KR100497574B1 - Pick & place system for semiconductor manufacturing equipment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 패키지 등의 부품을 실장하거나, 이송 또는 공급하는 픽앤플레이스 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a pick and place device for mounting, conveying or supplying a component such as a package.
본 발명은 1개의 서보모터로 2개의 픽커를 움직이는 구동 매카니즘을 채용함으로써, 서보모터의 감소에 따른 구조의 합리화 및 구동의 효율화, 특히 장비의 제작과 관련한 비용을 대폭 줄일 수 있고, 또 픽커의 하향 위치상태에서 장비에 이상이 발생하였을 때 픽커를 긴급 상향 복귀시켜 줌으로써, 장비의 손상, 특히 픽커의 파손을 방지할 수 있는 동시에 장비의 연계적인 동작이 중단없이 수행되게 할 수 있으며, 또 각 픽커 간의 동작을 압축공기로 항상 탄력적으로 지지하여 랙과 피니언 전동시의 백래시를 보상함으로써, 구동 및 작업의 정확성을 기할 수 있는 반도체 제조장비의 픽앤플레이스 장치를 제공한다. According to the present invention, by adopting a driving mechanism for moving two pickers with one servomotor, the rationalization of structure and efficiency of driving due to the reduction of the servomotor can be drastically reduced, and in particular, the cost related to the manufacture of equipment can be reduced, and the picker can be lowered. By recovering the picker urgently when an error occurs in the equipment in the position state, it is possible to prevent the damage of the equipment, in particular the damage of the picker, and to make the interlocking operation of the equipment without interruption, and between the pickers. It provides a pick-and-place device for semiconductor manufacturing equipment that can support the operation with compressed air at all times to compensate for backlash during rack and pinion transmission, thereby ensuring the accuracy of driving and operation.
Description
본 발명은 패키지 등의 부품을 실장하거나, 이송 또는 공급하는 픽앤플레이스 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 1개의 서보모터를 사용하여 2개의 픽커를 움직일 수 있도록 함으로써, 서보모터의 감소에 따른 구조의 합리화 및 구동의 효율화를 도모할 수 있으며, 무엇보다도 고가의 서보모터를 다수 삭제할 수 있으므로 제작비용과 관련한 경제적인 부담을 줄일 수 있는 한편, 장비의 이상시 픽커를 강제 복귀시킬 수 있는 수단이나 랙과 피니언 방식이 안고 있는 백래시 문제를 완전히 해결할 수 있는 수단을 갖춤으로써, 장비의 손상을 방지할 수 있고 구동의 정확성을 기대할 수 있는 반도체 제조장비의 픽앤플레이스 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a pick and place device for mounting, transporting or supplying a component such as a package, and more particularly, by using two servo motors to move two pickers. The rationalization and driving efficiency can be improved, and above all, the expensive servo motor can be deleted, thereby reducing the economic burden related to the manufacturing cost, and the means and racks for forcibly returning the picker in case of equipment failure. The present invention relates to a pick-and-place device for semiconductor manufacturing equipment that can prevent damage to the equipment and expect driving accuracy by having a means to completely solve the backlash problem in the pinion method.
일반적으로 반도체 제조장비의 픽앤플레이스 장치는 패키지의 실장작업은 물론 패키지의 이송, 공급 등과 같이 픽앤플레이스 공정을 필요로 하는 곳에 폭넓게 적용되고 있다. In general, pick-and-place devices of semiconductor manufacturing equipment are widely applied to places that require pick-and-place processes, such as package mounting and transport and supply of packages.
이러한 픽앤플레이스 장치의 일 구현예로서, 명세서 기재시의 편의상 표면실장기를 예로 들어 설명한다. As one embodiment of such a pick and place device, a description will be given taking the surface mounter as an example for convenience of description.
표면실장기술에서 조립장비를 대표하는 표면실장기는 부품 예를 들면, 패키지를 인쇄회로기판에 실장하는 장비로서, 표면실장을 위한 조립장비의 핵심장비이며, 테이프, 스티커, 트래이 형태로 공급되는 각종 패키지를 공급기(Feeder)로부터 공급받아 인쇄회로기판상의 실장위치까지 이송한 후, 인쇄회로기판상에 실장하는 장비이다. The surface mounter, which represents the assembly equipment in the surface mounting technology, is a component for mounting a component, for example, a package on a printed circuit board, and is a core equipment of the assembly equipment for surface mounting, and various packages supplied in the form of tape, sticker, and tray. Is a device that is supplied from a feeder and transferred to a mounting position on a printed circuit board, and then mounted on a printed circuit board.
도 10은 일반적인 표면실장기의 대표적인 구성을 보여주고 있다. 10 shows a typical configuration of a general surface mounter.
도 10에 도시한 바와 같이, 상기 표면실장기는 기본 베이스를 구성하는 테이블(100)과, 상기 테이블(100)상에 설치되어 표면실장을 위한 패키지를 공급하는 부품공급부(110) 및 부품공급기(120)와, 수평방향 즉, X축과 Y축 방향으로 운동하면서 작업위치를 결정하는 XY테이블(130)과, 상기 테이블(100)상에 설치되어 패키지가 실장되는 인쇄회로기판을 이송하는 컨베이어(140)와, 상기 XY테이블(130)상에 장착되어 패키지를 인쇄회로기판에 실장하는 역할을 하는 헤드부(150) 등을 포함한다. As shown in FIG. 10, the surface mounter includes a table 100 constituting a basic base, and a component supply unit 110 and a component supply unit 120 installed on the table 100 to supply a package for surface mounting. ), A XY table 130 for determining a work position while moving in a horizontal direction, that is, in the X-axis and Y-axis directions, and a conveyor 140 that is installed on the table 100 to transfer a printed circuit board on which a package is mounted. And a head unit 150 mounted on the XY table 130 to serve to mount a package on a printed circuit board.
