KR100613782B1 - 표면설치기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면설치기에 있어서 택트타임(tact time)의 단축에 공헌할 수가 있고, 또한 헤드유니트의 대형화를 억제하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명에서는 이동가능한 헤드유니트(5)에 노즐샤프트(21)를 설치하고, 이것을 Z축 및 R축 구동기구에 연결함과 동시에, 노즐샤프트(21)의 하부에 복수의 흡착 노즐(22∼27)을 구비한 노즐조립 블록(30)을 회동가능하게 유지하였다. 또한, 노즐조립 블록(30)을 회전구동하는 기구로서 헤드유니트(5)의 프레임(5a)에 서보모터(52)를 고정하고, 이 서보모터(52)의 회전을 블록구동용 샤프트(45), 기어(47,48), 전동 샤프트(50) 및 베벨기어(51) 등을 매개해서 노즐조립 블록(30)에 전동하도록 하였다. 이것에 의해 노즐조립 블록(30)의 구동계통으로서 R축 구동기구와 독립한 기구를 설치하도록 하였다.

Description

표면설치기 {SURFACE-MOUNTING APPARATUS}

도1은 본 발명에 관한 표면설치기를 도시하는 개략 평면도이다.

도2는 헤드유니트의 구성을 도시하는 정면도(일부 단면도)이다.

도3은 헤드유니트의 구성을 도시하는 도2의 A-A 단면도이다.

도4는 헤드유니트의 구성을 도시하는 평면도이다.

도5는 노즐샤프트 하부의 구체적인 구조를 도시한 도2의 B-B 단면도이다.

도6은 노즐샤프트 하부의 구체적인 구조를 도시한 도5의 C-C 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

5 : 헤드유니트 5a : 프레임

20a,20b : 헤드 21 : 노즐샤프트

22∼27 : 흡착 노즐 30 : 노즐조립 블록

31,36,52 : 서보모터 32 : 피니언

33 : 랙 34 : 브래킷

40 : 홀더 45 : 블록구동용 샤프트

46 : 브리지부재 47,48 : 기어

50 : 전동 샤프트 50a : 기어

50b,51 : 베벨기어

본 발명은, 표면설치기에 있어서, 특히 헤드에 설치되는 흡착 노즐을 복수 종류중에서 선택적으로 사용할 수 있도록 구성된 표면설치기에 관한 것이다.

종래부터, 부품공급부와 소정의 작업위치에 위치 결정된 프린트기판과의 사이에서 이동가능한 헤드유니트에, 부품흡착용의 헤드를 승강 및 회전가능하게 장비하고, 상기 헤드의 하단에 설치된 흡착 노즐에 의해 전자부품을 흡착하도록 하고, 부품공급부에서 부품을 흡착한 후에 헤드유니트를 프린트기판상에 이동시켜 부품을 장착하도록 한 표면설치기는 일반적으로 알려지고 있다.

이 종류의 표면설치기에 있어서, 상기 흡착 노즐은 흡착해야 할 부품의 종류에 따라서 교환할 수 있도록 되고 있고, 일반적으로는 부품공급부의 측방에 설치된 노즐교환 스테이션(station)에 복수의 흡착 노즐을 교환가능하게 유지하여 두고, 필요에 따라서 헤드유니트를 이 스테이션으로 이동시켜 흡착 노즐을 교환하는 것이 행하여지고 있다.

그러나, 흡착 노즐의 교환을 위해 일일이 스테이션으로 이동하여 흡착 노즐을 교환하는 것은 효율이 나쁘다. 그래서, 본원 출원인은 복수의 흡착 노즐을 방사형상으로 배치한 노즐조립 블록을 헤드에 탑재함과 동시에 가로축 주위에서 회동변위 가능하게 설치하고, 노즐조립 블록을 회전시키는 것에 의해 부품의 종류 등에 따라서 흡착 노즐을 선택적으로 소정의 사용위치에 세트할 수 있도록 한 표면설치 기를 제안하고 있다(평성10년 특허원 제205585호).

상기 장치에 의하면, 헤드유니트의 소재(所在)에 불구하고 흡착 노즐을 교환할 수 있으므로, 택트타임(tact time)의 단축에 기여할 수가 있다.

