KR100651789B1 - Chip mounter and method for mounting chips - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 다수의 부품을 유지하여 부품을 공급하기 위한 부품 피이더, 인쇄 회로 기판을 이송시키는 콘베이어, 상기 부품 피이더에서 부품을 흡착하여 상기 콘베이어상의 인쇄 회로 기판에 장착하는 흡착 노즐을 구비하며, 이동 가능하게 설치된 헤드 유니트, 이동 가능하게 설치되며, 상기 흡착 노즐에 흡착된 부품의 이미지를 센싱할 수 있는 이미지 센서 및, 상기 이미지 센서가 상기 흡착 노즐에 흡착된 부품을 센싱할때, 상기 부품에 의해 이미지 센싱이 방해되지 않고 센싱되도록 상기 헤드 유니트의 일측에 제공된 하나 이상의 기준부를 구비하는 부품 실장 장치가 제공된다.According to the present invention, there is provided a component feeder for supplying a component by holding a plurality of components, a conveyor for transferring a printed circuit board, and an adsorption nozzle for adsorbing the component from the component feeder and mounting the component to the printed circuit board on the conveyor. And a head unit movably installed, an image sensor movably installed and capable of sensing an image of a component adsorbed to the adsorption nozzle, and when the image sensor senses a component adsorbed to the adsorption nozzle, There is provided a component mounting apparatus having one or more reference portions provided on one side of the head unit so that image sensing is sensed without being disturbed by the component.
Description
도 1에 도시된 것은 통상적인 부품 실장 장치에 대한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional component mounting apparatus.
도 2에 도시된 것은 도 1에 도시된 헤드 유니트의 이동 경로를 도식적으로 나타낸 것이다.2 schematically shows the movement path of the head unit shown in FIG. 1.
도 3에 도시된 것은 부품이 흡착 노즐에 흡착된 상태를 이미지 인식 장치를 통해 인식한 화상을 나타낸 것이다. 3 shows an image obtained by recognizing a state in which a part is adsorbed by the suction nozzle through an image recognition device.
도 4a에 도시된 것은 본 발명에 따른 부품 실장 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.4A is a configuration diagram schematically showing a component mounting apparatus according to the present invention.
도 4b에 도시된 것은 도 4a에 도시된 부품 실장 장치의 일부분을 개략적으로 도시한 사시도이다.4B is a perspective view schematically showing a part of the component mounting apparatus shown in FIG. 4A.
도 5는 본 발명에 따른 부품 실장 방법의 제 1 실시예를 도식적으로 나타낸 것이다.Figure 5 schematically shows a first embodiment of a component mounting method according to the present invention.
도 6에 도시된 것은 도 5의 부품 실장 방법의 제 1 실시예를 설명하는 순서도이다.6 is a flowchart for explaining a first embodiment of the component mounting method of FIG.
도 7에 도시된 것은 본 발명에 따른 부품 실장 방법의 제 2 실시예를 도식적으로 나타낸 것이다. 7 schematically shows a second embodiment of the component mounting method according to the present invention.
도 8에 도시된 것은 도 7의 부품 실장 방법의 제 2 실시예를 설명하는 순서도이다.8 is a flowchart for explaining a second embodiment of the component mounting method of FIG.
도 9 및, 도 10에 도시된 것은 본 발명에 따른 장치의 모니터상에서 부품 흡착시의 에러를 인식하는 상태를 나타낸 것이다.9 and 10 show a state of recognizing an error in adsorbing components on the monitor of the apparatus according to the present invention.
도 11에 도시된 것은 본 발명에 따라서 부품 흡착시의 에러를 캘리브레이션하는 방법을 나타내는 순서도이다.11 is a flowchart showing a method for calibrating an error in component adsorption according to the present invention.
도 12는 본 발명이 적용된 더블 갠트리 유형의 부품 실장 장치에 대한 평면도이다.12 is a plan view of a component mounting apparatus of the double gantry type to which the present invention is applied.
본 발명은 부품 실장 장치 및, 부품 실장 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부품 실장에 소요되는 시간과 경로가 최단화될 수 있고 부품의 위치 인식이 정확하게 이루어질 수 있는 부품 실장 장치 및, 부품 실장 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a component mounting apparatus and a component mounting method, and more particularly, a component mounting apparatus and a component mounting method capable of shortening the time and path required for component mounting and accurate position recognition of the component. It is about.
통상적으로 반도체 팩키지와 같은 전자 부품들을 인쇄 회로 기판에 장착하기 위해서는 부품 실장 장치를 사용한다. 부품 실장 장치는 트레이 피이더 또는 테이프 피이더와 같은 부품 공급부를 통해서 공급되는 전자 부품을 진공 흡착하여 인쇄 회로 기판의 소정 위치에 장착하게 된다. 이때 헤드 유니트는 전자 부품을 흡착한 흡착 노즐에서의 부품의 자세에 대한 정보를 얻기 위하여 부품을 이미지 센서로 가져가게 된다. 이미지 센서는 예를 들면 비전 카메라(라인 씨씨디(line CCD), 에어 리어 씨씨디(area CCD) 등등)이며, 상기 이미지 센서는 부품이 부품 흡착부에 흡착되어 있는 상태를 센싱함으로써 부품의 자세에 대한 정보를 획득할 수 있다. 부품 흡착부는 이미지 정보에 따라서 흡착된 부품의 자세를 교정하게 되며, 이후에 인쇄 회로 기판에 부품을 장착하게 된다.Typically, a component mounting apparatus is used to mount electronic components such as semiconductor packages on a printed circuit board. The component mounting apparatus vacuum-adsorbs an electronic component supplied through a component supply unit such as a tray feeder or a tape feeder and mounts the same at a predetermined position on a printed circuit board. At this time, the head unit takes the parts to the image sensor in order to obtain information about the attitude of the parts in the adsorption nozzle that has absorbed the electronic parts. The image sensor is, for example, a vision camera (line CCD, area CD, etc.), and the image sensor senses the state in which the component is adsorbed on the component adsorption unit, thereby adjusting the posture of the component. Information can be obtained. The component adsorption unit corrects the attitude of the absorbed component according to the image information, and then mounts the component on the printed circuit board.