따라서, 이러한 표면실장기에서는 컨베이어상의 인쇄회로기판이 작업위치로 이송되면, 헤드부는 XY테이블에 의해 부품공급부로 이동되어 패키지를 흡착한 후, 재차 인쇄회로기판의 실장위치로 이동하여 패키지를 실장하게 되는 작업 메카니즘이 이루어진다. Therefore, in such a surface mounter, when the printed circuit board on the conveyor is transferred to the working position, the head portion is moved to the component supply portion by the XY table to absorb the package, and then moves to the mounting position of the printed circuit board again to mount the package. Working mechanism is achieved.
여기서, 패키지의 흡착을 위한 헤드부(150)는, 도 11에 도시한 바와 같이, XY테이블(130)상에 장착되어 X축 방향으로 이동가능한 플레이트(150a) 및 이것의 전면에 결합되는 다수의 헤드몸체(150b)와, 상기 헤드몸체(150b)상에 결합되어 상하이동이 가능한 픽커축(150c) 및 픽커(150d)와, 상기 픽커축(150c) 및 픽커(150d)의 상하이동을 위한 전동수단인 랙(150e) 및 피니언(150f)과, 구동수단으로서 축에 피니언(150f)을 갖는 서보모터(150g) 등을 포함한다. Here, the head portion 150 for adsorption of the package, as shown in Figure 11, is mounted on the XY table 130, a plurality of plates 150a movable in the X-axis direction and coupled to the front of the plurality of A head body 150b, a picker shaft 150c and a picker 150d coupled to the head body 150b to be movable, and a transmission means for moving the picker shaft 150c and the picker 150d. And an in-rack 150e and a pinion 150f, and a servomotor 150g having a pinion 150f on the shaft as drive means.
따라서, 이러한 헤드부는 XY테이블에 의해 헤드부가 부품공급부에 위치한 후, 랙과 피니언에 의해 픽커축이 하향 이동하여 픽커를 통해 패키지를 흡착하게 되고, 랙과 피니언에 의해 픽커 및 픽커축이 상향 이동한 다음, XY테이블에 의해 흡착된 패키지가 인쇄회로기판의 실장위치로 이동하게 되며, 랙과 피니언에 의해 패키지를 포함하는 픽커 및 픽커축이 하향 이동하여 패키지를 실장하게 되는 작업 메카니즘을 수행한다. Therefore, after the head part is located in the parts supply part by the XY table, the picker shaft is moved downward by the rack and pinion to absorb the package through the picker, and the picker and picker shaft is moved upward by the rack and pinion. Next, the package adsorbed by the XY table is moved to the mounting position of the printed circuit board, and the picker and the picker shaft including the package are moved downward by the rack and the pinion so as to mount the package.
그러나, 위와 같은 표면실장기의 헤드부는 각각의 픽커 및 픽커축에 1개씩 배속되는 랙과 피니언 조합을 구동하기 위한 각각의 서보모터를 구비하게 되는데, 이러한 경우 중량물인 많은 수의 서보모터로 인해 헤드부의 전체적인 하중이 커지게 되고, 이로 인해 헤드부를 이동시키는 XY테이블에 관성부하가 걸리면서 전체 시스템이 불안정한 단점이 있었고, 무엇보다도 서보모터의 가격이 고가(高價)인 관계로 픽커 및 픽커축에 서보모터를 일대일 배속시키는 시스템에서는 제작시 비용측면에서 상당한 부담을 갖게 하는 단점이 있었다.However, the head of the surface mounter as described above has a respective servomotor for driving a rack and pinion combination assigned to each picker and picker shaft one by one, in this case due to the large number of servomotors that are heavy. The overall load of the parts is increased, and the inertial load is applied to the XY table that moves the head, which causes the entire system to be unstable. Above all, since the price of the servo motor is high, the servo motors on the picker and the picker shaft In the one-to-one system, there is a disadvantage in that a significant burden in terms of cost in manufacturing.
또한, 기존에는 표면실장작업시 장비나 라인에 이상이 발생하는 경우 아래로 내려와 있는 픽커와 이상 작동되는 컨베이어, 트래이, 프리사이져(Precisor) 등과 같은 하부의 진행요소가 서로 간섭을 일으키면서 픽커의 손상을 초래하거나, 장비의 연속작업이 중단되는 등의 문제가 종종 있었다. In addition, when an abnormality occurs in the equipment or line during surface mount work, the picker down and the lower moving elements such as conveyors, trays, precisors, etc., which operate abnormally, interfere with each other. There were often problems such as damage or interrupted continuous operation of the equipment.
또한, 기존의 장비들은 랙과 피니언 전동방식이 안고 있는 백래시 문제에 그대로 노출되어 있기 때문에 구동 및 작업의 정확성을 높이는데 한계가 있었다.In addition, the existing equipment is exposed to the backlash problem of the rack and pinion drive system, so there was a limit in improving driving and working accuracy.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 1개의 서보모터로 2개의 픽커를 움직이는 구동 매카니즘을 채용한 픽앤플레이스 장치를 제공함으로써, 서보모터의 감소에 따른 구조의 합리화 및 구동의 효율화, 특히 장비의 제작과 관련한 비용을 대폭 줄일 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and provides a pick and place device employing a driving mechanism that moves two pickers with one servomotor, thereby streamlining the structure and driving efficiency due to the reduction of the servomotor. In particular, the aim is to significantly reduce the costs associated with the manufacture of equipment.
또한, 본 발명의 다른 목적은 픽커의 하향 위치상태에서 장비에 이상이 발생하였을 때 픽커를 긴급 상향 복귀시킬 수 있는 수단을 제공함으로써, 장비의 손상, 특히 픽커의 파손을 방지할 수 있도록 하고, 또 장비의 연계적인 동작이 중단없이 수행될 수 있도록 하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a means for urgently returning the picker when an abnormality occurs in the equipment in the down position of the picker, thereby preventing damage to the equipment, in particular, damage to the picker. The linked operation of the equipment can be performed without interruption.
