KR100880172B1 - 플라잉 방식의 레진 디스펜싱 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

종래의 디스펜서는 두 대의 카메라를 가지므로 제작원가가 높아지고 부피가 커지며, 보트 어레이의 자재 위치 등을 개별적으로 인식해야 하므로 공정시간이 길어진다. 본 발명은 하나의 CCD 카메라로 플라잉 방식으로 보트 어레이의 자재를 촬영하여 보트에 자재가 있는지, 자재에 레진 디스펜싱을 어떠한 패턴으로 해야 하는지 그리고 디스펜싱 완료된 자재의 디스펜싱 작업이 정상적으로 이루어졌는지 등을 검사함으로써 장비의 제작원가를 낮출 수 있을뿐더러 공정시간도 대폭 줄일 수 있다.

디스펜서, 디지털 카메라, 모션 보드, LED, 이미지 데이터.

Description

플라잉 방식의 레진 디스펜싱 방법 및 장치{FLYING TYPE RESIN DISPENSING METHOD AND APPARATUS}

본 발명은 플라잉 방식의 레진 디스펜싱 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 본 발명은 하나의 CCD 카메라를 이용하여 보트 어레이의 자재를 연속해서 촬영하고, 이를 모션 트리거나 스트로브 신호에 의해 분석하여 자재의 존재 여부, 디스펜싱을 위한 패턴, 디스펜싱 완료된 자재의 상태 검사를 실시할 수 있도록 하는 플라잉 방식의 레진 디스펜싱 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근, 전기, 전자제품의 소형화 추세에 부응하여 전자부품의 소형화, 고밀도화,다양화되는 추세에 있다. 전기, 전자제품에 적용되는 인쇄회로기판의 조립생산에 적용되는 기술로서 표면실장기술이 상용화되고 있는데, 이 표면실장기술(SMT, Surface Mount Technology)은 표면실장부품(SMD, Surface Mount Device)의 개발과 표면실장부품의 조립기술로 분류된다.

상기 표면실장부품은 반도체 기술의 급속한 발전에 의하여 고집적화에 의한 초소형화로 발전하고 있고, 이러한 초소형화된 부품을 실장하기 위하여 표면실장기의 기술개발 또한 가속화되고 있다. 상기 표면실장기(SMD Mounter)는 표면실장부품(반도체 칩이나 집적회로 등을 말한다.)을 PCB 상에 실장하는 장비로서 표면실장부품을 부품공급기(feeder)로부터 공급받아 PCB상의 실장위치까지 이송하고 실장하는 장비이다.

이러한 부품의 표면실장에 있어 상기 표면실장부품이 위치하는 PCB 상에는 디스펜싱(dispensing) 공정에 의하여 에폭시 수지와 같은 접착제 용액(레진)을 도포하여 주는 과정이 필수적이다. 레진의 디스펜싱 과정은 정확성과 신속성이 보장되어야 하고, 디스펜싱에 따른 정량의 토출 및 필요한 적소에 디스펜싱이 정확하게 자동으로 이루어져야 한다.

이하, 종래의 레진 디스펜싱 공정을 설명한다.

레진 디스펜싱을 위한 자재를 탑재한 보트가 도시되지 않은 컨베이어와 같은 이송라인을 타고 작업위치로 이송된다.

메인 컴퓨터는 비전 카메라에 의해 촬영된 보트의 이미지와 미리 입력된 보트에 대한 이미지를 비교하여 보트가 설정범위를 넘어서는 위치에 존재하는지를 확인한다. 그 결과 보트가 설정범위를 넘어서지 않은 경우 메인 컴퓨터는 비전 카메라에 의해 촬영된 자재의 기준위치를 인식하여, 각 자재별 위치를 기억하여 둔다. 이는 디스펜싱할 때 위치보정을 위한 자료로 사용된다.

그리고 메인 컴퓨터는 펌프를 포함하는 디스펜싱 헤드를 X축, Y축 그리고 Z축 방향으로 이동시켜 가면서 보트의 자재에 레진을 토출하여 디스펜싱을 한다.

