(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器組み立て用のピックアンドプレイス機器に組み込まれる、スピンドルを縦軸に沿って移動させるための装置であって、該装置は、
スピンドルと、
前記スピンドルを、第１方向に向けて縦軸に沿った所定の移動ストロークにわたって移動させるための駆動部材と、
前記駆動部材の動作に由来する第１力と第２力とを組み合わせた、前記駆動部材の駆動開始時に前記スピンドルに生ずる慣性力に打ち勝つ力を、前記スピンドルに対して前記第１方向に加える手段と、
前記第２力を解除するように構成された停止要素とを有し、
前記停止要素は、前記スピンドルが前記移動ストロークのうちの最初の第１部分内にあるときには、前記第１力が前記第２力と組み合わされて前記スピンドルに加えられることを許容し、前記スピンドルが前記移動ストロークのうちの残りの第２部分内にあるときには、前記第２力に干渉して前記第２力を解除し、以て、前記第１力のみが前記スピンドルに加えられるように作用することを特徴とする、スピンドルを縦軸に沿って移動させる装置。
【請求項２】
前記駆動部材は、１９６．１３３ｍ/ｓ２を超える加速度で前記スピンドルを移動させる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記スピンドルが静止する際には、前記第１力のみが加えられている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記スピンドルが静止し、前記第１力のみが加えられているときに、前記第１力を加える手段に生ずる変位に関する機械読取り可能な信号を生成する手段を更に含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記機械読取り可能な信号を生成する手段がひずみゲージを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
電子機器組み立て用のピックアンドプレイス機器に組み込まれる、スピンドル駆動装置であって、該装置は、
スピンドルと、
所定の移動ストロークの第１位置から第２位置まで移動するスピンドル駆動部材と、
前記駆動部材の動作に由来する第１力で直接または間接に前記スピンドルを押す第１ばねと、
前記駆動部材内にあって前記駆動部材の動作に由来する第２力で直接または間接に前記スピンドルを押す第２ばねと、
前記第２ばねの力を解除し得るように構成されていて、前記駆動部材が前記移動ストロークのうちの最初の第１部分にあるときには、前記第１ばねおよび前記第２ばねが前記スピンドルを押圧することを許容し、前記駆動部材が前記移動ストロークのうちの残りの第２部分にあるときには、前記第２ばねに干渉して前記第２ばねの力が前記スピンドルに加えられることを阻止するよう作用する停止要素とを備え、
前記第１力と第２力とが合わさった力が前記駆動部材の駆動開始時に前記スピンドルに生ずる慣性力に打ち勝つように設定することにより、前記駆動部材の動作により前記スピンドルを加速させることを可能にしたことを特徴とするスピンドル駆動装置。
【請求項７】
前記移動範囲の前記第１部分において、１９６．１３３ｍ/ｓ２を超える加速度で前記スピンドルを加速する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
電子機器組み立て用のピックアンドプレイス機器におけるスピンドルを縦軸に沿って移動させる方法であって、該方法は、
前記スピンドルが前記縦軸に沿った移動ストロークのうちの最初の第１部分を移動中において、前記スピンドルを加速して移動させ、
前記スピンドルが前記縦軸に沿った前記移動ストロークのうちの残りの第２部分を移動中において、前記スピンドルを減速して移動させ、
前記スピンドルの加速中に、前記スピンドルに生ずる慣性力に打ち勝って前記スピンドルを加速し得るように、第１力および第２力を前記スピンドルに直接または間接に加え、
