KR0127485B1 - 전자부품 장착장치 - Google Patents

Abstract

전자부품을 파지하는 척 기구와 그 척 기구를 부품 장치 기판을 향해서 승강시키는 종 이송기구와 상기 척 기구를 부품 장치 기판에 따라서 이동시키는 횡 이송장치를 갖추고 있으며, 그 횡 이송기구로 척 기구를 부품 장치 기판의 부품 장치 공의 위쪽까지 이동시킨 다음, 종 이송기구로 척 기구를 부품 장치 기판을 향해서 이동시키고 그 척 기구로 파지하고 있는 전자부품의 각부를 부품 장치 공에 삽입토록 되어 있는 전자부품 장착 장치에 있어서, 상기 척 기구에 의한 전자부품의 척을 푼상태에서 그 전자부품의 소정의 압력으로 부품 장치 기판측을 향해서 가압하는 부품 가압기구 및 그 부품 가압기구로 가압된 전자부품의 이동량을 검출하는 부품 삽입 검출기구를 부설한 것을 특징으로 하는 전자부품 장착장치.

Description

전자부품 장착장치

제1도는 본 발명에 따른 장치의 양호한 실시예를 도시하는 정면도.

제2도는 본 발명에 장치의 양호한 실시예를 도시하는 측면도.

제3도는 척(chuck) 기구 및 부품 삽입 검출 장치를 도시하는 단면도.

제4도는 부품 가압 기구를 도시하는 단면도.

제5도는 굽은 편을 고정하는 지그(jig)를 도시하는 단면도.

제6도는 축 방향 구동 기구 도시하는 단면도.

제7도는 척 하우징의 측면도.

제8도는 제6도의 A-A선을 따라 취해진 단면도.

제9도는 회전 구동 기구를 도시하는 단면도.

제10도는 제9도의 B-B선을 따라 취해진 단면도.

제11도는 제9도의 C-C선을 따라 취해진 단면도.

제12도는 횡방향 구동 기구를 도시하는 측면도.

제13도는 부품 설치 기판 베이스 및 그 횡 방향 구동 기구를 도시하는 개략 평면도.

제14도는 인빌(anvil) 기구를 도시하는 단면도.

제15도는 안빌 하우징을 도시하는 측면도.

제16도는 안빌 기구용 횡 방향 구동 기구를 도시하는 정면도.

제17도는 안빌 기구용 횡 방향 구동 기구를 도시하는 측면도.

제18도는 종래 예시를 도시하는 단면도.

제19도는 종래 예시의 문제점을 도시하는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 전자 부품 장착 장치12 : 전자 부품

13 : 척(chuck) 기구14 : 부품 설치 기판

15 : 축방향 구동 기구16 : 횡 방향 구동 기구

17 : 부품 가압 기구18 : 부품 삽입 검출 기구

본 발명은 IC와 같은 핀(리드부)을 가지는 전자 부품을 부품 설치 기판에 장착(마운트)하는데 사용하는 전자 부품 장착 장치에 관한 것이다.

본 발명은 전자 부품을 쥐는 척 기구와 그 척 기구를 부품 설치 기판을 향해서 승강시키는 축 방향 구동 기구와 상기 척 기구를 부품 설치 기판을 따라 이동시키는 횡 방향 구동 기구를 구비며, 그 횡 방향 구동 기구에 의한 ㅊ를 부품 설치 기판의 부품 설치 개구의 위쪽으로까지 이동시킨 다음 축 방향 구동 기구로 척 기구를 부품 설치 기판을 향해서 이동시키고 그 척 기구로 쥐고 있는 전자 부품의 핀을 부품 설치개구에 삽입하도록 되어 있는 전자 부품 장착 장치에 있어서, 상기 척 기구에는 그 척 기구에 의한 전자 부품의 척을 풀어놓는 상태에서 그 전자 부품을 소정의 압력으로 부품 설치 기판측을 향해서 가압하는 부품 가압 기구 및 그 부품 가압 기구로 가압된 전자 부품의 이동량을 검출하는 부품 삽입검출 기구를 부설함으로써 상기 척 기구로 척되어 있는 전자 부품의 핀의 선단을 횡 방향 구동 기구와 축 방향 구동 기구로 전자 부품 설치 기판의 부품 설치 개구내에 근소하게 삽입된 상태로 척 기구에 의한 전자 부품의 척을 해제시킨 다음 부품 가압 기구로 전자 부품을 가볍게 눌러 그 전자 부품의 핀을 부품 설치 기판의 부품 설치 개구 내에 부드럽게 삽입하는 구성으로써 소위 삽입 미스(전자 부품의 핀의 위치가 부품 설치 기판의 부품 설치 개구의 위치로부터 이탈되어 있어도 그와 상관 없이 전자 부품을 가압했을 경우)일 때에도 전자 부품의 핀의 구부러짐이나 부품 설치 기판의 손상을 가급적 방지할 수 있다.

전자 부품을 쥐는 척 기구와 그 척 기구를 부품 설치 기판을 향해서 이동시키는 축 방향 구동 기구와 상기 척 기구를 부품 설치 기판에 따라서 이동시키는 횡방향 구동 기구를 갖춰고 있어서 그 횡 방향 구동 기구로 척 기구를 부품 설치 기판의 부품 설치 개구의 위쪽까지 이동시킨 다음 축 방향 구동 기구로 척 기구를 부품 설치 기판을 향해서 이동시켜 그 척 기구로 쥐고 있는 전자 부품의 핀을 전자 부품 설치 개구에 삽입하도록 되어 있는 전자 부품 장착 장치로서 특허 공개 공보 소와 51-149562호 또는 특허 공보 소화 49-9824호에서 공지된다.

