KR100254263B1

KR100254263B1 - 부품장착장치

Info

Publication number: KR100254263B1
Application number: KR1019970002397A
Authority: KR
Inventors: 다다오 오카자키; 원영식
Original assignee: 유무성; 삼성항공산업주식회사
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1997-01-28
Publication date: 2000-05-01
Also published as: TW353262B; DE19702866A1; US5850683A; KR970060350A; CH691420A5; JP3677108B2; CN1097421C; JPH09214188A; CN1170334A

Abstract

본 발명에 따른 부품장착장치는 장착헤드의 홀더에 반시계 또는 시계방향으로 회전 가능하게 설치된 편심캠과, 이 편심캠에 접촉되며 흡입비트에 연결된 종동자를 구비하여, 편심캠 회전수단에 의해 편심캠이 소정각도 회전할 때 흡입비트가 하강 및 상승이동한다. 따라서, 흡입비트를 간단한 구조로 고속으로 구동할 수 있다.

Description

부품장착장치

본 발명은 반도체 장치 등의 전자부품을 인쇄회로기판 위에 자동적으로 장착하는 부품장착장치에 관한 것이다.

인쇄회로기판에 대해 IC나 LSI 등의 반도체 장치, 다이오드, 콘덴서 또한 저항 등과 같은 전자부품을 자동적으로 장착하기 위해서 소위 칩마운터라 불리는 부품장착장치가 사용된다. 이 부품장착장치는, 인쇄회로기판을 소정 위치로 안내하며 기판 지지 스테이지로서 기능하는 가이드 레일과, 인쇄회로기판에 장착될 각종 부품을 지지하는 부품 스테이지와, 부품 스테이지에 지지된 전자부품을 인쇄회로기판까지 반송하여 장착하기 위해 XY축 방향으로 수평이동 가능한 장착헤드를 구비하고 있다.

상기 장착헤드에는 전자부품을 진공압에 의해 흡입하기 위한 흡입비트가 복수개 장착되어 있으며, 이 흡입비트는 기판지지 스테이지와 부품 스테이지 상에서 각각 상하로 움직이도록 장착헤드에 설치되어 있다.

흡입비트를 상하로 이동시키는 구동수단으로서는 전동모터나 공기압 실린더가 사용되고 있다. 전동모터를 구동수단으로 사용한 경우에는, 흡입비트의 이동속도를 제어할 수 있다는 이점이 있는 반면, 제어계를 포함하여 장착헤드의 제조비가 높아진다는 문제점이 있다.

한편, 흡입비트의 상하 이동을 위해 공기압 실린더를 사용하면 제조비를 낮출 수는 있으나, 흡입비트의 수직 이동속도를 정확하게 제어할 수 없는 문제가 있다. 또한, 공기압 실린더에 의해 흡입비트를 상하로 이동시키는 경우에는, 공기압 실린더의 피스톤 로드에 흡입비트가 연결되어 피스톤 로드의 직선왕복 운동이 흡입비트의 수직이동으로 전달되도록 되어 있는데, 부품의 장착 능률을 향상시키기 위해 피스톤 로드의 상하 이동속도를 빠르게 하면 피스톤 로드의 왕복 이동단에서는 충격이 발생하게 된다. 따라서, 피스톤 로드의 이동속도를 증가시키는데에는 한계가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 흡입비트가 간단한 구조로서 고속으로 구동될 수 있도록 개선된 부품장착장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 흡입비트가 서로 다른 속도로 하강 및 상승 이동될 수 있는 부품장착장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부품장착장치의 개략적 구성을 나타낸 평면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 장치의 정면도이다.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 장착헤드를 상세하게 나타낸 정면도이다.

도 4의 (a)는 도 3의 IVa-IVa선 단면도이며,

도 4의 (b)는 (a)의 IVb-IVb선 단면도이다.

도 5는 도 3에 도시된 장착헤드의 좌측면도이다.

도 6은 도 3의 VI-VI선 단면도이다.

도 7은 도 3에 도시된 장착헤드의 저면도이다.

