KR100619091B1 - 트윈 테이블을 갖는 라우팅장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트윈 테이블의 적용으로 고속작업 및 연속작업이 가능하고 2가지 모델의 동시 작업이 가능함에 따라 생산성을 혁신적으로 향상시킬 수 있고, 모터 구동을 이용한 툴 피치 조정방식을 적용하여 모델 변경에 따른 신속한 대처가 가능하며, 카메라를 이용한 작업 좌표값의 설정으로 작업 좌표 설정의 편리성 및 정확성을 도모할 수 있는 한편, 투웨이 자동 댐퍼유닛을 적용하여 1개의 집진기로 2개의 관로를 가변적으로 제어함에 따라 집진작업의 효율성을 높일 수 있는 트윈 테이블을 갖는 라우팅장치에 관한 것이다.

본 발명은 2개의 작업 테이블, 즉 트윈 테이블로 구성된 셔틀로봇을 제공함으로써, 기존의 생산성을 혁신적으로 향상시켜 고속작업과 연속작업 및 대량생산에 대응할 수 있는 트윈 테이블, 2개 이상 최대 3개의 툴피치 간격을 모터 구동방식을 적용하여 자동으로 조정이 가능하며, 또한 작업 모델별 피치 간격을 좌표로 설정하면 메모리가 가능하도록 하여 모델 변경에 따른 제반작업을 신속하고 용이하게 할 수 있는 오토 툴피치 설정, 트윈 테이블 작업방식과 오토 툴피치 설정기능을 부합하여 작업 테이블1에서 저장된 작업 모델의 작업 좌표와 툴피치로 작업을 수행하는 동시에 테이블2에는 테이블1과 다른 모델의 작업 좌표와 툴피치를 저장하면, 테이블1의 작업이 완료되는 동시에 테이블2로 이동하면서 툴피치가 자동으로 조정되어 테이블2에 저장된 작업 좌표로 작업을 수행할 수 있게 되므로 2가지 모델을 연속적으로 생산할 수 있는 혼재 생산, 카메라를 이용하여 카메라에 확대된 작업 포인트 를 스크린 화면에 출력하여 정확한 작업 포인트와 신속한 좌표값 입력이 가능한 카메라 인식에 의한 좌표 설정, 라우팅장치 동작시 로봇에 설정 이상의 부하가 발생하면 모든 시스템이 정지되도록 하는 제어시스템을 채용함으로써, 부하로 인하여 발생할 수 있는 장치의 기능 및 성능을 유지시킬 수 있으며, 작업자의 안전사고 방지와 부하 발생시 발생할 수 있는 제품 불량을 미연에 방지할 수 있는 안전 토오크 설정, 1개의 집진기로 2개의 관로를 제어하는 방식을 채용하여 집진기의 가동을 유지하고 집진기에 연결된 관로를 제어하여 테이블1,2의 집진력을 순차적이고 연속적으로 조절할 수 있으므로 테이블1과 테이블2의 연속작업과 고속작업이 가능한 투웨이 오토 댐퍼, 로봇에 구동축을 직접 제어할 수 있는 프로그램을 개발 적용하여 외부 펄스 발생기인 MPG 다이얼을 로봇에 연계시켜 로봇을 구성하고 있는 구동축을 직접 구동시켜 줌으로써, 로봇을 단독적으로 운영할 수 있는 MPG 기능 등을 포함하는 라우팅장치를 제공한다.

라우팅장치, 트윈 테이블, 오토 툴 피치, 혼재 생산, 카메라 인식 좌표, 투웨이 오토 댐퍼, MPG

Description

트윈 테이블을 갖는 라우팅장치{Routing machine with twin table}

도 1은 본 발명에 따른 트윈 테이블을 갖는 라우팅장치의 정면도

도 2는 도 1의 측면도

도 3은 도 1의 평면도

도 4는 본 발명에 따른 트윈 테이블을 갖는 라우팅장치의 툴유닛을 보여주는 사시도

도 5는 본 발명에 따른 트윈 테이블을 갖는 라우팅장치의 댐퍼유닛을 보여주는 사시도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 본체 11 : 3축로봇

12 : 가로이송대 13 : 이온아이저

14 : 툴 15 : 툴유닛

16 : 수평이송대 17 : 지그케이스

18 : 위치고정핀 19 : 지그유닛

20 : 덕트 21 : 집진기

22 : 댐퍼유닛 23 : 오퍼레이팅박스

24 : 컨트롤유닛 25 : 서보모터

26 : 툴홀더 27 : 스크류축

28 : 가이드바 29 : 카메라

30 : 수평형 하우징 31 : 수직형 하우징

32 : 댐퍼 33 : 솔레노이드

34 : 세로이송대 35 : 카메라스크린

36 : 작업실 37 : 홀더블럭

38 : 포스트

본 발명은 반도체 제조장치에서 인쇄회로기판의 동일한 패턴을 각각의 단위 기판으로 분리하는 공정을 수행하는 라우팅장치에 관한 것이다.