또한, 본 발명은 각 픽커 간의 동작을 압축공기로 항상 탄력적으로 지지하여 랙과 피니언 전동시의 백래시를 보상할 수 있도록 함으로써, 구동 및 작업의 정확성을 기할 수 있도록 하는 수단을 제공하는데 또 다른 목적이 있다. In addition, the present invention is to provide a means for ensuring the accuracy of the drive and operation by allowing the motion between each picker to always elastically support the compressed air to compensate for the backlash during rack and pinion transmission. have.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수평방향 예를 들면, X축 또는 Y축 방향으로 이동가능한 프레임과, 픽커에 진공압을 제공하기 위한 에어 유니트와, 랙과 피니언 방식으로 상하 작동가능한 다수의 픽커축 및 픽커와, 픽커축 및 픽커의 상하 작동을 위한 구동력을 제공하는 서보모터와, 프레임상에 지지되면서 픽커축과 이것의 상하 작동을 안내하는 가이드핀을 수용하는 헤드블럭을 포함하는 픽앤플레이스 장치에 있어서, 상기 서보모터의 축에 장착되는 피니언의 양편에 2개의 픽커축이 수직으로 나란하게 배치되면서 그 각각의 랙을 통해 피니언과 동시에 치합되는 구조를 이용하여 1개의 서보모터로 2개의 픽커축 및 픽커를 움직일 수 있도록 한 다수의 픽커 유니트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object is a frame movable in the horizontal direction, for example, X-axis or Y-axis direction, an air unit for providing a vacuum pressure to the picker, and a plurality of picks operable up and down in a rack and pinion manner Pick-and-Place device comprising a spindle and a picker, a servomotor providing driving force for the up and down operation of the picker shaft and the picker, and a head block that is supported on the frame and accommodates the picker shaft and guide pins for guiding its up and down operation. In the above, two picker shafts on both sides of the pinion mounted on the shaft of the servo motor are arranged side by side vertically and two picker shafts by one servo motor using a structure that is simultaneously engaged with the pinion through each rack. And a plurality of picker units to move the picker.
또한, 상기 헤드블럭상에 수직 하향 설치되며 서로 연동되는 좌우 1세트의 픽커축 사이에 배치되면서 장비 이상에 따른 제어신호를 받아 상향 위치되는 어느 1개의 픽커축을 하향 이동시켜 다른 1개의 픽커축을 상향 이동되게 하는 비상구동용 실린더를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, it is vertically installed on the head block and disposed between the left and right one set of picker shafts interlocked with each other and receives a control signal according to the equipment error to move any one picker shaft up-down downward to move the other one picker shaft upwards It characterized in that it further comprises an emergency drive cylinder to be.
또한, 상기 비상구동용 실린더는 헤드블럭 내에 연통되어 있는 하나의 공기압 라인을 통해 제공되는 공기압에 의해 여러 대가 동시에 작동될 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 한다. In addition, the emergency driving cylinder is characterized in that it is capable of operating several units at the same time by the air pressure provided through one air pressure line communicated in the head block.
또한, 상기 비상구동용 실린더는 픽커축과 가이드핀을 연결하면서 서로 나란하게 근접되어 있는 양쪽 픽커블럭의 경계선상에 배치되는 로드를 이용하여 어느 1개의 블럭을 아래로 밀어내는 방식으로 픽커축을 하향 이동시켜주도록 되어 있는 것을 특징으로 한다. In addition, the emergency driving cylinder is moved downward by picking one block down by using a rod disposed on the boundary line of both picker blocks in close proximity to each other while connecting the picker shaft and the guide pin. Characterized in that it is to be made.
또한, 상기 픽커축의 상하 작동을 안내하는 가이드핀은 헤드블럭상의 각각의 가이드홈 내에 조성되는 공기압에 의한 지지를 받도록 되어 있는 것을 특징으로 한다. In addition, the guide pin for guiding the vertical operation of the picker shaft is characterized in that it is supported by the air pressure formed in each guide groove on the head block.
또한, 상기 가이드핀이 수용되는 각각의 가이드홈은 하나로 연통되어 각 세트의 가이드핀이 교대로 움직일 때 발생하는 체적변화를 서로 보상함에 따라 공기압의 평형이 이루어질 수 있는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 한다. In addition, each of the guide grooves receiving the guide pin is connected to one, characterized in that the structure of the air pressure balance can be achieved by compensating for each other the volume change generated when each set of guide pins alternately move. .
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치의 바람직한 구현예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the pick and place device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서 제공하는 픽앤플레이스 장치는 1개의 서보모터와 이것에 의해 작동되는 2개의 픽커축 및 픽커의 조합으로 이루어진 픽커 유니트를 다수 포함한다. The pick-and-place apparatus provided by the present invention includes a plurality of picker units consisting of a combination of one servomotor and two picker shafts and pickers actuated thereby.
예를 들면, 1개의 서보모터에 대해 각각의 픽커를 가지면서 양편으로 위치되는 픽커축이 배속되어 서보모터의 구동시 양편의 픽커축 및 픽커가 작동될 수 있게 된다. For example, a picker shaft positioned on both sides with each picker with respect to one servo motor is doubled so that both picker shafts and the pickers can be operated when the servo motor is driven.
본 발명에서 픽커축 및 픽커의 상하 작동을 위하여 채용하고 있는 구동방식은 랙과 피니언 방식이며, 특히 1개의 피니언에 양쪽 2개의 랙을 치합시켜 피니언의 회전시 각 랙이 상향 또는 하향으로 동시에 작동될 수 있도록 하는 방식을 채용하고 있다. In the present invention, the driving method employed for the vertical operation of the picker shaft and the picker is a rack and pinion method, and in particular, two racks are joined to one pinion so that each rack can be operated simultaneously upward or downward when the pinion rotates. It adopts the method to make it possible.
