(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦軸に沿って位置決めユニットを位置決めする位置決めシステムであって、
前記軸に平行な直線的に案内された運動を可能にし、該位置決めユニットが適切に作業するように接続された直線案内装置と、
前記直線案内装置に適切に作業するように接続された動作モータ部材、及び前記軸に平行に延在する細長い静止モータ部材を備え、前記動作モータ部材が、前記軸に平行な運動を提供するために前記静止モータ部材に沿って動作するような構成であるモータと、
前記動作モータ部材を前記位置決めユニットに適切に作業するように接続する力伝達装置と、を備え、該力伝達装置が、前記位置決めユニットと前記動作モータ部材の間に係合を提供するように構成され、前記係合が、直線力を瞬時に伝達するために前記軸に平行な方向で剛性であり、前記軸に平行な前記方向以外の方向では弾性であって、それにより前記モータの熱膨張から生じる力の前記位置決めユニットへの伝達が減少するか、解消される、位置決めシステム。
【請求項２】
前記位置決めユニットが基本的に、前記軸に直交する方向で前記軸に対して固定される、請求項１に記載の位置決めシステム。
【請求項３】
前記案内装置が、前記軸に平行な少なくとも２つの細長い案内部分を備える、請求項１又は２に記載の位置決めシステム。
【請求項４】
前記位置決めユニット及び動作モータ部材がそれぞれ、少なくとも２つの案内係合往復台によって前記直線案内装置に適切に作業するように接続される、前記請求項１から３までのいずれか１項に記載の位置決めシステム。
【請求項５】
前記直線案内装置が、前記軸に平行な少なくとも上部及び下部の細長い案内部分を備え、前記動作モータ部材及び位置決めユニットが少なくとも上部及び下部案内係合往復台によってそれぞれ前記上部及び下部案内部分から吊り下げられる、前記請求項１から４までのいずれか１項に記載の位置決めシステム。
【請求項６】
前記位置決めユニット及び前記動作モータ部材が少なくとも１つの共通の案内係合往復台を共用する、請求項４又は５に記載の位置決めシステム。
【請求項７】
前記位置決めユニットが、弾性位置決めユニットホルダによって前記案内係合往復台に取り付けられ、それによって前記モータの熱膨張から生じる力の前記往復台を介した前記位置決めユニットへの伝達が減少するか、解消される、請求項６に記載の位置決めシステム。
【請求項８】
前記位置決めユニット及び前記動作モータ部材が、少なくとも２つの上部案内係合往復台及び２つの下部案内係合往復台を共用し、
前記動作モータ部材が弾性動作モータホルダによって前記２つの上部案内係合往復台に固定状態で取り付けられて、前記下部案内係合往復台に取り付けられるか、その逆になり、前記位置決めユニットが、弾性位置決めユニットホルダによって前記２つの上部案内係合往復台及び２つの下部案内係合往復台に取り付けられる、請求項６又は７に記載の位置決めシステム。
【請求項９】
前記位置決めユニット及び前記動作モータ部材が、別個の案内係合往復台によって前記直線案内装置に別個に適切に作業するように接続される、請求項１から５までのいずれか１項に記載の位置決めシステム。
【請求項１０】
前記動作モータ部材が前記静止モータ部材と前記位置決めユニットの間に配置構成され、それにより前記位置決めユニット及び前記動作モータ部材が前記直線案内装置の共通の長手空間部分を共用する、前記請求項１から９までのいずれか１項に記載の位置決めシステム。
【請求項１１】
前記動作モータ部材から熱を伝導させる冷却装置をさらに備え、該冷却装置が前記動作モータ部材に装着され、該動作モータ部材が前記冷却装置を介して前記直線案内装置に適切に作業するように接続される、前記請求項１から１０までのいずれか１項に記載の位置決めシステム。
【請求項１２】
電気装置部品を基板上に装着するように構成され、前記請求項１から１１までのいずれか１項に記載の位置決めシステムを備える、装置部品装着機。
【請求項１３】
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の位置決めシステムを備える、粘性媒体の個々の滴を基板上に噴射分配する噴射機。
【請求項１４】
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の位置決めシステムを備える、粘性媒体を基板上に分配する分配機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回路基板製造の分野に関する。特に、本発明は軸線に沿って延在する細長いビームに沿って位置決めユニットを位置決めする位置決めシステムに関する。
【０００２】
本発明は、上述した位置決めシステムを備える装置部品装着機及び噴射機にも関する。
【背景技術】
【０００３】