특히, 트윈 테이블의 적용으로 고속작업 및 연속작업이 가능하고 2가지 모델의 동시 작업이 가능함에 따라 생산성을 혁신적으로 향상시킬 수 있고, 모터 구동을 이용한 툴 피치 조정방식을 적용하여 모델 변경에 따른 신속한 대처가 가능하며, 카메라를 이용한 작업 좌표값의 설정으로 작업 좌표 설정의 편리성 및 정확성을 도모할 수 있는 한편, 투웨이 자동 댐퍼유닛을 적용하여 1개의 집진기로 2개의 관로를 가변적으로 제어함에 따라 집진작업의 효율성을 높일 수 있는 트윈 테이블 을 갖는 라우팅장치에 관한 것이다.

일반적으로 인쇄회로기판(PCB)은 TV세트, 카메라 등과 같은 가정용품이나 컴퓨터와 같은 다양한 종류의 산업설비에 폭넓게 이용된다.

이러한 인쇄회로기판에 반도체칩이 탑재되고 와이어본딩 공정 후 최종 몰딩을 거쳐 하나의 반도체패키지로 제조된다.

반도체 제조장치의 라우팅장치는 인쇄회로기판(PCB)에 형성되어 있는 동일판 패턴을 각각의 단위 기판으로 분리시켜주는 장치이다.

그러나, 기존 대부분의 라우팅 작업은 작업자의 수작업에 의해 하나씩 인쇄회로기판을 분리하는 방법으로 작업을 수행하는 실정이므로, 작업시간이 오래 걸리는 등 전반적으로 작업효율이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 작업자가 육안으로 확인하면서 작업을 하게 되므로, 작업 정밀도가 떨어지는 등 부품의 품질에 대한 신뢰도를 기대할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 라우팅 작업시 라우터 툴과 인쇄회로기판 간의 마찰력에 의해 발생하는 정전기를 적절하게 제거할 수 있는 수단을 갖추고 있지 못하기 때문에 부품의 불량률이 높고, 부품소자의 파손이 빈번하게 일어나는 문제점이 있다.

최근에는 툴유닛, 지그유닛, 드라이빙유닛 등을 포함하는 라우팅 자동화 설비를 이용한 자동화 개념으로 라우팅 작업을 대부분 수행하고 있는 추세이지만, 생산성 측면이나 작업의 편의성 측면, 작업의 효율성 측면에서는 아직까지 만족할만한 효과를 기대할 수 없는 실정이다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 트윈 테이블 적용, 오토 툴피치 설정, 혼재 생산, 카메라 인식에 의한 좌표 설정, 안정 토오크 설정, 투웨이 오토 댐퍼 적용, MPG 기능 등을 포함하는 라우팅장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위하여, 트윈 테이블 적용의 경우, 기존 라우터 로봇에 적용하던 싱글 테이블에서 2개의 작업 테이블, 즉 트윈 테이블로 구성된 셔틀로봇을 제공함으로써, 기존의 생산성을 혁신적으로 향상시켜 고속작업과 연속작업 및 대량생산에 대응할 수 있다.

또한, 각 테이블마다 단독적인 작업이 가능하여 생산 현장의 생산량 변동시 신속하게 대응할 수 있다.

오토 툴피치 설정의 경우, 기존 라우팅장치의 툴피치 조정은 다이얼을 수동으로 돌려서 조정하는 반면, 2개 이상 최대 3개의 툴피치 간격을 모터 구동방식을 적용하여 자동으로 조정이 가능하며, 또한 작업 모델별 피치 간격을 좌표로 설정하면 메모리가 가능하도록 하여 모델 변경에 따른 제반작업을 신속하고 용이하게 할 수 있다.

혼재 생산의 경우, 기존의 라우팅장치는 싱글 테이블 방식으로 1가지 모델만 생산이 가능하지만, 트윈 테이블 작업방식과 오토 툴피치 설정기능을 부합하여 작업 테이블1에서 저장된 작업 모델의 작업 좌표와 툴피치로 작업을 수행하는 동시에 테이블2에는 테이블1과 다른 모델의 작업 좌표와 툴피치를 저장하면, 테이블1의 작 업이 완료되는 동시에 테이블2로 이동하면서 툴피치가 자동으로 조정되어 테이블2에 저장된 작업 좌표로 작업을 수행할 수 있게 되므로 2가지 모델을 연속적으로 생산할 수 있다.

카메라 인식에 의한 좌표 설정의 경우, 기존 라우팅장치에서의 작업 좌표값 설정은 매 포인트를 육안으로 확인 후 입력하여 라우팅 작업을 수행하였으나, 본 발명에서는 카메라를 이용하여 카메라에 확대된 작업 포인트를 스크린 화면에 출력하여 정확한 작업 포인트와 신속한 좌표값 입력이 가능하다.