그런데, 상기 종래의 장치에서는 헤드를 구성하는 노즐샤프트가 모터를 구동원으로 하는 R축 구동기구(세로축 주위의 회전을 위한 기구)에 연결되어, 헤드를 상승단 위치에 세트한 상태에서 노즐샤프트를 회전시키는 것에 의해 노즐조립 블록을 회전시키도록 구성되어 있다. 요컨대, 헤드가 상승단 위치에 있는 때에만 노즐샤프트의 회전이 노즐조립 블록에 전동되도록 구성되어 있다. 그 때문에, 헤드가 상승단 위치 이외에 있는 때에는 흡착 노즐의 교환을 행할 수 없고, 예를 들면 부품장착 후에 헤드가 상승단 위치에 도달하는 것보다도 다음의 부품을 꺼내기 위해서 헤드유니트가 부품공급부 상에 배치되는 쪽이 빠른 경우에는, 헤드가 상승단 위치에 도달하고 또한 노즐조립 블록이 회전하여 원하는 흡착 노즐이 세트될 때까지 헤드유니트를 대기시킬 필요가 있어, 택트타임을 단축하는 데에 있어서의 하나의 마이너스 요소로 되어 있었다.

그래서, 이 문제를 해결하기 위해 예를 들면 노즐샤프트의 하단부에 모터를 설치하고 노즐조립 블록을 이 모터에 연결하며, 이것에 의해 노즐조립 블록을 회전구동하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 이 경우에는 헤드의 위치(세로축 방향의 위치)에 관계없이 흡착 노즐의 효과를 행할 수 있다고 하는 이점은 있지만, 헤드의 승강 및 회전시의 부하가 증대하기 때문에, 헤드의 승강속도를 종래 장치와 같은 속도로 행하는데는, 구동원으로서 보다 고출력의 것이 요구된다. 또한, 노즐샤프트 하단부에서 모터를 지지하기 때문에 노즐샤프트나 그 지지구조로서 강도가 높은 것이 요구된다. 그 때문에, 헤드유니트의 대형화를 조장하는 것이 되어 반드시 득책(得策)이라고는 말할 수 없다.

본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 택트타임의 단축에 공헌할 수가 있고, 또한 헤드유니트의 대형화를 억제할 수 있는 표면설치기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 부품공급부와 부품장착부에 걸쳐서 이동가능한 헤드유니트에 노즐샤프트가 설치되고, 이 노즐샤프트가 세로축방향의 승강을 위한 Z축 구동기구 및 세로축 주위의 회전을 위한 R축 구동기구에 연결되어 헤드유니트의 프레임에 대하여 상대적으로 회전 및 승강이 가능하게 됨과 동시에, 이 노즐샤프트의 하단부에, 복수의 흡착 노즐을 배설한 회전가능한 노즐조립 블록과, 이 노즐조립 블록을 특정 위치에서 고정하는 위치결정부재를 구비한 표면설치기에 있어서, 노즐조립 블록을 회전구동하기 위한 블록구동기구로서 R축 구동기구와는 별도의 기구를 설치하고, 이 블록구동기구의 구동원을 헤드유니트의 상기 프레임에 고정한 것이다(청구항1).

이 구성에 의하면, 노즐조립 블록을 회전구동하기 위한 블록구동기구로서 독립의 기구가 설치되어 있기 때문에, 노즐조립 블록의 회전구동, 즉 흡착 노즐의 교환시에, 종래의 이러한 종류의 장치와 같이 헤드의 높이 위치적인 제한이 없다. 더구나, 블록구동기구의 구동원이 헤드유니트의 프레임에 고정되어 있기 때문에 노즐샤프트의 회전 및 승강시의 부하의 증대가 억제된다.

이 표면설치기에 있어서, 블록구동기구는 구동원으로서의 모터와, 이 모터에 연결되어 세로축 주위에서 회전구동되는 상기 노즐샤프트와 평행한 블록구동용 샤프트와, 이 블록구동용 샤프트의 회전을 노즐조립 블록에 전동하는 전동기구를 구비하고 있는 구성으로 되어 있다(청구항2).

이 구성에 의하면, 모터의 회전이 블록구동용 샤프트 및 전동기구를 매개해서 노즐조립 블록에 전동된다.

또한, 상기 표면설치기에 있어서는, 흡착 노즐의 하나가 소정 방향을 향한 사용위치가 되도록, 노즐조립 블록에 각 흡착 노즐에 대응한 배치에서 복수의 결합구멍이 형성되는 한편, 상기 위치결정부재가 상기 노즐조립 블록에 대향 배치되어 상기 결합구멍에 돌입(突入)하는 결합상태와 결합구멍에서 퇴피(退避; 물러나와 피함)한 비결합상태 사이에서 진퇴가능하게 구성된다(청구항3).

이 구성에 의하면, 위치결정부재가 비결합상태인 때에는 노즐조립 블록의 회동변위가 허용되어 흡착 노즐의 변경이 가능해진다. 한편, 위치결정부재가 비결합상태에 있을 때는 노즐조립 블록이 고정되어 하나의 흡착 노즐이 사용위치에 세트된 상태가 유지된다.

