KR100288592B1

KR100288592B1 - Component mounting system

Info

Publication number: KR100288592B1
Application number: KR1019980042543A
Authority: KR
Inventors: 심재홍
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1998-10-12
Publication date: 2001-05-02
Also published as: KR20000025448A

Abstract

본 발명은 부품 실장 시스템에 관한 것으로서, 특히 로우바 및 쿼츠 등의 부품을 공급하는 부품 공급부와, 상기 부품 공급부에서 이동된 로우바를 쿼츠 상에 장착하는 작업 영역을 갖는 부품 장착부와, 부품 공급부 내의 부품을 부품 장착부의 작업 영역으로 이동시키는 이동 로봇과, 상기 이동 로봇에 의해 이동된 로우바를 흡착하여 쿼츠의 장착 위치에 장착하는 헤드를 구비한 부품 실장 시스템에 있어서, 상기 작업 영역에는 로우바의 종류 및 상하 위치를 화상으로 인식하는 마크로 비전 카메라 및 사이드 카메라와, 로우바의 비주얼 마크와 쿼츠의 장착 위치를 표시하는 마크를 인식하여 장착 위치를 정렬하도록 하는 마이크로 비전 카메라가 설치된 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a component mounting system, and in particular, a component supply unit for supplying parts such as low bars and quartz, a component mounting unit having a work area for mounting a low bar moved from the component supply unit on quartz, and a component in the component supply unit. A component mounting system having a mobile robot for moving a component to a work area of a component mounting part and a head for absorbing the low bar moved by the mobile robot and mounting the quartz at a mounting position of quartz, wherein the working area includes a type of a row bar and A macro vision camera and a side camera for recognizing the vertical position as an image, and a micro vision camera for recognizing the visual mark of the row bar and the mark indicating the mounting position of the quartz are arranged to align the mounting positions.

따라서, 본 발명에서는 부품의 장착시 마크로 비전 카메라 및 마이크로 비전 카메라에 의해 쿼츠 상에 장착되는 로우바의 위치를 정확하고 신속하게 인식하여 장착하므로 고정도의 작업이 가능하고 작업 시간이 현저하게 단축되며 생산성이 증대된다.Therefore, in the present invention, since the position of the row bar mounted on the quartz is accurately and quickly recognized by the macro vision camera and the micro vision camera when the component is mounted, high precision work is possible and the working time is markedly shortened and the productivity is increased. Is increased.

Description

Component Mounting System

본 발명은 부품 실장 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하드 디스크 드라이브의 핵심 부품인 자기 저항 헤드(Magneto Resistance Head)의 제조 공정중 로우바(Rowbar)를 정렬하는 장치에서 수미크론 내에서 부품을 아주 정밀하게 정렬 및 실장할 수 있도록 된 부품 실장 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a component mounting system, and more particularly, to a part within several microns in a device for aligning a lowbar during a manufacturing process of a magneto-resistive head, a key component of a hard disk drive. It relates to a component mounting system that can be precisely aligned and mounted.

일반적으로 자기 저항 헤드는 자기(磁氣)에 민감한 얇은 필름 형태의 저항기를 사용하여 자기 디스크에 기록된 데이터 비트를 검출하는 헤드로서, 기존의 박막 헤드 방식 보다 기록 밀도를 높일 수 있어서 하드 디스크의 용량을 30 내지 40% 증가시킬 수 있는 장점을 가진다.In general, a magnetoresistive head is a head for detecting data bits recorded on a magnetic disk using a thin film-type resistor that is sensitive to magnetism, and has a higher recording density than a conventional thin film head method, thereby providing a hard disk capacity. Has the advantage of increasing 30 to 40%.

