでもよい。接点レール３５は電力、電気または他の電気的信号を運ぶ軌道２２のフレーム４０の一部と接触するように構成されてもよい。こうして、軌道２２は接点レール３５から分配ヘッド１６へ電力を供給するように構成されてもよい。接点レール３５は図８中の２つの接点位置を有するものとして示される。ただし、接点レール３５は２つより多い接点を含んでもよい。例えば、接点レール３５は２〜１０個の接点位置を含んでもよい。さらに、これにより、軌道２２または組み立て機械１０の制御システムから分配ヘッド１６への通信を可能とするものとしてもよい。接点レール３５は、電力および通信信号を送るための接点３５ａ、３５ｂを含んでもよい。他の実施形態では、通信は軌道２２の制御システムから提供されてもよい。あるいは、組み立て機械１０は、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｚｉｇｂｅｅなどによって分配ヘッド１６と無線通信をしてもよい。
【００５５】
そのため、組み立て機械１０は、例えば設置モジュール１２、８４、１８４、２１２、３１２、４１２、５１２の１つまたは複数の内部に配置され得る制御システム１０００（より詳しくは以下および図１１に示す）を含んでもよい。組み立て機械１０は、制御システム１０００と分配ヘッド１６の各々の間の個別の通信を提供するように構成されたバス通信システムを含んでもよい。別個の複数の分配ヘッド１６の各々は、制御システム１０００に対して個別のワイヤにより接続されなくてもよい。例えば、その代わりに、分配ヘッド１６は、目標の分配ヘッド１６にデータパケットを供給するバスシステムと接続されてもよい。
【００５６】
別の実施形態においては、軌道２２のような連続的周回軌道を準備することを含み得る方法が意図される。前記方法は分配ヘッド１６のような複数の分配ヘッドを準備することを含んでもよい。前記方法は制御システム１０００のような制御システムを準備することをさらに含んでもよい。前記方法はバス通信システムを準備することをさらに含んでもよい。前記方法はその後、複数の分配ヘッドに、互いに独立して軌道の周りを回転させ、分配ヘッドにより、未完成製品や回路基板１８のような未完成製品を少なくとも部分的に組み立てることを含んでもよい。前記方法は、制御システムと複数の分配ヘッドの各々の間のバス通信システムによる個別の通信を含んでもよい。複数の分配ヘッドの各々は制御システムに対して個別のワイヤにより接続されなくてもよい。
【００５７】
分配ヘッド１６は、軌道２２の周りを分配ヘッド１６が走行するためのベアリングシステム２８をさらに含んでもよい。ベアリングシステム２８はカムフォロワベアリングまたは他のタイプのベアリングシステムであってもよい。分配ヘッド１６に要求される位置の精度がベアリングシステム２８により得られない可能性もあるため、ある構成においては、分配ヘッド１６は軌道２２またはフレーム４０に対するそれ自身の位置を測定するように構成されてもよい。この実施形態は図９に示される。この実施形態においては、分配ヘッド１６は、軌道２２に対するピックアンドプレースヘッド１６またはピックアンドプレースヘッドの取付け機構の位置を検出するための位置検出システム５９を含んでいてもよい。位置検出システム５９は、第１のセンサ６０、第２のセンサ６１、第３のセンサ６２、および、第４のセンサ６３を含んでもよく、それらは誘導性のもの、容量性のもの、レーザーによるもの、またはその他の測距技術によるものでもよい。別の実施形態では、位置検出システム５９は運動検出システムであってもよい。位置検出システム５９は軌道に対するスピンドル３０の位置および／または回転を検出するように構成されてもよい。第１および第２のセンサ６０、６１は回転Ｒ１によって定義される第１の平面内での回転を判定するように構成されてもよい。第３および第４のセンサ６２、６３は回転Ｒ２によって定義され、第１の平面に垂直な第２の平面内の回転を判定するように構成されてもよい。他の実施形態は４つより多いセンサを含んでいてもよい。一実施形態においては、６つのセンサを用いて、軌道に対する分配ヘッド１６またはスピンドル３０の位置を連続的に検出してもよい。この位置検出システム５９はサブミクロンの精度を提供するものであってもよく、軌道２２に対する分配ヘッド１６の位置を検出するサブミクロンリニアエンコーダヘッド６４を有していてもよい。全体として、軌道２２またはフレーム４０に対する分配ヘッド１６のノズル３１の位置を、この位置検出システム５９によって検出して修正することができるものとしてよい。
【００５８】
