KR0155290B1

KR0155290B1 - 이형부품 일점 삽입 로봇 시스템

Info

Publication number: KR0155290B1
Application number: KR1019940020979A
Authority: KR
Inventors: 우정식
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1994-08-24
Filing date: 1994-08-24
Publication date: 1998-12-15
Also published as: KR960007106A

Abstract

본 발명은 직교 2축 로봇을 이용한 이형부품 일점 삽입 로봇에 관한 것으로, 종래의 기판(PCB)에 실장되는 전자 부품들중 자동삽입기에서 처리할 수 없는 이형부품들을 기판에 삽입하는 이형부품 삽입기에 두대의 이송로봇을 사용하여 삽입기와 크린치기를 이송함으로서 이형부품을 한 공정에서 기판에 삽입하도록 하는 이형부품 삽입 로봇시스템에 관한 것으로, 로봇의 제어프로그램만 바꿔 주기만 하며 원하는 작업을 할 수 있어, 기판의 크기의 변경 또는 이형부품의 삽입 위치 변경등에 신속히 대응할 수 있으며, 작업시간이 짧아 다량생산에 적합하는 등 여러가지 장점이 있다.

Description

이형부품 일점 삽입 로봇 시스템

제1도 (a)(b)는 본 발명의 개략적인 측면도와 정면도.

제2도는 본 발명의 베이스판에 컨베어부가 장착된 평면도.

제3도 (a)는 제2도의 컨베어부만을 나타낸 평면도.

(b)(c)는 (a)의 컨베어부의 측면도.

(d)(e)는 (a)의 컨베어부의 정면도.

제4도는 본 고안 실시예의 스틱형 이형부품 공급기의 개략적인 배면도.

제5도 (a)는 본 고안 실시예의 부품 삽입기의 개략적인 사시도.

(b)(c)는 상기 (a)의 삽입기의 정면도 및 측면도.

제6도 (a)(b)는 본 발명의 실시예의 베이스판 윗 부분의 개략적인 정면도와 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 프레임부 20 : 컨베어부

30 : 공급기 40 : 삽입기

50 : 크린치기 60 : 로봇부

61 : 제1 이송로봇 65 : 제2 이송로봇

70 : 제어부

본 발명은 이형부품 일점 삽입 로봇 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이형부품들을 기판에 삽입하는 이형부품 삽입기에서 두대의 이송로봇을 사용하여 이형부품 삽입작업을 한 공정에서 일괄작업으로 이루어지도록 한 이형부품 일점 삽입 로봇시스템에 관한 것이다.

일반적으로 공정자동화에 필수적인 부품 자동삽입작업은 자동삽입기에 의해 기판(PCB)에 전자 부품을 삽입하였으나, 전자부품들중 자동삽입기로 삽입작업을 못하는 이형부품은 전용의 이형부품 공급기와 삽입기로 삽입 작업을 행하였다.

종래의 이러한 이형부품 일점삽입기는 기판을 이송하는 컨베어 밸트와, 이형부품을 삽입기에 공급하는 이형부품 공급기와, 상기 컨베어 벨트로 이송되어진 기판에 상기 공급기로부터 파지한 이형부품을 삽입하는 삽입기와, 상기 이형부품이 삽입된 기판을 나중에 설명할 크린치기에 이송하기 위한 컨베어 벨트와, 기판에 삽입된 이형부품을 인쇄기판에 고정시키는 크린치가 각각 형성되어 이형부품 삽입작업을 이루어지도록 구성되어 있다.

상기와 같은 종래의 이형부품 일점 삽입기는 각 공정에 하나씩 기기가 배치되어 이형부품을 인쇄회로 기판에 삽입되게 되어 있으므로, 협소한 공간에 설치하기가 어려웠으며, 여러 공정으로 나누어져 있어 이형부품을 기판에 삽입·고정하는대 시간이 오래 걸리며, 또한 각 공정을 통합적으로 제어하기도 어려운 문제점이 있었다.