通常、回路基板の製造及び組み立ての分野では、電子装置部品は、プリント回路基板（ＰＣＢ）などの基板上の特定の位置にピックアンドプレース式又は装置部品装着機によって装着される。電子装置部品は、基板への機械的及び／又は電気的接続のために、往々にしてピックアップヘッド又は装置部品装着ヘッドと呼ばれる作業ヘッドによって、装置部品フィーダマガジンから取り出され、基板上に位置決めされる。
【０００４】
装置部品を基板上に配置する前に、基板には通常、基板上の正確に割り出された位置で、装置部品を基板に配置し、取り付けるべき位置に、半田ペースト又はグルーの形態の粘性媒体が設けられている。粘性媒体の塗布は通常、スクリーン印刷、分配又は噴射を通して提供される。このような分配又は噴射は通常、分配又は噴射ヘッドとも呼ばれる作業ヘッドを通して提供される。
【０００５】
作業ヘッドのサーボ制御の直線運動は、ｘ及びｙ方向に、又はｘ軸及びｙ軸、つまり概括的に回路基板の水平面に沿って、ｚ方向に、又はｚ軸に沿って、つまり垂直で回路基板の面に概ね直角に提供することができる。噴射に使用する作業ヘッドの場合は、作業ヘッドにｚ方向の運動を提供する必要がないことがあるが、これは分配及び装置部品装着ヘッドには不可欠である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子回路は絶えず小型化されているので、装置部品を取り付けるために装置部品及び粘性媒体のより正確な配置に対する要求が絶えず増大している。このような要求に応え、製造速度も上げるために、より強力なリニアモータを設け、好ましくは作業ヘッドに近づけて配置構成し、運動伝達の影響を軽減するか、解消することができる。しかし、より強力なリニアモータを作業ヘッドに近づけて設けることの欠点は、実際の位置決めの位置により近くで、過剰な熱が発生することである。その結果、位置決めシステムの部品が熱膨張することがあり、これは位置決めの配置精度に悪影響を及ぼす。
【０００７】
静止モータ部材及びそれと協働する可動モータ部材を有する従来のリニアモータ装置では、駆動側の可動モータ部材には、巻き付けた銅ケーブル、つまり導電体を有する幾つかの鉄心が設けられる。対向して配置構成された静止モータ部材には、軸に沿って列状に配置構成された幾つかの磁気素子が設けられる。これらの磁気素子は角度を調節するか傾斜させ、それによりさらに精密で連続的な直線運動を提供することが好ましい。作業中に、上記心を囲む電気回路コイルを通って電流が前後に流れ、それにより熱が発生し、その結果、動作モータ部材が熱膨張することがある。したがって、精密で高速に直線運動するように意図された位置決めシステムに使用されるリニアモータ装置は、大量の熱を発生する。熱は動作モータ部材を膨張させ、場合によっては曲げ、その結果、残留内部応力によってこれに接続された位置決めユニットに歪んだ状態で接続することがあり、ひいては前記位置決めユニットの変形を引き起こすことがある。位置決めユニットの変形は、位置決めユニットが大きい温度変動に曝された場合、位置決めユニット自体の熱偏差からも生じることがある。
【０００８】
このような変形の結果、位置決めユニットの名目中心、位置決め軸に沿って位置を検出する検出器、基板などの基準マークを検出するカメラ、及び１つ又は複数の作業ヘッド、例えば装置部品装着ヘッド及び／又は分配ヘッドなど、位置決めユニットに含まれる、又はそれによって担持される要素の相対位置及び方向が変化することがある。位置決めユニットによって担持される様々な要素間のこのような相対位置の変化、つまり片寄りは望ましくない。というのは、作業ヘッドの位置決めの正確さに悪影響を及ぼす可能性があり、それにより生産の正確さが、又は不正確さを修正した結果、生産の速度が低下する結果となる。
【０００９】
本発明の目的は、軸に沿って位置決めユニットを位置決めする改良型の位置決めシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上及び他の目的は、独立請求項で定義された特徴を有する位置決めシステムを提供することによって達成される。好ましい実施形態は従属請求項で定義されている。
【００１１】
本発明の第一の態様によれば、縦軸に沿って位置決めユニットを位置決めする位置決めシステムが提供される。位置決めシステムは、前記軸に平行で直線的に案内される運動を可能にする直線案内装置を備え、位置決めユニットは前記案内装置に適切に作業するように接続される。さらに、位置決めシステムはモータを備え、モータは、前記直線案内装置に適切に作業するように接続された動作モータ部材、及び前記軸に平行に延在する細長い静止モータ部材を備える。動作モータ部材は、前記軸に平行な運動を提供するために静止モータ部材に沿って動作するような装置である。さらに、位置決めシステムは、前記動作モータ部材を位置決めユニットに適切に作業するように接続する力伝達装置をさらに備える。力伝達装置は、前記位置決めユニットと前記動作モータ部材の間に係合を提供するように配置構成される。係合は、直線力を瞬時に伝達するために前記軸に平行な方向で剛性であり、前記軸に平行な前記方向以外の方向では弾性であって、それによりモータの熱膨張から生じる力の位置決めユニットへの伝達が減少するか、解消される。
