JP2001511237A - 位置決めシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 装置をｘｙ平面に亘って移動するための位置決めシステムは、キャリッジを一方の側から駆動することによってキャリッジをｘｙ平面に亘って移動するための枢動自在のアームを持つ駆動機構を有する。この駆動機構により、システムを他方の側に沿って狭幅にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 位置決めシステム 発明の背景 本発明は位置決めシステムに関し、更に詳細には、液体ディスペンサ等の機器 を少なくとも二次元平面上で高精度で位置決めするためのシステムに関する。 液体の小出し（dispense）、試験、及び計測、部品の配置、検査、又は研削等 の何らかの作業を行うため、器具を二つ又は三つの直交した軸線に沿って所望の 位置まで搬送するのに座標位置決めシステムが使用される。多くの装置がこのよ うな位置決めシステムを使用するけれども、エポキシの小滴や封入液等の少量の 液体をプリント回路基板に小出しする液体小出しシステムでの使用について本発 明のシステムを説明する。本発明の実施例は液体小出しシステムに限定されない ということは理解されよう。 第１図は、液体小出し装置１４を保持するキャリッジ１２を加工物１５上で移 動するための周知の位置決め装置１０の概略図である。この装置１０は、第１モ ータ１８によってｙ軸に沿って移動されるガントリー１６を有する。このガント リー１６は水平ビーム２０を有し、このビームに沿って第２モータ２２がキャリ ッジ１２をｘ軸に沿って移動する。小出し装置１４は、第３モータ２４によって 垂直なｚ軸に沿って移動される。これらの軸線のいずれか又は全てに沿った移動 は、この図に示すように親ねじで、ベルト駆動装置で、ラックアンドピニオンで 、又はリニアモータを使用して行うことができる。第１図は、例示の目的の単な る概略図であり、この一般的な種類の位置決め装置について多くの他の形態が使 用されてきた。例えば、垂直ビームをｘ軸に沿って移動させることができ、この 際、垂直ビームは、この垂直ビームに対して移動自在の別体の水平ビームを支持 する。 位置決めシステムを持つ所与の装置について、装置は、装置が占有する全面積 （「フットプリント（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）」）及び本明細書中でｘｙ平面が構 成する作業領域を有し、装置は、この作業領域に亘って加工物１５に作用を加え る。この作業領域内でｘ軸及びｙ軸に沿って作業を行うため、装置は、モータ及 びビーム、キャリッジをしっかりと保持するのに十分な支承体、及び任意の他の 必要な構成要素を収容するため、ｘ軸及びｙ軸に沿って追加の空間を必要とする 。 代表的なシステムでは、作業領域についてのｘ軸に沿った幅Ｗが装置の全幅Ｔの ７０％以下であることは珍しくない（第１図は縮尺通りでないということに着目 されたい）。製造に要する床空間の増大に伴って、特にクリーンルーム環境にお いて、所与の作業領域で作動するのに必要な空間の量を減少でき、即ちフットプ リントを減少でき、これによって少なくとも一つの軸線に沿ったＷ／Ｔを増大で きるのが望ましい。 発明の概要 本発明は、装置を少なくとも平面内で移動するための位置決めシステムを含む 。この平面は、ここでは、直交したｘ軸及びｙ軸によって構成される。キャリッ ジシステムは、ｘ軸及びｙ軸に沿って移動するように、好ましくは一つの軸線に 沿って作動し、ｘｙ平面内での移動を生じる駆動機構によって取り付けることが できる。 好ましい実施例では、システムは、プラットホーム等のフレームと、第１軸線 に沿って移動するようにフレームに摺動自在に取り付けられたプレートと、第１ 軸線に対して垂直な第２軸線に沿って移動するようにプレートに摺動自在に取り 付けられたキャリッジとを有する。システムは、好ましくは安定化を図るために 間隔が隔てられた二つのブロックを有する。各ブロックは、第１軸線に沿って別 々に移動できる。各ブロックには剛性アームの一端が枢着されており、これらの アームの他端はキャリッジに枢着されている。