그 밖에도 생산비가 많이 들어 이형부품 삽입기 가격이 고가가 되는등 여러가지 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 이형부품 일점 삽입기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 한 공정안에서 모든 작업이 일괄 수행되어 이형부품을 삽입·고정하는 이형부품 일절 삽입 로봇 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 본 고안의 목적은 두대의 이송로봇에 의해 달성된다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 이형부품을 삽입시키는 삽입기를 원하는 위치로 이송하는 제1 이송로봇과, 이형부품의 안내부를 구부리는 크린치를 이송하는 제2 이송로붓과, 상기 제1·2 이송로봇을 제어하는 제어부로 구성되어 삽입작업을 일괄작업으로 이루어지도록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 이형부품 일점 삽입 로봇 시스템을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

제1도는 (a)(b)는 본 발명의 개략적인 측면도와 정면도로, 본 시스템은 크게 일곱부분으로 나눌 수 있는데, 본 발명을 구성하는 모든 부분을 수용·지지하는 프레임부(10)와, 기판을 이형부품 삽입작업을 위한 작업위치로 이송·고정 및 반송을 위한 컨베어부(20)와, 이형부품을 다음에 설명할 삽입기에 공급하는 부품 공급기(30)와, 공급기로 부터 이형부품을 받아 기판에 삽입하는 삽입기(40)와, 기판에 삽입된 이형부품을 고정하는 크린치기(50)와 상기 삽입기와 크린치기를 기판의 원하는 위치까지 이송하는 제1·2 이송로봇(61, 65)과, 이형부품 일점 삽입 로봇 시스템의 전체와 상기 로봇을 제어하는 제어부(70)로 구성되어 있다.

이하, 본 발명의 상기 부품을 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.

먼저, 프레임부(10)는 상기 각 구성부분을 지지 수용하는 곳으로, 충분한 강성과 내구성이 있는 프레임(FRAME)(11)과, 상기 프레임의 상부에 설치되는 컨베어부(20)와 공급기(30) 및 제1·2 이송로봇(61, 65)등을 지지하는 베어스판(BASEPLATE)(12)과, 산업안전재해를 방지하기 위해 안전커버(COVER)(13)로 형성되어 있다.

상기 베이스판(12)은 충분한 강성과 함께 0.02㎜이내의 평면도를 가지도록 하며, 또한 프레임의 내부 전면과 후면에는 다음에 설명할 제어부의 프로그램 로직 제어기(PROGRAMABLE LOGIC CONTROLLER)(71)와 로봇 조절기(72)가 내장되도록 하여 외부의 공간 면적을 극소화하도록 되어있다.

제2도는 베이스판(12) 위에 컨베어부를 설치한 평면도이며, 제3도(a)는 제2도의 컨베어부만을 나타낸 평면도이며, (b)(c)는 (a)의 측면도이며, (d)(e)는 (a)의 정면도이다.

컨베어부(20)는 기판을 이형부품 삽입 작업 위치로 이송 및 반송을 하는 한쌍의 컨베어 밸트(21, 22)와, 이 컨베어 밸트(CONVEYOR BELT)를 움직이는 구동부와, 기판의 정·장공을 기준으로하여 작업위치에 고정시키는 레버 타입(LEVER TYPE)의 포지셔너(POSITIONER)(25)와, 기판의 크기에 맞게 컨베어 밸트간의 폭을 조절하는 핸들(HANDLE)(26)로 형성되어 있다.

상기의 밸트를 구동시키는 구동부는 2개의 모우터(MOTOR)(23, 24)와 복수의 풀리(PULLY)로 이루어져 있으며, 풀리의 크기는 기판을 반송시 기판상에 기 삽입된 부품이 쓰러지지 않을 정도로 크게하여 반송속도를 높여 반송시간을 단축하도록 하며, 기판의 이송 방향은 이송거리가 짧은 관계로 모우터를 바꾸어 주는 것으로 이송방향을 바꿀 수 있도록 되어 있다.

제4도는 스틱(STICK)형 이형부품을 삽입기에 공급하는 공급기(30)의 배면도로, 이러한 이형부품 공급기는 이형부품 종류에 따라 크게 스틱(STICK)형, 테이프(TAPE)형, 파트(RARTS)형 공급기가 있어, 서로 다른 종류의 공급기가 복수로 베이스판(12)에 설치될 수 있으며, 공급기에는 높이 조절용 볼트(31)이 있어 부품 공급위치를 컨베어 밸트와 동일한 높이로 유지시킬 수 있도록 되어 있다.

상기에 있어 복수개의 공급기를 설치시, 베이스판에 파트형 공급기와 다른 형의 공급기를 같이 설치하면 공간사용을 최대로 할 수 있으며, 상기 도면의 미설명 부호로는 스틱 받이통(32)이 있다.

제5도 (a)는 삽입기의 개략적인 사시도이며, (b)(c)는 그 정면도 및 측면도이다.