도 8은 편심캠 변형예에 있어서, 편심캠의 회전방향과 흡입비트의 상하이동 사이의 관계를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1.2...수평지지부재 3,4...가이드 레일

5...크로스바 6...헤드 유니트

7...모터 8...볼스크류

10...연동 샤프트 11,12...피니언 기어

13,14...랙 15...볼스크류

16...모터 20...인쇄회로기판

21,22...가이드부재 23...부품 스테이지

24...장착헤드 25...흡입비트

26...중공 구멍 27...진공 펌프

30...베이스 31...지지판

32,33...가이드 레일 34...지지블럭

35...홀더 36,37...슬라이딩블럭

38...수평 브라켓 39...볼트

41...공기압 실린더 42...피스톤 로드

43...구동블럭 44...공기압실

45...피스톤 로드 46,47...연결부재

48...랙부재 49...전자밸브

51...가이드 로드 52...노즐 지지블럭

53...스핀들 54...노즐 홀더

55...흡인공 61...지지축

62...피니언 기어 63...편심캠

64...종동자 65...압축 코일 스프링

W...전자부품

본 발명에 따른 부품장착장치는, 부품 스테이지에 놓인 부품을 기판에 장착하기 위한 것에 있어서, 상기 부품 스테이지와 상기 기판 사이에 이동 가능하게 설치된 장착헤드와, 상기 장착헤드에 결합된 홀더와, 상기 홀더에 결합되며 상기 부품을 흡착하는 흡입비트와, 상기 홀더에 회전 가능하게 결합되는 편심캠과, 상기 편심캠을 회전시키는 편심캠 회전수단과, 상기 흡입비트에 연결되어 그 일측이 상기 편심캠의 캠면에 접촉되며 상기 편심캠회전수단에 의해 상기 편심캠이 소정각도 회전할 때 상기 흡입비트를 상하로 이동시키는 종동자를 구비하여 된 점에 특징이 있다.

이러한 본 발명에 있어서, 상기 편심캠 회전수단은 상기 홀더에 직선방향으로 왕복이동 가능하게 설치되는 랙부재를 구비하며, 상기 랙부재가 일방향으로 직선이동할 때 상기 편심캠이 상기 소정각도만큼 회전되도록 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 편심캠은 상기 소정각도만큼 회전될 때 상기 흡입비트를 상승한계위치와 하강한계위치 사이에서 이동시키며, 상기 흡입비트는 상기 편심캠을 일방향으로 회전시킬 때 저속으로 하강한 후 고속으로 상승하는 한편, 상기 편심캠을 역방향으로 회전시킬 때는 고속으로 하강한 후 저속으로 상승하는 것이 바람직하다.

상기 소정각도는 360°또는 180°로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 홀더를 상하이동 가능하게 상기 장착헤드에 설치하여, 홀더승강수단에 의해 홀더를 적절한 높이로 상승 또는 하강시킴으로써, 상기 흡입비트의 상하이동범위가 상하방향으로 변화될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부품장착장치에는 평행하게 배치된 두 개의 수평지지부재(1,2)와, 각각의 수평지지부재(1,2)에 결합된 가이드 레일(3,4)이 구비된다. 상기 수평지지부재(1),(2)에 대해 직각을 이루는 크로스 바(5)는 그 양단부가 가이드 레일(3),(4)에 결합되어 있으며, 가이드 레일(3),(4)에 안내되어 수평지지부재(1),(2)를 따라 Y방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 이 크로스바(5) 위에는 헤드 유니트(6)가 크로스바(5)에 의해 X방향으로 안내되어 슬라이딩 가능하도록 장착되어 있다.

크로스바(5)를 Y방향으로 구동하기 위해, 수평지지부재(2)에는 모터(7)에 의해 구동되는 볼스크류(8)가 회전 가능하게 결합되어 있으며, 이 볼스크류(8)는 크로스바(5)의 일단부에 나사결합되어 있다. 크로스바(5)에는 연동 샤프트(10)가 그 크로스바(5)와 평행하게 설치되어 있으며, 이 연동 샤프트(10)의 양단에 고정된 피니언(11),(12)은 수평지지부재(1),(2)에 고정된 랙(13),(14)과 맞물려 있다. 따라서, 모터(7)에 의해 볼스크류(8)를 구동하면, 크로스바(5)는 Y방향으로 이동하게 되며, 이 이동에 따라 랙(13),(14)와 맞물리는 피니언(11),(12)이 회전하게 된다. 한편, 랙(13)은 도 2에 도시된 가이드 레일(4)의 위쪽에 위치하고 있다.