또, 상기 표면설치기에 있어서는 노즐샤프트의 하단부에 노즐조립 블록을 유지하는 홀더를 설치하고, 이 홀더에 에어 실린더를 설치함과 동시에 위치결정부재를 이 에어 실린더의 피스톤에 연달아 설치하는 한편, 상기 블록구동용 샤프트를 Z 축 구동기구에 연결하여 노즐샤프트와 일체로 승강구동함과 동시에, 상기 블록구동용 샤프트와 홀더를 브리지(bridge)부재를 매개해서 연결하여 이 브리지부재에 상대 회전가능하게 유지하고, 이 홀더와 브리지부재와 블록구동용 샤프트에 걸쳐서 에어 실린더에 공기를 공급하기 위한 통로를 형성할 수가 있다(청구항4).

이와 같이 하면, 에어 실린더를 사용한 간단한 구성으로 위치결정부재를 얻을 수 있다. 더구나, 홀더, 브리지부재 및 블록구동용 샤프트를 통하여 에어 실린더에 공기를 공급하기 때문에, 에어 튜브가 샤프트에 얽히는 등의 문제의 발생을 회피할 수가 있다.

또한, 상기 노즐샤프트 내에 부압원(負壓源)에 접속되는 통로를 형성하고, 상기 홀더에, 노즐샤프트내의 통로에 연통(連通)하고 또한 노즐조립 블록에 대향하는 면에 개구(開口)하는 부압의 공급통로를 설치하는 한편, 노즐조립 블록에, 각 흡착 노즐에 각각 연통하고 홀더에 대향하는 면에 개구하는 복수의 부압의 도입통로를 설치함과 동시에, 위치결정부재에 의해 흡착 노즐의 하나가 상기 사용상태에 위치 결정된 상태에서 해당 흡착 노즐에 통하는 도입통로와 상기 공급통로가 연통하도록 홀더 및 노즐조립 블록을 구성할 수가 있다(청구항5).

이와 같이 하면 홀더내부를 통하여 각 흡착 노즐에 적절히 부압을 공급할 수가 있다.

(발명의 실시형태)

본 발명의 실시형태에 관해서 도면을 사용하여 설명한다.

도1은 본 발명의 실시형태에 관한 표면설치기(이하, 설치기라 약칭한다)의 전체를 개략적으로 보이고 있다. 동 도면에 있어서, 베이스(1)상에는 반송 라인을 구성하는 컨베이어(2)가 배치되고, 프린트 기판(3)이 상기 컨베이어(2)상을 반송하여 소정의 작업위치에서 정지하게 되어 있다.

상기 컨베이어(2)의 측방에는 부품공급부(4)가 배치되어 있다. 이 부품공급부(4)는 예컨대 다수열의 테이프 피더(tape feeder)(4a)를 구비하고 있고, 각 테이프 피더(4a)는 각각 IC, 트랜지스터, 콘덴서 등의 소편(小片)형상의 전자부품을 소정 간격 걸러서 수납, 유지한 테이프가 릴(reel)로부터 도출(導出)되도록 구성됨과 동시에, 테이프 송출단에는 이송기구가 구비되어, 후술하는 헤드유니트(5)에 의해 부품이 픽업(pick up)됨에 따라서 테이프가 간헐적으로 송출되도록 되어 있다.

또한, 상기 베이스(1)의 상방에는 전자부품탑재용의 헤드유니트(5)가 장비되어 있다. 이 헤드유니트(5)는 부품공급부(4)와 프린트기판(3)의 소정의 작업위치에 걸쳐서 이동가능하게 되어 있고, 본 실시형태에서는 X축 방향(컨베이어(2)의 방향) 및 Y축 방향(수평면상에서 X축과 직교하는 방향)에서 이동할 수가 있게 되어 있다.

즉, 상기 베이스(1)상에는 Y축 방향에서 연장되는 한 쌍의 고정 레일(7)과, Y축 서보모터(9)에 의해 회전구동되는 볼나사(ball screw)축(8)이 배설되고, 상기 고정 레일(7)상에 헤드유니트 지지부재(11)가 배치되며, 이 지지부재(11)에 설치된 너트부분(12)이 상기 볼나사축(8)에 나사결합하고 있다. 또한, 상기 지지부재(11)에는 X축 방향에서 연장되는 가이드부재(13)와, X축 서보모터(15)에 의해 구동되는 볼나사축(14)이 배치되고, 상기 가이드부재(13)에 헤드유니트(5)가 이동가능하게 유지되며, 이 헤드유니트(5)에 설치된 너트부분(16)(도3에 도시함)이 상기 볼나사 축(14)에 나사결합하고 있다. 그리고, Y축 서보모터(9)의 작동에 의해 볼나사축(8)이 회전하여 상기 지지부재(11)가 Y축 방향에서 이동함과 동시에, X축 서보모터(15)의 작동에 의해 볼나사축(14)이 회전하여 헤드유니트(5)가 지지부재(11)에 대하여 X축 방향에서 이동하도록 되어 있다.