삽입기(40)는 다음에 설명할 그립퍼(GRIPPER)(41)를 회로기판까지 업-다운하는 업-다운 실린더(UP-DOWN CYLINDER)(42)와, 이형부품의 리드선(LEAD)을 기판상의, 리드구멍과 맞추기 위한 90° 회전용 실린더(43)와, 이형부품을 집는 그립퍼(41)와 이 그립퍼를 작동하는 그립용 실린더(44)와, 이형부품 삽입 유무를 감지하는 핀 실린더(PIN CYLINEDER)(45)를 포함되도록 형성되어, 다음에 설명할 이송로봇인 직교 로봇의 Y축에 부착되어, 공급기에서 이형부품을 파지하여 기판의 부품 삽입위치에서 부품을 삽입하여 핀 실린더(45)로 부품 삽입 유무를 감지하여, 재 삽입할 필요가 있을 때에는 재 삽입동작을 할 수 있도록 되어 있다.

상기 삽입기는 복수로 설치할 수 있다.

제6도는 본 발명의 베이스판 윗 부분의 개략적인 정면도와 측면도로 삽입기(40)와 크린치기(CLINCH)(50) 및 제1·2 이송로봇(61, 65)이 나타나 있다.

크린치기(CLINCHER)(50)는 이형부품의 리드선을 크린치(CLINCH)하는 조우기(51)와, 조우기를 작동하는 조우기 실린더(54)와, 조우기(JAW)(51)를 회로기판까지 업-다운하는 업-다운 실린더(UP-DOWN CYLINDER)(52)와, 이형부품의 리드선(LEAD)과 조우기와 맞추기 위한 90°회전용 실린더(53)를 포함되도록 형성되어, 다음에 설명할 이송로봇(65)인 직교로봇의 Y축에 부착되어, 삽입기에 의해 기판에 삽입된 이형부품의 리드선을 크린치(CLINCH)하여 기판에 고정시킨다.

상기 제1·2 이송로봇(61, 65)은 직교 2축 로봇으로 구성되어, 각 이송로봇에 삽입기와 크린치기가 각각 설치되어, 다음에 설명할 로봇 제어기(72)에 의해 제어되어 삽입기(40)와 크린치기(50)를 작업위치로 이송하도록 되어 있다.

상기 이송로봇은 간섭을 피할 수 있도록 독립된 작업공간을 확보한다.

제어부(70)는 위상제어(PLC:PHASE LOCK CONTROL)를 이용하여 이형부품 일점 삽입 로봇 시스템의 전 시스템을 제어하는 프로그램 로직 제어기(PROGRAMABLE LOGIC CONTROLLER)(71)와, 상기 2대의 직교 2축 로봇인 이송로봇을 제어하기 위한 한 개의 4축 로봇 제어기를 포함하며, 이러한 제어부의 제어기는 상기에서 설명한 바와 같이 프레임의 내면 전·후에 설치되어 본 시스템이 차지하는 면적을 최소화 하도록 되어 있다.

또한 각 제어기(70)를 조정하는 조작판(73)은 프레임의 시선을 기준으로 안전커버(13)에 설치하여, 한눈에 본 시스템의 작동상태를 파악할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 이형부품 일점 삽입 로봇 시스템은 기판이 본 시스템으로 이송되면, 컨베어 밸트에 의해 작업위치로 이송되어 포지셔너(24)에 의해 고정된다.

이형부품 공급기로부터 이형부품이 공급되면 삽입기는 업다운 실린더(42)와 90°회전용 실린더(43)와 그림용 실린더(44)를 사용하여 그립퍼(41)로 이형부품을 파지하여, 제1 이송로봇(61)에 의해 기판의 원하는 위치로 이송하여 상기 파지동작과 같은 방법으로 기판에 이형부품을 삽입하고, 삽입기에 설치된 핀 실린더(45)에 위해 이형부품의 삽입여부를 판단하여 필요시 재 삽입작동을 한다.

상기와 같이 이형부품이 기판에 삽입되면, 제2 이송로봇(6)에 의해 상기 작업 위치 반대편에 이송되어진 크린치기(50)는 업-다운 실린더(UP-DOWN CYLINDER)(52)와 90°회전용 실린더(53)와 조우기 실린더(54)에 의해 이형부품의 리드선을 크린치하여 기판에 고정시킨다.

작업이 끝난 기판은 컨베어 밸트에 의해 반송되어 지며, 이 모든 작업은 프로그램 로직 제어기와 로봇제어기에 의해서 제어된다.

