KR101122933B1 - 전자 부품 장착 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 빔을 2개의 구동원으로 동작시키는 경우에, 2축의 위치 관계에 어긋남이 발생하였을 때 신속하게 축간 보정을 행하는 것이다.

부품 취출 및 부품 장착을 위한 빔(8)의 이동에 수반하여, Y2 드라이버(96) 및 Y1 드라이버(97)에는 각각 리니어 스케일 판독 헤드(100, 101)로부터의 양 리니어 스케일 신호(자축 및 타축의 위치에 관한 출력)가 입력된다. 그리고, 이 양 리니어 스케일 신호가 입력되면, Y2 드라이버(96) 및 Y1 드라이버(97)는 산출 수단, 비교 수단 및 제어 수단을 구비하고 있으므로 각각 상기 빔(8)의 각 축 위치의 차분을 산출하고, 이 산출 수단에 의해 산출된 차분을 비교 수단으로 비교하여, 제어 수단이 각각 자축이 뒤쳐져 있는 경우에는 자축의 추력을 증가하도록 제어하는 동시에, 자축이 앞서 있는 경우에는 자축의 추력을 감소하도록 각 리니어 모터(9)의 가동자(9B)를 제어한다.

빔, Y1 드라이버, 리니어 모터, 가동자, 리니어 스케일 판독 헤드

Description

전자 부품 장착 장치 {DEVICE FOR MOUNTING ELECTRONIC PARTS}

도1은 전자 부품 장착 장치의 평면도.

도2는 전자 부품 장착 장치의 정면도.

도3은 전자 부품 장착 장치의 우측면도.

도4는 리니어 모터의 시스템 제어 블럭도.

도5는 장착 헤드 부재의 종단 정면도.

도6은 두께가 얇은 전자 부품을 흡착하고 있는 상태의 장착 헤드 부재의 종단 측면도.

도7은 두께가 얇은 전자 부품을 장착하고 있는 상태의 장착 헤드 부재의 종단 측면도.

도8은 두께가 두꺼운 전자 부품을 흡착하고 있는 상태의 장착 헤드 부재의 종단 측면도.

도9는 두께가 두꺼운 전자 부품을 장착하고 있는 상태의 장착 헤드 부재의 종단 측면도.

도10은 제1 캠 및 제1 레버 등의 평면도.

도11은 장착 헤드 부재의 평면도.

도12는 흡착 노즐의 흡착 또는 장착시의 진공 또는 공기 분출의 상태를 설명 하는 간략 평면도.

도13은 두께가 얇은 전자 부품을 흡착하고 있는 상태의 장착 헤드 부재 주요부의 종단 측면도.

도14는 두께가 얇은 전자 부품을 장착하고 있는 상태의 장착 헤드 부재 주요부의 종단 측면도.

도15는 두께가 두꺼운 전자 부품을 흡착하고 있는 상태의 장착 헤드 부재 주요부의 종단 측면도.

도16은 두께가 두꺼운 전자 부품을 장착하고 있는 상태의 장착 헤드 부재 주요부의 종단 측면도.

도17은 전자 부품을 흡착하고 있는 상태의 장착 헤드의 평면도.

도18은 전자 부품을 장착하고 있는 상태의 장착 헤드의 평면도.

도19는 Y1축 보정의 흐름을 나타내는 도면.

도20은 Y2축 보정의 흐름을 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 부품 장착 장치

7 : 장착 헤드 부재

7 : 리니어 모터

9B : 가동자

16 : 장착 헤드

90 : CPU

91 : RAM

93 : 모션 컨트롤 보드

96 : Y2 드라이버

97 : Y1 드라이버

100, 101 : 리니어 스케일 판독 헤드

본 발명은 베이스에 복수 병설되어 부품 흡착 위치에 전자 부품을 공급하는 복수의 부품 공급 장치와, 양 구동원에 의해 일방향으로 이동 가능한 빔과, 이 빔에 따라서 이와 직교하는 방향으로 이동 가능하며 상기 부품 공급 장치로부터 전자 부품을 흡착하여 취출하여 프린트 기판 상에 장착하기 위해 상기 부품 공급 장치와 프린트 기판 사이를 이동 가능한 흡착 노즐을 구비한 장착 헤드를 구비한 전자 부품 장착 장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 전자 부품 장착 장치는 일본 특허 공개 제2002-299898호 공보 등에 개시되어 있다. 구체적으로는, 빔이 그 양단부에 설치된 별개의 구동원에 의해 Y 방향으로 이동하는 기술은 일본 특허 공개 제2002-299898호 공보 등에 개시되어 있다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 제2002-299898호 공보

그러나, 빔을 2개의 구동원으로 동작시키는 경우, 2축의 위치 관계가 항상 동일해지는 것이 이상적이지만, 각 축 부하의 언밸런스, 각 축에의 지령 동기 어긋남, 각 축의 마찰 언밸런스, 각 축의 리니어 스케일의 오차 등에 의해 2축의 위치 관계에 어긋남이 발생할 가능성이 있다.

그래서 본 발명은 빔을 2개의 구동원으로 동작시키는 경우에, 2축의 위치 관계에 어긋남이 발생하였을 때 신속하게 축 보정을 행하도록 하는 것을 목적으로 한다.