또한, 카메라 촛점과 라우팅 포인트의 좌표 편차를 지정하여 보상할 수 있도록 함으로써, 항상 카메라의 촛점과 작업 포인트로 인식할 수 있으며, 툴의 피치 설정도 카메라로 인식하여 정확한 피치값과 피치설정의 입력이 용이하다.

안전 토오크 설정의 경우, 라우팅장치 동작시 로봇에 설정 이상의 부하가 발생하면 모든 시스템이 정지되도록 하는 제어시스템을 채용함으로써, 부하로 인하여 발생할 수 있는 장치의 기능 및 성능을 유지시킬 수 있으며, 작업자의 안전사고 방지와 부하 발생시 발생할 수 있는 제품 불량을 미연에 방지할 수 있다.

투웨이 오토 댐퍼의 경우, 기존 라우팅장치에 적용하던 집진 방식은 집진기를 연동시키거나 1개의 관로만을 제어하는 방식이었으나, 본 발명에서는 1개의 집진기로 2개의 관로를 제어하는 방식을 채용하였다.

이러한 방식은 집진기만을 직접 제어하는 방식이 아니고 집진기의 가동을 유지하고 집진기에 연결된 관로를 제어하여 테이블1,2의 집진력을 순차적이고 연속적으로 조절할 수 있으므로 테이블1과 테이블2의 연속작업과 고속작업이 가능하다.

MPG 기능의 경우, 기존 데스크탑 로봇을 구동하기 위해서는 T/P(Teaching Pendant)라는 외부 입력기를 로봇에 직접 연결하여야만 로봇을 구성하고 있는 구동축을 동작시킬 수 있었으나, 본 발명에서는 로봇에 구동축을 직접 제어할 수 있는 프로그램을 개발 적용하여 외부 펄스 발생기인 MPG 다이얼을 로봇에 연계시켜 로봇을 구성하고 있는 구동축을 직접 구동시켜 줌으로써, 로봇을 단독적으로 운영할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본체에 설치되어 있는 3축로봇의 가로이송대 및 세로이송대상에 지지되어 상하이동 및 좌우이동이 가능하며 정전기 중화를 위한 일측의 이온아이저 및 라우팅 작업을 위한 한쌍의 툴을 갖는 툴유닛과, 상기 툴유닛의 저부에서 양편 나란하게 배치되는 동시에 3축로봇의 수평이송대상에 지지되면서 전후이동이 가능하고 가공 부품의 탑재와 분진의 흡입을 위한 지그케이스 및 가공 부품의 위치 고정을 위한 다수의 위치고정핀으로 구성되며 각각을 독립적으로 구동가능한 한쌍의 지그유닛과, 상기 지그유닛측에서 연장되는 덕트를 수용하면서 집진기측과 연결되어 있으며 라우팅 작업시 발생되는 분진의 흡입/수거를 단속하는 댐퍼유닛과, 각종 작동요소의 제어를 위한 프로그램과 조작을 위한 오퍼레이팅박스를 갖는 컨트롤유닛과, 이것들을 지지하면서 개폐가능한 작업공간을 조성하는 본체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 툴유닛은 정역구동이 가능한 서보모터와, 상기 서보모터에 의해 회전되면서 툴홀더와 스크류전동이 가능한 스크류축 및 이동안내를 위한 가이드바로 구성되어 한쌍의 툴 간의 피치조정을 가능하게 하는 툴피치조정장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 툴유닛은 툴에 일체식으로 장착되어 작업 좌표값의 설정 및 편차 보정을 가능하게 하는 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 댐퍼유닛은 지그유닛의 각 지그케이스에서 연장되는 적어도 4개의 덕트가 연결되는 원통형태의 수평형 하우징 및 본체를 통해 집진기측과 통하는 수직형 하우징과, 상기 수평형 하우징의 내측에서 수직형 하우징과의 합류지점 전단에 위치되어 분진의 흐름을 단속하는 2개의 댐퍼 및 이것의 작동을 위한 각각의 솔레노이드로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨트롤유닛은 툴의 작업 좌표값의 설정 및 편차 보정시 카메라를 이용하여 확대된 작업 좌표를 디스플레이할 수 있는 카메라스크린을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨트롤유닛은 적어도 2개 이상의 다른 툴피치설정값을 저장하여 모델변경시 저장된 해당 툴피치설정값으로 라우팅 작업을 수행할 수 있도록 하는 제어로직을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3축로봇은 외부 펄스 발생기인 MPG 다이얼과 직접 연계되어 구동축을 직접 구동하면서 단독적으로 운영되는 체계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 라우팅장치는 상하이동 및 좌우이동을 통한 툴(14)의 움직임을 이용하여 실질적으로 라우팅 작업을 수행하는 툴유닛(15)과, 툴유닛(15)과 연계적으로 작동되면서 부품을 탑재할 수 있는 동시에 전후동작시킬 수 있는 지그유닛(19)과, 툴유닛(15) 및 지그유닛(19) 전체를 지지하면서 툴유닛(15) 및 지그유닛(19)의 작업위치를 상하방향, 좌우방향 및 전후방향으로 움직여주는 3축로봇(11)과, 분진 집진시 분진의 흐름을 효과적으로 단속하는 댐퍼유닛(22)과, 상기 유닛들을 제어하고 지지하는 컨트롤유닛(24) 및 본체(10)로 구성된다.