또한, 상기 Y축 서보모터(9) 및 X축 서보모터(15)에는 각각 엔코더(10,17)가 설치되고 있고, 이것에 의해서 상기 헤드유니트(5)의 이동위치검출이 이루어지도록 되어 있다.

또한, 상기 베이스(1)에는 헤드유니트(5)에 의해 흡착된 전자부품의 흡착상태를 인식하기 위한 부품인식 카메라(18,18')가 설치되고, 헤드유니트(5)가 부품흡착 후에 이 부품인식 카메라(18)의 상방으로 이동함에 의해 부품인식 카메라(18,18')로 흡착부품이 촬상되도록 되어 있다. 또, 부품인식 카메라(18,18')중 한쪽의 카메라(18')는 한쪽의 부품공급부(4)의 중앙부분에서 각 테이프 피더(4a)의 선단부분, 즉 부품 인출위치에 나란히 배설되어 있다. 이에 따라 부품흡착 후, 헤드유니트(5)가 X축 방향에서 이동하는 것만으로 조속히 부품의 촬상이 행해질 수 있도록 되어 있다.

도2∼도4는 상기 헤드유니트(5)의 구체적인 구조를 보이고 있다. 이들 도면에 있어서, 상기 헤드유니트(5)에는 하방부에 복수의 흡착 노즐을 구비한 헤드(20a,20b)가 탑재되어 있다.

각 헤드(20a,20b)는 내부에 부압을 이끌기 위한 통로를 갖은 중공(中空)형상의 노즐샤프트(21)를 갖고 있고, 헤드유니트(5)의 프레임(5a)에 세로축 방향의 승 강 및 세로축 주위의 회전이 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 이 노즐샤프트(21)의 하방부에 노즐조립 블록(30)이 탑재됨과 동시에, 이 노즐조립 블록(30)에 복수의 흡착 노즐이 조립되어 있고, 본 실시형태에서는 6개의 흡착 노즐(22∼27)(도5에 도시함)이 조립되어 있다.

상기 노즐조립 블록(30)은 노즐샤프트(21)와 일체로 승강 및 회전이 가능하게 되어 있음과 동시에, 노즐샤프트(21)에 대하여 가로축 주위에서 상대 회동가능하게 되어 있고, 이 회동 변위에 의해 상기 흡착 노즐(22∼27)중 하나의 흡착 노즐이 선택적으로 소정의 사용위치에 세트되도록 노즐조립 블록(30)에 각 흡착 노즐(22∼27)이 방사형상으로 배설되어 있다.

상기 헤드유니트(5)에는 또한 상기 노즐샤프트(21)를 승강시키는 Z축 구동기구와, 노즐샤프트(21)를 회전시키는 R축 구동기구와, 각 노즐샤프트(21)의 내부에 부압을 공급하는 부압공급계통과, 각 노즐조립 블록(30)을 회전구동하기 위해서 블록구동기구 등이 각 헤드(20a,20b) 마다 설치되어 있다.

상기 Z축 구동기구는 상기 프레임(5a)의 좌우 양측 상부에 각각 고정되는 구동원으로서의 서보모터(31)와, 상하방향에서 연장되어 상기 프레임(5a)에 대하여 승강자재로 지지되는 랙(rack)(33)을 가지고 있고, 이 랙(33)이 브래킷(34)을 매개해서 노즐샤프트(21)의 상단부에 이동가능하게 연결됨과 동시에, 상기 서보모터(31)의 출력축에 피니언(pinion)(32)이 장착되고, 이 피니언(32)이 상기 랙(33)에 맞물려 구성되어 있다. 즉, 상기 서보모터(31)의 작동에 의해 피니언(32)이 회전하면, 이에 따라 랙(33)과 노즐샤프트(21)가 프레임(5a)에 대하여 일체로 승강하도록 되어 있다.

한편, 상기 R축 구동기구는 프레임(5a)의 중앙부분에 각각 고정되는 구동원으로서의 서보모터(36)와, 그 출력 축에 장착되는 기어(37; 도3 참조)와, 상기 노즐샤프트(21)에 장착되어 상기 기어(37)에 맞물리는 기어(38)를 가지고 있으며, 상기 서보모터(36)의 작동에 의해 노즐샤프트(21)를 회전 구동하도록 구성되어 있다. 또, 노즐샤프트(21)와 상기 기어(38)는 상대승강이 가능하고 일체로 회전하도록 스플라인(spline)으로 결합되어 있다.

상기 부압공급계통은 도시를 생략하지만, 각 헤드(20a,20b) 별로 진공발생기를 구비하고, 밸브 등을 매개해서 상기 각 노즐샤프트(21)내의 통로에 부압을 공급할 수 있도록 되어 있다. 또, 각 노즐조립 블록(30)을 회전구동하기 위한 블록구동기구에 대해서는 후술한다.

