專(zhuān)利名稱(chēng)：高加速度轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)裝置以及該裝置的使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種揀取、放置裝置及該裝置的使用方法，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種在較高的速度下以較高的精度驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明主要涉及但并不僅限于在電子組裝工業(yè)如揀取和放置設(shè)備中所已知的機(jī)械。在揀取和放置設(shè)備中，安裝在揀取和放置端頭上的一根轉(zhuǎn)軸與模具或其他電子部件相接觸以將其揀取。然后，將轉(zhuǎn)軸組件移動(dòng)至另一個(gè)位置，并將由轉(zhuǎn)軸揀取的模具或部件放置在適當(dāng)?shù)奈恢靡赃M(jìn)行組裝。為使組裝時(shí)間最短，在實(shí)際應(yīng)用中則需要在Z軸或垂直軸線中以較高的速度移動(dòng)轉(zhuǎn)軸組件。
在常用的設(shè)備中，如果將轉(zhuǎn)軸在Z軸方向中移動(dòng)的過(guò)快，則存在轉(zhuǎn)軸以較快的速度與模具或部件相接觸、對(duì)模具或部件造成損壞的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件，該組件可在Z軸中以較高的速度驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，且不對(duì)由轉(zhuǎn)軸揀取或放置的模具或部件造成損壞。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件，該組件可改變施加到轉(zhuǎn)軸上的作用力以控制轉(zhuǎn)軸的加速和減速，從而使轉(zhuǎn)軸速度最大而不損壞任何部件。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件，該組件可確定轉(zhuǎn)軸何時(shí)與將被揀取的模具或部件相接觸，從而將適當(dāng)?shù)男盘?hào)發(fā)送至轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件，所述信號(hào)可控制轉(zhuǎn)軸在Z軸中的運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件，該組件可確定保持模具或部件的轉(zhuǎn)軸何時(shí)與其上將放置模具的表面相接觸，從而將適當(dāng)?shù)男盘?hào)發(fā)送至轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件以控制轉(zhuǎn)軸在Z軸中的運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例而披露了使轉(zhuǎn)軸沿其縱軸線移動(dòng)的一種裝置，該裝置包括一根轉(zhuǎn)軸；使所述轉(zhuǎn)軸沿著所述縱軸線在第一方向中運(yùn)行一段距離的一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件；施加第一作用力的裝置，該第一作用力與一個(gè)第二作用力相結(jié)合并在第一方向中施加到轉(zhuǎn)軸上；一個(gè)止動(dòng)元件，該止動(dòng)元件用于解除第二作用力，這樣，當(dāng)所述轉(zhuǎn)軸處于運(yùn)行范圍的第一部分之內(nèi)時(shí)，第一作用力與第二作用力相結(jié)合施加到轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)所述轉(zhuǎn)軸處于運(yùn)行范圍的第二部分之內(nèi)時(shí)，所述止動(dòng)元件解除第二作用力，則只有第一作用力施加到轉(zhuǎn)軸上。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，一種轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件包括一根轉(zhuǎn)軸；一個(gè)轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)件，轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)件經(jīng)過(guò)一運(yùn)動(dòng)范圍而從第一位置運(yùn)動(dòng)至第二位置；將一個(gè)第一作用力直接或間接施加到轉(zhuǎn)軸上一根的第一彈簧；將一個(gè)第二作用力直接或間接作用到轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件中的轉(zhuǎn)軸