그 후 메인 컴퓨터는 비전 카메라를 다시 한번 작동시키고 비전 카메라에 의해 촬영된 이미지를 분석하여 디스펜싱된 보트의 자재들에 대해 상태 검사를 실시한다.

상기한 종래의 디스펜서는 자재위치를 인식하기 위한 카메라와 디스펜싱 상태를 검사하기 위한 카메라를 각각 구비해야 하고, 비전 카메라에 의해 촬영된 이미지를 분석하여 도 1에서와 같이 각 자재의 기준위치를 개별적으로 인식한 후 디스펜싱 헤드를 X축, Y축 그리고 Z축 방향으로 이동시켜 가면서 노즐을 통하여 실린지의 레진을 토출하여 디스펜싱을 해야 한다.

그 후 비전 카메라에 의해 촬영된 이미지를 분석하여 다시 디스펜싱 상태를 검사해야 한다.

즉, 종래의 디스펜서는 두 대의 카메라를 구비해야 하므로 제작원가가 높아지고 부피가 커지며, 각 자재의 위치를 개별적으로 인식해야 하므로 공정시간이 길어지는 문제점이 있다.

본 발명은 하나의 디지털(CCD) 카메라로 보트 어레이의 자재를 촬영하여 장비의 제작원가를 낮추고 보트 어레이에 자재가 있는지 자재의 기준 인식 및 디스펜싱 완료된 자재의 상태 검사를 플라잉 방식으로 실시하여 공정시간을 대폭 줄일 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 플라잉 방식의 레진 디스펜싱 방법은,

이송라인을 타고 이동하는 보트가 작업영역에 있는지를 확인하는 제1단계;

상기 작업영역의 보트를 CCD 카메라를 이용하여 플라잉 방식으로 촬영하여 보트 어레이에 자재가 있는지를 확인하는 제2단계;

상기 보트 어레이의 자재를 CCD 카메라를 이용하여 플라잉 방식으로 촬영하여 이를 미리 등록된 기준 마크와 비교하여 디스펜싱을 위한 패턴 프로그램을 결정하는 제3단계;

상기 제3단계에서 결정된 디스펜싱을 위한 패턴 프로그램에 따라 통상의 디스펜싱 헤드를 X축과 Y축 그리고 Z축 방향으로 이동시켜 가면서 보트 어레이의 자재에 레진을 디스펜싱하는 제4단계; 및,

CCD 카메라를 이용하여 보트 어레이의 자재를 플라잉 방식으로 촬영하고, 이를 정상 작업된 자재가 탑재된 보트 이미지와 비교하여 레진 디스펜싱 완료된 자재의 상태를 검사하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 CCD 카메라는 보트 어레이의 자재 위치를 피드백 받는 트리거 인터페이스 보드의 모션 트리거에 의해 구동되고, 상기 트리거 인터페이스 보드의 스트로브 신호를 공급받은 스트로브 LED 콘트롤러의 제어로 LED가 발광될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 플라잉 방식의 레진 디스펜싱 장치는,

디스펜싱 헤드를 X축과 Y축 방향으로 이동시키는 X-Y 로봇과, X축과 Y축 그리고 Z축 방향으로 이동하면서 보트 어레이의 자재에 레진을 디스펜싱하는 디스펜싱 헤드를 포함하는 플라잉 방식의 레진 디스펜싱 장치에 있어서,

상기 보트 어레이의 자재위치에 대응하는 모션 트리거와 스트로브 신호를 생성하는 트리거 인터페이스 보드;

상기 트리거 인터페이스 보드로부터 스트로브 신호를 공급받은 스트로브 LED 콘트롤러의 제어로 발광하는 LED;

상기 트리거 인터페이스 보드로부터 공급되는 모션 트리거에 의해 구동되어 보트 어레이의 자재를 촬영하는 CCD 카메라;

