KR100424653B1 - 다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산시스템의 작업대 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야.

본 발명은 다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산 시스템의 작업대에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려는 기술적 과제.

본 발명은 다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산 시스템에서 작업자에게 편리하게 작업할 수 있게하여 생산성을 향상시킬 수 있는 작업대를 제공하는 것이다.

다. 발명의 해결방법의 요지.

받침판위에 적어도 한 개이상 설치되어 단계적으로 회전하는 모판; 상기 모판을 정방향 또는 역방향으로 회전시키도록 모판 하측으로 고정된 기어; 상기 기어와 맞물려 상기 모판을 회전시키도록 지지판에 고정된 구동모터; 캐리어를 메인 콘베이어쪽으로 이송시키도록 상기 모판 상부로 설치된 작업판에 설치된 상부 콘베이어; 상기 모판의 하측방향쪽으로 납땜이 완료된 캐리어를 이송시키도록 설치된 하부 콘베이어; 상기 모판을 정역방향으로 회전하도록 지시하기 위하여 설치된 리미트 스위치; 및 상기 리미트 스위치옆에 상기 모판을 최초의 위치로 회전하도록 지시하기 위하여 설치되는 리셋 스위치로 구성된다.

라. 발명의 중요한 용도.

다기종 혼류 프린트 보드 어셈브리 생산 시스템에 적용.

Description

다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산 시스템의 작업대

본 발명은 다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산 시스템에 관한것으로서, 특히 작업자가 캐리어에 고정된 인쇄회로기판에 부품을 삽입하고, 상부 콘베이어쪽으로 보낸 후, 보내진 캐리어가 스프레이 플럭스 및 납땜장치를 통과하여 엘리베이터에 의해 하부 콘베이어로 이송되고, 최종적으로 리프터에 의해 이송된 캐리어를 적재함에 작업자가 보관할 수 있는 이러한 시스템의 작업대에 관한것이다.

통상적으로 공장자동화 조립시스템은 전자기기에 사용되는 인쇄회로기판을 조립하기 위해 콘베이어 벨트를 이용하여 작업공정에 따라 여러부품들(예를들어 다양한 종류의 콘덴서)을 수동 또는 자동으로 인쇄회로기판에 삽입한 후, 납땜을 하여 조립하기 위한 시스템이다. 그런데, 최근들어 기술이 급속도록 변화됨에 따라 제품의 라이프 싸이클이 짧기 때문에 기술변화에 대응하여 소비자 욕구에 맞는 새로운 제품을 생산하여야 한다. 이런한 제품을 생산할 경우, 소비자는 제품의 질이 우수하고 가격이 낮은 제품을 요구하고 있기 때문에 가격을 낮추기 위해서는 생산원가를 절감해야 한다. 생산원가를 절감하기 위해서는 제조공정의 단순화나 공수를 절감하여 생산성을 높이기 위해서는 공장자동화 시스템을 어떻게 설계하여 적재적소에 최소의 인원을 어떻게 투입하는지 여부에 달려 있다고 볼수 있다.

도 1은 종래의 인쇄회로기판의 조립 시스템의 공정을 개략적으로 나타내는 구성도이다.

도 1에 도시된 바와같이, 인쇄회로기판 적재함은 다수의 인쇄회로기판을 적재하고 있다. 작업자가 인쇄회로기판을 꺼내어 콘베이어 벨트에 올려놓고, 인쇄회로기판을 서서히 이동하는 상태에서 부품삽입 지도서에 표시되어 있는 해당 부품을 삽입한다. 다수의 작업자들은 할당된 부품만을 인쇄회로기판에 삽입한 후, 부품삽입이 완료되면, 다음 작업자가 콘베이어 벨트로 이송된 인쇄회로기판에 부품삽입 지도서에 표시된 부품을 부품통에서 꺼내어 인쇄회로기판에 삽입한다. 이와같이, 다수의 작업자들은 여러부품중 자신이 할당된 부품만을 삽입한 후, 콘베이어 벨트를 통해 다음 작업자에게 넘겨주므로서 조립작업이 완료된다. 이렇게 다수의 작업자들에 의해 인쇄회로기판에 부품삽입이 완료되면, 콘베이어 벨트를 통해 이송되어 스프레이 플럭스(spray flux)로 전달된다. 상기 스프레이 플럭스에서는 이송된 인쇄회로기판에 플럭스가 도포되도록 하여 납땜장치(soldering machine)로 이송된다. 상기 납땜장치는 상기 스프레이 플럭스에서 플럭스가 도포된 인쇄회로기판을 이송받아 납땜을 하여 이송시킨다. 납땜장치를 통해 이송된 인쇄회로기판은 냉각팬을 통해 냉각된다. 이렇게 납땜이 된후 냉각된 인쇄회로기판을 작업자가 커팅장치로 옮긴 후 커팅을 한다. 상기 커팅이 완료되면, 다음 작업자에게 넘기게 되며, 다음 작업자는 부품삽입 검출기를 이용하여 부품의 오삽입되었는지를 검사한다. 이와같은 동작을 반복하여 인쇄회로기판을 조립한다.