さらに、ピックアンドプレースヘッド１６のようなピックアンドプレースヘッドを準備することを含み得る方法が意図される。前記方法は、軌道２２のような軌道に対してピックアンドプレースヘッドを取り付け、ピックアンドプレースヘッドが軌道に沿って移動できるようにすることを含んでいてもよい。前記方法は軌道に対するピックアンドプレースヘッドの位置を、ピックアンドプレースヘッドによって検出することを含んでもよい。前記方法は、その後、軌道上のピックアンドプレースヘッドによって部品を拾い上げ、未完成製品や回路基板１８のような電子的組み立て体用の部品を、ピックアンドプレースヘッドによって設置すること含んでもよい。
【００５９】
図８を参照して、分配ヘッド１６はエアシール３７を含んでいてもよく、軌道２２は通気分配システム４３を含んでいてもよい。軌道２２の通気分配システム４３を図１０に示す。可動分配ヘッド１６に圧縮空気を供給するために、分配ヘッドはそれ自身の圧縮空気供給装置を必要とする。または、軌道２２または組み立て機械１０によって圧縮空気の供給を受ける。図示実施形態では、軌道は、全軌道２２を包囲する通気分配システム４３を含む。通気分配システム４３は、軌道２２内に図９に示す空気弁７０を有する導管であってもよい。図１０に示すように、空気弁７０は、分配ヘッド１６の稼働が要求される一定の位置または不定の位置において軌道２２を横切って分散配置される。さらに、軌道２２は空気移動穴７２を含んでもよく、これにより、一旦弁７０が開かれると空気が分配ヘッド１６に送られる。分配ヘッド１６は、空気を受け取り、受け取った空気を開口７６からヘッドの残部へ空気を吐き出すスライドシュー部材７４を含んでいてもよい。弁７０は、分配ヘッド１６のスライドシュー部材７４が弁７０と並んだ場合にのみ開くように構成されてもよい。例えば、空気弁７０は、ノズル３１を作動させるために通気分配システム４３から分配ヘッド１６に対して空気を供給してもよい。弁７０は、可動分配ヘッド１６が引き金となって作動するセンサによって作動を開始してもよく、特に分配ヘッド１６のスライドシュー部材７４が弁７０の上に位置することで作動を開始してもよい。スライドシュー部材７４またはポケットは、システムの冗長性を確保するため、弁７０間の距離の２倍以上の長さを有していてもよい。通気分配システム４３が、スライドシュー部材７４、弁７０、空気移送穴７２、ノズル３１または軌道内の空気を分配する軌道２２内の導管（図示せず）のうちのいずれかを指称するものであってもよい。通気分配システム４３は分配ヘッド１６が移動または静止している間、連続的周回軌道に沿ういかなる位置にある分配ヘッド１６に対しても空気を分配できるように構成されてもよい。通気分配システム４３は、全ての位置ではなく、軌道２２に沿う複数の位置の分配ヘッドに対して空気を交互に供給するように構成されてもよい。
【００６０】
さらに、組み立て方法は軌道２２のような連続的周回軌道を準備することを含んでもよい。前記方法は連続的周回軌道へ取り付けられる、分配ヘッド１６のような分配ヘッドを準備することを含んでもよい。前記方法は分配ヘッドに軌道の周りを回転させて分配ヘッドに対して軌道により空気を分配することを含んでもよい。前記方法は分配ヘッドに対して圧縮空気を供給し、未完成製品または回路基板１８のような未完成製品を分配ヘッドにより少なくとも部分的に組み立てることを含んでもよい。
【００６１】
分配ヘッド１６はノズル３１を含んでいてもよい。ノズル３１は真空式ノズルまたはグリッパノズルであってもよい。ノズル３１は分配ヘッド１６内で、あるいはツール交換装置５４のような固定ツール交換装置ステーションを訪れることによって、ツールまたはノズル交換装置３６と交換可能としてもよい。いずれも当該技術分野においてはよく知られている方法である。
【００６２】
一実施形態においては、分配ヘッド１６は設置に先立って設置モジュール１２、８４、１８４、２１２、３１２、４１２、５１２に設置されたカメラ５６を越えて移動するように構成されてもよい。これにより、部品の画像検査およびセンタリングを可能にしてもよい。このカメラ５６は、部品がカメラの頂部を越えて移動している間、動作中のイメージを固定するために、光の特徴を利用して部品の写真を撮るように構成されてもよい。この写真が撮られた後、カメラは、未完成製品または回路基板１８の特徴と一致すべき部品の特徴の写真を得たことになる。部品の特徴が未完成製品または回路基板と一致できるために、フラッシュの発光中にイメージがカメラ５６によって撮られた瞬間における設置ヘッドの正確な位置を得ることが必要である。分配ヘッド１６への接続がバスにより成るため、この接続には待ち時間が存在する。イメージの撮影の間にヘッドの正確な位置を捕捉する新しい方法が、本開示の発明の内容において意図される。このために設置ヘッド１６は、フラッシュ光が分配ヘッド１６によって運ばれる部品または分配ヘッド１６の構成要素を照らすときにカメラ５６からのフラッシュ発光を検出するように構成される受光センサ４６を装備していてもよい。受光センサ４６は分配ヘッド１６上のローカル制御システムに接続される。ローカル制御システムは、分配ヘッド１６上に搭載されたエンコーダ読み取りヘッド３３によって、分配ヘッド１６のフラッシュ発光の瞬間に正確なエンコーダ位置を即座に読み取ることができる。これにより、イメージを獲得する間の分配ヘッド１６の正確な位置を、バスを通して設置モジュールに送信することができる。これにより、設置ヘッドリニアモーター駆動システム２６、３８による設置モジュール１２、８４、１８４、２１２、３１２、４１２、５１２のＸ軸方向修正を可能にし、未完成製品または回路基板１８用の製品軌道２０または高精度搬送システム８５によるＹ軸方向修正を可能にする。
