特開2023-10684自動ロード・アンロード装置及びトレイ付きのチップ素材自動ロードシステム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023010684
(43)【公開日】2023-01-20
(54)【発明の名称】自動ロード・アンロード装置及びトレイ付きのチップ素材自動ロードシステム
(51)【国際特許分類】
B65G 1/00 20060101AFI20230113BHJP
H01L 21/677 20060101ALI20230113BHJP
【ＦＩ】
B65G1/00 547B
H01L21/68 A
【審査請求】有
【請求項の数】27
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022110299
(22)【出願日】2022-07-08
(31)【優先権主張番号】202110776849.8
(32)【優先日】2021-07-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202121556888.9
(32)【優先日】2021-07-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】502286074
【氏名又は名称】台達電子工業股▲ふん▼有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110000671
【氏名又は名称】八田国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】王程
(72)【発明者】
【氏名】李軼
(72)【発明者】
【氏名】盧超
(72)【発明者】
【氏名】魏棋
(72)【発明者】
【氏名】張千
【テーマコード（参考）】
3F022
5F131
【Ｆターム（参考）】
3F022AA08
3F022EE05
3F022JJ20
3F022KK02
3F022MM03
3F022MM11
3F022NN05
3F022NN12
3F022PP06
3F022QQ11
5F131AA04
5F131CA42
5F131DB03
5F131DB05
5F131DB32
5F131DB37
5F131DB62
5F131DB72
5F131DB76
5F131DB88
5F131DC04
5F131DD03
5F131DD22
5F131DD33
5F131DD49
5F131DD92
5F131GA05
5F131GA23
5F131GB02
5F131GB13
5F131GB22
5F131KA12
5F131KA40
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ＳＭＴ生産ラインの自動化を実現するシステムを提供する。
【解決手段】可動枠組み１０、ピックアンドプレース装置２０及びバッファ装置３０を備え、可動枠組みは、内部にＸ軸方向左右に配置された第１領域１１及び第２領域１２を有し、ピックアンドプレース装置は、第１領域に設けられ且つ昇降機構、移載機構、回転機構及び搬送機構２４を備え、昇降機構は、移載機構に接続され、搬送機構は、搬送方向に往復移動して素材をつかみ上げ又は下ろすことができ、回転機構は、搬送機構が移載機構に対して回転でき、昇降機構は、移載機構がＺ軸方向に昇降でき、移載機構は、回転機構がＸ軸方向に往復移動可能に構成され、バッファ装置は、第２領域に設けられ且つバッファボックス３１及びバッファボックス位置決め台３２を備え、バッファボックスは、バッファボックス位置決め台の上部に取り出し又は載置可能に設けられる自動ロード・アンロード装置。
【選択図】図１Ｃ
【解決手段】可動枠組み１０、ピックアンドプレース装置２０及びバッファ装置３０を備え、可動枠組みは、内部にＸ軸方向左右に配置された第１領域１１及び第２領域１２を有し、ピックアンドプレース装置は、第１領域に設けられ且つ昇降機構、移載機構、回転機構及び搬送機構２４を備え、昇降機構は、移載機構に接続され、搬送機構は、搬送方向に往復移動して素材をつかみ上げ又は下ろすことができ、回転機構は、搬送機構が移載機構に対して回転でき、昇降機構は、移載機構がＺ軸方向に昇降でき、移載機構は、回転機構がＸ軸方向に往復移動可能に構成され、バッファ装置は、第２領域に設けられ且つバッファボックス３１及びバッファボックス位置決め台３２を備え、バッファボックスは、バッファボックス位置決め台の上部に取り出し又は載置可能に設けられる自動ロード・アンロード装置。
【選択図】図１Ｃ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可動枠組み、ピックアンドプレース装置及びバッファ装置を備える自動ロード・アンロード装置であって、
前記可動枠組みは、内部にＸ軸方向に沿って左右に配置された第１領域及び第２領域を有し、
前記ピックアンドプレース装置は、前記第１領域に設けられ、かつ昇降機構、移載機構、回転機構及び搬送機構を備え、
前記昇降機構は、前記移載機構に接続され、前記搬送機構、前記回転機構および前記移載機構は、Ｚ軸方向に沿って上から下へ順に積み重ねて接続され、
前記搬送機構は、搬送方向において往復移動して素材をつかみ上げ又は下ろすことができるように構成され、前記回転機構は、前記搬送機構が前記移載機構に対して回転方向において回転できるように構成され、
前記昇降機構は、前記移載機構が前記Ｚ軸方向において昇降できるように構成され、前記移載機構は、前記回転機構がＸ方向において往復移動できるように構成され、
前記バッファ装置は、前記第２領域に設けられ、かつバッファボックス及びバッファボックス位置決め台を備え、前記バッファボックスは、前記バッファボックス位置決め台の上部に取り出し又は載置可能に設けられることを特徴とする、自動ロード・アンロード装置。
前記可動枠組みは、内部にＸ軸方向に沿って左右に配置された第１領域及び第２領域を有し、
前記ピックアンドプレース装置は、前記第１領域に設けられ、かつ昇降機構、移載機構、回転機構及び搬送機構を備え、
前記昇降機構は、前記移載機構に接続され、前記搬送機構、前記回転機構および前記移載機構は、Ｚ軸方向に沿って上から下へ順に積み重ねて接続され、
前記搬送機構は、搬送方向において往復移動して素材をつかみ上げ又は下ろすことができるように構成され、前記回転機構は、前記搬送機構が前記移載機構に対して回転方向において回転できるように構成され、
前記昇降機構は、前記移載機構が前記Ｚ軸方向において昇降できるように構成され、前記移載機構は、前記回転機構がＸ方向において往復移動できるように構成され、
前記バッファ装置は、前記第２領域に設けられ、かつバッファボックス及びバッファボックス位置決め台を備え、前記バッファボックスは、前記バッファボックス位置決め台の上部に取り出し又は載置可能に設けられることを特徴とする、自動ロード・アンロード装置。
【請求項2】
光学自己校正システム、再起動自己復旧システム、ピックアンドプレース力制御システム及び直交位置決めシステムのうち１つ又は複数のシステムを更に備え、
前記光学自己校正システムは、前記自動ロード・アンロード装置とロード装置の相対位置情報に基づき、前記自動ロード・アンロード装置の位置を補正し、
前記再起動自己復旧システムは、停電から再起動した後、停電前の履歴データに基づき前記ピックアンドプレース装置が停電前の位置に自動的に復帰するように構成され、
前記ピックアンドプレース力制御システムは、前記素材が所定の位置に置かれているかの第１位置情報及び／又は前記素材のつかみ上げ又は下ろし過程の抵抗情報を検出し、かつ前記第１位置情報及び／又は前記抵抗情報に基づき前記搬送機構の動作を制御し、
前記直交位置決めシステムは、前記搬送機構における前記素材の前記バッファ装置の１つの断面に対する直交位置を確定する、請求項１に記載の自動ロード・アンロード装置。
前記光学自己校正システムは、前記自動ロード・アンロード装置とロード装置の相対位置情報に基づき、前記自動ロード・アンロード装置の位置を補正し、
前記再起動自己復旧システムは、停電から再起動した後、停電前の履歴データに基づき前記ピックアンドプレース装置が停電前の位置に自動的に復帰するように構成され、
前記ピックアンドプレース力制御システムは、前記素材が所定の位置に置かれているかの第１位置情報及び／又は前記素材のつかみ上げ又は下ろし過程の抵抗情報を検出し、かつ前記第１位置情報及び／又は前記抵抗情報に基づき前記搬送機構の動作を制御し、
前記直交位置決めシステムは、前記搬送機構における前記素材の前記バッファ装置の１つの断面に対する直交位置を確定する、請求項１に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項3】
前記光学自己校正システムは、
前記ロード装置に設けられる第１光学標識点、
前記回転機構の前記ロード装置に対向する側面の中央部に設けられ、かつ前記第１光学標識点の第２位置情報を収集可能に配置されるカメラ、および
前記第２位置情報に基づき、前記搬送機構、前記回転機構及び／又は前記移載機構の動作を制御する第１制御コマンドを生成する第１制御システムを備える、請求項２に記載の自動ロード・アンロード装置。
前記ロード装置に設けられる第１光学標識点、
前記回転機構の前記ロード装置に対向する側面の中央部に設けられ、かつ前記第１光学標識点の第２位置情報を収集可能に配置されるカメラ、および