【００１２】
本発明の第二の態様によれば、電子装置部品を基板上に装着するように配置構成された装置部品装着機が提供され、機械は先出パラグラフによる位置決めシステムを有する。
【００１３】
本発明の第三の態様によれば、粘性媒体の個々の滴を基板上に噴射分配する噴射機が提供され、機械は前記先出パラグラフによる位置決めシステムを有する。
【００１４】
本発明の第四の態様によれば、粘性媒体を基板上に分配する分配機が提供され、機械は前記先出パラグラフによる位置決めシステムを有する。
【００１５】
したがって本発明は、直線運動方向に沿って直線運動するために位置決めユニットをモータに適切に作業するように接続する力伝達装置を使用するという見通しに基づき、力伝達装置は、動作モータ部材と位置決めユニットの間に、前記軸と平行な方向、つまり直線運動方向に剛性である半剛性の係合を提供し、係合は他の全ての方向では弾性である。それにより、動作モータ部材の直線駆動力を、位置決めシステムの作業中に位置決めユニットに直接伝達することができる。また、熱膨張の結果として動作モータ部材が変形した場合、それは全て、動作モータ部材と位置決めユニットの間の相対的空間距離又は空間を変更できるようにすることによって補償され、それにより位置決めユニットの方向及びその形状は、動作モータ部材の熱変形に影響されない。その結果、位置決めユニットによって担持された別個の要素の相対位置の変化に由来する上述の有害な影響が解消され、生産プロセス中に高い作業の正確さを維持できるようにする。
【００１６】
本明細書で使用する「半剛性」という用語は、ある程度まで、又は幾つかの部品が剛性である要素を指すように意図されることに留意されたい。さらに、本明細書で使用する「弾性」という用語は、形状を変形する力に曝された後にその形状を回復することができる要素を指すように意図されていることに留意されたい。その結果、力伝達装置の半剛性係合は、これにより部分的に剛性である、つまり係合は直線運動方向に剛性である。さらに、位置決めシステムの作業中に、係合は熱に誘発された力に影響され、それは処理する必要があり、さもないと力伝達装置の意図された機能を損なってしまう。それ故に、半剛性係合はそれにより、このような力をばねで吸収するために剛性方向以外の方向では弾性である。次に位置決めシステムが休止状態に入ると、前記力がシステムの冷却と同時に消失し、それにより半剛性係合を初期の形状及び形態に復帰させる。
【００１７】
また、本明細書で使用する「位置決めユニット」という用語は、特定の位置にすべき要素を指すように意図されることに留意されたい。以下で説明し、図示する実施形態では、位置決めユニットという用語は、装置部品を基板上に、つまり装置部品装着機内に配置するように意図されたピックアップヘッド又は配置ヘッドを位置決めするユニットを指す。しかし、位置決めユニットは、噴射分配ヘッドを噴射分配機内に、分配ヘッドを従来の分配用機械の分配ヘッドに、又は幾つかの実施形態では、位置決めするような装置であるユニットに、ひいては別の位置決めユニットに位置決めするように構成することもできる。
【００１８】
本発明による解決法の重大な利点は、位置決めユニットを、直線案内装置に沿って、つまり軸に沿って位置決めユニットを駆動するように意図された動作モータ部材の熱によって誘発された変形に関係なく、軸に沿って正確かつ高速で位置決めできることである。全ての高速で精密な位置決めシステムでは、モータの駆動部材、つまり動作モータ部材は熱を発生し、これは直線案内装置に対するその位置に影響し、ひいては中間の力伝達接続を介して位置決めユニットに影響する、例えば案内装置に対して位置決めユニットを片寄らせる。本発明の位置決めシステムでは、力伝達装置の組み合わせた剛性と弾性の係合特徴により、熱に誘発された片寄らせる力が減少し、場合によっては解消することさえあり、位置決めユニットの正確かつ高速の位置決めを保証する。
【００１９】
位置決めシステムの作業中に、位置決めユニットは軸に沿って前後に動作する場合、前記軸に直交する方向で前記軸に対して基本的に固定されている。したがって、位置決めユニットの空間運動は、軸に沿った運動に制限され、それにより位置決めユニットの正確な位置決めを保証する。
【００２０】
本発明のある実施形態によれば、システムは、軸に沿って延在する細長いビームを備え、直線案内装置が前記ビームに取り付けられ、したがって直線案内装置は前記軸に沿って、つまり直線運動方向に直線運動を提供することができる。剛性材料で作成することが好ましいビームは、位置決めシステムに剛性を提供し、それにより位置決めユニットの直線運動をさらにいっそう正確にすることができる。
【００２１】