이로 인해, 제1 발명은 베이스에 복수 병설되어 부품 흡착 위치에 전자 부품을 공급하는 복수의 부품 공급 유닛과, 양 구동원에 의해 일방향으로 이동 가능한 빔과, 이 빔에 따라서 이와 직교하는 방향으로 이동 가능하며 상기 부품 공급 유닛으로부터 전자 부품을 흡착하여 취출하여 프린트 기판 상에 장착하기 위해 상기 부품 공급 장치와 프린트 기판 사이를 이동 가능한 흡착 노즐을 구비한 장착 헤드를 구비한 전자 부품 장착 장치에 있어서, 전자 부품의 취출 위치 정보 및 프린트 기판에의 전자 부품의 장착 위치 정보를 기억하는 기억 장치와, 이 기억 장치에 기억된 상기 취출 위치 정보 및 장착 위치 정보를 기초로 하여 이동해야 할 위치를 지령하는 제어기와, 상기 각 구동원에 대응하여 설치되어 상기 제어기로부터의 위치 지령을 받아 각 구동원에 소정의 전류를 흐르게 하는 드라이버 회로를 구비하고, 이 각 드라이버 회로에 상기 빔의 각 축 위치의 차분을 산출하는 산출 수단과, 이 산출 수단에 의해 산출된 차분을 비교하여, 자축이 뒤쳐져 있는 경우에는 자축의 추력을 증가하도록 제어하는 동시에, 자축이 앞서 있는 경우에는 자축의 추력을 감소하도록 제어하는 제어 수단을 마련한 것을 특징으로 한다.

제2 발명은 베이스에 복수 병설되어 부품 흡착 위치에 전자 부품을 공급하는 복수의 부품 공급 유닛과, 양 구동원에 의해 일방향으로 이동 가능한 빔과, 이 빔에 따라서 이와 직교하는 방향으로 이동 가능하며 상기 부품 공급 유닛으로부터 전자 부품을 흡착하여 취출하여 프린트 기판 상에 장착하기 위해 상기 부품 공급 장치와 프린트 기판 사이를 이동 가능한 흡착 노즐을 구비한 장착 헤드를 구비한 전자 부품 장착 장치에 있어서, 전자 부품의 취출 위치 정보 및 프린트 기판에의 전자 부품의 장착 위치 정보를 기억하는 기억 장치와, 이 기억 장치에 기억된 상기 취출 위치 정보 및 장착 위치 정보를 기초로 하여 이동해야 할 위치를 지령하는 제어기와, 상기 각 구동원에 대응하여 설치되어 상기 제어기로부터의 위치 지령을 받아 각 구동원에 소정의 전류를 흐르게 하는 드라이버 회로를 구비하고, 적어도 한 쪽의 드라이버 회로에 상기 빔의 각 축 위치의 차분을 산출하는 산출 수단과, 이 산출 수단에 의해 산출된 차분을 비교하여, 자축이 뒤쳐져 있는 경우에는 자축의 추력을 증가하도록 제어하는 동시에, 자축이 앞서 있는 경우에는 자축의 추력을 감소하도록 제어하는 제어 수단을 마련한 것을 특징으로 한다.

제3 발명은 제1 또는 제2 발명에 있어서, 상기 산출 수단은 상기 빔의 각 축의 위치를 계측하는 각 리니어 스케일로부터의 위치 정보를 기초로 하여 그 차분을 산출하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 전자 부품 장착 장치의 일실시 형태를 첨부한 도면을 기초로 설명한다. 도1은 전자 부품 장착 장치(1)의 평면도, 도2는 전자 부품 장착 장치(1)의 정면도, 도3은 전자 부품 장착 장치(1)의 우측면도로, 상기 장치(1)의 베이스(2) 상에는 다양한 전자 부품을 각각 그 부품 취출 위치(부품 흡착 위치)에 1개씩 공급하는 부품 공급 장치로서의 부품 공급 유닛(3)이 부동의 상태에서 착탈 가능하게 복수 병설 고정되어 있다. 대향하는 유닛(3)군 사이에는 공급 컨베이어(4), 위치 결정부(5) 및 배출 컨베이어(6)가 설치되어 있다. 공급 컨베이어(4)는 상류로부터 받은 프린트 기판을 상기 위치 결정부(5)로 반송하고, 위치 결정부(5)에서 도시하지 않은 위치 결정 기구에 의해 위치 결정된 상기 기판(P) 상에 전자 부품이 장착된 후, 배출 컨베이어(6)로 반송된다.

부호 8은 X 방향으로 긴 한 쌍의 빔으로, 각 빔(8)의 양단부를 구동하는 구동축으로서의 리니어 모터(9)의 구동에 의해 좌우 한 쌍의 가이드 부재(10)에 설치된 가이드(10A)에 따라서 상기 각 빔(8)에 고정된 슬라이더(11)가 미끄럼 이동하여 위치 결정부(5) 상의 프린트 기판(P)이나 부품 공급 유닛(3)의 부품 취출 위치(부품 흡착 위치) 상방을 개별로 Y 방향으로 이동한다. 상기 리니어 모터(9)는 베이스(2)에 고정된 상하 한 쌍의 고정자(9A)와, 상기 빔(8)의 양단부에 설치된 부착판(8A)의 하부에 고정된 가동자(9B)로 구성된다.

각 빔(8)에는 그 길이 방향, 즉 X 방향으로 리니어 모터(14)에 의해 가이드(13)에 따라서 이동하는 장착 헤드 부재(7)가 각각 설치되어 있다. 도6 등에 도시한 바와 같이, 상기 리니어 모터(14)는 빔(8)에 고정된 전후 한 쌍의 고정자(14A) 와, 상기 장착 헤드 부재(7)에 설치된 가동자(14B)로 구성된다. 각 장착 헤드 부재(7)는 각각 12개의 스프링(12)에 의해 상방으로 압박되고 있는 흡착 노즐(15)을 갖는 2개의 장착 헤드(16)를 구비하고 있다.