도 1에 도시된 것은 통상적인 부품 실장 장치에 대한 개략적인 구성도를 도시한 것이다.1 shows a schematic configuration diagram of a conventional component mounting apparatus.
도면을 참조하면, 부품 실장 장치는 상호 평행하게 설치된 제 1 Y축(12) 및, 제 2 Y축(13)과, 상기 제 1 및, 제 2 Y축(12,13)을 따라서 이동할 수 있도록 설치된 X축(11)과, 상기 X축(11)을 따라서 이동할 수 있도록 설치된 헤드 유니트(14)를 구비한다. 상기 헤드 유니트(14)에는 회전 및, 승강 가능하게 설치된 흡착 노즐(15)이 설치되어 있다. 인쇄 회로 기판(25)은 콘베이어(19)에 의해서 부품 실장 위치로 이송된다. 상기 헤드 유니트(14)는 부품 피이더(18a),(18b),(18c),(18d)(18e)와 인쇄 회로 기판(25) 사이를 왕복하게 되며, 흡착 노즐(15)은 승강 및, 회전 작용을 통해서 부품을 흡착하여 상기 인쇄 회로 기판(25)에 장착하게 된다. 하나 이상의 부품 피이더(18a,18b,18c,18d,18e)는 예를 들면 테이프 피이더이거나 또는 트레이일 수 있다. 상기 장착 과정중에, 헤드 유니트(14)는 이미지 센서(16)의 직상부를 통해서 이동하게 된다. 이미지 센서(16)는 부품 실장 장치의 일측에 고정 상태로 유지되며, 흡착 노즐(15)에 흡착된 부품을 센싱함으로써 부품이 흡착 노즐(15)에 흡착될때 발생한 위치 에러를 캘리브레이션할 수 있게 하는 데이타를 제공한다. 이미지 센서(16)는 예를 들면 비전 카메라 라 인 씨시디, 에어리어 씨씨디등의 이미지 촬상 소자를 가지는 것들이다.Referring to the drawings, the component mounting apparatus may move along the
도 2에 도시된 것은 도 1에 도시된 헤드 유니트의 이동 경로를 도식적으로 나타낸 것이다.2 schematically shows the movement path of the head unit shown in FIG. 1.
도면을 참조하면, 헤드 유니트에 구비된 흡착 노즐은 우선 부품 피이더(18a,18b,18c,18d,18e)로부터 부품을 흡착하고, 다음에 이미지 센서(16)의 직상부로 이동한다. 이미지 센서(16)는 흡착 노즐에 흡착된 부품을 센싱한다. 상기 촬상 작업을 통해서 부품이 흡착 노즐에 흡착될때 발생된 에러를 인식할 수 있다. 다음에 헤드 유니트는 인쇄 회로 기판(25)상의 장착 위치(P)의 직상부로 이동한다. 상기 헤드 유니트의 흡착 노즐은 하강하여 부품을 인쇄 회로 기판(25)의 장착 위치(P)에 장착하게 된다. 이때 상기 센싱 작업을 통해 인식한 에러를 캘리브레이션하기 위하여, 헤드 유니트는 직각 좌표계에서 변위되거나 또는 흡착 노즐이 회전하게 되며, 이후에 부품 장착이 이루어진다.Referring to the drawings, the suction nozzle provided in the head unit first sucks the parts from the
위와 같은 구성을 가진 부품 실장 장치에서는 헤드 유니트(14)가 항상 부품 공급 피이더(18a,18b,18c,18d,18e)로부터 이미지 센서(16)를 통해서 인쇄 회로 기판(25)상의 부품 장착 위치(25)로 이동하여야 하므로, 그 이동 경로가 길고 복잡해진다는 문제점이 있다. 즉, 이미지 센서(16)가 특정한 일 지점에 고정되어 있으므로, 헤드 유니트(14)는 부품의 흡착 상태를 센싱하기 위하여 상기 이미지 센서(16)의 직상부로 항상 이동여야만 하는 문제점이 있다.In the component mounting apparatus having the above configuration, the
도 3에 도시된 것은 부품이 흡착 노즐에 흡착된 상태를 이미지 인식 장치를 통해 인식한 상태를 나타낸 것이다. 3 illustrates a state in which a part is adsorbed by the adsorption nozzle through the image recognition device.
도면을 참조하면, 인식된 부분의 화상(121)의 중심점(A)에 흡착 노즐(14)의 중심이 일치되어 있다. 즉, 흡착 노즐(14)이 부품(111)을 흡착하여 이미지 센서(16)의 직상부로 이동하게 되면, 흡착 노즐(14)의 중심과 이미지 센서(16)의 중심이 일치하도록 디자인되어 있는 것이다. 따라서 이미지 센서(16)에 의한 센싱 작업이 이루어질때는 화상(121)의 중심점(A)과 흡착 노즐(14)의 중심이 실질적으로 일치한다. 이는 통상 이미지 인식 장치가 부품 실장기의 부품 공급부의 일측에 고정이 되어 있고 정해진 경로를 따라 일정한 위치, 즉 노즐과 화상의 중심부가 일치하도록 헤드 유니트를 위치 시키기 때문이다.Referring to the drawing, the center of the
그리고 흡착 노즐이 부품을 인식한 후 이미지 센싱을 하게 되면 먼저 부품의 크기와 형상 정보를 가지고 부품의 중앙점(O)의 위치 정보를 인식하게 된다. 계속해서 부품의 형상 정보를 통해서 부품의 틀어짐 정보를 인식한다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 화상(121)의 중심점(A)과 부품(111)의 중심점(O) 사이의 X 방향과 Y 방향에서의 이격된 거리와, 그 회전 각도(θ)를 인식하고, 그러한 이격 거리 및, 회전 각도를 보정하는 캘리브레이션을 수행하는 것이다.When the adsorption nozzle recognizes the part and then performs image sensing, the position information of the center point O of the part is first recognized with the size and shape information of the part. Subsequently, the distortion information of the part is recognized through the shape information of the part. As shown in FIG. 3, the distance between the center point A of the
그런데, 위와 같이 부품 흡착시의 에러를 캘리브레이션하기 위해서는 이미지 센서(16)가 항상 고정 상태를 유지하여야 한다는 문제점이 있다. 이는 부품 흡착시의 에러를 인식하기 위해서는 센싱된 흡착 노즐(14)의 중심점과 모니터(121)의 중심점(A)이 일치하여야 하기 때문이다. 따라서 만일 센싱 작업시에 흡착 노즐(14)의 중심점과 모니터(121)의 중심점이 일치하지 않는다면 캘리브레이션이 불가능하게 되는 것이다. 이는 노즐에 대한 위치 정보가 간접적으로 획득되며 상기와 같은 전 제 조건을 만족시킨다는 가정하에 이루어진다. 이는 또한 상기한 이미지 센서나 헤드 유니트중 적어도 하나는 고정되어야 이루어지는 것이다.However, there is a problem that the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 부품 실장 작업이 신속하게 이루어질 수 있는 부품 실장 방법과 그 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a component mounting method and a device in which the component mounting operation can be made quickly.