前記第２位置情報に基づき、前記搬送機構、前記回転機構及び／又は前記移載機構の動作を制御する第１制御コマンドを生成する第１制御システムを備える、請求項２に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項4】
前記光学標識点は、１つ又は複数の赤外線ＬＥＤ光源を含み、前記カメラは、赤外線カメラである、請求項３に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項5】
前記第１光学標識点は、複数の前記赤外線ＬＥＤ光源を含み、
前記光学自己校正システムは、前記回転機構に接続され且つ前記Ｘ軸方向における前記回転機構の傾斜度を調整可能な傾斜度調整機構を更に備える、請求項４に記載の自動ロード・アンロード装置。
前記光学自己校正システムは、前記回転機構に接続され且つ前記Ｘ軸方向における前記回転機構の傾斜度を調整可能な傾斜度調整機構を更に備える、請求項４に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項6】
前記停電前の履歴データは、産業用コンピュータのデータベースに記憶され、前記産業用コンピュータは、停電前の履歴データに基づき前記ピックアンドプレース装置が停電前の位置に自動的に復帰するようにする、請求項２に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項7】
前記産業用コンピュータは、さらに、前記自動ロード・アンロード装置の運行データ及び／又は外部との対話データを記憶する、請求項６に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項8】
前記ピックアンドプレース力制御システムは、
前記搬送機構の前端に設けられ、前記素材が所定の位置に置かれているかの前記第１位置情報を取得可能であり及び／又は前記素材のつかみ上げ又は下ろし過程の抵抗情報を取得可能な第１力覚センサ、および
前記第１位置情報及び／又は前記抵抗情報に基づき、前記搬送機構の往復移動を制御する第２制御コマンドを生成する第２制御システムを備える、請求項２に記載の自動ロード・アンロード装置。
前記搬送機構の前端に設けられ、前記素材が所定の位置に置かれているかの前記第１位置情報を取得可能であり及び／又は前記素材のつかみ上げ又は下ろし過程の抵抗情報を取得可能な第１力覚センサ、および
前記第１位置情報及び／又は前記抵抗情報に基づき、前記搬送機構の往復移動を制御する第２制御コマンドを生成する第２制御システムを備える、請求項２に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項9】
前記直交位置決めシステムは、
前記回転機構の中心点であり且つ初期正面方向を有する原点を中心回転点とし、前記原点から前記バッファ装置の前記断面までの直交位置の左右両側にある複数の検知点を検知して距離を測定することにより、対応する複数の検知結果を取得する検知測距機構、および
前記複数の検知結果を分析することにより、前記直交位置の左右両側の領域において同じ検知結果を示す検知点を取得して基準点とし、前記基準点に基づき前記初期正面方向と前記直交位置の偏向角を分析する分析手段を備え、
前記回転機構は、さらに、前記偏向角を回転させて前記搬送機構に載置された前記素材の正面方向と前記断面が直交するようにする、請求項２に記載の自動ロード・アンロード装置。
前記回転機構の中心点であり且つ初期正面方向を有する原点を中心回転点とし、前記原点から前記バッファ装置の前記断面までの直交位置の左右両側にある複数の検知点を検知して距離を測定することにより、対応する複数の検知結果を取得する検知測距機構、および
前記複数の検知結果を分析することにより、前記直交位置の左右両側の領域において同じ検知結果を示す検知点を取得して基準点とし、前記基準点に基づき前記初期正面方向と前記直交位置の偏向角を分析する分析手段を備え、
前記回転機構は、さらに、前記偏向角を回転させて前記搬送機構に載置された前記素材の正面方向と前記断面が直交するようにする、請求項２に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項10】
前記可動枠組みは、枠構造、前記枠構造に取り付けられる殻体、および前記枠構造に取り付けられるキャスターを備える、請求項１に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項11】
前記キャスターは、調整可能なキャスターであり、かつ前記Ｚ方向において高さを調整可能に構成される、請求項１０に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項12】
前記可動枠組みは、さらに、
電気的に制御され且つ前記第１領域に対応して設けられる第１キャビネットドア、及び／又は電気的に制御され且つ前記第２領域に対応して設けられる第２キャビネットドア、および
前記第１キャビネットドア及び／又は前記第２キャビネットドアと電気的に接続され、かつ前記第１キャビネットドア及び／又は前記第２キャビネットドアの自動開閉を制御する電気制御機構を備える、請求項１０に記載の自動ロード・アンロード装置。
電気的に制御され且つ前記第１領域に対応して設けられる第１キャビネットドア、及び／又は電気的に制御され且つ前記第２領域に対応して設けられる第２キャビネットドア、および
前記第１キャビネットドア及び／又は前記第２キャビネットドアと電気的に接続され、かつ前記第１キャビネットドア及び／又は前記第２キャビネットドアの自動開閉を制御する電気制御機構を備える、請求項１０に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項13】
前記可動枠組みは、１つの側面に形成され且つ前記搬送機構の出入りに用いられる第１開口を更に備える、請求項１０に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項14】
前記昇降機構は、さらに、
前記Ｚ軸方向に沿って配置され且つその上に第１摺動子が設けられる第１線形レール、
前記第１線形レールに平行して設けられる第１ボールねじ、
前記第１ボールねじ及び前記第１摺動子に同時に接続され、前記移載機構を引き受ける昇降引き受け板、および
前記第１ボールねじに連動可能に接続され、前記第１ボールねじを駆動して前記昇降引き受け板が上下に摺動するようにする第１モータを備える、請求項１に記載の自動ロード・アンロード装置。
前記Ｚ軸方向に沿って配置され且つその上に第１摺動子が設けられる第１線形レール、
前記第１線形レールに平行して設けられる第１ボールねじ、
前記第１ボールねじ及び前記第１摺動子に同時に接続され、前記移載機構を引き受ける昇降引き受け板、および
前記第１ボールねじに連動可能に接続され、前記第１ボールねじを駆動して前記昇降引き受け板が上下に摺動するようにする第１モータを備える、請求項１に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項15】
前記第１線形レールの数が２つであり、各第１線形レールは、レール基板を利用して前記可動枠組みの１つの側面に取り付けられ、及び／又は、
前記第１ボールねじは、２つの第１線形レールの間に設けられ且つ固定基板を利用して固着される、請求項１４に記載の自動ロード・アンロード装置。
前記第１ボールねじは、２つの第１線形レールの間に設けられ且つ固定基板を利用して固着される、請求項１４に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項16】
前記移載機構は、
１つの側面がそれぞれ前記昇降引き受け板に接続される２つの固定側板、
前記Ｘ軸方向に沿って配置され、かつその上に第２摺動子が設置される第２線形レール、
前記第２線形レールに平行して設置される第２ボールねじ、
前記固定側板に固定接続され、かつ前記固定側板、前記第２線形レールと前記第２ボールねじが互いに平行して外から内へ順に設置されている並進基板、および
前記第２ボールねじに連動可能に接続され、前記第２ボールねじを駆動して前記Ｘ軸方向に沿って移動するようにする第２モータを備える、請求項１４に記載の自動ロード・アンロード装置。
１つの側面がそれぞれ前記昇降引き受け板に接続される２つの固定側板、
前記Ｘ軸方向に沿って配置され、かつその上に第２摺動子が設置される第２線形レール、
前記第２線形レールに平行して設置される第２ボールねじ、
前記固定側板に固定接続され、かつ前記固定側板、前記第２線形レールと前記第２ボールねじが互いに平行して外から内へ順に設置されている並進基板、および
前記第２ボールねじに連動可能に接続され、前記第２ボールねじを駆動して前記Ｘ軸方向に沿って移動するようにする第２モータを備える、請求項１４に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項17】
前記移載機構は、２つの前記第２線形レールを備え、
前記２つの固定側板は、前記並進基板の最外層の両側に位置し、２つの前記第２線形レールは、２つの前記固定側板の間に設けられ、前記第２ボールねじは、２つの前記第２線形レールの間に設けられる、請求項１６に記載の自動ロード・アンロード装置。