各ブロックは、親ねじ又はベルト 駆動装置によって一つの軸線に沿って別々に駆動され、これによりキャリッジを プレートに対して移動し、これによって、アームで、キャリッジを第２軸線に沿 って、及びプレートを第１軸線に沿って押したり引いたりする。 本発明の実施例による位置決めシステムは、液体小出し装置、摘み上げて配置 する機械即ちピックアンドプレース機械、機械加工工具、視認検査システム、電 気的又は機械的プローブ、座標計測機を含む多くの様々な器具とともに使用でき る。 本発明の一実施例では、駆動機構は、両方とも、第１軸線に沿って作動するよ うに取り付けられており、及び従って、装置を、第２軸線に沿って作業領域に対 して非常に狭幅に、作業領域の幅の装置の全幅に対する比を９０％程度にできる ように製作できる。モータが一つの軸線に沿って一方の側部に取り付けられてい るため、ｙ軸機構は従来の装置とは異なり、ｘ軸モータを搬送し又は支持する必 要がなく、ｘ軸駆動機構を含む必要がなく、かくして、この構造は、熱を発生し 且つ移動するプレートに質量を追加するｘ軸駆動機構を使用しないで済む。熱及 び質量の追加のいずれも性能に悪影響を及ぼす（第１図参照）。更に、この構造 は、ｘ軸ケーブル及び／又はベルトを搬送する必要がないため、システムを簡単 にする。本発明は、可動ブロックがｘ軸に沿って端部で間隔が隔てられているた め、良好な安定性を維持しつつこれらの利点を提供する。別の利点は、モータが 、平均して、荷重の５０％を各々支持し、及び従って、均等化を図ることができ るということである。この他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明、図面、及び 請求の範囲から明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 第１図は、周知の種類の位置決めシステムの概略図である。 第２図は、本発明の一実施例による位置決めシステムの斜視図である。 第３図は、第２図の３−３線に沿ったトレーリングアームの断面図である。 第４図は、位置決めシステムの移動を示す平面図である。 第５図は、作動中にキャリッジに作用する力を示す、キャリッジの平面図であ る。 第６図は、制御システムのブロックダイヤグラムである。 第７図は、本発明の一実施例による位置決めシステムのブロックダイヤグラム である。 第８図は、本発明の実施例で使用された座標軸系を示す概略図である。 第９図は、本発明の実施例で使用された座標変換法を示すフローチャートであ る。 第１０図は、本発明の一実施例による位置決めシステムのブロックダイヤグラ ムである。 詳細な説明 第２図は、本発明による位置決めシステム４０の斜視図である（構成要素を良 好に例示するため、逆様にした状態で示してある）。位置決めシステム４０は、 第１レール４２及びこれと平行な第２レール４４を有する。これらのレールの夫 々には、ｙ軸に沿って平行に配向されており且つ垂直なｘ軸に沿って離間された 第１及び第２の細長い支承体４６、４８が設けられている。第１及び第２のレー ル４２、４４を横切ってプレート５０が延びている。このプレートは、レール４ ２、４４に対して摺動自在に取り付けられており、プレート５０の各端にしっか りと取り付けられたブロック５２、５４によって、支承体４６、４８に沿って移 動自在である。剛性を追加するため、支承体４６及び４８の他にも支承体を使用 するのがよい。 プレート５０は、ｘ軸に沿って平行に延びる二つの細長い支承体５６、５８を 、レール４２、４４から遠ざかる方向に向いたプレート５０の側部５７に備えて いる。キャリッジ６０がｘ軸に沿って支承体５６、５８上で移動するようにプレ ート５０に摺動自在に取り付けられている。この例示の実施例では二つの支承体 ５６及び５８を使用したが、支承体を一つだけ又は二つ以上使用してもよい。キ ャリッジ６０は、モータ及びベルト又は親ねじ（図示せず）によってｚ軸に沿っ て移動自在の液体ディスペンサ等の加工物６４で作業を行うための機構を支持す る。 第１及び第２の被駆動ナットブロック６６、６８がレール４２、４４に取り付 けられている。これらのナットブロックは、支承体４６、４８上でｙ軸に沿って 摺動移動自在である。各ナットブロック６６、６８は、夫々の親ねじ７０、７２ 及びモータ７４、７６で別々に駆動される。