上的一根第二彈簧；一個(gè)止動(dòng)元件，該止動(dòng)元件限制第二彈簧的作用力，這樣，當(dāng)驅(qū)動(dòng)部件處于運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的第一部分中時(shí)，第一彈簧和第二彈簧對(duì)轉(zhuǎn)軸施加作用力，當(dāng)驅(qū)動(dòng)部件處于運(yùn)動(dòng)范圍的第二部分中時(shí)，止動(dòng)元件限制第二彈簧的作用以減小或消除由第二彈簧施加到轉(zhuǎn)軸上的作用力，從而降低施加到轉(zhuǎn)軸上的凈作用力；其中，驅(qū)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例而披露了轉(zhuǎn)軸沿著一條縱軸線運(yùn)動(dòng)的方法，該方法包括利用一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件沿著縱軸線在運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行加速；在轉(zhuǎn)軸加速經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)范圍的第一部分的過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)軸直接或間接施加第一作用力和第二作用力，從而消除轉(zhuǎn)軸對(duì)加速產(chǎn)生的任何阻力；在轉(zhuǎn)軸經(jīng)過(guò)上述運(yùn)動(dòng)范圍的第一部分之后將第二作用力解除；在轉(zhuǎn)軸加速經(jīng)過(guò)上述運(yùn)動(dòng)范圍的第二部分的過(guò)程中只對(duì)轉(zhuǎn)軸直接或間接施加第一作用力。


圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件的優(yōu)選實(shí)施例的透視圖；圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的揀取和放置端頭的剖視圖；圖3所示為在第一模式中驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的轉(zhuǎn)軸所用的一種裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例透視圖；圖4所示為圖3中的一部分的詳示圖；圖5所示為在第二模式中驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的轉(zhuǎn)軸所用的一種裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例透視圖；圖6所示為一圖表，圖中顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的轉(zhuǎn)軸的加速度和速度；圖7所示為一圖表，圖中顯示了在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)臂和轉(zhuǎn)軸的速度。
具體實(shí)施例方式
圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的揀取和放置裝置10的透視圖。該揀取和放置裝置10可被用于揀取和放置設(shè)備中，以在組裝操作過(guò)程中揀取電子部件并將它們放置在所需的位置處。
揀取和放置裝置10包括揀取和放置裝置支架的后部分16，及揀取和放置裝置支架的前部分18。在揀取和放置裝置支架的前部分18和后部分16之間布置有一個(gè)轉(zhuǎn)軸支撐件20。
轉(zhuǎn)軸支撐件20包括安裝于其上的多個(gè)揀取和放置端頭12。該裝置中布置有一個(gè)馬達(dá)22，以相對(duì)于揀取和放置裝置支架16、18驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸支撐件20。
在揀取和放置裝置10的前部分處布置有一個(gè)轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件14。圖3-5顯示了轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件14的詳示圖。
圖2-5顯示了一個(gè)揀取和放置端頭12。該揀取和放置端頭12包括其中容納有轉(zhuǎn)軸26的一個(gè)揀取和放置端頭殼體24。在揀取和放置端頭殼體24中包含有一個(gè)下彈簧支撐件28。兩個(gè)軸29相對(duì)于揀取和放置端頭殼體24引導(dǎo)轉(zhuǎn)軸組件端頭34，這樣，轉(zhuǎn)軸組件端頭34就可沿著軸29的縱軸線朝著及遠(yuǎn)離揀取和放置端頭殼體24運(yùn)動(dòng)，圖中只顯示了一根軸29。