본 발명의 다른 목적은 부품 흡착시의 에러를 정확하게 캘리브레이션할 수 있는 부품 실장 장치 및, 그 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a component mounting apparatus and a method thereof capable of accurately calibrating an error in component adsorption.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 다수의 부품을 유지하여 부품을 공급하기 위한 부품 피이더, 인쇄 회로 기판을 이송시키는 콘베이어, 상기 부품 피이더에서 부품을 흡착하여 상기 콘베이어상의 인쇄 회로 기판에 장착하는 흡착 노즐을 구비하며, 이동 가능하게 설치된 헤드 유니트, 이동 가능하게 설치되며, 상기 흡착 노즐에 흡착된 부품의 이미지를 센싱할 수 있는 이미지 센서 및, 상기 이미지 센서가 상기 흡착 노즐에 흡착된 부품을 센싱할때, 상기 부품에 의해 이미지 센싱이 방해되지 않고 센싱되도록 상기 헤드 유니트의 일측에 제공된 하나 이상의 기준부를 구비하는 부품 실장 장치가 제공된다.In order to achieve the above object, according to the present invention, a component feeder for holding a plurality of components to supply components, a conveyor for transferring a printed circuit board, and a component feeder for absorbing components from the component feeder to print the printed circuit board on the conveyor. A head unit installed to be movable, an image sensor capable of sensing an image of a component adsorbed to the adsorption nozzle, and the image sensor adsorbed to the adsorption nozzle; When sensing a component, there is provided a component mounting apparatus having one or more reference portions provided on one side of the head unit so that the sensing of the image is not disturbed by the component.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 이미지 센서는 구동력을 제공하는 회전 모터, 상기 서보 모터에 의해 회전하는 볼스크류 및, 상기 이미지 센서의 일측에 설치되어 상기 볼스크류와 결합되는 부싱과 직선 가이드 부재에 의해서 이동 가능 하다.According to one aspect of the invention, the image sensor is a rotary motor for providing a driving force, a ball screw rotated by the servo motor, and installed on one side of the image sensor and the bushing and linear guide member coupled to the ball screw It is movable by.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 헤드 유니트는, 상호 평행하게 설치된 제 1Y축 및, 제 2Y축을 따라서 이동 가능하게 설치되어 있는 X축을 따라서 이동 가능하게 설치된다.According to another feature of the present invention, the head unit is provided to be movable along an X axis which is installed to be movable along a first Y axis and a second Y axis which are provided in parallel with each other.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 헤드 유니트는 상호 평행하게 설치된 제 1Y축 및, 제 2Y축을 따라서 이동 가능하게 설치된 한쌍의 X축상에서 각 X축을 따라서 이동 가능하도록 2개가 구비되며, 상기 이미지 센서는 상기 콘베이어의 양측에 근접하여 2개가 구비된다.According to another feature of the invention, the head unit is provided with two to be movable along each X axis on a pair of X axes installed to be movable along the second Y axis and the first Y axis installed in parallel to each other, the image sensor is Two are provided close to both sides of the conveyor.
또한 본 발명에 따르면, 이미지 센서로 부품이 흡착된 헤드 유니트의 흡착 노즐에 대한 센싱을 수행할때 상기 부품에 의해 가리워지지 않는 기준부의 위치를 센싱함으로써 상기 흡착 노즐의 중심을 구하는 단계, 상기의 이미지 센싱을 통해서 센싱된 이미지에서 부품의 중심 위치를 구하는 단계, 상기 흡착된 부품의 중심과 상기 흡착 노즐의 중심 사이의 변위로부터 부품의 오프셋을 구함으로써 상기 부품의 캘리브레이션 값을 구하는 단계 및, 상기 캘리브레이션 값에 따라서 상기 흡착 노즐의 부품 장착 위치를 제어하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 실장 방법이 제공된다.Further, according to the present invention, when performing the sensing of the suction nozzle of the head unit in which the component is adsorbed by the image sensor to obtain the center of the suction nozzle by sensing the position of the reference portion that is not covered by the component, the image of the Obtaining a center position of the component in the sensed image through sensing; obtaining a calibration value of the component by obtaining an offset of the component from a displacement between the center of the adsorbed component and the center of the suction nozzle; and the calibration value According to the present invention, there is provided a component mounting method comprising controlling the component mounting position of the suction nozzle.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings the present invention will be described in more detail.
도 4a에 도시된 것은 본 발명에 따른 부품 실장 방법을 구현하기 위한 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 4a에 표시된 참조 번호들중 도 1에 표시된 것과 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.4A is a configuration diagram schematically illustrating an apparatus for implementing a component mounting method according to the present invention. The same reference numerals as those shown in FIG. 1 among the reference numerals shown in FIG. 4A denote the same components.