크로스바(5)에는 헤드 유니트(6)를 X방향으로 구동하기 위한 볼스크류(15)가 회전 가능하게 설치되어 있으며, 이 볼스크류(15)는 헤드 유니트(6)에 나사결합되어 있다. 이 볼스크류(15)는 모터(16)의 주축에 설치된 풀리(미도시)와 볼스크류(15)에 설치된 풀리(미도시)에 걸쳐진 타이밍 벨트(미도시)를 통하여 구동된다.

수평지지부재(1),(2)의 하부에는 그 수평지지부재(1),(2)에 대해 직각방향으로 서로 평행하게 뻗은 한 쌍의 가이드부재(21),(22)가 설치되어 있다. 이들 가이드부재(21),(22)는 인쇄회로기판(20)을 X방향으로 반송하는 콘베이어를 형성한다.

일측 가이드부재(21)는 인쇄회로기판(20)의 크기에 대응하여 타측 가이드부재(22)에 대해 접근 및 이격 가능하게 되어 있다.

가이드부재(21),(22)에 의해 형성되는 콘베이어의 양측에는, 전자부품(W)을 지지하는 복수의 부품 스테이지(23)가 설치되어 있다. 헤드 유니트(6)에는 부품 스테이지(23)의 전자부품을 인쇄회로기판(20)에 장착하기 위한 복수의 장착헤드(24)가 설치되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 장착헤드(24)는 상하방향으로 이동 가능한 흡입비트(25) 즉, 흡입노즐을 갖고 있다. 이 흡입비트(25)는, 크로스바(5)가 수평지지부재(1),(2)를 따라 Y방향(도 1)으로 이동됨과 동시에 장착헤드(24)가 크로스바(5)를 따라 X방향으로 이동됨으로써, 임의의 부품 스테이지(23)의 전자부품(W)을 흡착하여 프린트기판(20)의 소정위치에 장착한다. 전자부품(W)을 흡착할 때에는 흡입비트(25)를 소정의 부품 스테이지(23)를 향해 하강이동시키고, 흡착한 후에는 흡입비트(25)를 상승이동시키면서 흡입비트(25)를 인쇄회로기판(20)의 소정 위치로 이동시킨다. 소정 위치까지 이동시킨 상태에서 흡입비트(25)를 하강 이동시킴으로써 전자부품(W)은 인쇄회로기판(20)의 소정 위치에 장착된다. 흡입비트(25)는 진공 펌프(27)와 연통된 중공 구멍(26)을 갖고 있으며, 진공펌프(27)에 의해 중공 구멍(26)으로 공급된 진공압에 의해 전자부품(W)이 흡입비트(25)의 선단에 흡착된다.

장착헤드(24)를 상세하게 나타내면 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같다. 헤드 유니트(6)를 구성하는 베이스(30)(도 3)에는 지지판(31)이 결합되어 있으며, 이 지지판(31)에는, 도 3 및 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 상하방향으로 연장되는 두 개의 가이드 레일(32),(33)을 갖는 지지블럭(34)이 결합되어 있다. 각각의 가이드 레일(32),(33)에 대해 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 홀더(35)가 장착되며, 이 홀더(35)에는 가이드 레일(32),(33)을 따라 슬라이딩되는 슬라이딩블럭(36),(37)이 마련되어 있다.

홀더(35)의 하부(35a)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 수평 브라켓(38)이 볼트(39)에 의해 체결되어 있으며, 수평 브라켓(38)에는 지지판(31)에 결합된 공기압 실린더(41)의 로드(42)가 연결되어 있다. 이 공기압실린더(41)는 홀더(35)를 상하이동시키기 위한 홀더 승강수단에 포함되는 것으로, 공기압 실린더(41)를 작동시키면, 홀더(35)는 가이드 레일(32),(33)을 따라 상하방향으로 이동하게 된다. 이와 같이 홀더(35)의 상하방향 위치를 변화시킴으로써, 후술하는 바와 같이, 수직운동하는 흡입비트(25)의 상승(하강)한계위치를 변화시킬 수 있다.

