特許 7328297 様々な厚さのワークピースのための把持システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-07

(45)【発行日】2023-08-16

(54)【発明の名称】様々な厚さのワークピースのための把持システム

(51)【国際特許分類】

   B41F 15/26 20060101AFI20230808BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20230808BHJP

   B41F 15/08 20060101ALI20230808BHJP

   B41M 1/12 20060101ALI20230808BHJP

   H05K 3/34 20060101ALN20230808BHJP

   H05K 3/12 20060101ALN20230808BHJP

【ＦＩ】

B41F15/26 A

H01L21/68 N

B41F15/08 303E

B41M1/12

H05K3/34 505D

H05K3/12 610N

【請求項の数】 13

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021173820

(22)【出願日】2021-10-25

(65)【公開番号】P2022070231

(43)【公開日】2022-05-12

【審査請求日】2022-02-25

(31)【優先権主張番号】2016914.0

(32)【優先日】2020-10-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】514153171

【氏名又は名称】エーエスエムピーティー・エスエムティー・シンガポール・ピーティーイー・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】アンドリュー・マーク・ミルナー

(72)【発明者】

【氏名】アンソニー・チーズマン

(72)【発明者】

【氏名】マイケル・ウェストレイク

【審査官】亀田 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１１６５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／００４１８５１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｆ １５／２６

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｂ４１Ｆ １５／０８

Ｂ４１Ｍ １／１２

Ｈ０５Ｋ ３／３４

Ｈ０５Ｋ ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

実質的に平面状のワークピースを把持する方法であって、
ｉ）ワークピース支持および把持アセンブリを提供するステップであって、前記ワークピース支持および把持アセンブリは、以下の構成要素：
ツーリングテーブルと少なくとも１つの係合部材とを備えるツーリングであって、前記少なくとも１つの係合部材は、ワークピースの下側を支持するように適合される上面を有する、ツーリングと、
輸送システムからのワークピースを受容するための、それぞれの第１のコンベヤおよび第２のコンベヤを備える、第１のレールおよび第２のレールと、
把持力を前記ワークピースに付加するためのそれぞれの第１の接触端部および第２の接触端部を備える、第１のクランプブラケットおよび第２のクランプブラケットと、を含み、
これらの構成要素の全ては、他の構成要素に対して垂直に移動可能である、ステップと、
ｉｉ） 前記ワークピースを、前記ツーリングが前記ワークピースの下にある状態で前記第１のコンベヤおよび前記第２のコンベヤ上に配置するステップと、
ｉｉｉ） 前記ワークピースが前記第１のコンベヤおよび前記第２のコンベヤから持ち上げられて前記接触端部の下側と接触するように前記ツーリングテーブルを上昇させるステップと、
ｉｖ） 前記第１の接触端部および前記第２の接触端部を介して前記ワークピースに下向きの力を付加するステップと、
を含み、
ステップｉｉｉ）では、前記ワークピースと前記接触端部との接触に続いて、前記ツーリングテーブルが上方向に過駆動され、前記第１のレールおよび前記第２のレールから離れて前記第１のクランプブラケットおよび前記第２のクランプブラケットを持上げ、
当該方法が、
前記第１のレールおよび前記第２のレールを基準位置まで上昇させる後続のステップであって、前記上昇は、前記第１のレールおよび前記第２のレールと前記第１のクランプブラケットおよび前記第２のクランプブラケットとの相対垂直位置を測定することによって少なくとも部分的に制御される、ステップを
さらに備える、方法。

【請求項2】

ステップｉｉｉ）では、前記ツーリングテーブルは、予め決定された距離だけ上方向に過駆動される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記予め決定された距離の前記過駆動は、前記第１のレールおよび前記第２のレールと前記第１のクランプブラケットおよび前記第２のクランプブラケットとの相対垂直位置を測定することによって制御される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記下向きの力は、空気圧的に付加される、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記下向きの力は、前記第１のレールおよび前記第２のレールと前記第１のクランプブラケットおよび前記第２のクランプブラケットとの相対垂直位置を測定することによって制御される、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