도5 및 도6은 노즐샤프트(21)의 하부의 구체적인 구조를 보이고 있다. 이들 도면에 있어서, 노즐샤프트(21)의 하단부에는 노즐조립 블록(30)을 회동변위 가능하게 유지하기 위한 역 U자형의 홀더(40)가 연결되어 있다. 홀더(40)에는 가로축(41)이 회전자재로 옆으로 걸쳐 놓이고, 상기 노즐조립 블록(30)이 상기 가로축(41)에 고착되어 있다.

노즐조립 블록(30)에는 도5에 도시한 바와 같이 가로축(41)과 직교하는 방향에서 연장되는 복수의 노즐조립 요부(凹部)(42)가 회전방향에서 등간격으로 형성되어 있고, 이들 노즐조립 요부(42)에 각 흡착 노즐(22∼27)이 끼워져 고정됨으로써 각 흡착 노즐(22∼27)이 노즐조립 블록(30)에 방사형상으로 조립되어 있다.

그리고, 블록구동기구에 의해 노즐조립 블록(30)이 가로축(41) 주위에서 회전구동함으로써, 이들 흡착 노즐(22∼27)중 하나의 노즐이 선택적으로 소정의 사용위치, 즉 헤드(20a,20b)의 하단[도5 및 도6에서는 흡착 노즐(22)의 위치]에 배치되도록 되어 있다.

블록구동기구는 프레임(5a)에 탑재되는 구동원으로서의 서보모터(52)와, 이 회전을 상기 노즐조립 블록(30)에 전동하기 위한 전동기구로 구성되어 있다.

구체적으로 설명하면, 상기 프레임(5a)에는 도2에 도시한 바와 같이 노즐샤프트(21)와 평행하게 연장되어 승강 및 축 주위의 회전이 가능한 블록구동용 샤프트(45)가 설치되고 이 샤프트(45)에 풀리(54)가 장착됨과 동시에, 상기 서보모터(52)의 출력 축에 풀리(53)가 장착되며, 이들 풀리(53,54)에 걸쳐 벨트(55)가 장착됨으로써 상기 서보모터(52)의 작동에 의해 샤프트(45)가 회전구동되도록 되고 있다. 또, 샤프트(45)와 풀리(54)는 상대 승강이 가능하고 일체로 회전하도록 스플라인으로 결합되어 있다.

샤프트(45)는 내부에 공기를 이끌기 위한 통로를 갖은 중공형상의 파이프이고, 도6에 도시한 바와 같이 상방부분이 상기 브래킷(34)에 형성된 관통구멍에 삽입되는 한편, 하방부분이 상기 홀더(40)의 상단부분에 상대 회전가능하게 설치된 브리지부재(46)의 일단(도6에서는 우측단부)에 회전자재로 지지되어 있고, 상기 Z축 구동기구에 의해 노즐샤프트(21)가 승강구동되면 이것과 일체로 승강하도록 되어 있다.

그리고, 이 샤프트(45)의 하단부에는 기어(47)가 장착되고, 이 기어(47)가 상기 홀더(40)의 상단부분에 상대 회전가능하게 장착되어 있는 기어(48)에 맞물림과 동시에, 이 기어(48)가 홀더(40)에 회전자재로 지지된 전동 샤프트(50)의 상단 기어(50a)에 맞물려 있다. 그리고, 또한 이 전동 샤프트(50)의 하단에 일체로 설치된 베벨기어(50b)가 상기 노즐조립 블록(30)에 일체로 조립된 베벨기어(51)에 맞물려 있다. 또, 상기 기어(48)는 상하 한쌍의 기어부(48a,48b)를 갖고 있고, 상측의 기어부(48a)에 대하여 상기 샤프트(45) 하단의 기어(47)가, 하측의 기어부(48b)에 대하여 상기 전동 샤프트(50)의 기어(50a)가 각각 맞물려 있다.

즉, 상기 서보모터(52)가 작동하여 블록구동용 샤프트(45)가 회전하면, 이 세로축 주위의 회전이 기어(47,48), 전동 샤프트(50)의 기어(50a, 50b) 및 베벨기어(51)를 매개로 가로축 주위의 회전으로 변환되면서 노즐조립 블록(30)에 전동되도록 상기 블록구동기구가 구성되어 있다. 또, 도시를 생략하지만 상기 서보모터(52)에는 클러치가 내장되어 있고, 서보모터(52)의 구동정지상태시(노즐교환시 이외의 때)에는 출력축을 자동적으로 자유회전가능한 상태로 절환하도록 구성되어 있다.