종래에 이와 같은 자기 저항 헤드 등의 부품을 실장하기 위한 장치는 도 1 에 도시한 바와 같이 로봇(10)의 선단에는 핸드(11)가 결합되어 있고, 그 하측에는 로우바(12)를 안착시킨 트레이(13)가 위치되어 있으며, 그 일측에는 윈도우(14)를 안착시킨 쿼츠(15)가 위치되어 있고, 상기 핸드(11)에 흡착된 로우바(12)는 위치 확인용 카메라(16)에 의해 확인하도록 구성된다.Conventionally, in the apparatus for mounting a component such as a magnetoresistive head, as shown in FIG. 1, a hand 11 is coupled to the tip of the robot 10, and a row bar 12 is seated on the lower side thereof. The tray 13 is positioned, and on one side thereof, the quartz 15 seated with the window 14 is located, and the row bar 12 sucked by the hand 11 is attached to the positioning camera 16. Is configured to confirm.

따라서, 로봇(10)의 핸드(11)가 트레이(13)에서 로우바(12)를 픽업한 다음 위치 확인용 카메라(16)의 렌즈 위치로 이동시킨 상태에서 촬상이 이루어지게 된다.Therefore, imaging is performed while the hand 11 of the robot 10 picks up the row bar 12 from the tray 13 and moves it to the lens position of the positioning camera 16.

즉, 도 2 에 도시한 바와 같이 핸드(11)에 흡착된 로우바(12)의 좌측 끝단을 위치 확인용 카메라(16)가 촬상하고, 그 자리에서 다시 로우바(12)를 180°회전시켜서 우측 끝단을 촬상한다.That is, as shown in FIG. 2, the positioning camera 16 picks up the left end of the row bar 12 adsorbed by the hand 11, and rotates the row bar 12 by 180 degrees again. Image the right end.

그리고, 두 촬상 데이터를 처리하여 로봇(10)의 절대 좌표계 위치에서 로우바(12)의 위치를 계산하고, 쿼츠(15) 상에 위치하고 있는 윈도우(14)로 로봇(10)을 이동시킨 후 로봇(10)에 장착된 도시하지 않은 카메라에 의해 윈도우(14)의 중심 및 기준선을 찾아내고, 이때 찾아낸 윈도우(14) 상의 중심 위치를 기준으로 로봇(10)의 핸드(11)에 파지된 로우바(12)를 윈도우(14) 내의 적절한 위치에 장착함으로써 부품의 장착이 완료되는 것이다.After processing the two imaging data, the position of the row bar 12 is calculated at the absolute coordinate system position of the robot 10, and the robot 10 is moved to the window 14 located on the quartz 15. The low bar held by the hand 11 of the robot 10 based on the center position of the window 14 by the camera (not shown) attached to the 10 and the center position on the found window 14. Mounting of the component is completed by attaching (12) to an appropriate position in the window 14.

그러나, 이와 같은 종래의 기술은 수작업에 의해 트레이, 윈도우 및 쿼츠를 작업 위치 상으로 공급하고 인출함에 따라 부품의 정렬하는 작업이 번거롭고 교체 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 부품의 장착 정도를 높이기 위해서는 작업 속도가 느려짐으로써 생산성이 저하되는 등의 여러 가지 문제점들이 내재되어 있었다.However, this conventional technique is not only cumbersome and time-consuming to align parts as trays, windows, and quartz are fed into and out of the work position by hand, but also the work speed is increased to increase the degree of mounting of the parts. Many problems are inherent, such as slowing down productivity.

따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 부품을 자동으로 로봇의 작업 영역 내에 입출력하고 복수 개의 카메라를 이용하여 부품의 상하 및 좌우 위치를 측정하여 부품을 장착 정밀도를 향상시킴과 동시에 작업시간을 단축하여 생산성을 증대시킬 수 있는 부품 실장 시스템을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above-described problems of the prior art, an object of the present invention is to automatically input and output the parts in the working area of the robot and to measure the position of the parts up and down and left and right using a plurality of cameras The present invention provides a component mounting system that can improve the mounting accuracy and shorten the working time to increase productivity.

도 1 은 종래의 부품 실장 시스템을 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating a conventional component mounting system.

