KR100479932B1

KR100479932B1 - 양면 라벨부착기

Info

Publication number: KR100479932B1
Application number: KR10-2003-0046712A
Authority: KR
Inventors: 이주영
Original assignee: 이주영
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2005-03-31
Also published as: KR20050006768A

Abstract

본 발명은 라벨부착기에 관련한 것으로서, 보다 상세하게는 회로기판의 양면에 라벨을 부착할 수 있는 것에 주요 특징을 갖는 양면 라벨부착기에 관한 것이다.

본 발명의 주요 목적은 회로기판의 양면에 라벨부착작업이 가능한 양면 라벨부착기를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주요 구성은

회로기판을 공급하기 위한 기판공급 컨베이어, 이 기판공급 컨베이어로부터 운반되어 온 회로기판을 라벨부착작업이 가능하게끔 x,y방향으로 정렬 및 대기시켜주는 작업 컨베이어, 이 작업 컨베이어로부터 운반되어 온 회로기판을 그대로 배출하거나 또는 뒷면에 라벨을 부착하기 위해 회로기판을 반전수단에 의해 180°반전시키기 위한 인버트 컨베이어로 이루어진 컨베이어 유닛;

회전 가능하게 설치된 라벨지 공급릴, 상기 라벨지 공급릴로부터 풀려져 나오는 라벨지의 라벨스티커에 문자 또는 숫자 등을 인쇄하는 라벨프린터, 인쇄된 라벨스티커를 분리되게 하는 라벨분리대, 구동모터에 의해 회전되면서 라벨스티커가 분리된 이형지를 롤방식으로 회수하는 회수롤, 라벨지의 이송유로 상에 설치되어 라벨지를 일정한 인장상태로 안내되게 하는 가이드 롤, 상기 라벨분리대와 회수롤 사이에 위치하여 이형지를 압박하는 이형지 압박수단, 상기 라벨분리대상에 분리되어 있는 라벨스티커를 픽업하여 작업 컨베이어 또는 인버트 컨베이어에 위치하는 회로기판에 부착하여 주는 로봇으로 이루어진 라벨부착유닛;으로 구성된 것이다.

Description

양면 라벨부착기{Both faced lavel sticking apparatus}

통상 회로기판(PCB)에 식입되어 있는 전자소자의 표면에는 소자의 구별을 위해 또는 특정상표를 표시하기 위해 라벨을 부착하고 있는데, 과거 라벨부착은 수작업에 의존되었으나 자동라벨부착기가 개발되면서 자동부착이 가능하게 되었다.

국내실용신안출원 제2001-13381호에서 제시되어 있는 종래의 자동 라벨부착기를 보면 도 1에서와 같이 라벨링 할 제품을 이송하는 컨베이어(미도시)와, 이 컨베이어의 일측에 라벨지가 권취된 공급보빈(1)과, 이 공급보빈에 감긴 이형지를 팽팽하게 인장시켜주는 인발장치(2)와, 이 인발장치를 통해 인발되는 이형지로부터 상기 라벨스티커를 분리시키는 분리수단(3)과, 분리된 라벨스티커가 대기되는 라벨공급대(4)와, 상기 라벨공급대에 대기중인 라벨스티커를 이송시켜 제품에 부착하는 라벨부착기(5)로 구성된다.

그러나, 이런 종래의 자동 라벨부착기는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 라벨지의 인장상태를 유지하기 어렵다.

라벨지는 공급시점부터 회수시점까지 팽팽한 장력을 유지해야 해야만 정확한 라벨링작업 및 얼라인이 가능하지만 종래의 기기는 인발장치가 있음에도 불구하고 공급보빈에 일정 회전수를 제어하기 위한 별도의 장치가 없기 때문에 공급보빈의 회전관성력에 의해 라벨지가 쉬 풀려 작업불량이 나오기 쉽다.

둘째, 양면 회로기판인 경우 뒷면에는 라벨을 붙일 수 없다.

종래 기기는 회로기판의 앞면에만 라벨을 부착할 수 있는 시스템이기 때문에 뒷면에 라벨을 부착하기 위해서는 회로기판을 일일히 뒤집어 주어야 하는 수잡업이 병행되어야 한다. 때문에 공정진행속도가 늦고 회로기판을 뒤집어주기 위한 작업자가 반드시 필요하다.