在轉(zhuǎn)軸組件端頭34的下端布置有一個(gè)上彈簧支撐件30。彈簧32布置在下彈簧支撐件28和上彈簧支撐件30之間，以迫使轉(zhuǎn)軸組件端頭34遠(yuǎn)離揀取和放置端頭殼體24。
轉(zhuǎn)軸組件端頭34還包括一個(gè)轉(zhuǎn)軸配合凸緣36。該凸緣36凸伸入轉(zhuǎn)軸組件端頭34內(nèi)的一個(gè)孔37中，轉(zhuǎn)軸26即穿過(guò)該轉(zhuǎn)軸組件端頭34滑動(dòng)性地安裝。轉(zhuǎn)軸26中的一個(gè)凹槽38限定了轉(zhuǎn)軸凹槽38的上臺(tái)肩40和下臺(tái)肩42。轉(zhuǎn)軸26布置在揀取和放置端頭殼體24及轉(zhuǎn)軸組件端頭34中，這樣，轉(zhuǎn)軸配合凸緣36就被限制在轉(zhuǎn)軸凹槽38的上下臺(tái)肩40、42之間。
轉(zhuǎn)軸凹槽38使轉(zhuǎn)軸26相對(duì)于轉(zhuǎn)軸組件端頭34進(jìn)行縱向運(yùn)動(dòng)。但是，轉(zhuǎn)軸配合凸緣36限制轉(zhuǎn)軸相對(duì)于轉(zhuǎn)軸組件端頭34的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
兩個(gè)壓縮空氣閥48、49與揀取和放置端頭殼體24相鄰布置，以控制空氣壓力。壓縮空氣閥之一與一個(gè)文氏管相連，從而產(chǎn)生空氣壓力以選擇施加到轉(zhuǎn)軸26內(nèi)的空氣通道50中。真空壓力被用于揀取將由揀取和放置設(shè)備放置的模具或部件。另一個(gè)壓縮空氣閥用來(lái)控制空氣壓力，以通過(guò)空氣通道50將較小的沖擊壓力施加到轉(zhuǎn)軸上，從而將模具從轉(zhuǎn)軸26的端部除去。
雖然圖示的揀取和放置端頭使用了壓縮空氣閥48、49來(lái)控制轉(zhuǎn)軸26中的真空壓力，但本發(fā)明并不僅限于真空轉(zhuǎn)軸。本發(fā)明可適用于其他類(lèi)型的裝置，包括利用其他輔助裝置以揀取模具和部件的轉(zhuǎn)軸。
轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件14通過(guò)一個(gè)凸緣15安裝在揀取和放置端頭支架18的前部。圖3和圖4顯示了轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件14的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)情況。
轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件14包括用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸組件的一個(gè)馬達(dá)60。馬達(dá)60以擺動(dòng)的方式運(yùn)行、優(yōu)選覆蓋約100度的范圍，雖然本發(fā)明也可考慮選擇其他的范圍。這樣，馬達(dá)就以擺動(dòng)的方式使驅(qū)動(dòng)軸62轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)軸62相對(duì)于馬達(dá)60的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線偏心布置。
一個(gè)驅(qū)動(dòng)柄64以轉(zhuǎn)動(dòng)配合的方式安裝在驅(qū)動(dòng)軸62上。這樣，驅(qū)動(dòng)軸62在馬達(dá)60的作用下的轉(zhuǎn)動(dòng)使驅(qū)動(dòng)柄64在一個(gè)基本為垂直的方向中運(yùn)動(dòng)。
馬達(dá)60優(yōu)選通過(guò)螺栓固定在轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件支架70上。凸緣15也是轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件支架70的一個(gè)整體部分，轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件即通過(guò)凸緣15安裝在揀取和放置裝置支架18的前部分上。
驅(qū)動(dòng)臂72通過(guò)一個(gè)樞轉(zhuǎn)安裝件68樞軸地安裝在轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件支架70上。此外，驅(qū)動(dòng)柄64的下端通過(guò)一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝件66與驅(qū)動(dòng)臂72轉(zhuǎn)動(dòng)連接。因此，馬達(dá)60的前后擺動(dòng)使驅(qū)動(dòng)臂72產(chǎn)生上下運(yùn)動(dòng)。