홀더(35)에는 구동블럭(43)이 나사(미도시)에 의해 체결되어 있으며, 이 구동블럭(43) 내에는 상측압실(미도시)과 하측압실(미도시)을 갖는 복수의 공기압실(44)이 상하방향으로 연장되어 형성되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 공기압실(44) 내로 공급되는 압축공기에 의해 작동하는 피스톤 로드(45)는 구동블럭(43)에 대해 상하로 이동한다.

각각의 피스톤 로드(45)(도 3)에는, 각각 상하단에 나사결합되는 연결부재(46), (47)에 의해 랙부재(48)가 결합되어 있다. 공기압실(44)의 하측압실에 압축공기를 공급하면, 피스톤 로드(45)는 상승이동하게 되며, 이에 연결된 랙부재(48)도 상승이동하게 된다. 한편, 공기압실(44)의 상측압실에 압축공기를 공급하면, 피스톤 로드(45)와 랙부재(48)는 하강이동하게 된다. 도 3은 랙부재(48)가 상승한계위치에 있는 상태를 나타낸다. 상기 랙부재(48)는 후술할 편심캠을 회전시키기 위한 편심캠 회전수단에 포함된다. 랙부재(48)의 상하이동을 안내하기 위해, 하측 연결부재(47)에는 구동블럭(43)에 형성된 가이드공(미도시)에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 가이드 로드(51)가 도 3에 도시된 바와 같이 결합되어 있다.

각각의 공기압실(44)의 상측압실 및 하측압실에 대한 압축공기의 공급을 제어하기 위해, 구동블럭(43)에는 도 5에 도시된 바와 같이 전자밸브(49)가 설치되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 홀더(35)의 하부(35a)에는 노즐 지지블럭(52)이 고정되어 있으며, 이 안에는 복수의 스핀들(53)이 각각 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 장착되어 있다. 노즐 지지블럭(52)의 하단부에는 스핀들(53)의 하단부를 감싸도록 노즐 홀더(54)가 베어링(미도시)에 의해 회전가능하게 장착된다. 각각의 노즐 홀더(54)에는 부품을 흡착하는 흡입비트(25)가 상하로 이동 가능하게 설치되어 있다. 흡입비트(25)의 노즐 홀더(54)에 대한 상대회전은 방지되어 있다. 흡입비트(25)는, 스핀들(53)이 하강이동하면 노즐 홀더(54)로부터 돌출되면서 하강이동하고, 스핀들(53)이 상승하면 상승 이동하게 된다.

스핀들(53)에 의해 구동되는 흡입비트(25)는 스핀들(53)에 직접 연결되어 있지 않다. 상기 흡입비트(25)의 상단과 스핀들(53)의 하단 사이에는 스프링(미도시)이 개재되어 있다. 따라서, 스핀들(53)이 상승한계위치로부터 하강을 시작한 초기에는 스핀들(53)만이 이동하며, 소정량 하강이동한 후에 상기 스프링의 탄성력에 대항하여 흡입비트(25)가 하강이동한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 스핀들(53) 내에는 흡입비트(25)의 중공 구멍(26)과 연통되는 흡입공(55)이 형성되어 있다. 상기 중공 구멍(26)은 진공펌프(27)와 연결되며, 진공펌프(27)가 흡입비트(25)의 선단 개구로부터 외기를 흡입하도록 함으로써 전자부품(W)이 흡착된다. 노즐 지지블럭(52)과 스핀들(53) 사이는 시일재(57)에 의해 시일되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 구동블럭(43)에는 수평방향으로 지지축(61)이 고정되어 있으며, 이 지지축(61)에는 각각의 랙부재(48)에 맞물리는 복수의 피니언 (62)이 회전가능하도록 설치되어 있으며, 각각의 피니언(62)에는 편심캠(63)이 고정되어 있다. 편심캠(63)은 도 3에 도시된 바와 같이 최소 직경부(A)와 최대 직경부(B)를 갖고 있다.