도 2 는 종래 부품 실장 시스템에서 부품의 위치를 카메라에 의해 촬상하는 상태를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a state in which a part of a component is imaged by a camera in a conventional component mounting system.

도 3 은 본 발명에 의한 부품 실장 시스템을 도시한 개략적인 평면도이다.3 is a schematic plan view showing a component mounting system according to the present invention.

도 4 는 본 발명에 의한 부품 실장 시스템에서 작업 영역을 도시한 개략도이다.4 is a schematic diagram showing a work area in a component mounting system according to the present invention.

도 5 는 본 발명에 의한 부품 실장 시스템의 마크로 비전 카메라의 구조를 나타내는 개략도이다.5 is a schematic view showing the structure of a macro vision camera of a component mounting system according to the present invention.

도 6 은 본 발명에 의한 부품 실장 시스템의 마이크로 비전 카메라의 구조를 나타내는 개략도이다.6 is a schematic view showing the structure of a micro vision camera of a component mounting system according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

30: 부품 공급부 31: 트레이30: part supply part 31: tray

32: 쿼츠 공급 및 인출부 40: 이동 로봇32: Quartz supply and withdrawal part 40: Mobile robot

50: 부품 장착부 52: 헤드50: parts mounting portion 52: head

60: 작업 영역 61,62: 마크로 비전 카메라60: working area 61, 62: macro vision camera

63: 사이드 카메라 66,67,70: 광학계63: side camera 66,67,70: optical system

66a,66b,67a,67b,71a,71b: 미러 68,69: 마이크로 비전 카메라66a, 66b, 67a, 67b, 71a, 71b: mirror 68,69: micro vision camera

72a,72b: 하프 미러 Q: 쿼츠(Quartz)72a, 72b: half mirror Q: quartz

R: 로우바(Rowbar) M_1,M₂: 마크R: Rowbar M _1, M ₂ : Mark

W: 윈도우(Window)W: Window

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 부품 실장 시스템은, 로우바 및 쿼츠 등의 부품을 공급하는 부품 공급부와, 상기 부품 공급부에서 이동된 로우바를 쿼츠 상에 장착하는 작업 영역을 갖는 부품 장착부와, 부품 공급부 내의 부품을 부품 장착부의 작업 영역으로 이동시키는 이동 로봇과, 상기 이동 로봇에 의해 이동된 로우바를 흡착하여 쿼츠의 장착 위치에 장착하는 헤드를 구비한 부품 실장 시스템에 있어서, 상기 작업 영역에는 로우바의 종류 및 상하 위치를 화상으로 인식하는 마크로 비전 카메라 및 사이드 카메라와, 로우바의 비주얼 마크와 쿼츠의 장착 위치를 표시하는 마크를 인식하여 장착 위치를 정렬하도록 하는 마이크로 비전 카메라가 설치된 것을 특징으로 한다.The component mounting system according to the present invention for achieving the above object is a component mounting portion having a component supply unit for supplying parts, such as low bar and quartz, and a work area for mounting the low bar moved from the component supply unit on the quartz; A component mounting system comprising a mobile robot for moving a component in a component supply part to a work area of a component mounting part, and a head for absorbing and mounting a row bar moved by the mobile robot at a mounting position of quartz. It is equipped with a macro vision camera and a side camera that recognizes the type and the vertical position of the row bar as images, and a micro vision camera that recognizes the visual mark of the row bar and the mark indicating the mounting position of the quartz and aligns the mounting position. It is done.

따라서, 본 발명에서는 부품의 장착시 마크로 비전 카메라 및 마이크로 비전 카메라에 의해 쿼츠 상에 장착되는 로우바의 위치를 정확하고 신속하게 인식하여 장착하므로 고정도의 작업이 가능하고 작업 시간이 현저하게 단축되며 생산성이 증대되는 것이다.Therefore, in the present invention, since the position of the row bar mounted on the quartz is accurately and quickly recognized by the macro vision camera and the micro vision camera when the component is mounted, high precision work is possible and the working time is markedly shortened and the productivity is increased. This is to be increased.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 은 본 발명에 의한 부품 실장 시스템을 나타내는 개략적인 평면도이다.3 is a schematic plan view showing a component mounting system according to the present invention.