그런데 종래의 이러한 종류의 전자 부품 장착 장치에 있어서는 일반적으로 제18도에 도시한 바와 같이 척 기구(1)에 의해서 전자 부품(2)을 쥐고 있는 상태로 그 전자 부품(2)의 핀(3)을 그 근원까지 부품 설치 기판(4)의 부품 설치 개구(5)에 삽입하도록 되어 있음과 동시에 부품 설치 개구(5)에 삽입한 전자 부품(2)의 핀(3)의 선단을 구부릴 때 안빌 기구의 클린치 에지(6)에 발생하는 불완전 삽입을 검출하는 스트레인 게이지(strain gauge)나 압전 소자(7)를 사용해서 삽입 미스 즉 전자 부품(2)의 핀(3)이 부품 설치 개구(5)에 완전하게 삽입되었는지의 여부를 검출하는 구성으로 되어 있으므로 다음과 같은 문제점이 있었다.

(1) 척 기구(1)에서 전자 부품(2)을 쥔 채로 방향 구동 기구로 척 기구(1)를 하강시키기 위해서 핀(3)과 부품 설치 개구(5)의 위치가 이탈되고 있을 경우에는 제19도에 도시한 바와 같이 핀(3)이 눌러 부서지거나 부품 설치 기판(4)이 손상되고 만다(축 방향 구동 기구로 전자 부품(2)을 하강시키기 때문에 일반적으로 전자 부품(2)은 큰 힘으로 부품 설치 기판(4)에 눌러 붙여지게 된다.)

(2) 핀(3)의 선단을 구부릴 때 안빌 기구의 클린치 에지(6)에 발생하는 불완전 삽입 등을 검출해서 삽입미스를 발견하는 구성으로 되어 있으므로 제19도에 도시하는 바와 같이 한쪽의 핀(3)은 부품 설치 개구(5)에 완전하게 삽입되어 있으나 다른 쪽의 핀(3)은 부품 설치 기판(5)에 삽입되어 있지 않는 경우에는 부품 설치 개구(5)에 완전하게 삽입되어 있는 핀(3)의 선단이 구부러져서야 비로서 삽입미스가 발견된다. 그리고, 이와 같이 한쪽의 핀(3)을, 선단을 구부렸을 경우엔 완전하게 삽입되어 구부러진 핀(3)의 선단을 사람의 손으로 곧바로 펴서 전자 부품(2)을 부품 설치 기판(3)에 제거해야 하며 그 때문에 많은 시간을 필요로 하므로써 장치 가동을 저하의 원인이 된다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 하여 이루어진 것이다.

척 기구에 의한 전자 부품의 척을 푼 상태에서 그 전자 부품을 소정의 압력으로 부품 설치 기판 측을 향해서 가압하는 부품 가압 기구로 가압된 전자 부품의 이동량을 검출하는 부품 삽입 검출 기구를 부설했다.

전자 부품을 척 기구로 그 척 기구를 횡 방향 구동 기구로 부품 설치 기판을 따르는 상태로 이동시키고 그 부품 설치 기판에 설치된 부품 설치 개구의 대략 바로 위에 전기 전자·부품의 핀이 오면 횡 방향 구동 기구를 정지시킨다. 다음으로 축방향 구동 기구로 척 기구를 하강시키고 그 척 기구에 의해 쥐어져 있는 전자 부품의 핀의 선단이 0.5 내지 1mm 정도 전자 부품 설치 개구에 들어가는 위치에 오면 이 축 방향 구동 기구를 정지시킨다. 그리고 척 기구로 전자 부품을 쥐고 있는 것을 풀고 부품 가압 기구로 소정의 압력(각 부를 부품 설치 개구에 밀어 넣는데 필요한 압력 이상이며 또한 각 부와 부품 설치 개구의 위치가 이탈되어 있을 경우에는 각 부와 부품 설치기판이 구부러지거나 눌러 부서지는 압력 이하의 압력)을 가하면, 각 부와 부품 설치 개구의 위치가 합치되어 있으면 핀은 부품 설치 개구 내에 밀어 넣어진다. 그리고, 핀이 그 근원까지 부품 설치 개구에 삽입되면 그 이동량(상태)은 부품 삽입 검출 기구로 검출되며 그 부품 삽입 검출 기구로 전자 부품의 각 부가 부품 설치 개구내에 완전하게 삽입되어 있음을 확인한 다음에 이 들의 끝을 안빌 기구로 구부리면 된다.

또 부품 삽입 검출 기구로 전자 부품의 삽입이 확인되지 않을 경우에는 전자 부품의 핀이 구부러져 있거나 또는 전자 부품이 척 기구에 의해서 경사된 상태로 척 되어 있는 것이라 생각되며 이 같은 경우에는 핀 구부림의 교정을 하거나 척 자세를 고친 다음 재삽입을 시도할 수 있다.

이하 본 발명의 한 실시예를 도면과 더불어 상술한다.

제1 및 제2도에 있어서 부호(11)는 본 발명의 전자 부품 장착 장치이며 장치(11)는 전자 부품(12)을 쥐는 척 기구(13)와 그 척 기구(13)를 부품 설치 기판(14)을 향해서 승강시키는 축 방향 구동 기구(승강 기구)(15)와 전기 척 기구(13)를 부품 설치 기판(14)을 따르게 해서 수평 방향으로 이동시키는 횡 방향 구도 기구(16)를 갖추고 있어서 그 횡 방향 구동 기구(15)로 척 기구(16)를 부품 척킹 위치에서 부품 설치 기판(14)의 부품 설치 개구의 위쪽까지 이동시킨 다음 축 방향 구동 기구(15)로 척 기구(13)를 부품 설치 기판(14)을 향해서 하강시켜서 그 척 기구(13)로 쥐고 있는 전자 부품(12)의 각 부의 선단이 0.5 내지 1mm 정도, 부품 설치 개구 내에 삽입되면 상기 축 방향 구동 기구(15)에 의한 전자 부품(12)의 하강을 정지시킴과 더불어 척 기구(13)에 의해 전자 부품(12)이 잡혀 있는 것을 풀도록 되어 있다. 또, 상기 척 기구(13)에는 제3도 및 제4도에 도시한 것 같은 부품 가압 기구(17)와 부품 삽입 검출 기구(18)가 부설되어 있어서 전술한 바와 같이 해서 척 기구(13)에 의해 잡혀 있는 것이 풀린 전자 부품(12)의 두부를 부품 가압 기구(17)로 소정의 압력에서 부품 설치 기판(14)측을 향해서 부드럽게 가압해서 전자 부품(12)의 핀을 부품 설치 개구내에 다시 깊이 삽입시키도록 되어 있음과 더불어 핀이 근원까지 삽입되었는지에 여부를 부품 삽입 검출기구(18)로 검출하도록 되어 있다.