상기 CCD 카메라에 의해 촬영된 보트 어레이의 자재 이미지와 미리 등록된 기준 마크와 정상 작업된 자재가 탑재된 보트 이미지를 비교하여 보트의 위치 확인, 자재의 존재 여부, 디스펜싱 패턴을 위한 프로그램, 디스펜싱 완료된 자재의 상태 검사를 실시하는 메인 컴퓨터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 의하면, 본 발명은 하나의 CCD 카메라를 이용하여 보트 어레이의 자재를 연속해서 촬영하고, 이를 모션 트리거나 스트로브 신호에 의해 분석하여 자재의 존재 여부, 디스펜싱을 위한 패턴, 디스펜싱 완료된 자재의 상태 검사를 실시함으로써 장비의 제작원가를 낮출 수 있으며, 공정시간도 대폭 줄일 수 있는 이점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 플라잉 방식으로 레진을 디스펜싱하기 위한 본 발명에 의한 시스템 구성도로서, 이를 참조하면,

통상의 디스펜서와 마찬가지로 본 발명에 의한 디스펜서 역시 디스펜싱 헤드(13)를 X축과 Y축 방향으로 이동시키는 X-Y 로봇(12)과, X축과 Y축 그리고 자체적으로 구비한 동력에 의해 Z축 방향으로 이동하면서 보트 어레이의 자재에 레진을 디스펜싱하는 디스펜싱 헤드(13)를 구비한다.

도시되지 않은 센서나 카메라에 의해 상기 디스펜싱 헤드(13) 등의 위치정보를 피드백 받은 트리거 인터페이스 보드(18)는 보트 어레이의 자재위치에 대응하는 모션 트리거와 스트로브 신호를 생성한다.

상기 트리거 인터페이스 보드(18)로부터 스트로브 신호를 공급받은 스트로브 LED 콘트롤러(15)는 LED(17)의 발광을 제어하고, 트리거 인터페이스 보드(18)로부터 모션 트리거를 공급받은 CCD 카메라(16)는 보트 어레이의 자재를 촬영하고, 그 이미지를 메인 컴퓨터(11)에 전송한다.

디스펜서의 전반적인 동작을 제어하는 메인 컴퓨터(11)는 CCD 카메라(16)에 의해 촬영된 보트 어레이의 자재 이미지와 미리 등록된 기준 마크와 정상 작업된 자재가 탑재된 보트 이미지를 비교하여 보트의 위치 확인, 자재의 존재 여부, 디스펜싱 패턴을 위한 프로그램, 디스펜싱 완료된 자재의 상태 검사를 실시한다.

도 3은 플라잉 방식으로 보트 어레이의 자재를 촬영하고, 이를 분석하여 자 재의 유무나 레진 디스펜싱을 수행하는 과정을 보인 흐름도로서, 이를 참조하면,

먼저, 작업자는 메인 컴퓨터(11)에서 장비, 즉 디스펜서를 초기화한 후 각종 기준위치, 즉 니들 교정블록 위치나 첫 번째 자재 위치, 베드 마크 위치, 니들 퍼지 위치 등의 기준위치를 설정한다. 여기서 위치는 X축과 Y축 그리고 Z축의 원점센서를 기준으로 한다. 또한 작업자는 메인 컴퓨터(11)에서 보트 위의 각각의 어레이에 양품의 표준 자재가 위치해 있는 이미지를 자재 위치 비교를 위한 기준 이미지로 저장하고, 자재의 형상이나 특성에 따라 사용자가 원하는 디스펜싱을 위한 패턴 형상을 프로그래밍하여 둔다(S1).

작업자에 의해 디스펜서가 작동되면 보트가 컨베이어와 같은 이송라인을 타고 작업영역으로 이동된다(S2). 이때 메인 컴퓨터(11)는 도시되지 않은 작업영역에 설치된 센서에 의해 보트가 작업영역까지 이동되었는지를 확인한다(S3).