【００６３】
方法はさらに分配ヘッド１６のような分配ヘッドを準備することを含んでもよい。前記方法はさらに分配ヘッド内に制御システムを準備することを含んでもよい。前記方法は分配ヘッド内に配置される、センサ４６のような受光センサを準備することを含んでもよい。前記方法はカメラ５６のような固定カメラを準備することを含んでもよい。前記方法は分配ヘッド上の部品または分配ヘッドの構成要素に対して固定カメラによりフラッシュ光を照射することを含んでもよい。前記方法はその後、制御システムにより、フラッシュ発光の瞬間における正確なエンコーダ位置を判断することを含んでもよい。前記方法はまた、未完成製品または回路基板１８のような未完成製品を、分配ヘッドによって少なくとも部分的に組み立てることを含んでもよい。
【００６４】
本開示の発明に係る分配ヘッド１６は、システムの全体的な速度に影響を与えたり低下をさせたりすることなく、数多くの種類の部品を拾い上げ、設置することができるものであってもよい。各分配ヘッド１６は、いかなる範囲の寸法を備えた部品を設置するものであってもよい。スピンドルの数も分配ヘッド１６ごとに減らしてもよい。というのは、従来のシステムの場合のように１つのヘッド当たり多数の設置を行うために基板への移動時間を消費する必要がないからである。１２〜３０個のスピンドルを備えるヘッドを作ると、所定の分配ヘッドによって受け入れられ得る構成要素のサイズについて厳しい制約を受けることになる。したがって、従来のシステムにおいては、全範囲の部品を設置するためには多数の異なるヘッドが必要である。分配ヘッドが戻る必要がないので、他の典型的なシステムと比較してより高い構成要素収容能力を備えるより少数のスピンドルを実現することができる。分配ヘッド１６はそれぞれ、さらに大きな設置能力をもって部品を設置することができるものとしてもよい。これにより、ただ１種類の分配ヘッド１６により全設置タスクを高速で完了させ得る機械の提供を可能にする。
【００６５】
本明細書に示す分配ヘッド１６以外のヘッドを利用してもよい。例えば、ヘッド１６は溶接、ねじ回し、ハンマー打ち等をしてもよい。さらに、軌道用の末端軌道モジュール５２および中央軌道モジュール５０の他の形も意図される。ヘッドの循環を可能にするような軌道の形状であればどのような形状であっても本明細書に示すシステムおよび機械にとって適するだろう。
【００６６】
別の実施形態においては、システムまたは組み立て機械は完全に連続的な軌道を含んでいなくてもよい。むしろ、長い直線軌道の各端部に転回機構を設けてもよい。これは、単一の分配ヘッドのみを使用するシステムにおいては、特に有利であろう。一実施形態においては、転回機構はヘッドを拾い上げて垂直軸の周りを９０度または１８０度ヘッドを回転させて、次に、軌道上にヘッドを落として戻すものとしてもよい。これにより、システムの設置面積を最小化して、ヘッドのよりコンパクトな循環を形成できるようにしてもよい。
【００６７】
別の実施形態においては、システムの分配ヘッドは、複数のノズルを備えた複数のスピンドルを運ぶものとしてもよい。複数のスピンドルは、分配ヘッドが各サイクル中に設置するための複数の部品を拾い上げることを可能にするものとしてもよい。例えば、３つのスピンドル組を備える分配ヘッドは設置モジュールに移る前に３つの異なるフィーダーバンクから３つの部品を拾い上げるものとしてもよい。これにより、同じ運動パラメータおよび同数のヘッドに対して、システムまたは組み立て機械の潜在的生産量を増加させることに役立ち得る。
【００６８】
また別の実施形態では、設置モジュール１２、８４、１８４、２１２、３１２、４１２、５１２は、組み立て機械１０、１００、２００、３００、４００、５００全体のためのそれ自身の制御システムを含んでいてもよい。複数のステーション（例えば図１中の１２ａ、１２ｂ）の場合には、１つのステーションがマスターとして、他の設置ステーションのタスクのためのヘッドの急送を制御してもよい。図１に示す実施形態では、例えば、設置モジュール１２ａは機械全体のための制御システムを収容する一方、設置モジュール１２ｂは設置モジュール１２ｂのみを制御する制御システムを備えたスレーブ設置モジュールであってもよい。
