KR101168491B1

KR101168491B1 - 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR101168491B1
Application number: KR1020100009982A
Authority: KR
Inventors: 전익희; 장호길
Original assignee: 전익희
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2012-07-31
Anticipated expiration: 2030-02-03
Also published as: KR20110090288A; WO2011096611A1

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발에 관한 것으로서, 특히 전공정에 로봇을 채용하고 비전 카메라로 위치보정을 한 후 로딩과 타발이 이루어져 신속하면서도 정밀한 공정이 수행되고, 안전사고의 위험을 현저히 감소시킨 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 모재 공급 장치로부터 모재를 이송하는 이송 장치; 상기 이송 장치에 접근하여 모재를 로딩하는 그리핑 유닛; 상기 그리핑 유닛에 로딩된 모재로부터 인쇄회로기판을 타발하는 프레스 장치; 및 상기 그리핑 유닛과 결합되는 로봇 암이 설정된 궤적을 따라 상기 이송 장치와 프레스 장치로 이동해서 로딩과 프레스 작업을 수행하는 로봇을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템을 제공한다.

Description

로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템 및 그 방법{CARRING AND PRESSING SYSTEM OF PRINTED CIRCUIT BOARD OR FILM USING ROBOT AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이송 및 타발의 전 공정에 로봇을 채용하고 인쇄회로기판의 위치정보를 카메라로 촬영한 후 보정해서 신속하면서도 오차 없는 정밀한 타발작업이 이루어지는 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 인쇄회로기판(PCB)은 연성 인쇄회로기판(FPCB)과 경성 인쇄회로기판(RPCB)으로 구분되며, 이중에서 전자부품이 실장된 연성 인쇄회로기판은 휴대전화, 디지털카메라, DVD 리코더 등의 전자기기에 있어서 빼놓을 수 없는 부품이다.

이것은 연성 인쇄회로기판(FPCB)이 전자제품의 소형화 및 복잡화 추세에 대응하기 위해 개발된 전자부품으로, 작업성이 좋고, 내열성 및 내곡성, 내약품성이 우수하며, 치수변경이 작고, 열에 강한 장점이 있기 때문이다.

이러한 연성 인쇄회로기판(FPCB)은 프레스 기기를 통과하여 펀칭 등에 의해 프레스 작업이 수행되고 나면 제품으로 사용될 인쇄회로기판 부분과 제품 이외에 폐기될 부분(주로 모재 외곽부분의 스크랩)으로 구분되어 배출된다.

하지만, 작업자가 연성 인쇄회로기판을 한장씩 프레스 기기에 직접 주입하는 경우에 주입위치가 정밀하지 않아서 프레스 기기를 통과한 제품에 펀칭 오차가 발생할 가능성이 높고 작업시간이 오래 걸려서 비능률을 초래하는 문제점이 있다.

또한, 상기 프레스 작업 외에도 작업 준비를 위해 모재를 로딩하거나 타발 작업이 완료된 인쇄회로기판이나 스크랩을 배출 내지 적재할 때에 작업자가 수작업으로 처리하게 되면 신속한 작업수행이 어렵고 안전사고의 위험이 항상 우려되는 문제점이 있다.