第２図では、モータ７４、７６はガ ントリーの後端に配置された状態で示されている。これらのモータは、第２図に 示す位置から親ねじの反対端のガントリーの前端に配置することもできる。 キャリッジ６０は夫々の剛性トレーリングアーム８０、８２で各ナットブロッ ク６６、６８に連結されている。これらのアームは、一端が一方のナットブロッ クに枢着されており、他端がキャリッジ６０に枢着されている。キャリッジ６０ をこのように枢着するため、キャリッジはＣ形端部８４を有する。この端部８４ は、その頂部分８６から底部分８８まで延びる垂直方向に配向された二つの支承 体を有する。各ナットブロックもまた、一方のトレーリングアームに枢着するた めの垂直方向に配向された支承体を有する。トレーリングアームはナットブロッ クに設けられた支承体に固定されている。これらの支承体、及び上文中に説明し た他の支承体は、全ての方向で望ましからぬ相対的移動が実質的に起こらないよ うに、好ましくは予備負荷されており、圧縮力が加わった状態で取り付けられて いる。 第３図を参照すると、トレーリングアーム８０、８２は、ｚ軸に沿った変形に 抵抗するため、好ましくは、垂直方向に配向されたＩ−ビームとして形成されて いる。トレーリングアーム８０、８２、及びプレート５０及びキャリッジ６０は 、アルミニウム、チタニウム、又はマグネシウム等の軽量で剛性の材料で製作さ れていなければならない。 第４図を参照すると、この図には、駆動機構をｙ軸方向にだけ移動させること によるｘ軸に沿ったキャリッジ６０の移動の一例が示してある。初期位置では、 キャリッジ６０は可動ブロック５０の中心の僅かに左方にある状態で示してあり 、左側の第１ナットブロック６６はプレート５０からｙ軸に沿って第２ナットブ ロック６８よりも僅かに大きく離間されている。キャリッジ６０を可動プレート ５０の右側の位置６０’まで移動するため、第１ナットブロック６６を位置６６ ’まで可動プレート５０に近付くように手前に引っ張り、第２ナットブロック６ ８を位置６８’までプレート５０から遠ざかるように移動する。これらの移動に より、キャリッジをｘ軸方向に移動させる。本明細書中上文中に説明したように 、トレーリングアームは、ｘ軸及びｙ軸に対して所定範囲の角度に亘って移動で き、角度を変化させるこれらの移動の組み合わせを制御可能な二次元移動に対し て使用できる。 ナットブロック６６、６８をｙ軸に沿って同時に同じ量だけ移動することによ って、プレート５０（及び従ってキャリッジ６０）をｙ軸方向に移動させること ができるということは明らかである。更に、第１及び第２のナットブロックを適 当に移動することによって、ｘ軸方向移動をｙ軸方向移動と組み合わせることが できる。例えば、各ブロックを、一方のブロックが他方のブロックよりも僅かに 大きく移動するように同じ方向に移動させると、キャリッジはｙ軸方向に移動し 且つｘ軸方向にも或る程度移動する。一方のブロックを移動させ、他方のブロッ クを移動させない場合には、ｘ軸方向移動及びｙ軸方向移動の両方が生じる。本 発明によるシステムの動作は、動作が非線型であるために従来のシステムよりも 複雑であるけれども、このような動作はプログラムでき、プロセッサーによって 標準的な三角関数の計算を使用して計算される。 第４図は、更に、本発明によるシステムの重要な利点を示す。この図に示すよ うに、システムの全幅Ｔは加工領域の幅Ｗとそれ程違わず、比Ｗ／Ｔは９０％程 度である。理論的には、ｘ軸方向幅Ｔは、各側でキャリッジ６０の幅の二分の一 に等しい量だけ加工領域の幅Ｗよりも大きい必要がある。 第５図を参照すると、両アームは例えばナックル装置で単一の枢着点に連結で きるが、偏揺れ動作を少なくするため、間隔が隔てられた二つの枢着点９０、９ ２を設けるのが更に望ましい。キャリッジ６０を第４図に示すように右方に移動 するものと仮定すると、力が第１枢着点９０に向かって所定角度で差し向けられ 、第２枢着点９２から遠ざかる方向に所定角度で差し向けられる。移動がｘ軸方 向に沿った移動だけである場合には、ベクトルのｙ成分の大きさが相殺されてｘ 成分だけを残さなければならないが、それにも拘わらず、枢着点９０、９２が離 間されているために時計廻り方向モーメントが生じる。