前記スピンドルの減速中に、前記第２力を解除して、直接または間接に前記第１力のみを前記スピンドルに加える、ことを特徴とするスピンドルを縦軸に沿って移動させる方法。
【請求項９】
前記スピンドルを、前記移動範囲の前記第１部分において、１９６．１３３ｍ/ｓ２を超える加速度で移動させる、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピック・アンド・プレイス装置と該装置を使用する方法に関し、より詳細には、スピンドルを高速において高精度で駆動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、限定はしないが、主に電子機器組立て業界でピック・アンド・プレイス機械として知られている機械に関する。ピック・アンド・プレイス機械では、ピック・アンド・プレイス・ヘッドに取り付けられたスピンドルを、ダイまたは部品をピック・アップするためにダイまたは他の電子部品と接触させる。次いで、スピンドルアセンブリを他の位置に移動させ、そこで、スピンドルによってピック・アップしたダイまたは部品を組立てに適切な位置に配置する。組立て時間を最小限に抑えるために、スピンドルアセンブリを可能な限り高速でＺ軸、すなわち垂直軸の方向に移動させることが望ましい。
【０００３】
従来の機械では、スピンドルが、Ｚ方向への移動が速すぎると、スピンドルが、ダイまたは部品を損傷する危険性のある速度でダイまたは部品に当る可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の課題は、スピンドルによってピック・アップまたは配置されるダイまたは部品を損傷せずに、高速で、Ｚ軸方向にスピンドルを駆動可能なスピンドル駆動アセンブリを提案することである。
【０００５】
本発明の他の課題は、スピンドルの加速および減速を制御して、部品を損傷する可能性のあるスピンドルの速度を最大にするために、スピンドルに加える力を変化させることができるスピンドル駆動アセンブリを提案することである。
【０００６】
本発明の他の課題は、Ｚ軸におけるスピンドルの運動を制御するために使用することができる適切な信号をスピンドル駆動アセンブリに送信するように、スピンドルが、それによってピック・アップするダイまたは部品と接触する時点を決定することができるスピンドル駆動アセンブリを提案することである。
【０００７】
本発明の他の課題は、Ｚ軸方向におけるスピンドルの運動を制御するために使用することができる適切な信号をスピンドル駆動アセンブリに送信するように、ダイまたは部品を保持しているスピンドルが、ダイが配置される表面と接触する時点を決定することができるスピンドル駆動アセンブリを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態によるスピンドルを縦軸に沿って移動させる装置は、スピンドルと、第１方向の前記縦軸に沿った移動ストロークにわたって前記スピンドルを移動させるための駆動部材と、前記駆動部材の動作に由来する第１力と第２力とを組み合わせた、前記駆動部材の駆動開始時に前記スピンドルに生ずる慣性力に打ち勝つ力を、前記スピンドルに対して前記第１方向に加える手段と、前記第２力を解除するように構成された停止要素とを有し、前記停止要素は、前記スピンドルが前記移動ストロークのうちの最初の第１部分内にあるときには、前記第１力が前記第２力と組み合わされて前記スピンドルに加えられることを許容し、前記スピンドルが前記移動ストロークのうちの残りの第２部分内にあるときには、前記第２力に干渉して前記第２力を解除し、以て、前記第１力のみが前記スピンドルに加えられるようになっている。
【０００９】