본 발명에 의한 부품 실장 시스템은 부품을 공급하고 인출하는 부품 공급부(30)와, 상기 부품 공급부(30)에서의 부품을 이동시키는 레디얼 모션 로봇(Radial Motion Robot)으로 되는 이동 로봇(40)과, 상기 이동 로봇(40)에 의해 이동된 부품을 장착하는 부품 장착부(50)를 포함한다.The component mounting system according to the present invention includes a component supply unit 30 for supplying and withdrawing a component, a mobile robot 40 including a radial motion robot for moving a component in the component supply unit 30, It includes a component mounting portion 50 for mounting the component moved by the mobile robot 40.

상기 부품 공급부(30)는 복수 개의 부품 즉, 로우바(R)가 안착된 트레이(31)와, 쿼츠(Quartz)를 공급하고 인출하는 쿼츠 공급 및 인출부(32)가 구비되어 있다.The component supply unit 30 is provided with a plurality of components, that is, a tray 31 on which the row bar R is seated, and a quartz supply and withdrawal unit 32 for supplying and withdrawing quartz.

그리고, 상기 부품 장착부(50)는 스탠드(51)에 장착되어 진공력에 의해 부품을 흡착하고 상하 수직 방향 또는 회전 작동되는 헤드(51a)와, X, Y방향으로 이동하는 직교 로봇(53)과, 부품이 장착되는 작업 영역(60)을 포함한다.In addition, the component mounting unit 50 is mounted to the stand 51, the head (51a) to suck the components by the vacuum force and vertically or rotationally operated, and the orthogonal robot 53 to move in the X, Y direction and And a work area 60 on which the component is mounted.

상기 작업 영역(60)은 도 4 에 도시한 바와 같이 상기 부품 공급부(30)로부터 이동된 트레이(31)가 일측에 안착되어 있고, 그 일측에는 복수 개의 마크로(Macro) 비전 카메라(61)(62)가 위치됨과 동시에 그 타방향에는 사이드 카메라(63)가 위치되어 있다.As shown in FIG. 4, the work area 60 includes a tray 31 moved from the component supply part 30 on one side thereof, and a plurality of macro vision cameras 61 and 62 on one side thereof. ) Is positioned and the side camera 63 is located in the other direction.

상기 마크로 비전 카메라(61)(62)는 도 5 에 도시한 바와 같이 각각 로우바(R)의 양 끝단을 촬상하도록 위치되며, 각각 일측에 위치된 조명 램프(64)(65)에 의해 조명이 이루어지고, 내측에 서로 대향하는 복수 개의 미러(66a)(66b), (67a)(67b)를 갖는 광학계(66)(67)에 의해 로우바(R)의 양 끝단을 촬상하게 된다.The macro vision cameras 61 and 62 are positioned to capture both ends of the row bar R, respectively, as shown in FIG. 5, and are illuminated by the illumination lamps 64 and 65 located on one side, respectively. Both ends of the row bar R are imaged by the optical systems 66 and 67 which have a plurality of mirrors 66a, 66b and 67a and 67b facing each other inside.

한편, 상기 작업 영역(60)의 타단에는 복수 개의 윈도우(W)를 안착시킨 쿼츠(Q)가 위치되어 있고, 상기 쿼츠(Q)의 상측에는 로우바(R)를 정확하게 장착시키기 위한 복수 개의 마이크로(Micro) 비전 카메라(68)(69)가 스탠드(51)의 일측에 장착된다.On the other hand, the other end of the work area 60 is a quartz (Q) on which a plurality of windows (W) is seated, a plurality of micro to accurately mount the row bar (R) on the upper side of the quartz (Q) (Micro) Vision cameras 68 and 69 are mounted on one side of the stand 51.