本発明のさらなる実施形態では、直線案内装置は軸に平行に構成された少なくとも２つの細長い案内部分を備える。したがって、位置決めユニットは少なくとも２点の係合によって案内装置に適切に作業するように接続される。その結果、位置決めユニットを案内装置に適切に作業するように接続する力が分散し、それにより滑らかな直線運動及び応力の軽減が可能になり、前記応力は位置決めユニットが前後に運動する間に生じる慣性によるものである。このような細長い案内部分は、例えば平行に配置構成された１対の案内レールでよい。案内部分は、ビームに取り付けることもでき、幾つかの実施形態では、軸に平行な細長い上部及び下部直線案内部分を含むことができる。しかし幾つかの実施形態では、直線案内装置は１つの直線案内部を備えることができる。
【００２２】
本発明のさらなる実施形態によれば、位置決めユニット及び動作モータ部材はそれぞれ、少なくとも２つの案内係合往復台によって直線案内装置に適切に作業するように接続される。このような往復台は、案内装置に沿った直線運動のみが許容されるような方法で、動作モータ部材及び位置決めユニットをそれぞれ案内装置に、例えば少なくとも２つの細長い案内部分に空間的にロックする。細長い上部及び下部直線案内部分の場合、動作モータ部材及び位置決めユニットは少なくとも上部及び下部案内係合往復台によってそれぞれ前記上部及び下部案内部分から吊り下げられる。
【００２３】
さらなる実施形態では、位置決めユニット及び動作モータ部材が少なくとも１つの共通案内係合往復台を共用する。つまり、位置決めユニット及び動作モータ部材は両方とも共通の往復台に接続される。位置決めユニットと動作モータ部材が１つの共通の案内係合往復台を共用し、各々が少なくとも１つのさらなる往復台にそれぞれ接続されている装置では、位置決めユニットが動作モータ部材の熱に誘発された膨張に影響されないという意味で、位置決めユニットが動作モータ部材に対して部分的に独立して動作することができる。それにより、このような装置は、その結果となる精密な直線運動を可能にする。
【００２４】
別の実施形態によれば、位置決めユニットは弾性位置決めユニットホルダによって案内係合往復台に取り付けられ、それにより前記往復台を介してモータの熱膨張から生じる力を位置決めユニットに伝達することが軽減するか、解消される。前記弾性位置決めユニットホルダは、ホルダの弾性形体又は特徴を提供する様々な形状を有することができる。しかし、位置決めユニットホルダは、軸に沿って前後に動作する場合に、前記軸に直交する方向の前記軸に対して基本的に剛性の固定を提供する。位置決めユニットホルダは、軸に平行な方向、つまり動作方向に弾性である。特に、動作モータ部材と位置決めユニットに共用される少なくとも２つの共通の往復台を有し、両方の往復台が共通の直線案内部分上に構成された本発明のさらなる実施形態では、位置決めユニットホルダは、例えば動作モータ部材の熱によって誘発された膨張から生じた応力関連の力を弾力的に軽減し、吸収する。位置決めユニットの応力関連の力は、これにより減少するか、解消され、位置決めユニットの寸法の一貫性を保証する。
【００２５】
本発明による位置決めシステムのさらなる実施形態では、位置決めユニットと動作モータ部材が少なくとも２つの上部案内係合往復台及び２つの下部案内係合往復台を共用する。さらに、動作モータ部材が弾性動作モータホルダによって前記２つの上部往復台に取り付けられて、下部往復台に取り付けられるか、その逆になり、位置決めユニットは弾性位置決めユニットホルダによって案内係合往復台に取り付けられる。弾性動作モータホルダは、前記軸に直交する方向に弾性形体を提供することが好ましい。さらに、上述したように、上部往復台に取り付けられた弾性位置決めユニットホルダは、軸に平行な動作方向に弾性であることが好ましい。下部往復台に取り付けられた弾性位置決めユニットホルダは、基本的に全方向に弾性である。
【００２６】
本発明による位置決めシステムのさらに別の実施形態では、位置決めユニット及び動作モータ部材は別個の案内係合往復台を有する。さらに、動作モータ部材は、弾性動作モータホルダによって少なくとも１つの上部往復台に固定状態で取り付けられ、少なくとも１つの下部往復台に取り付けられて、位置決めユニットはさらなる上部及び下部往復台に固定状態で取り付けられる。これで、別個の往復台を提供することにより、位置決めユニットを往復台に取り付けるための弾性ホルダの必要性を解消することができる。しかし、力伝達装置はなお、動作モータ部材からの熱で誘発された望ましくない力があれば全て弾力的に吸収する。
【００２７】
本発明による位置決めシステムの別の実施形態によれば、動作モータ部材が静止モータ部材と位置決めユニットの間に配置構成される。動作モータ部材は、軸に平行な方向で位置決めユニットに対してセンタリングすることが好ましい。したがって、位置決めユニット及び動作モータ部材は、直線案内装置の共通の長手空間部分を共用する。ビームの細長い空間は、このように空間内で効率的に使用され、それによりビームの全長を位置決めユニットの位置決めに使用できることを保証する。