특히 연성 인쇄회로기판(FPCB)의 경우 평평하게 당긴 상태에서 타발 작업을 수행하지 않으면 타발 작업시에 인쇄회로기판의 처짐 현상이 발생하여 정확한 위치에 타발하기가 어려워서 완성된 제품에 불량이 빈번하게 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 첫째, 로딩, 이송, 타발 및 배출 등의 전공정에 로봇을 채용하고 비전 카메라를 이용하여 인쇄회로기판의 위치보정을 해서 신속하면서도 정밀한 공정이 수행되고, 안전사고의 위험을 현저히 감소시키며, 둘째 인쇄회로기판을 평평하게 신장시켜 수평을 유지한 상에서 타발작업이 수행되어 불량률을 줄이는 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템은 모재 공급 장치로부터 모재를 이송하는 이송 장치; 상기 이송 장치에 접근하여 모재를 로딩하는 그리핑 유닛; 상기 그리핑 유닛에 로딩된 모재로부터 인쇄회로기판 내지 필름을 타발하는 프레스 장치; 및 상기 그리핑 유닛과 결합되는 로봇 암이 설정된 궤적을 따라 상기 이송 장치와 프레스 장치로 이동해서 로딩과 프레스 작업을 수행하는 로봇을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 프레스 장치에서 타발작업이 완료되고 남은 스크랩을 배출하는 언로딩 장치를 더 포함하여 구성되며, 상기 로봇은 로봇 암이 그리핑 유닛과 결합된 상태로 언로딩 장치로 이동해서 언로딩 작업을 수행하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 모재 공급 장치는 모재의 위치정보를 촬영하여 로봇에 전송하는 비전 카메라를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이송 장치는 복수 개의 지지바가 서로 링크 기구로 연결되어 폭 조절이 링크 기구의 자바라 타입 변형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 그리핑 유닛은, 서로 마주보도록 한 쌍으로 배치되어 거리조절이 가능한 그리핑 바; 상기 그리핑 바를 따라 간격을 두고 구비되어 모재의 변을 클램핑하는 그리핑 척을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 그리핑 바는 서보모터와 볼스크류에 의해 LM 가이드를 따라 이동하면서 임의의 거리조절이 되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 프레스 장치는 프레스 작업시마다 매번 인쇄회로기판 내지 필름의 위치정보를 반복 촬영하여 로봇에 전송하는 비전 카메라를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 프레스 장치는, 프레스 프레임; 서보모터에 의해 승하강하여 인쇄회로기판 내지 필름을 타발하는 타발 유닛; 상기 타발 유닛으로부터 타발된 인쇄회로기판 내지 필름을 흡착한 후에 투하하는 배출 유닛; 및 취출 로더의 일측단이 승하강 가능한 서보모터 스핀들에 결합되어 회동하면서 상기 타발 유닛으로부터 타발된 인쇄회로기판 내지 필름을 흡착한 후에 상기 배출 유닛에 전달하는 이송 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 방법은 모재의 위치정보를 촬영하여 로봇에 전송하는 단계; 상기 위치정보를 이용하여 로봇이 모재에 접근해서 클램핑하는 단계; 상기 로봇이 클램핑한 모재를 프레스 장치로 이송하는 단계; 상기 이송된 모재에서 인쇄회로기판 내지 필름의 위치정보를 촬영하여 로봇에 전송해서 위치를 보정하는 단계; 및 상기 위치보정된 인쇄회로기판 내지 필름을 타발하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 인쇄회로기판 내지 필름의 위치정보를 촬영하여 로봇에 전송해서 위치를 보정하는 단계는, 타발 작업시마다 반복해서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 위치보정된 인쇄회로기판 내지 필름을 타발하는 단계 후에, 상기 타발된 인쇄회로기판 내지 필름을 취출 로더가 이송하여 배출하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위치보정된 인쇄회로기판 내지 필름을 타발하는 단계 후에, 상기 타발되고 남은 스크랩을 로봇이 이송하여 언로딩 배출하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템 및 그 방법은 다음과 같은 유용한 효과를 발휘한다.

첫째, 본 발명은 타발작업의 전공정에 로봇을 채용하여 이송, 타발, 배출 등이 이루어질 수 있어서 작업공정이 신속하고 정밀하며 작업장에서의 안전사고 위험이 현저히 감소될 수 있다.

둘째, 본 발명은 모재의 로딩과 타발작업시에 비전 카메라에 의한 위치보정을 반복 수행함으로써 로봇에 의한 더욱 정밀한 작업이 가능해지기 때문에 완성된 제품의 불량률이 현저히 줄어들 수 있다.

셋째, 본 발명은 타발 작업시 인쇄회로기판을 팽팽하게 신장시켜 수평을 유지한 상태에서 펀칭 등을 행하기 때문에 완성된 제품의 불량률이 현저히 낮아질 수 있다.