상기 툴유닛(15)은 3축로봇(11)의 가로이송대(12) 전면에 배치되는 세로이송대(34)의 하단에 지지되면서 가로축 방향 및 세로축 방향으로 작동이 가능하게 되고, 상기 지그유닛(19)은 3축로봇(11)의 수평이송대(15) 위에 지지되면서 전후축 방향으로 작동이 가능하게 된다.

이러한 각 유닛들의 상호 간의 작동이 연계적으로 수행되면서 툴(14)을 통해 부품에 대한 라우팅 작업이 이루어지게 되며, 이를 위하여 각 유닛의 작동을 제어하기 위한 수단으로 컨트롤유닛(24)이 제공된다.

또한, 상기 유닛들은 각종 배선이나 집진을 위한 수단을 내부에 설치할 수 있는 본체(10)상에 지지되며, 각 유닛의 작업환경 둘레는 이러한 본체(10)의 상부공간에 설치되는 투명하고 개폐가능한 작업실(36)로 마감되어 라우팅 작업시 발생하는 분진이나 소음 등을 최대한 차단할 수 있게 된다.

이를 위하여, 각 유닛의 작업공간은 투명한 아크릴 커버로 마감되고, 특히 전면의 아크릴 커버는 본체상에 취부되어 있는 도르래(미도시)상의 판스프링(미도 시)에 의해 양단 지지되면서 용이한 개폐가 가능한 구조로 설치된다.

상기 아크릴 커버에는 도르래상에 나선형태로 감겨져 있는 판스프링의 한쪽 끝부분이 부착되며, 이때의 판스프링은 전면부의 아크릴 커버가 내려져 있을 경우 강제로 힘이 가해져 변형되어 있다가, 아크릴 커버가 올려질 경우 그 스프링 복원력에 의해 원래의 상태로 되돌아가면서 아크릴 커버를 당겨주게 되므로, 작업자는 힘들이지 않고 아크릴 커버를 열 수 있게 된다.

즉, 전면부의 아크릴 커버에 부착된 양쪽 2개의 판스프링은 아크릴 커버의 무게를 지탱하여 주며, 아크릴 커버의 개방/폐쇄 동작을 용이하도록 도와주는 역할을 하게 된다.

특히, 상기 지그유닛(19)은 2개의 나란한 테이블로 구성되는 트윈 테이블 방식을 포함한다.

즉, 3축로봇(11)에 구비되어 있는 2개의 나란한 수평이송대(16) 위에 각각 1개씩의 지그케이스(17)가 배치됨에 따라 2개의 부품에 대한 라우팅 작업을 각각 독자적으로 수행할 수 있게 된다.

이러한 지그유닛(19)은 부품, 즉 인쇄회로기판을 탑재할 수 있는 부분으로서, 인쇄회로기판이 얹혀지게 되는 지그케이스(17)의 내벽 상단에는 인쇄회로기판의 가장자리를 받쳐줄 수 있는 받침턱이 형성되어 있으며, 바닥으로부터 약간 떨어진 높이에는 케이스의 길이방향을 따라 나란하게 위치되면서 폭방향으로 일정간격을 유지하는 다수의 핀 체결용 레일이 배치되어 있다.

상기 핀 체결용 레일은 인쇄회로기판을 고정시켜주는 위치고정핀(18)을 장착 하는 부분이며, 이때의 각 핀 체결용 레일에는 균등간격으로 다수의 위치 결정용 홀이 형성되어 있어서, 이곳을 통해 각각의 위치고정핀(18)을 장착할 수 있게 된다.

이러한 위치고정핀(18)은 핀 체결용 레일상의 적당한 위치에 장착되고, 그 상단을 이용하여 인쇄회로기판의 주 시트나 잔여 시트의 각 모서리 부위에 있는 홀 등에 끼워지면서 인쇄회로기판을 균형있게 잡아주는 역할을 하게 된다.

또한, 지그케이스(17)의 벽체 상단에는 벽체를 일부 절개하여 만든 절개부가 갖추어져 있어서 케이스의 내부가 외부와 통할 수 있게 되고, 벽체 후면에는 후술하는 댐퍼유닛(22)측에서 연장되는 덕트(20)가 연결되어 있어서, 케이스 내부의 분진을 댐퍼유닛(22)측으로 보낼 수 있게 된다.