이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. This will be described in more detail as follows.
도 1은 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치의 전체적인 구조를 나타내는 사시도이다. 1 is a perspective view showing the overall structure of a pick and place device according to the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, X축 또는 Y축 방향으로 픽커를 이동시켜주기 위한 수단으로 프레임(10)이 제공된다. As shown in Fig. 1, the frame 10 is provided as a means for moving the picker in the X-axis or Y-axis direction.
상기 프레임(10)은 어느 한 방향으로 왕복 직선운동이 가능한 테이블이나 본 발명에서 구현하고 있는 슬라이드형 로봇(160) 등에 지지되면서 픽커에 의해 흡착되는 패키지를 소정의 위치로 이동시켜주는 역할을 한다.The frame 10 serves to move a package adsorbed by a picker to a predetermined position while being supported by a table capable of reciprocating linear motion in one direction or a slide-type robot 160 implemented in the present invention.
상기 프레임(10)의 전면 상부에는 패키지를 흡착하는 픽커(11)에 진공압을 공급하기 위한 에어 유니트(12)가 구비되고, 전면 하부에는 그 내측으로는 픽커축(13), 서보모터(14) 등의 장착을 위한 헤드블럭(16)이 갖추어져 있다. An air unit 12 for supplying a vacuum pressure to a picker 11 that adsorbs a package is provided at an upper part of the front surface of the frame 10, and a picker shaft 13 and a servomotor 14 are formed at an inner side of the front surface of the frame 10. Head block 16 for mounting).
상기 헤드블럭(16)에는 1개의 서보모터(14)에 배속되는 2개 1조의 픽커축(13)이 상하 슬라이드 가능한 구조로 수직 설치되며, 픽커축(13)과 픽커(11)는 서로 헤드블럭(16)의 저부에 배치되는 각각의 픽커블럭(22)에 의해 일체식으로 조립되어 픽커축(13)의 상하 작동시 픽커(11)도 함께 상하로 움직이면서 패키지를 흡착할 수 있게 된다. In the head block 16, two sets of picker shafts 13, which are assigned to one servomotor 14, are vertically slidable, and the picker shafts 13 and the pickers 11 are headblocked to each other. Each picker block 22 disposed at the bottom of the unit 16 is integrally assembled to allow the picker 11 to move up and down together to adsorb the package during vertical operation of the picker shaft 13.
상기 픽커(11)의 패키지 흡착은 진공압을 이용하게 되는데, 이를 위하여 프레임(10)상의 에어 유니트(12)와 픽커(11)는 튜브(24)로 연결되어 컨트롤러(미도시)의 제어에 의한 에어 유니트(12)의 진공압 공급 및 차단에 의해 픽커(11)의 패키지 흡착 및 분리 작용이 이루어진다. The package adsorption of the picker 11 uses a vacuum pressure, and for this purpose, the air unit 12 and the picker 11 on the frame 10 are connected to the tube 24 by a controller (not shown). The suction and separation of the package of the picker 11 is performed by supplying and shutting off the vacuum pressure of the air unit 12.
또한, 상기 프레임(10)에는 헤드블럭(16)상의 픽커축(13)과 인접한 위치에 센서(25)가 갖추어져 있으며, 이때의 센서(25)는 픽커축(13)의 상승한계위치 또는 하강한계위치를 감지하여 그 신호를 컨트롤러측에 제공하는 역할을 한다. In addition, the frame 10 is provided with a sensor 25 at a position adjacent to the picker shaft 13 on the head block 16, and the sensor 25 at this time is the rising limit position or the lower limit of the picker shaft 13. It detects the position and provides the signal to the controller.
이렇게 센서(25)가 제공하는 신호에 의해 1세트의 픽커 유니트(19)가 갖는 각 픽커축(13) 간의 동작이 제어될 수 있고, 또 각 세트의 픽커 유니트(19) 간의 연계적인 작동이 제어될 수 있다. In this way, the operation between each picker shaft 13 of the set of picker units 19 can be controlled by the signal provided by the sensor 25, and the cooperative operation between the set of picker units 19 is controlled. Can be.
이러한 센서(25)는 1세트의 픽커 유니트(19)를 구성하는 2개의 픽커축(13)이 서로 연동되는 구조를 가짐에 따라 2개 중에서 어느 1개의 픽커축(13)의 위치만 감지하면 픽커 유니트(19)의 제어가 가능하므로, 픽커 유니트(19)의 수에 상응하는 수량만 구비하는 것이 바람직하다. The sensor 25 has a structure in which two picker shafts 13 constituting one set of picker units 19 are interlocked with each other, and thus, when only one of the two picker shafts 13 is detected, the picker Since the control of the unit 19 is possible, it is preferable to provide only the quantity corresponding to the number of the picker units 19.
도 2는 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치의 내부 구조를 나타내는 측단면도이다. Figure 2 is a side cross-sectional view showing the internal structure of the pick and place device according to the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 여기서는 서보모터(14)와 픽커축(13) 간의 전동구조 뿐만 아니라 헤드블럭(16)상에 장착되는 각 구성요소들의 결합관계를 보여준다.As shown in FIG. 2, the coupling relationship between the components mounted on the head block 16 as well as the transmission structure between the servomotor 14 and the picker shaft 13 is shown.
상기 서보모터(14)는 프레임(10)의 내측에 설치되고, 그 축에는 피니언(17)이 장착되며, 피니언(17)의 다른 한쪽은 헤드블럭(16)에 베어링 등을 통해 지지된다. The servomotor 14 is installed inside the frame 10, the pinion 17 is mounted on the shaft, the other side of the pinion 17 is supported by the head block 16 through a bearing or the like.
이때의 피니언(17)은 작동의 정확성을 위하여 서보모터(14)측 연결부위도 베어링 등을 통해 지지되도록 하는 것도 바람직하다. At this time, the pinion 17 is also preferably so that the connection portion of the servo motor 14 side is supported by a bearing or the like for the accuracy of operation.
