KR100399023B1 - 복수개의 갠트리가 구비된 표면실장기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수개의 갠트리가 구비된 표면실장기에 관한 것으로, X축방향으로 소정거리 이동되도록 X축방향으로 자유도를 갖는 제1헤드 유니트(40)와 Y축방향으로 소정거리 이동되도록 Y축방향으로 자유도를 갖는 제2헤드 유니트(50)가 X축 및 Y축방향으로 소정 거리 이동하여 진공 흡착된 부품을 인쇄회로기판에 실장시 상호 충돌되지 않도록 소정거리로 이격 설치된 제2갠트리(30)와, 컨베이어(13)에 의해 이송된 인쇄회로기판에 부품 실장시 제2갠트리(30)를 부품을 공급하는 테이프 피더(14)로 이동시켜 제2갠트리(30)에 설치된 제1헤드 유니트(40)와 제2헤드 유니트(50)에 의해 부품을 흡착하도록 하고 제1헤드 유니트와 제2헤드 유니트에 부품이 흡착되면 제2갠트리(30)를 인쇄회로기판에서 부품이 실장될 영역으로 이동시키는 제1갠트리(20)로 구성하여, 부품의 실장정밀도와 부품실장작업 속도를 개선시킬 수 있도록 함에 있다.

Description

복수개의 갠트리가 구비된 표면실장기{Surface Mount Device Having a Lot of Gantries}

본 발명은 복수개의 갠트리가 구비된 표면실장기에 관한 것으로, 특히 표면실장기의 평면을 X-Y축 방향으로 글로벌하게 이동하는 갠트리와 부품이 실장될 영역에서 X 및 Y축 방향으로 국부적으로 이동하는 갠트리가 구비된 표면실장기에 관한 것이다.

종래의 표면실장기를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 표면실장기의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 표면실장기는 크게 베이스 프레임(base frame)(1), X-Y 갠트리(gantry)(2), 헤드 유니트(head unit)(3), 컨베이어(conveyer)(4) 및 테이프 피더(tape feeder)(5)로 구성된다.

X-Y 갠트리(2)는 베이스 프레임(1) 상에 장착되어 헤드 유니트(3)를 X 및 Y축 방향으로 이동시키고, 헤드 유니트(3)는 컨베이어(4)에 의해 이송되는 인쇄회로기판(PCB)에 부품을 실장하게 된다. 인쇄회로기판(PCB)에 실장되는 부품(도시 않음)은 테이프 피더(5)에 의해 공급되며, 테이프 피더(5)에 의해 공급되는 부품을 헤드 유니트(3)가 픽업하여 컨베이어(4)에 의해 이송된 인쇄회로기판(PCB)에 부품을 실장하게 된다.

테이프 피더(5)에 의해 공급되는 부품을 컨베이어(4)에 의해 이송된 인쇄회로기판(PCB)에 실장하기 위해 헤드 유니트(3)는 X-Y 갠트리(2)에 의해 표면실장기의 평면을 X,Y축방향으로 전역적으로 이동하게 된다. 즉, 헤드 유니트(3)는 컨베이어(4)에 의해 부품이 실장될 인쇄회로기판(PCB)이 부품실장작업위치로 이송되면 테이프 피더(5)로 이동하여 부품을 진공흡착한 후 진공 흡착된 부품을 인쇄회로기판(PCB)에 실장하게 된다. 또한 부품실장작업 이외에 노즐(도시 않음)을 교체하기 위해 헤드 유니트(3)는 X-Y 갠트리(2)에 의해 자동노즐교체장치(6)가 위치한 영역으로 이동한 후 노즐을 교체하게 된다.