キャリッジ６０の重心９ ４が枢着点９０、９２から離間されている場合には、キャリッジの右方への移動 に従って反時計廻り方向回転モーメントを導入する。枢着点間の距離ｄｘ及び枢 着点９０、９２と重心９４との間の距離ｄｙは、数学的計算により最適化できる 。最適化は、例えば、平均の時計廻り方向モーメント及び反時計廻り方向モーメ ントが所与の動作範囲に亘って最少になるように、或いはキャリッジ６０の全動 作範囲についての正味ピークモーメントを最少にするように、多くの様々な方法 のうちの一つの方法で行うことができる。この装置は偏揺れを減少させるけれど も、剛性トレーリングアームの配向がキャリッジの縦揺れ及び横揺れを減少させ る。 第６図を参照すると、システムの機能を本発明の一実施例に従って制御するた めのプログラム可能な制御装置１００が提供される。一実施例では、制御装置１ ００は、インテル社のペンティアム（ペンティアム（Ｐｅｎｔｉｕｍ）は登録商 標である）プロセッサーを内臓した、マイクロソフト社のウィンドウズ（ウィン ドウズ（Ｗｉｎｄｏｗｓ）は登録商標である）ＮＴオペレーティングシステムが 作動するパソコンを使用して実施される。制御装置１００は、信号をモータ７４ 、７６に提供し、これらのモータでナットブロックを第４図に示すように移動し 、 ｚ軸モータ１０２を制御し、このモータを、液体を送出するためのポンプ１０４ とともに、ｚ軸に沿って垂直方向に移動し、ポンプ１０４を制御して液体を所望 の通りに小出しする。本発明のこの他の実施例では、制御装置は、ポンプ１０４ 以外の、把持工具、機械加工工具、視認システム、電気的又は機械的プローブ、 ゲージ、及び接触プローブ等の加工物を制御するようにプログラムできる。 第６図に示す実施例では、所与の時期のプレート５０及びキャリッジ６のｘ− ｙ平面内での位置を決定するため、制御装置１００は回転エンコーダー１０６、 １０８から、及び直線エンコーダー１１０、１１２から信号を受け取る。各回転 エンコーダーは、モータ７４、７６の一方に取り付けられており、モータの回転 量に基づくデータを制御装置に提供し、かくしてナットブロックによるｙ軸方向 移動に変換される。一方の直線エンコーダーは、ｙ軸方向移動及びプレート５０ の位置を感知するためにｙ軸に沿って取り付けられており、他方の直線エンコー ダーは、ｘ軸に沿ったキャリッジ６０のプレート５０に対する移動及び位置を感 知するためにプレート５０に取り付けられている。このようにして、これらのエ ンコーダーを使用して、モータを制御するためのフィードバック信号を提供する 。サーボ制御期間では、直線エンコーダーを使用して位置制御ループを閉じ、こ の際、回転エンコーダーを使用して速度制御ループを閉じ、これにより、ヘッド の移動速度並びに位置を正確に制御する。 本発明の別の実施例では、所与の時期のプレート５０及びキャリッジ６０のｘ −ｙ平面内での位置を決定するため、制御装置１００は、回転エンコーダー１０ ６、１０８及び三つの直線エンコーダー１１０、１１２、及び１１４から信号を 受け取る。上文中に説明した実施例と同様に、回転エンコーダー１０６及び１０ ８の各々を使用し、速度制御ループを閉じ、三つの直線エンコーダーを使用し、 位置制御ループを制御する。 第７図に示すように、直線エンコーダー１１０、１１２、及び１１４は、プレ ート５０に各々取り付けられている。直線エンコーダー１１０を使用し、キャリ ッジ６０のプレート５０に対するｘ軸に沿った移動及び位置を感知する。直線エ ンコーダー１１２及び１１４はプレート５０の両端に取り付けられており、プレ ート５０のｙ軸方向移動及び位置を感知するのに使用される。プレートに導入さ れた偏揺れ誤差を完全になくすため、ｙ軸方向位置の決定に二つのエンコーダー を使用する。加工物６４の実際のｙ軸方向位置は、二つのｙ軸方向位置の間をｘ 軸方向位置に基づいて補間（interpolation）することによって決定される。 本発明の実施例によるシステムの制御を、第７図乃至第１０図を参照して以下 に更に詳細に説明する。第７図は、位置決めシステム４０及び制御装置１００を ブロックダイヤグラムの形態で示す。制御装置１００は、使用者の入力に基づい て制御装置内で発生されたｘターゲット位置信号及びｙターゲット位置信号を受 け取るか或いはタスクが予めプログラムしてある動作制御カード１２０を含む。 