도면을 참조하면, 부품 실장 장치는 상호 평행하게 설치된 제 1Y축(12) 및, 제 2Y축(13)과, 상기 제 1 및, 제 2Y축(12,13)을 따라서 이동할 수 있도록 설치된 X축(11)과, 상기 X축(11)을 따라서 이동할 수 있도록 설치된 헤드 유니트(14)와, 상기 헤드 유니트(14)에 설치되며 회전 및, 승강이 가능한 흡착 노즐(15)및, 인쇄 회로 기판(25)을 부품 장착 위치로 이송하는 콘베이어(19)를 구비한다. 상기 헤드 유니트(14)는 부품 피이더(18a),(18b),(18c),(18d)와 인쇄 회로 기판(25) 사이를 왕복하게 되며, 흡착 노즐(15)은 승강 및, 회전 작용을 통해서 부품을 흡착하여 상기 인쇄 회로 기판(25)에 장착하게 된다. Referring to the drawings, the component mounting apparatus is provided with a
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 헤드 유니트(14)에 설치된 흡착 노즐(15)에 흡착된 부품을 촬상하는 이미지 센서(46)는 이동 가능하게 설치된다. 상기 이미지 센서(46)는 하나 이상 제공되는 부품 피이더(18a,18b,18c,18d,18e)들중 부품이 흡착되려는 특정의 부품 피이더에 근접하여 이동할 수 있게 설치된다. 흡착 노즐(15)이 하강하여 부품을 흡착한 이후에, 헤드 유니트(14)는 해당 부품이 놓여있던 부품 피이더에 근접한 위치에 미리 도달되었던 이미지 센서(46)의 직상부로 이동하여 센싱이 이루어진다. 이후에 인쇄 회로 기판(25)에 부품을 장착하게 된다.According to one feature of the invention, the
한편, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 헤드 유니트(14)의 흡착 노즐(15)에 흡착된 부품을 촬상하는 이미지 센서(46)의 이동 경로는 상기 헤드 유니트(14)가 부품 피이더(18a,18b,18c,18d,18e)로부터 부품 장착 위치까지 이동하는 직선 경로들과 교차되게 설정될 수 있다.
On the other hand, according to another feature of the invention, the movement path of the
더욱이, 상기 부품 헤드 유니트(14)는 부품 피이더(18a,18b,18c,18d,18e)와 부품 장착 위치 사이를 연결하는 최단 거리의 직선으로 이동하고, 상기 이미지 센서(46)의 이동 경로와 상기 헤드 유니트(14)의 이동 경로가 교차하는 지점으로 상기 이미지 센서(46)가 이동함으로써 흡착 노즐(15)에 흡착된 부품을 촬상할 수 있다.Furthermore, the
도 4a에 도시된 장치에서는 이미지 센서(46)의 이동을 위해서 서보 모터(33)와 볼스크류(35)가 적용된 것이 도시되었다. 서보 모터(33)가 회전하면 그에 따라서 베어링(34)에 회전 가능하게 지지된 볼 스크류(35)가 회전하게 되고, 이미지 센서(46)에 설치된 부싱(32)에 볼 스크류(35)가 결합되어 있으므로 이미지 센서(46)는 부품 피이더(18a,18b,18c,18d,18e)들중 어느 하나에 근접하도록 이동할 수 있는 것이다. 제어기(미도시)에서는 서보 모터(33)의 구동을 제어함으로써, 헤드 유니트(14)의 흡착 노즐(15)이 부품 피이더(18a,18b,18c,18d,18e)들중 어느 하나에서 부품을 흡착하는 동안, 또는 흡착하기 이전에 이미지 센서(46)가 미리 해당 부품 피이더에 근접한 위치로 이동하여 대기하도록 한다. 다른 예에서는 볼스크류 대신에 리니어 모터를 사용하여 이미지 센서가 직선 운동할 수도 있다.In the apparatus shown in FIG. 4A, the
도 4b에 도시된 것은 도 4a의 장치에 구비된 헤드 유니트의 일부를 개략적으로 도시한 사시도이다.4b is a perspective view schematically showing a part of the head unit provided in the apparatus of FIG. 4a.
도면을 참조하면, 헤드 유니트(14)의 일측에는 적어도 하나 이상의 기준부(132a,132b)가 설치된다. 또한 흡착 노즐(15)에 흡착된 부품(135)을 이미지 센서로 센싱하였을때, 부품(135)에 의해서 가리워지지 않는 적어도 한개의 기준부(132a,132b)가 보이도록 설치된다.Referring to the drawings, one side of the
상기 기준부(132a,132b)가 제공된 것은 이동하는 이미지 센서(46,도 4A)로써 부품 흡착시의 에러를 인식하는데 중요하다. 상기 기준부(132a,132b)의 위치와 노즐(15)의 중심 사이의 위치는 이미 알려진 값이므로, 이미지 센서(46)가 적어도 하나의 상기 기준부(132a,132b)를 센싱하게 되면, 상기 기준부(132a,132b)의 위치로부터 흡착 노즐(15)의 중심의 위치를 결정할 수 있고, 그 위치와 부품의 중심간의 상대적 위치를 알 수 있게 된다. 이러한 값들에 의해서 부품 흡착시의 에러를 인식할 수 있다. 부품 흡착시의 에러 인식 방법에 대해서는 이후에 보다 상세하게 설명하기로 한다.The provision of the
도 5에 도시된 것은 본 발명에 따른 부품 실장 방법의 제 1 실시예를 도식적으로 나타낸 것이다. 도 5에 표시된 참조 번호중 도 4a에 도시된 것과 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.5 schematically shows a first embodiment of a component mounting method according to the present invention. The same reference numerals as those shown in FIG. 4A among the reference numerals shown in FIG. 5 denote the same components.
도면을 참조하면, 부품 피이더는 트레이 피더, 스틱 피더 또는 일반적으로 릴에 부품을 감은 피더이고, 상기 부품 피이더는 도면에 도시된 실시예에서 도면 번호 18a, 18b, 13c , 13d 및 13e로 표시된 것과 같이 5개가 구비된다. 또한 이미지 센서는 도면에 도시된 바와 같이 각각의 부품 공급부에 근접한 위치로 이동할 수 있으며, 이때의 이미지 센서 위치를 각각 31A, 31B, 31C, 31D, 31E 로 표시하였다. 이미지 센서는 서보 모터(33)의 구동에 의해서 볼스크류(35)가 회전을 하면 통상의 가이드 부재(도면에 도시된 예에서는 리니어 모션 가이드)를 따라 직선 왕복 운동할 수 있다.