ｖ）前記ワークピースを予め決定された高さに運ぶために、前記ツーリングテーブルを上昇させるまたは下降させるステップ
をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記ツーリングテーブルの前記上昇または前記下降は、ステップｉｉ）とステップｉｖ）とに続いて、前記第１のレールおよび前記第２のレールと前記第１のクランプブラケットおよび前記第２のクランプブラケットとの相対垂直位置を測定し、得られた測定値を比較し、前記測定値の差に応じて前記ツーリングテーブルを上昇させるまたは下降させることによって制御される、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

ステップｉｉ）の最後に、前記第１のクランプブラケットおよび前記第２のクランプブラケットが、前記第１のレールおよび前記第２のレールのそれぞれの部分に載る、請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

前記第１のクランプブラケットおよび前記第２のクランプブラケットをそれぞれ前記第１のレールおよび前記第２のレールに向かって下向きに付勢するステップを含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

ステップｉｖ）で付加される前記下向きの力は、前記ワークピースを把持するためにステップｉｖ）に続いて維持される、請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

ステップｉｖ）の後続のステップであって、前記ワークピースを把持するために、前記第１のレールおよび前記第２のレールの少なくとも一方を介して前記ワークピースの横方向端部に水平な把持力を付加するステップを含む、請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項12】

印刷機械の中で実質的に平面状のワークピースを把持して前記印刷機械で印刷動作を実行するための、請求項１～１１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項13】

請求項１２に記載の方法を実行するための印刷機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、実質的に平面状のワークピースを把持する方法と、印刷動作において実質的に平面状のワークピースに印刷媒体を塗布するための印刷機械と、に関する。

【背景技術】

【0002】

工業用スクリーン印刷機械は、典型的には、角度を付けられたブレードまたはスキージを使用して、張力をかけられた（時にマスクまたはステンシルと称される）印刷スクリーンの開口部のパターンを介して導電性印刷媒体を塗布することにより、はんだペースト、銀ペーストまたは導電性インクなどの導電性印刷媒体を回路基板などの平面状のワークピースに塗布する。同じ機械は、グルーまたは他の接着剤などの特定の非導電性媒体をワークピースに印刷するためにも使用され得る。

【0003】

ワークピースを固定して印刷中の移動を最小化するために、ワークピースは、コンベヤシステム内のトッププレートに組み込まれたばね鋼箔により前端部と後端部とが把持されるように「トップクランプ」され得る。

【0004】

通常、空気圧シリンダは、トッププレートをワークピースの頂部へと下向きに局所的に作動させるために採用され、電子圧力調整は、それに付加されるクランプ圧力を制御するために採用される。

【0005】

次に、ワークピースは、ワークピースが印刷スクリーンの下側に接触するように、印刷高さまで上向きに駆動され、次に、印刷媒体が印刷スクリーンを介してワークピースに塗布される印刷動作が開始し得る。

【0006】

しかしながら、このような既知のシステムには、ワークピース厚さのばらつきが印刷プロセスに悪影響を与え得るという問題が存在する。例として、基板サプライヤーは、典型的には、製造公差による公称厚さについて±１０％のばらつきを見積もる。この公称厚さより薄いワークピースは、最終的に最適な印刷高さよりわずかに下の垂直位置にあり、一般に「印刷ギャップ」として知られるものを引き起こす可能性がある。公称厚さより厚いワークピースは、最終的に最適な印刷高さよりわずかに高い垂直位置にあり、一般に「負の印刷ギャップ」として知られるものを引き起こす可能性がある。一般的には、負の印刷ギャップにおいてはワークピースと印刷スクリーンとの間に少なくとも接触があるため、「負の印刷ギャップ」の存在は、印刷ギャップより好ましい。しかしながら、印刷品質と歩留まりとに悪影響を与えない負の印刷ギャップの大きさには制限があり、ワークピースおよび印刷スクリーンの少なくとも一方に損傷を与える可能性がある。