前記２つの固定側板は、前記並進基板の最外層の両側に位置し、２つの前記第２線形レールは、２つの前記固定側板の間に設けられ、前記第２ボールねじは、２つの前記第２線形レールの間に設けられる、請求項１６に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項18】
前記回転機構は、
前記第２ボールねじ及び前記第２摺動子に接続される回転基板、
前記回転基板の正面に設けられる第１同期ホイール、
前記回転基板の正面の中央部に設けられる第２同期ホイール、
前記第１同期ホイールと前記第２同期ホイールを連結する第１同期ベルト、
前記第２同期ホイールのフランジ側面に接続される回転引き受け板、および
前記回転基板の裏面に設けられ、かつ前記第１同期ホイールに連動可能に接続される第３モータを備え、
前記第３モータは、前記第１同期ホイールを駆動して回転するようにし、かつ前記第１同期ベルトを利用して前記第２同期ホイールを駆動して同期回転するようにし、前記第２同期ホイールは、さらに前記回転引き受け板を駆動して第１作業位置と第２作業位置の間において回転するようにする、請求項１６に記載の自動ロード・アンロード装置。
前記第２ボールねじ及び前記第２摺動子に接続される回転基板、
前記回転基板の正面に設けられる第１同期ホイール、
前記回転基板の正面の中央部に設けられる第２同期ホイール、
前記第１同期ホイールと前記第２同期ホイールを連結する第１同期ベルト、
前記第２同期ホイールのフランジ側面に接続される回転引き受け板、および
前記回転基板の裏面に設けられ、かつ前記第１同期ホイールに連動可能に接続される第３モータを備え、
前記第３モータは、前記第１同期ホイールを駆動して回転するようにし、かつ前記第１同期ベルトを利用して前記第２同期ホイールを駆動して同期回転するようにし、前記第２同期ホイールは、さらに前記回転引き受け板を駆動して第１作業位置と第２作業位置の間において回転するようにする、請求項１６に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項19】
前記回転機構は、複数の第１支柱を更に備え、
前記複数の第１支柱は、前記回転引き受け板の正面辺縁に均一に設けられ、前記搬送機構を支持接続する、請求項１８に記載の自動ロード・アンロード装置。
前記複数の第１支柱は、前記回転引き受け板の正面辺縁に均一に設けられ、前記搬送機構を支持接続する、請求項１８に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項20】
前記搬送機構は、動力アセンブリ、連桿搬送アセンブリ及びつかみ上げジグアセンブリを備え、
前記動力アセンブリは、前記連桿搬送アセンブリに接続され、かつ前記連桿搬送アセンブリを駆動して前記搬送方向に沿って往復移動するようにし、前記つかみ上げジグアセンブリは、前記連桿搬送アセンブリの前端に設けられ、前記素材をつかみ上げ又は下ろすために用いられる、請求項１に記載の自動ロード・アンロード装置。
前記動力アセンブリは、前記連桿搬送アセンブリに接続され、かつ前記連桿搬送アセンブリを駆動して前記搬送方向に沿って往復移動するようにし、前記つかみ上げジグアセンブリは、前記連桿搬送アセンブリの前端に設けられ、前記素材をつかみ上げ又は下ろすために用いられる、請求項１に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項21】
前記搬送機構は、搬送作業台に設けられ、
前記搬送作業台は、対置する正面及び裏面を有し、前記動力アセンブリは、前記搬送作業台の前記裏面側に設けられ、前記連桿搬送アセンブリは、前記搬送作業台の前記正面側に設けられる、請求項２０に記載の自動ロード・アンロード装置。
前記搬送作業台は、対置する正面及び裏面を有し、前記動力アセンブリは、前記搬送作業台の前記裏面側に設けられ、前記連桿搬送アセンブリは、前記搬送作業台の前記正面側に設けられる、請求項２０に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項22】
前記バッファボックス位置決め台は、前記第２領域に固定されるバッファボックス引き受け台、
導入方向に沿って前記バッファボックス引き受け台の正面中部に設けられ、前記バッファボックスの底部にある案内溝と協力して、前記バッファボックスを導入して前記バッファボックス引き受け台に置かれるように案内する案内ブロック、
前記案内ブロックの末端に設けられ且つ前記バッファボックス引き受け台の側辺に接続され、前記バッファボックスの収納位置を決めるために用いられる仕切り板、
前記バッファボックスの底部にある位置決め孔に嵌挿される位置決め押桿を有する位置決めシリンダ、および
前記位置決めシリンダに接続される移載押桿を有する移載シリンダを備え、
前記移載シリンダは、前記位置決めシリンダを駆動してその位置決め押桿が前記位置決め孔に挿入するようにし、前記位置決めシリンダは、前記バッファボックスを駆動して収納位置までに摺動するようにする、請求項１に記載の自動ロード・アンロード装置。
導入方向に沿って前記バッファボックス引き受け台の正面中部に設けられ、前記バッファボックスの底部にある案内溝と協力して、前記バッファボックスを導入して前記バッファボックス引き受け台に置かれるように案内する案内ブロック、
前記案内ブロックの末端に設けられ且つ前記バッファボックス引き受け台の側辺に接続され、前記バッファボックスの収納位置を決めるために用いられる仕切り板、
前記バッファボックスの底部にある位置決め孔に嵌挿される位置決め押桿を有する位置決めシリンダ、および
前記位置決めシリンダに接続される移載押桿を有する移載シリンダを備え、
前記移載シリンダは、前記位置決めシリンダを駆動してその位置決め押桿が前記位置決め孔に挿入するようにし、前記位置決めシリンダは、前記バッファボックスを駆動して収納位置までに摺動するようにする、請求項１に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項23】
前記バッファボックス位置決め台は、さらに、前記バッファボックス引き受け台と前記可動枠組みの底部を固定接続する４つの位置決め柱を備える、請求項２２に記載の自動ロード・アンロード装置。
【請求項24】
請求項１～２３の何れか１項に記載の自動ロード・アンロード装置によって遂行される自動ロード・アンロード方法であって、
前記自動ロード・アンロード装置を移動させてロード装置と対向するようにし、かつ前記自動ロード・アンロード装置の１つ又は複数の状態を調整して待機状態になるようにし、
前記自動ロード・アンロード装置のピックアンドプレース装置を用い、前記バッファボックスの収納格子からチップが載置されたトレイを取り出して前記ロード装置に入れることにより、前記チップの自動ロードを遂行し、又は
前記ロード装置から空き状態のトレイを取り出して前記バッファボックスの収納格子に入れることにより、前記トレイの自動アンロードを遂行することを含むことを特徴とする、自動ロード・アンロード方法。
前記自動ロード・アンロード装置を移動させてロード装置と対向するようにし、かつ前記自動ロード・アンロード装置の１つ又は複数の状態を調整して待機状態になるようにし、
前記自動ロード・アンロード装置のピックアンドプレース装置を用い、前記バッファボックスの収納格子からチップが載置されたトレイを取り出して前記ロード装置に入れることにより、前記チップの自動ロードを遂行し、又は
前記ロード装置から空き状態のトレイを取り出して前記バッファボックスの収納格子に入れることにより、前記トレイの自動アンロードを遂行することを含むことを特徴とする、自動ロード・アンロード方法。
【請求項25】
前記自動ロード・アンロード装置の１つ又は複数の状態を調整するに当たって、前記自動ロード・アンロード装置とロード装置の相対位置情報に基づき、前記自動ロード・アンロード装置の位置を補正する、請求項２４に記載の自動ロード・アンロード方法。
【請求項26】
停電から前記自動ロード・アンロード装置を再起動した後、停電前の履歴データに基づき、前記ピックアンドプレース装置を停電前の位置に自動的に復帰させることを更に含む、請求項２４に記載の自動ロード・アンロード方法。
【請求項27】
請求項１～２３の何れか１項に記載の自動ロード・アンロード装置、およびロード装置を備え、
前記自動ロード・アンロード装置のピックアンドプレース装置を用い、チップが載置されたトレイを前記バッファボックスの収納格子から取り出して前記ロード装置に入れることで、前記チップの自動ロードを遂行し、又は
前記ロード装置から空き状態のトレイを取り出して前記バッファボックスの収納格子に入れることにより、前記トレイの自動アンロードを遂行することを特徴とする、トレイ付きのチップ素材自動ロードシステム。
前記自動ロード・アンロード装置のピックアンドプレース装置を用い、チップが載置されたトレイを前記バッファボックスの収納格子から取り出して前記ロード装置に入れることで、前記チップの自動ロードを遂行し、又は
前記ロード装置から空き状態のトレイを取り出して前記バッファボックスの収納格子に入れることにより、前記トレイの自動アンロードを遂行することを特徴とする、トレイ付きのチップ素材自動ロードシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、知能化製造の分野に関し、特に自動ロード・アンロード装置及びトレイ付きのチップ素材自動ロードシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