상기 노즐조립 블록(30)에는 각 노즐조립 요부(42)에 대응하여 가로축(41)과 평행하게 연장되는 통로(55)(도입통로)가 형성되어 있다. 이들 통로(55)는 일단측이 노즐조립 요부(42)에 장착된 각 흡착 노즐(22∼27)내에 연통하고 있는 한편, 타단측이 노즐조립 블록(30)의 단부(도6에서는 우측 단부)에 개구하고 있다. 그리고, 상기 소정의 사용위치에 흡착 노즐(22∼27)이 세트되면 이 위치에 세트된 흡착 노즐(22∼27)에 대응하는 통로(55)만이 노즐샤프트(21)내의 통로에 통하는 상기 홀더(40)내의 연통로(56)(공급통로)와 연통하고, 이에 따라 해당 사용위치에 세트된 흡착 노즐(22∼27)에 부품흡착을 위한 부압이 공급되도록 되어 있다.

또한, 상기 노즐조립 블록(30)에 흡착 노즐(22∼27)을 위치 결정하기 위한 결합구멍(57)이 각 노즐조립 요부(42)의 측방으로 형성됨과 동시에, 이 결합구멍(57)에 결합 가능한 끝이 좁은 위치결정부재(58)를 구비한 에어 실린더(60)가 홀더(40)에 배설되어 있다.

에어 실린더(60)는 상기 노즐조립 블록(30)의 상방, 즉 흡착 노즐(22∼27)의 상기 사용위치와 반대측에 배치되어 있다. 에어 실린더(60)의 내부에는 피스톤(62)이 설치되고, 이 피스톤(62)의 상측 및 하측에 압력실(61a,61b)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 피스톤(62)의 하단부에 상기 위치결정부재(58)가 일체로 형성되어 있다.

상기 에어 실린더(60)의 상측 압력실(61a)은 홀더(40) 및 상기 브리지부재(46) 내부에 형성된 통로(64,66)를 통하여 상기 블록구동용 샤프트(45) 내부의 통로에 연통하고 있다. 한편, 하측 압력실(61b)은 통로(65)를 매개해서 홀더 외부에 개방됨과 동시에, 그 내부에는 리턴스프링(return spring)(63)이 배설되고, 이것에 의해 피스톤(62)을 상승단 위치로 가압하도록 되어 있다. 즉, 도시하지 않은 에어 공급원에서 밸브 등을 매개해서 상기 샤프트(45)내에 공기가 공급되면, 상기 리턴스프링(63)의 가압력에 저항하여 피스톤(62)이 밀려 내려오고, 이에 따라 위치결정부재(58)가 상기 결합구멍(57)내에 결합하는 한편, 샤프트(45)내에의 공기의 공급이 차단되면 리턴스프링(63)의 가압력에 의해 위치결정부재(58)가 실린 더 내부에 퇴피(도6의 이점쇄선으로 도시함)하도록 되어 있다.

이상의 표면설치기에 의하면, 통상시에는 각 헤드(20a,20b)에서 상기 샤프트(45)를 통하여 에어 실린더(60)의 상측 압력실(61a)에 공기가 공급됨에 따라 위치결정부재(58)가 노즐조립 블록(30)의 결합구멍(47)에 결합하여 노즐조립 블록(30)이 고정된다. 이에 따라 특정한 흡착 노즐(22∼27)이 사용위치에 세트된 상태가 유지된다.

그리고, 흡착 노즐(22∼27)의 교환시에는 상기 샤프트(45)내에의 공기의 공급이 차단되고, 이에 따라 위치결정부재(58)가 실린더 내부로 퇴피됨과 동시에, 상기 서보모터(52)가 구동되어 그 회전이 상기 샤프트(45) 등을 매개해서 노즐조립 블록(30)에 전동된다. 이에 따라 노즐조립 블록(30)이 회전구동되어 원하는 흡착 노즐(22∼27)이 사용위치에 세트된다. 또한, 이것과 동시에 샤프트(45)내에의 공기공급이 재개되고, 이에 따라 위치결정부재(58)가 결합구멍(57)내에 결합하여 노즐조립 블록(30)이 고정되고, 흡착노즐(22∼27)이 사용위치에 유지되게 된다.

또, 이와 같이 노즐조립 블록(30)의 회동변위를 저지한 상태에서 상기 R축 구동기구에 의해 노즐샤프트(21)를 회전구동하면, 블록구동용 샤프트(45)가 정지하고 있기 때문에, 기어(50a)가 기어(48)의 주위를 공전하고, 이에 따라 전동 샤프트(50)가 회전하여 노즐조립 블록(30)에 회전력이 작용한다고 하는 염려가 있다. 그러나, 상기 설치기에서는 상기와 같이 서보모터(52)의 정지시에는 내장 클러치가 절환되어 출력 축이 자유회전 가능한 상태로 되기 때문에 노즐샤프트(21)의 회전구동에 따라 전동 샤프트(50)가 기어(48) 주위에서 공전하더라도 회전하지 않 고, 이에 따라 노즐조립 블록(30)에 회전력이 작용하지는 않는다.