이때의 덕트(20)는 일종의 주름관 형태로 되어 있기 때문에 지그케이스(17)의 전후동작에 따른 길이변화를 수용할 수 있게 되며, 각각의 지그케이스(17)에 2개씩 총 4개가 구비될 수 있다.

이렇게 인쇄회로기판을 포함하는 지그케이스(17)는 3축로봇(11)의 수평이송대(16)상에 설치되어 이것과 함께 전후작동이 가능하게 되며, 지그케이스(17)와 수평이송대(16)는 케이스 바닥을 통한 서로 간의 볼트 체결방식으로 조립될 수 있다.

라우팅 작업을 위한 툴유닛(15)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 세로이송대(34)의 하단부에 지지되면서 수평으로 배치되는 툴홀더(26)와, 상기 툴홀더(26)의 전면에서 좌우 이동가능한 구조로 지지되는 2세트의 툴(14)로 구성된다.

이때의 툴홀더(26)는 세로이송대(34)에 내장되어 있는 실린더수단의 로드에 체결되어 있어서 전체가 위아래로 움직일 수 있게 된다.

상기 툴(14)은 스핀들과 비트를 포함하고 있으며, 이때의 스핀들과 비트는 홀더블럭(37)에 의해 고정된다.

상기 2세트의 툴(14)을 각각 고정시켜주고 있는 각각의 홀더블럭(37)은 툴홀더(26)의 길이방향으로 수평 설치되는 위아래 2개의 가이드바(28)와 그 사이의 스크류축(27)을 통해 관통 지지되며, 스크류축(27)의 회전에 의해 서로 간격이 조절되면서 부품의 사양 변경에 따른 피치조절이 가능하게 된다.

즉, 스크류축(27)에 조합되는 양쪽의 홀더블럭(37)은 그 스크류 홀이 서로 반대방향의 나선구조를 갖게 됨에 따라 피치 스크류축(27)이 회전하면 서로 간의 간격이 좁혀지거나 벌어지면서 그 피치가 조절될 수 있게 된다.

특히, 본 발명에서는 피치조절을 위한 수단으로 모터구동방식의 피치조절수단을 제공한다.

이를 위하여, 스크류축(27)의 한쪽 끝에는 컨트롤유닛(24)에 의한 제어를 받는 서보모터(25)가 직접 연결 또는 기어나 체인 등의 전동수단을 통해 간접 연결되고, 컨트롤유닛(24)에 의한 제어신호를 받아 서보모터(25)가 구동되면 양쪽의 홀더블럭(37), 즉 툴(14)은 동시에 움직이면서 서로 간의 피치 조절이 가능하게 되는 것이다.

여기서, 상기 툴(14)은 위의 구현예와 같이 2세트에만 국한되는 것이 아니고 3세트나 그 이상도 적용할 수 있다.

또한, 홀더블럭(37)의 전면에는 비트의 세팅위치를 설정할 수 있는 높이 조 절용 노브가 구비되어 있어서 이것을 풀고 재차 조이는 조작에 의해 비트의 높이를 조절할 수 있게 된다.

본 발명에서는 툴(14)의 비트에 의한 라우팅 작업시 스핀들의 고속회전에 의한 인쇄회로기판과의 마찰력에 의해 발생하는 정전기 문제를 해결할 수 있는 이온아이저(13)를 제공한다.

상기 이온아이저(13)는 툴홀더(26)의 일측에 장착되면서 툴(14)이 갖는 비트의 하단부에 삽입된 후 체결되는 캡형태로 되어 있으며, 라우팅 작업이 수행되는 인접장소에 위치된다.

즉, 비트의 주변을 감싸면서 배치되는 구조로 장착된다.

상기 이온아이저(13)의 몸체 뒷쪽으로는 고전압의 인가를 위한 라인이 연결되고 몸체 둘레에는 다수의 홀이 형성되어 있어서, 스핀들 고속회전시 발생하는 절단부의 주위공기를 이온화시킬 수 있게 된다.

예를 들면, 이온아이저는 컨트롤 유니트로부터 방전침에 고압이 인가되면 접지전극과 방전침 사이에 코로나 방전이 일어나 공기는 "+" 와 "-"의 이온으로 분리되고, 이렇게 분리된 이온은 인쇄회로기판으로 공급되어 "+" 정전기의 인력은 "-" 이온을 끌어당기는 힘으로 작용하게 되며, "-" 정전기의 인력은 "+" 이온을 끌어당기는 힘으로 작용하게 되어 대전이 중화되는 원리를 이용한 것이다.

따라서, 비트에 의해 인쇄회로기판으로부터 분리되는 분진들은 비트 주위로 직접 주입되는 이온아이저에 의해 이온화 됨으로써, 이러한 분진들이 비트나 인쇄회로기판에 흡착되는 것을 막을 수 있게 된다.