넷째, 본 발명은 타발 작업시 서보 프레스 내에 사각램을 설치하여 원주방향 흔들림 오차를 줄여 정밀한 타발을 수행하며, 타발된 인쇄회로기판 이송시 취출 로더가 부채꼴 모양으로 호를 그리며 회동하여 인쇄회로기판이 더욱 신속히 배출될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템을 나타내는 평면도;
도 2는 도 1의 정면도;
도 3은 도 1의 우측면도;
도 4는 본 발명에 따른 시스템의 모재 공급 장치와 이송 장치를 나타내는 평면도;
도 5는 도 4의 정면도;
도 6은 도 4의 우측면도;
도 7은 본 발명에 따른 시스템의 그리핑 유닛을 나타내는 평면도;
도 8은 도 7의 정면도;
도 9는 도 7의 좌측면도;
도 10은 본 발명에 따른 시스템의 프레스 장치를 나타내는 평면도;
도 11은 도 10의 정면도;
도 12는 도 10의 좌측면도;
도 13은 본 발명에 따른 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 방법의 일 실시예를 나타내는 플로우 챠트이다.

이하, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템을 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1의 정면도이며, 도 3은 도 1의 우측면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템은 모재 공급 장치(100), 이송 장치(200), 그리핑 유닛(300), 프레스 장치(400) 및 로봇(500)을 포함하여 구성된다.

도 4는 본 발명에 따른 시스템의 모재 공급 장치와 이송 장치를 나타내는 평면도이고, 도 5는 도 4의 정면도이며, 도 6은 도 4의 우측면도이다.

모재 공급 장치(100)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 여러 개의 인쇄회로기판이 격자 형태로 배치된 모재가 적층되는 모재 테이블 유닛(110) 및 상기 모재 테이블(110) 상에 적층된 모재를 흡착하고 투하하는 모재 흡착 유닛(120)을 포함하여 구성된다.

상기 모재 테이블 유닛(110)은 하부에 구비된 승강 모터 유닛(111)에 의해 모재가 이송될 때마다 테이블이 한 피치씩 상승하여 모재 테이블 유닛(110)의 최상단에 적층된 모재가 일정한 높이에 위치하도록 제어한다.

모재 흡착 유닛(120)은 간격을 두고 상기 모재 테이블 유닛(110)을 향하여 흡착 노즐 등과 같은 여러 개의 흡착 수단(121)이 장착되며, 이 흡착수단(121)은 모재의 크기에 따라 임의의 거리 조절이 된다. 또한 상부에 구비된 승강 실린더 유닛(122)에 의해 하강하여 모재 테이블 유닛(110)의 최상단에 적층된 모재를 순차적으로 흡착한다.

상기 모재 흡착 유닛(120)은 모재의 위치정보를 촬영하여 후술할 로봇(500)에 전송하는 비전 카메라(123)가 서로 마주보도록 간격을 두고 한 쌍으로 구비된다.

이송 장치(200)는 상기 모재 공급 장치(100)로부터 모재를 공급받는 장치로서, 상부에 상기 모재 흡착 유닛(120)으로부터 모재가 투하되어 놓여지는 테이블로 복수 개의 조각 테이블(210)이 구비된다.

상기 복수 개의 조각 테이블(210)은 서로 링크 기구(220)로 연결(도면에서는 일 실시예로 4절 링크 구조로 도시함)되어 모재의 크기에 맞추어 전체 폭의 조절이 링크 기구(220)의 변형과 LM 가이드(341)에 의해 조각 테이블들(210)의 위치가 조절되어 조합된 테이블이 되며, 폭 조절이 완료되면 개별 조각 테이블(210)의 위치를 고정하는 고정 클램프(211)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 조합된 조각 테이블(210)과 링크 기구(220)는 이송 장치(200)의 하부에 구비된 왕복 실린더 유닛(230)에 의해 상기 모재 공급 장치(100)의 내외부로 왕복 이동하면서 모재를 제공받는다.

