KR101272442B1 - 위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인쇄회로기판에 형성되어 있는 패턴을 각각의 단위 기판으로 분리하는 라우팅 장치에서, 특히 라우팅 작업 후 인쇄회로기판을 픽업하는 진공패드의 위치를 인쇄회로기판의 모델에 따라 다양하게 가변시킬 수 있는 라우팅 장치에 관한 것이다.
본 발명은 인쇄회로기판의 픽업을 위한 진공패드의 위치를 신속하고 임의적으로 가변 설정할 수 있는 새로운 형태의 픽업 위치 가변형 진공패드를 구현함으로써, 인쇄회로기판의 모델 변경 또는 인쇄회로기판의 크기 변경에 따라 적극적으로 대처할 수 있는 한편, 자동 피치 가변형 다축 툴 헤드 운용시 2개의 고정축을 이용하여 각 고정축을 중심으로 이와 연계된 가변툴의 피치를 서로 다르게 가변시킬 수 있는 새로운 피치 가변 방식의 다축 툴 헤드를 구현함으로써, 트윈 테이블상에서 서로 다른 모델을 동시에 작업할 수 있는 라우팅 장치를 제공한다.

Description

위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치{Routing apparatus with variably locating type vacuum pad}
본 발명은 인쇄회로기판에 형성되어 있는 패턴을 각각의 단위 기판으로 분리하는 라우팅 장치에 관한 것으로서, 특히 라우팅 작업 후 인쇄회로기판을 픽업하는 진공패드의 위치를 인쇄회로기판의 모델에 따라 다양하게 가변시킬 수 있는 라우팅 장치에 관한 것이다.
최근 인쇄회로기판에 대한 고도의 품질이 요구되고 이에 따른 급속한 고밀도화의 추세에 부응하기 위해 하나의 큰 패널 안에 각종 전기 전자부품을 일괄적으로 실장한 후, 원하는 크기로 단위 기판을 분리하여 사용하고 있다.
예를 들면, 각 단위 기판 사이에는 라우팅 장치의 절삭툴인 라우팅 비트가 지나다닐 수 있는 슬롯이 형성되어 있고, 이 슬롯의 적정부위에는 기판과 기판을 연결하고 있는 브릿지가 형성되어 있으며, 이 브릿지를 절삭하여 기판을 분리하는 작업을 라우팅 작업이라 하고, 이때의 라우팅 작업을 시행하는 장치를 라우팅 장치라고 한다.
즉, 라우팅 공정이란 인쇄회로기판의 품질 및 생산성 향상을 위해 사용한 작업배열을 고객이 요구한 최종의 제품사이즈 모양으로 형성하기 위해 외형을 가공하는 공정으로 드릴 공정과 유사하게 라우팅 비트가 구비되어 있는 라우팅 장치를 ㅅ사용하여 이루어지는 작업이다.
이러한 라우팅 장치에는 인쇄회로기판을 고정하기 위한 지그 테이블, 인쇄회로기판의 동일한 패턴을 서로 분리하기 위한 라우팅 비트, 라우팅 비트의 고속 회전을 위한 스핀들 모터, 라우팅 작업을 마친 인쇄회로기판을 픽업하는 진공패드 등이 갖추어져 있으며, 지그 테이블에 인쇄회로기판을 고정한 상태에서 고속으로 회전하는 라우팅 비트를 이용하여 인쇄회로기판을 적절히 절단하고, 절단이 완료된 인쇄회로기판을 진공패드로 픽업하여 취출하는 방식으로 라우팅 작업이 이루어지게 된다.
이와 같은 라우팅 장치는 국내 공개특허 10-2006-0016615호, 국내 공개특허 10-2008-0062260호 등에 다양한 형태의 것들이 개시되어 있다.
그러나, 종래의 라우팅 장치들은 다음과 같은 여러 단점을 가지고 있다.
첫째, 라우팅 작업이 완료된 인쇄회로기판을 지그로부터 분리하는 진공패드의 위치가 고정식으로 되어 있는 관계로 인쇄회로기판의 모델 변경시나, 크기가 다른 인쇄회로기판을 픽업해야 하는 경우에 진공패드가 장착되어 있는 언로더 유니트 전체를 교체해야 하는 등 이에 적극적으로 대처할 수 없는 단점이 있다.