【００２８】
本発明による位置決めシステムの別の実施形態では、システムは、モータの熱に誘発された変形又は膨張を制限し、さらに起こりえる過熱を防止するために、動作モータ部材から熱を伝導させる冷却装置をさらに備える。さらに、幾つかの実施形態では、動作モータ部材が適切に作業するように冷却装置を介して直線案内装置に接続されるように、冷却装置が動作モータ部材に装着される。したがって、上述した動作モータホルダは、この実施形態では冷却装置を案内装置に接続する。これらのホルダは、冷却装置の一部を構成するか、あるいは上述したように別個の要素とすることができる。冷却装置は、好ましくはフランジ手段を使用することによって熱移動効果が達成されるように形成される。あるいは、装置は、加熱された空気を動作モータ部材及び冷却装置から除去するために、吸引装置などの流れ発生装置を備える。
【００２９】
したがって、別個の吸引又はブロー発生装置などの流れ発生装置によって、空気の流れを提供することが好ましい。しかし、従来から装置部品装着及び分配機内に設けられている加圧空気源も使用できることに留意されたい。
【００３０】
動作モータ部材から熱を伝導させる冷却装置を設けると、動作モータ部材から位置決めユニットへの熱変換も防止する。それにより、動作モータ部材によって発生する熱による位置決めユニットの部分の熱に誘発された変形が防止される。さらに、動作モータ部材と位置決めユニットの間に冷却装置が設けられた実施形態では、冷却装置がその結果、ビームと位置決めユニットの間に設けられ、それによりビームから位置決めユニットへの熱の変換を防止する。したがって、動作モータ部材と位置決めユニットの間に冷却装置を設けると、モータから、さらにビームからの熱の移動を遮断し、それにより位置決めユニットの熱に誘発された変形が防止される。
【００３１】
上述したホルダは様々な方法で形成され、例えば別個に、一緒に、又はその組み合わせとして配置構成することができる。ホルダは一体形成することが好ましいが、例えば剛性又は弾性形体などの個々の機械的特徴がシステムの個々の部品間で維持されるように形成される。動作モータホルダと位置決めユニットホルダを組み合わせる一体ホルダによって、その容易な製造が可能になる。
【００３２】
当業者には予見されるように、説明は装置部品装着、噴射及び分配機など、回路基板の製造及び組み立て分野の位置決めシステムに言及しているが、本明細書で開示する本発明は、他の位置決めシステムにも適用可能である。特に本発明は基本的に、例えばリニアモータによって発生する熱により、位置決めシステムの要素が熱に誘発された位置及び形状の変動に曝される場合、高い作業周波数、つまり位置決めユニットの前後の運動の周波数を高い正確さで必要とする任意の位置決めシステムに適用可能である。
【００３３】
さらに、本発明の概要及び以下の好ましい実施形態の説明で、装置部品装着機、及び装置部品装着ヘッド又はピックアップヘッドの形態の対応する作業ヘッドに言及する場合、装置部品装着機は噴射分配機又は従来の分配機、及び噴射ヘッド又は分配ヘッドの対応する作業ヘッドで置換することができる。
【００３４】
さらに、基板に対するｘ方向及びｙ方向での作業ヘッドの位置決めは、例えばｘ軸及びｙ軸に沿った作業ヘッドの動作によって、又はｘ軸に沿った作業ヘッド及びｙ軸に沿った基板の動作によって提供することができる。ｘ方向とｙ方向の両方で作業ヘッドが動作することによって基板と作業ヘッドの間の相対的動作が提供される位置決めシステムは、往々にしてガントリシステムと命名され、作業ヘッドがｘ軸に沿って動作し、基板が直角軸に沿って動作するシステムは分割軸システムと命名される。本発明は任意の特定の位置決めシステムに制限されないことに留意されたい。反対に、本発明は位置決めシステムのガントリタイプ及び分割軸タイプを含め、任意の適切なタイプの位置決めシステムに適用可能である。
【００３５】
装置と作業方法の両方で本発明を特徴付ける形態は、そのさらなる目的及び利点とともに、添付図面との組み合わせで使用される以下の説明から、さらによく理解される。図面は例示の目的であり、説明は本発明の限界の定義としては意図されていないことを明示的に理解されたい。本発明によって達成される以上及び他の目的、及び提供される利点は、これに続く説明を添付図面との組み合わせで読むにつれてさらに十分に明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
次に本発明の好ましい実施形態を、添付図面との関連でさらに詳細に説明する。
【００３７】
【図１】本発明の実施形態による位置決めシステムを備える装置部品装着機の略斜視図である。
【図２】本発明のある実施形態による位置決めシステムの平面図である。