【0007】

ワークピース厚さの小さいばらつきは、負の印刷ギャップを促進するようにオフセットを使用して吸収され得、これにより、ワークピースは、ガスケットが印刷スクリーンの下側とワークピースの（「頂面」として知られる）上面との間に形成されることを確保するように、ステンシルに少量過駆動される。例えば、１．０ｍｍの公称ワークピース厚さは、おそらくこのような負の印刷ギャップを使用して適合させられる±０．１ｍｍのばらつきのみを被るであろう。

【0008】

しかしながら、公差はパーセンテージの表現で見積もられるので、公称ワークピース厚さが増加するにつれて変動量が増加する。例えば、６．０ｍｍの公称ワークピース厚さは、負の印刷ギャップを使用して適合させられ得ない±０．６ｍｍの比較的大きいばらつきを被るであろう。

【0009】

したがって、ワークピース厚さの大きいばらつきは、印刷ギャップにおいて不十分な制御をもたらし得、結果として不十分な制御は、不十分な歩留まりを導く。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、この問題に対処し、したがって、ばらつきのある厚さのワークピースに適応し得る印刷プロセスを可能にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明によれば、この目的は、従来のワークピースクランププロセスを、クランププロセス中のクランプブラケットとレールブラケットとの相対的な高さの測定を通して制御される「過駆動する」ステップを含むように適合させることにより達成される。

【0012】

本発明の第１の態様によると、実質的に平面状のワークピースを把持する方法であって、
ｉ）ワークピース支持および把持アセンブリを提供するステップであって、ワークピース支持および把持アセンブリは、以下の構成要素：
ツーリングテーブルと少なくとも１つの係合部材とを備えるツーリングであって、少なくとも１つの係合部材は、ワークピースの下側を支持するように適合される上面を有する、ツーリングと、
輸送システムからのワークピースを受容するための、それぞれの第１のコンベヤおよび第２のコンベヤを備える、第１のレールおよび第２のレールと、
把持力をワークピースに付加するためのそれぞれの第１の接触端部および第２の接触端部を備える、第１のクランプブラケットおよび第２のクランプブラケットと、を含み、
これらの構成要素の全ては、他の構成要素に対して垂直に移動可能である、ステップと、
ｉｉ）ワークピースを、ツーリングがワークピースの下にある状態で第１のコンベヤおよび第２のコンベヤ上に配置するステップと、
ｉｉｉ）ワークピースがコンベヤから持ち上げられて接触端部の下側と接触するようにツーリングテーブルを上昇させるステップと、
ｉｖ）第１の接触端部および第２の接触端部を介してワークピースに下向きの把持力を付加するステップと、
を含み、
ステップｉｉｉ）では、ワークピースと接触端部との接触に続いて、ツーリングテーブルが上方向に過駆動され、レールから離れてクランプブラケットを持上げる、方法が提供される。

【0013】

本発明の第２の態様によると、第１の態様による方法を実行するための印刷機械が提供される。

【0014】

本発明の第３の態様によると、印刷動作において実質的に平面状のワークピースに印刷媒体を塗布するための印刷機械であって、ワークピースは、互いに反対側の第１の主面および第２の主面を有し、使用中には、第１の主面は上向きであり、第２の主面は下向きであり、印刷機械は、
ワークピースを印刷機械の中に輸送するためのレールユニットと、
使用中にワークピースの第１の主面と接触するための、それぞれの第１の接触端部および第２の接触端部と、使用中に印刷スクリーンの下側と接触するための、水平なＸ－Ｙ平面内に配置される実質的に平面状の上面を含むトッププレートと、を備える、第１のクランプブラケットおよび第２のクランプブラケットと、
使用中に輸送システムからのワークピースを受容するための、それぞれの第１のコンベヤおよび第２のコンベヤを備える、第１のレールおよび第２のレールと、
使用中にツーリング係合部材をその上に支持するためのツーリングテーブルと、
第１のクランプブラケットおよび第２のクランプブラケットを、第１のレールおよび第２のレールに対してＸ－Ｙ平面に直交するＺ軸に沿って移動させるように動作可能であるＺ軸アクチュエータと、
第１のレールおよび第２のレールに対する第１のクランプブラケットおよび第２のクランプブラケットのＺ軸に沿った位置を測定するための測定装置と、を備える印刷機械が提供される。