이상 설명한 바와 같이 상기 실시형태의 설치기에서는, 상기한 바와 같이 노즐조립 블록(30)을 회전구동하기 위한 블록구동기구를 독립하여 설치하고 있기 때문에, 노즐조립 블록을 R축 구동기구에 연결하고 있는 종래 장치와 같이, 헤드(20a,20b)를 상승단 위치에 세트하고 나서 흡착 노즐(22∼27)을 교환할 필요가 없다. 이 때문에, 예를 들면 프린트기판(3)에 부품을 장착한 후, 헤드(20a,20b)의 상승개시와 함께 노즐조립 블록(30)을 회전구동하여 흡착 노즐(22∼27)을 교환할 수가 있다. 따라서, 종래 장치와 같이, 흡착 노즐(22∼27)의 교환이 시간이 맞지 않기 때문에 헤드유니트(5)를 부품공급부(4)의 상방에서 대기시키는 실태의 발생을 경감할 수가 있고, 이에 따라 택트타임의 단축화에 크게 공헌할 수가 있다.

더구나, 블록구동기구는 구동원인 서보모터(52)를 헤드유니트(5)의 프레임(5a)에 탑재하고, 그 회전을 블록구동용 샤프트(45) 등을 매개해서 노즐조립 블록(30)에 전동하도록 하고 있기 때문에, 헤드유니트(5)의 대형화를 억제할 수 있다고 하는 특징도 있다. 즉, 헤드(20a,20b)의 높이 위치에 관계없이 흡착 노즐(22∼27)의 변경을 가능하게 하는 구성으로서, 예를 들면 서보모터를 직접 홀더(40)에 설치하고 노즐조립 블록(30)을 회전구동하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 이와 같이 노즐샤프트(21)의 선단에 중량물인 서보모터를 직접 탑재하는 구성에서는 예를 들면 서보모터를 지탱하기 위해서 홀더(40)나 노즐 샤프트(21) 등에 고강도가 요구되어, 당연히 헤드(20a,20b)의 중량이 증대한다. 그리고, Z축이나 R축 구동기구의 서보모터로서 고출력의 대형 모터가 요구되고, 그 결과로 인하여 헤드유니트(5)의 대형화를 초래하게 된다. 이에 대하여, 상기 실시형태의 구성에 의하면, 프레임(5a)에 서보모터(52)를 탑재하고 있기 때문에, 회전전동을 위한 부재는 필요하게 되지만, 서보모터를 직접 노즐샤프트(21)의 선단에 설치하는 구성과 같이 홀더(40)나 노즐샤프트(21)에 고강도가 요구되지 않고, 따라서 헤드유니트(5)의 대형화를 효과적으로 억제할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는 블록구동용 샤프트(45), 브리지부재(46) 및 홀더(40)에 에어 실린더(60)의 작동용의 공기를 공급하는 통로를 형성하도록 하고 있지만, 이러한 구성의 대신에 직접 튜브 등을 홀더(40)에 접속하여 공기를 공급하도록 하여도 된다. 다만, 설치기에 있어서 홀더(40)의 부분은 회전구동되는 부분이기 때문에, 튜브의 감김 등에 의한 문제를 회피하는 관점에서는 상기 실시형태의 구성을 채용하는 것이 유효하다.

또한, 상기 실시형태에서는 노즐조립 블록(30)을 회전구동하기 위한 블록구동기구로서, 프레임(5a)에 서보모터(52)를 고정하고 그 회전을 블록구동용 샤프트(45), 기어(47,48), 전동 샤프트(50)의 기어(50a,50b) 및 베벨기어(51)에 의해 노즐조립 블록(30)에 전동하는 구성을 채용하고 있지만, 블록구동기구의 구성은 노즐조립 블록(30)을 독립하여 회전구동할 수 있는 것이면 되며, 반드시 상기 실시형태의 구성에 구속될 필요는 없다.