종래와 같이 하나의 X-Y 갠트리로 자동노즐교체장치나 테이프 피더 등으로 헤드 유니트를 전역적으로 이동시키는 경우에 헤드 유니트의 이동거리가 증가됨에 따라 기구적인 오차가 증가되어 부품 실장의 정밀도를 저하되고 이를 보정하기 위해 헤드 유니트를 구동하는 경우에 기구적인 오차를 보정하기 위한 시간으로 인한 부품실장작업의 생산성을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명의 다른 목적은 전역적인 또는 국부적으로 각각 이동하는 제2갠트리에 각각 X축 방향으로 자유도를 갖는 헤드 유니트와 Y축 방향으로 자유도를 갖는 헤드유니트를 구비하여 X축의 헤드와 Y축의 헤드가 각각 1개의 부푸씩 동시에 두 개의 부품을 장착할 수 있어 보다 고속으로 부품을 실장할 수 있도록 함에 있다.

도 1은 종래의 표면실장기의 평면도,

도 2는 본 발명에 의한 복수개의 갠트리가 구비된 표면실장기의 평면도,

도 3은 도 2에 도시된 제2갠트리의 사시도,

도 4는 도 3에 도시된 제2갠트리의 저면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

11: 베이스 프레임 12: 패널부재

13: 컨베이어 14: 테이프 피더

15: 자동노즐교체장치 20: 제1갠트리

30: 제2갠트리 40: 제1헤드 유니트

50: 제2헤드 유니트

본 발명의 복수개의 갠트리가 구비된 표면실장기는 X축방향으로 소정거리 이동되도록 X축방향으로 자유도를 갖는 제1헤드 유니트와 Y축방향으로 소정거리 이동되도록 Y축방향으로 자유도를 갖는 제2헤드 유니트가 X축 및 Y축방향으로 소정 거리 이동하여 진공 흡착된 부품을 인쇄회로기판에 실장시 상호 충돌되지 않도록 소정거리로 이격 설치된 제2갠트리와, 컨베이어에 의해 이송된 인쇄회로기판에 부품 실장시 제2갠트리를 테이프 피더로 이동시켜 제2갠트리에 설치된 제1헤드 유니트와 제2헤드 유니트에 의해 부품을 흡착하도록 하고 제1헤드 유니트와 제2헤드 유니트에 부품이 흡착되면 제2갠트리를 인쇄회로기판에서 부품이 실장될 영역으로 이동시키는 제1갠트리를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 복수개의 갠트리가 구비된 표면실장기의 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 제2갠트리의 사시도이다. 도시된 바와 같이, X축방향으로 소정거리 이동되도록 X축방향으로 자유도를 갖는 제1헤드 유니트(40)와 Y축방향으로 소정거리 이동되도록 Y축방향으로 자유도를 갖는 제2헤드 유니트(50)가 X축 및 Y축방향으로 소정 거리 이동하여 진공 흡착된 부품(도시 않음)을 인쇄회로기판(도시 않음)에 실장시 상호 충돌되지 않도록 소정거리로 이격 설치된 제2갠트리(30)와, 컨베이어(13)에 의해 이송된 인쇄회로기판에 부품 실장시 제2갠트리(30)를 부품을 공급하는 테이프 피더(14)로 이동시켜 제2갠트리(30)에 설치된 제1헤드 유니트(40)와 제2헤드 유니트(50)에 의해 부품을 흡착하도록 하고 제1헤드 유니트와 제2헤드 유니트에 부품이 흡착되면 제2갠트리(30)를 인쇄회로기판에서 부품이 실장될 영역으로 이동시키는 제1갠트리(20)로 구성된다.

본 발명의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 복수개의 갠트리가 구비된 표면실장기는 베이스 프레임(11)의 상에 복수개의 제1갠트리(20) 및 제2갠트리(30)가 설치되어 구성된다. 제1갠트리(20)는 도 2에서와 같이 제1X축갠트리(21)와 제1Y축 갠트리(22)로 구비되어 제2갠트리(30)를 표면실장기의 평면에서 X축 및 Y축방향으로 전역적으로 이동시킨다. 즉, 제1갠트리(20)는 제2갠트리(30)를 부품을 공급하는 테이프 피더(14)나 자동노즐교체장치(15) 등으로 원거리를 이동시킨다.