就如在圖1中清楚顯示的那樣，轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件14延伸過(guò)揀取和放置端頭支架的前部分18中的一個(gè)開(kāi)口，從而使驅(qū)動(dòng)臂72與揀取和放置端頭12之一相鄰。驅(qū)動(dòng)臂72的自由端74與轉(zhuǎn)軸組件端頭34的頂部46相接觸。
驅(qū)動(dòng)臂72的自由端74還包括一個(gè)孔，以接收一個(gè)接觸按鈕76。該接觸按鈕76可在所述孔中自由滑動(dòng)。所述孔底部的臺(tái)肩78限制接觸按鈕76向下運(yùn)動(dòng)。
在驅(qū)動(dòng)臂72上通過(guò)安裝螺栓84固定有一個(gè)第一片簧或杠桿80。第一片簧80的自由端對(duì)接觸按鈕76施加力的作用，以將接觸按鈕76壓靠的臺(tái)肩78上。第一片簧80對(duì)接觸按鈕76施加約0.5-2.5牛頓的作用力，優(yōu)選施加約1-2牛頓的作用力，最優(yōu)選施加約1.5牛頓的作用力。但是，本發(fā)明并不僅限于此處所披露的作用力范圍。
在第一片簧80上安裝有一個(gè)應(yīng)變儀90以測(cè)量第一片簧80相對(duì)于驅(qū)動(dòng)臂72產(chǎn)生的任何應(yīng)變，如彎曲或偏斜。
由于第一片簧80較薄且較軟，因此，在第一片簧80的附近固定一個(gè)第二片簧或杠桿82。第二片簧82的一端通過(guò)安裝螺栓88栓接到驅(qū)動(dòng)柄64上的一個(gè)凸緣86上。第二片簧82的另一端放置在第一片簧80的頂上，第二片簧這樣布置使得第二片簧82的自由端對(duì)第一片簧80施加一個(gè)力的作用，從而增大了由第一片簧對(duì)接觸按鈕76施加的作用力。由第二片簧82對(duì)第一片簧80施加的作用力約為1.5-7.5牛頓，優(yōu)選約為3-6牛頓，最優(yōu)選施加約5牛頓的作用力。但是，本發(fā)明并不僅限于此處所披露的作用力范圍。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)臂72處于其運(yùn)動(dòng)循環(huán)的上部分中時(shí)，第二片簧82處于第一片簧80上，這樣就增大了由第一片簧80對(duì)接觸按鈕76施加的壓力。但是，在驅(qū)動(dòng)臂72向下朝著運(yùn)動(dòng)循環(huán)的下部分移動(dòng)時(shí)，第二片簧上的凸緣93與固定在驅(qū)動(dòng)柄64上的止動(dòng)件92相接觸。雖然在圖3和圖4中只顯示了一個(gè)凸緣93，如圖1所示，驅(qū)動(dòng)柄64的下端具有一個(gè)叉件65。凸緣93從插件65的每個(gè)叉頭上延伸出來(lái)。止動(dòng)件92與凸緣93相配合并將第二片簧82提升而脫離第一片簧80，同時(shí)，驅(qū)動(dòng)臂72和第一片簧80繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)。因此，對(duì)于運(yùn)動(dòng)循環(huán)的下部分來(lái)說(shuō)，第二片簧82不與第一片簧80相接觸，這樣就不對(duì)第一片簧80施加任何額外的壓力。
圖6所示為轉(zhuǎn)軸26的加速度102和速度104的示意圖。在所顯示的運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，加速度和速度在運(yùn)動(dòng)循環(huán)的第一部分中迅速增大至約57.1g′s。從約0.006秒開(kāi)始，加速度從約57.1g′s迅速下降至約-40.9g′s。在約0.013秒處，轉(zhuǎn)軸26的速度到達(dá)停止點(diǎn)。
將驅(qū)動(dòng)臂72的速度與圖7中所示的轉(zhuǎn)軸26的速度相比較。如圖7所示，在一個(gè)優(yōu)選運(yùn)動(dòng)循環(huán)的約0.012秒處，轉(zhuǎn)軸26的下頂端與被揀取的部件相接觸。此時(shí)，轉(zhuǎn)軸26的速度減小為零，而驅(qū)動(dòng)臂72繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)較短的一段時(shí)間。驅(qū)動(dòng)臂72的向下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)可通過(guò)轉(zhuǎn)軸26中的凹槽38來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)軸26及其處于其端部的噴嘴的總質(zhì)量約為8.9克，接觸按鈕76的質(zhì)量約為1.09克。第一片簧80對(duì)接觸按鈕76的作用力約為150克，第二片簧82的作用力約為500克。