상기 마이크로 비전 카메라(68)(69)는 도 6 에 도시한 바와 같이 광학계(70)를 통하여 입력된 화상을 인식하게 되는데, 상기 광학계(70)는 한 쌍의 미러(71a)(71b)와 하프 미러(72a)(72b)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 6, the micro vision cameras 68 and 69 recognize an image input through the optical system 70. The optical system 70 includes a pair of mirrors 71a and 71b and a half. Mirrors 72a and 72b are provided.

상기 하프 미러(72a)(72b)는 로우바(R)의 비쥬얼 마크와 쿼츠(Q)에 형성된 마크(M₁)(M₂)를 동시에 보면서 로우바(R)의 장착 위치를 정확하게 정렬하도록 한다.The half mirrors 72a and 72b accurately align the mounting positions of the row bars R while simultaneously viewing the visual marks of the row bars R and the marks M ₁ and M ₂ formed on the quartz Q. .

도면중 미설명 부호 (73)은 터치 스크린을 나타내고 있다.Reference numeral 73 in the drawing denotes a touch screen.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 부품 실장 시스템은 이동 로봇(40)이 작동하여 부품 공급부(30)에서 복수 개의 로우바(R), 예컨대 150개 정도의 로우바(R)가 안착된 트레이(31)와, 쿼츠 공급 및 인출부(32)로부터 쿼츠(Q)를 하나씩 파지하여 작업 영역(60)으로 이동시킨다.In the component mounting system according to the present invention configured as described above, the mobile robot 40 operates so that a plurality of row bars R, for example, about 150 row bars R, are seated in the part supply unit 30. Then, the quartz Q is grabbed from the quartz supply and withdrawal unit 32 one by one and moved to the work area 60.

이어서, X 또는 Y 방향으로 이동하는 직교 로봇(53)을 작동시켜 작업 영역(60)으로 이동된 트레이(31)를 지정된 위치로 위치시키면, 스탠드(51)에 결합된 헤드(52)가 하강하여 헤드(52)의 선단에 형성된 노즐을 로우바(R)의 상단에 접촉시킴과 동시에 진공력으로 흡착이 이루어지게 된다.Subsequently, by operating the orthogonal robot 53 moving in the X or Y direction to position the tray 31 moved to the work area 60 to the designated position, the head 52 coupled to the stand 51 is lowered. The nozzle formed at the tip of the head 52 contacts the upper end of the row bar R, and at the same time, suction is performed by vacuum force.

상기 헤드(52)의 노즐에 로우바(R)가 흡착되면 직교 로봇(40)을 작동시켜 작업 영역(60) 내의 마크로 비전 카메라(61)(62)의 위치로 근접시키고, 도 5 에 도시한 바와 같이 상기 마크로 비전 카메라(61)(62)가 하측에서 상면을 향하여 로우바(R)의 양 끝단을 촬상하게 되는데, 이때 상기 마크로 비전 카메라(61)(62)는 광학계(66)(67)의 미러(66a)(66b),(67a)(67b)를 통하여 반사되는 로우바(R)의 양 끝단 영상을 인식하여 헤드(52)의 중심에 의한 회전량을 계산할 수 있도록 한다.When the low bar R is attracted to the nozzle of the head 52, the orthogonal robot 40 is operated to approach the position of the macro vision cameras 61 and 62 in the working area 60, as shown in FIG. As described above, the macro vision cameras 61 and 62 capture both ends of the row bar R from the lower side toward the upper surface, wherein the macro vision cameras 61 and 62 are optical systems 66 and 67. Recognizing the image at both ends of the row bar (R) reflected through the mirrors (66a, 66b, 67a, 67b), it is possible to calculate the amount of rotation by the center of the head (52).

그리고, 이와 동시에 사이드 카메라(63)를 통하여 인식되는 화상으로 로우바(R)의 종류나 상하 위치의 바뀜 등을 판별하게 된다.At the same time, the type of the row bar R, the change of the vertical position, and the like are determined by the image recognized by the side camera 63.