상기 픽커축(13)은 헤드블럭(16)을 수직으로 관통하면서 그 길이 중간쯤에 형성되는 랙(18)을 이용하여 피니언(17)과 치합되며, 이에 따라 서보모터(14)의 구동시 피니언(17)의 회전에 의해 상하로 움직일 수 있게 된다. The picker shaft 13 is meshed with the pinion 17 by using a rack 18 formed about halfway through the head block 16 vertically, and thus the pinion when the servo motor 14 is driven. It is possible to move up and down by the rotation of (17).
이러한 픽커축(13)은 블럭상의 관통부위에 부시형 베어링이 함께 삽입 장착됨에 따라 위아래로의 움직임이 보다 원할하게 이루어질 수 있게 된다. The picker shaft 13 can be more smoothly moved up and down as the bushing bearing is inserted and mounted together in the penetrating portion on the block.
또한, 픽커축(13)의 상단에는 센서 브라켓(26)이 장착되어 있으며, 이것의 위치를 검출함으로써 픽커축(13)의 위치를 감지하게 된다. In addition, the sensor bracket 26 is mounted on the upper end of the picker shaft 13, and the position of the picker shaft 13 is detected by detecting the position thereof.
이렇게 설치되는 픽커축(13)은 픽커블럭(22)을 매개로 하여 픽커(11)와 일체식으로 조립된다. The picker shaft 13 thus installed is integrally assembled with the picker 11 via the picker block 22.
이를 위하여, 상기 픽커블럭(22)은 픽커축(13)의 하단에 체결 결합되면서 수평을 유지하고, 픽커(11)는 픽커축(13)과 나란하게 수직 배치되면서 그 한쪽 끝에 관통 체결된다. To this end, the picker block 22 is horizontally coupled while being coupled to the lower end of the picker shaft 13, and the picker 11 is vertically arranged side by side with the picker shaft 13 and fastened through one end thereof.
이에 따라, 픽커(11)는 픽커블럭(22)의 상하 작동시 함께 움직일 수 있게 된다. Accordingly, the picker 11 can move together during the vertical operation of the picker block 22.
또한, 여기서는 헤드블럭(16)상에 장착되는 비상구동용 실린더(20)와 가이드핀(15) 등을 제시하고 있는데, 이들에 대해서는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다. In addition, the emergency drive cylinder 20 and the guide pin 15, which are mounted on the head block 16 is presented here, which will be described in detail later.
도 3은 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치에서 픽커축의 배치관계를 나타내는 단면 사시도이다. Figure 3 is a cross-sectional perspective view showing the arrangement of the picker shaft in the pick and place device according to the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이, 1세트의 픽커 유니트(19)를 구성하는 좌우 2개의 픽커축(13)은 헤드블럭(16)상에 마련되어 있는 수직의 관통홀 내에 슬라이드 가능한 구조로 설치되고, 픽커축(13)의 길이 일부구간은 서로 마주보는 위치에 랙(18)이 형성되는 동시에 그 사이에 1개의 피니언(17)이 치합되면서 배치된다. As shown in Fig. 3, the two left and right picker shafts 13 constituting one set of picker units 19 are installed in a slidable structure in a vertical through hole provided on the head block 16. A portion of the length of the kernel shaft 13 is arranged while the rack 18 is formed at a position facing each other while one pinion 17 is engaged therebetween.
상기 2개의 픽커축(13) 중에서 어느 1개는 길이가 조금 길게 연장되고, 이렇게 연장된 부분에 센서 브라켓(16)이 장착되며, 각 픽커축(13)의 하단에는 픽커(11)와의 일체 작동을 위한 각각의 픽커블럭(22)이 장착된다. Any one of the two picker shafts 13 extends a little longer, and the sensor bracket 16 is mounted on the extended portion, and the lower end of each picker shaft 13 operates integrally with the picker 11. Each picker block 22 is mounted.
따라서, 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 각 픽커축(13)의 초기 정렬상태에서 서보모터(14)의 구동으로 피니언(17)이 화살표 방향으로 회전하면, 랙(17)을 이용하여 치합되어 있는 좌우측의 픽커축(13)이 서로 반대방향으로 상하 작동하게 되므로서, 각각의 픽커(11)는 하향 작동시 패키지의 흡착 또는 분리 작업을 수행할 수 있게 된다. Therefore, as shown in Figs. 4A to 4C, when the pinion 17 is rotated in the direction of the arrow by the drive of the servomotor 14 in the initial alignment state of each picker shaft 13, the rack 17 is used. Since the picker shafts 13 on the left and right sides engaged with each other are vertically operated in opposite directions, the respective pickers 11 can perform the adsorption or detachment of the package during the downward operation.
이러한 각 픽커(11)의 상하 작동은 각 픽커 유니트(19) 별로 순차적으로 진행될 수 있거나, 또는 각 픽커 유니트(19)에서 동시에 진행될 수 있다. The up and down operation of each picker 11 may proceed sequentially for each picker unit 19 or may be performed simultaneously in each picker unit 19.
예를 들면, 4세트의 픽커 유니트 중에서 어느 1세트 픽커 유니트의 픽커가 패키지를 흡착 또는 분리한 후, 계속해서 다음 1세트 픽커 유니트의 픽커가 패키지를 흡착 또는 분리하는 방식으로 각 픽커 유니트 별로 패키지를 순차적으로 흡착 또는 분리할 수 있거나, 도면으로 예시한 바와 같이 4세트 픽커 유니트의 각 픽커가 패키지를 동시에 흡착 또는 분리한 후, 나머지 픽커가 패키지를 동시에 흡착 또는 분리할 수 있다. For example, after the picker of one set of picker units of four sets of picker units picks up or removes a package, the picker of the next set of picker units picks up or removes a package. As shown in the figure, each picker of the four sets of picker units may simultaneously adsorb or separate the package, and then the remaining pickers may adsorb or separate the package simultaneously.