將轉(zhuǎn)軸26加速至57.1g’s所需的力約等于560.4克，即由加速度57.1g′s與質(zhì)量9.99克相乘所得。因此，由片簧80、82所施加的力足可將轉(zhuǎn)軸加速至57.1g′s。但是，當(dāng)只有第一片簧80起作用時(shí)，轉(zhuǎn)軸26只可被加速至約16g′s，即將160克的力(第一片簧作用力和轉(zhuǎn)軸的重量)除轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量(9.99克)。這樣，如果只有第一片簧80起作用，則第一片簧80將以約16g′s的加速度偏轉(zhuǎn)。
雖然所披露的優(yōu)選實(shí)施例包括兩個(gè)凸緣和兩個(gè)止動(dòng)件，但本發(fā)明并不僅限于這種結(jié)構(gòu)。其他實(shí)施例可利用一個(gè)或多個(gè)止動(dòng)件和凸緣。
為使轉(zhuǎn)軸26降低而與由轉(zhuǎn)軸26揀取的模具或部件相接觸，馬達(dá)60驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)柄64，驅(qū)動(dòng)柄64移動(dòng)驅(qū)動(dòng)臂72，這樣，驅(qū)動(dòng)臂72的自由端74與轉(zhuǎn)軸組件端頭34的頂端46相接觸。在驅(qū)動(dòng)臂72向下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，自由端74向下推動(dòng)轉(zhuǎn)軸組件端頭34。這種動(dòng)作可使轉(zhuǎn)軸26向下運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，第一片簧80和第二片簧82將接觸按鈕76壓靠在轉(zhuǎn)軸的頂端44上，從而下壓轉(zhuǎn)軸26與轉(zhuǎn)軸組件端頭34，對(duì)轉(zhuǎn)軸26的下壓克服了轉(zhuǎn)軸26所具有的慣性，且使轉(zhuǎn)軸26以較大的加速度向下運(yùn)動(dòng)。
在驅(qū)動(dòng)臂72的自由端74向下運(yùn)動(dòng)約5毫米之后，第二片簧82的凸緣93與止動(dòng)件92相接觸。然后，止動(dòng)件92向上抬升第二片簧82而使其遠(yuǎn)離第一片簧80，從而消除了第二片簧82對(duì)第一片簧80的壓力。對(duì)于驅(qū)動(dòng)臂72向下行程的其余部分來(lái)說(shuō)，只有第一片簧80將接觸按鈕76壓靠在轉(zhuǎn)軸26的頂端44上。
在優(yōu)選的實(shí)施例中將第一個(gè)5毫米作為行程的第一部分。所述行程的其余向下部分作為該行程的第二部分。
當(dāng)轉(zhuǎn)軸26的下端與被揀取的模具或部件相接觸時(shí)，則停止轉(zhuǎn)軸26的進(jìn)一步向下運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)臂72的自由端74繼續(xù)向下推動(dòng)轉(zhuǎn)軸組件端頭34。但是，由于轉(zhuǎn)軸26不再向下運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸26就提升接觸按鈕76而使其脫離安裝凸緣78。接觸按鈕76相對(duì)于驅(qū)動(dòng)臂72的向上運(yùn)動(dòng)使第一片簧80產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，該第一片簧80此時(shí)不再受到第二片簧的限制。第一片簧80產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)由應(yīng)力儀90檢測(cè)并立即向?qū)︱?qū)動(dòng)馬達(dá)60進(jìn)行控制的控制處理器發(fā)出一個(gè)信號(hào)，同時(shí)也向轉(zhuǎn)軸組件的其他部分發(fā)出信號(hào)。
來(lái)自應(yīng)力儀90的信號(hào)被用于控制驅(qū)動(dòng)臂72的向下運(yùn)動(dòng)以控制在揀取部件過(guò)程中的轉(zhuǎn)軸和部件之間的接觸作用力大小及在放置部件過(guò)程中的轉(zhuǎn)軸和基片之間的接觸作用力大小。
在另一個(gè)實(shí)施例中，第一片簧80被設(shè)計(jì)得使其只與凸出的接觸按鈕76的一部分相接觸。而第二片簧82被設(shè)計(jì)得與接觸按鈕76的一個(gè)不同部分相接觸。實(shí)現(xiàn)這種設(shè)計(jì)的一種方式就是使接觸按鈕76的周?chē)哂型咕壡以诘谝黄?0中具有開(kāi)口。接觸按鈕76的不同部分凸伸過(guò)第一片簧80中的開(kāi)口且直接與第二片簧82相接觸。接觸按鈕76的凸緣與第一片簧80中的開(kāi)口的一個(gè)臺(tái)肩相對(duì)準(zhǔn)。在這種方式中，第一和第二片簧80、82與接觸按鈕76直接接觸，如上所述，在運(yùn)動(dòng)循環(huán)的第二部分中，可利用上述止動(dòng)件92和凸緣93或利用其他一些適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)將第二片簧82提升而使其脫離接觸按鈕76。