즉, 모재 흡착 유닛(120)이 모재 테이블 유닛(110)으로부터 모재를 흡착한 후 상승하면 조합된 조각 테이블(210)과 링크 기구(220)는 왕복 실린더 유닛(230)에 의해 모재 흡착 유닛(120)과 모재 테이블 유닛(110) 사이의 공간으로 이동하고, 모재 흡착 유닛(120)의 흡착 수단(121)은 모재를 조합된 조각 테이블(210) 상면에 투하한다.

이때, 조합된 조각 테이블(210) 상면에 투하된 모재의 위치가 변경되지 않도록 개별의 조각 테이블(210) 상에는 모재를 흡착할 수 있는 흡착 수단이 구비되는 것이 바람직하며, 조각 테이블(210) 상에 모재가 안착되면 상기 비전 카메라(123)는 모재의 위치정보를 촬영하여 로봇(500)에 전송한다.

도 7은 본 발명에 따른 시스템의 그리핑 유닛을 나타내는 평면도이고, 도 8은 도 7의 정면도이며, 도 9는 도 7의 좌측면도이다.

도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 그리핑 유닛(300)은 상기 이송 장치(200)에 접근하여 모재를 로딩하는 것으로, 후술할 로봇의 암(510)이 결합되는 부분인 로봇 암 결합부(310), 그리핑 바(320), 그리핑 척(330) 및 이송 기구를 포함하여 구성된다.

그리핑 바(320)는 서로 마주보도록 한 쌍으로 배치되어 거리조절이 가능하며, 그리핑 척(330)은 에어 척으로 상기 그리핑 바(320)를 따라 간격을 두고 복수개가 구비되어 이송 장치(200) 상에 위치한 모재의 양측 변을 각각 클램핑(clamping)하여 모재가 팽팽하게 신장된 상태로 수평이 유지되도록 한다.

이송 기구는 상기 그리핑 바(320)의 사이의 거리를 조절하기 위한 것으로, 그리핑 바(320)의 이동을 가이드하는 LM 가이드(341), 회전하면서 그리핑 바(320)를 이송시키는 볼스크류(342), 회전력을 부여하는 서보모터(343) 및 동력을 전달하는 벨트 등의 동력 전달부(344)를 포함하여 구성된다. 또한 그리핑 바(320)에는 모재의 존재 유무와 처짐을 감지하는 센서가 부착되어 있다.

이에 따라, 상기 이송 장치(200) 상에 위치한 모재의 위치(크기)를 후술할 로봇(500)이 비전 카메라(123)로부터 전송받은 후에 모재의 위치(크기)에 따라 그리핑 바(320) 사이의 간격을 조절한 다음 그리핑 척(330)이 모재의 양측변을 정확하게 그리핑(모재 로딩)한다.

도 10은 본 발명에 따른 시스템의 프레스 장치를 나타내는 평면도이고, 도 11은 도 10의 정면도이며, 도 12는 도 10의 좌측면도이다.

프레스 장치(400)는 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 그리핑 유닛(300)에 결합된 후술할 로봇의 암(510)에 의해 이송된 모재로부터 인쇄회로기판을 타발하기 위한 것으로(도면에서는 일례로 C형 프레스로 도시함), 프레스 장치의 전체 골격을 이루는 프레스 프레임, 타발 유닛(410), 배출 유닛(420) 및 이송 유닛(430)을 포함하여 구성된다.

타발 유닛(410)은 승하강하여 모재로부터 인쇄회로기판을 타발하기 위한 것으로, 서보모터(411), 볼스크류내장 하우징(412), 판형 베어링(413) 및 사각램(414) 등으로 이루어지는 승강 스크류 유닛 및 상기 승강 스크류 유닛 하부에 장착되어 하강하면서 모재로부터 인쇄회로기판을 타발하는 펀칭부(415)가 구성된다.