【００６９】
別の実施形態では、設置モジュール１２、８４、１８４、２１２、３１２、４１２、５１２は、２つ以上の独立して動く回路基板または他の搭載面テーブルを含んでもよい。２重、３重またはそれ以上のレーン構成により、２重、３重またはそれ以上の製品軌道２０を必要とするものとしてもよい。１つより多いレーンは、回路基板または他の製品の間の切り替え時間を最適化するものとしてもよい。例えば、最初の回路基板が組み立てられている間に、次の回路基板が所定の位置に設置されてもよい。これは、未完成製品や回路基板に設置される部品の数が少なく、回路基板間のタクトタイムが短い場合に特に重要であろう。
【００７０】
図１１を参照し、本明細書に記述された方法の実行のために使用し得るコンピュータシステムとコンピュータプログラムコードの構造を示す。これらは制御システム１０００を表わすものとしてもよく、あるいは、分配ヘッド１６内の制御装置またはコンピュータシステムを表わすものとしてもよい。
【００７１】
本開示の発明の実施の態様は完全にハードウェアの態様か、完全にソフトウェアの態様（ファームウェア、駐在ソフトウェア、マイクロコード等を含む）か、あるいはソフトウェアとハードウェアを組み合わせた態様であってもよく、本明細書においてはそれらをすべて「回路」、「モジュール」または「システム」というように一般的に呼称するものとする。さらに、一実施形態においては、本開示の発明は、１つまたは複数の物理的に触知可能な、かつ、コンピュータ可読な（つまり、コンピュータにより読み取り可能な）媒体を含むコンピュータプログラム製品の形態（例えばハードウェアなど）をとるものとしてもよい。あるいは、コンピュータ可読なプログラムコードを格納した装置であってもよい。プログラムコードは本発明の方法を実施するコンピュータまたは制御システムのプロセッサによって実行されるように構成される。一実施形態においては、物理的に触知可能なコンピュータ可読な媒体および／または装置（例えばハードウェア媒体および／または装置）は、プログラムコードを格納するものであり、該プログラムコードは本発明に係る方法を実行するものであるが、前記媒体および／または装置は一般に信号を含まず、特に一時的な信号を含まない。
【００７２】
１つまたは複数のコンピュータ可読な媒体または装置のどのような組み合わせを用いてもよい。コンピュータ可読な媒体は、コンピュータ可読な信号媒体またはコンピュータ可読な記憶媒体であってもよい。コンピュータ可読な記憶媒体は、例えば、電子的なもの、磁気的なもの、光学的なもの、電磁気的なもの、赤外線によるもの、または半導体のシステムまたは装置、あるいはこれらの任意の適切な組み合わせであってもよいが、これらに限られない。コンピュータ可読な記憶媒体または装置のより具体的な例は以下を含んでもよいが、これらに限られない。すなわち、電気的な接続、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能かつプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、無線ＩＤタグ、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶装置、磁気記憶装置、あるいはこれらの任意の適切な組み合わせである。本明細書の文脈においては、コンピュータ可読な記憶媒体は、命令実行システムまたは装置により使用され、またはそれらと協働するためのプログラムを含むか格納する、いかなる物理的に触知可能な媒体またはハードウェア装置であってもよい。
【００７３】
コンピュータ可読な信号の媒体は、そこに具体化されたコンピュータ可読なプログラムコードを備えた伝播データ信号を含んでもよく、伝播データ信号は例えば、無線放送信号またはイーサネットケーブルを通って移動するデジタルデータである。そのような伝播信号は、電磁気信号、光学的パルス、キャリア信号の変調またはそれらの任意の組み合わせを含む形態のいずれであってもよいが、これらに限定されない。
【００７４】
コンピュータ可読な媒体上で具体化されたプログラムコードは無線通信媒体、光通信ケーブル、電気的伝導性ケーブル、無線周波数、赤外線電磁気送信、およびこれらの任意の適切な組み合わせを含むどのような適切な媒体を利用して送信されてもよいが、これらに限定されない。
【００７５】