제1갠트리(20)에 의해 표면실장기에 구비된 테이프 피더(14)나 자동노즐교체장치(15)로 이동되는 제2갠트리(30)에 제1헤드 유니트(30)와 제2헤드 유니트(40)가 소정거리(m; 도 4에 도시됨) 이격되어 각각 설치된다. 제1헤드 유니트(30)는 X축방향으로 소정거리 이동되도록 X축방향으로 자유도를 갖으며 제2헤드 유니트(40)는 Y축방향으로 소정거리 이동되도록 Y축방향으로 자유도를 갖도록 하고 각각 이동시 상호 충돌되지 않도록 제2갠트리(30)에 설치된다. 여기서, 소정거리는 제2갠트리(30)가 제1갠트리(20)에 의해 인쇄회로기판에서 부품이 실장될 영역으로 이동된 후 실장될 영역에서 제2갠트리(30)에 의해 제1헤드 유니트(40)와 제2헤드 유니트(50)를 정밀하게 국부적으로 이동시켜 부품을 정밀하게 실장하기 위한 거리이다.

이동시 상호 충돌되지 않도록 소정거리(m)로 제1헤드 유니트(40)와 제2헤드 유니트(50)가 이격되어 설치되는 제2갠트리(30)는 판넬부재(12)에 설치된다. 패널부재(12)에 설치된 제2갠트리(30)는 판넬부재(12)에 수직방향으로 고정 설치된 결합부재(12a)에 의해 제1갠트리(20)에 X축방향으로 이동되도록 설치된다. 제1갠트리(20)의 X축 방향으로 이동되도록 설치된 제2갠트리(30)는 도 3에서와 같이 제2X축갠트리(31)와 제2Y축갠트리(32)로 구성된다.

제2X축갠트리(31)는 제1헤드 유니트(40)를 X축방향으로 소정 거리 이동시키며, 제2Y축갠트리(32)는 제2헤드 유니트(50)를 Y축방향으로 소정거리 이동시킨다. 제1헤드 유니트(40)와 제2헤드 유니트(50)를 각각 X 및 Y축방향으로 이동시키는 제2X축갠트리(31)와 제2Y축갠트리(32)는 도 4에서와 같이 "T"자 형상으로패널부재(12)에 설치된다. 즉, 제2X축갠트리(31)에 설치된 제1헤드 유니트(40)와 소정거리 이동시 충돌되지 않도록 제2X축갠트리(32)의 중간 일측면에 제2Y축갠트리(32)를 설치하여 제2헤드 유니트(50)를 Y축방향으로 소정거리 이동시키게 된다. 여기서, 제2X축갠트리(31)와 제2Y축갠트리(32)는 도 4에 도시된 화살표 a 및 b와 같이 X축 및 Y축방향으로 제1헤드 유니트(40)와 제2헤드 유니트(50)를 각각 별도로 이동시키거나 동시에 X축 및 Y축방향으로 이동시킬 수 있다.

동시에 또는 각각 별도로 구동되는 제2X축갠트리(31)와 제2Y축갠트리(32)에서 제2X축갠트리(31)는 제2X축고정자(31a)와 제2X축가동자(32a)로 구성된다. 제2X축고정자(31a)는 패널부재(12)에 X축 방향으로 고정 설치됨과 내측에 다수개의 영구자석(31b)이 배열 설치되고, 제2X축가동자(32a)는 제2X축고정자(31a)에 삽입 설치되어 다수개의 영구자석(31b)과의 상호작용으로 X축 방향으로 소정거리 이동되도록 전기자 코일(31d)이 설치된다.

제2Y축갠트리(32)는 제2Y축고정자(32a)와 제2Y축가동자(32c)로 구성된다. 제2Y축고정자(32a)는 패널부재(12)에 Y축 방향으로 고정 설치됨과 아울러 내측에 다수개의 영구자석(32b)이 배열 설치되고, 제2Y축가동자(32c)는 제2Y축고정자(32a)에 삽입 설치되어 다수개의 영구자석(32b)과의 상호작용으로 Y축 방향으로 소정거리 이동되도록 전기자 코일(32d)이 설치된다.