現在、インテリジェント製造およびインテリジェントロジスティクスの分野では自動化レベルが高くなるにつれ、工場実態が少人化の方向へますます推移しつつある。
【0003】
表面実装技術（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳＭＴ）を利用する自動生産ラインのチップロードは、ロード装置のキャビネットドアを手動で開け、チップが載置されていない空き状態のトレイ（「トレイ盤」とも称する）を取り出し、代わりにチップが満載されたトレイを入れた後、ロード装置のキャビネットドアを閉めてロード装置のロード完了ボタンを押すことでチップロードを遂行する。
【0004】
チップの無損傷、精確な位置決め及びドッキング、精密チップ移動時の衝突防止処理、マシンと製造実行システム（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ＭＥＳ）のデータ対話などを確保するため、従来のチップのロード・アンロードは手作業によって遂行されるが、このような手作業には入れ替わりが激しく、作業手順が煩雑であり、人員コストが高いなどの問題点を抱えている。
【0005】
そこで、如何にＳＭＴ生産ラインの１００％の自動化を実現することで素材搬送の仕上げ工程を実現し、工場のために斬新なＳＭＴ知能化生産ラインを構築することは、業界が差し迫って解決策を求める急務になっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記問題を解決し、ＳＭＴ生産ラインの自動化を実現するため、本発明は、自動ロード・アンロード装置及びトレイ付きのチップ素材自動ロードシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成すべく、本発明は、自動ロード・アンロード装置を提供し、該自動ロード・アンロード装置は、可動枠組み、ピックアンドプレース装置及びバッファ装置を備え、
前記可動枠組みは、内部にＸ軸方向に沿って左右に配置された第１領域及び第２領域を有し、
前記ピックアンドプレース装置は、前記第１領域に設けられ、かつ昇降機構、移載機構、回転機構及び搬送機構を備え、
前記昇降機構は、前記移載機構に接続され、前記搬送機構、前記回転機構および前記移載機構は、Ｚ軸方向に沿って上から下へ順に積み重ねて接続され、
前記搬送機構は、搬送方向において往復移動して素材をつかみ上げ又は下ろすことができるように構成され、前記回転機構は、前記搬送機構が前記移載機構に対して回転方向において回転できるように構成され、
前記昇降機構は、前記移載機構が前記Ｚ軸方向において昇降できるように構成され、前記移載機構は、前記回転機構がＸ方向において往復移動できるように構成され、
前記バッファ装置は、前記第２領域に設けられ且つバッファボックス及びバッファボックス位置決め台を備え、前記バッファボックスは、前記バッファボックス位置決め台の上部に取り出し又は載置可能に設けられる。
前記可動枠組みは、内部にＸ軸方向に沿って左右に配置された第１領域及び第２領域を有し、
前記ピックアンドプレース装置は、前記第１領域に設けられ、かつ昇降機構、移載機構、回転機構及び搬送機構を備え、
前記昇降機構は、前記移載機構に接続され、前記搬送機構、前記回転機構および前記移載機構は、Ｚ軸方向に沿って上から下へ順に積み重ねて接続され、
前記搬送機構は、搬送方向において往復移動して素材をつかみ上げ又は下ろすことができるように構成され、前記回転機構は、前記搬送機構が前記移載機構に対して回転方向において回転できるように構成され、
前記昇降機構は、前記移載機構が前記Ｚ軸方向において昇降できるように構成され、前記移載機構は、前記回転機構がＸ方向において往復移動できるように構成され、
前記バッファ装置は、前記第２領域に設けられ且つバッファボックス及びバッファボックス位置決め台を備え、前記バッファボックスは、前記バッファボックス位置決め台の上部に取り出し又は載置可能に設けられる。
【0008】
前記自動ロード・アンロード装置は、さらに光学自己校正システム、再起動自己復旧システム、ピックアンドプレース力制御システム及び直交位置決めシステムのうち１つ又は複数のシステムを備え、
前記光学自己校正システムは、前記自動ロード・アンロード装置とロード装置の相対位置情報に基づき、前記自動ロード・アンロード装置の位置を補正し、
前記再起動自己復旧システムは、停電から再起動した後、停電前の履歴データに基づき前記ピックアンドプレース装置が停電前の位置に自動的に復帰するように構成され、
前記ピックアンドプレース力制御システムは、前記素材が所定の位置に置かれているかの第１位置情報及び／又は前記素材のつかみ上げ又は下ろし過程の抵抗情報を検出し、かつ前記第１位置情報及び／又は前記抵抗情報に基づき前記搬送機構の動作を制御し、
前記直交位置決めシステムは、前記搬送機構における前記素材の前記バッファ装置の１つの断面に対する直交位置を確定する。
前記光学自己校正システムは、前記自動ロード・アンロード装置とロード装置の相対位置情報に基づき、前記自動ロード・アンロード装置の位置を補正し、
前記再起動自己復旧システムは、停電から再起動した後、停電前の履歴データに基づき前記ピックアンドプレース装置が停電前の位置に自動的に復帰するように構成され、
前記ピックアンドプレース力制御システムは、前記素材が所定の位置に置かれているかの第１位置情報及び／又は前記素材のつかみ上げ又は下ろし過程の抵抗情報を検出し、かつ前記第１位置情報及び／又は前記抵抗情報に基づき前記搬送機構の動作を制御し、
前記直交位置決めシステムは、前記搬送機構における前記素材の前記バッファ装置の１つの断面に対する直交位置を確定する。
【0009】
前記光学自己校正システムは、前記ロード装置に設けられる第１光学標識点、前記回転機構の前記ロード装置に対向する側面の中央部に設けられ、かつ前記第１光学標識点の第２位置情報を収集可能に配置されるカメラ、および前記第２位置情報に基づき、前記搬送機構、前記回転機構及び／又は前記移載機構の動作を制御する第１制御コマンドを生成する第１制御システムを備える。
【0010】
前記光学標識点は、１つ又は複数の赤外線ＬＥＤ光源を含み、前記カメラは、赤外線カメラである。
【0011】
前記第１光学標識点は、複数の前記赤外線ＬＥＤ光源を含み、前記光学自己校正システムは、前記回転機構に接続され且つ前記回転機構の前記Ｘ軸方向における傾斜度を調整可能な傾斜度調整機構を更に備える。
【0012】
前記停電前の履歴データは、産業用コンピュータのデータベースに記憶され、前記産業用コンピュータは、停電前の履歴データに基づき前記ピックアンドプレース装置が停電前の位置に自動的に復帰するようにする。
【0013】
前記産業用コンピュータは、さらに、前記自動ロード・アンロード装置の運行データ及び／又は外部との対話データを記憶する。
【0014】
前記ピックアンドプレース力制御システムは、
前記搬送機構の前端に設けられ、前記素材が所定の位置に置かれているかの前記第１位置情報を取得可能であり及び／又は前記素材のつかみ上げ又は下ろし過程の抵抗情報を取得可能な第１力覚センサ、および
前記第１位置情報及び／又は前記抵抗情報に基づき、前記搬送機構の往復移動を制御する第２制御コマンドを生成する第２制御システムを備える。
前記搬送機構の前端に設けられ、前記素材が所定の位置に置かれているかの前記第１位置情報を取得可能であり及び／又は前記素材のつかみ上げ又は下ろし過程の抵抗情報を取得可能な第１力覚センサ、および
前記第１位置情報及び／又は前記抵抗情報に基づき、前記搬送機構の往復移動を制御する第２制御コマンドを生成する第２制御システムを備える。
【0015】
前記直交位置決めシステムは、
前記回転機構の中心点であり且つ初期正面方向を有する原点を中心回転点とし、前記原点から前記バッファ装置の前記断面までの直交位置の左右両側にある複数の検知点を検知して距離を測定することにより、対応する複数の検知結果を取得する検知測距機構、および
前記複数の検知結果を分析することにより、前記直交位置の左右両側の領域において同じ検知結果を示す検知点を取得して基準点とし、かつ前記基準点に基づき前記初期正面方向と前記直交位置の偏向角を分析する分析手段を備え、
そのうち前記回転機構は、さらに、前記偏向角を回転させて前記搬送機構に載置された前記素材の正面方向と前記断面が直交するようにする。
前記回転機構の中心点であり且つ初期正面方向を有する原点を中心回転点とし、前記原点から前記バッファ装置の前記断面までの直交位置の左右両側にある複数の検知点を検知して距離を測定することにより、対応する複数の検知結果を取得する検知測距機構、および
前記複数の検知結果を分析することにより、前記直交位置の左右両側の領域において同じ検知結果を示す検知点を取得して基準点とし、かつ前記基準点に基づき前記初期正面方向と前記直交位置の偏向角を分析する分析手段を備え、
そのうち前記回転機構は、さらに、前記偏向角を回転させて前記搬送機構に載置された前記素材の正面方向と前記断面が直交するようにする。
【0016】
前記可動枠組みは、枠構造、前記枠構造に取り付けられる殻体、および前記枠構造に取り付けられるキャスターを備える。
【0017】
前記キャスターは、調整可能なキャスターであり、かつ前記Ｚ方向において高さを調整可能に構成される。
【0018】
前記可動枠組みは、さらに、