本発明の実施態様の作用を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ、スモールトーク、Ｃ＋＋のようなプログラミング言語を含むプログラミング言語、および、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ、Ｐｅｒｌ、ＰＨＰのようなスクリプト言語の１つまたは複数の任意の組み合わせにより書かれるものであってもよいが、これらに限定されない。プログラムコードは完全にユーザのコンピュータ上で実行されるか、部分的にはユーザのコンピュータ上で実行されるか、スタンドアローンのソフトウェアパッケージとして実行されるか、部分的にユーザのコンピュータおよび部分的に遠隔のコンピュータ上で実行されるか、または、完全に遠隔のコンピュータまたはサーバ上で実行されるものであってもよい。後者のシナリオでは、遠隔のコンピュータはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、イントラネット、エクストラネット、またはそれらを含む企業ネットワークを含む、任意の種類のネットワークを通ってユーザのコンピュータに接続されるものでもよく、あるいは、外部コンピュータに接続されるものであってもよい（例えばインターネットサービスプロバイダを利用するインターネットによって）。
【００７６】
以上、本開示の発明の実施態様を示した。以下では、本発明の実施形態に係る装置（システム）およびコンピュータプログラム製品を開示する。制御システム１０００または分配ヘッド制御システムの動作がコンピュータプログラム命令によって実行されるものであってもよい。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、特殊目的コンピュータ、あるいは機械を生産する他のプログラム可能なデータ処理機械のプロセッサに備えられてもよい。これによりコンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理機械のプロセッサによって実行される命令は、フローチャートやブロックダイヤグラムのブロックに指定された機能や作用を実行するための手段を作成する。
【００７７】
これらのコンピュータプログラム命令も、特別の方法により、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理機械または他の装置に機能するように指示をするコンピュータ可読な媒体に格納されてもよい。これによりコンピュータ可読な媒体に格納された命令は、フローチャートやブロックダイヤグラムのブロックに指定された機能や作用を実行する命令を含む１つの製品を作り出す。
【００７８】
コンピュータプログラム命令も、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理機械または他の装置にロードされることで、コンピュータ、他のプログラム可能な装置または他の装置上に一連の作動のステップを生じさせ、コンピュータ実装されたプロセスを作り出すものとしてもよい。これにより、コンピュータまたは他のプログラム可能な装置上で実行される命令は、フローチャートやブロックダイヤグラムのブロックに指定された機能や作用を実行するプロセスを提供する。
【００７９】
図１１において、制御システム１０００または分配ヘッド制御システムは、１つまたは複数のハードウェアデータ記憶装置１０１１および１つまたは複数のＩ／Ｏ装置１０１３、１０１５に１つまたは複数のＩ／Ｏインターフェース１００９を介して繋がれたプロセッサ１００３を含んでもよい。
【００８０】
ハードウェアデータ記憶装置１０１１は、磁気テープドライブ、固定式または取り外し可能なハードディスク、光ディスク、ストレージを装備したモバイル装置、ソリッドステートランダムアクセス記憶装置または読み出し専用記憶装置を含んでもよいが、これらに限定されない。Ｉ／Ｏ装置は、キーボード、スキャナ、携帯型テレコミュニケーション装置、タッチセンサ式ディスプレイ、タブレット、生体認証リーダ、ジョイスティック、トラックボールまたはコンピュータマウスなどの入力装置１０１３、および、プリンタ、プロッタ、タブレット、携帯電話、ディスプレイ、音声発生装置などの出力装置１０１５を含んでもよいが、これらに限定されない。データ記憶装置１０１１、入力装置１０１３および出力装置１０１５は、ローカルに設置してもよく、または、リモートサイトに設置してネットワークインターフェースを介してＩ／Ｏインターフェース１００９に接続されるものとしてもよい。
【００８１】
プロセッサ１００３も１つまたは複数のメモリ装置１００５に接続されてもよく、メモリ装置１００５はダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、プログラム可能な読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、セキュアディジタルメモリカード、ＳＩＭカードまたは他の種類のメモリ装置を含んでもよいが、これらに限定されない。
【００８２】