【0015】

本発明の他の具体的な態様および特徴は、添付の特許請求の範囲に述べられている。

【0016】

次に、本発明は、添付の図面（原寸比でない）を参照して説明される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】Ｙ－Ｚ平面で得られた断面側面図において、本発明の実施形態によるトップクランププロセスのステップを概略的に示す。

【図2】Ｙ－Ｚ平面で得られた断面側面図において、本発明の実施形態によるトップクランププロセスのステップを概略的に示す。

【図3】Ｙ－Ｚ平面で得られた断面側面図において、本発明の実施形態によるトップクランププロセスのステップを概略的に示す。

【図4】Ｙ－Ｚ平面で得られた断面側面図において、本発明の実施形態によるトップクランププロセスのステップを概略的に示す。

【図5】Ｙ－Ｚ平面で得られた断面側面図において、本発明の実施形態によるトップクランププロセスのステップを概略的に示す。

【図6】Ｙ－Ｚ平面で得られた断面側面図において、本発明の実施形態によるトップクランププロセスのステップを概略的に示す。

【図7】Ｙ－Ｚ平面で得られた断面側面図において、本発明の実施形態によるトップクランププロセスのステップを概略的に示す。

【図8】Ｙ－Ｚ平面で得られた断面側面図において、本発明の実施形態によるトップクランププロセスのステップを概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