전술한 구성을 갖는 제2X축갠트리(31)와 제2Y축갠트리(32)는 신호선 가이드 케이블(12b)을 통해 외부에서 전달되는 구동신호에 따라 각각 X축 및 Y축방향으로 각각 제1헤드 유니트(40)와 제2헤드 유니트(50)를 구동하게 된다.제2X축갠트리(31)와 제2Y축갠트리(32)에 의해 각각 구동되는 제1헤드 유니트(40)와 제2헤드 유니트(50)는 제2X축가동자(31c)와 제2Y축가동자(32c)에 각각 설치된다.

제2X축가동자(31c)에는 제1헤드 유니트(40)가 설치되며, 제1헤드 유니트(40)는 다수개의 제1중공샤프트(41), 제1노즐(42), 제1R축모터(43), 제1Z축모터(44) 및 제1고정프레임(45)으로 구성된다.

제1고정프레임(45)은 제2X축가동자(31c)에 고정 설치되고, 제1고정프레임(45)에 다수개의 제1중공샤프트(41), 제1노즐(42), 제1R축모터(43) 및 제1Z축모터(44)가 설치된다. 다수개의 제1중공샤프트(41)는 제1고정프레임(45)에 회동되도록 설치되고 수직 끝단에 부품을 진공 흡착하거나 인쇄회로기판에 실장하는 제1노즐(42)이 설치된다. 제1노즐(42)을 통해 부품을 흡착하거나 실장하는 경우에 제1노즐(42)을 수직방향으로 이동시키기 위해 제1고정프레임(45)에 직각 방향으로 고정 설치된 제1Z축모터(44)에 의해 제1중공샤프트(41)를 수직방향으로 이동시킨다.

제1중공샤프트(41)를 수직방향으로 이동시켜 제1노즐(42)을 수직방향으로 이동시킴과 아울러 제1노즐(42)에 진공 흡착된 부품의 자세가 정확하지 않는 경우에 이를 보정하기 위해 제1고정프레임(45)과 평행하게 제1고정프레임(45)에 고정 설치된 제1R축모터(43)에 의해 제1중공샤프트(41)를 소정의 각도로 회전시켜 제1노즐(42)의 부품의 자세를 보정하게 된다. 이러한 제1헤드 유니트(40)와 같이 제2헤드 유니트(50)는 제2Y축가동자(32c)에 제2고정프레임(55)이 설치되고, 제2고정프레임(55)에 다수개의 제2중공샤프트(51), 제2노즐(52), 제2R축모터(53) 및제2Z축모터(54)가 각각 설치되며, 그 구성은 제1헤드 유니트(40)와 동일함으로 상세한 설명은 생략하였다.

이상과 같이 표면실장기의 평면에서 제1헤드 유니트와 제2헤드 유니트의 전역적인 이동은 제1갠트리에서 실시하고 제1갠트리에 의해 인쇄회로기판의 부품실장영역으로 이동되면 인쇄회로기판의 부품실장영역에서 제1헤드 유니트와 제2헤드 유니트의 국부적인 거리는 제2갠트리에 의해 이동시켜 부품을 실장함으로써, 제1헤드 유니트와 제2헤드 유니트가 동시에 부품을 실장함으로써 실장작업 속도를 개선시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 표면실장기에 제1헤드 유니트와 제2헤드 유니트를 전역적으로 이동시 제1갠트리에 의해 이동시키고 국부적으로 이동시 제2갠트리에 의해 제1헤드 유니트와 제2헤드 유니트를 이동시켜 부품을 실장함으로써 부품의 실장정밀도와 부품실장작업 속도를 개선시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (8)

1. 인쇄회로기판에 부품을 실장하는 표면실장기에 있어서,

   X축방향으로 소정거리 이동되도록 X축방향으로 자유도를 갖는 제1헤드 유니트와 Y축방향으로 소정거리 이동되도록 Y축방향으로 자유도를 갖는 제2헤드 유니트가 X축 및 Y축방향으로 소정 거리 이동하여 진공 흡착된 부품을 인쇄회로기판에 실장시 상호 충돌되지 않도록 소정거리로 이격 설치된 제2갠트리; 및