척 기구(13)는 제3도에 도시한 바와 같이 하단측의 조편(chucking claw)(19a,20a)으로 전자 부품(12)을 끼워 붙이는 좌우 한 쌍의 회동 암(19,20)과 이들 회동 암(19,20)을 각각 상반하는 방향(시계 방향과 반시계 방향)으로 회동시킴으로써 조편(19a,20a)으로 전자 부품(12)을 끼워 붙이는 에어 실린더(21)로 되어 있다.

상기 에어 실린더(21)는 전기 좌우 한 쌍의 회동 암(19, 20)의 중앙부를 각각 축(22,22)의 회전가능하게 지지하고 있는 실린더 본체(23)와 그 실린더 본체(23)내에서 이동할 수 있게 끼워맞춰어져 있는 피스톤(24)을 갖추고 있어서 그 피스톤(24)을 상하향으로 움직이면 상기 한 쌍의 회동 암(19,20)이 상반하는 방향으로 회동되며 하단측의 조편(19a,20a)이 접근 또는 이반해서 전자 부품(12)을 끼워 붙이거나 또는 끼워 붙이기 해제하도록 되어 있다.

상기 피스톤(24)은 상하단부에 실린더(25,26)가 설치되어 있고 실린더 본체(23)에 설치된 피스톤 수공(27)에서 이동 가능하게 끼워 맞추어져 있다. 그리고, 상기 피스톤 수공(27)의 상부에 설치한 상부 에어 챔버(28)에 도시되지 않은 압축 공기 공급 장치로부터 압축 공기를 공급하는 한편, 피스톤 수공(27)의 하부에 설치된 하부 에어 챔버(29)의 압축 공기를 배제함으로써 피스톤(24)을 하동시키고 이와는 반대로 하부 에어 챔버(29)에 압축 공기를 제공하고 상부 에어 실린더(28)의 압축 공기를 배제함으로써 피스톤(24)은 상동하도록 되어 있다. 또, 상기 피스톤(24)의 주위면에는 작은 반경의 축부(30)와 그 작은 반경의 축부(30)의 하단에 연이은 원추 형상의 경사면(31)이 설치되어 있음과 더불어 이들 작은 반경의 축부(30)와 경사면(31)에는 한 쌍의 회동 암(19,20)의 상단측에 설치한 롤러(32),(33)가 실린더 본체(23)에 장착된 코일 스프링(34,34)의 반발력으로 압접되어 있으며 피스톤(24)을 상동시키면 상기 원추 형상의 경사면(31)에서 한 쪽의 회동암(19)은 반시계 방향으로 회동하며 다른 쪽의 회동 암(20)은 시계 방향으로 회동해서 이들 회동 아암(19,20)의 하단측의 조편(19a,20a)로 도시되지 않은 부품 공급 장치로부터 송출된 전자 부품(12)을 쥐도록 되어 있다. 그리고 이 상태로부터 피스톤(24)을 하동시키면 작은 반경의 축부(30)로 한 쪽의 회동 암(19)이 시계방향으로 회동하며 다른 쪽의 회동 암(20)이 반시계방향으로 회동되어서 조편(19a,20a)으로 전자 부품(12)을 쥐고 있는 것을 풀도록 되어 있다.

부품 가압 기구(17)는 제4도에 도시한 바와 같이 상기 전자 부품(12)을 누르는 에어 실린더(36)로 되어 있다.

상기 에어 실린더(36)는 실린더 본체(37)와 그 실린더(37)의 피스톤 수공(38)내에 상하 이동 가능하게 끼워 맞춰진 피스톤(39)과 그 피스톤(39)의 하면측에 이와 일체로 형성되고 있어서 하단이 상기 부품 맞닿음부재(35)의 일측부 상면에 맞닿는 피스톤 로드(40)와 상기 피스톤 수공(38)의 상부에 설치한 에어 챔버(41)내에 장치되어 있어서 피스톤(39)의 상면을 퉁겨서 피스톤 로드(40)의 하단을 가볍게 상기 부품 맞닿음 부재(35)에 맞붙이는 코일 스프링(42)으로 되어 있으며 상기 에어 챔버(41)에는 압력 조정 밸브(43)를 갖춘 압축 공기 공급 장치(44)로부터 원하는 압력의 압축 공기가 공급되도록 되어 있다.

그리고 상기 척 기구(13)로 전자 부품(12)을 완전한 위치에 척하면 그 전자 부품(12)의 두부에서 부품 맞닿음 부재(35), 피스톤 로드(40), 피스톤(39)은 코일 스프링(42)의 반발력에 대항해서 밀어 올려진 상태가 된다. 따라서 척 기구(13)에 의한 전자 부품(12)을 척을 풀면 그 전자 부품(12)은 우선 코일 스프링(42)의 반발력으로 가볍게 밀려 내려지며 다음에 압축 공기 고급 장치(44)로 에어 챔버(41)에 소정의 압력의 압축 공기를 공급하면 그 압축 공기의 압력, 즉 공압으로 피스톤(39), 피스톤 로드(40), 부품 맞닿음 부재(35)를 거쳐서 전자 부품(12)은 밀려내려지게 된다.