上記のように、図１から図８は、Ｙ－Ｚ平面で得られた断面側面図において、本発明の実施形態によるトップクランププロセスの一連のステップを概略的に示す。

【0019】

ｉ）初期設定

【0020】

初めに、図１を見ると、ワークピース支持および把持アセンブリ１が示され、アセンブリ１は、例示のみのために、（印刷機械の大部分が図示されない）印刷機械内に配置され得る。示されるワークピースＷは、実質的に平面状であり、例えば、回路基板またはウェーハを含み得る。この実施形態では、ワークピース支持および把持アセンブリ１は、以下の構成要素を含む。
ｉ） ツーリングテーブル２を備えるツーリング（tooling）であって、ツーリングテーブル２が、垂直方向（Ｚ方向）に駆動可能であり、ワークピースＷの下に配置され、かつ平坦な上面を有する、ツーリング。ツーリングは、また、ワークピースＷの下側を支持するように適合される上面４を有する少なくとも１つの係合部材３を含む。示されるように、係合部材３は、ツーリングブロックであって、例えば前もって配置されていた電子構成要素（図示されず）などのワークピースＷの下側の任意の突出部品が、続く動作中に損傷されることを回避するためにツーリングブロック内の適切な寸法および形状とされた凹部内に受容され得るように、その上面４が輪郭付けられ得る、ツーリングブロック、すなわちモノリシックブロックを備える。先行技術で知られるように、例えば複数のツーリングピンまたは（出願人の「ＧｒｉｄＬｏｋ」システムなどの）高さ調整ピンのマトリクスアレイなど、ツーリングテーブル２上に配置される様々な種類の係合部材がある。この実施形態では、ツーリングは、また、以下でより詳細に説明されるようにクランププレートとして作用しかつワークピースＷの横方向端部と直接係合する第１の支持ブラケット５Ａおよび第２の支持ブラケット５Ｂを備える。係合部材３および以下で説明される他の構成要素の設計に応じて、例えば仮に、ワークピースＷが係合部材３に適切にクランプされ得るように係合部材３がワークピースＷの横方向端部に十分近い上端部面を有するとき、これらの支持ブラケット５Ａ，５Ｂは、選択的なものであり得る。
ｉｉ） 印刷機械内の印刷エリアへと示されるＸ方向にワークピースを移送するそれ自体先行技術でよく知られているような輸送コンベヤなどの輸送システム（図示されず）の投入部からのワークピースＷを受容するための、それぞれの第１のコンベヤ７Ａおよび第２のコンベヤ７Ｂを備える、第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂ。コンベヤ７Ａ，７Ｂは、例えばベルトまたはローラーを備え得、輸送システムからのワークピースＷをその上に受容するように動作可能であり、ワークピースＷをツーリングの上に位置付け、かつ印刷動作の完了に続いて、示されるＸ方向に輸送システムの排出部へと印刷されたワークピースＷを再び移動させる。第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂは、ハードストップ８を含み、ハードストップ８は、第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂと、それぞれの第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂ（以下参照）と、の間の垂直または示されるＺ方向の最小距離を物理的に区切る。
ｉｉｉ） 把持力をワークピースＷに付加するためのそれぞれの第１の接触端部１１Ａおよび第２の接触端部１１Ｂを備える、第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂ。示されるように、第１の接触端部１１Ａおよび第２の接触端部１１Ｂは、比較的薄く、ばね鋼箔などの弾性的に変形可能な材料から形成される。第１の接触端部１１Ａおよび第２の接触端部１１Ｂは、それぞれの対応するトッププレート１０Ａ，１０Ｂからカンチレバー方式で支持され、接触端部１１Ａ，１１Ｂの薄さは、それぞれのトッププレートの上面と実質的に同一平面である程度であり、その結果、印刷動作中に、印刷ヘッドは、印刷動作に悪影響を与え得る著しい高さの不連続性を経ることなく、トッププレートと接触端部との上を通過し得る。示されている実施形態では、トッププレート１０Ａ，１０Ｂは、支承部１３を介してクランプブラケット９Ａ，９Ｂのそれぞれの第１の中間ブロック１７Ａおよび第２の中間ブロック１７Ｂに接続され、その結果、トッププレート１０Ａ，１０Ｂは、中間ブロック１７Ａ，１７Ｂに対して横方向に（すなわち示されるＹ軸に沿って）移動し得る。以下でより詳細に説明されるように、この横方向の移動は、ワークピース支持および把持アセンブリ１が、第１のスナッグ（snugging）面および第２のスナッグ面を介してワークピースの側端部に横方向（すなわち示されるようにＹ軸に沿った）力を付加することによってワークピースが把持されるスナッグ機能を有する場合に有用である。しかしながら、ワークピース支持および把持アセンブリ１が、第１の接触端部１１Ａおよび第２の接触端部１１Ｂを介してワークピースの頂面に下向きクランプ力を付加することによってワークピースが把持されるトップクランプ機能のみを有する場合、トッププレート１０Ａ，１０Ｂおよびそれぞれの中間ブロック１７Ａ，１７Ｂは、一体的に、または少なくともこのような横方向移動を可能にすることなく形成され得る。

【0021】

これらの構成要素の３つすべては、他の構成要素に対して垂直に（すなわち、示されるＺ軸に沿って）移動可能であり、第１の支持ブラケットおよび第２の支持ブラケットは、支承部１６を介して第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂに接続され、第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂは、支承部１５を介して第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂに接続される。ツーリングテーブル２および係合部材３は、第１の支持ブラケット５Ａおよび第２の支持ブラケット５Ｂ、第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂ、または第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂに、直接接続されない。好ましくは電気モーターを含むが代替的には空気圧アクチュエータも使用され得る、アクチュエータ（図示されず）が、垂直方向に、すなわち示されているＺ軸に沿って独立してツーリングテーブル２を駆動するために提供される。好ましくは１つ以上であり電気モーターを含むが代替的には１つ以上の空気圧アクチュエータも使用され得る、少なくとも１つの他のアクチュエータ（図示されず）が、垂直方向に、すなわち示されているＺ軸に沿って独立して第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂを駆動するために提供される。さらに、ワークピース支持および把持アセンブリ１は、以下でより詳細に説明されるように、第１のクランプブラケットおよび第２のクランプブラケットに下方向にトップクランプ力を提供するように動作可能であるそれぞれの空気圧アクチュエータ（図示されず）を含む。これらの空気圧アクチュエータは、都合よくは、第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂに配置され得る。加えて、スナッグ動作中に横方向に接触端部１１Ａ，１１Ｂを移動させるアクチュエータ（図示されず）もまた提供される。これらのアクチュエータのすべては、適切な組み込みまたはダウンロード可能なソフトウェアを実行するコンピュータ、プロセッサ、または他の処理手段によって構成され得る制御システム（図示されず）によって制御される。