この動作制御カードは、トルクモード増幅器１２２を駆動する出力信号を提供す る。これらの増幅器は、次いで、モータ７４及び７６を駆動する。本発明の一実 施例では、動作制御カードは、カリフォルニア州ノースブリッジのデルタタウデ ータシステムズ社から入手できるデルタタウＰＭＡＣ２ウルトラライトコントロ ーラーを使用して実施される。 第７図及び第１０図において、モータ７４及び７６は、夫々モータＡ及びＢと して示してあり、親ねじ７０に沿ったナットブロック６６の位置は、「ａ」とし て示してあり、親ねじ７２に沿ったナットブロック６８の位置は、「ｂ」として 示してある。加工物６４のｘ／ｙ位置は、ナットブロックの独自のａ／ｂ位置に 変換でき、及びかくしてａ及びｂの位置は、本明細書中においてａ／ｂ座標系と して示す座標系を構成する。動作制御カードへの代表的な入力、並びに直線エン コーダー１１０、１１２、及び１１４からのフィードバック信号は、ｘ／ｙ座標 系に関して表現されているが、これに対し、動作制御カードが発生する動作制御 信号はａ／ｂ座標系に関する。かくして、制御装置１００は、ｘ／ｙ座標系とａ ／ｂ座標系との間で変換を行わなければならない。 次に、ｘ／ｙ座標系からａ／ｂ座標系への変換を第８図及び第９図を参照して 説明する。本明細書中に説明した変換を行う目的のため、第８図を参照すると、 ｘ軸の原点は、キャリッジ６０の中間点であると定義され、ｙ軸の原点は、ｙ軸 方向でモータ７４及び７６から最も遠方の、加工物を位置決めできる位置である と定義され、ａ軸の原点は、加工物をｘ原点及びｙ原点に位置決めした場合のナ ットブロック６６上の支承体の位置であると定義され、ｂ軸の原点は、加工物を ｘ原点及びｙ原点に位置決めした場合のナットブロック６８上の支承体の位置で あると定義される。更に、この変換の目的のため、加工物がｘ軸の原点にある場 合の親ねじ７０の中心から枢着点９０までのｘ軸に沿った距離をＸａ_oと定義し 、加工物がｘ軸の原点にある場合の親ねじ７２の中心から枢着点９２までのｘ軸 に沿った距離をＸｂ_oと定義し、加工物がｙ軸の原点にある場合のナットブロッ ク６６上の支承体から加工物までのｙ軸に沿った距離はＹａ_oに等しく、加工物 がｙ軸の原点にある場合のナットブロック６８上の支承体から加工物までのｙ軸 に沿った距離はＹｂ_oに等しい。 所与のｘ軸の値及びｙ軸の値に対するａ軸の値は、以下のように決定される。 最初の工程２１０においてｘ軸の値を提供し、工程２２０でｘ軸の値をＸａ_oに 加える。工程２３０では、工程２２０で得られた結果を平方し、工程２４０にお いて工程２３０の結果をトレーリングアーム８０の長さの平方から減じる。次い で、工程２５０で工程２４０の結果の平方根を得る。工程２６０では、Ｙａ_oを 工程２５０の結果から減じる。最後に、工程２７０でｙ軸の値を工程２６０の結 果に加え、工程２８０でａ軸の値を提供する。 同様に、所与のｘ軸の値及びｙ軸の値に対するｂ軸の値は、以下のように決定 される。最初の工程３１０において、ｘ軸の値を提供し、工程３２０でｘ軸の値 をＸｂ_oから減じる。工程３３０では、工程３２０で得られた結果を平方し、工 程３４０において工程３３０の結果をトレーリングアーム８２の長さの平方から 減じる。次いで、工程３５０で工程３４０の結果の平方根を得る。工程３６０で は、Ｙｂ_oを工程３５０の結果から減じる。次に、工程３７０でｙ軸の値を工程 ３６０の結果に加え、工程３８０でｂ軸の値を提供する。ｘ値及びｙ値を対応す るａ値及びｂ値に変換する上で、上文中に特定的に説明した工程以外の工程を使 用してもよいということは当業者には理解されよう。 上文中に説明したように、第７図に示す本発明の実施例では、動作制御カード １２０はモータ制御信号をモータ７４及び７６に提供する。動作制御カードは、 変換ブロック１２４、軌道発生器１２６、及びＰＩＤ制御ブロック１２８を含む 。変換ブロック１２４は、上文中に説明したように、ｘ及びｙの入力値をａ及び ｂの値に変換する。軌道発生器は、現在のａ／ｂ位置から所望のａ／ｂ位置まで の 軌道を決定する多数の位置及び速度の値を発生する。軌道発生器が発生した値を エンコーダーからのフィードバック情報と関連してＰＩＤ制御ブロックによって 使用し、ヘッドをターゲット位置に位置決めする。