With reference to the drawings, the part feeder is a tray feeder, a stick feeder or a feeder generally wound on a reel, which is indicated by the
만일 흡착 헤드가 특정의 부품 피이더(18B)에서 부품을 흡착하여 인쇄 회로 기판(25)의 P2로 표시된 지점에 부품을 장착하려 한다면, 이미지 센서(46, 도 4a)는 도면 번호 31B로 표시된 지점으로 이동함으로써 부품 피이더(18B)에 가장 근접한 위치에 도달하게 될 것이다. 따라서, 흡착 헤드(14)의 이동 경로는 부품 피이더(18B)로부터 이미지 센서의 위치(31B)까지는 최단 거리로 단축될 수 있고, 이미지 센서의 위치(31B)로부터 부품 장착 지점(P2)까지도 최단 거리로 단축될 수 있다. 마찬가지로, 다른 부품 공급부(18e)에서 부품을 흡착하여 기판(25)의 P5 지점에 장착하려 한다면, 이미지 센서는 31E로 표시된 위치로 이동하게 된다. 이후에, 헤드 유니트의 흡착 노즐이 부품을 흡착한 이후에 이미지 센서의 위치(31E)로 이동하여 부품에 대한 촬상이 이루어지게 되며, 다음에 최단 거리로써 부품 장착 지점(P5)으로 헤드 유니트가 이동할 수 있다. 이러한 작동은 다른 지점들(P1,P3,P4)과 다른 부품 피이더(18a,18c,18d)에 대해서도 마찬가지다.If the adsorption head attempts to mount the component at the point indicated by P2 of the printed
실제에 있어서, 헤드 유니트에는 다수의 흡착 노즐이 구비될 수 있으며, 따라서 헤드 유니트는 각 흡착 노즐에 부품이 흡착될 수 있도록 헤드 유니트가 이미지 센서의 직상부로 이동하기 전에 여러개의 부품 피이더 사이를 이동하게 된다. 이러한 경우에는 최종의 부품 흡착이 발생하는 부품 피이더에 대하여 이미지 센서가 근접하도록 이동하게 되며, 헤드 유니트의 각 흡착 노즐이 이미지 센서의 상부를 통과함으로써 촬상이 이루어진다. 이처럼 각 흡착 노즐에 흡착된 부품에 대한 촬상으로부터 얻어진 촬상 정보에 의해서 부품의 캘리브레이션이 이루어지면서 흡착 노즐이 인쇄 회로 기판상으로 이동하여 부품을 장착하게 된다. In practice, the head unit may be equipped with a plurality of suction nozzles, so that the head unit may be interposed between the multiple part feeders before the head unit moves directly above the image sensor so that the parts may be sucked at each suction nozzle. Will move. In this case, the image sensor moves close to the component feeder in which the final component adsorption occurs, and imaging is performed by each suction nozzle of the head unit passing through the image sensor. Thus, the calibration of the components is performed by the imaging information obtained from the imaging of the components adsorbed by the respective adsorption nozzles, and the adsorption nozzles are moved onto the printed circuit board to mount the components.
도 6에 도시된 것은 도 5를 참조하여 설명된 부품 실장 방법을 설명하는 순서도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a component mounting method described with reference to FIG. 5.
도면을 참조하면, 우선 매회의 부품 실장에 앞서서 다수의 부품 피이더들중 장착해야할 부품이 놓여있는 특정의 부품 피이더를 인식한다(단계 51). 다음에 헤드 유니트를 부품 피이더의 흡착 위치로 이동시킨다(단계 52). 그리고 이미지 센서를 상기 특정의 부품 피이더와 가장 근접한 위치로 이동시킨다(단계 53). 다음에 이미지 센서가 올바른 위치로 이동하였는지를 확인한다(단계 54). 이미지 센서가 특정의 부품 피이더와 가장 근접한 위치에 접근하여 있지 않다면 특정의 부품 피이더를 인식하는 단계부터 다시 시작한다. 이미지 센서가 특정의 부품 피이더와 가장 근접한 위치에 접근하여 있다면 흡착 노즐로 하여금 특정의 부품 피이더에 배치된 부품을 흡착하게 한다(단계 55). 부품을 흡착한 부품 피이더는 이미지 센서의 상부로 이동하게 되며(단계 56), 이후에 센싱을 수행하게 된다(단계 57). 센싱된 부품의 이미지 신호는 데이타 처리를 통해서 부품 흡착시의 에러에 대한 캘리브레이션 및, 부품 장착 위치 결정을 위한 데이타로 사용될 것이다. 흡착 헤드는 다시 이미지 센서로부터 인쇄 회로 기판으로 이동하게 되며(단계 58), 부품 흡착시의 에러를 캘리브레이션하면서 부품 장착 위치를 결정하여 인쇄 회로 기판에 부품을 장착하게 된다(단계 59).Referring to the drawings, first, a specific part feeder in which a part to be mounted among the plurality of part feeders is placed prior to each part mounting (step 51). The head unit is then moved to the suction position of the part feeder (step 52). The image sensor is then moved to the position closest to the particular part feeder (step 53). Next, it is checked whether the image sensor has moved to the correct position (step 54). If the image sensor is not approaching the position closest to a particular part feeder, it starts again from recognizing a particular part feeder. If the image sensor is approaching the position closest to the particular part feeder, then the adsorption nozzle causes the part placed in the particular part feeder to adsorb (step 55). The component feeder which has absorbed the component is moved to the upper part of the image sensor (step 56), and then sensing is performed (step 57). The image signal of the sensed part will be used as data for calibration of the error in the part adsorption and for determining the location of the part through data processing. The adsorption head is moved from the image sensor back to the printed circuit board (step 58), and the part mounting position is determined by calibrating the error at the time of component adsorption to mount the part on the printed circuit board (step 59).
도 7에 도시된 것은 본 발명에 따른 부품 실장 방법의 제 2 실시예를 도식적으로 나타낸 것이다. 도 7에 표시된 참조 번호중 도 4a에 표시된 것과 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타낸다. 7 schematically shows a second embodiment of the component mounting method according to the present invention. The same reference numerals as those shown in FIG. 4A among the reference numerals shown in FIG. 7 denote the same components.