【0022】

第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂと、それぞれの第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂと、の間に示される垂直またはＺ方向の最小距離を制限するハードストップ８に加えて、圧縮ばね１４が、それぞれの第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂの各々と、それぞれの第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂと、の間に配置され、圧縮ばね１４は、第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂを第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂに対して下向きに付勢するように作用する。

【0023】

これまでに説明されたように、装置は、出願人によって製造された印刷機械で現在使用されているものと同様である。

【0024】

本発明によれば、第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂに対する第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９ＢのＺ軸に沿った位置を測定するための測定装置が提供される。示されるように、測定装置は、第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂの各々に設けられる磁気エンコーダ１２を備える。これは、制御システムへ位置フィードバックを提供し、したがって、Ｚ軸に沿った接触端部１１Ａ，１１Ｂの位置の制御を提供するように動作可能である。

【0025】

図１では、ワークピース支持および把持アセンブリ１は、ワークピースＷが投入輸送システムから第１のコンベヤ７Ａおよび第２のコンベヤ７Ｂに丁度装填された、初期構成で示される。ツーリングテーブル２およびその上に支持された係合部材３は、続く把持プロセス全体を通して最も低い垂直位置である後退垂直位置にある。第１の支持ブラケット５Ａおよび第２の支持ブラケット５Ｂは、第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂによって支持されているが、ツーリングテーブル２とは接触しない。第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂは、圧縮ばね１４によって、第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂのハードストップ８上に下向きに付勢される。

【0026】

ｉｉ）支持ブラケットをピックアップする持上げ

【0027】

図２に概略的に示される把持プロセスの次の段階では、ツーリングテーブル２が、制御システムによって上向きに、すなわち矢印で示されるように正のＺ方向に移動させられ、ツーリングテーブル２が上向きに駆動するにつれて、第１の支持ブラケット５Ａおよび第２の支持ブラケット５Ｂに接触し、次に持上げる。

【0028】

ｉｉｉ）ワークピースをピックアップする持上げ

【0029】

図３に概略的に示される把持プロセスの次の段階では、ツーリングテーブル２が引き続き上向きに駆動され、その結果、ワークピースＷは、第１の支持ブラケット５Ａおよび第２の支持ブラケット５Ｂならびに係合部材３によって、第１のコンベヤ７Ａおよび第２のコンベヤ７Ｂから持上げられる。

【0030】

ｉｖ）接触端部への持上げ

【0031】

図４に概略的に示される把持プロセスの次の段階では、ツーリングテーブル２が引き続き上向きに駆動され、次に、ワークピースＷの上面を第１の接触端部１１Ａおよび第２の接触端部１１Ｂの下側へと駆動する。磁気エンコーダ１２は、第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂに対する第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂの位置を監視するために使用され、この位置情報は、制御システムへ渡される。