本発明の他の実施形態によるスピンドル駆動アセンブリは、スピンドルと、所定の移動ストロークの第１位置から第２位置まで移動するスピンドル駆動部材と、前記駆動部材の動作に由来する第１力で直接または間接に前記スピンドルを押す第１ばねと、前記駆動部材内にあって前記駆動部材の動作に由来する第２力で直接または間接に前記スピンドルを押す第２ばねと、前記第２ばねの力を解除し得るように構成されていて、前記駆動部材が前記移動ストロークのうちの最初の第１部分にあるときには、前記第１ばねおよび前記第２ばねが前記スピンドルを押圧することを許容し、前記駆動部材が前記移動ストロークのうちの残りの第２部分にあるときには、前記第２ばねに干渉して前記第２ばねの力が前記スピンドルに加えられることを阻止するよう作用する停止要素とを備え、前記第１力と第２力とが合わさった力が前記駆動部材の駆動開始時に前記スピンドルに生ずる慣性力に打ち勝つように設定することにより、前記駆動部材の動作により前記スピンドルが加速されるようになっている。
【００１０】
本発明の他の態様によるスピンドルを縦軸に沿って移動させる方法は、前記スピンドルが前記縦軸に沿った移動ストロークのうちの最初の第１部分を移動中において、前記スピンドルを加速して移動させ、前記スピンドルが前記縦軸に沿った前記移動ストロークのうちの残りの第２部分を移動中において、前記スピンドルを減速して移動させ、  前記スピンドルの加速中に、前記スピンドルに生ずる慣性力に打ち勝って前記スピンドルを加速し得るように、第１力および第２力を前記スピンドルに直接または間接に加え、
前記スピンドルの減速中に、前記第２力を解除して、直接または間接に前記第１力のみを前記スピンドルに加えるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の好ましい実施形態によるピック・アンド・プレイス装置１０の斜視図である。ピック・アンド・プレイス装置１０は、組立て作業中に、電子部品をピック・アップして、それらを意図した位置に配置するピック・アンド・プレイス機械において使用することができる。
【００１２】
ピック・アンド・プレイス装置１０には、ピック・アンド・プレイス装置フレームの後方部分１６と、ピック・アンド・プレイス装置フレームの前方部分１８とが含まれている。ピック・アンド・プレイス装置フレームの前方部分１８と後方部分１６の間には、回転スピンドル支持部材２０が配置されている。
【００１３】
回転スピンドル支持部材２０は、当該支持部材に取り付けられた複数のピック・アンド・プレイス・ヘッド１２を含んでいる。ピック・アンド・プレイス装置フレーム１６、１８に対して回転スピンドル支持部材２０を駆動するために、モータ２２が配置されている。
【００１４】
ピック・アンド・プレイス装置１０の前方部分には、スピンドル駆動アセンブリ１４が配置されている。図３〜５は、スピンドル駆動アセンブリ１４のより詳細な図である。
【００１５】
図２〜図５にはピック・アンド・プレイス・ヘッド１２を示す。ピック・アンド・プレイス・ヘッド１２は、スピンドル２６を収容するピック・アンド・プレイス・ヘッド・ハウジング２４を含んでいる。ピック・アンド・プレイス・ヘッド・ハウジング２４には、下方ばね支持部材２８が含まれている。図面には一方のみが示されているが、２本のシャフト２９が、ピック・アンド・プレイス・ヘッド・ハウジング２４に対してスピンドル・アセンブリ・ヘッド３４を案内して、当該スピンドル・アセンブリ・ヘッド３４が、シャフト２９の縦軸に沿って、ピック・アンド・プレイス・ヘッド・ハウジング２４に向かう方向およびそれから離れる方向に移動できるようになっている。
【００１６】
スピンドル・アセンブリ・ヘッド３４の下端には、上方ばね支持部材３０が配置されている。ばね３２が、下方ばね支持部材２８と上方ばね支持部材３０との間に配置され、スピンドル・アセンブリ・ヘッド３４をピック・アンド・プレイス・ヘッド・ハウジング２４から離れるように押し付けている。
【００１７】
スピンドル・アセンブリ・ヘッド３４はさらにスピンドル係合フランジ３６を含んでいる。スピンドル係合フランジ３６は、スピンドル・アセンブリ・ヘッド３４のボア３７に突入しており、スピンドル２６がこのボア３７内をスライド可能な状態で取り付けられている。スピンドル２６の凹部３８によって、当該スピンドル凹部３８の上方ショルダ４０および下方ショルダ４２が形成されている。スピンドル係合フランジ３６が、スピンドル凹部３８の上方ショルダ４０と下方ショルダ４２との間に捕捉されるように、スピンドル２６は、ピック・アンド・プレイス・ヘッド・ハウジング２４およびスピンドル・アセンブリ・ヘッド３４の内部に配置されている。