둘째, 자동 피치 가변형 다축 툴 헤드의 경우, 1개의 고정축을 중심으로 이와 연계된 가변툴이 동일한 피치간격으로 조절되는 방식이므로, 트윈 테이블 방식에 따른 서로 다른 모델을 동시에 작업할 수 없는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 인쇄회로기판의 픽업을 위한 진공패드의 위치를 신속하고 임의적으로 가변 설정할 수 있는 새로운 형태의 픽업 위치 가변형 진공패드를 구현함으로써, 인쇄회로기판의 모델 변경 또는 인쇄회로기판의 크기 변경에 따라 적극적으로 대처할 수 있는 라우팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 자동 피치 가변형 다축 툴 헤드 운용시 2개의 고정축을 이용하여 각 고정축을 중심으로 이와 연계된 가변툴의 피치를 서로 다르게 가변시킬 수 있는 새로운 피치 가변 방식의 다축 툴 헤드를 구현함으로써, 트윈 테이블상에서 서로 다른 모델을 동시에 작업할 수 있는 라우팅 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 위치 가변형 진공패드를 가지는 라우팅 장치는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 라우팅 장치는 인쇄회로기판의 고정을 위한 지그 테이블과, 인쇄회로기판의 패턴을 분리하기 위한 다수의 라우팅 비트를 가지는 다축 툴 헤드 및 구동 유니트와, 지그 테이블 및 다축 툴 헤드의 수평 왕복 이송과 수직 왕복 이송을 위한 각각의 LM 장치와, 인쇄회로기판의 언로딩을 위한 언로더 유니트를 포함하는 구조로 이루어진다.
특히, 상기 언로더 유니트는 프레임에 설치되는 유니트 본체와, 상기 유니트 본체에 설치되는 업다운 실린더 및 상기 업다운 실린더에 의해 상하 운동하는 플레이트와, 인쇄회로기판의 픽업을 위한 수단으로서 플레이트의 저면에 착탈가능한 구조로 장착되어 위치를 임의로 옮겨서 고정시킬 수 있도록 된 다수의 패드 어셈블리를 포함하는 구조로 이루어진다.
따라서, 상기 라우팅 장치는 다량의 인쇄회로기판을 동시에 복수의 패드 어셈블리로 잡을 수 있으며, 모델 변경시 패드 어셈블리의 위치를 작업자가 임의로 지정하여 사용할 수 있는 특징이 있다.
여기서, 상기 라우팅 장치의 패드 어셈블리는 일측의 석션부를 가지는 패드 몸체와, 상기 패드 몸체의 상단과 하단에 각각 형성되는 마그네트 및 진공패드를 포함하는 구조로 구성하여, 석션부를 통해 진공압을 제공받는 동시에 상기 마그네트를 이용하여 플레이트상에서 위치를 임의로 가변시켜 고정될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 라우팅 장치의 다축 툴 헤드는 다축 툴의 기준이 되는 적어도 2개의 고정툴이 설치되어 있는 헤드 본체와, 상기 헤드 본체의 일측에 설치되어 동력을 제공하는 구동 유니트와, 상기 헤드 본체상에 위아래로 수평으로 나란하게 설치되며 구동 유니트측으로부터 동력을 전달받아 회전하는 제1스크류 및 제2스크류와, 상기 고정툴의 한쪽 옆으로 나란하게 배치되는 것으로서 제1스크류에 스크류 전동가능하게 결합되어 위치 이동이 가능한 복수의 제1가변툴 및 상기 제1가변툴의 한쪽 옆에 배치되는 동시에 제2스크류에 스크류 전동가능하게 결합되어 위치 이동이 가능한 복수의 제2가변툴을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.