이하, 장착 헤드(16)에 대해 도5 및 도6을 기초로 하여 상세하게 서술한다. 부호 20은 제1 내통 부재(17A)의 상부에 설치된 펄스 모터(21)의 로터로, 상기 장착 헤드 부재(7)에 고정된 외통 부재(18)에 설치된 고정자(22) 내측에서 베어링(23)을 거쳐서 θ 방향으로 회전 가능하게 설치된다. 또한, 부호 25는 제2 내통 부재(17B)의 하부에 설치된 펄스 모터(26)의 회전자로, 상기 장착 헤드 부재(7)에 고정된 외통 부재(18)에 설치된 고정자(27) 내측에서 베어링(28)을 거쳐서 θ 방향으로 회전 가능하게 설치된다. 그리고, 상기 흡착 노즐(15)은 각각 소정 간격을 두고 원주 상에 12개 배치되어 제2 내통 부재(17B) 내에 상하 이동 가능하게 설치되어 있다.

부호 30은 상기 흡착 노즐(15)의 상하 이동의 기본 스트로크를 만드는 제1 캠으로, 구동 모터(31)가 구동하면 구동축(32)에 설치한 풀리(33) 및 종동축(34)에 설치한 풀리(35) 사이에 걸쳐진 벨트(36)에 의해 상기 종동축(34)에 고정한 제1 캠(30)이 회전한다(도10 참조). 또한, 장착 헤드 부재(7)로부터 연장된 지지부(7A)에 지지된 지지축(29)을 지지점으로 하여 회전 이동 가능한 제1 레버(38)의 타단부측에는 캠 종동기(39)가 설치되고, 상기 지지축(29)과 종동축(34)은 연결 레버(37)로 연결되어 있다.

부호 40은 구동 모터(41)에 의해 회전되어 전자 부품의 두께에 따라서 상기 흡착 노즐(15)의 상하 이동 조정 스트로크를 만드는 제2 캠으로, 이 제2 캠(40) 외주에는 상기 캠 종동기(39)가 압접하고 있다. 그리고, 상기 제1 캠(30) 외주에는 지지축(42)을 지지점으로 하여 회전하는 제2 레버(43)의 일단부측에 설치된 캠 종동기(44)가 압접하고 있다. 또한, 상기 제2 레버(43)의 타단부측에는 캠 종동기(45)가 설치되고, 상기 캠 종동기(45)는 장착 헤드(16)의 θ 회전의 중심이 되는 지지 기둥(46)에 따라서 상하 이동 가능한 승강 부재(47)의 캠 결합부(48)에 결합하고 있다. 그리고, 상기 승강 부재(47)와 지지 부재(49) 사이에는 스프링(50)이 개재되어 상기 승강 부재(47)를 하방으로 압박하고 있다.

도6에 도시한 바와 같이, 부호 52는 구동 모터(53)에 의해 회전하는 진공 밸브 온 오프용의 제3 캠으로, 지지축(54)을 지지점으로 하여 회전 이동 가능한 제3 레버(55)의 일단부측 캠 종동기(56)가 상기 제3 캠(52)에 압접하고 있고, 타단부측의 캠 종동기(57)가 상기 승강 부재(47)에 따라서 상하 이동 가능한 진공 밸브 온 오프용 작동 부재(58)의 캠 결합부(59)에 결합하고 있다.

또한, 상기 승강 부재(47)에는 상기 흡착 노즐(15)을 승강시키는 승강 막대(62)가 설치되고, 상기 제1 캠(30) 및 제2 캠(40)의 회전에 의해 지지축(29)을 지지점으로 하고 제1 레버(38) 및 지지축(42)을 지지점으로 하여 제2 레버(43)가 요동하고, 승강 부재(47)가 하강하여 승강 막대(62)에 의해 상기 흡착 노즐(15)이 전자 부품(D)의 두께에 따라서 소정 스트로크 강하하여 프린트 기판(P) 상에 전자 부품(D)을 장착하는 구성이다.

또한, 이 장착시의 상기 흡착 노즐(15) 강하시에는 도14, 도16 및 도18에 도 시한 바와 같이 상기 제3 캠(52)의 회전에 의한 제3 레버(55)의 요동에 의해 캠 결합부(59)를 거쳐서 진공 밸브 온 오프용 작동 부재(58)가 상기 승강 부재(47)에 따라서 강하한다. 따라서, 진공 밸브 온 오프용 작동 부재(58)의 승강 막대(63)가 제1 절환 막대(65)를 밀어 내리고, 지지축(67)을 지지점으로 하여 절환 레버(68)를 요동시켜 제2 절환 막대(66)를 밀어 올려 정지용 돌기부(61)가 이 제2 절환 막대(66)의 결합홈(69B)에 결합한다.

그리고, 흡착시에는 도13, 도15 및 도17에 도시한 바와 같이 진공 밸브 온 오프용 작동 부재(58)의 승강 막대(63)가 제2 절환 막대(66)를 밀어 내리고, 지지축(67)을 지지점으로 하여 절환 레버(68)를 요동시켜 제1 절환 막대(65)를 밀어 올려 정지용 돌기부(61)가 제2 절환 막대(66)의 결합홈(69A)에 결합하는 구성이다.

이 때, 장착시의 진공 밸브 온 오프용 작동 부재(58)의 승강 막대(63)의 강하에 의한 제1 절환 막대(65)가 강하하고 있는 상태에서는 진공원으로부터의 진공 통로를 차단하여 흡착 노즐(15)에 의한 전자 부품(D)의 진공 흡착을 멈추는 동시에 공기를 흡착 노즐(15)에 취입하고, 제2 절환 막대(66)가 강하하고 있는 상태에서는 진공원에 연통하는 진공 통로를 형성하여 흡착 노즐(15)에 의한 전자 부품(D)의 진공 흡착을 유지하는 것이다.

즉, 제1 절환 막대(65)가 강하하고 있는 상태에서는 흡착 노즐(15)의 내부 통로(15A)에 에어 공급원으로부터의 공기가 공기로(70), 통로(71) 및 연통로(72)를 거쳐서 취입되고, 또한 제2 절환 막대(66)가 강하하고 있는 상태에서는 흡착 노즐(15)의 내부 통로(15A)는 진공원에 연통로(72), 통로(71) 및 진공 통로(73)를 거쳐 서 연통하여 진공 흡착한다.