세째, 개개의 흡착실린더에 의해 흡착되는 라벨의 갯수가 한장으로 한정되어 있기 때문에 여러개의 라벨을 한꺼번에 흡착하기 위해서는 흡착실린더의 설치대수를 늘려야 하는 문제점도 있다.

네째, 라벨은 그 크기 및 모양이 다양한 반면, 이를 픽업하기 위한 흡착실린더는 개수 및 위치가 한정되어 있기 때문에 라벨의 크기 및 모양이 달라질 경우에는 그 때마다 흡착실린더의 개수 및 위치를 리세팅(reseting)해야 하므로 번거롭다.

다섯 째, 이형지를 회수하기 위한 회수보빈에 이형지가 감김에 따라 회수보빈의 원주가 커지면 이에 비례하여 원주속도가 빨라지기 때문에 라벨지의 이송속도도 함께 빨라진다. 따라서 이송속도가 빠른 라벨지를 제동시킬 때 관성력에 의해 정정된 위치에 정지되지 않고 오버런되는 경우가 발생하게 되어 별도의 제동장치를 설치하지 않는한 설정된 라벨스티커 수량 보다 많은 개수의 라벨스티커가 라벨분리대 상에 분리되는 문제점이 발생된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 주요 목적은 회로기판의 양면에 라벨부착작업이 가능한 양면 라벨부착기를 제공함에 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주요 구성은

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 2 내지 도 9b를 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 양면 라벨부착기는 도 2에서와 같이 회로기판(1)을 운반하기 위한 컨베이어 유닛(100)과, 회로기판(1)에 라벨을 부착하기 위한 라벨부착유닛(200)으로 대별된다.

상기 컨베이어 유닛(100)은 도 2 및 도 3에서와 같이 회로기판(1)을 공급하기 위한 기판공급 컨베이어(110)와, 이 기판공급 컨베이어로부터 운반되어 온 회로기판을 라벨부착작업이 가능하게끔 x,y방향으로 정렬 및 대기시켜주는 작업 컨베이어(120)와, 이 작업 컨베이어로부터 운반되어 온 회로기판(1)을 그대로 배출하거나 또는 뒷면에 라벨을 부착하기 위해 회로기판을 반전수단(140)에 의해 180°반전시키기 위한 인버트 컨베이어(130)로 구성된다.

상기 반전수단(140)은 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이 인버트 컨베이어(130)의 회전축(131) 상에 결합된 피니언기어(141)와, 상기 피니언기어와 맞물린 채 실린더(143)에 의해 승강됨에 따라 피니언기어를 180° 혹은 -180°로 회전시켜주는 래크기어(142)로 구성된다.

이때, 상기 인버트 컨베이어(130)가 정확한 위치에서 스토핑되게 하기위해 인버트 컨베이어의 스토핑 지점에는 쇼크 업소버(sock absorber)와 같은 스토퍼(도시하지 않음)를 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 컨베이어 유닛(100)의 일측에 위치하는 라벨부착유닛(200)은 도 6 및 도 7과 같이 회전 가능하게 설치된 라벨지 공급릴(210)과, 상기 라벨지 공급릴로부터 풀려져 나오는 라벨지(2)의 라벨스티커(2a)에 문자 또는 숫자 등을 인쇄하는 라벨프린터(220)와, 인쇄된 라벨스티커를 분리되게 하는 라벨분리대(230)와, 구동모터(M)에 의해 회전되면서 라벨스티커가 분리된 이형지를 롤방식으로 회수하는 회수롤(240)과, 라벨지의 이송유로 상에 설치되어 라벨지를 일정한 인장상태로 안내되게 하는 가이드 롤(260)과, 상기 라벨분리대(230)상에 분리되어 있는 라벨스티커를 픽업하여 작업 컨베이어(120) 또는 인버트 컨베이어(130)에 위치하는 회로기판에 부착하여 주는 로봇(280)으로 구성된다.

이때, 상기 라벨지 공급릴(210)의 일측에는 수직상으로 설치된 블록레일(291)에 승강 가능하게 설치되어 라벨지 공급릴에 감겨있는 라벨지(2)를 자신의 자중에 의해 누름으로써 이 누름력에 의해 라벨지가 일정한 속도로 풀려지게 하기 위한 가압블록(290)이 설치된다.