바람직한 실시예로서, 상기 구동 유니트의 경우 구동모터와, 상기 구동모터의 축에 장착되는 2열의 주동풀리와, 상기 주동풀리의 각 열에 각각 1개씩의 벨트로 연결되는 동시에 제1스크류 및 제2스크류에 각각 장착되는 종동풀리를 포함하는 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명에서 제공하는 위치 가변형 진공패드를 가지는 라우팅 장치는 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 진공패드의 위치를 자석을 이용하여 신속하고 임의적으로 설정할 수 있으므로, 인쇄회로기판의 모델이나 크기에 맞게 진동패드의 위치를 손쉽게 조절할 수 있는 등 인쇄회로기판의 모델 또는 크기 변경시 이에 적극 대처할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 2개의 고정축을 기준으로 하여 각 고정축과 연계되는 가변툴의 피치를 서로 다르게 조절할 수 있는 자동 피치 가변형 다축 툴 헤드를 적용함으로써, 트윈 테이블상에서 서로 다른 모델을 동시에 작업할 수 있는 등 작업의 다양성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 1a 및 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치를 나타내는 사시도
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치에서 언로더 유니트를 나타내는 사시도
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치에서 언로더 유니트의 업다운 작동상태를 나타내는 정면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치에서 다축 툴 헤드를 나타내는 사시도
도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치에서 다축 툴 헤드의 피치 가변 작동상태를 나타내는 측면도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1a 및 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치를 나타내는 사시도이다.
도 1a 및 1b에 도시한 바와 같이, 상기 라우팅 장치는 인쇄회로기판의 픽업을 위한 진공패드의 위치를 인쇄회로기판의 모델이나 크기에 따라 임의로 가변시킬 수 있고, 또 툴의 피치를 인쇄회로기판의 모델이나 크기에 맞춰 자동으로 가변시킬 수 있는 특징을 갖는다.
이를 위하여, 상기 라우팅 장치는 인쇄회로기판을 탑재할 수 있는 동시에 전후 방향으로 이동가능한 지그 테이블(10), 상하 방향 및 좌우 방향으로 이동가능한 라우팅 비트(11)의 작동을 이용하여 실질적으로 라우팅 작업을 수행하는 다축 툴 헤드(12), 상기 지그 테이블(10) 및 다축 툴 헤드(12)를 지지하면서 지그 테이블(10) 및 다축 툴 헤드(12)를 수평 왕복 이송 및 수직 왕복 이송시켜주는 2개의 LM 장치(14a,14b), 라우팅 작업을 마친 인쇄회로기판을 지그 테이블(10)측으로부터 픽업하여 취출하는 언로더 유니트(15), 라우팅 작업시 발생하는 분진을 처리하기 위한 집진 유니트(35), 그리고 이것들을 제어하기 위한 컨트롤 유니트(미도시) 및 지지하기 위한 프레임(16) 등을 포함한다.
상기 지그 테이블(10)은 2개의 인쇄회로기판을 동시에 작업할 수 있는 트윈 테이블 방식으로 이루어지며, 이를 위해 상기 지그 테이블(10)에는 2개의 나란한 테이블이 마련되고, 각 테이블에 인쇄회로기판이 하나씩 탑재된 상태에서 동시에 라우팅 작업이 이루어질 수 있게 된다.
이와 같이, 상기 지그 테이블(10)이 트윈 테이블 방식으로 이루어짐에 따라 동일한 형상 또는 서로 다른 형상을 가지는 2개의 인쇄회로기판을 동시에 작업할 수 있고, 이에 따라 생산량을 2배로 향상시킬 수 있으며, 대형 사이즈의 인쇄회로기판을 가공할 수 있다.
여기서, 상기 지그 테이블(10)에 놓여지는 인쇄회로기판을 고정하는 방식은 통상의 라우팅 장치에서 사용하는 방식을 그대로 적용할 수 있게 된다.
이러한 지그 테이블(10)은 프레임(16)의 베이스(36)에서 전후 방향을 따라 설치되어 있는 LM 장치(14a)에 지지되는 구조로 설치되며, 이때의 LM 장치(14a)에 의해 언로더 유니트(15)가 배치되어 있는 앞쪽의 영역과 다축 툴 헤드(12)가 배치되어 있는 뒷쪽의 영역을 오가면서 인쇄회로기판을 해당 영역으로 이송시킬 수 있게 된다.