상기와 같은 본 발명의 이형부품 일점 삽입 로봇 시스템은 직교 2축 로봇을 이송 로봇으로 사용하여 삽입기와 크린치기를 기판의 작업위치로 이송하므로, 로봇의 제어프로그램만 고쳐주면 기판의 크기의 변경, 이형부품의 삽입위치변경, 또는 모델의 변경시에도 신속히 대응할 수 있다.

또한 한 구간에서 이송·삽입·크린치·반송등 모든 작업이 일괄적으로 행하여지며, 작업라인이 짧아 협소한 공간에도 설치될 수 있으며, 라인 가동중 이상발생시나 레이-아웃 변경시에도 해당 구간만 이동 및 패스가 가능하며, 이형부품 삽입 작업시간이 짧아 다량생산에 적합하다.

또한 이형부품 일점 삽입 로봇 시스템은 종래의 이형부품 삽입기보다 가격이 싸며, 설치비가 저렴한 효과도 있다.

Claims

기판을 작업위치로 이송·고정 및 반송을 위한 컨베어부(20)와, 이형부품을 공급하는 부품공급기(30)와, 공급기로부터 이형부품을 파지하여 기판에 삽입하는 삽입기(40)와, 상기 삽입기를 기판의 원하는 위치로 이송하는 제1 이송로봇(61)과, 기판에 삽입된 이형부품을 고정하는 크린치기(50)와, 상기 크린치기를 기판의 원하는 위치까지 이송하는 제2 이송로봇(65)과, 이형부품 일점 삽입 로봇 시스템의 전체를 제어하는 제어부(70)와, 상기 각 구성부를 수용·지지하는 프레임부(10)를 포함하는 구성을 특징으로 하는 이형부품 일점 삽입 로봇 시스템.
제1항에 있어서, 프레임부(10)는 상기 각 부품들을 지지·수용하는 곳으로 충분한 강성과 내구성이 있는 프레임(FRAME)(11)과, 프레임 상부에 부착되어 컨베어부와 공급기와 제1·2 이송로봇등이 장착되는 충분한 강성과 평면도를 지닌 베이스판(BASE PLATE)(12)과, 상기 프레임에 장착되어 안전사고를 방지하는 안전커버(COVER)(13)로 구성한 것을 특징으로 하는 이형부품 일점 삽입 로봇 시스템.
제1항에 있어서, 컨베어부(20)는 기판을 이형부품 삽입 작업 위치로 이송과 모든 작업이 종료 후 인쇄 회로기판을 반송시키는 한 쌍의 컨베어밸트(CONVEYOR BELT)(21, 22)와, 이 컨베어 밸트를 움직이는 2개의 모우터(MORTOR)(23, 24)와 기판을 작업위치에 고정시키는 포지셔너(POSITIONER)(25)와, 기판의 크기에 맞게 컨베어밸트간의 폭을 조절하는 핸들(HANDLE)(26)을 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이형부품 일점 삽입 로봇 시스템.
제1항에 있어서, 삽입기(40)가 그립용 실린더(44)에 의해 이형부품을 집는 그립퍼(41)와 기판까지 업-다운시키는 업-다운 실린더(UP-DOWN CYLINDER)(42)와, 이형부품의 리드선을 기판상의 리드구멍과 맞추기 위한 90°회전용 실린더(43)와, 이형 부품 삽입 유무를 감지하는 핀 실린더(PIN CYLINDER)(45)로 된 구성을 특징으로 하는 이형부품 일점 삽입 로봇 시스템.
제1항에 있어서, 크린치기(CLINCHER)(50)는 이형부품의 크린치기하는 조우기(51)와, 이 조우기(51)를 회로기판까지 업-다운시키는 업-다운 실린더(UP-DOWN CYLINDER)(52)와, 이형부품의 리드선과 조우기와 맞추기 위한 90° 회전용 실린더(53)와, 상기 조우기를 작동하는 조우기 실린더(54)로 구성된 것을 특징으로 하는 이형부품 일점 삽입 로봇 시스템.
제1항에 있어서, 제1·2 이송로봇(61, 65)이 각각 직교 2축 로봇으로 된 것을 특징으로 하는 이형부품 일점 삽입 로봇 시스템.
제1항에 있어서, 제어부(70)는 위상제어를 이용하여 이형부품 일점 삽입 로봇시스템을 제어하는 프로그램로직 제어기(71)와, 상기 2대의 직교 2축 로봇인 이송로봇을 제어하기 위한 한개의 4축 로봇 제어기(72)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이형부품 일점 삽입 로봇 시스템.