【図３】図２の位置決めシステムの側面図である。
【図４ａ】本発明のある実施形態による冷却装置の平面図である。
【図４ｂ】図４ａの冷却装置の別の平面図である。
【図５】本発明の別の実施形態の前面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態の前面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
次に、本発明を貼付図面との関係でさらに説明する。装置部品装着機内の位置決めシステムについて説明し、図示するが、本発明は他の用途の位置決めシステムにも適用可能であることに留意されたい。このような用途は、噴射分配及び従来通りの分配機を含むが、それに限定されない。したがって、以下で言及する機械は、装置部品装着機、噴射機、従来通りの分配機、その組み合わせ、又は正確な位置決めに対する高い要求がある別の機械とすることができる。
【００３９】
図１は、電子装置部品をプリント回路基板１２１上に装着する装置部品装着又はピックアンドプレース式機械１００を概略的に示す。装置部品装着機の位置決めシステムは分割軸タイプであり、機械は、矢印「ｘ」で指示され、作業又は装着ヘッド１１２及び感知装置１１３を担持する位置決めユニット１０６が動作する第一軸、及び矢印「ｙ」で指示され、作業表面又は作業区域を提供して、回路基板１２１又は装置部品が配置される他の適切な基板を担持するワゴン１１６が動作する第二軸を備える。ｘ軸とｙ軸は基本的に直交する。したがって、機械１００は、作業ヘッド１１２を回路基板１２１に対して所望の位置に位置決めする位置決めシステムを備える。
【００４０】
さらに、位置決めシステムは、位置決めユニット１０６及びワゴン又は板キャリア１１６を動作させるリニアモータ（図示せず）を備える。機械１００は、リニアモータを制御する制御ユニット（図示せず）、例えばマイクロプロセッサも備える。作業ヘッド１１２は、装置部品を装置部品フィーダマガジン５０から取り上げ、それを回路基板１２１上に配置するために使用される。感知装置１１３は通常、図示された実施形態の場合に加えて、カメラ１１３の形態であり、これは画像処理システムに接続され、例えば位置決めシステムの較正、及び回路基板の位置及び方向の検査に使用される。
【００４１】
回路基板の設計は、回路基板１２１上の回路のレイアウト、及び様々な装置部品に所望の位置を決定する。これらの位置は、ピックアンドプレース式機械に入力され、名目又は機械の座標に変換される。決定されたレイアウトに従って印刷されていて、電子装置部品に望ましい個々の位置に半田ペースト、フラックス、又は接着剤を備えた回路基板１２１が、ワゴン１１６上に提供される。機械の制御システムは、作業ヘッド１１２が装置部品フィーダの装置部品供給部又はマガジン５０から適正なタイプの装置部品を取り上げ、その装置部品を決定されたレイアウトに従って回路基板１２１の所望の位置に位置決めするように、位置決めシステムを制御する。装着ヘッド１１２によって保持された場合に、取り上げられた装置部品の厳密な保持位置は、別個のカメラ（図示せず）によって割り出され、機械は、装置部品を取り上げる場合、装置部品を板上に配置する前に位置又は方向の片寄りがあれば全て補償する。
【００４２】
図２を参照すると、位置決めシステム１０２が図示され、位置決めユニット１０６が、細長いビーム１０４に沿って延在する直線案内装置又は直線案内部１０５から可動状態で吊り下げられている。上述したように、リニアモータ１３０が位置決めユニットの動作又は運動を提供する。リニアモータ１３０は、可動部材又は動作モータ部材１３０ａ及び静止部材又は静止モータ部材１３０ｂで構成され、中間の間隔１３１（図３参照）が可動部材１３０ａを静止部材１３０ｂから分離している。理解されるように、本明細書の説明以外に、他の従来通りのリニアモータを使用してもよい。さらに、可動部材１３０ａ内で発生した熱を輸送する冷却装置１３２を、例えば接着剤などの熱伝導中間層（図示せず）によって可動リニアモータ部材１３０ａに接続する。あるいは、冷却装置１３２を、熱伝導材料の中間層がある状態でねじ、ボルトなどのような締結具によって可動部材１３０ａに直接留めることもできる。冷却装置１３２は、空気が間に流れることができるために分離された幾つかの平行フランジ１３４を備える。冷却装置１３２の中心部分では、フランジ１３４が省略されて、加熱された空気を放出する流れ出力部１３６を生成する。つまり、フランジ１３４は熱を間に流れる空気に伝達する。
【００４３】
空気の流れは、吸引又はブロー発生装置のような流れ発生装置によって提供される。以下で言及する実施形態では、流れ発生装置は吸引発生装置によって例示される。しかし、本発明は決していかなる特定タイプの流れ発生装置にも限定されない。
【００４４】