【００１８】
スピンドル凹部３８を形成することにより、スピンドル・アセンブリ・ヘッド３４に対してスピンドル２６が縦方向に移動することが可能となっている。これに対して、スピンドル係合フランジ３６は、スピンドル・アセンブリ・ヘッド３４に対するスピンドルの相対移動を制限している。
【００１９】
ピック・アンド・プレイス・ヘッド・ハウジング２４に隣接して、空気圧を制御するための２個の圧縮空気バルブ４８、４９が配置されている。圧縮空気バルブの一方は、ベンチュリに接続され、このベンチュリは、スピンドル２６内の空気通路５０に選択的に加えられる真空圧力を生成する。真空圧力を使用して、ピック・アンド・プレイス機械によって配置されるダイまたは部品をピック・アップする。他方の圧縮空気バルブを使用して、空気圧力を制御し、それにより、空気通路５０を介して圧力の少量のバーストをスピンドルに供給して、スピンドル２６の端部からダイを排出または除去する。
【００２０】
図示のピック・アンド・プレイス・ヘッドは、圧縮空気バルブ４８、４９を使用して、スピンドル２６の真空圧力を制御するが、本発明は、真空スピンドルに限定されるものではない。本発明は、ダイおよび部品をピック・アップする他の取付け手段を使用するスピンドルを含めて、さまざまなタイプの装置にも適用することが可能である。
【００２１】
スピンドル駆動アセンブリ１４は、フランジ１５を介して、ピック・アンド・プレイス・ヘッド・フレーム１８の前方部分に取り付けられている。スピンドル駆動アセンブリ１４の好ましい実施形態の詳細は、図３および４から分かる。
【００２２】
スピンドル駆動アセンブリ１４はスピンドルアセンブリを駆動するモータ６０を含んでいる。モータ６０は、好ましくは約１００°の範囲を包含する揺動形態で動くが、これ以外の角度範囲を本発明に用いることも可能である。このように、モータ６０は、揺動形態で駆動シャフト６２を回転させる。駆動シャフト６２は、モータ６０の回転軸に対して偏心状態となっている。
【００２３】
駆動シャフト６２には、回転力が伝達される係合形態で駆動クランク６４が取り付けられている。したがって、モータ６０により駆動シャフト６２を回転すると、駆動クランク６４がほぼ上下方向に移動する。
【００２４】
モータ６０は、好ましくはボルトによって、スピンドル駆動アセンブリフレーム７０に固定されている。スピンドル駆動アセンブリをピック・アンド・プレイス装置フレームの前方部分１８に取り付けるフランジ１５も、スピンドル駆動アセンブリフレーム７０に一体的に形成された部分である。
【００２５】
駆動アーム７２が、ピボット取付け部６８によって、スピンドル駆動アセンブリフレーム７０に旋回可能に取り付けられている。また、駆動クランク６４の下端が、回転取付け部６６によって駆動アーム７２に回転可能に連結されている。したがって、モータ６０の前後の揺動運動により駆動アーム７２の上下運動が引き起こされる。
【００２６】
図１から最も良く分かるように、駆動アーム７２が、ピック・アンド・プレイス・ヘッド１２の一方に隣接するように、スピンドル駆動アセンブリ１４が、ピック・アンド・プレイス・ヘッド・フレームの前方部分１８の開口を通って延びている。駆動アーム７２の自由端部７４は、スピンドル・アセンブリ・ヘッド３４の上端４６と接触するように配置される。
【００２７】
駆動アーム７２の自由端部７４はさらに、接触ボタン７６を受け入れるためのボアを含んでいる。接触ボタン７６はボアの内部でのスライドが自由である。ボアの底部にあるショルダ７８が接触ボタン７６の下方への移動を制限する。
【００２８】