도면을 참조하면, 부품 피이더는 도면 번호 18a,18b,18c,18d,18e 로 표시되어 있다. 또한 이미지 센서는 서보 모터(33)의 구동에 의해서 볼스크류(35)가 회전을 하면 통상의 가이드 부재를 따라서 직선 왕복 운동 할 수 있다.Referring to the drawings, component feeders are indicated by
만일 헤드 유니트가 부품 피이더(18b)에서 부품을 흡착하여 인쇄 회로 기판(25)의 61B로 표시된 지점에 부품을 장착하려 한다면, 헤드 유니트의 이동 경로는 부품 피이더(18b)의 부품 흡착 위치와 인쇄 회로 기판(25)상의 부품 장착 위치(61B)를 직선으로 연결한 경로가 선택될 것이다. 이때, 이미지 센서는 볼 스크류(35)를 따라서 이동하게 될 것이므로, 이미지 센서의 이동 경로는 볼 스크류(35)의 길이 방향과 일치한다. 헤드 유니트가 부품 피이더(18b)로부터 인쇄 회로 기판(25)의 부품 장착 위치(61B)로 이동하는 동안, 헤드 유니트가 이미지 센서의 이동 경로와 교차하는 순간에, 이미지 센서는 헤드 유니트의 직하부로 이동하게 될 것이며, 그러한 이미지 센서의 위치는 도 7에서 도면 번호 31B'로 표시되어 있다.If the head unit attempts to mount the component at the point indicated by 61B of the printed
또한 다른 부품 피이더(13A,13C,13D)로부터 부품을 흡착하여 인쇄 회로 기판(25)상의 다른 위치(61A,61C,61D)에 각각 장착하려할때도, 그 두 위치를 연결하는 선과 이미지 센서(31)의 이동 경로가 교차하는 지점으로 이미지 센서가 이동하게 되며, 그러한 지점은 각각 31A', 31C', 31D' 및, 31E' 로 표시되어 있다.Also, when the components are sucked from the other component feeders 13A, 13C, and 13D and mounted at different positions 61A, 61C, and 61D on the printed
한편, 흡착 노즐에 흡착된 부품을 센싱하는 경우에, 이미지 센서(31)와 흡착 노즐 상호간의 각도를 고려하여 캘리브레이션을 실시해야 할 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우는 도 4a에 도시된 갠트리 타입의 부품 실장 장치가 아닌, 다관절 로보트를 이용한 부품 실장 장치에서 발생한다. 예를 들면, 헤드 유니트가 부품 피이더(18a)로부터 인쇄 회로 기판(25) 상의 부품 장착 위치(61A)로 직선 경로를 따라 이동하는 경우에, 도면 번호 31A'의 위치에서 부품을 촬상하였다면, 헤드 유니트의 직각 좌표와 이미지 센서의 직각 좌표 사이에는 θ의 각도가 형성될 수 있다. 따라서 이러한 각도를 고려하여 캘리브레이션을 수행할 수 있도록 상기 각도의 산출이 필요하다. 상기 각도(θ)는 기판상의 부품 장착 위치, 부품 피이더의 위치 및, 이미지 센서의 이동 경로상 현재 위치를 데이타 베이스로 작성함으로써 자동적으로 산출될 수 있다. 다른 방법으로서, 이미지 센서의 위로 부품을 흡착한 부품 흡착부가 통과함으로써 그 이미지 정보를 입력 받아 각도를 산출할 수 있다.On the other hand, in the case of sensing the components adsorbed on the adsorption nozzle, it may be necessary to perform the calibration in consideration of the angle between the image sensor 31 and the adsorption nozzle. This case occurs in the component mounting apparatus using the articulated robot, not the gantry type component mounting apparatus illustrated in FIG. 4A. For example, in the case where the head unit is moved along the straight path from the
상기 산출된 각도(θ)를 보상하기 위해서는 위해서는 흡착 노즐이 상기 θ의 각도를 보상할 수 있도록 회전하거나, 또는 이미지 센서가 회전함으로써 가능하다. 예를 들면, 흡착 노즐이 서보 모터의 동력에 의해서 회전함으로써 상기 θ의 각도를 보상하거나, 다른 예에서는 이미지 센서가 직선 왕복 운동뿐만 아니라 회전 운동을 할 수 있도록 구성됨으로써 상기 θ의 각도를 보상할 수 있다.In order to compensate the calculated angle θ, the suction nozzle may be rotated to compensate the angle θ, or the image sensor may be rotated. For example, the suction nozzle may be compensated for the angle of θ by rotating by the power of the servo motor, or in another example, the image sensor may be configured to be capable of rotating as well as linear reciprocating motion, thereby compensating the angle of θ. have.
도 8에 도시된 것은 도 7을 참조하여 설명된 부품 실장 방법을 설명하는 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a component mounting method described with reference to FIG. 7.
도면을 참조하면, 우선 부품 실장 장치의 제어기에서는 부품 피이더의 부품 흡착 위치와 인쇄 회로 기판 부품 장착 위치 사이의 최적 이동 경로를 계산한다(단계 71). 다음에 부품 피이더의 부품 흡착 위치로 헤드 유니트를 이동시킨다(단계 72). 다음에 이미지 센서 이동 경로와 헤드 유니트의 이동 경로의 교차점을 계산하 고(단계 73), 이미지 센서를 상기 교차점으로 이동시킨다(단계 74). 다음에 상기 교차점에 헤드 유니트가 이동했는지의 여부를 확인한다(단계 75). 이때 헤드유니트가 정확히 상기 교차점에 이동하지 않았다면, 다시 교차점을 계산하여 흡착 헤드를 교차점으로 이동시키는 과정을 반복한다.Referring to the drawings, first, the controller of the component mounting apparatus calculates an optimal moving path between the component adsorption position of the component feeder and the printed circuit board component mounting position (step 71). The head unit is then moved to the component adsorption position of the component feeder (step 72). Next, the intersection of the image sensor movement path and the head unit movement path is calculated (step 73), and the image sensor is moved to the intersection point (step 74). Next, it is checked whether or not the head unit has moved to the intersection point (step 75). At this time, if the head unit does not exactly move to the intersection point, the process of repeating the process of moving the adsorption head to the intersection point by calculating the intersection point again.