少なくとも１つのメモリ装置１００５はコンピュータ実行可能な命令を含むコンピュータプログラムである、内蔵コンピュータプログラムコード１００７を含む。内蔵コンピュータプログラムコードは、本発明の実施形態に係るプログラム可能な探索のためのランタイムルールの効率的な選択のための方法を実行し、本明細書に記載される他の実施形態を実行するプログラムを含む。データ記憶装置１０１１はコンピュータプログラムコード１００７を格納してもよい。記憶装置１０１１の内蔵コンピュータプログラムコード１００７はメモリ装置１００５を介してプロセッサ１００３によって実行されるように構成される。プロセッサ１００３は内蔵コンピュータプログラムコード１００７を実行する。
【００８３】
このように、本発明は、コンピュータインフラストラクチャをサポートし、コンピュータ可読なコードを統合し、ホストし、維持し、展開することで制御システム１０００または分配ヘッド制御システムとするプロセスを開示する。そこにおいて、コードは制御システム１０００または分配ヘッド制御システムと協働してプログラム可能な探索のためのランタイムルールの効率的な選択のための方法を実行可能であってもよい。
【００８４】
本開示の発明および制御システム１０００または分配ヘッド制御システムの構成要素のいずれも、プログラム可能な探索のためのランタイムルールの効率的な選択のための方法の容易化を提供するサービスプロバイダーによって作成され、統合され、ホストされ、維持され、展開され、管理され、サービスを受け、サポートされるなどしてもよい。したがって、本発明は、コンピューティングインフラストラクチャーを展開または統合する過程を示し、それはコンピュータ可読なコードを制御システム１０００または分配ヘッド制御システムに統合することを含み、コードは、制御システム１０００または分配ヘッド制御システムと協働して、プログラム可能な探索のためのランタイムルールの効率的な選択のための方法を実行できるものであってもよい。
【００８５】
１つまたは複数のデータ記憶装置１０１１（あるいは図１に示されない１つまたは複数の増設メモリ装置）は、コンピュータ可読なプログラムを内部に実装し、かつ／または、他のデータを内部に格納する、コンピュータ可読なハードウェア記憶装置として使用されてもよく、そこにおいてはコンピュータ可読なプログラムは内蔵コンピュータプログラムコード１００７を含む。一般に、制御システム１０００または分配ヘッド制御システムのコンピュータプログラム製品（もしくは１つの製品）は、前記コンピュータ可読なハードウェア記憶装置を含んでもよい。
【００８６】
クライアント、サーバおよびプロキシコンピュータ（図示せず）に手動で直接プログラムコード１００７をロードし、コンピュータ可読な記憶媒体（例えばコンピュータデータ記憶装置１０１１）にプログラムコード１００７をロードすることによって、本明細書に記載の処理を行なう方法を実行するためのプログラムコード１００７が展開されるものとしてもよい。中央サーバ（例えば制御システム１０００または分配ヘッド制御システム）または中央サーバのグループへプログラムコード１００７を送信することによって、プログラムコード１００７が自動的または半自動的に制御システム１０００または分配ヘッド制御システムへ展開されるものとしてもよい。プログラムコード１００７は、その後、プログラムコード１００７を実行するクライアントコンピュータ（図示せず）へダウンロードされるものとしてもよい。
【００８７】
あるいは、プログラムコード１００７は、電子メールによってクライアントコンピュータへ直接送られてもよい。その後、プログラムコード１００７をディレクトリへ切り離すプログラムを選択する電子メールオプションによって、プログラムコード１００７はクライアントコンピュータのディレクトリへ切り離されるか、クライアントコンピュータのディレクトリにロードされてもよい。
【００８８】
別の選択肢は、クライアントコンピュータハードドライブ上のディレクトリにプログラムコード１００７を直接送ることである。プロキシサーバが構成される場合、プロセスはプロキシサーバコードを選択し、どのコンピュータにプロキシサーバコードを設置するべきかを決定し、プロキシサーバコードを送信し、次に、プロキシサーバコードをプロキシコンピュータにインストールする。その後、プログラムコード１００７はプロキシサーバに送信され、プロキシサーバ上に格納される。
【００８９】
一実施形態において、本明細書に記載の処理を行なう方法を実行するためのプログラムコード１００７は、ソフトウェアアプリケーション（図示せず）、オペレーティングシステム（図示せず）およびネットワークオペレーティングシステムソフトウェア（図示せず）と共存するプログラムコード１００７を準備し、その後、プログラムコード１００７が機能する環境においてプログラムコード１００７をクライアントとサーバにインストールすることで、クライアント、サーバおよびネットワーク環境へ統合される。