第１ブレードばねまたはレバー８０が、取付けボルト８４によって駆動アーム７２に固定されている。第１ブレードばね８０の自由端部が接触ボタン７６に圧力を加えて、当該接触ボタン７６をショルダ７８に押し付けている。第１ブレードばね８０は、約０．５から２．５ニュートン、好ましくは約１から２ニュートン、最も好ましくは約１．５ニュートンの力を接触ボタン７６に加える。しかし、本発明は、ここに開示されている力の範囲に限定されるものではない。
【００２９】
ひずみゲージ９０が、駆動アーム７２に対する第１ブレードばね８０の曲げ、変位を含むあらゆるひずみを測定するために、第１ブレードばね８０に取り付けられている。
【００３０】
第１ブレードばね８０は比較的薄く柔軟なので、第２ブレードばねまたはレバー８２がそれに隣接して固定されている。第２ブレードばね８２の一端は、取付けボルト８８によって駆動クランク６４のフランジ８６に固定されている。第２ブレードばね８２の反対側の端は、第１ブレードばね８０上端に乗っている。第２ブレードばね８２の自由端部が第１ブレードばね８０に圧力を加え、それにより、第１ブレードばねが接触ボタン７６に加える力を増大するように、当該第２ブレードばねが取り付けられている。第２ブレードばね８２が第１ブレードばね８０に加える力は、約１．５から７．５ニュートン、好ましくは約３から６ニュートン、最も好ましくは約５ニュートンである。しかし、本発明は、ここに開示した力の範囲に限定されるものではない。
【００３１】
駆動アーム７２がその移動サイクルの上昇部分にあるとき、第２ブレードばね８２は第１ブレードばね８０に乗っており、したがって、第１ブレードばね８０が接触ボタン７６に加える圧力が増大する。しかし、駆動アーム７２が移動サイクルの下降部分に向かって下方に移動すると、第２ブレードばねのフランジ９３が駆動クランク６４に固定されている停止部材９２に当る。図３および４は１つのフランジ９３のみを示すが、図１から分かるように、駆動クランク６４はその下端にフォーク６５を備えている。フランジ９３は、フォーク６５の各プロングから延びている。停止部材９２はフランジ９３と係合して、駆動アーム７２と第１ブレードばね８０とが下方に移動し続けている間、第２ブレードばね８２を第１ブレードばね８０から持ち上げる。したがって、移動サイクルの下降部分では、第２ブレードばね８２は第１ブレードばね８０と接触しておらず、したがって、追加の圧力を第１ブレードばね８０に加えていない。
【００３２】
図６は、スピンドル２６の加速度１０２および速度１０４を示す図である。図示の移動サイクルにおいて、加速度および速度はサイクルの第１部分中で約５７．１ｇ’ｓまで迅速に増大する。約０．００６秒から始まって、加速度は約５７．１ｇ’ｓから負側の約４０．９ｇ’ｓまで急激に降下する。約０．０１３秒において、スピンドル２６の速度はゼロになる。
【００３３】
スピンドル２６の速度と比較した駆動アーム７２の速度を図７に見ることができる。図７に示すように、好ましい例示的なサイクルの約０．０１２秒の時点において、スピンドル２６の下端はピック・アップ対象の部品に接触する。そのとき、スピンドル２６の速度はゼロに降下し、一方、駆動アーム７２は、短い時間の間、下方に移動し続ける。駆動アーム７２の下方移動は、スピンドル２６の凹部３８によって継続可能になる。
【００３４】
好ましい例示的な実施形態では、スピンドル２６とその端部にあるノズルとの全質量は約８．９グラムであり、接触ボタン７６の質量は約１．０９グラムである。接触ボタン７６に対する第１ブレードばね８０の力は約１５０グラムであり、第２ブレードばね８２の力は約５００グラムである。
【００３５】
スピンドル２６を約５７．１ｇ’ｓに加速するために必要な力は約５６０．４グラム、すなわち、９．９９グラムの質量に５７．１ｇ’ｓの加速度を乗算したものに等しい。したがって、ブレードばね８０、８２の両方が加える力は、スピンドルを約５７．１ｇ’ｓに加速するには十分である。しかし、第１ブレードばね８０のみを用いた場合には、スピンドル２６は、約１６ｇ’ｓ、すなわち、１６０グラムの力（第１ブレードばねの力とスピンドルの重量）をスピンドルの質量（９．９９グラム）で除算したものに加速することしかできない。したがって、第１ブレードばね８０のみを用いた場合、第１ブレードばね８０は約１６ｇ’ｓでたわむことになる。