도 5는 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치에서 비상구동용 실린더의 배치관계를 나타내는 단면 사시도이다. 5 is a cross-sectional perspective view showing the arrangement relationship of the emergency driving cylinder in the pick and place device according to the present invention.
도 5에 도시한 바와 같이, 여기서는 장비의 이상시 픽커를 상부로 급속 귀환시켜주는 수단으로 비상구동용 실린더(20)를 제공한다. As shown in FIG. 5, the emergency driving cylinder 20 is provided as a means for rapidly returning the picker to the upper part in case of an abnormality of the equipment.
상기 비상구동용 실린더(20)는 일종의 공압실린더로서, 각 세트의 픽커 유니트(19)에 1대씩 배속되어 로드의 전진동작을 이용하여 픽커(11)를 강제로 올려주는 역할을 한다. The emergency driving cylinder 20 is a kind of pneumatic cylinder, which is assigned to each set of picker units 19 and serves to forcibly raise the picker 11 by using a forward movement of the rod.
이를 위하여, 헤드블럭(16)상의 실린더 장착홈(27) 내에 각각의 비상구동용 실린더(20)가 삽입 설치되고, 이때의 로드는 서로 나란하게 연접 배치되어 있는 각 픽커블럭(22) 간의 경계선상에 위치되면서 양쪽 2개의 블럭과 모두 간섭을 일으킬 수 있게 되며, 헤드블럭(16)에는 일측의 연결구로부터 하나로 연통되면서 각 실린더측으로 분기되는 공기압 라인(21)의 형성되어 비상구동용 실린더(20)의 작동을 위한 공기압이 제공될 수 있게 된다. To this end, each emergency driving cylinder 20 is inserted into and installed in the cylinder mounting groove 27 on the head block 16, and rods are formed on the boundary line between the picker blocks 22 which are arranged in parallel with each other. It is located in the two blocks can cause interference, and the head block 16 is formed in the pneumatic line 21 is branched to each cylinder side while communicating in one from the connector on one side of the emergency drive cylinder (20) Pneumatic pressure for operation can be provided.
위와 같은 구조의 공기압 라인(21)으로 인해 각각의 비상구동용 실린더(20)는 동시에 공기압을 제공받아 일괄적으로 작동되면서 아래로 위치되어 있는 모든 픽커(11)를 일시에 위로 올려줄 수 있으므로, 비상수단으로서의 제역할을 충실히 수행할 수 있게 된다. Due to the pneumatic line 21 of the above structure, each emergency driving cylinder 20 is simultaneously provided with the air pressure can be operated collectively to raise all the pickers 11 which are positioned below, upwards at a time, It is possible to faithfully perform the role as an emergency means.
본 발명의 바람직한 구현예에서는 실질적으로 비상구동용 실린더(20)의 로드와 픽커블럭(22) 간의 간섭이 블럭에 형성되어 있는 홈(28) 내에서 이루어지게 되는데, 이때 실린더의 설치 높이나 실린더의 로드가 갖는 스크로크의 조절을 통해 블럭과의 간섭위치를 임의로 설정할 수 있으므로, 위와 같은 홈없이 블럭 윗면과 그대로 간섭이 이루어지게 하는 것도 가능하게 된다. In a preferred embodiment of the present invention, substantially the interference between the rod of the emergency driving cylinder 20 and the picker block 22 is made in the groove 28 formed in the block, where the installation height of the cylinder or the rod of the cylinder is Since the interference position with the block can be arbitrarily set by adjusting the stroke, the interference with the upper surface of the block can be made without the above groove.
따라서, 도 6a에 도시한 바와 같이, 픽커축(13)과 일체로 움직이는 픽커블럭(22)이 정상적으로 동작되고 있는 상태에서 장비나 라인상의 이상이 컨트롤러측에 접수되면, 컨트롤러는 즉각적으로 각 비상구동용 실린더(20)에 공기압 제공을 위한 신호를 출력하게 되고, 공기압 라인(21)을 통해 공급되는 공기압에 의해 비상구동용 실린더(20)가 작동된다. Therefore, as shown in Fig. 6A, when the picker block 22 moving integrally with the picker shaft 13 is normally operated, if an abnormality on the equipment or line is received at the controller side, the controller immediately starts each emergency drive. A signal for providing air pressure is output to the cylinder 20, and the emergency driving cylinder 20 is operated by the air pressure supplied through the air pressure line 21.
도 6b에 도시한 바와 같이, 이렇게 비상구동용 실린더(20)의 작동으로 로드가 아래로 전진하게 되면, 윗쪽으로 위치되어 있는 픽커블럭(22)을 아래로 쳐주게 되고, 이와 동시에 아래쪽으로 위치되어 있던 픽커블럭(22)이 하나의 피니언을 통한 연동작용에 의해 위로 상승하게 되므로, 컨베이어, 트래이 또는 프리사이져(Precisor) 등과 같은 하부의 진행요소와 픽커(11)가 서로 간섭을 일으키는 문제를 사전에 방지할 수 있게 된다. As shown in FIG. 6B, when the rod is advanced downward by the operation of the emergency driving cylinder 20, the picker block 22 positioned upward is struck downward and at the same time positioned downward Since the picker block 22 is lifted up by an interlocking action through one pinion, the picker 11 and the lower traveling element, such as a conveyor, a tray or a precisor, interfere with each other in advance. Will be prevented.
이때의 실린더 스트로크는 각각의 픽커가 동일한 높이수준을 유지하는 초기 정렬위치 정도로 설정하는 것이 바람직하며, 서보모터의 경우 피니언을 이용한 랙의 무난한 연동작용을 위하여 실린더의 구동 전에 장비나 라인에 이상이 발생하였을 때 미리 전원을 차단하여 프리상태가 되도록 하는 제어가 필요하다. At this time, it is preferable to set the cylinder stroke at the initial alignment position where each picker maintains the same height level, and in the case of servo motor, an abnormality occurs in the equipment or line before driving the cylinder for the safe interlocking action of the rack using the pinion. In this case, it is necessary to control the power supply to be in a free state in advance.