   컨베이어에 의해 이송된 상기 인쇄회로기판에 부품 실장시 테이프 피더로 이동시켜 상기 제2갠트리에 설치된 상기 제1헤드 유니트와 제2헤드 유니트에 의해 부품을 흡착하도록 하고 제1헤드 유니트와 제2헤드 유니트에 부품이 흡착되면 제2갠트리를 인쇄회로기판에서 부품이 실장될 영역으로 이동시키는 제1갠트리를 포함하고, 상기 제1 및 제2헤드 유니트는 각기 전자부품을 동시에 장착할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 복수개의 갠트리가 구비된 표면실장기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2갠트리는 판넬부재에 설치되고 판넬부재에 수직방향으로 고정 설치된 결합부재에 의해 상기 제1갠트리에 X축방향으로 이동되도록 설치됨을 특징으로 하는 복수개의 갠트리가 구비된 표면실장기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2갠트리는 상기 제1헤드 유니트를 X축방향으로 소정 거리 이동시키기 위한 제2X축갠트리; 및

   상기 제2X축갠트리에 설치된 상기 제1헤드 유니트와 소정거리 이동시 충돌되지 않도록 상기 제2X축갠트리의 중간 일측면에 설치되어 상기 제2헤드 유니트를 Y축방향으로 소정거리 이동시키기는 제2Y축갠트리로 구비됨을 특징으로 하는 복수개의 갠트리가 구비된 표면실장기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제2X축갠트리와 상기 제2Y축갠트리는 제1헤드 유니트와 제2헤드 유니트를 각각 별도로 X축 및 Y축방향으로 이동하거나 동시에 X축 및 Y축방향으로 이동됨을 특징으로 하는 복수개의 갠트리가 구비된 표면실장기.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 제2X축갠트리는 상기 패널부재에 X축 방향으로 고정 설치됨과 아울러 내측에 다수개의 영구자석이 배열 설치되는 제2X축고정자; 및

   상기 제2X축고정자에 삽입 설치되어 상기 다수개의 영구자석과의 상호작용으로 X축 방향으로 소정거리 이동되도록 전기자 코일이 설치된 제2X축가동자로 구비됨을 특징으로 하는 복수개의 갠트리가 구비된 표면실장기.
6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 제1헤드 유니트는 상기 제2갠트리의 제2X축가동자에 설치되는 제1고정프레임;

   상기 제1고정프레임에 설치되는 다수개의 제1중공샤프트;

   상기 다수개의 제1중공샤프트에 각각 설치되는 제1노즐;

   상기 제1노즐을 통해 부품을 흡착하거나 실장하도록 상기 제1중공샤프트를수직방향으로 이동시켜 제1Z축모터; 및

   상기 제1노즐을 소정의 각도로 회전시키기 위해 상기 제1중공샤프트를 회전시키는 제1R축모터로 구비됨을 특징으로 하는 복수개의 갠트리가 구비된 표면실장기.
7. 제 3 항에 있어서, 상기 제2Y축갠트리는 상기 패널부재에 Y축 방향으로 고정 설치됨과 아울러 내측에 다수개의 영구자석이 배열 설치되는 제2Y축고정자; 및

   상기 제2Y축고정자에 삽입 설치되어 상기 다수개의 영구자석과의 상호작용으로 Y축 방향으로 소정거리 이동되도록 전기자 코일이 설치된 제2Y축가동자로 구비됨을 특징으로 하는 복수개의 갠트리가 구비된 표면실장기.
8. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 제2헤드 유니트는 상기 제2X축가동자에 설치되는 제2고정프레임;

   상기 제2고정프레임에 설치되는 다수개의 제2중공샤프트;

   상기 다수개의 제2중공샤프트에 각각 설치되는 제2노즐;

   상기 제2노즐을 통해 부품을 흡착하거나 실장하도록 상기 제2중공샤프트를 수직방향으로 이동시켜 제2Z축모터; 및

   상기 제2노즐을 소정의 각도로 회전시키기 위해 상기 제2중공샤프트를 회전시키는 제2R축모터로 구비됨을 특징으로 하는 복수개의 갠트리가 구비된 표면실장기.