실시예의 부품 가압 기구(17)는 상기와 같은 구성이므로 전자 부품(12)을 쥐고 있는 척 기구(13)를 축 방향 구동 기구(15)로 하강시키며 제3도에 도시한 바와 같이 전자 부품(12)의 핀(12a)이 부품 설치 기판(14)의 부품 설치 개구(14a)내에 0.5 내지 1mm 정도 삽입된 상태로 축 방향 구동 기구(15)의 하강을 정지하고 척 기구(13)로 전자 부품(12)을 쥐고 있는 것을 풀면 그 전자 부품(12)은 우선 코일 스프링(42)의 반발력으로 부품 설치 기판(14)측에 눌리고 핀(12a)이 부품 설치 개구(14a) 내에 압입된다. 그리고 상기 코일 스프링(42)의 반발력 만으로는 핀이 부품 설치 개구내에 침입하지 않는 경우에는 에러 실린더(36)의 에어챔버(41)에 압축 공기를 공급해서 소정의 압력(핀과 부품 설치 개구의 위치가 이탈되어 있는 경우에 있어서도 핀이 구부러지거나 부품 설치 기판이 압제되지 않을 정도의 압력)으로 전자 부품(12)을 압축하면 핀은 그 근원까지 부품 설치 개구에 완전히 삽입된다. 그리고 이 상태는 다음의 항에서 말하는 부품 삽입 검출 기구(18)로 검출되어 진다.

부품 삽입 검출 기구(18)는 제3도에 도시한 바와 같이 전자 부품 가압 기구(17)를 구성하는 부품 맞닿음 부재(35)의 상면에 세워설치되고 있는 로드(45)와 그 로드(45)의 상방에 배치되어 있는 고분해능형인 포토마이크로 감지기(46)로 되어 있다.

상기 로드(45)는 상기 척 기구(13)를 구성하는 피스톤(24)의 축심에 설치한 로드 수공(47)에 상하 이동 가능하게 끼워넣여져 있고 그 상단은 피스톤(24)의 위쪽으로 연장되어 있다. 또 포토 마이크로 감지기(46)에는 상기 로드(45)의 상단이 끼워 넣어지는 요(凹)부(48)가 설치되어 있다.

그리고 상기 척 기구(13)로 전자 부품(12)을 정규의 높이 위치에 척하면 그 전자 부품(12)의 두부에서 부품 맞닿음 부재(35) 내지 로드(45)는 밀어 올려져서 그로드(45)의 사단이 포토 마이크로 감지기(45)의 철(凸)부(48)에 들어가서 그 포토 마이크로 감지기(46)의 발광부로부터 수광부를 향해서 조사되어 있는 감지기광이 차단되어서 전자 부품(12)이 척 기구(13)로 정규의 높이 위치에 쥐어져 있음을 확인할 수 있도록 되어 있음과 더불어 앞서 설명한 바와 같이 부품 가압 기구(17)로 전자 부품(12)의 핀이 근원까지 부품 설치 개구에 완전히 삽입되면 전기 로드(45)의 상단이 포토 마이크로 감지기(46)의 철(凸)부(48)로부터 빠져나와 그 포토 마이크로 감지기(46)로 핀이 부품 설치 개구에 완전히 삽입되었음을 확인할 수 있도록 되어 있다.

그리고 포토 마이크로 감지기(56)로 핀의 삽입을 확인할 수 없는 경우에는 전자 부품(12)이 소위 기울인 상태로 척되어 있는 가 또는 전자 부품(12)의 핀가 구부러져 있는 것으로 판단, 전자 부품(12)을 다시 척해서 재삽입하거나 또는 전자 부품(12)을 척 기구(13)로 척한 채로 제5도에 도시하는 것 같은 핀 교정 치구(49)의 위치까지 운반해서 그 핀 교정 지그(jig)(49)로 핀을 교정하여 재삽입을 시도하고 그래도 삽입될 수 없는 것은 파기하도록 되어 있다.

축 방향 구동 기구(15)는 제6도에 도시한 바와 같이 상기 척 기구(13)를 설치한 척 하우징(50)과 그 척 하우징(50)을 회전 축수(bearing) 기구(51)를 거쳐서 수직 방향으로 약 90°의 범위로 회전 가능하게 지지되어 있음과 더불어 상면에 원주형인 축부(boss section)(52)를 돌설한 척 홀더(53)와 그 척 홀더(53)의 상면측에 얹혀 놓인 상태로 되어 있고 한 측부에 설치한 베어링 개구(54)에 상기 축수부(52)를 끼워 맞춤으로써 그 축부(52)상에 설치된 스프라인(spline) 축(56)과 그 스프라인 축(56)을 축방향으로 이동가능하거나 또한 회전 불능으로 끼워 맞추어져 있는 베어링 슬리브관(bearing sleeve)(57)과 그 베어링 슬리브관(57)을 상하한쌍의 베어링(58,59)으로 회전 가능하게 지지하고 있는 베이스 프레임(60)(그 베이스 프레임(60)은 다음의 항에서 상술한 횡 방향 구동 기구(16)의 이동 브래킷에 장치되어 있다)와 그 베이스 프레임(60)에 설치된 에어 실린더(61)로 되어 있으며 상기 에어 실린더(61)의 상부 에어 챔버(65)에 공급하면 피스톤 로드(62)가 밀어내려지며 회동판(55), 척 홀더(53), 척 하우징(50)을 거쳐서 척 기구(13)가 하강되며 이와는 역으로 에어 실린더(61)의 하부 에어 챔버(66)에 압축 공기를 공급하면 피스톤 로드(62)가 밀어올려지며 척 기구(13)가 상승한다. 상기 척 하우징(50)은 제7도에 도시한 바와 같이 대략 L자형으로 형상되어 있으며 하단(50a)측과 측면(50b)측에는 조편(19a,19b)을 돌출시킨 상태이며 각각 2개씩 종류가 다른 척 기구(13)가 설치되어 있다. 하면(50a)측과 측면(50b)측의 조편(19a,19b)는 그 형상을 바꾼 상태로 만들어져 있으며 전자 부품(12)의 종류 또는 형상에 따라서 사용하도록 되어 있다.