도 7은 본 발명에 따른 가이드핀의 배치관계를 나타내는 단면 사시도이다.7 is a sectional perspective view showing the arrangement of the guide pin according to the present invention.
도 7에 도시한 바와 같이, 여기서는 픽커(11) 및 픽커축(13)의 상하 작동을 안내하는 가이드핀(15)을 제공한다. As shown in FIG. 7, a guide pin 15 is provided for guiding the vertical operation of the picker 11 and the picker shaft 13.
상기 가이드핀(15)은 각 픽커축(13)의 뒷쪽으로 나란하게 1개씩 배속되면서 픽커축(13)의 정확한 상하 작동시 흔들림 등을 잡아주는 역할을 한다. The guide pin 15 serves to catch the shake during the accurate up and down operation of the picker shaft 13 while being arranged one by one side to the rear of each picker shaft 13.
이러한 가이드핀(15)은 헤드블럭(16)상에 마련되어 있는 각각의 가이드홈(23) 내에 부시형 베어링 등과 함께 장착되는 구조로 설치되며, 그 하단은 픽커블럭(22)상에 체결 고정되어 픽커(11) 및 픽커축(13)과 일체로 움직일 수 있게 된다. The guide pin 15 is installed in the guide groove 23 provided on the head block 16 in a structure that is mounted with a bush-type bearing, etc., the lower end is fastened and fixed on the picker block 22, the picker It becomes possible to move integrally with the 11 and the picker shaft 13.
특히, 상기 각각의 가이드홈(23)은 블럭상에서 하나로 통하는 구조로 되어 있으며, 그 내부는 일측에서 제공하는 공기압에 의해 항상 소정의 압력이 조성되고, 가이드핀(15)과의 접촉구간측으로는 공기압의 누설을 방지하기 위한 실링부재가 내설된다. In particular, each of the guide grooves 23 has a structure that is connected to one on the block, the inside is always a predetermined pressure is formed by the air pressure provided from one side, the air pressure to the contact section side with the guide pin 15 The sealing member is built in to prevent leakage.
이에 따라, 각 가이드홈(23) 내에 장착되는 각각의 가이드핀(15)은 가이드홈(23) 내에 조성되어 있는 공기압에 의한 지지를 받게 되므로, 이것과 일체로 움직이는 픽커(11) 및 픽커축(13)의 랙과 서보모터(14)의 피니언 간에 작용하는 백래시 문제를 완전히 해소할 수 있게 된다. Accordingly, the guide pins 15 mounted in the guide grooves 23 are supported by the air pressure formed in the guide grooves 23, so that the pickers 11 and the picker shafts moving integrally with the guide pins 15 The backlash problem acting between the rack of 13) and the pinion of the servomotor 14 can be completely solved.
예를 들면, 도 8a 및 8b에 도시한 바와 같이, 하나로 통하는 가이드홈(23)의 공기압이 항상 일정하게 유지되고, 또 각 세트의 가이드핀(15)이 교대로 움직일 때 발생하는 체적변화를 서로 보상하여 공기압의 평형을 이루면서 위의 공기압이 계속 유지됨에 따라 이때의 공기압이 그대로 픽커축(13)에 전달되어 랙과 피니언 간의 물림상태를 상시 결속시켜주게 되므로, 랙과 피니언 간의 전동시 발생될 수 있는 백래시 현상을 배제할 수 있게 된다. For example, as shown in Figs. 8A and 8B, the air pressure of the guide grooves 23 connected to each other is always kept constant, and the volume change generated when the set of guide pins 15 alternately move with each other. As the above air pressure is maintained while compensating for the air pressure, the air pressure at this time is transmitted to the picker shaft 13 as it is, thereby constantly binding the bite state between the rack and the pinion. The backlash phenomenon can be eliminated.
도 9는 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치의 전체적인 작동상태를 보여주는 정면도이다. 9 is a front view showing the overall operating state of the pick and place device according to the present invention.
도 9에 도시한 바와 같이, 픽커를 포함하는 프레임 전체는 슬라이드형 로봇 등에 의해 표면실장을 위한 패키지가 준비되어 있는 부품공급부측으로 이동한다. As shown in Fig. 9, the entire frame including the picker is moved to the part supply part where a package for surface mounting is prepared by a slide robot or the like.
부품공급부측으로 이동한 각각의 픽커는 각 패키지와 일대일 대응하는 위치에서 정지하게 되고, 이때부터 서보모터의 구동에 의한 패키지의 흡착이 진행된다. Each picker moved to the component supply side stops at a one-to-one correspondence with each package, from which the adsorption of the package by the drive of the servomotor proceeds.
각각의 픽커(11)가 동일한 높이로 초기 정렬된 상태에서 서보모터가 정방향으로 구동하면, 1세트 또는 각 세트의 1개의 픽커축이 하강하여 이것의 픽커(11)가 패키지를 흡착한다. When the servomotor is driven in the forward direction with each picker 11 initially aligned at the same height, one set or one picker shaft of each set is lowered and its picker 11 sucks the package.
픽커(11)의 흡착은 에어 유니트의 작동과 동시에 이루어지며, 이때의 다른 1개의 픽커축 및 픽커(11)는 위와 동일한 스트로크로 상승한다.Adsorption of the picker 11 takes place simultaneously with the operation of the air unit, at which time the other picker shaft and the picker 11 rise in the same stroke as above.