電気的に制御され且つ前記第１領域に対応して設けられる第１キャビネットドア及び／又は電気的に制御され且つ前記第２領域に対応して設けられる第２キャビネットドア、および
前記第１キャビネットドア及び／又は前記第２キャビネットドアと電気的に接続され、かつ前記第１キャビネットドア及び／又は前記第２キャビネットドアの自動開閉を制御する電気制御機構を備える。
電気的に制御され且つ前記第１領域に対応して設けられる第１キャビネットドア及び／又は電気的に制御され且つ前記第２領域に対応して設けられる第２キャビネットドア、および
前記第１キャビネットドア及び／又は前記第２キャビネットドアと電気的に接続され、かつ前記第１キャビネットドア及び／又は前記第２キャビネットドアの自動開閉を制御する電気制御機構を備える。
【0019】
前記可動枠組みは、１つの側面に形成され且つ前記搬送機構の出入りに用いられる第１開口を更に備える。
【0020】
前記昇降機構は、さらに、前記Ｚ軸方向に沿って配置され且つその上に第１摺動子が設けられる第１線形レール、前記第１線形レールに平行して設けられる第１ボールねじ、前記第１ボールねじ及び前記第１摺動子に同時に接続され、前記移載機構を引き受ける昇降引き受け板、および前記第１ボールねじに連動可能に接続され、前記第１ボールねじを駆動して前記昇降引き受け板が上下に摺動するようにする第１モータを備える。
【0021】
前記第１線形レールの数が２つであり、各第１線形レールは、レール基板を利用して前記可動枠組みの１つの側面に取り付けられ、及び／又は前記第１ボールねじは、２つの第１線形レールの間に設けられ且つ固定基板を利用して固着される。
【0022】
前記移載機構は、１つの側面がそれぞれ前記昇降引き受け板に接続される２つの固定側板、前記Ｘ軸方向に沿って配置され且つその上に第２摺動子が設置される第２線形レール、前記第２線形レールに平行して設置される第２ボールねじ、前記固定側板に固定接続され、かつ前記固定側板、前記第２線形レールと前記第２ボールねじが互いに平行して外から内へ順に設置されている並進基板、および前記第２ボールねじに連動可能に接続され、前記第２ボールねじを駆動して前記Ｘ軸方向に沿って移動するようにする第２モータを備える。
【0023】
前記移載機構は、２つの前記第２線形レールを備え、
前記２つの固定側板は、前記並進基板の最外層の両側に位置し、２つの前記第２線形レールは、２つの前記固定側板の間に設けられ、前記第２ボールねじは、２つの前記第２線形レールの間に設けられる。
前記２つの固定側板は、前記並進基板の最外層の両側に位置し、２つの前記第２線形レールは、２つの前記固定側板の間に設けられ、前記第２ボールねじは、２つの前記第２線形レールの間に設けられる。
【0024】
前記回転機構は、前記第２ボールねじ及び前記第２摺動子に接続される回転基板、前記回転基板の正面に設けられる第１同期ホイール、前記回転基板の正面の中央部に設けられる第２同期ホイール、前記第１同期ホイールと前記第２同期ホイールを連結する第１同期ベルト、前記第２同期ホイールのフランジ側面に接続される回転引き受け板、および前記回転基板の裏面に設けられ、かつ前記第１同期ホイールに連動可能に接続される第３モータを備え、
前記第３モータは、前記第１同期ホイールを駆動して回転するようにし、かつ前記第１同期ベルトを利用して前記第２同期ホイールを駆動して同期回転するようにし、前記第２同期ホイールは、さらに前記回転引き受け板を駆動して第１作業位置と第２作業位置の間において回転するようにする。
前記第３モータは、前記第１同期ホイールを駆動して回転するようにし、かつ前記第１同期ベルトを利用して前記第２同期ホイールを駆動して同期回転するようにし、前記第２同期ホイールは、さらに前記回転引き受け板を駆動して第１作業位置と第２作業位置の間において回転するようにする。
【0025】
前記回転機構は、複数の第１支柱を更に備え、前記複数の第１支柱は、前記回転引き受け板の正面辺縁に均一に設けられ、前記搬送機構を支持接続する。
【0026】
前記搬送機構は、動力アセンブリ、連桿搬送アセンブリ及びつかみ上げジグアセンブリを備え、
前記動力アセンブリは、前記連桿搬送アセンブリに接続され、かつ前記連桿搬送アセンブリを駆動して前記搬送方向に沿って往復移動するようにし、前記つかみ上げジグアセンブリは、前記連桿搬送アセンブリの前端に設けられ、前記素材をつかみ上げ又は下ろすために用いられる。
前記動力アセンブリは、前記連桿搬送アセンブリに接続され、かつ前記連桿搬送アセンブリを駆動して前記搬送方向に沿って往復移動するようにし、前記つかみ上げジグアセンブリは、前記連桿搬送アセンブリの前端に設けられ、前記素材をつかみ上げ又は下ろすために用いられる。
【0027】
前記搬送機構は、搬送作業台に設けられ、
前記搬送作業台は、対置する正面及び裏面を有し、前記動力アセンブリは、前記搬送作業台の前記裏面側に設けられ、前記連桿搬送アセンブリは、前記搬送作業台の前記正面側に設けられる。
前記搬送作業台は、対置する正面及び裏面を有し、前記動力アセンブリは、前記搬送作業台の前記裏面側に設けられ、前記連桿搬送アセンブリは、前記搬送作業台の前記正面側に設けられる。
【0028】
前記バッファボックス位置決め台は、
前記第２領域に固定されるバッファボックス引き受け台、
導入方向に沿って前記バッファボックス引き受け台の正面中部に設けられ、前記バッファボックスの底部にある案内溝と協力して、前記バッファボックスを導入して前記バッファボックス引き受け台に置かれるように案内する案内ブロック、
前記案内ブロックの末端に設けられ且つ前記バッファボックス引き受け台の側辺に接続され、前記バッファボックスの収納位置を決めるために用いられる仕切り板、
前記バッファボックスの底部にある位置決め孔に嵌挿される位置決め押桿を有する位置決めシリンダ、および
前記位置決めシリンダに接続される移載押桿を有する移載シリンダを備え、
前記移載シリンダは、前記位置決めシリンダを駆動してその位置決め押桿が前記位置決め孔に挿入するようにし、前記位置決めシリンダは、前記バッファボックスを駆動して収納位置までに摺動するようにする。
前記第２領域に固定されるバッファボックス引き受け台、
導入方向に沿って前記バッファボックス引き受け台の正面中部に設けられ、前記バッファボックスの底部にある案内溝と協力して、前記バッファボックスを導入して前記バッファボックス引き受け台に置かれるように案内する案内ブロック、
前記案内ブロックの末端に設けられ且つ前記バッファボックス引き受け台の側辺に接続され、前記バッファボックスの収納位置を決めるために用いられる仕切り板、
前記バッファボックスの底部にある位置決め孔に嵌挿される位置決め押桿を有する位置決めシリンダ、および
前記位置決めシリンダに接続される移載押桿を有する移載シリンダを備え、
前記移載シリンダは、前記位置決めシリンダを駆動してその位置決め押桿が前記位置決め孔に挿入するようにし、前記位置決めシリンダは、前記バッファボックスを駆動して収納位置までに摺動するようにする。
【0029】
前記バッファボックス位置決め台は、さらに、前記バッファボックス引き受け台と前記可動枠組みの底部を固定接続する４つの位置決め柱を備える。
【0030】
上記目的を達成すべく、本発明は、さらに自動ロード・アンロード方法を提供し、該自動ロード・アンロード方法は、
上記何れかの１項に記載の自動ロード・アンロード装置によって遂行され、
前記自動ロード・アンロード装置を移動させてロード装置と対向するようにし、かつ前記自動ロード・アンロード装置の１つ又は複数の状態を調整して待機状態になるようにし、
前記自動ロード・アンロード装置のピックアンドプレース装置を用い、前記バッファボックスの収納格子からチップが載置されたトレイを取り出して前記ロード装置に入れることにより、前記チップの自動ロードを遂行し、又は
前記ロード装置から空き状態のトレイを取り出して前記バッファボックスの収納格子に入れることにより、前記トレイの自動アンロードを遂行することを含む。
上記何れかの１項に記載の自動ロード・アンロード装置によって遂行され、
前記自動ロード・アンロード装置を移動させてロード装置と対向するようにし、かつ前記自動ロード・アンロード装置の１つ又は複数の状態を調整して待機状態になるようにし、
前記自動ロード・アンロード装置のピックアンドプレース装置を用い、前記バッファボックスの収納格子からチップが載置されたトレイを取り出して前記ロード装置に入れることにより、前記チップの自動ロードを遂行し、又は
前記ロード装置から空き状態のトレイを取り出して前記バッファボックスの収納格子に入れることにより、前記トレイの自動アンロードを遂行することを含む。
【0031】
前記自動ロード・アンロード装置の１つ又は複数の状態を調整するに当たって、前記自動ロード・アンロード装置とロード装置の相対位置情報に基づき、前記自動ロード・アンロード装置の位置を補正する。
【0032】
本発明のもう１つの実施形態において、前記自動ロード・アンロード方法は、停電から前記自動ロード・アンロード装置を再起動した後、停電前の履歴データに基づき、前記ピックアンドプレース装置を停電前の位置に自動的に復帰させることを更に含む。
【0033】
上記目的を達成すべく、本発明は、さらにトレイ付きのチップ素材自動ロードシステムを提供し、該トレイ付きのチップ素材自動ロードシステムは、
上記何れかの１項に記載の自動ロード・アンロード装置、およびロード装置を備え、
前記自動ロード・アンロード装置のピックアンドプレース装置を用い、チップが載置されたトレイを前記バッファボックスの収納格子から取り出して前記ロード装置に入れることで、前記チップの自動ロードを遂行し、又は