【0032】

ｖ）過駆動と位置測定

【0033】

図５に概略的に示される把持プロセスの次の段階では、ツーリングテーブル２の上向きの駆動が継続し、その結果、ワークピースＷは、第１の接触端部１１Ａおよび第２の接触端部１１Ｂへと過駆動される。過駆動距離、すなわちワークピースＷが第１の接触端部１１Ａおよび第２の接触端部１１Ｂと（図４に示されるように）隣接した後にツーリングテーブル２が上昇させられる距離は、ワークピースＷ厚さ公差に基づいて予め決定される。より詳細には、過駆動距離は、ハードストップ８の上のギャップ（すなわち「クランプギャップ」）を第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂに対して残しながら、「最も薄い許容ワークピース」をクランプするのに十分な距離に設定される。「最も薄い許容ワークピース」は、公称厚さから厚さ公差を引いたものの１つであり、すなわちワークピースの基板材料に応じてＩＰＣ仕様４１０１Ｃまたはその後継に則った公称厚さの１０％である。示されるように、過駆動によって第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂは、持上げられ、第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂから離れ、ハードストップ８の上に第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂとのギャップが生じる。過駆動自体は、磁気エンコーダ１２から取得した位置情報を使用して制御システムによって制御され、磁気エンコーダ１２は、第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂに対する第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂの新しい位置、すなわち移動距離を監視し、この位置情報が制御システムへ渡される。

【0034】

ｖｉ）トップクランプ圧力および位置の再測定

【0035】

図６に概略的に示される把持プロセスの次の段階では、トップクランプ圧力が付加される。空気圧アクチュエータは、制御システムによって作動させられて、第１のクランプブラケットおよび第２のクランプブラケットを下向きに、すなわち矢印によって示される負のＺ方向に駆動し、その結果、ワークピースＷは、第１の接触端部１１Ａおよび第２の接触端部１１Ｂと、第１の支持ブラケット５Ａおよび第２の支持ブラケット５Ｂと、の間でしっかりと把持またはクランプされる。このトップクランプ圧力の付加後、第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂは、ハードストップ８ではなく、ワークピースＷを介して支持される、すなわちハードストップ８と第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂとの間にギャップが存在することに留意されるべきである。磁気エンコーダ１２は、第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂに対する第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂの新しい位置、すなわち移動距離を監視するために再び使用され、この位置情報は制御システムへ渡される。付加される下向きの圧力は、把持される各ワークピースに対して予め決定されかつ一定であり、正確なまたは最適な厚さのワークピースに最適なクランプを提供する圧力に設定されることに留意されるべきである。ワークピースＷと第１の接触端部１１Ａおよび第２の接触端部１１Ｂとの間の相互作用により、クランプされるワークピースＷが最適よりも薄い場合、第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂの結果として生じる下向きの移動は予想よりも大きくなり、一方で、ワークピースＷが最適よりも厚い場合、第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂの結果として生じる下向きの移動は予想よりも小さくなる。

【0036】

ｖｉｉ）ツーリングテーブルの補償移動

【0037】

上で述べられるように、第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂに対する第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂの位置情報は、過駆動と続くクランプとの両方の後に得られる。ワークピース厚さが判定されるように、次にこれらの得られた測定値の間の差が制御システムによって判定され得る。制御システムが、ワークピースが厚すぎてまたは薄すぎて良好な印刷ができないと判定した場合、次にワークピースＷはこの時点で廃棄され得るが、以下のステップｖｉｉｉ）に対して述べられるように、このようなワークピースは、プロセス中の追加の選択的なステップを通して引き続き対応し得る場合がある。しかしながら、ワークピースＷがこれらの両極端な厚さの間の厚さを有する場合、ばらつきを補償しかつ後続の印刷動作のためにワークピースＷの上面を第１のトッププレート１０Ａおよび第２のトッププレート１０Ｂに対して予め決定された最適な高さに運ぶために、次にその公称厚さから離れた厚さの任意のばらつきは、ツーリングテーブル２をＺ軸に沿って上にまたは下にばらつきに対応する量だけ移動させることによって補償され得る。