각각의 피스톤 로드(45)를 상하방향으로 구동함으로써 랙부재(48)를 통해 피니언(62)이 구동되며, 피니언(62)에 의해 편심캠(63)이 구동된다. 한편, 랙부재(48)의 잇수와 랙부재에 맞물려 있는 피니언(62)의 잇수는 랙부재(48)가 상승한계위치와 하강한계위치 사이에서 1 스트로크 운동할 때 피니언(62)이 360도 회전되도록 설정된다.

각각의 편심캠(63)의 외주면, 즉 캠면에는 각각의 스핀들(53)에 나사결합된 종동자(64)가 접촉되어 있으며, 종동자(64)에는 노즐 지지블럭(52)과 종동자(64) 사이에 장착된 압축코일 스프링(65)에 의해 캠면에 압압되도록 탄성력이 가해진다. 따라서, 편심캠(63)의 회전에 의해 스핀들(53)이 상하로 이동되어 흡입비트(25)가 상하방향으로 이동하게 된다.

따라서, 피스톤 로드(45)가 상승 또는 하강하는 1스트로크 동안 편심캠(63)은 1회전 즉 360도 회전하고, 그것에 의해 흡입비트(25)는 2스트로크 이동을 할 수 있으므로, 흡입비트(25)는 피스톤 로드(45) 이동속도의 두 배로 이동할 수 있다. 따라서, 피스톤 로드(45)의 이동속도를 높일 필요가 없으며, 상승한계위치 및 하강한계위치에서의 충격 발생이 방지되며, 피스톤의 내구성을 높일 수 있음과 동시에, 충격음을 줄일 수 있다.

수평 브라켓(38)에는, 도 3에 도시된 바와 같이 모터(71)가 결합되어 있으며, 이 모터(71)의 주축에 고정된 풀리(72)와 각각의 노즐 홀더(54)에는 타이밍 벨트(73)가 연결되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 노즐 지지블럭(52)의 하부에는 아이들 풀리(74)가 결합되어 있으며, 타이밍 벨트(73)는 노즐 홀더(54)와 아이들 풀리(74)에 차례로 접촉되며 각각의 노즐 홀더(54) 및 그 노즐홀더(54)에 대한 상대회전이 방지된 흡입비트(25)를 동일 방향으로 회전구동시킨다. 상기 모터(71)는 상기 흡입비트(25)를 회전시키기 위한 수단에 포함된다.

노즐 홀더(54)의 회전속도를 검출하기 위해 풀리(72)에는 디스크(75)가 결합되며, 이 회전속도는 수평 브라켓(38)에 고정된 센서(76)에 의해 검출된다.

본 발명에 따르면, 흡입비트(25)의 수는 본 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 하는 반면, 생산공정에 따라서 적절하게 결정될 수 있다. 나아가, 장착헤드(24)에 있어서 복수의 흡입비트(25)를 각각 개별적으로 작동시킬 수 있으므로, 부품 스테이지(23)에 순차적으로 장착헤드(24)를 이동시켜 복수의 흡입비트(25)에 각각 다른 종류의 전자부품(W)을 흡착할 수도 있다. 그 경우에는, 각각의 전자부품 스테이지(23) 상에서는 흡입비트(25) 중 한 개만이 상하로 이동된다.

다음에, 전자부품(W)을 인쇄회로기판(20)에 장착하는 동작에 대해 설명한다. 먼저, 홀더(35)를 공기압 실린더(41)에 의해 수평 브라켓(38)을 통해 도 3에 도시된 바와 같이 지지판(31)에 대해 상승한계위치에 위치시키고, 또한 피스톤 로드(45)를 홀더(35)에 대해 상승한계위치에 위치시킨다. 다음, 장착헤드(24)를 도 1에 도시된 크로스바(5)를 따라 X축 방향으로 이동시킴과 동시에 크로스바(5)를 가이드 레일(3),(4)을 따라 Y축 방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 흡입비트(25)는 소정의 부품 스테이지(23)의 전자부품(W)(도 2) 바로 위에 위치된다.