보트가 작업영역에 위치하면, 메인 컴퓨터(11)는 도시되지 않은 스톱퍼 등을 이용하여 보트를 정지시킨 후 X-Y 로봇(12)을 작동시켜 CCD 카메라(16)를 X축과 Y축 방향으로 이동시키면서 작업영역에 위치한 보트를 도 4에서와 같이 화살표 방향을 따라 플라잉 방식으로 촬영하고, 이를 분석하여 보트의 어레이에 자재가 있는지를 확인하고(S4), 이렇게 얻어진 결과는 레진 디스펜싱을 위한 자료로 이용된다.

여기서 보트의 어레이에 자재가 존재하는지 확인하는 것을 맵핑(mapping) 기능이라고 하는데, 이는 자재의 검사시간을 줄이기 위해 보트 위에 각각의 어레이 행의 개수만큼 각각의 열의 상단에 작은 확인용 마크를 해두고 전 공정에서 해당하는 위치의 자재가 없으면 해당하는 마크를 체크하여 작업할 필요가 없다고 표시하 여 두는 것을 말한다.

또한 메인 컴퓨터(11)에서 CCD 카메라(16)에 의해 촬영된 이미지를 분석하는 플라잉 방식은 CCD 카메라(16)는 X-Y 로봇(12)에 의해 도 4에서와 같이 화살표 방향을 따라 이동하면서 보트 어레이의 자재를 촬영한다.

이때 트리거 인터페이스 보드(18)는 X-Y 로봇(12)에 의해 CCD 카메라(16)가 도 4에서와 같이 X축과 Y축 방향으로 이동할 때 도시되지 않은 센서 등에 의해 이를 감시하여 도 5에서와 같은 모션 트리거와 스트로브 신호를 생성시켜 디스펜싱 헤드(13)와 스트로브 LED 콘트롤러(15)에 각각 제공한다.

따라서 CCD 카메라(16)는 보트 어레이의 자재가 검출될 때마다 해당 자재를 촬영하고, LED(17)는 CCD 카메라(16)가 보트 어레이의 자재를 촬영할 때마다 점등되어 CCD 카메라(16)가 선명한 이미지를 촬영할 수 있도록 한다.

보트의 어레이에 자재가 존재하는지를 확인한 메인 컴퓨터(11)는 X-Y 로봇(12)을 작동시켜 CCD 카메라(16)를 X축과 Y축 방향으로 이동시키면서 작업영역에 위치한 보트를 도 4에서와 같이 화살표 방향을 따라 플라잉 방식으로 촬영하고, 이를 미리 등록된 기준마크와 비교하여 보트의 어레이에 위치한 자재의 레진 디스펜싱 위치 등을 확인한다(S5).

이렇게 작업영역에 위치한 보트의 어레이에 자재가 있는지 확인한 후 해당 자재의 기준마크까지 확인한 메인 컴퓨터(11)는 종래의 디스펜서에서와 마찬가지로 X-Y 로봇(12)과 함께 디스펜싱 헤드(13)를 구동시켜 임팩트 펌프 키트(14)를 X축과 Y축 그리고 Z축 방향으로 이동시켜 가면서 보트 어레이에 위치한 자재에 레진을 디 스펜싱한다(S6).

여기서 레진 디스펜싱은 메인 컴퓨터(11)의 제어로 미리 프로그래밍된 패턴에 따라 이루어진다.

이후 메인 컴퓨터(11)는 X-Y 로봇(12)을 작동시켜 CCD 카메라(16)를 X축과 Y축 방향으로 이동시키면서 레진 디스펜싱 작업이 완료된 보트 어레이의 자재를 도 4에서와 같이 플라잉 방식으로 촬영하고, 이를 미리 등록한 정상 작업된 이미지와 비교하여 디스펜싱 작업이 완료된 보트 어레이의 자재의 디스펜싱 상태를 검사한다(S7).