헤드 유니트가 교차점에 있다는 것이 확인되면, 헤드 유니트의 흡착 노즐로 부품을 흡착하고(단계 76), 헤드 유니트를 이미지 센서의 직상부로 이동시킨다(단계 77). 다음에 흡착된 부품의 이미지를 센싱한다(단계 78). 센싱된 이미지 신호는 소정의 방법으로 처리되어 부품 흡착시의 에러를 캘리브레이션한 부품 장착 위치 의 결정에 대한 정보로써 사용될 것이다. 다음에 헤드 유니트를 인쇄 회로 기판상의 장착 위치로 이동시켜서(단계 79), 캘리브레이션과 함께 기판상의 소정 위치에 부품을 얼라인(align)시켜서 장착하게 된다(단계 80).When it is confirmed that the head unit is at the intersection, the part is sucked by the suction nozzle of the head unit (step 76), and the head unit is moved directly above the image sensor (step 77). Next, an image of the adsorbed component is sensed (step 78). The sensed image signal will be processed in a predetermined manner and used as information about the determination of the component mounting position that calibrated the error in component adsorption. Next, the head unit is moved to the mounting position on the printed circuit board (step 79), and the components are aligned and mounted at the predetermined position on the substrate together with the calibration (step 80).
한편, 여러개의 부품 흡착 노즐을 가지는 헤드 유니트가 구비된 경우에, 이미지 센서는 각각의 노즐들중에서 최종 부품 흡착이 이루어질 부품 피이더의 부품 흡착 위치와 해당 부품의 장착 위치 사이의 최단 거리와 교차하는 지점에 위치하게 된다. 헤드 유니트는 최종 부품 흡착 위치로부터 부품 장착 위치까지 최단 거리의 직선 경로를 따라서 이동하고, 그 경로상에 위치한 이미지 센서의 직상부를 통과할때 이미지 센싱을 하여 부품의 캘리브레이션 정보를 획득한다. 헤드 유니트의 흡착 노즐은 이동 도중에 상기 이미지 센싱을 통해 얻은 캘리브레이션 정보에 따라서 부품을 회전시키고, 이후에 기판에 부품을 장착하게 된다.On the other hand, in the case where a head unit having a plurality of component adsorption nozzles is provided, the image sensor intersects the shortest distance between the component adsorption position of the component feeder and the mounting position of the component in which the final component adsorption is to be made. It is located at the point. The head unit moves along a straight path of the shortest distance from the final component adsorption position to the component mounting position, and acquires the calibration information of the component by sensing the image as it passes directly above the image sensor located on the path. The adsorption nozzle of the head unit rotates the component according to the calibration information obtained through the image sensing during the movement, and then mounts the component on the substrate.
도 9는 이미지 센서로 센싱된 이미지의 화상을 표시한 것이다. 9 illustrates an image of an image sensed by an image sensor.
도면을 참조하면, 모니터(97)의 중심이 B라고 하면, 모니터(97)로 표시되는 이미지의 중심(B)과 상기 부품(91)을 흡착하고 있는 흡착 노즐(94)의 중심이 일치한 경우이다. 모니터(97)상에서 도면 번호 92 및 93으로 표시된 것은 도 4b의 기준부(132a,132b)가 이미지 센싱을 통해서 모니터(97)에 표시된 것이다. 상기 부품(91)을 흡착한 노즐(94)의 중심은 상기 기준부(92,93)에 의해서 결정될 수 있으므로, 상기 흡착 노즐(94)의 중심과 상기 부품(91)의 중심(O) 사이의 변위도 계산할 수 있다.Referring to the drawings, assuming that the center of the
즉, 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 흡착 노즐(94)이 설치된 블록(137)에는 부품 흡착시에 부품에 의하여 가리워지지 않는 부분에 적어도 하나 이상의 기준부(132a)(132b)가 표시되어 있으며, 상기 기준부(132a)(32b)와 흡착 노즐(15)의 중심사이의 변위는 이미 결정된 상태이다. 따라서, 상기 기준부(132a)(132b)를 센싱하여 흡착 노즐(13)의 중심을 모니터(97)상에서 구하고 그로부터 부품 중심(O)의 변위를 용이하게 구할 수 있다.That is, as shown in FIG. 4B, at least one
도 10은 이미지 센서로 센싱된 이미지를 모니터상에 표시한 다른 예를 나타낸 것이다.10 illustrates another example of displaying an image sensed by an image sensor on a monitor.
도면을 참조하면, 모니터(97)의 중심이 C라고 하면, 모니터(97)로 표시되는 영상의 중심(C)와 부품(95)을 흡착하고 있는 흡착 노즐(94)의 중심이 일치하지 않는 경우이다. 이렇게 모니터(97)의 중심(C)과 흡착 노즐(94)의 중심이 일치하지 않을 경우라도 부품(95)의 위치 오차를 측정하는 것이 가능하다. 이러한 경우는 상기 이미지 센서의 고정 좌표가 설정되어 있지 않아도 부품의 중심 좌표와 흡착 노즐의 상대적인 위치 값을 계산하여 부품의 장착 위치를 정확하게 알 수 있다.Referring to the drawing, assuming that the center of the
즉, 부품(95)이 흡착된 흡착 노즐(94)의 중심은 모니터(97) 상에서 부품(31)에 가리워져 보이지 않는다. 그러나, 상기 기준부(132a,132b)를 센싱하여 모니터(97)상에 표시된 기준부(92,93)로부터 상기 흡착 노즐(94)의 중심 위치를 화상에서 구하고, 센싱된 화상으로부터 부품의 중심 위치를 계산하고 상기의 두 중심 사이의 변위를 구하게 된다. 이러한 변위는 직각 좌표계에서의 변위와 각도 좌표계에서의 변위로써 표시될 수 있다.In other words, the center of the
도 11은 도 9 및, 도 10을 참조하여 설명된 이미지 센싱에 의해 부품 흡착시의 에러를 캘리브레이션하는 방법을 도시하는 순서도이다. FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of calibrating an error in absorbing a component by image sensing described with reference to FIGS. 9 and 10.