상기 제2 내통 부재(17B) 바닥면의 중앙부에는 횡단면이 정12각형인 반사판(75)이 설치되고, 외통 부재(18) 바닥면에는 90도 간격으로 4개의 광검출 센서(76)가 설치되고, 또한 90도 간격의 위치, 즉 0시, 3시, 6시, 9시의 위치에서 상기 흡착 노즐(15)이 강하하여 부품 공급 유닛(3)으로부터 전자 부품(D)을 흡착 보유 지지한 후 상승하였을 때에, 상기 반사판(75)과 광검출 센서(76) 사이에 상기 흡착 노즐(15)에 흡착 보유 지지된 전자 부품(D)을 위치시켜 상기 전자 부품(D)의 유무를 검출한다.

즉, 흡착 노즐(15)이 전자 부품(D)을 흡착하지 않은 경우에는, 광검출 센서(76)로부터의 빛이 횡단면이 정12각형을 나타내는 반사판(75)에 닿아 그 반사광이 광검출 센서(76)에 수광되게 되므로 전자 부품(D)의「없음」을 검출하고, 상기 진공원으로부터의 상기 흡착 노즐(15)에 의한 전자 부품(D)의 진공 흡착 동작을 멈춰 누설을 방지하고, 흡착하고 있는 경우에는 반사광을 수광하지 않으므로 상기 전자 부품(D)의 있음을 검출하여 진공 흡착 동작을 장착할 때까지 유지한다.

부호 80은 부품 인식 카메라로, 상기 각 장착 헤드(16)에 대응하여 각각 2개씩 합계 4개 설치되고, 전자 부품이 흡착 노즐(15)에 대해 얼마만큼 위치가 어긋나 흡착 보유 지지되어 있는지 XY 방향 및 회전 각도에 대해 위치 인식하기 위해 복수의 상기 흡착 노즐(15)에 흡착 보유 지지된 모든 전자 부품(D)을 일괄적으로 촬상하지만, 각각 동시에 복수개의 전자 부품을 촬상 가능하다.

그리고, 도3에 도시한 바와 같이 각 리니어 모터(81)의 구동에 의해 좌우 한 쌍의 가이드(82)에 따라서 상기 인식 카메라(80)를 고정한 슬라이더(83)가 미끄럼 이동하여 위치 결정부(5) 상의 프린트 기판의 반송 방향이나 부품 공급 유닛(3)의 병설 방향과 평행하게, 즉 X 방향으로 이동한다. 상기 리니어 모터(81)는 베이스(2)에 고정된 설치대(85)에 고정된 상하 한 쌍의 고정자(86)와, 상기 슬라가더(83)에 설치된 가동자(87)로 구성된다.

다음에 도4에 도시하는 상기 리니어 모터(9)의 시스템 제어 블럭도를 기초로 하여 이하 설명한다. 부호 89는 CPU 보드로, 본 장착 장치(1)를 통괄 제어하는 제어부로서의 CPU(장착 제어부)(90), RAM(랜덤 액세스 메모리)(91) 및 ROM(리드 온리 메모리)(92) 등을 구비하고 있다. 그리고, CPU(90)는 상기 RAM(91)에 기억된 데이터를 기초로 상기 ROM(92)에 저장된 프로그램에 따라서 전자 부품 장착 장치(1)의 부품 장착 동작에 관한 동작을 통괄 제어하지만, 도4에서는 편의상 상기 리니어 모터(9)의 구동 제어에 관한 시스템 제어 블럭에 대해 표시하고 있다.

상기 RAM(91)에는 부품 장착에 관한 장착 데이터가 기억되어 있고, 그 장착 순서마다(스텝 번호마다) 프린트 기판 내에서의 X 방향, Y 방향 및 각도 정보나, 각 부품 공급 유닛(3)의 베이스(2)에의 배치 위치를 나타내는 배치 번호 정보, 빔(8)의 1회의 왕복으로 연쇄 흡착하는 그루핑 설정 데이터, 전자 부품의 종류를 나타내는 부품 ID 등이 기억되어 있다. 상기 그루핑 설정 데이터가 입력되어 있는 스텝 번호로부터 입력된 숫자의 스텝 수가 일괄 처리되는 것을 의미한다. 또한 상기 RAM(91)에는 부품 배치 데이터가 기억되어 있고, 이는 상기 각 부품 공급 유닛(3)의 배치 번호에 대응하여 각 전자 부품의 종류(부품 ID)가 기억되어 있다. 또 는, 상기 RAM(91)에는 부품의 X 방향, Y 방향, 두께의 사이즈 등의 외형 등의 특징을 나타내는 데이터나, 인식 데이터 등의 항목으로 구성된 부품 라이브러리 데이터도 기억되어 있다.

부호 93은 모션 컨트롤 보드로, 버스 라인(94)을 거쳐서 상기 CPU 보드(89)에 접속되어 상기 빔(8)을 Y 방향으로 이동시키기 위해 필요한 정보, 즉 장착 데이터나 부품 배치 데이터 등을 RAM(91)로부터 수취하여 자신이 갖는 기억부(도시하지 않음)에 저장하는 것으로, 이 저장된 정보를 기초로 하여 모션 네트워크 라인(95)을 거쳐서 Y2 드라이버(96) 및 Y1 드라이버(97)에 위치 지령(얼마만큼 이동해야 하는지의 지령)을 출력한다.

Y2 드라이버(96) 및 Y1 드라이버(97)는 모션 컨트롤 보드(93)로부터 위치 지령을 받으면, 동력 라인(98, 99)을 거쳐서 각 리니어 모터(9)의 가동자(9B)에 소정의 전류를 흐르게 하는 것이다.