그러나, 상기와 같은 공정으로 진행되는 인쇄회로기판 조립시스템은 한가지 제품만을 생산할 수 있도록 되어 있기 때문에 제품의 품목이 변경될 때마다 부품통에 적재되어 있는 부품을 모두 꺼낸 후, 변경된 제품조립을 위한 부품을 적재하고, 새로운 부품삽입 지도서를 붙여야 하며, 콘베이어 벨트를 변경된 인쇄회로기판 크기에 맞게 설치하여야 하고, 작업자에게 새로운 작업에 따른 교육을 실시하여야 함으로서, 새로운 제품변경에 따른 생산라인을 준비하는 동안 다수의 작업자들이 쉬게되어 인력낭비 및 생산성이 저하되는 문제점이 발생하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 1996년 11월 25일자로 기출원된 '다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산 시스템 및 그 방법'에 상세히 개시되어 있다.

이러한 시스템은 여러종류(인쇄회로기판의 가로 및 세로 사이즈가 각각 상이함)의 인쇄회로기판을 하나의 생산라인으로 조립할 수 있는 시스템으로서, 상기 시스템의 작동을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 혼류 시스템은 다기종의 인쇄회로기판을 컴퓨터 부품삽입 지시정보에 따라서, 동시에 각 셀(cell)별로 조립하여 작업대의 상부 콘베이어를 통해 이송되고, 그후 상부 콘베이어 라인을 통해 스프레이 플럭스와 솔더링 장치로 이송된다. 이어서 납땜이 완료된 인쇄회로기판이 고정된 캐리어는 엘리베이터에 의해 하부 콘베이어로 이송되고, 이송된 콘베이어는 하부 콘베이어 라인을 통해 셀단위의 각 작업대의 하부 콘베이어로 이송된다. 이어서 리프터에 의해 각 해당 셀로 리턴되는 과정으로 이루어 진다.

상기한 바와같이, 상부 콘베이어에서 처음으로 캐리어에 인쇄회로기판을 고정하고, 부품을 삽입하고, 콘베이어를 통해 스프레이 플럭스 및 납땜장치를 거쳐, 엘리베이터에 의해 하부 콘베이어로 이송된 캐리어가 최정적으로 리프터에 의해 이송되어 작업자 자신이 부품삽입한 인쇄회로기판이 납땜후 정상적으로 작업되었는 지 확인하는 데에 사용하기 편리하도록 본 발명인 작업대가 제공된다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로서, 본 발명의 목적은 다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산 시스템에서 작업자에게 편리하게 작업할 수 있게하여 생산성을 향상시킬 수 있는 작업대를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 일실시예에 따른 인쇄회로기판의 조립 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산 시스템에서 사용되는 작업대를 나타내는 사시도

도 3은 도 2의 정면도

<도면의주요부분에대한부호의설명>

10:모판20:기어

30:구동모터40:상부 콘베이어

50:하부 콘베이어60,61:리미트 스위치

70:리셋 스위치90:안전센서

120:받침판

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면을 설명함에 있어, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 참조부호를 갖는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산 시스템에서 사용하는 작업대를 나타내는 사시도이고, 도 3는 도 1의 정면도이다.