冷却装置１３２は基本的に、細長い端部にフランジ１３２が設けられた細長い中空の平坦な箱であり、空気の流れを出すために１つの開口１３６を有する（図４ａ参照）。出力部１３６を設けた壁の反対側の壁はそのままにする、つまり穴を設けないことが好ましい。さらに、冷却装置はアルミで作成することが好ましい。
【００４５】
図２には示されていないが、流れ出力部１３６には吸引装置を設けることが好ましい。例えば、少なくとも１つの吸引装置（図示せず）、例えばファンを、流れ出力部１３６を囲む縁部に取り付け、それにより流れ出力部１３６の開口を覆い、冷却装置１３２の両端からフランジの間を流れる加熱した空気の流れを強制的に出力部１３６及び吸引装置に通し、外側に出す。したがって、２つの空気の流れが強制的に長手方向に対向する端部に入れられ、それにより出力部１３６に対して相互に向かって流れ、フランジ間を流れることによって冷却装置１３２を冷却し、ひいては側を通過する空気の流れに熱を導く。その後、加熱された空気の流れは、吸引装置によって機械１００から強制的に出され、それにより位置ユニット１０６の、又はその部分の熱に誘発された変形を防止し、可動リニアモータ部材１３０ａの過熱を防止する。
【００４６】
別の例示的実施形態は、冷却装置に２つの対向する流れ出力部を提供する、例えば第一出力部１３６に対向する第二流れ出力部を配置構成し、それ故に第二出力部に第二吸引装置を配置構成することである。
【００４７】
さらに、案内部１０５と可動状態で係合するために、４つの係合要素又は案内係合往復台１３８ａ〜ｄによって位置決めユニット１０６を可動状態で直線案内部１０５に接続する。さらに明確には、位置決めユニット１０６及び動作モータ部材を４つのホルダ要素１４０ａ〜ｃによって４つの係合要素１３８ａ〜ｄに留める（図４ａ及び図４ｂ参照）。これらのホルダ要素は、リニアモータ１３０の可動部材１３０ａの熱に誘発された変形を補償するように設計される。つまり、熱は可動部材１３０ａ及びそれに接続された冷却装置１３２に伸張及び曲げなどの変形を引き起こし、それにより係合要素１３８ａ〜ｄの相対位置に影響する。その結果、以下でさらに詳細に説明されるホルダ要素１４０ａ〜ｄは、吊り下げ装置内の熱に誘発された応力を吸収するように配置構成され、それにより位置決めユニット１０６の応力なしの作業を可能にする。
【００４８】
図３は図２の位置決めシステムの側面図であり、細長いビーム１０４に取り付けられた直線案内部１０５に接続された位置決めユニット１０６の左側を示す。係合要素１３８ａ及び１３８ｃが可動状態で直線案内部１０５に取り付けられ、したがって要素１３８ａ〜ｄに接続された位置決めユニットは、直線案内部１０５に沿って案内された方法で動作することができる。上述したように、位置決めユニット１０６は、弾性ホルダ要素１４０ａ〜ｄによって係合要素１３８ａ〜ｄに接続される（１３８ｂ、１３８ｄ、１４０ｂ及び１４０ｄは図示せず）。また、冷却装置１３２は係合要素１３８ａ〜ｄに留められる。冷却装置１３２は、リニアモータの動作部材１３０ａを保持する。拡大部分に見られるように、可動部材１３０ａは、摩擦接触を回避し、それと同時にリニアモータの効果を可能にするのに十分な間隔によって、静止部材１３０ｂから分離されている。フランジ１３４は、装置１３２の中心にある流れ出力部１３６に通じる空気流導管を画定し、上述したように、流れは吸引装置（図示せず）によって強制的に出される。
【００４９】
図４ａ及び図４ｂを参照すると、自身に接続されたホルダ要素１４０ａ〜ｄを有する冷却装置１３２の２つの平面図が示されている。流れ出力部１３６に設けられた吸引装置（図示せず）に加えて、装置１３２には、位置決めユニット１０６（図示せず）に面する壁１４４に幾つかの穴１４２が設けられている。それにより、追加の冷却効果を達成することができる。ホルダ要素１４０ａ〜ｄは、係合要素１２８ａ〜ｄ（図示せず）に固定状態で留めるような装置である第一部分１４６ａ〜ｄ、動作モータ部材１３０ａ（図示せず）を案内要素１３８ａ〜ｄ（図示せず）に留めるような装置である第二部分又は移動モータホルダ１４８ａ〜ｄ、及び位置決めユニット１０６を案内要素に留めるような装置である第三部分又は位置決めユニットホルダ１５０ａ〜ｄを備える。動作モータホルダ１４８ａ〜ｄは、冷却装置を案内係合往復台１３８ａ〜ｄ（図示せず）に剛性接続する。部分１５０ａ及び１５０ｂの装置は、部分１５０ｃ及び１５０ｄのそれとは異なる。上部分１５０ａ〜ｂは三角形の機械的構造を有し、したがってｙｚ面（図１参照）の剛性が達成されるのに対し、部分１５０ｃ〜ｄはそれより単純な一直線の機械的構造を有し、ｙ方向に剛性がある。
【００５０】