【００３６】
上記の好ましい実施形態は、２つのフランジと２つの停止部材とを含むが、本発明は、この構造に限定されるものではない。１つまたは複数の停止部材およびフランジを使用する代替の実施形態を使用することができる。
【００３７】
スピンドル２６がピック・アップするダイまたは部品と接触するようにスピンドル２６を降下させるために、モータ６０は駆動クランク６４を駆動し、この駆動クランクが、駆動アーム７２の自由端部７４が、スピンドル・アセンブリ・ヘッド３４の上端４６と接触するように、駆動アーム７２を動かす。駆動アーム７２が下方に回転すると、自由端部７４は、スピンドル・アセンブリ・ヘッド３４を下方に押す。そのような作用により、スピンドル２６が下方に移動することが可能になる。同時に、第１ブレードばね８０と第２ブレードばね８２とが接触ボタン７６をスピンドルの上端４４に押し付け、それにより、スピンドル２６をスピンドル・アセンブリ・ヘッド３４と一体で下方に押し付ける。スピンドル２６を下方に押し付けることにより、スピンドル２６に発生する慣性力に打ち勝って、当該スピンドル２６を第１加速度で下方に移動することが可能になる。
【００３８】
駆動アーム７２の自由端部７４が約５ミリメートル下方に移動した後、第２ブレードばね８２のフランジ９３が停止部材９２に当る。次いで、停止部材９２が、第２ブレードばね８２を第１ブレードばね８０から持ち上げ、それにより、第１ブレードばね８０に対する第２ブレードばね８２の圧力が排除される。駆動アーム７２の下方ストロークの残りについては、第１ブレードばね８０のみが接触ボタン７６をスピンドル２６の上端４４に押し付けている。
【００３９】
好ましい例示的な実施形態では、ストロークの第１部分、すなわち最初の５ミリメートルを、本明細書ではストロークの第１部分と称している。ストロークの下方部分の残りはストロークの第２部分と称している。
【００４０】
スピンドル２６の下端が、ピック・アップ対象のダイまたは部品と接触すると、スピンドル２６のさらなる下方への移動が停止される。同時に、駆動アーム７２の自由端部７４は、スピンドル・ヘッドアセンブリ３４を下方に押し続けることが可能である。しかし、スピンドル２６は、もはや下方に移動していないので、スピンドル２６は、接触ボタン７６の取付けフランジ７８から接触ボタン７６を持ち上げる。駆動アーム７２に対する接触ボタン７６のそのような上昇運動により、第１ブレードばね８０が変位し、この時点では第２ブレードばねによって制約されていない。第１ブレードばね８０の変位は、ひずみゲージ９０によって検知され、このひずみゲージは、即座に、駆動モータ６０ならびにスピンドルアセンブリの他の状態を制御する制御プロセッサに信号を送出する。
【００４１】
ひずみゲージ９０からの信号を使用して、駆動アーム７２の下方移動を制御して、部品のピック・アップ中におけるスピンドルと当該部品との間の接触力と、当該部品の配置中におけるスピンドルと基板との間の接触力とを制御する。
【００４２】
代替実施形態では、第１ブレードばね８０は、突出接触ボタン７６の一部とのみ接触するように設計される。また、第２ブレードばね８２は、接触ボタン７６の異なる部分と接触するように設計される。これを達成することができる１つの方法は、接触ボタン７６の回りにフランジを形成し、第１ブレードばね８０に開口を形成することである。接触ボタン７６の上記の異なる部分は、第１ブレードばね８０の開口を通って突出して、第２ブレードばね８２と直接接触する。接触ボタン７６のフランジは、第１ブレード開口８０の開口のショルダと位置合わせされる。このようにして、第１ブレードばね８０と第２ブレードばね８２の両方が接触ボタン７６と直接接触することができ、上述した停止部材９２とフランジ９３とを使用することにより、または他の適切な機構を使用することにより、上述したように、サイクルの第２部分において、第２ブレードばね８２を接触ボタン７６から持ち上げることができる。