도 2, 도 3에 도시된 바와같이, 본 발명인 작업대의 주요 구성요소를 대별하면, 다수개의 부품이 종류별로 수납되는 원형의 모판(10)과, 상기 모판(10)을 정방향 또는 역방향으로 회전시키기 위하여 상기 모판 하측으로 받침판(120)에 고정된 기어(20)와, 상기 기어(20)와 맞물려 상기 모판(10)을 회전시키도록 지지판(130)에 고정된 구동모터(30)와, 캐리어를 메인 콘베이어쪽으로 이송시키도록 상기 모판(10) 상부로 설치된 작업판(110)에 설치된 상부 콘베이어(40)와, 상기 모판(10)의 하측방향쪽으로 납땜이 완료된 캐리어를 이송시키도록 설치된 하부 콘베이어(50)와, 상기 상부 콘베이어(40)의 프레임에 상기 모판(10)을 정역방향으로 회전하도록 지시하기 위하여 설치된 리미트 스위치(60) 및 상기 리미트 스위치(60) 옆에 상기 모판(10)을 최초의 위치로 회전하도록 지시하기 위하여 설치되는 리셋 스위치(70)로 구성된다.

본 발명의 작업대는 우선적으로 프레임을 나사로 체결하여 기본적인 골격을 형성하며, 종방향으로 간격지게 작업판(110)과, 받침판(120) 및 지지판(130)을 고정한다.

상기 모판(10)은 캐리어에 의해 고정된 인쇄회로기판에 다종 다량의 부품들을 종류별로 구분하기 위하여 사용되며, 작업자가 상기 부품들의 오삽방지를 위해 모판의 상면에 라벨을 부착한다. 라벨에는 다수개의 구멍이 형성되어 광센서와 모터와의 작동에 의해 PLC로부터 지시받음으로서 단계적으로 회전함로서 작업자가 원하는 부품을 꺼내어 작업한다. 또한, 상기 모판(10) 바닥면에는 받침돌기(11)가 설치되고, 이와 대응하게 받침판(120)에 가이드 홈이 형성되어 모터(30)에 의해 받침판(120)이 회전하면, 상기 모판(10)도 회전하며, 더욱이, 작업자가 모판(10)에 부품을 채우기 위해 잡아 당길때도 슬라이딩 이동을하여 빼내지도록 한다.

상기 기어(20)는 받침판(120)에 고정되고, 구동모터의 모터기어(31)에 기어(20)가 맞물림으로서 구동모터의 작동에 따라 받침판(120)이 회전하고, 함께 모판이 회전한다. 이때, 상기 구동모터의 회전은 상기 리미트 스위치(60:limit switch)와 리셋 스위치(70:reset switch)를 이용한 PLC(program logic controller)로부터 회전정도를 지시받는다.

상기 작업대의 상부(작업판)와 하부에 설치된 상하부 콘베이어(40,50)는 레일형으로 콘베이어 프레임(44a,44b,54a,54b)이 설치되고, 상기 프레임에 휘일(42,52)에 맞물린 체인(43,53)이 설치된다. 따라서 샤프트(41,51)에 연결된 휘일(42,52)에 체인(43,53)이 맞물림으로서 구동모터의 회전에 따라 휘일이 회전하고, 따라서 체인이 회전하고, 체인의 회전에 따라서 캐리어가 이송되는 것이다.

부가적으로, 상기 작업판(110)에서 작업자가 위치하는 부위에 구멍(111)을 형성한다. 이는 작업자가 모판(10)에 적재된 부품들을 용이하게 꺼내기 위해서 형성하며, 상기 구멍(111)의 내면에는 광센서인 안전센서(90)를 설치한다. 상기 안전센서(90)는 혹시라도 작업자가 모판이 회전할 시에 손을 넣어 부품을 꺼낼시에 발생하는 상해를 방지하기 위해 설치한다. 따라서 작업자가 구멍(111)에 손을 넣으면 상기 센서(90)에 의해 모판(10)의 회전이 중지한다.

결과적으로, 상기 상부 콘베이어의 프레임(44a)에는 작업자가 위치하는 방향으로 리셋 스위치(70)와 리미트 스위치(60)를 설치한다. 또한 작업자의 편의를 위하여 상기 리미트 스위치(60)와 병렬로 연결된 풋 스위치(61:foot switch)를 바닥에도 설치한다. 상기 풋 스위치(61)는 발로 작동시키기 편리한 구조이다. 또한, 상기 리미트 스위치(61)도 작업자가 원하는 방향으로 모판을 회전시켜 원하는 부품을 꺼내고자 함이다.