本發(fā)明的系統(tǒng)可通過(guò)至少兩種模式來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，即低作用力模式和高作用力模式。在低作用力模式下，只有第一片簧80的作用力通過(guò)接觸按鈕76施加在轉(zhuǎn)軸26上。換句話說(shuō)，第二片簧82被抬升而脫離第一片簧80，從而不對(duì)轉(zhuǎn)軸26施加力的作用。這樣，所述作用力就限于由第一片簧80產(chǎn)生的作用力且較輕。
在高作用力模式下，驅(qū)動(dòng)臂72的自由端74與轉(zhuǎn)軸組件端頭34相配合且與通過(guò)驅(qū)動(dòng)柄64施加的馬達(dá)60的作用力一起迫使轉(zhuǎn)軸組件端頭34向下運(yùn)動(dòng)。在高作用力模式下，轉(zhuǎn)軸組件端頭34中的凸緣36與轉(zhuǎn)軸凹槽38的下臺(tái)肩42相配合且通過(guò)馬達(dá)60的作用力使轉(zhuǎn)軸26向下運(yùn)動(dòng)。在一些情形下可利用高作用力模式，例如，在需要將部件上的銷(xiāo)子插入一個(gè)插座的情況下就可利用高作用力模式。
因此，本發(fā)明的轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件可快速移動(dòng)轉(zhuǎn)軸26，而使其與將被揀取的模具或部件相配合，且使與模具或部件相接觸的作用力對(duì)模具或部件造成破壞的危險(xiǎn)性最小。
本發(fā)明的系統(tǒng)可首先在演習(xí)期間運(yùn)行，其中控制系統(tǒng)在轉(zhuǎn)軸與部件或基片接觸之前明確行程的長(zhǎng)度。這樣，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速可被適當(dāng)控制，以使整個(gè)行程的速度最大且使每個(gè)隨后的生產(chǎn)循環(huán)所需的時(shí)間最短。
在一個(gè)典型的運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，所述行程的長(zhǎng)度即轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)約為0.500英寸。對(duì)于初始約為0.200英寸的行程，轉(zhuǎn)軸處于加速模式中，而對(duì)于接著的約為0.100英寸的行程，轉(zhuǎn)軸不再加速，但處于最大的運(yùn)行速度中。對(duì)于最后的0.200英寸的行程，馬達(dá)開(kāi)始降低轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)速度。上述的距離只是解釋性的，但本發(fā)明并不僅限于這些例子。
在另一個(gè)實(shí)施例中可省略接觸按鈕，這樣，一根第一彈簧對(duì)轉(zhuǎn)軸直接施加作用力。該實(shí)施例包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件以經(jīng)過(guò)一個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍而從第一位置運(yùn)動(dòng)至一個(gè)第二位置；第一彈簧以第一作用力壓在轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件中的一根轉(zhuǎn)軸上；一根第二彈簧直接或間接對(duì)轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件中的轉(zhuǎn)軸施加一個(gè)第二作用力；在該實(shí)施例中布置有一個(gè)止動(dòng)元件來(lái)限制第二彈簧的作用力；第二彈簧這樣布置，即在驅(qū)動(dòng)部件處于運(yùn)動(dòng)范圍的第一部分中時(shí)，第二彈簧對(duì)轉(zhuǎn)軸施加第二作用力，從而增大了施加到轉(zhuǎn)軸上的凈作用力，當(dāng)驅(qū)動(dòng)部件處于運(yùn)動(dòng)范圍的一個(gè)第二部分中時(shí)，止動(dòng)元件限制第二彈簧的作用而降低或減小由第二彈簧對(duì)轉(zhuǎn)軸施加的作用力，從而降低了施加到轉(zhuǎn)軸上的凈作用力，其中驅(qū)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸。
在上面所披露的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)軸在一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)臂72的作用下運(yùn)動(dòng)。但是，本發(fā)明的內(nèi)容同樣適用于其他實(shí)施例。例如，在另一個(gè)實(shí)施例中，可利用一個(gè)同軸驅(qū)動(dòng)部件而非上述的樞軸驅(qū)動(dòng)部件72來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸。同軸驅(qū)動(dòng)部件可利用螺旋彈簧或其他彈性部件的系統(tǒng)來(lái)發(fā)揮由上述實(shí)施例中的片簧所起到的作用。