그리고 메인 컴퓨터(11)는 보트를 잡고 있던 스톱퍼를 해지시켜 작업영역에 위치한 보트가 이송라인을 타고 다음 공정으로 이동할 수 있도록 배출한다(S8).

도 1은 보트 어레이의 자재의 기준위치 등을 개별적으로 인식 또는 검사하는 종래기술을 보인 예시도.

도 2는 플라잉 방식으로 레진을 디스펜싱하기 위한 본 발명에 의한 시스템 구성도.

도 3은 도 2의 시스템에 의해 플라잉 방식으로 레진을 디스펜싱하는 과정을 보인 흐름도.

도 4는 보트의 각 자재의 기준을 플라잉 방식으로 인식 또는 검사하는 본 발명의 기술을 보인 예시도.

도 5는 CCD 카메라와 LED의 구동을 제어하기 위한 모션 트리거와 스트로브 신호의 타임 챠트.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

11 : 메인 컴퓨터 12 : X-Y 로봇

13 : 디스펜싱 헤드 14 : 임팩트 펌프 키트

15 : 스트로브 LED 콘트롤러 16 : CCD 카메라

17 : LED 18 : 트리거 인터페이스 보드

Claims (3)

1. 이송라인을 타고 이동하는 보트가 작업영역에 있는지를 확인하는 제1단계;

   상기 작업영역의 보트를 CCD 카메라를 이용하여 플라잉 방식으로 촬영하여 보트 어레이에 자재가 있는지를 확인하는 제2단계;

   상기 보트 어레이의 자재를 CCD 카메라를 이용하여 플라잉 방식으로 촬영하여 이를 미리 등록된 기준 마크와 비교하여 디스펜싱을 위한 패턴 프로그램을 결정하는 제3단계;

   상기 제3단계에서 결정된 디스펜싱을 위한 패턴 프로그램에 따라 통상의 디스펜싱 헤드를 X축과 Y축 그리고 Z축 방향으로 이동시켜 가면서 보트 어레이의 자재에 레진을 디스펜싱하는 제4단계; 및

   CCD 카메라를 이용하여 보트 어레이의 자재를 플라잉 방식으로 촬영하고, 이를 정상 작업된 자재가 탑재된 보트 이미지와 비교하여 레진 디스펜싱 완료된 자재의 상태를 검사하는 제5단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라잉 방식의 레진 디스펜싱 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 CCD 카메라는 보트 어레이의 자재 위치를 피드백 받는 트리거 인터페이스 보드의 모션 트리거에 의해 구동되고, 상기 트리거 인터페이스 보드의 스트로브 신호를 공급받은 스트로브 LED 콘트롤러의 제어로 LED가 발광되는 것을 특징으로 하는 플라잉 방식의 레진 디스펜싱 방법.
3. 디스펜싱 헤드를 X축과 Y축 방향으로 이동시키는 X-Y 로봇과, X축과 Y축 그리고 Z축 방향으로 이동하면서 보트 어레이의 자재에 레진을 디스펜싱하는 디스펜싱 헤드를 포함하는 플라잉 방식의 레진 디스펜싱 장치에 있어서,

   상기 보트 어레이의 자재위치에 대응하는 모션 트리거와 스트로브 신호를 생성하는 트리거 인터페이스 보드;

   상기 트리거 인터페이스 보드로부터 스트로브 신호를 공급받은 스트로브 LED 콘트롤러의 제어로 발광하는 LED;

   상기 트리거 인터페이스 보드로부터 공급되는 모션 트리거에 의해 구동되어 보트 어레이의 자재를 촬영하는 CCD 카메라;

   상기 CCD 카메라에 의해 촬영된 보트 어레이의 자재 이미지와 미리 등록된 기준 마크와 정상 작업된 자재가 탑재된 보트 이미지를 비교하여 보트의 위치 확인, 자재의 존재 여부, 디스펜싱 패턴을 위한 프로그램, 디스펜싱 완료된 자재의 상태 검사를 실시하는 메인 컴퓨터;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라잉 방식의 레진 디스펜싱 장치.

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