또 상기 회전 베어링(51)은 2종류의 척 기구(13)를 사용하는 것이며 그 회전 베어링(51)은 제8도에 도시한 바와 같이 척 하우징(50)을 수직 방향으로 회전 가능하게 지지하고 있는 추지축(rotary shaft)(67)과 그 추지축(67)에 고설되어 있는 피니언(68)과 그 피니언(68)의 양측부에 치합하고 있는 좌우 한쌍의 척(69,70)과 이들 척(69,70)을 역방향으로 움직이는 에어 실린더(71)로 되어 있으며 그 에어 실린더(71)의 한쪽(제8도 좌 방향)의 에어 챔버(72)에 압축 공기를 공급하는 다른 쪽(제8도 우방향)의 에어 챔버(73)로부터 압축 공기를 배제한 상태하에선 제7도 실선으로 도시한 바와 같이 하면(50a)측의 척 기구(13)가 사용되는 상태로 되어 있다. 그리고 이 상태로부터 한 쪽의 에어 챔버(72)의 압축 공기를 배제함과 동시에 다른 쪽의 에어 챔버(73)에 압축 공기를 공급하면 척 하우징(50)은 수직 방향(수지 방향)으로 약 90° 회전하며 이제까지 수평 상태로 되어 있던 측면(50b)측의 척 기구(13)가 수직 상태로 되어서 사용 가능한 상태로 된다.

또한 제6도에 있어서(74)는 상기 축수통체(57)를 회전시킴으로써 척 기구(13)를 수평 방향으로 회전시켜 조편(19a,20a)의 방향으로 바꾸고 조편(19a,20a)로 전자 부품(12)을 쥐고 있는 위치를 바꾸는 회전 구동 기구에 있다(전자 부품(12)은 그 종류에 따라서 쥐어야할 면이 다르다). 그 회전 구동 기구(76)에 장치한 풀리(pullery)(77)와 그 풀리(77)에 일단측이 현가되며 타단측이 전지 축수통부(57)에 설치된 풀리(78)에 현가된 타이밍 벨트(79)로 되어 있어서 상기 에어 실린더(75)로 회전축(76)을 회전시키면 그 회전축(76)의 회전은 타이밍 벨트(79)를 거쳐서 베어링통(57)에 전달된다.

상기 에어 실린더(75)는 제9 내지 제11도에 도시한 바와 같이 좌우 한쌍의 피스톤(80,81)과 이들 피스톤(80,81)간에 과설된 러그(82)를 갖추고 있어서 그 러그(82)에는 상기 회전축(76)에 설치한 피니언(83)을 거쳐 회전축(76)이 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하도록 되어 있다.

(84..84)는 회전축(76)을 기준 위치, 기준 위치로부터 90°회전시킨 위치, 기준 위치로부터 270° 회전시킨 위치에 고정하기 위한 4개의 회전 위치 결정 기구이며 이들 회전 위치 기구(84..84)는 전기 회전 구동 기구(74)의 에어 실린더(75)의 하면에 회전축(76)을 중심으로 하여 동일 원주상에 등각도(90°)를 가지고 배채된 신축 가능한 스토퍼(85)와 상기 회전축(76)의 하단에 설치한 풀리(77)의 상면에 돌설되어 있는 원호형 스토퍼 계합 돌기(86)로 되어 있다.

상기 스토퍼(85)는 에어 실린더(87)와 피스톤(88)과 피스톤 로드 복귀 용수철(90)을 갖추고 있어서 상기 에어 실린더(87)의 에어 챔버(90)에 압축 공기를 공급하면 피스톤 로드(88)은 상기 풀리(77)의 상면에 설치한 원호형 스토퍼 계합 돌기(86)의 단부가 맞닿는 위치까지 하강하도록 되어 있으며 4개 중의 하나인 스토퍼(85)의 피스톤 로드(88)를 하강시켜서 상기 회전 구동 기구(74)로 척 기구(13)를 회전시킨다면 상기 풀리(77)의 상면에 설치된 원호형의 스토퍼 계합 돌기(86)의 한단부가 상기 피스톤 로드(88)의 선단에 맞닿게 하여 회전축(76) 또는 척 기구(13)의 조편(19a,20a)의 수평 방향의 위치 결정이 되게 한 것이다.

따라서 상기 회전 베어링(51)에 따라 척 하우징(40)을 수직 방향으로 90° 회전시켜 사용한 척 기구(13)를 선택하고 나서 회전 구동 기구(74)로 척 기구(13)를 수평 방향으로 회동시켜서 회전 위치 결정 기구(84)로 수평 방향의 위치 결정을 한다면 전기 조편(19a,20a)으로 전자 부품(12)의 원하는 위치를 잡아서 그 전자 부품(12)을 축 방향 구동 기구(15)로 부품 설치 기판(14)측으로 하강시킬 수 있다.

횡 방향 구동 기구(16)는 제1도 및 제12도에 도시한 바와 같이 상기 축방향 구동 기구(15)의 베이스 프레임(60)를 지지하고 있는 L자형인 이동 브래킷(91)과 그 이동 브래킷(91)을 좌우 한쌍의 선형 베어링(92)으로 수평 방향(X방향)으로 슬라이드 가능하게 지지하고 있는 단면 형인 레일(93)과 그 레일(93)의 양단측에 설치한 축수(94,95)에 의해 양단부가 지지되어 있음과 동시에 상기 이동 브래킷(91)에 설치한 나사수(96)에 나합되어 있는 볼 나사(97)와 그 볼 나사(97)의 일단에 심출 지구(98)를 거쳐서 연결되어 있으며 그 나사(97)를 정,역 회전시키는 서보 모터(99)를 갖추고 있다. 그리고 사이 서보 모터(99)로 볼 나사(97)를 정,역 회전시키면 그 볼 나사(97)의 회전 운동은 이동 브래킷(91)에 설치된 나사수(96)로 직진 운동으로 변환되어서 이동 브래킷(91) 내지 척 기구(13)는 레일(93)을 따라서 수평 방향(X 방향)으로 왕복 운동한다.