前記ロード装置から空き状態のトレイを取り出して前記バッファボックスの収納格子に入れることにより、前記トレイの自動アンロードを遂行できるように構成される。
上記何れかの１項に記載の自動ロード・アンロード装置、およびロード装置を備え、
前記自動ロード・アンロード装置のピックアンドプレース装置を用い、チップが載置されたトレイを前記バッファボックスの収納格子から取り出して前記ロード装置に入れることで、前記チップの自動ロードを遂行し、又は
前記ロード装置から空き状態のトレイを取り出して前記バッファボックスの収納格子に入れることにより、前記トレイの自動アンロードを遂行できるように構成される。
【発明の効果】
【0034】
本発明によれば、斬新な技術思想に基づくトレイ付きのチップ素材自動ロード・アンロード装置を用いて素材輸送の仕上げ工程を完了し、工場のために斬新なＳＭＴ知能化生産ラインを構築することでＳＭＴ生産ラインの１００％の自動化を実現することができる。なお、本発明の他の側面や優勢は、以下の説明によっても明らかになり、当業者が以下の説明を参照することで実施できる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1A】トレイ付きのチップ素材自動ロードシステムの構造を示す概略図である。
【図1B】自動ロード・アンロード装置の構造を示す概略図である。
【図1C】キャビネットドアを省いた自動ロード・アンロード装置の構造を示す概略図である。
【図2】自動ロード・アンロード装置のピックアンドプレース装置の構造を示す概略図である。
【図4】光学自己校正システムの傾斜度調整機構の構造を示す概略図である。
【図5】トレイの構造を示す概略図である。
【図6】自動ロード・アンロード方法の流れを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0036】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。当業者であれば、本発明の趣旨および範囲から逸脱しない範囲で以下の実施形態に対して種々の変更や変更を加えることができ、これらの変更や変形も本発明の範囲内であることを理解できる。また、以下の図例と説明は、本発明を例示したに過ぎず、本発明を制限するものではない。なお、図において同じ又は類似した構造については同じ符号を付与し、重複となる説明を省略する。
【0037】
本明細書において要素や構成部分などを説明及び／又は図示する際、「１つ」、「一」、「該」、「前記」及び「少なくとも１つ」などを使うことがあるが、これらの用語は１つ又は複数の要素や構成部分などが存在することを意味する。また、「包含」、「含む」及び「備える」などは、開放的意味で使われる用語であり、例示した要素、構成部分に加えて他の要素や構成部分も存在しうることを意味する。以下の実施形態では「上」又は「下」などを使うことがあるが、これらの相対的意味で使われる用語は、図に示す１つの構成要素と他の構成要素との相対的関係を説明するものである。言うまでもないが、かかる装置を図示の状態から反転した場合、「上」側にある構成要素が「下」側にある構成要素になる。特許請求の範囲に記載の「第１」、「第２」などの用語は、標識用途に限られ、その標識対象に対する数字限定と解釈すべきではない。
【0038】
図１Ａ～図１Ｃに示すように、本発明に係るトレイ付きのチップ素材自動ロードシステム１０００は、自動ロード・アンロード装置１００（図１Ｂ、図１Ｃを参照）およびロード装置２００を備えることができる。本発明の一の好適な実施形態において、自動ロード・アンロード装置１００は、例えば、可動枠組み１０、ピックアンドプレース装置２０およびバッファ装置３０を備える。他の実施形態において、自動ロード・アンロード装置１００は、例えば、光学自己校正システム４０、再起動自己復旧システム５０、ピックアンドプレース力制御システム６０、および直交位置決めシステム７０のうち１つ又は複数のシステムを更に備えることができる。実施形態において、自動ロード・アンロード装置１００のピックアンドプレース装置２０を用い、バッファ装置３０のバッファボックス３１の収納格子３１１（図３Ｆを参照）からチップが載置されているトレイ３００（図５を参照）を取り出してロード装置２００に入れることによりチップの自動ロードを遂行する。または、自動ロード・アンロード装置１００のピックアンドプレース装置２０を用い、ロード装置２００から空き状態のトレイ３００を取り出してバッファ装置３０のバッファボックス３１の収納格子３１１に入れることによりトレイ３００の自動下ろしを完了する。図５に示すように、トレイ３００は、長さＬ、幅Ｗおよび高さＨを有し、その一端に更に締付け部３０１を備える。
【0039】
図１Ｂ～図１Ｃに示すように、本発明の自動ロード・アンロード装置１００において、可動枠組み１０の内部に、Ｘ軸方向に沿って左右に配置される第１領域１１及び第２領域１２を有する。本発明の一の実施形態において、可動枠組み１０は、例えば、枠構造１３、枠構造１３に取り付けられる殻体１４、および枠構造１３に取り付けられるキャスター１５を備える。好ましくは、枠構造１３は、形鋼構造であり、キャスター１５は、調整可能なキャスターであり且つＺ軸方向において高さを調整可能に構成される。本発明の一の実施形態において、可動枠組み１０は、さらに電気的に制御される第１キャビネットドア１６及び／又は電気的に制御される第２キャビネットドア１７、および電気制御機構（図示せず）を備えることができる。そのうち、第１キャビネットドア１６としては、例えば、第１領域１１に対応して設置され、第２キャビネットドア１７としては、例えば、第２領域１２に対応して設置される。電気制御機構は、第１キャビネットドア１６及び／又は第２キャビネットドア１７に接続され、第１キャビネットドア１６及び／又は第２キャビネットドア１７の自動開閉を電気的に制御することができる。本発明において、可動枠組み１０は、更に第１開口１８を備え、第１開口１８としては、例えば可動枠組み１０の１つの側面（例えば、図１Ｃに示す自動ロード・アンロード装置１００の裏面）に形成され、ピックアンドプレース装置２０の搬送機構２４が出入りするために用いられる。
【0040】
図１Ｃに示すように、本発明の自動ロード・アンロード装置１００において、ピックアンドプレース装置２０は、第１領域１１に設けられる。また、図２を参照すれば、ピックアンドプレース装置２０としては、例えば昇降機構２１、移載機構２２、回転機構２３及び搬送機構２４を備えてもよく、そのうち昇降機構２１は、移載機構２２に接続されてもよい。搬送機構２４、回転機構２３及び移載機構２２は、Ｚ軸方向に沿って上から下へ順に積み重ねて接続される。また、搬送機構２４は、搬送方向Ｔにおいて往復移動することにより、例えばトレイ３００（図５を参照）に載せられた素材をつかみ上げ又は下ろすことができる。回転機構２３は、搬送機構２４が移載機構２２に対して回転方向Ｒにおいて回転できるように形成され、昇降機構２１は、移載機構２２がＺ軸方向において上下移動できるように形成され、移載機構２２は、回転機構２３がＸ方向において往復移動できるように形成される。
【0041】
図２に示すように、このときの搬送機構２４としては、例えば第１位置Ｄ１に位置し、その搬送方向Ｔが図示のＸ軸方向と同じ方向となる。該状態下において、搬送機構２４が搬送方向Ｔ（すなわち、Ｘ軸方向）に沿って往復移動することにより、バッファボックス３１から素材をつかみ上げ又は下ろすことができる。一方、搬送機構２４が回転機構２３の回転につれ、移載機構２２に対して回転方向Ｒにおいて第１位置Ｄ１から第２位置Ｄ２にまで回転すると、すなわち搬送機構２４が反時計回りに９０度回転すると、搬送機構２４の搬送方向Ｔもそれに追従して変化し、すなわち図面において点線で示される搬送方向Ｔ'（図に示すＹ軸方向と同じ方向）となる。該状態下において、搬送機構２４が搬送方向Ｔ'（すなわち、Ｙ軸方向）に沿って往復移動することにより、ロード装置２００（図１Ａを参照）から素材をつかみ上げ又は下ろすことができる。
【0042】
図１に加えて図３Ｆも参照すると、本発明の自動ロード・アンロード装置１００において、バッファ装置３０は、第２領域１２に設けられ、かつバッファボックス３１及びバッファボックス位置決め台３２を備えることができる。そのうち、バッファボックス３１は、複数の収納格子３１１を備え（図３Ｆを参照）、バッファボックス位置決め台３２の上部から取り出し又は載置可能に設けられ、例えば、図３Ｆに示すＹ軸方向に沿って取り出し又は載置可能に設けられる。
【0043】
図２に加えて図３Ａを参照すると、本発明の一の好適な実施形態において、昇降機構２１は、例えば第１線形レール２１１、第１ボールねじ２１２、昇降引き受け板２１３及び第１モータ２１４を備えることができる。そのうち、第１線形レール２１１は、Ｚ軸方向に沿って設けられ且つその上に第１摺動子２１１１が更に設けられ、第１ボールねじ２１２は、第１線形レール２１１に平行して設けられ、昇降引き受け板２１３は、第１ボールねじ２１２及び第１摺動子２１１１に同時に接続され、移載機構２２を引き受けるために用いられ、第１モータ２１４は、第１ボールねじ２１２に連動可能に接続され、第１ボールねじ２１２を駆動して昇降引き受け板２１３がＺ軸方向に沿って上下に摺動するようにする。
【0044】