상기 마크로 비전 카메라(61)(62)에 의해 촬상된 화상을 인식하여 로우바(R)의 위치가 개략적으로 파악되면, 다시 직교 로봇(53)을 이동시켜 헤드(52)의 하측에 쿼츠(Q)를 위치시킨다.When the position of the row bar R is roughly recognized by recognizing the image photographed by the macro vision cameras 61 and 62, the orthogonal robot 53 is moved again to move the quartz Q below the head 52. ).

이어서, 상기 스탠드(51)에 장착된 마이크로 비전 카메라(68)(69)를 이용하여 쿼츠(Q) 상에 로우바(R)가 장착될 위치를 정렬한다.Subsequently, the position where the row bar R is to be mounted on the quartz Q is aligned using the micro vision cameras 68 and 69 mounted on the stand 51.

즉, 도 6 에 도시한 바와 같이 로우바(R)의 양 끝단(비주얼 마크)과 쿼츠(Q) 상의 마크(M₁)(M₂)의 화상을 동시에 인식하여 절대 위치 좌표계에 대한 로우바(R)의 중심 좌표와 회전 량을 찾아내고, 중심점으로부터 일정 위치에 있는 쿼츠(Q)의 장착 위치에 로우바(R)를 하나씩 장착하게 된다.That is, as shown in FIG. 6, both ends (visual marks) of the row bar R and the images of the marks M ₁ (M ₂ ) on the quartz Q are simultaneously recognized and the row bars for the absolute position coordinate system ( The center coordinates and the rotation amount of R) are found, and the row bars R are mounted one by one at the mounting position of the quartz Q located at a predetermined position from the center point.

이와 같은 작동을 반복적으로 행하면서 쿼츠(Q)의 윈도우(W) 내에 로우바(R)를 모두 장착하면, 상기 이동 로봇(40)이 로우바(R)의 장착이 완료된 쿼츠(Q)를 취출하여 쿼츠 공급 및 인출부(32) 내의 매거진 내에 삽입하고, 다시 빈 퀴츠(Q)를 작업 영역(60)으로 이동시킨 후 로우바(R)를 장착하는 작업을 반복적으로 행하게 된다.When all the low bars R are mounted in the window W of the quartz Q while repeatedly performing such an operation, the mobile robot 40 takes out the quartz Q on which the low bar R is mounted. Then, it is inserted into the magazine in the quartz supply and withdrawal unit 32, and the empty quarts Q are moved to the work area 60, and the row bar R is repeatedly mounted.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 부품의 장착시 마크로 비전 카메라 및 마이크로 비전 카메라에 의해 쿼츠 상에 장착되는 로우바의 위치를 정확하고 신속하게 인식하여 장착하므로 고정도의 작업이 가능하고 작업 시간이 현저하게 단축되며 생산성이 증대되는 등의 여러 가지 효과가 있다.As described above, according to the present invention, since the position of the row bar mounted on the quartz is accurately and quickly recognized by the macro vision camera and the micro vision camera when the component is mounted, high precision work is possible and the working time is remarkable. There are various effects such as being shortened and productivity is increased.

Claims

A component mounting portion having a component supply portion for supplying parts such as low bars and quartz, a work area for mounting the low bars moved from the component supply portion on quartz, and a mobile robot for moving the components in the component supply portion to the working region of the component mounting portion. And a head for absorbing the low bar moved by the mobile robot and attaching the low bar to the quartz mounting position.

A macro vision camera provided with a plurality of mirrors for recognizing both end images of the row bar in the work area of the component mounting unit and calculating the amount of rotation by the center of the head;

A side camera which recognizes the type and the vertical position of the low bow as an image;

A micro vision camera installed to align the mounting position by recognizing a mark indicating the visual mark of the row bar and the mounting position of quartz;

The component according to claim 1, wherein the micro vision camera comprises a pair of half mirrors for capturing both ends of the row bar and recognizing quartz marks, and a mirror for reflecting the image reflected from the half mirror to the camera side. Mounting system.