도면을 참조하면, 먼저 흡착 노즐(94)에 흡착된 부품을 이동하여 상기 이미지 센서 직상부를 통과하여 부품의 이미지를 센싱한다(단계 210). Referring to the drawing, first, the component adsorbed by the
이어서, 상기 부품(91,95)이 흡착 노즐(94)의 중심으로부터 어느 정도 변위되어 있는지를 검출하기 위하여 상기 부품(91,95)에 의하여 가리워지지 않은 기준부(92,93)의 위치를 이용하여 흡착 노즐(94)의 중심 위치를 계산함으로써 비교 위치값(Rp)을 구한다(단계 220).Subsequently, the position of the
다음으로, 상기 부품(91,95)의 중심을 계산하기 위하여 부품의 화상으로부터 부품의 중심 위치값(Cp)을 구한다 (단계 230).Next, the center position value Cp of the component is obtained from the image of the component in order to calculate the center of the
이어서, 상기 비교 위치값(Rp)과 부품 위치값(Cp)을 비교하여 상기 부품(31)의 오프셋 값을 구하여 상기 부품(91,95)의 캘리브레이션 값을 구한다(단계 240).Subsequently, the comparison position value Rp and the component position value Cp are compared to obtain an offset value of the component 31 to obtain a calibration value of the
최종적으로 상기 캘리브레이션 값에 따라서 제어기가 작동함으로써, 상기 흡 착 노즐(94)이 부품(91,95)을 얼라인시키는 제어가 이루어지며(단계 250), 이후에 부품 장착이 이루어진다.Finally, the controller operates according to the calibration value, whereby control is performed in which the
상기와 같이 적어도 하나의 기준부만으로 노즐의 상대 위치를 알 수 있는 것은 갠트리 타입의 부품 실장기에서 헤드 유니트 자체의 회전이 이루어지지 않기 때문이며, 그리고 초기에 설정된 헤드 유니트상의 기준부와 흡착 노즐 중심 사이의 상대 위치가 변하지 않기 때문이다. 따라서 적어도 하나의 기준부를 가지고 그 값을 계산할 수 있다. 그러나 두 개의 기준부로써 측정을 하게되면 갠트리 타입의 부품 실장기에서 헤드 유니트를 X-Y 이동시키는 축간의 상대적인 각도 변화가 생길 경우에도 현재의 흡착된 부품과 부품의 중심 및, 흡착 노즐의 상대적인 위치를 계산할 수 있다. 또한 헤드 유니트 자체가 회전하더라도 그 값을 계산할 수 있다.As described above, the relative position of the nozzle can be known only by the at least one reference part because the head unit itself is not rotated in the gantry-type component mounter, and between the reference part and the suction nozzle center on the initially set head unit. This is because the relative position of does not change. Therefore, the value can be calculated with at least one reference part. However, if the measurement is performed with two reference parts, even if there is a change in the relative angle between the axes that move the head unit XY in the gantry-type part mounter, the current position of the adsorbed parts and parts and the relative position of the adsorption nozzle can be calculated. Can be. It is also possible to calculate the value even if the head unit itself rotates.
도 12에 도시된 것은 본 발명에 따라서 구현된 더블 갠트리 타입의 부품 실장 장치를 도시한 것이다.12 shows a double gantry type component mounting apparatus implemented according to the present invention.
도면을 참조하면, 상호 평행하게 설치된 제 1Y축(330)과 제 2Y축(340)에는 제 1X축(310)과 제 2X축(320)이 이동 가능하게 설치된다. 상기 제 1X축(310)에는 제 1 헤드 유니트(380)가 상기 제 1X축(310)을 따라서 이동 가능하게 설치되고, 제 2X축(320)에는 제 2 헤드 유니트(390)가 상기 제 2X축(320)을 따라서 이동 가능하게 설치된다. 인쇄 회로 기판(400)은 콘베이어(370)에 의해서 이동되며, 각 헤드 유니트를 위한 부품 피이더(410,420)가 상기 콘베이어(370)의 양측에 근접하여 설치된다. Referring to the drawings, the first X-axis 330 and the
도 12와 같은 더블 갠트리 타입의 경우에, 이미지 센서는 두개가 설치된다. 즉, 도면에 도시된 바와 같이, 제 1 이미지 센서(350)와, 제 2 이미지 센서(360)가 콘베이어(370)의 양측에 근접하여 설치된다. 각 헤드 유니트(38)가 부품 피이더(410,420)로부터 부품을 흡착할때, 각 이미지 센서(350,360)는 각 부품 피이더의 가장 근접한 위치로 이동함으로써 이미지 센싱이 이루어지고, 그에 의해서 부품 실장 속도가 향상될 수 있다.In the case of the double gantry type as shown in FIG. 12, two image sensors are installed. That is, as shown in the figure, the
본 발명에 따른 부품 실장 방법은 이미지 센서가 특정의 부품 피이더에 근접하게 이동하거나 또는 부품 흡착부의 이동 경로와 교차되게 이동함으로써 부품 피이더의 이동 경로가 단축되고, 그에 따라서 부품 실장 속도가 빨라지며, 실장 효율이 향상된다는 장점이 있다. 또한 부품 흡착시에 발생하는 에러를 이동중인 이미지 센서를 가지고 용이하게 캘리브레이션할 수 있다는 장점이 있다.The component mounting method according to the present invention shortens the movement path of the component feeder by moving the image sensor closer to a specific component feeder or intersecting with the movement path of the component adsorption part, thereby increasing the component mounting speed. As a result, the mounting efficiency is improved. In addition, there is an advantage that can easily be calibrated with the moving image sensor errors occurring during component adsorption.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게는 다양한 변형 및 다른 실시예가 가능하다는 점이 이해될 것이다. 따라서 본원 발명의 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, it will be understood that various modifications and other embodiments are possible to those skilled in the art. Therefore, the protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.
Claims (5)
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