ｘ方向の剛性に関して、全ての部分１５０ａ〜ｄはｘ方向に弾性であり、したがって例えば可動部材１３０ａ及びそれに接続された冷却装置１３２の延長を補償することができる。というのは、延長がひいては係合要素１３８ａ〜ｄをさらに片寄らせるからである。その結果、力伝達装置を設けて、ｘ方向又は直線の力をモータ１３０のモータ部材１３０ａから位置ユニット１０６へと伝達する。図４ａ及び図４ｂでは、ホルダ１４０ａ及び１４０ｃには、平坦なピンの形状を有して、基本的に長手方向に延在する第四部分１５２ａ及び１５２ｃが設けられる。この第四部分１５２ａ及び１５２ｃは、このような力伝達装置を構成し、それは直線力を瞬時に伝達するために、ビームが延在する軸に平行な方向に、つまり前記動作方向に沿って前記位置決めユニット１０６とモータ１３０、つまり可動モータ部分１３０ａの間に剛性の係合を提供する。しかし、図４ａ及び図４ｂの実施形態による力伝達装置は、それぞれホルダ要素１４０ａ及び１４０ｃの部分を形成する２つのピン１５２ａ及び１５２ｃで構成されているが、他の装置を使用してもよい。
【００５１】
代替装置の一例は、壁１４４の中心部分に配置構成された単一のピンになる。さらに、別の例示的実施形態は、冷却装置がある力伝達装置を組み込む、例えば位置決めユニット１０６に面する壁から突き出すある種のつまみを配置構成することになる。図５は、位置決めシステム２０２のある例示的実施形態の前面図である。位置決めユニット２０６、及びリニアモータ（図示せず）の可動部材を含む駆動部材２３３、及び任意選択で冷却装置（図２参照）はそれぞれ、細長いビーム２０４に沿って延在する直線案内部２０５で可動状態で吊り下げられている。上述した実施形態のように、リニアモータ（図示せず）は位置決めユニットの直線的動作を提供する。力伝達装置２５０は、位置決めユニット２０６を駆動部材２３３に、つまりリニアモータに適切に作業するように接続し、したがって直線力を瞬時に伝達するために動作方向に沿って位置決めユニットと駆動部材の間に剛性の係合が提供される。
【００５２】
図６を参照すると、本発明のさらに別の例示的実施形態の前面図が示されている。図１から図５の実施形態のように、位置決めシステム３０２が示され、位置決めユニット３０６、及びリニアモータ（図示せず）の可動部材を含む駆動部材３３３（図５参照）、及び好ましくはそれに取り付けられた冷却装置がそれぞれ、細長いビーム３０４に沿って延在する直線案内装置３０５で可動状態で吊り下げられている。上述したように、リニアモータは位置決めユニットの直線的動作を提供する。力伝達装置は、図６の実施形態では、駆動部材３３３、つまりリニアモータを位置決めユニット３０６の１対の取り付け部分３５４ａ及び３５４ｂに接続する１対の細長いピン３５２ａ及び３５２ｂで構成される。これらのピン３５２ａ及び３５２ｂは、直線力を瞬時に伝達するために動作方向に平行な方向に沿って位置決めユニットと駆動部材の間に剛性の係合を提供する。さらに、ピンは動作方向に平行な方向以外の方向では弾力的に屈曲可能でもあり、つまり係合は１方向には剛性であるが、他では弾性であり、したがって例えば熱膨張による力をピンで受けて吸収し、それにより位置決めユニット３０６に影響しないままにする。その結果、位置決めユニットを正確に位置決めすることができる。
【００５３】
さらに図６では、位置決めユニット３０６が、それぞれ装置３０５の上部及び下部案内部と係合する２つの上部係合要素３３８ａ〜ｂ及び下部要素３３８ｃによって、直線案内装置３０５に可動状態で取り付けられ、それに吊り下げられる。２つの上部位置決め案内係合往復台３３８ａと３３８ｂの間で、上部案内係合要素４３８ａが駆動部材３３３を直線案内装置３０５の上部案内部に吊り下げる。下部要素３３８ｃのいずれかの側で、駆動部材は２つの下部案内係合部４３８ｂ及び４３８ｃによって装置３０５に可動状態で取り付けられる。対向して交互に配置構成されたこの案内係合要素３３８ａ〜ｃ及び４３８ａ〜ｃは、位置決めユニット３０６と駆動部材３３３が直線案内装置３０５の共通の直線部分を共用するという意味で、コンパクトな構造を提供する。この空間節約の効果は、交互に配置構成された係合要素により、案内装置をさらに効率的に使用できるようにし、したがってその全長を使用することができる。当業者に理解されるように、係合要素３３８ａ〜ｃ及び４３８ａ〜ｃは反対に構成することもでき、それにより可動部材３３３は２つの上部係合要素及び１つの下部係合要素によって直線案内装置３０５に取り付けられ、位置決めユニットは１つの上部係合要素及び２つの下部係合要素によって係合する。
【００５４】
本明細書で言及する係合要素に関して、直線案内装置と協働するこれらの要素は、例えば玉軸受け、ころ軸受け及び／又は直線空気軸受けによって直線運動を提供する。
【００５５】
本発明の例示的実施形態を示し、説明してきたが、本明細書で説明したような本発明に幾つかの変化、改造、又は改変ができることが当業者には明白になる。したがって、本発明の以上の説明及び添付図面は、その非制限的な例と見なされ、保護範囲は添付特許請求の範囲によって定義されることを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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