또한, 상기 라벨분리대(230)에는 라벨분리대 상에 라벨스티커(2a)가 분리되어 있는가를 감지하기 위한 라벨감지센서(231)가 설치되며, 이 라벨감지센서에 의해 라벨이 분리되었음이 확인되면 라벨부착유닛은 로봇(280)에 의해 분리된 라벨스티커가 픽업되기 전까지 작동이 일시 정지된다.

또한, 상기 회수롤(240)은 이형지(2b)를 항상 균일한 장력으로 감기위해 과회전단속구조를 갖는다. 즉, 회수롤(240)은 중공형으로 하고, 그 중공부(241)에 구동모터(M)와 연결된 구동축(242)을 내장하되, 이 구동축의 외경(d₁)을 중공부의 직경(d₁)보다 공차범위내에서 작게하여 헐겁게 내장되게 하였다. 따라서, 회수롤(240)의 원주속도가 정상속도일 때는 중공부(241)와 구동축(242)의 면마찰에 의해 회수롤과 구동축은 연동회전되며, 회수롤의 원주속도가 과속일 때는 회수롤과 구동축의 상대속도차에 의해 둘 간의 면마찰이 무시된 채 구동축이 헛돌게 된다.

또한, 상기 라벨분리대(230)와 회수롤(240) 사이에는 이형지(2b)가 꺽임 가이드 되는 고정가이드 롤(271)과, 이 고정가이드 롤의 하부에 실린더(273)에 의해 승강되면서 고정가이드 롤과 접촉 또는 이격되는 가변롤(272)로 구성된 이형지 압박수단(270)이 설치된다.

이 이형지 압박수단(270)은 고정가이드 롤(271)과 가변롤(272) 사이를 통과하는 이형지(2b)를 적정압으로 압박하므로써 이형지가 일정한 속도로 진행되도록 속도제어하는 수단이다.

그리고, 상기 로봇(280)은 도 8a, 8b에서 보는 바와 같이 고정된 x축 로봇(281)과, 이 x축 로봇을 따라 이송되는 y축 로봇(282)과, 이 y축 로봇에 대해 직교하는 방향으로 설치되어 개별적으로 승강이 가능하면서 연동회전되는 복수의 헤드(283)로 구성된다.

상기 헤드(283)의 하부에는 분리된 라벨스티커(2a)를 진공흡착하기 위한 흡착기(284)가 설치되는데, 이 흡착기는 헤드(283)로부터 분해 및 헤드에 결합이 가능한 흡착칩(285)과, 이 흡착칩에 설치되어 라벨스티커를 진공흡착하는 복수의 진공흡착패드(286)로 구성된다. 이때, 상기 흡착기(284)는 흡착하고자 하는 라벨스티커(2a)의 개수 및 모양에 따라 그에 맞는 흡착기를 선택적으로 결합하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 각 헤드(283)는 각자의 실린더(287)에 의해 개별적으로 승강이 조절되며, 각 헤드(283)의 축(288)은 상기 실린더로드(287a)와 볼스라인 너트(289)로서 연결되어 실린더로드에 대해 회전이 가능한 상태이며, 이 헤드 축에는 치차(290)가 형성 또는 결합된다. 이 치차중 어느 하나는 치차구동모터(M)에 연결되어 회전구동되며, 각 치차는 도 8a 및 8b와 같이 타이밍벨트(291)로서 상호 연결되어 치차구동모터(M)의 동력에 의해 모든 헤드가 동시에 동일방향으로 회전된다. 이때, 타이밍벨트의 연결방법에 따라서는 각 헤드(283)의 회전방향을 달리할 수도 있다.

미설명부호 215는 라벨지 공급릴(210)에서 풀려져 나온 라벨지(2)를 눌러주는 가압클램프이다.

이상의 구성을 갖는 본 발명의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

컨베이어 유닛(100) 측에서는 기판공급 컨베이어(110)에 회로기판(1)이 공급되면 작업 컨베이어(120)로 회로기판을 이송시킨 후 얼라이너(미도시)에 의해 회로기판은 x,y방향으로 정렬된 상태로 대기하게 된다.