여기서, 상기 사각램(414)은 사각형의 램을 사각형의 하우징(412)과 판형 베어링(413) 내에 개재시킴으로써, 사각램(414)이 볼스크류의 회전에 따른 원주방향 흔들림 오차를 줄여서 인쇄회로기판의 금형위치를 보정하여 타발의 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.

이에 더하여, 상기 타발 유닛(410)은 제품 불량률을 감소시키기 위해 프레스 작업시마다 인쇄회로기판의 위치정보를 반복 촬영하여 후술할 로봇(500)에 전송하는 비전 카메라(416)가 구비된다.

배출 유닛(420)은 상기 타발 유닛(410)으로부터 타발된 인쇄회로기판을 흡착한 후에 투하하기 위한 것으로, 승하강 가능한 승강 서보 사각램 유닛(421)의 하단에 진공 흡착 패드(422)가 구비되며, 진공 흡착 패드(422)의 하부에는 투하되는 인쇄회로기판을 적재하기 위해 이송하는 컨베이어 벨트(423)가 배치된다.

이송 유닛(430)은 상기 타발 유닛(410)으로부터 타발된 인쇄회로기판을 흡착한 상태로 상기 배출 유닛(420)에 전달하는 것으로, 승강 실린더 유닛(431)의 하단에 서보모터에 의한 회전 및 승하강 가능하게 설치된 서보모터 스핀들(432)에 판 형태의 취출 로더(loader)(433) 일측단이 결합된다.

이에 따라, 상기 취출 로더(433)는 서보모터 스핀들(432)을 기준하여 부채꼴 모양으로 호를 그리며 회동해서 타발 작업이 완료되어 펀칭부(415)에 부착되어 있는 인쇄회로기판의 하부를 흡착한 후에 다시 역방향으로 호를 그리며 인쇄회로기판과 함께 배출 유닛(420) 방향으로 회동하여 진공 흡착 패드(422)에 인쇄회로기판을 전달한다.

로봇(500)은 로봇 암(510)의 이동에 의해 설정된 궤적을 따라 이동해서 작업을 수행하는 것으로, 상기 그리핑 유닛(300)의 로봇 암 결합부(310)에 로봇 암(510)이 체결된 상태로 그리핑 유닛(300)과 함께 상기 이송 장치(200)와 프레스 장치(400) 사이를 오가며 인쇄회로기판의 로딩, 이송 및 타발(프레스) 작업을 수행한다.

상기 로봇(500)은 비용절감이나 제품의 고정밀도가 필요한 경우에 도시된 것과 같은 스카라 로봇이 채용될 수 있고, 기타 보다 넓은 작업반경이 요구되는 경우에 6축 로봇이 사용되는 등 당업자에 의해 다양한 로봇이 적용될 수 있을 것이다.

한편, 본 발명은 상기 프레스 장치(400)에서 타발작업이 완료되고 남은 스크랩(scrap)을 배출하는 컨베이어 벨트 형태의 언로딩 장치(600)가 더 구성될 수 있으며, 상기 로봇(500)은 로봇 암(510)이 그리핑 유닛(300)과 결합된 상태로 언로딩 장치(600)로 직접 이동해서 스크랩을 컨베이어 벨트로 투하하여 배출 작업을 수행한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 시스템을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 방법에 대해 설명하면, 도 13에 도시된 바와 같이 먼저 모재(FPCB)를 모재 공급 장치(100)로부터 이송 장치(200) 상에 로딩하고(S100), 모재 공급 장치(100)의 비전 카메라(123)가 촬영 대기 후에 모재의 위치정보를 촬영하여 로봇(500)에 전송한다(S200).

그리고, 이송 장치(200)가 모재 공급 장치(100) 바깥으로 이동하면 상기 위치정보를 이용하여 로봇(500)이 이송 장치(200) 상에 위치한 모재에 접근해서 그리핑 유닛(300)으로 클램핑(clamping)하고(S300), 상기 로봇(500)이 클램핑한 모재를 프레스 장치(400)로 픽업(pick up)해서 이송하며(S400), 프레스 장치(400)는 펀칭부(415)가 하강하여 모재로부터 인쇄회로기판을 타발하고(S500) 난 후에 다시 상승한다(S600).