이 상태에서, 전자밸브(49)(도 3)를 작동시켜 피스톤 로드(45)를 하강이동시키면, 랙부재(48)를 통해 편심캠(63)이 반시계 방향으로 회전되며, 종동자(64)는 편심캠의 최소 직경부(A)와의 접촉으로부터 최대 직경부(B)와의 접촉으로 변하는 과정에서 하강이동하게 된다. 이에 따라 흡입비트(25)는 하강한계위치까지 하강함으로써 전자부품(W)과 접촉하고 진공 펌프(27)의 작동에 의해 그 전자부품(W)을 픽업한다. 편심캠(63)이 동일방향으로 회전하면서 종동자(64)가 편심캠(63)의 최대 직경부(B)부터 최소 직경부(A)와의 접촉으로 되돌아 오는 과정에서 종동자(64)는 상승이동하게 되며, 흡입비트(25)에 의해 지지된 전자부품(W)도 상승된다. 랙부재(48)가 하강한계위치까지 이동하면 편심캠(63)은 1회전 즉, 360도 회전되며 종동자(64)는 최소 직경부(A), 즉 원래위치로 되돌아 온다. 이와 같이 하여, 흡입비트(25)에 의해 부품 스테이지(23)의 전자부품(W)이 들어 올려진다.

그 후, 공기압 실린더(41)에 의해 홀더(35)를 상승이동시키고, 장착헤드(24)를 수평방향으로 이동시킴으로써 흡입된 전자부품(W)을 인쇄회로기판(20)의 소정 장착위치까지 반송한다. 반송이 종료되는 시점에서 상술한 과정과는 반대로 피스톤 로드(45)를 상승이동시킨다. 이에 따라, 랙부재(48)를 통해 편심캠(63)이 역방향회전하게 되고, 흡입비트(25)는 인쇄회로기판(20)을 향해 하강이동한 후 상승이동하게 된다. 하강한계위치에서 전자부품(W)은 인쇄회로기판에 장착된다.

한편, 장착헤드(24)를 수평방향으로 이동시킬 때, 상술한 바와 같이 공기압 실린더(41)에 의해 홀더(35)를 상승시켜서 흡입비트(25)의 수직 위치를 변화시키도록 되어 있으나, 장착헤드(24)의 수평방향 이동시 흡입비트(25)와 다른 부재나 부품 등과의 간섭이 회피되는 경우, 예를 들면 비교적 사이즈가 크며 높이가 높은 부품 등이 인쇄회로기판(20)에 장착되어 있지 않은 상태에서 장착헤드(25)를 수평이동하는 경우에는 홀더(35)를 상승시킬 필요가 없다. 즉, 흡입비트(25)를 상하로 이동시키는 것만으로 장착헤드(24)를 수평방향으로 이동시킬 수 있다.

도 8은 편심캠의 변형예를 보이는 도면이다. 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 부재를 가리킨다. 본 실시예의 편심캠(163)은 흡입비트(25)를 상승한계위치에 위치시키는 최소 직경부(A')와, 흡입비트(25)를 하강한계위치에 위치시키는 최대 직경부(B')와, 상기 최소 직경부(A')와 최대 직경부(B') 사이의 고속이동영역(θ₁) 및 저속이동영역(θ₂)을 포함한다. 편심캠(163)을 반시계방향으로 회전시키면 종동자(64)는 먼저 상기 고속이동영역(θ₁)과 접촉한 후 저속이동영역(θ₂)과 접촉하게 되며, 시계방향으로 회전시킨 경우에는 저속이동영역(θ₂)에 먼저 접촉하게 된다. 상기 고속이동영역(θ₁)의 중심각은 저속이동영역(θ₂)의 중심각보다 작도록 설정된다.

도 8의 (a)는 피스톤 로드(45)(도 3)를 하강이동시켜 편심캠(163)을 360도 반시계방향으로 회전시킴으로써 흡입비트(25)를 상하이동시킨 경우를 나타낸 도면이다. 여기에서 종동자(64)는 최소 직경부(A')에 접촉되어 있고 흡입비트(25)는 상승한계위치에 위치하고 있다. 이 상태에서 편심캠(163)을 반시계방향으로 회전시키면, 종동자(64)는 고속이동영역(θ₁)의 캠면에 먼저 접촉되면서 하강하게 된다. 편심캠(163)의 최대 직경부(B')가 종동자(64)에 도달할 때까지 회전되면, 흡입비트(25)는 하강한계위치에 있게 된다.