【００９０】
プログラムコード１００７に含まれるコードの前述の統合の最初のステップは、プログラムコード１００７が展開されるクライアント、サーバ、ネットワークオペレーティングシステム（図示せず）上で、プログラムコード１００７に要求されるかプログラムコード１００７と協働するいかなるソフトウェアをも特定することである。この特定されたソフトウェアはネットワークオペレーティングシステムを含み、ネットワークオペレーティングシステムは、ネットワーキングの特徴を加えることにより基本オペレーティングシステムを増強するソフトウェアを含む。次に、ソフトウェアアプリケーションとバージョン番号が特定され、プログラムコード１００７と協働することがテストされたソフトウェアアプリケーションおよび正確なバージョン番号のリストと比較される。発見できない、または、正確なバージョン番号と一致しないソフトウェアアプリケーションは正確なバージョンにアップグレードされる。
【００９１】
パラメータをプログラムコード１００７からソフトウェアアプリケーションへ渡すプログラム命令は、命令のパラメータリストがプログラムコード１００７によって要求されるパラメータリストと一致することを確保するためにチェックされる。逆に、ソフトウェアアプリケーションがプログラムコード１００７へ渡すパラメータは、パラメータがプログラムコード１００７によって要求されるパラメータと一致することを確保するためにチェックされる。ネットワークオペレーティングシステムを含むクライアントサーバオペレーティングシステムが特定され、プログラムコード１００７と協働することをテストされたオペレーティングシステム、バージョン番号およびネットワークソフトウェアプログラムのリストと比較される。テスト済みのオペレーティングシステムおよびバージョン番号のリストの登録と一致しないオペレーティングシステム、バージョン番号またはネットワークソフトウェアプログラムは、クライアントコンピュータ上に列挙されたレベルにアップグレードされ、サーバコンピュータ上に列挙されたレベルにアップグレードされる。
【００９２】
プログラムコード１００７が展開されるソフトウェアがプログラムコード１００７と協働するとテストされた正確なバージョンレベルにあることが確認された後に、プログラムコード１００７をクライアントとサーバにインストールすることで統合が完了するものとしてもよい。
【００９３】
本明細書において実施形態の要素を単数で記載した場合でも、１つまたは複数の要素があり得ることを意図する。「含む」および「有する」という用語、およびそれらの派生語は、列挙した要素以外に追加の要素がある場合を含むことを意図するものである。少なくとも２つの用語の列挙と共に「あるいは」、「または」、「もしくは」などの接続語が用いられる場合は、いずれかの用語またはそれらの用語の組み合わせをも意味することを意図する。「第１」、「第２」という用語は、要素を識別するために用いるものであって、特定の順番を表示するために使用したものではない。
【００９４】
限られた数の実施形態のみにより本発明を記載したが、本発明はそれらの実施形態に限定されるものではない。むしろ、本発明は、上記以外の任意の数のバリエーション、変更、代替、または等価な構成であって本発明の精神と範囲に合致するものを包含するように修正可能である。さらに、発明の様々な実施形態が記述される一方で、発明の態様は記述された実施形態のうちのいくつかのみを含むものであってもよいことは理解されるだろう。従って、発明は先の記述によって限定されるものとは見なされず、添付の請求の範囲によって規定される。
【００９５】
以下の事項を開示する。
(1)
組み立て機械であって、
複数の軌道モジュールであって、各軌道モジュールは軌道部分を含み、前記複数の軌道モジュールは連続的周回軌道を形成するように連結可能であり、前記連続的周回軌道は分配ヘッドを受け入れるように構成され、該分配ヘッドは前記連続的周回軌道の周りを回転するように構成され、少なくとも部分的に未完成製品を組み立てる、複数の軌道モジュールと、
前記連続的周回軌道の第１の長さ部分に機械的に取り付けられ、前記分配ヘッドに部品を供給するように構成される第１のフィーダーモジュールと、
前記連続的周回軌道の第２の長さ部分に機械的に取り付けられ、前記未完成製品を受け取るように構成される第１の設置モジュールと、を備え、
前記分配ヘッドは前記部品を前記未完成製品に設置するように構成され、
前記組み立て機械は、前記第１のフィーダーモジュール、および、前記第１の設置モジュールの１つまたは複数を取り付けるか取り除くことにより再構成可能である、組み立て機械。
（２）
前記再構成は、第２の設置モジュールを第２のフィーダーモジュールと置き換えるか、前記第１のフィーダーモジュールを前記第２の設置モジュールと置き換えることによりなされる、（１）に記載の組み立て機械。