동일시점에서 라벨부착유닛(200)은 라벨지 공급릴(210)로부터 풀려나오는 라벨지(2)가 라벨분리대(230)를 통과하면서 지정된 갯수만큼 라벨스티커(2a)가 분리되면서 라벨분리대 상에 놓여 공급대기 상태에 있게 된다.

이때, 로봇(280)이 이동하여 도 10의 a)와 같이 공급대기 상태에 있는 라벨스티커(2a)를 헤드(283)의 밑단에 설치된 흡착기(284)로서 진공흡착하여 도 10의 b)와 같이 이미 작업 컨베이어(120)에 대기중인 회로기판(1)의 앞면에 식입된 각 부품소자의 표면에 마운팅(접착) 시킨다. 이 경우 헤드(283)는 복수개가 설치되어 있기 때문에 예컨데, 3열을 한번에 옮겨 부착할 경우 1열씩 여러번에 걸쳐서 부착하는 경우보다 공정시간을 단축할 수 있다.

회로기판(1)의 앞면에 라벨링 작업이 종료되면 작업 컨베이어(120)와 인버트 컨베이어(130)가 동작되어 인버트 컨베이어 구간내로 회로기판(1)이 이송된다. 이때 이송된 회로기판(1)의 뒷면에 라벨스티커(2a)를 붙이지 않을 경우에는 그대로 배출되게 하고, 라벨스티커를 부착할 때는 인버트 컨베이어(130)가 반전수단(140)에 의해 도 4 및 도 10의 b),c)와 같이 180°반전동작하여 대기상태에 있으며, 이후 앞면의 라벨스티커 부착방법과 동일한 방법에 의해 회로기판(1)의 뒷면에도 라벨스티커가 부착된다.

뒷면 라벨스티커 부착작업이 완료되면 인버트 컨베이어(130)는 다시 -180°로 재반전하여 앞면이 위로 향한 상태에서 다음공정으로 배출된다.

한편, 상기 이형지(2b)의 와인딩(winding) 과정을 보면 다음과 같다.

라벨스티커(2a)가 분리된 이형지(2b)는 고정가이드 롤(271)에 의해 약 90°정도 꺾임 가이드 되면서 일정한 장력으로 당겨진 상태에 있으며, 그 하부에 위치하는 가변롤(272)은 이형지의 정렬이 수월하도록 최초 하강상태에 있다가 정렬이 된 이후에는 실린더(273)에 상승하여 고정가이드 롤(271)에 접촉된 상태가 된다. 이때, 가변롤(272)의 고정가이드 롤과의 가압접촉은 이형지의 이송속도를 일정하게 유지해주는 역할을 하게 된다.

그리고, 회수롤(240)의 중공부(241)는 구동축(242)의 외주면과 ±공차범위내에서 헐거움 결합되어 있으므로 회수롤(240)의 원주속도가 정상속도일 때는 중공부(241)와 구동축(242)의 면마찰에 의해 회수롤과 구동축은 연동회전되며, 회수롤의 원주속도가 과속일 때는 회수롤과 구동축의 상대속도차에 의해 둘 간의 면마찰이 무시된 채 구동축이 헛돌게 된다.

즉, 회수롤(240)에 감긴 이형지(2b)의 직경이 작으면 회수롤(240)의 중공부(241) 내주면과 구동축(242)의 내주면이 면접촉된 상태여서 구동모터(M)의 동력이 회수롤에 연결된 상태가 되어 접촉마찰력에 의해 회수롤의 회전이 가능하다. 반면, 이형지(2b)의 감긴직경이 점점 커지게 되면 이형지의 원주속도는 빨라지지만 구동축(242)은 일정한 속도를 유지하게 되므로 이들간의 상대속도차에 의해 면접촉이 무시된 채 구동축(242)만이 공회전된다. 이에 따라, 원주속도가 빨라지더라도 회수롤(240)의 회전수를 일정하게 유지할 수 있게 된다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명은 회로기판의 양면에 라벨링 작업을 자동으로할 수 있으므로 수작업을 줄이고 또 공정시간을 단축시키는 장점이 있으며, 라벨지의 인장력을 상황에 맞게 자가 조절하므로써 작업불량요인을 줄이고, 한번에 여러개의 라벨스티커를 붙일 수 있으므로 작업속도가 기존대비 현저히 빠르다.