여기서, 픽커에 의한 패키지의 흡착은 픽커에 부속되는 통상의 흡착노즐, 진공발생기 등을 통해 가능하게 되고, 픽커들 간의 순차적인 동작은 센서 및 센서 브라켓의 감지신호를 입력신호로 하는 컨트롤러에 의해 제어된다. Here, the adsorption of the package by the picker is possible through the usual adsorption nozzle, vacuum generator, etc., which are attached to the picker, and the sequential operation between the pickers is controlled by the controller which uses the sensing signals of the sensor and the sensor bracket as input signals. do.
계속해서, 1세트 또는 각 세트의 1개의 픽커(11)가 패키지의 흡착을 완료하면, 이번에는 서보모터가 역방향으로 구동하여 다른 1개의 픽커축을 하강시키고, 마찬가지로 이것의 픽커(11)도 패키지를 흡착한다. Subsequently, when one set or one picker 11 of each set has completed the adsorption of the package, the servo motor is driven in the reverse direction this time, and the other picker shaft is lowered. Adsorb.
따라서, 1세트 또는 각 세트의 2개의 픽커(11)가 모두 패키지를 흡착하면, 각각의 픽커(11)는 초기 정렬상태를 유지한 후, 이때의 정렬상태 그대로 슬라이드형 로봇 등에 의해 인쇄회로기판이 있는 곳으로 이동하여 인쇄회로기판상에 패키지를 실장한다. Therefore, when one set or two pickers 11 of each set adsorb the package, each picker 11 maintains the initial alignment state, and then the printed circuit board is moved by the slide-type robot or the like as it is. Move to where it is and mount the package on the printed circuit board.
이상에서와 같이 1개의 서보모터로 2개의 픽커를 움직이는 구동 매카니즘을 채용한 픽앤플레이스 장치는 다음과 같은 장점이 있다. As described above, the pick-and-place device employing a driving mechanism for moving two pickers with one servomotor has the following advantages.
1) 서보모터의 수량을 줄일 수 있기 때문에 하중의 경감 등 전반적인 구조를 합리적으로 구성할 수 있는 동시에 구동을 효율적으로 수행할 수 있는 장점이 있으며, 특히 장비의 제작과 관련한 비용을 대폭 줄일 수 있는 효과가 있다.1) Since the number of servo motors can be reduced, the overall structure such as the reduction of load can be reasonably configured, and the driving can be efficiently performed. Especially, the cost related to the manufacture of equipment can be greatly reduced. There is.
2) 장비나 라인의 이상시 아래로 내려와 있는 픽커를 긴급 상향 복귀시킬 수 있기 때문에 장비의 손상, 특히 픽커의 파손을 방지할 수 있는 장점이 있으며, 또 장비의 연계적인 동작이 중단없이 수행되게 하는 효과가 있다. 2) Because the picker that descends down in case of equipment or line abnormality can be urgently restored, it has the advantage of preventing the damage of equipment, especially the damage of the picker. It works.
3) 각 픽커 간의 동작을 압축공기로 항상 탄력적으로 지지할 수 있기 때문에 랙과 피니언 전동시의 백래시를 보상할 수 있고, 이에 따라 구동 및 작업의 정확성을 도모할 수 있는 효과가 있다. 3) Since the motion between each picker can be elastically supported by compressed air at all times, the backlash during rack and pinion transmission can be compensated for, and thus the driving and work accuracy can be improved.
도 1은 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치의 전체적인 구조를 나타내는 사시도1 is a perspective view showing the overall structure of a pick and place device according to the present invention
도 2는 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치의 내부 구조를 나타내는 측단면도Figure 2 is a side cross-sectional view showing the internal structure of the pick and place device according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치에서 픽커축의 배치관계를 나타내는 단면 사시도Figure 3 is a cross-sectional perspective view showing the arrangement of the picker shaft in the pick and place device according to the present invention
도 4a,4b,4c는 도 3의 동작관계를 나타내는 정단면도4A, 4B and 4C are front cross-sectional views showing the operation relationship of FIG.
도 5는 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치에서 비상구동용 실린더의 배치관계를 나타내는 단면 사시도Figure 5 is a cross-sectional perspective view showing the arrangement of the emergency driving cylinder in the pick and place device according to the invention
도 6a,6b는 도 5의 동작관계를 나타내는 정단면도6A and 6B are front cross-sectional views showing the operation relationship of FIG.
도 7은 본 발명에 따른 가이드핀의 배치관계를 나타내는 단면 사시도Figure 7 is a cross-sectional perspective view showing the arrangement of the guide pin according to the present invention
도 8a,8b는 도 7의 동작관계를 나타내는 정단면도8A and 8B are front cross-sectional views showing the operation relationship of FIG.
도 9는 본 발명에 따른 픽앤플레이스 장치의 전체적인 작동상태를 보여주는 정면도9 is a front view showing the overall operating state of the pick and place device according to the present invention;
도 10은 일반적인 표면실장기의 구성을 나타내는 개략적인 평면도10 is a schematic plan view showing a configuration of a general surface mounter
도 11은 도 10의 표면실장기에서 헤드부의 구성을 나타내는 개략적인 정면도FIG. 11 is a schematic front view illustrating a configuration of a head unit in the surface mounter of FIG. 10.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
10 : 프레임 11 : 픽커10 frame 11: picker
12 : 에어 유니트 13 : 픽커축12 Air Unit 13 Picker Shaft
14 : 서보모터 15 : 가이드핀14: servo motor 15: guide pin
16 : 헤드블럭 17 : 피니언16: Head Block 17: Pinion
18 : 랙 19 : 픽커 유니트18 rack 19 picker unit
20 : 비상구동용 실린더 21 : 공기압 라인20: emergency drive cylinder 21: pneumatic line
22 : 픽커블럭 23 : 가이드홈22: Picker Block 23: Guide Home
24 : 튜브 25 : 센서24 tube 25 sensor
26 : 센서 브라켓 27 : 실린더 장착홈26: sensor bracket 27: cylinder mounting groove
28 : 홈28: home
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