또한, 이러한 툴유닛(15)에는 카메라수단이 구비되어 라우팅 작업을 위한 작업 좌표값 설정이나 위치 보정 등을 보다 용이하고 정확하게 수행할 수 있다.

이를 위하여, 툴(14)의 전면에는 작업 좌표값의 설정 및 편차 보정을 가능하게 하는 카메라(29)가 일체식으로 설치된다.

이러한 카메라(29)는 툴(14)과 함께 움직이면서 툴(14)의 작업 영역을 촬영하여 후술하는 컨트롤유닛(24)의 오퍼레이팅박스(23)가 갖는 카메라스크린(35)에 제공하게 되므로 작업 좌표값 등을 보다 용이하게 설정할 수 있게 된다.

즉, 카메라를 이용하여 카메라에 확대된 작업 포인트를 카메라스크린으로 출력하여 확인할 수 있으므로 정확한 작업 포인트와 신속한 좌표값 입력이 가능하고, 또한 카메라 촛점과 라우팅 포인트의 좌표 편차를 지정하여 보상할 수 있는 동시에 항상 카메라의 촛점과 작업 포인트로 인식할 수 있으며, 툴의 피치 설정도 카메라로 인식하여 정확한 피치값과 피치설정의 입력을 용이하게 할 수 있게 된다.

툴유닛의 지지와 움직임을 수행하는 역할은 3축로봇(11)의 가로이송대(12) 및 세로이송대(34)가 담당하게 된다.

이를 위하여, 3축로봇(11)의 양편 2개의 포스트(38) 사이에 가로이송대(12)가 수평 배치되고, 가로이송대(12)의 전면에는 가로이송대(12)를 따라 좌우로 이송가능한 세로이송대(34)가 수직 배치되며, 이러한 세로이송대(34)의 하단부에는 툴(14)을 포함하는 툴홀더(26) 전체가 지지되므로 툴유닛(15)은 좌우방향 및 상하방향으로 이동가능하게 된다.

이러한 가로이송대(12)는 그 내부에 설치되는 스태핑 모터와 벨트를 이용하 여 툴유닛(15) 전체를 좌우방향으로 작동시켜주게 되며, 세로이송대(34)는 그 내부에 설치되는 실린더를 이용하여 툴유닛(15) 전체를 상하방향으로 작동시켜주게 된다.

본 발명의 특징 중의 하나는 라우팅 작업 중 발생되는 분진을 효과적으로 분산 처리할 수 있는 댐퍼유닛(22)을 제공하는데 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 댐퍼유닛(22)은 지그유닛(19)의 각 지그케이스(17)에서 연장되는 적어도 4개의 덕트(20)가 연결되는 원통형태의 수평형 하우징(30) 및 본체(10)를 통해 집진기(21)측과 통하는 수직형 하우징(31)과, 상기 수평형 하우징(30)의 내측에서 수직형 하우징(31)과의 합류지점 전단에 위치되어 분진의 흐름을 단속하는 2개의 댐퍼(32) 및 이것의 작동을 위한 각각의 솔레노이드(33)로 구성된다.

즉, 본체(10)의 윗면 후단부 상부에 수직형 하우징(31)이 설치되고, 그 위에 수평형 하우징(30)이 중간이 연결되어 서로 통하는 구조가 조성되며, 수직형 하우징(31)은 본체(10)를 내부를 거쳐 일측에 설치되는 집진기(21)측과 통하게 되므로 집진기(21)의 가동과 함께 분진은 덕트(20), 수평형 하우징(30), 수직형 하우징(31)을 경유하여 집진기(21)에 수집 처리될 수 있게 된다.

상기 댐퍼(32)는 하우징의 원형단면을 차단 또는 개방할 수 있는 원판형태로 이루어져 있고 축을 중심으로 회전이 가능하게 되며, 댐퍼(32)의 축은 수평형 하우징(30)의 외부 상부에 설치되는 액추에이터인 솔레노이드(33)에 연결되어 있어서 솔레노이드(33)의 작동에 따라 댐퍼(32)가 회전되면서 하우징 내부의 통로를 열어 주거나 닫아줄 수 있게 된다.

이러한 투웨이 오토 댐퍼유닛(22)은 1대의 집진기(21)로 2개의 관로, 즉 트윈 테이블측에서 연장되는 각각의 관로를 연계적으로 제어할 수 있는 특징을 갖는다.

예를 들면, 집진기(21)의 가동을 유지하고 있는 상태에서 독립적으로 작동하는 댐퍼(32)의 개폐여부에 따라 2개의 지그케이스(17)의 내부로 수집되는 분진을 순차적으로 또는 연속적으로 집진할 수 있다.