当業者には理解されるように 、動作制御カード内に収容された機能ブロックは、ソフトウェア、ハードウェア 、又はソフトウェアとハードウェアとの組み合わせを使用して実施されるのがよ い。 エンコーダー１１０、１１２、及び１１４からの位置フィードバック情報を偏 揺れ補正アルゴリズムブロック１３０に入力し、ここからｘ位置フィードバック 値及びｙ位置フィードバック値を出力する。ブロック１３０からのｘ値出力は、 ブロック１３０へのｘ値入力と等しい。ブロック１３０からのｙ値出力は、エン コーダー１１２及び１１４からの値をエンコーダー１１０からのｘ値に基づいて 補間することによって、上文中に説明したように計算される。必要とされる精度 が低い実施例では、又はキャリッジの偏揺れ誤差が顕著でなく、ｙエンコーダー が一つしか使用されない実施例では、偏揺れ補正ブロックを使用しなくてもよい 。 偏揺れ補正ブロックからのｘ値出力及びｙ値出力を変換ブロック１２４と同様 の変換ブロック１３２に入力し、ａ出力値及びｂ出力値を発生する。ａ出力値及 びｂ出力値をＰＩＤ制御ブロック１２８に入力し、このブロックで軌道発生器が 発生した値とこれらの値とを比較し、出力モータ制御信号を発生する。 第７図に示す本発明の実施例は、加工物を第１位置から第２位置まで、第１位 置から第２位置までの必要な経路なしに移動する用途で最も有用である。軌道発 生器は、ａ／ｂ座標系を使用して第１位置から第２位置までの最も効率的な経路 を提供するようにプログラムされている。最も効率的な経路は、代表的には、「 直線的経路」である。しかしながら、ａ／ｂ座標系を使用して発生された直線的 経路は、ｘ／ｙ座標系での直線とは対応しない。 特定の経路（即ち、線、円弧、円）を辿る必要がある用途については、第１０ 図に示す本発明の実施例を使用するのが好ましい。第１０図に示す実施例は、座 標変換ブロック１２４及び軌道発生器１２６の相対的配置が逆であることを除く と、第７図に示す実施例と同じである。これにより、軌道発生器は、ａ／ｂ座標 系に基づいてでなくｘ／ｙ座標系に基づいて軌道を発生することができる。第１ ０図に示すシステムは、座標変換を、第７図のシステムにおけるようにただ一つ の位置についてでなく、入力された各ｘ／ｙ位置について、軌道発生器が必要と する多数の位置について行わなければならないため、変換ブロック１２４に過度 の負担を加える。 本発明の特定の実施例では、小出しシステムは上文中に説明した位置決めシス テムのうちの一方を使用し、加工物は液体ディスペンサを含む。このディスペン サは、エポキシ液の小滴を回路基板上に小出しするため、チップオンボード取り 付けを行うために回路基板のダイに埋封材料を被せるため、又は回路基板の僅か に上方に離間された電子部品の周囲に余盛不足を埋める液体材料を小出ししてこ の部品の下側を埋めるため、といった多くの目的のうちの一つの目的で液体をプ リント回路基板上に小出しするのに使用される。使用される材料の種類及び作動 方法は、これらの小出しの用途について異なっており、及び従って、これらの様 々な機能を実行するために様々なディスペンサが使用される。しかしながら、こ れらの機能は全て、上文中に説明した位置決めシステムの実施例を使用して実施 できる。 一例では、多数の回路基板を加工するための液滴を小出しを行う。液滴につい て位置をシステムに入力し、制御装置に提供する。制御装置は、液滴の小出し順 序を決定するため、代表的には、ｘｙ平面内でのディスペンサの移動量を減少す るため、最適化関数を使用する。回路基板は、コンベヤシステムでシステムに搬 入される。小出しされるべき各液滴について、制御装置はキャリッジ及びディス ペンサをｘｙ平面内の所望の位置まで移動し、ｚ軸モータを賦勢し、ディスペン サを回路基板まで下げ、ディスペンサを賦勢して少量の液体をその位置に小出し し、ｚ軸モータを回路基板から遠ざける。次いで、キャリッジをｘｙ平面内の別 の位置まで移動する。変形例では、軌道においてｘ／ｙ動作をｚ軸動作と組み合 わせるのが望ましい。 本発明の別の実施例では、ピックアンドプレース機械が上文中に説明した位置 決めシステムのうちの一方を使用する。加工物は、真空ピックアップ工具即ちグ リッパを含む。