부호 100, 101은 상기 빔(8)에 설치된 리니어 스케일 판독 헤드로, 이 리니어 스케일 판독 헤드(100, 101)는 각 가이드(10)에 따라서 장착 장치의 본체에 부착된 리니어 스케일의 눈금을 판독하여, 판독한 값을 Y2 드라이버(96) 및 Y1 드라이버(97)의 양자에 리니어 스케일 신호를 출력하는 구성이다. 또한, 리니어 스케일은 상기 눈금과 리니어 스케일 판독 헤드를 구비하고 있다.

이상의 구성에 의해, 이하 동작에 대해 설명한다. 우선, 프린트 기판(P)을 도시하지 않은 컨베이어에 의해 상류 장치로부터 공급 컨베이어(4)를 거쳐서 위치 결정부(5)에 반입하고, 위치 결정 기구에 의해 위치 결정 동작을 개시한다.

다음에, CPU(90)는 RAM(91)에 저장된 장착 데이터로부터 흡착 시퀀스 데이터를 생성한다. 즉, 처음에 CPU(90)는 장착 데이터로부터의 데이터 판독 처리를 하고, 흡착 노즐(15)에 의한 흡착 순서의 결정 처리를 하여 연쇄 흡착[하나의 장착 헤드(16)당 최고 12개 흡착 가능]의 최종 전자 부품(D)을 공급하는 부품 공급 유닛(3)을 판정하여 최종 흡착 위치의 배치 좌표를 RAM(91)에 저장하고, 연쇄 흡착을 완료한 후 최초로 장착해야 할 전자 부품(D)의 장착 좌표 위치(부품 흡착 어긋남 보정 전의 장착 데이터의 위치)를 판정하여 그 좌표를 RAM(91)에 저장하고, 부품 인식 카메라(80)의 이동 위치 X 좌표를 산출한다.

즉, 부품 인식 카메라(80)(2기)를 X 방향으로 구동시켜, 연쇄 흡착 시퀀스에 있어서 장착 헤드(16)에 의한 최종 흡착 위치와, 최초로 부품 장착하는 프린트 기판(P) 상의 장착 좌표 위치를 연결하는 직선 라인 상에 부품 인식 카메라(80)를 미리 위치시켜 두고, 부품 흡착으로부터 부품 장착에의 빔(8)의 이동 중에「빔 무정지 일괄 플라이 인식」처리에서 좌우 장착 헤드(16)의 각 흡착 노즐(15)에 흡착 보유 지지된 모든 전자 부품의 동시 화상 취입시키고, 인식 공정을 위한 불필요한 빔 이동 손실 시간을 배제하는 것이다.

이상과 같이, 부품 인식 카메라(80)의 이동 위치 X 좌표를 산출한 후, 상기 인식 카메라(80)를 그 산출한 위치로 이동시킨다. 그리고, 전자 부품(D)의 흡착 동작을 실행한다.

즉, RAM(91)에 프린트 기판의 장착해야 할 XY 좌표 위치, 수직축선 주위로의 회전 각도 위치 및 배치 번호 등이 지정된 장착 데이터나 부품 배치 데이터 등에 따라서, 전자 부품의 부품 종류에 대응한 흡착 노즐(15)이 장착해야 할 상기 전자 부품을 소정의 부품 공급 유닛(3)으로부터 흡착하여 취출한다. 이 때, CPU(90)에 의해 리니어 모터(9 및 14)가 제어되고, 각 장착 헤드 부재(7)의 각 장착 헤드(16)의 흡착 노즐(15)이 장착해야 할 전자 부품을 수납하는 각 부품 공급 유닛(3)의 선두 전자 부품 상방에 위치하도록 이동하지만, Y 방향은 리니어 모터(9)가 구동하여 한 쌍의 가이드(10A)에 따라서 각 빔(8)이 이동하고, X 방향은 리니어 모터(14)가 구동하여 가이드(13)에 따라서 각 장착 헤드 부재(7)가 이동한다.

그리고, 이미 소정의 각 공급 유닛(3)은 구동되어 부품 흡착 위치에서 부품이 취출 가능 상태에 있으므로, 또한 펄스 모터(21 및 26)의 구동에 의해 장착 헤드(16)의 제1 내통 부재(17A) 및 제2 내통 부재(17B)가 회전하여 선택된 흡착 노즐(15)이 상기 장착 헤드(16)에 있어서의 0시, 3시, 6시, 9시 중 어느 한 위치에 있어서 상기 부품 공급 유닛(3)의 부품 송출 위치 상방에 위치하고 있고, 구동 모터(31)에 의해 제1 캠(30)이 소정 각도 회전하여 제2 레버(43)가 지지축(42)을 지지점으로 하여 요동하고, 승강 부재(47)가 하강하여 승강 막대(62)에 의해 상기 흡착 노즐(15)을 소정 스트로크 강하시켜 상기 부품 공급 유닛(3)으로부터 확실하게 전자 부품(D)을 흡착하고, 또한 제1 캠(30)이 소정 각도 회전하여 제2 레버(43)가 요동하여 상기 승강 부재(47)가 상승하는 동시에 상기 흡착 노즐(15)이 상승한다.

이 때, 구동 모터(53)에 의해 제3 캠(52)이 회전하여 제3 레버(55)가 요동하고, 상기 승강 부재(47)에 따라서 진공 밸브 온 오프용 작동 부재(58)가 하강하여 승강 막대(63)의 강하에 의한 제2 절환 막대(66)가 강하하고, 흡착 노즐(15)의 내 부 통로(15A)는 진공원에 연통로(72), 통로(71) 및 진공 통로(73)를 거쳐서 연통하고, 흡착 노즐(15)은 부품 공급 유닛(3)으로부터 전자 부품(D)을 진공 흡착하여 취출하게 된다. 그리고, 전자 부품(D)을 흡착 보유 지지한 후 흡착 노즐(15)이 상승하여 펄스 모터(21 및 26)의 구동에 의해 장착 헤드(16)를 회전시키고, 상세하게 서술하면 지지 기둥(46)을 지지점으로 하여 제1 내통 부재(17A) 및 제2 내통 부재(17B)가 회전하여 전자 부품(D)을 흡착 보유 지지하고 있는 흡착 노즐(15)을 선회시키고, 그 선회 중에 상기 반사판(75)과 광검출 센서(76) 사이에 상기 흡착 노즐(15)에 흡착 보유 지지된 전자 부품(D)을 위치시켜 상기 전자 부품(D)의 유무를 검출하고, 흡착하고 있는 경우에는 반사광을 수광하지 않으므로 상기 전자 부품(D)의 있음을 검출하여 진공 흡착 동작을 장착할 때까지 유지한다.