또, 상기 실시형태에서는 특히 설명하고 있지 않지만, 도2에 도시한 바와 같이 각 흡착 노즐(22∼27)의 노즐중심이 YZ평면상에 배치되는 상태를 각 헤드(20a,20b)의 세로축 주위의 기준위치에 설정하고, 정지시 또는 중지시에는 각 헤드(20a,20b)를 이 기준위치에서 리세트하도록 하여도 된다. 이와 같이 하면 흡착 노즐(22∼27)의 교환 등에 편리하고 유지관리(maintenance)성이 좋다. 단지, 반드시 이 방향을 기준위치로 설정할 필요는 없고, 예를 들면 각 흡착 노즐(22∼27)의 노즐중심이 XZ평면상에 배치되는 상태를 각 헤드(20a,20b)의 세로축 주위의 기준위치로 설정하도록 해도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 이동가능한 헤드유니트에 노즐샤프트가 설치되고, 이 노즐샤프트가 헤드유니트의 프레임에 대하여 상대적으로 회전 및 승강이 가능하게 되며, 이 노즐샤프트의 하단부에 복수의 흡착 노즐을 배설한 노즐조립 블록과, 이 노즐조립 블록의 위치결정부재가 설치된 표면설치기에 있어서, 노즐조립 블록을 회전구동하기 위한 블록구동기구로서 R축 구동기구와는 별도의 기구를 설치하도록 하였기 때문에, 노즐조립 블록의 회전구동, 즉 흡착 노즐의 교환시에 있어서의 헤드의 위치적인 제한이 없다. 따라서, 종래 장치와 같이 부품장착 후에 헤드유니트가 부품공급부의 상방에 도달할 때까지 흡착 노즐의 교환이 시간이 맞지 않아서 대기된다고 하는 상태가 경감한다. 이 때문에, 택트타임의 단축화에 크게 공헌할 수가 있다.

더구나, 블록구동기구의 구동원은 헤드유니트의 프레임에 고정되어 있기 때문에, 노즐샤프트의 회전 및 승강시의 부하의 증대가 억제된다. 이 때문에 헤드유니트의 대형화를 효율적으로 회피할 수가 있다.

Claims (5)

1. 부품공급부와 부품장착부에 걸쳐서 이동가능한 헤드유니트에 노즐샤프트가 설치되고, 이 노즐샤프트가 세로축 방향의 승강을 위한 Z축 구동기구 및 세로축 주위의 회전을 위한 R축 구동기구에 연결되어 헤드유니트의 프레임에 대하여 상대적으로 회전 및 승강이 가능하게 됨과 동시에, 이 노즐샤프트의 하단부에, 복수의 흡착 노즐을 배설한 회전가능한 노즐조립 블록과, 이 노즐조립 블록을 특정 위치에서 고정하는 위치결정부재를 구비한 표면설치기에 있어서, 상기 R축 구동기구와 구별되는, 상기 노즐조립 블록을 회전구동하기 위한 블록구동기구를 포함하되, 상기 블록구동기구의 구동원은 헤드유니트의 상기 프레임에 탑재된 것을 특징으로 하는 표면설치기.
2. 제1항에 있어서, 상기 블록구동기구는, 구동원으로서의 모터와, 이 모터에 연결되어 세로축 주위에서 회전구동되는 상기 노즐샤프트와 평행한 블록구동용 샤프트와, 이 블록구동용 샤프트의 회전을 상기 노즐조립 블록에 전동하는 전동기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 표면설치기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 흡착 노즐의 하나가 소정 방향을 향한 사용위치가 되도록, 상기 노즐조립 블록에 각 흡착 노즐에 대응한 배치로 복수의 결합구멍이 형성되는 한편, 상기 위치결정부재가 상기 노즐조립 블록에 대향배치되어 상기 결합구멍에 돌입하는 결합상태와 결합구멍에서 퇴피한 비결합상태와의 사이에서 진퇴가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 표면설치기.
4. 제3항에 있어서, 상기 노즐샤프트의 하단부에 상기 노즐조립 블록을 유지하는 홀더가 설치되고, 이 홀더에 에어 실린더가 설치됨과 동시에, 이 에어 실린더의 피스톤에 상기 위치결정부재가 연달아 설치되는 한편, 상기 블록구동용 샤프트가 Z축 구동기구에 연결되어 노즐샤프트와 일체로 승강구동되고, 상기 블록구동용 샤프트와 홀더가 브리지부재를 매개해서 연결되어 이 브리지부재에 상대 회전가능하게 유지됨과 동시에, 이 홀더와 상기 브리지부재와 상기 블록구동용 샤프트에 걸쳐서 에어 실린더에 공기를 공급하기 위한 통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 표면설치기.
5. 제4항에 있어서, 상기 노즐샤프트내에 부압원에 접속되는 통로가 형성되고, 상기 홀더에, 상기 노즐샤프트내의 통로에 연통하고 또한 노즐조립 블록에 대향하는 면에 개구하는 부압의 공급통로가 설치되는 한편, 상기 노즐조립 블록에, 각 흡착 노즐에 각각 연통하고 상기 홀더에 대향하는 면에 개구하는 복수의 부압의 도입통로가 설치됨과 동시에, 상기 위치결정부재에 의해 흡착 노즐의 하나가 상기 사용상태에 위치 결정된 상태에서 해당 흡착 노즐에 통하는 도입통로와 상기 공급통로가 연통하도록 상기 홀더 및 노즐조립 블록이 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 표면설치기.

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