（３）
前記組み立て機械は、前記複数の軌道モジュールの１つまたは複数を機械的に取り付けるか取り除くことにより再構成可能である、（１）または（２）に記載の組み立て機械。
（４）
前記再構成は、前記複数の軌道モジュールの１つまたは複数を取り付けるか取り除くことで、フィーダーモジュールまたは設置モジュールを受け入れるか取り除くことによりなされる、（１）〜（３）のいずれか一項に記載の組み立て機械。
（５）
前記連続的周回軌道は機械加工なしで再構成可能である、（３）または（４）に記載の組み立て機械。
（６）
前記連続周回軌道は、標準的なハンドツールで再構成できる、（３）または（４）に記載の組み立て機械。
（７）
前記組み立て機械はプリント回路基板を組み立てるためのピックアンドプレース機械であり、
前記分配ヘッドはピックアンドプレースヘッドであって、ピックアンドプレース用のノズルを含む、（１）〜（６）のいずれか一項に記載の組み立て機械。
（８）
前記連続周回軌道は１〜Ｎ個の分配ヘッドを有して稼働するようにプログラムされ、
前記Ｎ個は前記連続周回軌道上に物理的に設置可能な前記分配ヘッドの数の最大の個数である、（１）〜（７）のいずれか一項に記載の組み立て機械。
（９）
前記連続周回軌道における最も遅いステップがボトルネックとなるまで、前記組み立て機械に加えられる追加的な前記分配ヘッドの各々が、前記組み立て機械に対して追加的な出力を追加する、（１）〜（７）のいずれか一項に記載の組み立て機械。
（１０）
前記連続周回軌道は、前記分配ヘッドを動かす永久磁石リニアモーターシステムを有する、（１）〜（９）のいずれか一項に記載の組み立て機械。
（１１）
前記連続周回軌道は、通気分配システムを有し、
前記通気分配システムは、前記分配ヘッドが移動または静止している間、前記連続的周回軌道に沿ういかなる位置にある分配ヘッドに対しても空気を分配できるものである、（１）〜（１０）のいずれか一項に記載の組み立て機械。
（１２）
前記連続周回軌道は、前記分配ヘッドに対して電力を供給する、（１）〜（１１）のいずれか一項に記載の組み立て機械。
（１３）
組み立て方法であって、
複数の軌道モジュールにわたって搭載される連続的周回軌道を準備することと、
前記連続的周回軌道により分配ヘッドを受け入れることと、
前記連続的周回軌道の第１の長さ部分に対して第１のフィーダーモジュールを機械的に搭載することと、
前記連続的周回軌道の第２の長さ部分に対して第１の設置モジュールを機械的に搭載することと、
前記連続的周回軌道の周りに前記分配ヘッドを回転させることと、
前記分配ヘッドにより未完成製品を少なくとも部分的に組み立てることと、
前記第１のフィーダーモジュール、および、前記第１の設置モジュールの一つまたは複数を機械的に取り付けることと、前記第１のフィーダーモジュール、前記第１の設置モジュールの一つまたは複数を機械的に取り除くことの少なくとも一方により、組み立て機械を再構成することと、を含む組み立て方法。
（１４）
前記連続周回軌道の第３の長さ部分に対して第２の設置モジュールを機械的に搭載することと、
前記第２の設置モジュールを第２のフィーダーモジュールにより置き換えることを更に含む、（１３）に記載の組み立て方法。
（１５）
前記第１のフィーダーモジュールを第２の設置モジュールにより置き換えることを更に含む、（１３）に記載の組み立て方法。
（１６）
前記複数の軌道モジュールの一つまたは複数を機械的に取り付けることと、前記複数の軌道モジュールの一つまたは複数を機械的に取り除くことの少なくとも一方により、組み立て機械を再構成すること、を更に含む（１３）〜（１５）のいずれか一項に記載の組み立て方法。
（１７）
前記連続周回軌道を機械加工なしで再構成することを更に含む、（１６）に記載の方法。
（１８）
前記連続周回軌道を標準的なハンドツールで再構成することを更に含む、（１６）に記載の方法。
（１９）
前記組み立て機械はプリント回路基板を組み立てるためのピックアンドプレース機械であり、
前記分配ヘッドはピックアンドプレースヘッドであって、ピックアンドプレース用のノズルを含む、（１３）〜（１８）のいずれか一項に記載の組み立て方法。
（２０）
永久磁石リニアモーターシステムによって前記分配ヘッドを前記連続周回軌道に沿って動かすことを更に含む、（１３）〜（１８）のいずれか一項に記載の組み立て方法。
（２１）
前記連続周回軌道を用いて前記分配ヘッドに対して電力を供給することを更に含む、（１３）〜（１８）のいずれか一項に記載の組み立て方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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