그리고, 상기 지그 테이블(10)의 후면부는 집진 유니트(35)측과 주름관 형태의 덕트(미도시)로 연결되며, 이에 따라 라우팅 작업시 발생하는 분진은 테이블 내부로 떨어진 후에 덕트를 거쳐 집진 유니트(35)로 보내져 처리될 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 집진 유니트(35)는 터보 블로어(37), 싸이클론(38) 및 비닐 수거통(39) 등을 포함하며, 상기 싸이클론(38)은 지그 테이블(10)측 및 터보 블로어(37)측과 각각의 덕트로 연결되고, 상기 비닐 수거통(39)은 싸이클론(38)의 하부와 통하는 구조를 이루게 된다.
따라서, 라우팅 작업시 발생되는 분진은 터보 블로어(37)의 가동과 함께 테이블 내부→덕트→싸이클론→비닐 수거통으로 이어지는 흐름을 보이면서 처리될 수 있게 된다.
상기 다축 툴 헤드(12)는 프레임(16)의 베이스(36)에 수직으로 설치되어 있는 포스트(40)의 전면에 있는 LM 장치(14b)에 의해 지지되어 상하 방향으로 작동이 가능하게 되고, 다수의 고정툴(25a,25b)과 가변툴(29,30)을 이용하여 인쇄회로기판에 대한 라우팅 작업을 수행하게 되며, 이에 대해서는 뒤에서 상세히 설명하기로 한다.
상기 언로더 유니트(15)는 프레임(16)의 상부 전면에 설치되며, 다수의 픽업 위치 가변형의 패드 어셈블리(20)를 이용하여 커팅을 마친 인쇄회로기판을 지그 테이블(10)로부터 분리하여 언로딩하는 역할을 하게 되며, 이에 대해서도 뒤에서 상세히 설명하기로 한다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치에서 언로더 유니트를 나타내는 사시도이다.
도 2a 및 2b에 도시한 바와 같이, 상기 언로더 유니트(15)는 라우팅 작업이 끝난 인쇄회로기판을 지그 테이블(10)에서 분리하는 수단으로서, 동력 제공을 위한 업다운 실린더(18), 픽업 위치를 옮길 수 있도록 되어 있는 다수 개의 패드 어셈블리(20), 각 패드 어셈블리(20)의 설치 자리를 제공하는 플레이트(19) 등을 포함한다.
이러한 언로더 유니트(15)는 업다운 실린더(18)의 구동에 의해 상하 동작하는 패드 어셈블리(20)를 이용하여 라우팅 작업을 마친 인쇄회로기판을 픽업한 후에 장치 밖으로 언로딩되도록 하는 방식으로 작동이 이루어진다.
이를 위하여, 장치의 프레임(16)에는 대략 "ㄷ"자 모양의 언로더 프레임(41)이 설치되고, 상기 언로더 프레임(41)의 전면에는 로드를 아래쪽으로 하는 업다운 실린더(18)가 수직 설치되며, 이렇게 설치되는 업다운 실린더(18)의 로드에는 금속재질로 이루어진 사각형의 플레이트(19)가 수평 자세로 설치된다.
그리고, 상기 업다운 실린더(18)에는 양편에 가이드 바(42)가 구비되며, 이때의 가이드 바(42)는 그 하단을 통해 플레이트(19)의 윗면에 연결되어 플레이트(19)의 상하 동작을 안내하는 역할을 하게 된다.
또한, 상기 언로더 유니트(15)는 플레이트(19)의 복귀 동작을 보조하는 수단으로 리턴 스프링(43)을 포함하며, 상기 리턴 스프링(43)은 언로더 프레임(41)의 양옆에 수직 배치되는 동시에 상단은 언로더 프레임(41)측에, 하단은 플레이트(19)측에 각각 연결되어, 플레이트(19)의 상승 동작이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 이를 보조하는 역할을 하게 된다.
그리고, 상기 플레이트(19)에는 다수의 포트를 가지는 2세트 정도의 진공압 분배블럭(44)이 설치되어 있으며, 이때의 진공압 분배블럭(44)으로부터 연장되는 각각의 튜브(미도시)가 각 패드 어셈블리(20)의 석션부(21)에 하나씩 연결되므로서, 각각의 패드 어셈블리(20)는 인쇄회로기판의 흡착을 위한 진공압을 개별적으로 제공받을 수 있게 된다.