또한 (100,101)은 레일(93)의 양단부를 지지하고 있는 지주(102)는 지주(100,101)를 입설하고 있는 주 테이블, (103)은 주 테이블(102)의 전방에 설치된 부 테이블이며 그 부 테이브(103)의 위치에는 다음에 말하는 부품 설치 기판 지지대(104)와 그 횡 방향 구동 기구(112) 및 안빌 기구(117)이 설치되어 있다.

부품 설치 기판 마운팅 베이스는 말 그대로 부품 설치 기판을 얹어 놓기 위한 대이며 그 대위에 부품설치 기판(14)을 얹어놓아 그 부품 설치 기판(14)의 부품 설치 개구로 전자 부품(12)의 핀을 삽입하고 그 핀을 구부리기 위한 것이다.

상기한 바와 같이 횡 방향 구동 기구(16)는 척 기구(13)를 수평 방향의 한방향(X방향)으로만 왕복 운동 시킬 수 있으나 이것과 직교하는 방향(이하 Y방향이라 한다)으로 이동시킬 수는 없다. 따라서 횡 방향 구동 기구(16)로 목표로 하는 부품 설치 개구에 대해서 Y방향으로 이탈된 위치에 있을 경우에는 그대로의 상태로는 부품 설치 개구에 전자 부품의 핀을 삽입할 수는 없다.

부품 설치 기판 마운팅 베이스는 부품 설치 기판(14)을 Y방향으로 이동시키기 위한 것이며 그 마운팅 베이스(104)는 제13도에 도시한 바와 같이 주 테이블(102)에 입설된 후면측의 로드 가이드지지브래킷(105)과 부 테이블(103)에 기대(106)를 거쳐서 입설된 전면측의 가이드 로드 지지 브래킷(107)과 이들 가이드 로드 지지 브래킷(105,107)에 Y방향으로 과설된 좌우 한 쌍의 가이드 로드(108,109)를 부품 설치 기판 마운팅 베이스(104)의 전 후 방향에 설치한 로드 수공(110,111)에 끼워 통하게함으로써 부품 설치 기판 마운팅 베이스(104)는 Y방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다.

또 상기 부품 설치 기판 마운팅 베이스(104)를 Y방향으로 이동시키는 마운팅 베이스용인 횡 방향 구동 기구(112)는 부품 설치 기판 마운팅 베이스(104)에 설치된 나사받이(113)와 그 나사받이(113)에 나합된 상태로 상기 전 후부의 가이드 로드 지지 브래킷(105,107)에 회전 가능하게 과설되어 있는 볼 나사(114)와 그 볼 나사(114)의 일단부에 심출지구(115)를 거쳐서 연결되어 있고 그 볼 나사(114)를 정, 역 회전시키는 서보모터(116)를 갖추고 있다. 그리고, 상기 서보 모터(116)로 볼 나사(114)를 정,역 회전시키면 그 볼 나사(114)의 회전 운동이 나사받이(113)로 부품 설치 기판 마운팅 베이스(104)의 직진 운동으로 변환되어서 그 마운팅 베이스(104)는 Y방향으로 왕복 운동을 한다.

안빌 기구는 부품 설치 개구에 삽입된 전자 부품(12)의 핀의 선단을 구부리기 위한 기구를 말한다.

안빌 기구(117)는 제14도에 도시한 바와 같이 상단측의 조편(118a,119a)로 전자 부품(12)의 핀의 선단을 대략 직각으로 구부리는 좌우 한 쌍의 회동 암(118,119)과 이들 외동 암(118,119)의 중앙부를 축(120)으로 회전 가능하게 지지하고 있는 안빌 하우지(121)과 상기 회동 암(118,119)을 상반되는 방향(시계 방향과 반시계방향)으로 회동시키는 에어 실린더(122)로 되어 있다.

상기 에어 실린더(122)는 실린더 본체(123)와 그 실린더 본체(123)에 이동 가능하게 끼워 맞추어져 있는 피스톤 로드(124)를 갖추고 있어서 그 피스톤 로드(124)를 상동시키면 그 피스톤 로드(124)의 선단의 원추 형면(125)이 상기 회동 암(118,119)의 하단에 장치되어 있는 롤러(126,127)를 서로 이간시켜서 회동 암(118,119)을 축(120)을 중심으로 해서 조편(119a,118a)을 내측 즉 서로 근접하는 방향으로 회동시키고 전자부품(12)의 핀의 선단을 내측으로 향해서 대략 직각으로 구부리도록 되어 있다.

또한 안빌 기구(117)도 전술의 척 기구(13)와 마찬가지로 축 방향 구동 기구(128)로 상하 이동시킬 수 있게 되어 있음과 동시에 회전 베어링(129)으로 수직 방향으로 약 90°회동시킬 수 있으며 또 회전 구동기구(130)와 회전 위치 결정 기구(131)로 수평 방향으로 90°, 180°, 270° 회전시킬 수 있도록 되어 있다.

상기 안빌 기구용인 회전 베어링(129)은 제5도에 도시한 바와 같이 안빌 하우징(121)의 측면(121b)측에 설치되어 있는 안빌 기구(117)를 쓰기 위한 것이다. 또 안빌 기구용인 회전 구동 기구(130)와 회전 위치 결정 기구(131)는 척 기구(13)의 조편(19a,20a)의 수평 방향의 회전에 맞춰서 안빌 기구(117)의 조편(118a,119a)를 수평 방향으로 회전시키고 또한 고정하기 위한 것이다.