위와 같은 각 유닛들의 제어를 위하여 컨트롤유닛(24)이 제공된다.

상기 컨트롤유닛(24)은 각종 작동요소의 제어를 위한 프로그램을 내장하고 있으며, 조작수단으로서 본체(10)의 전면에 설치되는 오퍼레이팅박스(23)를 포함한다.

상기 오퍼레이팅박스(23)에는 트윈 테이블의 구동을 위한 2개의 스타트 버튼, 카메라 촬영 화면의 디스플레이를 위한 카메라 스크린, 더치 스크린 MPG 다이얼, 파워 및 비상스위치 등이 갖추어져 있다.
여기서, 상기 MPG(Manual Pulse Generator) 다이얼은 공작기계 등에 보편적으로 적용되고 있는 수동 펄스 발생기로서, 펄스를 수동으로 만들어 구동축을 움직이므로 제어자가 감성적으로 구동축을 해당 위치로 이동시킬 수 있고, 또한 가감속 구간에 구애받지 않고 해당 위치로 정확하게 이동시킬 수 있는 등의 잇점 때문에 통상의 CNC 장비, NC 선반, 머시닝센터 등에 적용되는 구동수단, 예를 들면 서보모터의 제어에 많이 사용되고 있으며, 본 발명에서도 위와 같은 MPG 기능을 이용함으로써 종전과 같이 T/P(Teaching Pendant) 등의 외부 입력기를 로봇에 연결하지 않고도 로봇의 구동축을 직접 제어하여 로봇을 단독적으로 운영할 수 있다.

또한, 상기 컨트롤유닛(24)은 툴(14)의 작업 좌표값의 설정 및 편차 보정시 카메라(29)를 이용하여 확대된 작업 좌표를 디스플레이할 수 있는 제어로직과, 툴(16)의 피치조정시 적어도 2개 이상의 다른 툴피치설정값을 저장하여 모델변경시 저장된 해당 툴피치설정값으로 라우팅 작업을 수행할 수 있도록 하는 제어로직을 포함하며, 이에 따라 2가지 모델의 혼재 생산, 트윈 테이블을 이용한 연속작업 및 고속작업이 가능하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 라우팅장치는 별도 작성되는 작동프로그램에 의해 작동되는 동시에 학습프로그램에 의한 학습제어를 받으면서 라우팅 작업을 수행하게 된다.

예를들면, 버튼조작여부 및 카메라 동작여부를 판단한 후, 스핀들을 포함하는 툴의 에러여부를 체크하고, 툴에 대한 작업 좌표값을 설정, 카메라를 통한 작업 포인트의 설정 및 3축로봇으로의 전송 등을 수행한 다음, 컨트롤유닛의 제어신호에 의한 3축로봇의 스태핑 모터의 구동과 실린더의 작동 등을 적절하게 이용하여 툴유닛을 지그유닛에 접근시켜 라우팅 작업을 수행한다.

툴이 갖는 비트의 회전을 위한 스핀들 모터는 스핀들 메이트와 연결되며, 전원이 인가되는 경우 스핀들 메이트의 자가 진단기능에 따라 스핀들 모터는 수십만 RPM으로 고속회전을 하게 되므로, 스핀들 모터의 축에 연결된 피트도 고속회전을 하면서 인쇄회로기판에 대한 라우팅 작업이 이루어지게 된다.

이때, 비트가 수행하는 라우팅 작업은 본 발명에서 구현하고 있는 직선 절삭가공 이외에 각 유닛 간의 연계적인 프로그램을 통해 곡선 절삭가공도 수행할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 트윈 테이블 적용, 오토 툴피치 설정, 혼재 생산, 카메라 인식에 의한 좌표 설정, 안정 토오크 설정, 투웨이 오토 댐퍼 적용, MPG 기능 등을 포함하는 라우팅장치를 제공함으로써 다음과 같은 효과가 있다.

1) 트윈 테이블의 적용으로 생산성을 혁신적으로 향상시켜 고속작업과 연속작업 및 대량생산에 대응할 수 있으며, 각 테이블마다 단독적인 작업이 가능하여 생산 현장의 생산량 변동시 신속하게 대응할 수 있는 효과가 있다.

2) 2개 이상 최대 3개의 툴피치 간격을 모터 구동방식을 적용하여 자동으로 조정이 가능하며, 또한 작업 모델별 피치 간격을 좌표로 설정하면 메모리가 가능하도록 하여 모델 변경에 따른 제반작업을 신속하고 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

3) 트윈 테이블 작업방식과 오토 툴피치 설정기능을 부합하여 작업 테이블1에서 저장된 작업 모델의 작업 좌표와 툴피치로 작업을 수행할 수 있는 동시에 작업 테이블2에서 저장된 작업 모델의 작업 좌표와 툴피치로 작업을 수행할 수 있게 되므로 2가지 모델을 연속적으로 생산할 수 있는 효과가 있다.