다음으로, 상기 타발된 인쇄회로기판을 이송 유닛(430)의 취출 로더(433)가 흡착, 이송하여 배출(취출 로더(433)가 펀칭부(415) 방향으로 회동하여 프레스 장치(400)로 들어온 다음 상승하여 인쇄회로기판을 흡착한 후(S700), 하강해서 다시 회동하여 프레스 장치(400) 밖으로 나감)(S800))한다.

이와 동시에, 로봇(500)은 타발되고 남은 모재의 위치를 변경(이동)하고S700'), 프레스 장치(400)에 구비된 비전 카메라(416)가 상기 이송된 모재에서 인쇄회로기판의 위치정보를 정확히 촬영하여 로봇(500)에 전송해서 위치를 다시 보정한다(S800').

즉, 비전 카메라(416)가 인쇄회로기판의 위치정보를 촬영하여 로봇(500)에 전송해서 위치를 보정하는 단계(S700',S800')는 타발 작업시마다 반복해서 이루어지도록 하여 정확한 위치에서 타발이 수행되어 제품의 불량률을 현저히 낮출 수 있는 것이다.

상기 단계들은 모재 상의 인쇄회로기판이 전부 타발될 때까지 반복되며, 비전 촬영시나 중간 과정들에서 하자품이나 스크랩(scrap) 발생시 별도로 배출하고(S250), 마지막으로 인쇄회로기판이 전부 타발되면 로봇(500)이 타발과정에서 남은 스크랩(scrap)을 언로딩 장치(600)로 이송해서 배출한다(S900,S1000).

본 발명의 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템 및 그 방법을 작업순서를 따라 상세히 정리하면 아래와 같다.

먼저, 모재 공급 장치(100)의 모재 테이블 유닛(110) 상에 여러 개의 인쇄회로기판이 배치된 모재가 적층되면 승강 모터 유닛(111)에 의해 한 피치씩 위로 상승하고, 모재 흡착 유닛(120)은 승강 실린더 유닛(122)에 의해 흡착 수단(121)이 하강하여 상기 모재 테이블 유닛(110)의 최상단에 적층된 모재를 흡착하여 상승한다.

그리고, 이송 장치(200)는 링크 기구(220)에 의해 자바라 방식으로 모재의 크기에 따라 조각 테이블(210)의 폭이 조절된 후 고정 클램프(211)에 의해 폭이 고정되고, 왕복 실린더 유닛(230)의 구동으로 모재 공급 장치(100) 내(모재 테이블 유닛(110)과 모재 흡착 유닛(120) 사이공간)로 투입된다.

다음으로, 모재 흡착 유닛(120)은 흡착 수단(121)이 흡착하고 있던 모재를 이송 장치(200)의 조각 테이블(210) 상면에 투하하고 나면, 조각 테이블(210)에 설치된 흡착장치에 의해 모재가 안착되고, 상부 모재 흡착 유닛(120)에 구비된 비전 카메라(123)가 모재의 위치정보를 촬영하여 로봇(500)에 전송하고, 이송 장치(200)는 다시 모재 공급 장치(100) 밖으로 나온다(원위치한다).

이때, 로봇 암(510)과 결합된 그리핑 유닛(300)은 상기 비전 카메라(123)로부터 전송된 모재의 위치정보에 따라 이송 기구(340)의 작동으로 그리핑 바(320)가 LM 가이드(341)를 따라 이동해서 거리조절이 되어 그리핑 척(330)이 모재의 양측변을 정확하게 그리핑(클램핑)한다.

따라서, 비전 카메라(123)로부터 전송된 모재의 위치정보에 따라 그리핑 바(320)의 거리가 조절되고 그리핑 척(330)이 이송 장치(200) 상에 놓여진 모재의 양측변을 클램핑한 상태에서 서보모터에 의해 그리핑 바(320)로 모재를 평평하게 신장시켜 모재가 수평을 유지할 수 있게 되는 것이다.