도 1은 종래 라벨부착기의 측면 구성도

도 2는 본 발명 양면 라벨부착기의 평면 구성도

도 3은 도 2를 A방향에서 본 도면

도 4는 인버트 컨베이어의 상세도

도 5는 인버트 컨베이어의 반전상태도

도 6은 도 2를 B방향에서 본 도면

도 7은 라벨부착유닛의 상세도

도 8a는 로봇의 상세도

도 8b는 도 8a를 C방향에서 본 도면

도 9a는 이형지 회수수단의 종단면도

도 9b는 도 9a의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도

도 10은 라벨부착과정을 도시한 개략도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 회로기판 2 : 라벨지

100 : 컨베이어 유닛 110 : 기판공급 컨베이어

120 : 작업 컨베이어 130 : 인버트 컨베이어

140 : 반전수단 200 : 라벨부착유닛

210 : 라벨지 공급릴 220 : 라벨프린터

230 : 라벨분리대 240 : 회수릴

260 : 가이드롤 270 : 압박수단

280 : 로봇 290 : 가압블록

Claims

회로기판을 공급하기 위한 기판공급 컨베이어, 이 기판공급 컨베이어로부터 운반되어 온 회로기판을 라벨부착작업이 가능하게끔 x,y방향으로 정렬 및 대기시켜주는 작업 컨베이어, 이 작업 컨베이어로부터 운반되어 온 회로기판을 그대로 배출하거나 또는 뒷면에 라벨을 부착하기 위해 회로기판을 반전수단에 의해 반전시키기 위한 인버트 컨베이어로 이루어진 컨베이어 유닛;

회전 가능하게 설치된 라벨지 공급릴, 상기 라벨지 공급릴로부터 풀려져 나오는 라벨지의 라벨스티커에 문자 또는 숫자 등을 인쇄하는 라벨프린터, 인쇄된 라벨스티커를 분리되게 하는 라벨분리대, 구동모터에 의해 회전되면서 라벨스티커가 분리된 이형지를 롤방식으로 회수하는 회수롤, 라벨지의 이송유로 상에 설치되어 라벨지를 일정한 인장상태로 안내되게 하는 가이드 롤, 상기 라벨분리대와 회수롤 사이에 위치하여 이형지를 압박하는 이형지 압박수단, 상기 라벨분리대상에 분리되어 있는 라벨스티커를 픽업하여 작업 컨베이어 또는 인버트 컨베이어에 위치하는 회로기판에 부착하여 주는 로봇으로 이루어진 라벨부착유닛;으로 구성된 것을 특징으로 하는 양면 라벨부착기.
제 1항에 있어서,

상기 반전수단은

상기 인버트 컨베이어의 회전축 상에 결합된 피니언기어와, 상기 피니언기어와 맞물린 채 실린더에 의해 승강됨에 따라 피니언기어를 180° 혹은 -180°로 회전시켜주는 래크기어로 구성된 것을 특징으로 하는 양면 라벨부착기.
제 1항에 있어서,

상기 이형지 압박수단은

이형지가 꺽임 가이드 되는 고정가이드 롤과, 이 고정가이드 롤의 하부에 실린더에 의해 승강되면서 고정가이드 롤과 접촉 또는 이격되는 가변롤로 구성된 것을 특징으로 하는 양면 라벨부착기.
제 1항에 있어서,

상기 로봇은 x축 로봇과, 이 x축 로봇을 따라 이송되는 y축 로봇과, 이 y축 로봇에 대해 직교하는 방향으로 설치되고 개별적인 승강과 회전이 가능한 복수의 헤드로 구성되되, 상기 헤드의 하부에는 흡착칩과, 라벨스티커를 진공흡착하는 복수의 진공흡착패드로 이루어진 흡착기가 탈착 가능하게 설치된 것을 포함함을 특징으로 하는 양면 라벨부착기.
제 1항에 있어서,

상기 라벨지 공급릴의 상부에는 자중에 의해 라벨지를 누름으로써 라벨지가 일정한 속도로 풀려나가게 하기 위한 가압블록이 블록레일에 의해 지지되게 설치된 것을 특징으로 하는 양면 라벨부착기.
제 1항에 있어서,

상기 회수롤은 그 중앙에 중공부가 형성되며, 이 중공부 내에는 구동모터와 연결된 구동축이 헐거움 결합된 것을 특징으로 하는 양면 라벨부착기.