4) 카메라를 이용하여 카메라에 확대된 작업 포인트를 스크린 화면에 출력하여 정확한 작업 포인트와 신속한 좌표값 입력이 가능하고, 카메라 촛점과 라우팅 포인트의 좌표 편차를 지정하여 보상할 수 있도록 함으로써 항상 카메라의 촛점과 작업 포인트로 인식할 수 있으며, 툴의 피치 설정도 카메라로 인식하여 정확한 피치값과 피치설정이 입력이 용이한 효과가 있다.

5) 라우팅장치 동작시 로봇에 설정 이상의 부하가 발생하면 모든 시스템이 정지되도록 하는 제어시스템을 채용함으로써 부하로 인하여 발생할 수 있는 장치의 기능 및 성능을 유지시킬 수 있으며, 작업자의 안전사고 방지와 부하 발생시 발생할 수 있는 제품 불량을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

6) 1개의 집진기로 2개의 관로를 제어하는 방식을 채용하여 집진기의 가동을 유지하면서 집진기에 연결된 관로를 제어하여 테이블1,2의 집진력을 순차적이고 연속적으로 조절할 수 있으므로 테이블1과 테이블2의 연속작업과 고속작업이 가능한 효과가 있다.

7) 로봇에 구동축을 직접 제어할 수 있는 프로그램을 개발 적용하여 외부 펄스 발생기인 MPG 다이얼을 로봇에 연계시켜 로봇을 구성하고 있는 구동축을 직접 구동시켜 줌으로써 로봇을 단독적으로 운영할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 본체(10)에 설치되어 있는 3축로봇(11)의 가로이송대(12) 및 세로이송대(34)상에 지지되어 상하이동 및 좌우이동이 가능하며 정전기 중화를 위한 일측의 이온아이저(13) 및 라우팅 작업을 위한 한쌍의 툴(14)을 갖는 툴유닛(15)과, 상기 툴유닛(15)의 저부에서 양편 나란하게 배치되는 동시에 3축로봇(11)의 수평이송대(16)상에 지지되면서 전후이동이 가능하고 가공 부품의 탑재와 분진의 흡입을 위한 지그케이스(17) 및 가공 부품의 위치 고정을 위한 다수의 위치고정핀(18)으로 구성되며 각각을 독립적으로 구동가능한 한쌍의 지그유닛(19)과, 상기 지그유닛(19)측에서 연장되는 덕트(20)를 수용하면서 집진기(21)측과 연결되어 있으며 라우팅 작업시 발생되는 분진의 흡입/수거를 단속하는 댐퍼유닛(22)과, 각종 작동요소의 제어를 위한 프로그램과 조작을 위한 오퍼레이팅박스(23)를 갖는 컨트롤유닛(24)과, 이것들을 지지하면서 개폐가능한 작업공간을 조성하는 본체(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 트윈 테이블을 갖는 라우팅장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 툴유닛(15)은 정역구동이 가능한 서보모터(25)와, 상기 서보모터(25)에 의해 회전되면서 툴홀더(26)와 스크류전동이 가능한 스크류축(27) 및 이동안내를 위한 가이드바(28)로 구성되어 한쌍의 툴(14) 간의 피치조정을 가능하게 하는 툴피치조정장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트윈 테이블을 갖는 라우팅장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 툴유닛(15)은 툴(14)에 일체식으로 장착되어 작업 좌표값의 설정 및 편차 보정을 가능하게 하는 카메라(29)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트윈 테이블을 갖는 라우팅장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 댐퍼유닛(22)은 지그유닛(19)의 각 지그케이스(17)에서 연장되는 적어도 4개의 덕트(20)가 연결되는 원통형태의 수평형 하우징(30) 및 본체(10)를 통해 집진기(21)측과 통하는 수직형 하우징(31)과, 상기 수평형 하우징(30)의 내측에서 수직형 하우징(31)과의 합류지점 전단에 위치되어 분진의 흐름을 단속하는 2개의 댐퍼(32) 및 이것의 작동을 위한 각각의 솔레노이드(33)로 구성되는 것을 특징으로 하는 트윈 테이블을 갖는 라우팅장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤유닛(24)은 툴(14)의 작업 좌표값의 설정 및 편차 보정시 카메라(29)를 이용하여 확대된 작업 좌표를 디스플레이할 수 있는 카메라스크린(35)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트윈 테이블을 갖는 라우팅장치.
6. 청구항 1 또는 5에 있어서, 상기 컨트롤유닛(24)은 적어도 2개 이상의 다른 툴피치설정값을 저장하여 모델변경시 저장된 해당 툴피치설정값으로 라우팅 작업을 수행할 수 있도록 하는 제어로직을 포함하는 것을 특징으로 하는 트윈 테이블을 갖는 라우팅장치.
7. (삭제)

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