또한, 상기 장착 헤드(16)에 의해 연쇄 흡착할 수 있는 경우에는 펄스 모터(21 및 26)의 구동에 의해 장착 헤드(16)를 회전시켜 다음 취출 동작을 하기 위해 선택된 흡착 노즐(15)이 부품 공급 유닛(3)의 부품 취출 위치 상방으로 이동하고, 전술한 바와 같이 제1 캠(30)이 1회전하여 승강 막대(62)에 의해 상기 흡착 노즐(15)이 소정 스트로크 강하하여 상기 부품 공급 유닛(3)으로부터 전자 부품(D)을 흡착한 후 상기 흡착 노즐(15)이 상승하고, 광검출 센서(76)와 반사판(75) 사이로 이동하여 상기 전자 부품(D)의 유무를 검출하여「있음」의 경우에는 진공 흡착이 유지된다.

이하 마찬가지로, 다음에 멀티 연쇄 흡착[가능한 한 많은 전자 부품(D)을 연속하여 흡착함]하지만, 이 흡착이 모두 완료되면, CPU(90)는 장착 시퀀스 데이터를 생성하여 프린트 기판(P)에 최초로 장착해야 할 제1 장착 좌표 위치로 상기 빔(8) 및 장착 헤드(16)가 이동한다. 즉, 최초로 장착하는 전자 부품(D)의 장착 좌표 위치(부품 흡착 어긋남 보정 전의 장착 데이터의 위치)의 좌표를 RAM(91)에 저장하여 이동 목적치로 셋트하고, 상기 장착 헤드(16)에 의한 최종 흡착 위치와, 최초로 부품 장착하는 프린트 기판(P) 상의 장착 좌표 위치를 연결하는 직선 라인 상을 이동한다.

그리고, CPU(90)는 부품 인식 카메라(80)의 촬상 타이밍이 된 것으로, 즉 장착 헤드(16)가 상기 인식 카메라(80) 상을 통과하는 타이밍이 된 것으로 판단하였을 때에는, 전술한 바와 같이 이미 상기 직선 라인 상에 위치하고 있는 부품 인식 카메라(80)가 빔(8) 이동 중에「빔 무정지 일괄 플라이 인식」처리에서 좌우 장착 헤드(16)의 모든 흡착 부품(D)의 동시 촬상 및 그 화상 취입을 실행하고, 부품 인식 처리 장치(도시하지 않음)에 의해 부품 인식 처리를 개시한다.

그리고, 부품 인식 처리 장치에 의해 첫 번째 점의 장착 부품의 인식 결과가 산출되면, 이동 목적치로 셋트된 최초로 장착하는 전자 부품(D)의 장착 좌표 위치(부품 흡착 어긋남 보정 전의 장착 데이터의 위치)의 좌표 위치로 이동이 완료되었는지를 판단하고, 완료된 경우에는 인식(보정) 결과를 가미한 이동 목적치를 다시 셋트하여 상기 빔(8)을 이동 개시시키고, 완료되지 않은 경우에는 이동 목적치를 다이나믹 변경 처리, 즉 셋트된 이동 목적치로부터 인식(보정) 결과를 가미한 목적치로 다이나믹하게 수정한다.

이어 상기 빔(8)의 이동이 완료된 경우에는, 멀티 연쇄 흡착[가능한 한 많은 전자 부품(D)을 연속하여 흡착함]한 전자 부품(D) 중 첫 번째의 전자 부품(D)을 프린트 기판(P) 상에 장착한다.

즉, 구동 모터(31)에 의해 제1 캠(30)이 회전하는 동시에 구동 모터(41)에 의해 제2 캠(40)이 회전하고, 지지축(42)을 지지점으로 하여 제2 레버(43)가 소정 각도 요동하여 승강 부재(47)가 하강하여 승강 막대(62)에 의해 상기 흡착 노즐(15)을 전자 부품(D)의 두께에 따라서 프린트 기판(P)에의 장착시에 흡착 노즐(15)을 소정 스트로크 강하시켜 프린트 기판(P) 상에 전자 부품(D)을 장착한다(도7 및 도9 참조).

이 장착시에는 진공 밸브 온 오프용 작동 부재(58)의 승강 막대(63)의 강하에 의해 제1 절환 막대(65)를 강하시켜 진공원으로부터의 진공 통로를 차단하여 진공 흡착 동작을 정지하고, 흡착 노즐(15)의 내부 통로(15A)에 에어 공급원으로부터의 공기가 공기로(70), 통로(71) 및 연통로(72)를 거쳐서 취입된다. 즉, 장착시의 상기 흡착 노즐(15)의 강하시에는 제3 캠(52)의 회전에 의한 제3 레버(55)의 요동에 의해 캠 결합부(59)를 거쳐서 진공 밸브 온 오프용 작동 부재(58)가 상기 승강 부재(47)에 따라서 강하하고, 상기 작동 부재(58)의 승강 막대(63)가 제1 절환 막대(65)를 밀어 내리고, 지지축(67)을 지지점으로 하여 절환 레버(68)를 요동시켜 제2 절환 막대(66)를 밀어 올려 정지용 돌기부(61)가 이 제2 절환 막대(66)의 결합홈(69B)에 결합시켜 진공원으로부터의 진공 통로를 막아 진공 흡착 동작을 정지한다.