好ましくは、第１線形レール２１１の数が２つであり、各第１線形レール２１１は、レール基板２１６を利用して可動枠組み１０の１つの側面に取り付けられ、例えば、可動枠組み１０の枠構造１３と組み合せて図１Ｃの左側面に取り付けられる。第１ボールねじ２１２は、２つの第１線形レール２１１の間に位置し、固定基板２１５を利用して固着することができる。
【0045】
図２に加えて図３Ｂを参照すると、本発明の一の好適な実施形態において、移載機構２２としては、例えば２つの固定側板２２１、第２線形レール２２２、第２ボールねじ２２３、並進基板２２４及び第２モータ２２５を備えることができる。そのうち、各固定側板２２１の１つの側面は、昇降受け板２１３に接続され、第２線形レール２２２は、Ｘ軸方向に沿って設けられ且つその上に更に第２摺動子２２２１が設けられ、第２ボールねじ２２３は、第２線形レール２２２に平行に設けられ、並進基板２２４は、固定側板２２１に固定接続される。また、固定側板２２１、第２線形レール２２２及び第２ボールねじ２２３は、互いに平行に外から内へと順に並進基板２２４に設けられる。第２モータ２２５は、第２ボールねじ２２３に連動可能に接続され、第２ボールねじ２２３を駆動してＸ軸方向に沿って移動できるようにする。
【0046】
好ましくは、第２線形レール２２２としては、例えば、２つの第２線形レール２２２を備え、２つの固定側板２２１が並進基板２２４の最外層の両側に位置し、２つの第２線形レール２２２が２つの固定側板２２１の間に位置し、第２ボールねじ２２３は、２つの第２線形レール２２２の間に位置して形成される。
【0047】
図２に加えて図３Ｃを参照すると、本発明の一の好適な実施形態において、回転機構２３としては、例えば回転基板２３１、第１同期ホイール２３２、第２同期ホイール２３３、第１同期ベルト２３４、回転引き受け板２３５及び第３モータ２３６を備えることができる。そのうち回転基板２３１は、第２ボールねじ２２３及び第２摺動子２２２１に接続され、第１同期ホイール２３２は、回転基板２３１の正面に設けられ、第２同期ホイール２３３は、回転基板２３１の正面中部に設けられ、第１同期ベルト２３４は、第１同期ホイール２３２と第２同期ホイール２３３を接続するために用いられる。また、回転引き受け板２３５は、第２同期ホイール２３３のフランジ側面に接続され、第３モータ２３６は、回転基板２３１の裏面に設けられ且つ第１同期ホイール２３２に連動可能に接続される。第３モータ２３６は、第１同期ホイール２３２を駆動して回転させ、かつ第１同期ベルト２３４を利用して第２同期ホイール２３３が同期的に回転するようにし、第２同期ホイール２３３は、さらに回転引き受け板２３５を駆動して第１作業位置（例えば、バッファ装置３０から素材をつかみ上げ又は下ろすための作業位置）と第２作業位置（例えば、ロード装置２００から素材をつかみ上げ又は下ろすための作業位置）の間において回転移動するようにする。
【0048】
好ましくは、回転機構２３は、さらに複数の第１支柱２３７を備え、該複数の第１支柱２３７は、回転引き受け板２３５の正面辺縁に均一に設けられ、搬送機構２４を支持して接続するために用いられる。本発明の一の好適な実施形態において、第１支柱２３７の数が４つであるが、第１支柱２３７の数や位置は、状況に応じて適宜選定することができ、本発明はこれらについて特に制限がない。
【0049】
図２に加えて図３Ｄ～図３Ｅを参照すると、本発明の一の好適な実施形態において、搬送機構２４は、例えば、動力アセンブリ２４１、連桿搬送アセンブリ２４２及びつかみ上げジグアセンブリ２４３を備えることができる。そのうち動力アセンブリ２４１は、連桿搬送アセンブリ２４２に接続され、連桿搬送アセンブリ２４２に付勢して搬送方向Ｔに沿って往復移動するようにする。つかみ上げジグアセンブリ２４３は、連桿搬送アセンブリ２４２の前端Ｆに設けられ、素材が載せられたトレイ３００（図５を参照）をつかみ上げ又は下ろすために用いられる。
【0050】
搬送機構２４は、好ましくは、搬送作業台２４４に設けられる。搬送作業台２４４は、対向する正面２４４１（図３Ｄを参照）及び裏面２４４２（図３Ｅを参照）を有し、動力アセンブリ２４１は、搬送作業台２４４の裏面２４４２側に設けられ、連桿搬送アセンブリ２４２は、搬送作業台２４４の正面２４４１側に設けられる。
【0051】
本発明の一の好適な実施形態において、図３Ｅに示すように、動力アセンブリ２４１としては、例えばモータ２４１１、第１同期ホイール２４１２、第２同期ホイール２４１３、同期ベルト２４１４、線形レール２４１５、第３摺動子２４１６及び引き受け板２４１７を備えることができる。そのうち第１同期ホイール２４１２および第２同期ホイール２４１３は、それぞれ搬送方向Ｔに沿って搬送作業台２４４の後端Ｂ及び前端Ｆに設けられ、かつ同期ベルト２４１４を介して接続される。モータ２４１１は、第１同期ホイール２４１２に接続され、かつ搬送作業台２４４の後端Ｂに設けられる。線形レール２４１５は、搬送作業台２４４の裏面２４４２に設けられ、引き受け板２４１７は、同期ベルト２４１４及び線形レール２４１５に設置される第３摺動子２４１６に接続され、かつ連桿搬送アセンブリ２４２に接続されて、連桿搬送アセンブリ２４２を駆動して搬送方向Ｔに沿って往復移動するようにする。
【0052】
図３Ｄに示すように、連桿搬送アセンブリ２４２は、つかみ上げジグアセンブリ２４３に付勢して搬送方向Ｔに沿って往復移動するようにする。そのうちつかみ上げジグアセンブリ２４３としては、例えば、ジグ２４３１、およびジグ２４３１に接続される移動装置２４３２を備えることができる。移動装置２４３２は、ジグ２４３１を移動方向Ｍ（図３Ｄに示すＸ軸方向と同じ方向）に沿って移動させ、前記ジグ２４３１が素材をつかみ上げ又は下ろすことができるようにし、このとき、例えばトレイ３００（図５を参照）の一端にある締付け部３０１と協力して素材をつかみ上げ又は下ろすことができる。そのうち搬送方向Ｔは、移動方向Ｍと直交する。
【0053】
本発明の一の実施形態において、搬送機構２４としては、さらに搬送作業台２４４の正面２４４１に設けられる一対の素材搬送器具２４５を備えてもよく、各素材搬送器具２４５は、搬送方向Ｔに沿って延出し、かつそれぞれ搬送作業台２４４の左右両側に設置されることで取り出された素材を引き受ける。本発明の別の実施形態において、搬送機構２４は、さらに搬送作業台２４４の正面前端Ｆに設けられる支持ローラー２４６を備え、取り出された素材を支持するために用いられる。搬送機構２４は、さらに搬送作業台２４４の前端Ｆに設けられ、素材のつかみ上げ又は下ろし状態を検出する光電センサ２４７を備えることができる。
【0054】
図１Ｃに加えて図３Ｇ～図３Ｆを参照すると、本発明の一の好適な実施形態において、バッファボックス位置決め台３２としては、例えばバッファボックス引き受け台３２１、案内ブロック３２２、仕切り板３２３、位置決めシリンダ３２４、および移載シリンダ３２５を備えることができる。そのうちバッファボックス引き受け台３２１は、第２領域３２１に固定され、案内ブロック３２２は、導入方向Ｇ（図のＹ軸方向と同じ方向）に沿ってバッファボックス引き受け台３２１の正面中部に設けられ、かつバッファボックス３１の底部にある案内溝３１２に協力して、バッファボックス３１を導いてバッファボックス引き受け台３２１に置かれるようにする。仕切り板３２３は、案内ブロック３２２の末端に位置し且つバッファボックス引き受け台３２１の側辺に接続され、バッファボックス３１の収納位置を制限する。位置決めシリンダ３２４は、バッファボックス３１の底部にある位置決め孔（図示せず）に嵌挿する位置決め押桿を備え、移載シリンダ３２５は、位置決めシリンダ３２４に接続される移載押桿を備える。そのうち移載シリンダ３２５は、位置決めシリンダ３２４に付勢してその位置決め押桿がバッファボックス３１の底部にある位置決め孔に挿入できるようにし、位置決めシリンダ３２４は、バッファボックス３１に付勢して収納位置にまで摺動するようにする。
【0055】
好ましくは、バッファボックス位置決め台３２は、さらに４つの位置決め柱３２６を備え、バッファボックス引き受け台３２１と可動枠組み１０（図１Ｃを参照）の底部を固定接続するために用いられる。
【0056】
本実施形態において、光学自己校正システム４０は、自動ロード・アンロード装置１００とロード装置２００の相対位置情報に基づき、自動ロード・アンロード装置１００の位置を補正するように構成される。
【0057】
本発明の一の好適な実施形態において、図１Ａに示すように、光学自己校正システム４０としては、例えば第１光学標識点４１、カメラ４２及び第１制御システム（図示せず）を備えることができる。そのうち第１光学標識点４１は、ロード装置２００に設けられ、かつ１つ又は複数の赤外線ＬＥＤ光源を備えることが好ましく、例えば、図１Ａでは３つの赤外線ＬＥＤ光源を備えることができる。カメラ４２としては、例えば赤外線カメラであり、回転機構２３のロード装置２００に対向する側面の中部に設けられ、第１光学標識点４１の第２位置情報を収集することができる。第１制御システムは、第２位置情報に基づき、搬送機構２４、回転機構２３及び／又は移載機構２２の動作を制御する第１制御コマンドを生成するように構成される。例えば、光学自己校正システム４０は、第１制御システムを利用して第２モータ２２５を制御し、そして第２ボールねじ２２３を駆動することにより、自動ロード・アンロード装置１００とロード装置２００の水平方向における自己校正を遂行することができる。