真空ピックアップ工具即ちグリッパを摘み上げられるべき部品の 上に位置決めし、部品をグリッパで摘み上げ、位置決めシステムを使用してグリ ッパ及び部品を回路基板等の基材上の所定位置まで移動し、ここで部品を回路基 板に置く。 本発明の更に別の実施例では、機械加工工具が上文中に説明した位置決めシス テムのうちの一方を使用する。加工物は、製品に作業を施すための工具を備えて いる。接点を機械に装填し、位置決めシステムが、作業が施されるべき製品上の 所定位置に工具を位置決めする。一実施例では、工具は研削作業を実施するため の研削スピンドルであってもよい。 本発明の更に別の実施例では、視認検査システムが上文中に説明した位置決め システムのうちの一方を使用する。加工物は、カメラ、レンズ、及び／又は照明 システムを含む。装置に装填された一つ又はそれ以上の対象物の上にカメラを位 置決めし、対象物を検出し、又は整合させる。 本発明の更に別の実施例では、電気的及び／又は機械的検査システムが上文中 に説明した位置決めシステムのうちの一方を使用する。加工物は、一つ又はそれ 以上の電気的及び／又は機械的プローブを含む。これらのプローブは、製品の上 方に位置決めでき、プローブを使用して製品の特定の箇所を機械的に及び／又は 電気的に試験できる。これと関連した実施例では、対象物についての寸法情報を 集合する目的でゲージプローブ又は接触プローブを位置決めするため、座標計測 機が位置決めシステムの一つを使用できる。 本発明の好ましい実施例では、多数の様々な加工物を位置決めするため、上文 中に説明した位置決めシステムの二つ又はそれ以上を一つの装置に組み込むのが よい。このような装置の一例は、一つ又はそれ以上の基材上に材料を小出しする ための多ヘッド小出しシステムである。多ヘッド小出しシステムでは、機械の処 理量を増大するため、多数の基材に平行に小出しすることができる。このような 多ヘッドシステムでは、製品をシステムに搬入するために多レーンコンベヤシス テムを使用するのが望ましい。上述の位置決めシステムは、全幅に対する加工領 域の高い比がこれらの位置決めシステムによって提供されるため、このような多 ヘッドシステムに特に適している。 上文中に説明した実施例では、加工物はガントリーシステムの下に位置決めさ れたものとして説明してあるが、別の実施例では、加工物をガントリーの上に位 置決めしてもよい。更に、小出しされるべき製品はガントリーシステムに連結で き、固定された小出しシステムの下又は第２ガントリーシステムによって位置決 めできる小出しシステムの下のガントリーシステムの必要に応じて位置決めでき る。 本発明の実施例を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく変更を行う ことができるということは明らかである。例えば、本発明のシステムをレールに 取り付けられたものとして説明したが、固体プラットホーム等の別の種類のフレ ームに取り付けることもできる。ナットブロック用の駆動装置を駆動ねじとして 示したが、所望であればモータ及びベルトを使用できる。移動自在のブロックに 取り付けられたキャリッジは、二つの支承体に沿って移動するように示してある が、必要とされる支承体が一つだけであってもよい。回転位置を決定する上で使 用するため、上文中で回転エンコーダーに言及したが、レゾルバー等の他の回転 位置センサを使用してもよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＩＤ，ＪＰ，Ｋ Ｒ，ＳＧ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．タスクを実施するための器具を位置決めするためのシステムにおいて、 フレームと、 前記フレームに対して第１軸線に沿って移動するように前記フレームに取り付 けられたプレートと、 前記第１軸線に対して垂直な第２軸線に沿って前記プレートに対して移動する ように前記プレートに取り付けられた、前記器具を保持するためのキャリッジと 、 前記フレームに各々取り付けられており、前記第２軸線に沿って離間されてお り、前記第１軸線に沿って前記フレームに対して各々移動自在の、第１ブロック 及び第２ブロックと、 前記第１ブロックに枢着されており且つ前記キャリッジに枢着された第１剛性 アームと、 前記第２ブロックに枢着されており且つ前記キャリッジに枢着された第２剛性 アームと、 前記第１及び第２の軸線が構成する平面上で前記キャリッジが移動自在である ように、前記第１及び第２のブロックの夫々を前記第１軸線に沿って移動するた め、別々に作動できる第１及び第２の駆動機構とを含むことを特徴とするシステ ム。 ２．前記第１及び第２の駆動機構は、モータ及び親ねじを各々含む、請求項１ に記載のシステム。 ３．前記第１及び第２の駆動機構は、モータ及びベルト駆動装置を各々含む、 請求項１に記載のシステム。 ４．前記第１及び第２の駆動機構はモータを各々含み、本システムは、モータ の回転動作を検出するための第１及び第２の夫々の回転位置センサを更に含む、 請求項１に記載のシステム。 ５．前記第１軸線に沿った前記プレートの前記フレームに対する直線移動を検 出するために前記フレームに取り付けられた第１直線位置センサ、及び前記第２ 軸線に沿った前記キャリッジの前記プレートに対する移動を検出するために前記 プレートに取り付けられた第２直線位置センサを更に有する、請求項４に記載の システム。 ６．信号を前記回転位置センサ及び直線位置センサから受け取り、前記位置セ ンサからの情報をスーイングするための制御装置を更に有し、モータの作動を制 御するための制御システムを提供する、請求項５に記載のシステム。 ７．前記フレームは二つの平行なレールを含む、請求項１に記載のシステム。 ８．前記第１及び第２の剛性アームは、前記第１軸線に沿って同じ位置である が前記第２軸線に沿って間隔が隔てられた別々の枢着点で、前記キャリッジに枢 着されている、請求項１に記載のシステム。 ９．前記器具は、前記第１及び第２の軸線に対して垂直な第３軸線に沿って移 動自在の液体小出しポンプを含む、請求項１に記載のシステム。 １０．作業を実施する器具を位置決めするための装置において、 フレームと、 平面内で前記フレームに対して移動するように取り付けられた、前記器具を保 持するためのキャリッジシステムと、 第１端部が前記キャリッジシステムに枢着された第１アームと、 第１端部が前記キャリッジシステムに枢着された第２アームと、 前記第１及び第２のアームを所定の角度範囲に亘って移動し、前記キャリッジ システムを前記平面に亘って移動するため、前記第１及び第２のアームの夫々の 第２端部に連結された第１及び第２の駆動装置と、を含むことを特徴とする装置 。 １１．前記キャリッジシステムは、前記フレームに対して第１軸線に沿って移動 するように前記フレームに取り付けられたプレートと、このプレートに対して第 ２軸線に沿って移動するように前記プレートに取り付けられたキャリッジとを含 み、前記第２軸線は前記第１軸線に対して垂直であり、前記第１軸線とともに、 前記キャリッジシステムが移動する平面を構成する、請求項１０に記載の装置。 １２．前記第１及び第２の駆動装置は、一方の側部に各々取り付けられており、 前記第１軸線に沿って作動でき、本装置は、これによって、前記第２軸線に沿っ て取り付けられた駆動機構の使用をなくし、これによって、前記第２軸線に沿っ た前記装置の幅を最少にする、請求項１０に記載の装置。 １３．前記第１及び第２の駆動装置の各々は、モータ及び親ねじを含む、請求項 １０に記載の装置。 １４．前記第１及び第２の駆動装置の各々は、モータ及びベルト駆動装置によっ て構成されている、請求項１０に記載の装置。 １５．前記第１及び第２の駆動装置は、前記アームの前記第２端部を一方の軸線 に沿った平行な経路に沿って移動するように構成されている、請求項１０に記載 の装置。 １６．フレームと、 第１軸線及びこの第１軸線に対して垂直な第２軸線によって構成された平面内 の作業領域に亘って前記フレームに対して移動するように前記フレームに取り付 けられた、タスクを実施するための器具を位置決めするための手段と、 前記キャリッジシステムを所定の角度範囲に亘って前記第１及び第２の軸線に 対して押したり引いたりすることによって前記キャリッジシステムを移動し、前 記キャリッジを前記平面上で移動するための手段とを有し、この移動手段は、前 記第２軸線に沿った前記フレームの幅が前記作業領域の幅に対して最少であるよ うに実質的に前記第１軸線に沿って作動するように取り付けられている、ことを 特徴とする装置。