또한 이들 안빌 기구용인 회전 베어링(129), 회전 구동 기구(130), 회전 위치 결정 기구(131)의 구조는 상기 척 기구용인 회전 베어링(51), 회전 구동 기구(74), 회전 위치 결정 기구(84)와 대략 같은 구조이므로 상세한 설명은 생략한다.

안빌 기구(117)는 전술한 바와 같이 부품 설치 개구에 삽입한 전자 부품(12)의 핀의 선단을 구부리기 위한 것이며 척 기구(13)와 쌍을 이루며 척 기구(13)의 대략 바로 킨에 위치시켜 둘 필요가 있다.

안빌 기구용인 횡 방향 구동 기구는 척 기구(13)와 더불어(척 기구(13)에 동기시켜서) 안빌 기구(117) 및 이것에 부속하는 기구(회전 베어링(129))나 회전 구동 기구(130) 및 회전 위치 결정 기구(131))를 수평 방향(X방향)으로 이동시키기 위한 것이며 그 송출 기구(132)는 제16도에 도시한 바와 같이 L자형인 이동 브래킷(91)의 상면에 설치된

형인 볼트 수편(channel shaped retainer)(133)과 그 볼트 수편(133)에 응력 조정 볼트(134)를 거쳐서 양단부가 나사식으로 붙어 있으며 상기 이동 브래킷(91)의 이동에 따라서 회전하는 박강판제인 제1스틸 벨트(135)와 그 제1스틸 벨트(135)의 하방에 배치되어 있음과 더불어 그 벨트(135)에 연결 부재(136)에 연결 부재(136)를 거쳐서 결합되어 있는 제2스틸 벨트(137)과 그 제2스틸 벨트(137)의 일부에 볼트 등의 멈춤 기구(138)로 멈추어 있는 그 베이스 프레임(139)의 배면측에 장착되어 있는 형인 레일 결합 부재(140)(제17도 참조)와 그 레일 결합 부재(140)의 일단측이 결합되어 있는 가이드 레일(141)(그 가이드 레일(141))은 주 테이블(102)의 상면 전단부에 X방향으로 설치되어 있다)로 되어 있다. 그리고 척기구(13)를 이동시키면 제1스틸 벨트(135)와 제2스틸 벨트(137)를 거쳐서 베이스 프레임(139) 내지 안빌 기구(117)를 척 기구(13)에 동기시키고 이것과 같은 방향으로 이동시키도록 되어 있다. 즉, 제1스틸 벨트(135)는 4개의 풀리(pulley)(142,143,144,145)에 사각형 모양으로 현가되어 있어서 그 상변(135a)측에 상기 이동 브래킷(91)이 장착되어 있음과 더불어 제2스틸 벨트(137)는 2개의 풀리(146,147)에 사각형 모양이 되도록 현가되어 있고 그 하변(137a)측의 상기 척 기구(13)의 대략 밑 위치에 상기 베이스 프레임(139)가 볼트 등의 지착구(138)로 지착되어 있고 상기 제1스틸 벨트(135)의 하변(135b)가 전기 연결 부재(136)로 결합되어 있다. 따라서 척 기구(13)가 이동되면 이와 같은 방향으로 안빌기구(117)등이 이동하게 된다. 또한, (148)은 풀리를 장치하고 있는 풀리 지지 브래킷이다.

실시예의 전자 부품 장착 장치는 상기와 같은 구성이므로 우선 사용 준비 단계로서 장착하려고 하는 전자 부품(12)의 종류에 맞춰서 사용하는 척 기구(13)와 안빌 기구(117)의 종류를 선택한다. 즉 회전 베어링(51,129)로 각각 척 하우징(50)과 안빌 하우징(121)을 수직 방향으로 회전시켜서 이들 척 하우징(50)과 안빌 하우징(121)에 장치되어 있는 수종류의 척 기구(13...13) 및 안빌 기구(117...117)중에서 사용하려는 척 기구(13)의 조편을 아래쪽으로 안빌 기구(117)의 조편을 위쪽을 향하게 한다. 그리고 상기와 같이 해서 사용하는 척 기구(13)와 안빌 기구(117)를 선택하고 나면 이번엔 전자 부품(12)에 맞춰서 조편의 방향을 바꾼다. 즉, 회전 구동기구(74,130)을 사용해서 척 하우징(50)의 안빌 하우징(121)을 수평 방향으로 소정의 각도 회전시키고 회전 위치 결정 기구(48,131)로 수평 방향의 위치결정하는 한편 부품 설치 기판 마운팅 베이스(104)상에는 전자 부품을 마운트하려는 부품 설치 기판(14)을 세트한다.

그런 다음 본 장치를 구동하면 우선 척 기구(13)는 횡 방향 구동 기구(16)로 부품 척 위치까지 이동해서 도면외의 부품 공급 장치에서 보내지는 전자부품(12)의 척을 한다.

전자 부품(12)의 척이 끝나면 척 기구(13)는 횡 방향 구동 기구(16)로 전자 부품(12)을 장치하려는 부품 설치 개구의 위쪽을 향해서 X방향으로 이동해 온다(이 경우에 안빌 기구(117)도 안빌 기구용인 횡 방향 구동 기구(132)로 척 기구(13)에 동기해서 이와 더불어 이동해 온도).

횡 방향 구동 기구(16)에 의한 X방향의 이동으로 척 기구(13)가 목적하는 부품 설치 개구의 바로 위에 왔을 경우에는 척 기구(13)는 축 방향 구동 기구(15)로부터 하강되는데 척 기구(13)의 위치가 목적하는 부품 설치 개구에 대해서 Y방향으로 이탈되어 있을 경우엔 부품 설치기판 마운팅 베이스(104) 및 그 위에 얹혀 놓인 부품 설치 기판(14)이 부품 설치 기판 재치 대용인 횡 방향 구동 기구(112)로 Y방향으로 이동되어서 척 기구(13)의 대략 바로 밑에 위치시켜서 척 기구(13)를 축방향 구동 기구(15)로 하강시킨다.