CPU(90)는 다음에 장착해야 할 전자 부품(D)의 장착 동작의 연산 처리를 하 고, 그 장착 동작을 연쇄 흡착한 전자 부품의 장착이 모두 완료될 때까지 반복한다. 즉, 부품 인식 처리 장치에 의한 인식 처리 결과를 CPU(90)가 취득하고, XYθ의 이동 목적치를 산출 처리를 하고, 편차량을 가미하여 리니어 모터(9)를 구동하여 빔(8)을 Y 방향으로 이동시키고, 리니어 모터(14)를 구동하여 장착 헤드(16)를 X 방향으로 이동시키고, 펄스 모터(21 및 26)를 구동하여 흡착 노즐(15)을 θ 회전시키고, 제1 캠(30) 및 제2 캠(40)을 회전시킴으로써 상기 부품(D)의 두께에 따라서 상기 흡착 노즐(15)을 소정 스트로크 강하시켜 프린트 기판(P) 상에 전자 부품(D)을 장착하고, 이 장착 후 흡착 노즐(15)은 상승하고, 이하 마찬가지로 상기 장착 헤드(16)의 각 흡착 노즐(15)에 흡착 보유 지지된 전자 부품(D)의 전체가 완료할 때까지 반복한다.

그리고, 장착 데이터로 지정한 전자 부품(D) 전체가 프린트 기판(P)에 장착되어 있지 않으면, 전술한 바와 같이 다시 흡착 시퀀스 데이터를 생성하여 전자 부품(D)의 흡착 취출 동작을 실행하고, 부품 인식 처리를 해 장착 동작을 실행하지만, 장착 데이터로 지정한 전자 부품(D)의 전부가 프린트 기판(P)에 장착된 경우에는 상기 빔(8)을 원점으로 복귀시키는 동시에 장착 완료된 프린트 기판(P)을 배출 컨베이어(6)에 이동 탑재하여 종료한다.

여기서, 부품 공급 유닛(3)으로부터의 부품 취출을 위한 빔(8)의 이동이나, 프린트 기판(P)에의 부품 장착을 위한 빔(8)의 이동시에는 이하와 같은 제어가 이루어진다.

모션 컨트롤 보드(93)는 상기 프린트 기판(P)에의 처리에 있어서, 버스 라인 (94)을 거쳐서 상기 CPU 보드(89)에 설치된 RAM(91)으로부터 상기 빔(8)을 Y 방향으로 이동시키기 위해 필요한 정보, 즉 장착 데이터나 부품 배치 데이터 등을 수취하여 자신이 갖는 기억부(도시하지 않음)에 저장한다. 그리고, 개개의 부품 취출이나 부품 장착시에 상기 기억부에 저장된 정보를 기초로 하여 모션 네트워크 라인(95)을 거쳐서 Y2 드라이버(96) 및 Y1 드라이버(97)에 위치 지령(얼마만큼 이동해야 하는지의 지령)을 출력한다.

그리고, Y2 드라이버(96) 및 Y1 드라이버(97)는 모션 컨트롤 보드(93)로부터 위치 지령을 받으면, 동력 라인(98, 99)을 거쳐서 각 리니어 모터(9)의 가동자(9B)에 소정의 전류를 흐르게 한다.

따라서, 리니어 스케일을 기초로 하는 위치 제어가 이루어져 좌우의 리니어 모터(9)는 구동하여 소정의 위치까지 빔(8)이 이동하는 동시에, 리니어 모터(14)의 구동에 의해 장착 헤드 부재(7)도 이동하여 부품 취출이나 부품 장착이 행해진다.

그러나, 빔(8)을 좌우 2개의 구동원인 리니어 모터(9)로 이동시키는 경우에 2개의 구동축의 위치 관계가 항상 동일해지는 것이 이상적이지만, 각 축 부하의 언밸런스, 각 축에의 지령 동기 어긋남, 각 축의 마찰 언밸런스, 각 축의 리니어 스케일의 오차 등에 의해 2축의 위치 관계에 어긋남이 발생할 가능성이 있다.

그래서, 빔(8)을 2개의 구동축으로 동작시키는 경우에, 2축의 위치 관계에 어긋남이 발생하였을 때 신속하게 Y1축 및 Y2축의 축간 보정을 행하도록 제어가 행해진다. 이 제어에 대해, 도19 및 도20을 기초로 하여 설명한다.

우선, 도19를 기초로 하여 Y1축 보정에 대해 설명하면, 부품 취출 및 부품 장착을 위한 빔(8)의 이동에 수반하여 Y1 드라이버(97)에는 리니어 스케일 판독 헤드(100, 101)로부터의 양 리니어 스케일 신호(자축 및 타축의 위치에 관한 출력)가 입력된다.

그리고, 이 양 리니어 스케일 신호가 입력되면, Y1 드라이버(97)는 산출 수단, 비교 수단 및 제어 수단을 구비하고 있으므로 상기 빔(8)의 각 축 위치의 차분을 산출하고, 이 산출 수단에 의해 산출된 차분을 비교 수단으로 비교하여, 제어 수단이 Y1축이 Y2축보다 뒤쳐져 있는 경우에는 Y1축의 추력을 증가하도록 제어하는 동시에, Y1축이 Y2축보다 앞서 있는 경우에는 Y1축의 추력을 감소하도록 빔(9)의 우측단부의 리니어 모터(9)의 가동자(9B)를 제어한다.

또한, 도20을 기초로 하여 Y2축 보정에 대해 설명하면, 부품 취출 및 부품 장착을 위한 빔(8)의 이동에 수반하여 Y2 드라이버(96)에는 리니어 스케일 판독 헤드(100, 101)로부터의 양 리니어 스케일 신호(자축 및 타축의 위치에 관한 출력)가 입력된다.