【0038】

ｖｉｉｉ）選択的なレールの持ち上げ

【0039】

図８に概略的に示される把持プロセスの次の段階は、選択的であり、前のステップに続くプロセス状態が不十分なクランプギャップをもたらす場合にのみ実行され、これは、ワークピースＷの厚さが制御システムによって前のステップの説明で述べられるような良好な印刷のためには厚すぎるまたは薄すぎると判定された場合であり得る。この選択的なステップでは、第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂは、既知の基準位置まで、矢印によって示されるように正のＺ方向に沿って垂直に上向きに駆動され、その結果、ハードストップ８は、第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂのより近傍に、しかし接触しないように移動される。これは、第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂが、その後の印刷動作中にごく少量だけ下向きに偏向され得、印刷ヘッドがトッププレート１０Ａ，１０Ｂにかなりの下向きの力を及ぼし得ることを保証するので有利である。この駆動は、磁気エンコーダ１２からのフィードバックを使用する制御システムによって制御される。

【0040】

ワークピース厚さ公差に基づいて予め決定された距離だけツーリングテーブル２を過駆動し、過駆動および後続のトップクランプ圧力の付加に続いて、第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂと第１のクランプブラケット９Ａおよび第２のクランプブラケット９Ｂとの相対位置を測定し、次にこれらの測定位置に応じて第１のレール６Ａおよび第２のレール６Ｂの持上げを制御するという上で概説されたステップが、ワークピースの厚さのばらつきを把持プロセス内で補償することを可能にすることは、当業者によって理解されるであろう。

【0041】

上で説明されるプロセスは、トップクランプのみを使用する。しかしながら、スナッグのみのシステム、または実際に組み合わせられたトップクランプおよびスナッグシステムもまた、本発明に従って同様の方法で動作し得る。例えば、スナッグのみのプロセスでは、図１～図６に関して上で概説されたステップは変更されておらず、その結果、ワークピースＷの厚さは、同様の方法で測定されかつ補償される。しかしながら、これらのステップに続いて、少なくとも一方のレール６Ａ，６Ｂが他方のレール６Ｂ，６Ａに向かって移動し、第１のスナッグ面１８Ａおよび第２のスナッグ面１８Ｂがワークピースの側壁と接触して、側部からワークピースＷに水平な把持力を付加する。一方で、第１のトッププレート１０Ａおよび第２のトッププレート１０Ｂは、ワークピースＷに摩擦による損傷を引き起こすことを回避するために、選択的にトッププレート１０Ａ，１０Ｂの正のＺ方向への持ち上げと組み合わせて、後続の印刷動作との干渉を防ぐために、次に横方向に（すなわちＹ軸に沿ってワークピースＷから離れる方向に）後退される。

【0042】

上で説明される実施形態は単なる例示であり、本発明の範囲内の他の可能性および代替案は、当業者には明らかであろう。例えば、本発明は、特に印刷プロセスに関して上で説明されてきた一方で、本発明はそのように限定されない。例えば、上で説明されるクランププロセスは、他のプロセス、例えば、いわゆるピックアンドプレース機械の構成要素配置プロセスで使用するためにワークピースをクランプするプロセス、または実際にさまざまな他の実質的に平面状のワークピースのクランプが必要であるプロセスで使用され得る。

【符号の説明】

【0043】

１…ワークピース支持および把持アセンブリ、２…ツーリングテーブル、３…係合部材、４…係合部材上面、５Ａ…第１の支持ブラケット、５Ｂ…第２の支持ブラケット、６Ａ…第１のレール、６Ｂ…第２のレール、７Ａ…第１のコンベヤ、７Ｂ…第２のコンベヤ、８…ハードストップ、９Ａ…第１のクランプブラケット、９Ｂ…第２のクランプブラケット、１０Ａ…第１のトッププレート、１０Ｂ…第２のトッププレート、１１Ａ…第１の接触端部、１１Ｂ…第２の接触端部、１２…磁気エンコーダ、１３…支承部、１４…圧縮ばね、１５…支承部、１６…支承部、１７Ａ…第１の中間ブロック、１７Ｂ…第２の中間ブロック、１８Ａ…第１のスナッグ面、１８Ｂ…第２のスナッグ面、Ｗ…ワークピース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】