부가적으로, 상기 상부 콘베이어(40)의 후방으로 컴퓨터(모니터와 본체)와 키보드를 설치할 수 있는 받침대(80)를 고정하고, 더욱이 부품통(150)을 프레임에 고정할 수 있는 구조이다. 또한, 상기 하부 콘베이어(50)에는 메인 콘베이어에서 이송된 캐리어가 진입여부를 결정하는 광센서와 스토퍼가 설치되고, 이와 동일하게 리프터 직전에 스토퍼(140)와 광센서를 설치한다. 또한, 콘베이어 프레임에 캐리어의 이송속도를 감지하는 속도 제어장치(100)를 설치하여 일정한 주속으로 캐리어가 이송되게 한다. 이러한 작동은 PLC의 제어에 의해 작동한다.

상기와 같은 구성에 따라서 개략적인 작동상태를 살펴보면, 작업자는 캐리어를 상부 콘베이어(40)에 올려놓고, 부품을 순차적으로 삽입할 수 있도록 부품삽입위치 및 부품명 및 부품수량을 포함하는 부품삽입 지시정보를 컴퓨터로부터 확인한 다음에 지시된 내용에 따라 캐리어에 고정된 인쇄회로기판에 삽입한다. 이어서 부품삽입이 완료되면, 캐리어를 메인 콘베이어 쪽으로 밀고, 캐리어는 상부 콘베이어에서 메인 콘베이어로 이송된다(A방향으로 이송됨). 스프레이 플러스를 지나 납땜작용이 완료된 캐리어는 엘리베이터에 의해 하부 콘베이어로 이송된다. 캐리어는 계속전지하다가 캐리어에 설치된 셀인식 핀에 의해 각 작업셀로 이동한다. 이는 광센서와 스토퍼 및 턴 유니트에 의해 작업대쪽의 하부 콘베이어쪽으로 이송되는 것이다. (B방향을 지나 C방향으로 이송됨)

캐리어는 광센서와 스토퍼에 의해 정지하고, 이어서 리프터에 의해 상부 콘베이어쪽으로 이송되고(D방향으로 상승함), 이송된 캐리어는 타이밍 벨트에 의해 상부 콘베이에 위치한다. (E방향으로 이송). 이어서 작업자 자신이 부품삽입하여 납땜후 되돌려 받은 인쇄회로기판을 부품삽입상태 및 납땜상태를 확인하면 최종적인 인쇄회로기판의 조립은 완성된다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 자명한 사실이다.

이상으로 살펴본 바와같이, 본 발명은 다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산 시스템에서 생산성 향상에 효과적이다.

Claims (6)

1. 다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산 시스템에 있어서,

   받침판(120)위에 적어도 한 개이상 설치되어 단계적으로 회전하는 모판(10); 상기 모판(10)을 정방향 또는 역방향으로 회전시키도록 모판 하측으로 고정된 기어(20); 상기 기어(20)와 맞물려 상기 모판(10)을 회전시키도록 지지판(130)에 고정된 구동모터(30); 캐리어를 메인 콘베이어쪽으로 이송시키도록 상기 모판 상부로 설치된 작업판(110)에 설치된 상부 콘베이어(40); 상기 모판(10)의 하측방향쪽으로 납땜이 완료된 캐리어를 이송시키도록 설치된 하부 콘베이어(50); 상기 모판(10)을 정역방향으로 회전하도록 지시하기 위하여 설치된 리미트 스위치(60); 및 상기 리미트 스위치(60) 옆에 상기 모판을 최초의 위치로 회전하도록 지시하기 위하여 설치되는 리셋 스위치(70)로 구성되어짐을 특징으로하는 다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산 시스템의 작업대.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 모판(10)에 적재된 부품을 꺼내기 용이하도록 작업구멍(111)을 형성함을 특징으로하는 다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산 시스템의 작업대.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 구멍(111)내면에 작업자의 안전을 위하여 안전센서(90)를 설치함을 특징으로하는 다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산 시스템의 작업대.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 콘베이어(40) 후방 작업대상에 컴퓨터를 안전하게 설치할 수 있도록 받침대(80)를 추가적으로 설치함을 특징으로하는 다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산 시스템의 작업대.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 상하 콘베이어의 프레임에 캐리어의 이송속도를 감지하는 속도제어장치(100)를 추가로 설치함을 특징으로하는 다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산 시스템의 작업대.
6. 제 1 항에 있어서, 작업자의 편의를 위하여 상기 풋 스위치(61)를 바닥에도 설치함을 특징으로하는 다기종 혼류 프린트 보드 어셈블리 생산 시스템의 작업대.