그리고, 이 양 리니어 스케일 신호가 입력되면, Y2 드라이버(96)는 산출 수단, 비교 수단 및 제어 수단을 구비하고 있으므로 상기 빔(8)의 각 축 위치의 차분을 산출하고, 이 산출 수단에 의해 산출된 차분을 비교 수단으로 비교하여, 제어 수단이 Y2축이 Y1축보다 뒤쳐져 있는 경우에는 Y2축의 추력을 증가하도록 제어하는 동시에, Y2축이 Y1축보다 앞서 있는 경우에는 Y2축의 추력을 감소하도록 빔(9)의 좌측단부의 리니어 모터(9)의 가동자(9B)를 제어한다.

따라서, 빔(8)을 좌우 2개의 구동원인 각 리니어 모터(9)로 이동시키는 경우 에, 2개의 구동축의 위치 관계에 어긋남이 발생하였을 때 신속하게 축간 보정을 행할 수 있게 된다. 이로 인해, 프린트 기판에의 장착에 관한 생산 시간의 단축이 이루어진다.

또, 이상의 실시 형태는 Y2 드라이버(96) 및 Y1 드라이버(97)로 보정 제어한 것이지만, Y2 드라이버(96) 또는 Y1 드라이버(97) 중 어느 한 쪽에서 제어해도 좋다. 즉, 양 리니어 스케일 신호가 입력된 Y2 드라이버(96) 또는 Y1 드라이버(97)의 한 쪽 산출 수단이 상기 빔(8)의 각 축 위치의 차분을 산출하고, 이 산출 수단에 의해 산출된 차분을 비교 수단으로 비교하여, 제어 수단이 자축이 뒤쳐져 있는 경우에는 자축의 추력을 증가하도록 제어하는 동시에, 자축이 앞서 있는 경우에는 자축의 추력을 감소하도록 대응하는 리니어 모터(9)의 가동자(9B)를 제어해도 좋다.

이상 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상술한 설명을 기초로 하여 당업자에게 있어서 다양한 대체예, 수정 또는 변형이 가능하고, 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 전술한 대체예, 수정 또는 변형을 포함하는 것이다.

본 발명에 따르면, 빔을 2개의 구동원으로 동작시키는 경우에 2축의 위치 관계에 어긋남이 발생하였을 때 신속하게 축간 보정을 행할 수 있다.

Claims (3)

1. 베이스에 복수 병설되어 부품 흡착 위치에 전자 부품을 공급하는 복수의 부품 공급 유닛과, 양 구동원에 의해 일방향으로 이동 가능한 빔과, 이 빔에 따라서 이와 직교하는 방향으로 이동 가능하며 상기 부품 공급 유닛으로부터 전자 부품을 흡착하여 취출하여 프린트 기판 상에 장착하기 위해 상기 부품 공급 장치와 프린트 기판 사이를 이동 가능한 흡착 노즐을 구비한 장착 헤드를 구비한 전자 부품 장착 장치에 있어서,

   전자 부품의 취출 위치 정보 및 프린트 기판에의 전자 부품의 장착 위치 정보를 기억하는 기억 장치와,

   이 기억 장치에 기억된 상기 취출 위치 정보 및 장착 위치 정보를 기초로 하여 이동해야 할 위치를 지령하는 제어기와,

   상기 각 구동원에 대응하여 설치되어 상기 제어기로부터의 위치 지령을 받아 각 구동원에 소정의 전류를 흐르게 하는 드라이버 회로를 구비하고,

   이 각 드라이버 회로에 상기 빔의 각 축의 위치의 차분을 산출하는 산출 수단과, 이 산출 수단에 의해 산출된 차분을 비교하여, 상기 각 축 중 자축이 타축보다 뒤쳐져 있는 경우에는 자축의 추력을 증가하도록 제어하는 동시에, 상기 자축이 상기 타축보다 앞서 있는 경우에는 자축의 추력을 감소하도록 제어하는 제어 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 전자 부품 장착 장치.
2. 베이스에 복수 병설되어 부품 흡착 위치에 전자 부품을 공급하는 복수의 부품 공급 유닛과, 양 구동원에 의해 일방향으로 이동 가능한 빔과, 이 빔에 따라서 이와 직교하는 방향으로 이동 가능하며 상기 부품 공급 유닛으로부터 전자 부품을 흡착하여 취출하여 프린트 기판 상에 장착하기 위해 상기 부품 공급 장치와 프린트 기판 사이를 이동 가능한 흡착 노즐을 구비한 장착 헤드를 구비한 전자 부품 장착 장치에 있어서,

   전자 부품의 취출 위치 정보 및 프린트 기판에의 전자 부품의 장착 위치 정보를 기억하는 기억 장치와,

   이 기억 장치에 기억된 상기 취출 위치 정보 및 장착 위치 정보를 기초로 하여 이동해야 할 위치를 지령하는 제어기와,

   상기 각 구동원에 대응하여 설치되어 상기 제어기로부터의 위치 지령을 받아 각 구동원에 소정의 전류를 흐르게 하는 드라이버 회로를 구비하고,

   적어도 한 쪽의 드라이버 회로에 상기 빔의 각 축의 위치의 차분을 산출하는 산출 수단과, 이 산출 수단에 의해 산출된 차분을 비교하여, 상기 각 축 중 자축이 타축보다 뒤쳐져 있는 경우에는 자축의 추력을 증가하도록 제어하는 동시에, 상기 자축이 상기 타축보다 앞서 있는 경우에는 자축의 추력을 감소하도록 제어하는 제어 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 전자 부품 장착 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 산출 수단은 상기 빔의 각 축 위치를 계측하는 각 리니어 스케일로부터의 위치 정보를 기초로 하여 그 차분을 산출하는 것을 특징으로 하는 전자 부품 장착 장치.

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