다음으로, 로봇(500)에 의해 그리핑 된 모재는 정해진 궤적을 따라 로봇 암(510)과 함께 이동하여 프레스 장치(400)의 타발 유닛(410) 하부(펀칭부(415) 하부)로 공급되고, 타발 유닛(410)은 승강 서보 사각램 유닛(421)이 하강하여 펀칭부(415)가 모재로부터 인쇄회로기판을 정확하게 타발한다.

여기서, 승강 서보 사각램 유닛(421)은 사각형의 하우징(412)과 판형 베어링(413) 내에 원형이 아닌 사각램(414)을 개재시킴으로써, 타발 작업시 원주방향 흔들림 오차를 최소화시켜 인쇄회로기판의 위치보정과 타발 작업을 더욱 정밀하게 수행할 수 있는 것이다.

그리고, 상하부 금형 사이에서 타발되어 펀칭부(415)에 부착된 인쇄회로기판은 취출 로더(433)(이송 유닛(430)의 서보모터 스핀들(432)에 결합되어 부채꼴 모양으로 호를 그리며 회동하고 승강 실린더 기구(431)에 의해 승강)의 상면에 흡착된 상태로 배출 유닛(420)의 하부로 이송된다.

이때, 취출 로더(433)는 서보모터 스핀들(432)을 기준하여 부채꼴 모양으로 회동하면서 펀칭부(415)로부터 인쇄회로기판을 취출하고 동시에 배출 유닛(420)에 공급함으로써, 직선 왕복운동으로 취출과 이송을 행하는 것에 비해 작업의 신속도가 매우 향상되는 것이다.

그러면, 취출 로더(433)의 상면에 부착된 인쇄회로기판은 배출 유닛(420)의 진공 흡착 패드(422)의 하면에 흡착된 후 취출 로더(433)가 프레스 펀칭부(415)로 회동되면 승강 서보 사각램 유닛(421)에 의해 하강되며, 진공 흡착 패드(422)의 하면에서 진공 해제되어 컨베이어 벨트(423) 상에 투하된 다음 적재를 위해 배출된다.

이와 동시에, 인쇄회로기판이 한번씩 타발되고 나면 로봇(500)은 그리핑 유닛(300)에 그리핑된 상태로 모재를 이송하여 타발 유닛(410)에 구비된 비전 카메라(416)로 이송하여 모재에 남은 인쇄회로기판의 위치정보를 촬영하고 로봇(500)에 다시 전송한다.

로봇(500)은 비전 카메라(416)로부터 전송된 인쇄회로기판의 위치정보에 따라 다시 프레스 장치(400)에 모재를 이송(위치보정)하여 타발 작업을 계속해서 수행하고, 이와 같은 방식을 매회 반복하여 모재에서 인쇄회로기판이 전부 타발되고 스크랩(scrap)만이 남게 되면, 언로딩 장치(600)로 그리핑 유닛(300)을 이송하여 스크랩을 배출한다.

따라서, 인쇄회로기판 각각에 프레스 작업시마다 매번 비전 카메라(416)로 촬영하여 인쇄회로기판의 위치를 재차 보정하고, 특히 로봇(500)과 그리핑 수단(300)에 의해 자세변경과 그리핑이 용이해서 신속하고 정확한 타발 작업이 수행될 수 있다.

본 발명은 상세한 설명을 통해 로봇에 의해 이송되고 타발되는 인쇄회로기판을 일 예로 하여 기재하였으나, 필름 등 인쇄회로기판과 유사한 형태의 소재에 본 발명이 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.

이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술분야에 있어 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수 있다.