편심캠(163)의 최대 직경부(B')는 지지축(61)의 회전중심으로부터 동일 반경을 이루는 소정 범위를 갖고 있기 때문에, 흡입비트(25)는 하강한계위치에서 소정 시간 t₁만큼 정지상태를 유지한다. 그 후, 계속해서 편심캠(163)이 동일방향으로 회전되면, 종동자(64)는 저속이동영역(θ₂)의 캠면에 접촉하게 되며, 이 부분에 있어서의 반경변화에 대응하여 흡입비트(25)는 상승한계위치까지 이동한다.

이와 같이, 고속이동영역(θ₁)과 저속이동영역(θ₂)이 다른 각도로 설정되어 있기 때문에, 도 8(a)의 그래프에 도시된 바와 같이, 흡입비트(25)는 상승한계위치로부터 하강한계위치까지 고속으로 이동되는 한편, 하강한계위치로부터 상승한계위치로 되돌아 올 때는 저속으로 이동하게 된다.

한편, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 편심캠(163)을 시계방향으로 360°회전시키면, 종동자(64)는 저속이동영역(θ₂)을 따라 최대 직경부(B')와 접촉될 때까지 하강이동한다. 따라서, 흡입비트(25)는 저속으로 하강한계위치까지 이동한다. 이 상태에서 소정 시간(t1)만큼 정지상태를 유지한 후 편심캠(163)이 계속 동일방향으로 회전되면, 종동자(64)는 고속이동영역(θ₁)에 접촉되어 하강속도보다도 빠른 속도로 상승이동하게 된다.

도 8에 도시된 이상적인 그래프와 같이, 캠면의 형상, 즉 고속이동영역(θ₁)과 저속이동영역(θ₂)은 변형될 수 있다.

흡입비트(25)(도 2)에 의해 부품 스테이지(23)(도 1)의 전자부품(W)을 흡입지지하는 경우에, 부품 스테이지(23) 위의 전자부품(W)을 향해 흡입비트(25)를 하강이동시킬 때에는 고속으로 하강이동시키고, 전자부품(W)을 흡착지지한 후에는 보다 저속으로 상승이동시키는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 흡착된 전자부품(W)을 떨어뜨리지 않고 효율적으로 픽업할 수 있기 때문이다. 한편, 흡입비트(25)에 흡착지지된 전자부품(W)을 인쇄회로기판(20) 위에 장착할 때에는, 전자부품(W)을 지지한 흡입비트(25)를 저속으로 하강이동시키고, 전자부품(W)을 장착한 후에는 고속으로 흡입비트(25)를 상승시키도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 도 8에 도시한 바와 같이 편심캠(163)을 반시계 또는 시계방향으로 회전시킨 경우에, 흡입비트(25)의 하강이동속도와 상승이동속도를 서로 다르게 함으로써, 전자부품(W)의 낙하를 방지하여 보다 효율적인 전자부품의 장착작업을 행할 수 있다.

한편, 편심캠(63,163)(도 3 및 도 8)의 회전방향은 어느 방향이든 무방하며, 또한 피스톤 로드(45)에 의한 랙부재(48)의 상승이동시 흡입비트(25)에 의해 부품이 파지되도록 하고, 하강이동시 부품이 장착되도록 할 수도 있다. 그리고, 상기 랙부재를 수직으로 배치하여 상하 직선이동되도록 하는 대신에, 랙부재를 수평으로 설치하여 수평 직선이동되도록 할 수도 있다.

본 실시예에 있어서는 랙부재의 일방향 직선이동에 의해 편심캠이 시계방향 또는 반시계방향으로 1회전 즉 360도 회전하도록 되어 있으나, 편심캠의 회전각도는 반드시 360도에 한정될 필요는 없으며, 그 편심캠의 회전각도는 캠면 형상을 적절히 설계함으로써 다양하게 설정될 수 있을 것이다. 예를 들어, 랙부재의 일방향 직선이동에 의해 시계방향 또는 반시계방향으로 180도 회전하도록 구성하고, 그 편심캠이 어느 한 방향으로 180도 회전하는 동안 흡착비트가 1회 상승 및 1회 하강하도록 캠면 형상을 설계함으로써, 상술한 실시예의 부품장착장치와 동일한 효과를 가지는 부품장착장치를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는 상기 편심캠을 반시계 또는 시계방향으로 회전시키기 위한 편심캠 회전수단이 상기 랙부재를 구비한다. 그러나 그것은 일 예에 불과하며, 예를 들어, 모터를 이용하여 상기 편심캠을 회전시킬 수도 있다.