例如，在利用同軸驅(qū)動(dòng)部件的實(shí)施例中，一根第一彈簧可作用在驅(qū)動(dòng)部件的一個(gè)接觸部件上，該接觸部件作用在轉(zhuǎn)軸上。該第一彈簧可以是一根螺旋彈簧或其他種類(lèi)的彈簧。然后，利用一根第二彈簧對(duì)接觸部件或第一彈簧直接或間接施加一個(gè)第二作用力?？衫靡粋€(gè)止動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)限制第二彈簧的作用。
雖然所披露的本發(fā)明應(yīng)用在具有一根水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的揀取和放置端頭上，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到本發(fā)明也可應(yīng)用到其他裝置上。例如，本發(fā)明可被應(yīng)用到具有日本式靜止轉(zhuǎn)塔晶片射擊裝置的揀取和放置設(shè)備上。在這種裝置中，揀取和放置端頭具有一根垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)Z軸線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與揀取和放置端頭的后部分相鄰安裝以驅(qū)動(dòng)與部件輸送器相鄰的轉(zhuǎn)軸組件。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第二Z軸線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與揀取和放置端頭的前部分相鄰安裝以驅(qū)動(dòng)與一個(gè)圓形板件相鄰的轉(zhuǎn)軸組件，所述部件將被放置在該圓形板件上。在這種布置中，一個(gè)Z軸線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模具或部件的揀取，而第二Z軸線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模具或部件的放置。在這樣一個(gè)系統(tǒng)中，除非揀取和放置端頭是固定靜止的，否則該端頭圍繞垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。部件輸送器和板件處理器可被移動(dòng)以保證輸送器與Z軸線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)正確對(duì)準(zhǔn)而進(jìn)行揀取，且保證PCB位置的正確對(duì)準(zhǔn)以在第二Z軸線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下進(jìn)行放置。
雖然在本申請(qǐng)中只是特別地顯示且描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，且參考上述主旨且在附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)可對(duì)本發(fā)明作出多種變更和變化。
權(quán)利要求
1.一種使轉(zhuǎn)軸沿著其縱軸線運(yùn)動(dòng)的裝置，該裝置包括一根轉(zhuǎn)軸；使所述轉(zhuǎn)軸沿著所述縱軸線在第一方向中運(yùn)行一段距離所用的一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件；施加第一作用力的裝置，該第一作用力與一個(gè)第二作用力相結(jié)合而在第一方向中施加到轉(zhuǎn)軸上；一個(gè)止動(dòng)元件，該止動(dòng)元件用于解除第二作用力，這樣當(dāng)所述轉(zhuǎn)軸處于運(yùn)行范圍的第一部分之內(nèi)時(shí)，所述第一作用力與第二作用力相結(jié)合施加到轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)所述轉(zhuǎn)軸處于運(yùn)行范圍的第二部分之內(nèi)時(shí)，所述止動(dòng)元件解除第二作用力，則只有第一作用力施加到轉(zhuǎn)軸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中驅(qū)動(dòng)部件以超過(guò)20g的加速度移動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中轉(zhuǎn)軸只在第一作用力的偏轉(zhuǎn)作用下保持靜止。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中第一作用力的偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個(gè)機(jī)械可讀信號(hào)，該信號(hào)表明轉(zhuǎn)軸是靜止的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，該裝置還包括一個(gè)應(yīng)力儀，在第一作用力被偏轉(zhuǎn)時(shí)，該應(yīng)力儀產(chǎn)生一個(gè)機(jī)械可讀信號(hào)。