100: 모재 공급 장치 110: 모재 테이블 유닛
111: 승강 모터 유닛 120: 모재 흡착 유닛
121: 흡착 수단 122: 승강 실린더 유닛
123: 비전 카메라 200: 이송 장치
210: 조각 테이블 211: 고정 클램프
220: 링크 기구 230: 왕복 실린더 유닛
300: 그리핑 유닛 310: 로봇 암 결합부
320: 그리핑 바 330: 그리핑 척
341: LM 가이드 342: 볼스크류
343: 서보모터 344: 동력 전달부
400: 프레스 장치 410: 타발 유닛
411: 서보모터 412: 볼스크류내장 하우징
413: 판형 베어링 414: 사각램
415: 펀칭부 416: 비전 카메라
420: 배출유닛 421: 승강 서보 사각램 유닛
422: 진공 흡착 패드 423: 컨베이어 벨트
430: 이송 유닛 431: 승강 실린더 유닛
432: 서보모터 스핀들 433: 취출 로더
500: 로봇 510: 로봇 암
600: 언로딩 장치

Claims

모재 공급 장치로부터 모재를 이송하는 이송 장치;
상기 이송 장치에 접근하여 모재를 로딩하는 그리핑 유닛;
상기 그리핑 유닛에 로딩된 모재로부터 인쇄회로기판 내지 필름을 타발하는 프레스 장치; 및
상기 그리핑 유닛과 결합되는 로봇 암이 설정된 궤적을 따라 상기 이송 장치와 프레스 장치로 이동해서 로딩과 프레스 작업을 수행하는 로봇을 포함하여 구성되며,
상기 모재 공급 장치는 모재의 위치정보를 촬영하여 로봇에 전송하는 비전 카메라를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 프레스 장치에서 타발작업이 완료되고 남은 스크랩을 배출하는 언로딩 장치를 더 포함하여 구성되며, 상기 로봇은 로봇 암이 그리핑 유닛과 결합된 상태로 언로딩 장치로 이동해서 언로딩 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템.
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 이송 장치는 복수 개의 조각 테이블이 서로 링크 기구로 연결되어 폭 조절이 링크 기구의 자바라 타입 변형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 그리핑 유닛은,
서로 마주보도록 한 쌍으로 배치되어 거리조절이 가능한 그리핑 바;
상기 그리핑 바를 따라 간격을 두고 구비되어 모재의 변을 그리핑하는 그리핑 척을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 그리핑 바는 서보모터와 볼스크류에 의해 LM 가이드를 따라 이동하면서 거리조절이 되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 프레스 장치는 매회 프레스 작업시마다 인쇄회로기판 내지 필름의 위치정보를 반복 촬영하여 로봇에 전송하는 비전 카메라를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 프레스 장치는,
프레스 프레임; 서보모터와 사각램에 의해 승하강하여 인쇄회로기판 내지 필름을 타발하는 타발 유닛;
상기 타발 유닛으로부터 타발된 인쇄회로기판 내지 필름을 흡착한 후에 투하하는 배출 유닛; 및
취출 로더의 일측단이 승하강 가능한 서보모터 스핀들에 결합되어 회동하면서 상기 타발 유닛으로부터 타발된 인쇄회로기판 내지 필름을 흡착한 후에 상기 배출 유닛에 전달하는 이송 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 시스템.
모재의 위치정보를 촬영하여 로봇에 전송하는 단계;
상기 위치정보를 이용하여 로봇이 모재에 접근해서 클램핑하는 단계;
상기 로봇이 클램핑한 모재를 프레스 장치로 이송하는 단계;
인쇄회로기판 내지 필름의 상기 위치정보를 촬영하여 로봇에 전송해서 위치를 보정하는 단계
상기 위치보정된 인쇄회로기판 내지 필름을 타발하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 인쇄회로기판 내지 필름의 위치정보를 촬영하여 로봇에 전송해서 위치를 보정하는 단계는,
타발 작업시마다 반복해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 위치보정된 인쇄회로기판 내지 필름을 타발하는 단계 후에,
상기 타발된 인쇄회로기판 내지 필름을 취출 로더가 이송하여 배출하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 위치보정된 인쇄회로기판 내지 필름을 타발하는 단계 후에,
상기 타발되고 남은 스크랩을 로봇이 이송하여 언로딩하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 인쇄회로기판 내지 필름 이송 및 타발 방법.