【0058】
本発明の別の実施形態において、第１光学標識点４１としては、例えば複数の赤外線ＬＥＤ光源を備え、光学自己校正システム４０としては、例えば、回転機構２３に接続され且つ回転機構２３のＸ軸方向における傾斜度を調整することのできる傾斜度調整機構４３を更に備えることができる（図４を参照）。図４に示すように、傾斜度調整機構４３としては、例えば固定ベース４３１、回動機構４３２及び移動機構４３３を備えることができる。そのうち固定ベース４３１としては、例えば移載機構２２の並進基板２２４であってもよく、回転機構２３の回転基板２３１に回転可能に接続される。回動機構４３２は、固定ベース４３１に取り付けられる。移動機構４３３は、回動機構４３２と回転機構２３を接続させ、かつ回動機構４３２が生成した回転動作を第２方向Ｆ２（例えば、図１Ｃに示すＺ軸方向と同じ方向）に沿う平行移動に変換することのでき、そのうち第２方向Ｆ２は、第１方向Ｆ１（例えば、図１Ｃに示すＸ軸方向と同じ方向）と直交し、移動機構４３３は、回転機構２３に付勢して第２方向Ｆ２に沿って移動させることにより、回転機構２３の第１方向Ｆ１における傾斜度を調整することができる。
【0059】
好ましくは、回動機構４３２は、例えば駆動装置４３２１、軸受台４３２２、軸受４３２３、ねじスリーブ４３２４、第１ベルト車４３２５、第２ベルト車４３２６及びベルト４３２７を備えることができる。駆動装置４３２１としては、例えば、駆動軸を有するモータであってもよく。軸受台４３２２は、固定ベース４３１に固着される。軸受４３２３は、軸受台４３２２に取り付けられ、ねじスリーブ４３２４は、軸受４３２３に套設される。第１ベルト車４３２５は、駆動装置４３２１の駆動軸に套設され、第２ベルト車４３２６は、ねじスリーブ４３２４に套設される。ベルト４３２７は、第１ベルト車４３２５と第２ベルト車４３２６を接続させ、駆動装置４３２１は、第１ベルト車４３２５を駆動して回転させ、その回転力がベルト４３２７を介して第２ベルト車４３２６に伝われ、そしてねじスリーブ４３２４に伝われてねじスリーブ４３２４が回転するようにする。
【0060】
好ましくは、移動機構４３３としては、例えば位置制限ブロック４３３１、位置制限軸４３３２及びねじ桿４３３３を備えることができる。そのうち位置制限ブロック４３３１は、回転機構２３の回転基板２３１の底部に固着され、位置制限軸４３３２の第１端は、位置制限ブロック４３３１に枢接される。また、ねじ桿４３３３の第１端は、位置制限軸４３３２の第２端に固定接続され、ねじ桿４３３３の第２端は、ねじスリーブ４３２４にねじ接続される。このように、ねじ桿４３３３がねじスリーブ４３２４の回転に追従して第２方向Ｆ２に沿って平行移動するようになる。
【0061】
駆動装置４３２１は、第１ベルト車４３２５を駆動して回転させ、回転力がベルト４３２７を介して第２ベルト車４３２６に伝われ、ねじスリーブ４３２４と第２ベルト車４３２６が固定されているため、ねじスリーブ４３２４を次第に回転するようになる。ねじスリーブ４３２４の上下移動が制限されて回転動作のみが許容され、加えてねじ接続の特性を考慮すると、ねじ桿４３３３は、回転が制限されて上下移動するしかできないため、ねじスリーブ４３２４が回転すると、ねじ桿４３３３がそれに追従して第２方向Ｆ２に沿って上下に平行移動するようになる。その結果、ねじ桿４３３３が駆動装置４３２１に駆動されて平行移動することにより、回転機構２３の傾斜度を調整することができる。
【0062】
実施形態において、再起動自己復旧システム５０は、停電から再起動した後、停電前の履歴データに基づきピックアンドプレース装置２０が停電前の位置に自動的に復帰するように構成される。好ましくは、停電前の履歴データとしては、例えば産業用コンピュータのデータベースに記憶され、産業用コンピュータは、停電前の履歴データに基づき、ピックアンドプレース装置２０が停電前の位置に自動的に復帰できるようにする。本発明の一部の実施形態において、産業用コンピュータは、さらに自動ロード・アンロード装置１００の運行データ及び／又は外部との対話データを記憶できるように構成される。
【0063】
本発明において、ピックアンドプレース力制御システム６０は、素材が所定の位置に置かれているかの第１位置情報及び／又は素材をつかみ上げ又は下ろすときの抵抗情報を検出し、かつ第１位置情報及び／又は抵抗情報に基づき搬送機構２４の動作を制御できるように構成される。
【0064】
本発明の一部の実施形態において、図１Ｂ、図２に加えて図３Ｄを参照すると、ピックアンドプレース力制御システム６０としては、例えば力覚センサ６１、および第２制御システム（図示せず）を備えることができる。そのうち力覚センサ６１は、搬送機構２４の前端Ｆに設けられ、また、つかみ上げジグアセンブリ２４３に設けられる第１力覚センサ６１１及び／又は第２力覚センサ６１２を備えてもよい。第１力覚センサ６１１は、例えば素材が所定の位置に置かれているかの第１位置情報を取得することができ、第２力覚センサ６１２は、例えば素材をつかみ上げ又は下ろすときの抵抗情報を取得することができる。第２制御システムは、第１位置情報及び／又は抵抗情報に基づき第２制御コマンドを生成することにより、搬送機構２４の往復移動を制御できるように構成される。
【0065】
実施形態において、直交位置決めシステム７０は、搬送機構２４に置かれた素材のバッファ装置３０の１つの断面に対する直交位置を確定できるように構成される。
【0066】
本発明の一の実施形態において、直交位置決めシステム７０としては、例えば検知測距機構７１（例えば、図２に示すレーザ測距機構）及び分析手段（図示せず）を備えることができる。そのうち検知測距機構７１は、例えば、回転機構２３の中心点であり且つ初期正面方向を有する原点を中心回転点とし、原点からバッファ装置３０の断面までの直交位置の左右両側にある複数の検知点を検知して距離を測定することにより、対応する複数の検知結果を取得する。分析手段は、複数の検知結果を分析し、直交位置の左右両側の領域において同じ検知結果を示す検知点を取得して基準点とし、該基準点に基づき初期正面方向と直交位置の偏向角を分析する。そのうち回転機構２３は、偏向角を回転させることにより搬送機構２４に載置された素材（例えば、トレイ）の正面方向とバッファ装置３０の断面が直交するように構成される。
【0067】
図１Ａ、図１Ｃ及び図２に加えて図６を参照すると、実施形態は、さらに自動ロード・アンロード方法６００を提供し、該自動ロード・アンロード方法６００は、主に下記のステップＳ６０１、ステップＳ６０２及びステップＳ６０３を含む。
【0068】
つまり、ステップＳ６０１において、自動ロード・アンロード装置１００を配置する。
【0069】
ステップＳ６０２において、自動ロード・アンロード装置１００を移動させてロード装置２００に対向するようにし（図１Ａを参照）、かつ自動ロード・アンロード装置１００の１つ又は複数の状態を調整することにより待機状態にする。
【0070】
ステップＳ６０３において、自動ロード・アンロード装置１００のピックアンドプレース装置２０を用い、バッファボックス３１の収納格子３１１（図３Ｆを参照）からチップが載置されたトレイ３００（図５を参照）を取り出してロード装置２００に入れることにより、チップの自動ロードを遂行し、又はロード装置２００から空き状態のトレイ３００を取り出してバッファボックス３１の収納格子３１１に入れることにより、トレイの自動下ろしを遂行する。
【0071】
本発明の一の実施形態によれば、ステップＳ６０２において、自動ロード・アンロード装置の１つ又は複数の状態を調整するに当たって、自動ロード・アンロード装置１００とロード装置２００の相対位置情報に基づき、自動ロード・アンロード装置１００の位置を補正することを含む。
【0072】
本発明の一の実施形態において、自動ロード・アンロード方法６００は、さらに、停電から自動ロード・アンロード装置１００を再起動した後、停電前の履歴データに基づき、ピックアンドプレース装置２０を停電前の位置に自動的に復帰させることを含む。
【0073】
以上において、幾つかの実施形態を挙げて本発明のトレイ付きのチップ素材自動ロード・アンロード装置及び方法を説明したが、本発明はこれらに制限されない。例えば、無人搬送車（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＡＧＶ）との精確なドッキングを実現するため、バッファ装置のキャビネットドア１７及び柱脚構造部分に、自動制御機構及び電子制御素子などを追加配備することができ、そして配車システム及び制御ソフトウェアを利用してＡＧＶとの精確なドッキングを行い、ＡＧＶを利用してチップ素材が載せられたトレイの遠隔配達を実現することができる。
【0074】
本発明によれば、斬新な技術思想に基づくトレイ付きのチップ素材自動ロード・アンロード装置を採用することで、素材輸送の仕上げ工程を完了し、かつ工場のために斬新なＳＭＴ知能化生産ラインを構築することができ、ＳＭＴ生産ラインの１００％の自動化を実現することができる。
【0075】
以上では本発明の実施形態を説明したが、本発明の宗旨から逸脱しない限り本発明の上記実施形態に対して適宜変更、変化を加えてもよく、これらの変更、変化も本発明の範囲内にあることは当業者にとって容易に理解できる。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図3G】
【図4】
【図5】
【図6】