6.一種轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件包括一根轉(zhuǎn)軸；一個(gè)轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)件，轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)件經(jīng)過(guò)一運(yùn)動(dòng)范圍而從一個(gè)第一位置運(yùn)動(dòng)至一個(gè)第二位置；對(duì)轉(zhuǎn)軸直接或間接施加第一作用力的一根第一彈簧；對(duì)轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)組件中的轉(zhuǎn)軸直接或間接施加一個(gè)第二作用力的一根第二彈簧；一個(gè)止動(dòng)元件，該止動(dòng)元件解除第二彈簧的作用力，這樣當(dāng)驅(qū)動(dòng)部件處于運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的第一部分中時(shí)，第一彈簧和第二彈簧對(duì)轉(zhuǎn)軸施加作用力，當(dāng)驅(qū)動(dòng)部件處于運(yùn)動(dòng)范圍的第二部分中時(shí)，止動(dòng)元件解除由第二彈簧對(duì)轉(zhuǎn)軸施加的作用力；其中，驅(qū)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中在運(yùn)動(dòng)范圍的第一部分中，轉(zhuǎn)軸以超過(guò)20g的加速度加速。
8.一種沿著一條縱軸線移動(dòng)轉(zhuǎn)軸的方法，該方法包括在運(yùn)動(dòng)范圍的第一部分中使轉(zhuǎn)軸沿著所述縱軸線加速運(yùn)動(dòng)；在運(yùn)動(dòng)范圍的第二部分中使轉(zhuǎn)軸沿著所述縱軸線減速運(yùn)動(dòng)；在轉(zhuǎn)軸加速的過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)軸直接或間接施加第一作用力和第二作用力以消除轉(zhuǎn)軸對(duì)加速產(chǎn)生的任何阻力；解除所述第二作用力；在轉(zhuǎn)軸減速過(guò)程中只對(duì)轉(zhuǎn)軸直接或間接施加第一作用力。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中在上述運(yùn)動(dòng)范圍的的第一部分中轉(zhuǎn)軸以超過(guò)20g的加速度運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
一種使轉(zhuǎn)軸沿著其縱軸線運(yùn)動(dòng)的裝置，該裝置包括一根轉(zhuǎn)軸；使所述轉(zhuǎn)軸沿著所述縱軸線在第一方向中運(yùn)行一段距離所用的一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件；施加第一作用力的一根彈簧，該第一作用力與一個(gè)第二作用力相結(jié)合而在第一方向中施加到轉(zhuǎn)軸上；一個(gè)止動(dòng)元件，該止動(dòng)元件用于解除第二作用力，這樣當(dāng)所述轉(zhuǎn)軸處于運(yùn)行范圍的第一部分之內(nèi)時(shí)，所述第一作用力與第二作用力相結(jié)合施加到轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)所述轉(zhuǎn)軸處于運(yùn)行范圍的第二部分之內(nèi)時(shí)，所述止動(dòng)元件解除第二作用力，則只有第一作用力施加到轉(zhuǎn)軸上。
文檔編號(hào)H02K7/06GK1505468SQ200310118398
公開(kāi)日2004年6月16日 申請(qǐng)日期2003年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月17日
發(fā)明者K·A·吉斯克斯, S·W·亞尼西維茨, D·J·希巴德, D·M·維斯, J·E·達(dá)內(nèi)克, J·W·特里普, K A 吉斯克斯, 亞尼西維茨, 希巴德, 特里普, 維斯, 達(dá)內(nèi)克 申請(qǐng)人:特拉華資本構(gòu)造公司