【００４３】
本発明のかかるシステムを使用して、低力モードと高力モードの少なくとも２つのモードでスピンドルを駆動することができる。低力モードでは、第１ブレードばね８０の力のみが、接触ボタン７６を介してスピンドル２６に作用する。すなわち、第２ブレードばね８２は、第１ブレードばね８０から持ち上げられており、スピンドル２６に加えられる力には寄与しない。したがって、力は、第１ブレードばね８０の力に限定され、比較的軽い。
【００４４】
高力モードでは、駆動アーム７２の自由端部７４は、スピンドル・アセンブリ・ヘッド３４と係合して、駆動クランク６４を介して作用するモータ６０の力で、スピンドル・アセンブリ・ヘッド３４を下方に押す。高力モードでは、スピンドル・アセンブリ・ヘッド３４内のフランジ３６は、スピンドル凹部３８の下方ショルダ４２と係合して、スピンドル２６をモータ６０の力で下方に動かす。高力モードは、部品上のピンをソケットに挿入する必要がある場合などの状況において使用することができる。
【００４５】
したがって、本発明のスピンドル駆動アセンブリは、ダイまたは部品がダイまたは部品を損傷することがある力と接触する危険性を最小限に抑えて、ピック・アップ対象のダイまたは部品と係合するように、スピンドル２６を迅速に動かすことができる。
【００４６】
本発明のシステムは、まず学習サイクルにおいて稼動することができ、制御システムは、スピンドルが部品または基板と接触する直前のストローク長さを学習する。したがって、モータの速度は、ストロークの速度を最大にし、かつ後続の各生産サイクルに必要な時間を最小限に抑えるように、適切に制御することができる。
【００４７】
通常のサイクルでは、ストロークの長さ、すなわちスピンドルの移動は、約０．５００インチである。最初の約０．２００インチではスピンドルは加速モードにあり、次の０．１００インチでは、スピンドルはもはや加速されず最大速度で進行する。最後の０．２００インチでは、モータは、スピンドルが移動している速度を減速し始める。上述した距離は単なる例示であり、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００４８】
代替実施形態では、第１ばねがスピンドルに直接力を加えるように、接触ボタンを省略することが可能である。そのような実施形態では、第１位置から移動の範囲を経て第２位置まで移動させるために取り付けられた駆動部材と；第１力でスピンドル駆動アセンブリのスピンドルを押す第１ばねと；直接または間接にスピンドル駆動アセンブリのスピンドルを第２力で押す第２ばねと；第２ばねの力を制限するために配置した停止要素とを有し；停止要素は、駆動部材が移動範囲の第１部分内にあるとき、第２ばねが、スピンドルに及ぼされる正味の力が増大するように、第２力をスピンドルに及ぼし、かつ駆動部材が、移動範囲の第２部分内にあるとき、スピンドルに及ぼされる正味の力が低減されるように、第２ばねの適用を限定して、第２ばねがスピンドルに加える力を低減または排除するように配置されており；駆動部材の運動によりスピンドルが駆動されるようになっている。
【００４９】
上述した実施形態では、スピンドルは旋回駆動アーム７２によって移動される。しかし、本発明の概念は他の実施形態にも同様に適用可能である。たとえば、代替実施形態では、スピンドルを、上記の旋回駆動アーム７２ではなく、インライン駆動部材によって駆動することができる。インライン駆動部材は、コイルばねまたはある他の柔軟部材を使用して、上述した実施形態のブレードばねによって実施される機能を果たすことが可能である。
【００５０】
たとえば、インライン駆動部材を使用する実施形態では、第１ばねは、駆動部材の接触部材に作用することが可能であり、接触部材はスピンドルに作用する。第１ばねは、コイルばねまたはある他の種類のばねとすることができる。次いで、第２ばねを使用して、第２力を接触部材または第１ばねに直接加えることができる。停止機構を使用して、第２ばねの適用を制限することができる。
【００５１】