이상, 본 발명에 대해 몇가지 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 각종 변경이 가능함은 물론이다.

본 발명의 부품장착장치는 편심캠이 편심캠 회전수단에 의해 반시계 및 시계방향으로 소정각도 회전될 때 흡입비트가 하강 및 상승되므로, 고속으로 흡입비트를 구동할 수 있다. 또한, 편심캠의 캠면 형상을 적절히 설정함으로써, 흡입비트의 하강동작 시간과 상승동작 시간을 조절할 수 있으며, 흡입비트의 최적 장착동작 패턴을 얻을 수 있다.

그리고, 상기 편심캠 회전수단이 왕(往)동작 1스트로크와 복(復)동작 1스트로크마다 각각 흡입비트를 상하로 왕복운동시키는 랙부재를 구비하는 경우에는 다음과 같은 장점을 지니게 된다.

(1) 랙부재를 고속으로 이동시키지 않더라도, 흡입비트를 고속으로 상하로 이동시킬 수 있다.

(2) 랙부재의 직선운동이 흡입비트의 상하 왕복운동으로 변환되므로, 좁은 공간 내에 복수의 흡입비트가 설치된 장착헤드를 얻을 수 있다.

(3) 전동모터를 이용하는 경우에 비해 저렴한 비용으로 부품장착장치를 구성할 수 있다.

Claims

부품 스테이지에 놓인 부품을 기판에 장착하기 위한 부품장착장치에 있어서,

상기 부품 스테이지와 상기 기판 사이에 이동 가능하게 설치된 장착헤드와,

상기 장착헤드에 결합된 홀더와,

상기 홀더에 결합되며 상기 부품을 흡착하는 흡입비트와,

상기 홀더에 회전 가능하게 결합되는 편심캠과,

상기 편심캠을 회전시키는 편심캠 회전수단과,

상기 흡입비트에 연결되어 그 일측이 상기 편심캠의 캠면에 접촉되며 상기 편심캠회전수단에 의해 상기 편심캠이 소정각도 회전할 때 상기 흡입비트를 상하로 이동시키는 종동자를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 부품장착장치.
제1항에 있어서,

상기 편심캠 회전수단은 상기 홀더에 직선방향으로 왕복이동 가능하게 설치되는 랙부재를 구비하며,

상기 랙부재가 일방향으로 직선이동할 때 상기 편심캠이 상기 소정각도만큼 회전되는 것을 특징으로 하는 부품장착장치.
제1항에 있어서,

상기 편심캠은 상기 소정각도만큼 회전될 때 상기 흡입비트를 상승한계위치와 하강한계위치 사이에서 이동시키며, 상기 흡입비트는 상기 편심캠을 일방향으로 회전시킬 때 저속으로 하강한 후 고속으로 상승하는 한편, 상기 편심캠을 역방향으로 회전시킬 때는 고속으로 하강한 후 저속으로 상승하는 것을 특징으로 하는 부품장착장치.
제1항에 있어서,

상기 소정각도는 360°인 것을 특징으로 하는 부품장착장치
제1항에 있어서,

상기 소정각도는 180°인 것을 특징으로 하는 부품장착장치
제1항에 있어서,

상기 홀더는 상기 장착헤드에 상하이동 가능하게 설치되어 그 홀더의 상하이동에 의해 상기 흡입비트의 상하이동범위가 변화될 수 있으며,

상기 홀더를 상하이동시키는 홀더승강수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 부품장착장치.
제1항에 있어서,

상기 흡입비트는 상기 홀더에 회전 가능하게 설치되며,

상기 흡입비트를 회전시키기 위한 흡입비트회전수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 부품장착장치.