전자 부품(12)의 핀이 부품 설치 기판(14)의 부품 설치 개구내에 0.5 내지 1mm 정도 삽입되는 위치로 축방 구동 기구(15)의 하강을 정지시킴과 더불어 척 기구(13)로 전자 부품(12)을 쥔 것이 풀린다.

척 기구(3)로 쥔 것이 풀린 전자 부품(12)은 부품 가압 기구(17)의 코일 스프링(42)의 반발력으로 부품 설치 기판(14)측에 눌려서 핀가 부품 설치 개구내에 삽입된다. 상기 코일 스프링(42)의 반발력만으로는 핀가 부품 설치 개구내에 침입하지 않을 경우엔 부품 가압 기구(17)의 에어 실린더(36)에 압축 공기를 공급해서 소정의 압력(핀과 부품 설치 개구의 위치가 이탈되어 있을 경우에도 핀가 구부러지거나 부품 설치 기판이 눌러 부숴지지 않을 정도의 압력)으로 전자 부품(12)을 누르다.

상기 부품 가압 기구(17)로 가압된 전자 부품(12)의 핀가 근원까지 완전히 삽입되었는지 여부는 부품 삽입 검출 기구(18)로 검출되며 핀가 완전히 삽입되었음이 확인되며 안빌 기구(117)가 작동해서 핀의 선단이 구부러진다.

또한 부품 삽입 검출 기구(18)에 의한 전자 부품의 삽입의 확인되지 않을 경우에는 전자 부품의 핀가 구부러져 있거나 또는 전자 부품이 척 기구(13)에 의해서 경사된 상태로 척되어 있다고 판단하고 그 전자 부품을 척한 채로의 상태로 핀 교정 치구(49)의 위치까지 운반해서 핀을 교정하거나 또는 척을 다시해서 재삽입을 시도하고 그대로 삽입되지 않는 것을 파기토록 되어 있다.

도한 상기의 일련의 동기를 도면외의 제어 장치로 자동 제어되며 부품 설치 기판의 부품 설치 개구에 차례로 전자 부품이 마운트되도록 되어 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 전자 부품 장착 장치는 척 기구에 의한 전자 부품의 척을 푼 상태이며 그 전자 부품을 소정의 압력으로 부품 설치 기판측으로 향해서 가압하는 부품 가압 기구 및 그 부품 가압 기구로 가압된 전자 부품의 이동량을 검출하는 부품 삽입 검출 기구를 설치했으므로 다음에 말하는 것 같은 효과가 있다.

(1) 전자 부품의 핀의 선단이 부품 설치 기판에 가볍게 맞닿은 상태로 척 기구에 의한 전자 부품의 척을 풀고 그 전자 부품 가압 기구로 소정의 압력으로 부드럽게 누름으로써 핀의 구부림이나 부품 설치 기판이 눌러 부서짐을 방지할 수 있다.

(2) 부품 삽입 검출 기구로 전자 부품의 핀가 부품 설치 개구에 완전하게 삽입된 것을 확인한 다음 즉 삽입 미스가 없음을 확인하고나서 안빌 기구 등으로 핀의 선단을 구부리고나서 삽입 미스를 발견한다는 것은 없어진다.

(3) 핀을 구부리기에 앞서 삽입 미스 또는 척 미스를 발견할 수 있으므로 핀을 구부리고 나서부터 삽입미스를 발견할 수 있는 경우와 같이 한 번 구부린 핀의 선단을 사람의 손으로 곧바로 연장시키고 전자 부품을 부품 설치 기판에서 꺼내서 재삽입을 시도한다는 복잡한 작업을 없앨 수 있으며 그 만큼 장치의 가동율을 높일 수 있었다. 또 핀을 무리하게 구부리지 않고 전자 부품의 재이용이 용이해진다.

Claims (1)

1. 부품 설치 기판에 형성된 개구를 통해 삽입된 연결 핀을 가지는 전자 또는 전기부품을 자동으로 상기 부품 설치 기판상에 조립하는 장치에 있어서, 상기 부품이 제공되는 소정의 척킹 스테이션(chucking station)에서 상기 부품을 척킹하고 부품 설치 기판에 관하여 소정의 방향으로 상기 전기 부품을 나르는 척킹 수단과 - 여기서 상기 부품의 상기 핀은 상기 척킹 스테이션으로부터 상기 개구에 정렬되고, 상기 부품설치 기판에 직각인 방향 및 상기 개구로 상기핀을 삽입하기 위한 상기 부품 설치 기판을 향한 방향으로 상기 척킹 수단을 이동하도록 상기 척킹 수단을 구동하는 이송 수단과, 상기 부품 설치 기판에 관한 소정의 위치에서 상기 부품을 검출하도록 상기 척킹 수단의 이송량을 모니터링하고 - 여기서 상기 핀은 한번의 풀 스트로크(ful stroke) 삽입에 관한 제1소정의 소량으로 상기 개구로 삽입되며-상기 이송 수단을 불활성화시키며, 상기 척킹수단으로부터 상기 부품을 풀어놓도록 상기 척킹을 해제하기 위해 상기 척킹 수단을 동작시키는, 상기 척킹 수단과 협력하는 해제(releasing)수단과, 상기 개구를 통해 상기 핀을 더 삽입하기 위한 상기 제1량(magnitude)보다 더 큰 압력의 제2제어량을 움직이는, 상기 해제 수단에 반응하는 가압수단과, 상기 핀이 상기 개구를 통해 완전히 삽입된 상기 부품의 상기 위치를 검출하도록 상기 부품의 위치를 모니터링하는 가압량 모니터링 수단과, 상기 부품 설치 기판상에 상기 부품을 고정시키기 위해 상기 핀의 끝을 클램핑하고, 상기 핀의 상기 완전하게 삽입된 위치를 검출하는 상기 부품 위치 모니터링 수단에 반응하는 클램핑 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 및 전기 부품 자동 조립 장치.

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