水平回転軸を備えたピック・アンド・プレイス・ヘッドの上で使用することについて、本発明を開示してきたが、当業者なら、本発明を他の装置にも適用できることを理解するであろう。たとえば、本発明は、日本スタイルの静止タレット・チップ・シュータを有するピック・アンド・プレイス機械で使用することができる。そのような装置では、ピック・アンド・プレイス・ヘッドは、垂直回転軸を備え、本発明によるｚ軸駆動機構が、部品フィーダと隣接したスピンドルアセンブリを駆動するために、ピック・アンド・プレイス・ヘッドの後方部分に隣接して取り付けられる。本発明による第２ｚ軸駆動機構が、部品を配置すべき回路基板に隣接したスピンドルアセンブリを駆動するために、ピック・アンド・プレイス・ヘッドの前方部分に隣接して取り付けられる。そのような構成では、一方のｚ軸駆動機構が、ダイまたは部品のピック・アップを制御し、第２ｚ軸駆動機構が、ダイまたは部品の配置を制御する。そのようなシステムでは、ピック・アンド・プレイス・ヘッドは垂直軸の回りに回転するが、そうでない場合は静止している。部品フィーダおよび基板ハンドラを動かして、ピック・アップ用の第１ｚ軸機構に対するフィーダの適切な位置合わせを保証し、かつ第２ｚ軸駆動機構によって部品配置用のＰＣＢの位置に対する適切な位置合わせを保証する。
【００５２】
好ましい実施形態のみについて、本明細書において具体的に示し、記述してきたが、本発明の多くの修正および変更が、本発明の精神および意図した範囲から逸脱せずに、上記の教示を考慮し、かつ添付の請求項の範囲内において可能であることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるスピンドル駆動アセンブリの好ましい実施形態の斜視図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態によるピック・アンド・プレイス・ヘッドの断面図である。
【図３】第１モードにおける、本発明によるスピンドルを駆動する装置の好ましい実施形態の斜視図である。
【図４】図３の一部の詳細図である。
【図５】第２モードにおける、本発明によるスピンドルを駆動する装置の好ましい実施形態の斜視図である。
【図６】本発明の好ましい実施形態によるスピンドルの加速度および速度を示す図である。
【図７】好ましい例示的な実施形態における駆動アームとスピンドルの速度を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  ピック・アンド・プレイス装置
１２  ピック・アンド・プレイス・ヘッド
１４  スピンドル駆動アセンブリ
１５  フランジ
１６  ピック・アンド・プレイス装置フレームの後方部分
１８  ピック・アンド・プレイス装置フレームの前方部分
２０  回転スピンドル支持部材
２２  モータ
２４  ピック・アンド・プレイス・ヘッド・ハウジング
２６  スピンドル
２８  下方ばね支持部材
２９  シャフト
３０  上方ばね支持部材
３４  スピンドル・アセンブリ・ヘッド
３６  スピンドル係合フランジ
３７  ボア
３８  凹部
４０  上方ショルダ
４２  下方ショルダ
４４  スピンドルの上端
４６  スピンドル・アセンブリ・ヘッドの上端
４８、４９  圧縮空気バルブ
５０  空気通路
６０  モータ
６２  駆動シャフト
６４  駆動クランク
６５  フォーク
６６  回転取付け
６８  ピボット取付け
７０  スピンドル駆動アセンブリフレーム
７２  駆動アーム
７４  自由端部
７６  接触ボタン
７８  ショルダ
８０  第１ブレードばね
８２  第２ブレードばね
８４  取付けボルト
８８  取付けボルト
９０  ひずみゲージ
９２  第２ブレードばね接触ストップ
９３  フランジ
１０２  加速度
１０４  速度
【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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