특히, 상기 언로더 유니트(15)는 실질적으로 인쇄회로기판을 픽업하는 수단으로 패드 어셈블리(20)를 포함한다.
상기 패드 어셈블리(20)는 도 2b에서 볼 수 있듯이 플레이트(19)의 저면 전체 면적에 걸쳐 착탈가능한 구조로 장착되어 위치를 임의로 옮겨서 고정시킬 수 있도록 되어 있다.
즉, 각각의 패드 어셈블리(20)는 인쇄회로기판의 흡착을 위한 진공압을 개별적으로 공급받는 각각의 독립된 개체로 되어 있으며, 자력에 의해 쉽게 떼었다 붙혔다 할 수 있는 장착 구조를 가짐에 따라, 인쇄회로기판의 모델이 변경되거나, 또는 인쇄회로기판의 크기가 바뀌는 경우에 작업자가 해당 모델이나 크기에 맞게 그 위치를 임의로 옮겨서 고정시킬 수 있는 특징이 있다.
이를 위하여, 길다란 봉 형태의 패드 몸체(22)가 마련되고, 상기 패드 몸체(22)의 상단부에는 마그네트(23)가 일체 부착되는 동시에 하단부에는 진공패드(24)가 결합된다.
그리고, 상기 패드 몸체(22)의 하단부 일측에는 석션부(21)가 형성되어 있어서, 이곳을 통해 진공압 분배블럭(44)측과 튜브로 연결되어 진공압을 제공받을 수 있게 된다.
즉, 상기 패드 몸체(22)에 있는 석션부(21)를 통해 제공되는 진공압이 진공패드(24)측에 전해지면서 이때의 진공패드(24)가 인쇄회로기판을 흡착하여 픽업할 수 있게 된다.
이에 따라, 각각의 패드 어셈블리(20)는 상단의 마그네트(23)를 통해 플레이트(19)의 저면상에서 임의의 위치에 장착될 수 있으며, 결국 해당 모델이나 크기의 인쇄회로기판에 맞게 패드 어셈블리(20)의 위치, 즉 진공패드(24)의 위치를 작업자가 조절하여 맞출 수 있는 등 인쇄회로기판의 모델 또는 크기 변경시 이에 적극적으로 대처할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 상기 패드 어셈블리(20)의 위치를 고정할 때 마그네트(23)를 이용하여 그 해당 위치를 신속하고 임의적으로 지정할 수 있으므로, 진동패드 픽업 위치 변경에 따른 세팅작업 또한 매우 신속하고 용이하게 끝낼 수 있는 등 작업성 향상은 물론, 장치를 재가동하는데 소요되는 시간도 대폭 단축할 수 있는 이점도 있다.
이와 같이, 각각이 개별적으로 진공압을 제공받는 독립된 형태로 이루어진 복수의 진공패드를 채택하고, 또 작업자가 임의로 위치를 지정하는 방식으로 진공패드의 픽업 위치를 가변시킬 수 있는 구조를 채택함으로써, 다량의 인쇄회로기판을 안정적으로 잡을 수 있음은 물론, 인쇄회로기판의 모델 변경시나 크기 변경에 따라 적극적으로 대처할 수 있다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치에서 언로더 유니트의 업다운 작동상태를 나타내는 정면도이다.
도 3a 및 3b에 도시한 바와 같이, 다축 툴 헤드(12)에 의한 라우팅 영역에서 커팅 작업을 마친 지그 테이블(10)상의 인쇄회로기판은 LM 장치(14a)의 작동에 의해 언로더 영역으로 이동하여 위치된다.
이렇게 커팅 작업이 완료된 인쇄회로기판이 탑재되어 있는 지그 테이블(10)이 언로더 영역 내에 위치되면, 언로더 유니트(15)에 있는 업다운 실린더(18)의 작동에 의해 다수의 패드 어셈블리(10)를 포함하는 플레이트(19) 전체가 하강하게 된다.
계속해서, 상기 패드 어셈블리(10)의 하강에 따라 그 하단에 있는 진공패드(24)가 인쇄회로기판의 윗면에 밀착되고, 이와 동시에 석션부(21)를 통한 진공압이 제공되면서 인쇄회로기판은 진공패드(24)에 흡착된 상태가 된다.
이 상태에서 재차 업다운 실린더(18)가 작동하게 되면, 인쇄회로기판이 흡착되어 있는 패드 어셈블리(10)를 포함하는 플레이트(19) 전체가 초기 위치로 상승하게 되고, 이렇게 진공패드(24)에 의해 픽업되어 있는 인쇄회로기판을 진공압 해제와 함께 작업자나 로봇 등이 취출하는 것으로 인쇄회로기판에 대한 언로딩이 완료된다.
이때, 인쇄회로기판의 모델이나 크기가 변경되는 경우 각각의 패드 어셈블리(10)를 떼어낸 다음, 해당 모델이나 크기에 맞게 적절한 위치에 재배치하여 장착하고, 위의 과정을 반복하는 것으로 인쇄회로기판의 모델 또는 크기 변경시에도 적극 대처할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치에서 다축 툴 헤드를 나타내는 사시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 다축 툴 헤드(12)는 모터 동력으로 하나의 주동풀리(32)로 2개의 종동풀리(34a,34b)를 유기적으로 연계한 구동 유니트(13)에 의해 다수 개의 툴 피치를 효율적으로 조절하는 메카니즘으로 이루어진다.
이를 위하여, 장치의 프레임(16)의 포스트(40)에 설치되어 있는 LM 장치(14b)의 전면에는 헤드 본체(26)가 설치되고, 이렇게 설치되는 헤드 본체(26)의 후면에는 동력원으로서의 구동모터(31)가 설치되며, 상기 헤드 본체(26)의 전면에는 제1스크류(27)와 제2스크류(28)가 위아래 일정간격을 유지하면서 수평으로 나란하게 배치되는 구조로 설치된다.
이때, 상기 제1스크류(27)와 제2스크류(28)는 각각 2개의 조합형으로 이루어지고, 각각의 분할된 스크류는 헤드 본체(26)의 양쪽 끝에 있는 스크류 플레이트(45a)와 헤드 본체(26)의 길이 중간에 있는 스크류 플레이트(45b)에 그 양단부가 베어링에 의해 지지되는 구조로 설치되는 동시에 분할된 2개의 스크류는 커플러(46)에 의해 일체 회전되는 구조로 연결된다.
여기서, 상기 구동모터(31)는 위치제어가 가능한 서보 모터나 스텝핑 모터 등을 적용할 수 있으며, 상기 제1스크류(27) 및 제2스크류(28)는 볼 스크류 타입의 것을 적용할 수 있다.
그리고, 상기 구동모터(31)의 회전력을 제1스크류(27)와 제2스크류(28)측에 전달하는 동력전달수단은 벨트에 의해 서로 연결되는 풀리로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 구동모터(31)의 경우 컨트롤 유니트(미도시)에 의해 제어되는 모터로서, 이때의 컨트롤 유니트는 작업 모델별 또는 작업 크기별로 적어도 2개 이상의 다른 툴 피치값을 저장하고 있으며, 이에 따라 작업 모델이 결정되거나 작업 크기가 변경되면 저장하고 있는 해당 툴 피치값에 따라 구동모터(31)를 제어할 수 있게 된다.
결국, 이러한 제어방식에 따라 다수의 가변툴들은 해당 모델이나 크기에 맞는 툴 피치로 자동 세팅될 수 있게 된다.
물론, 컨트롤 유니트가 저장하고 있는 해당 툴 피치값을 가지고 구동모터를 전기적으로 제어하는 방법 등은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.
상기 제1스크류(27)와 제2스크류(28)의 회전을 위하여, 구동모터(31)의 축에는 2열로 이루어진 주동풀리(32)가 장착되고, 이것과 인접한 제1스크류(27) 및 제2스크류(28)의 한쪽 단부에는 종동풀리(34a,34b)가 각각 장착되며, 상기 주동풀리(32)와 종동풀리(34a,34b) 사이에는 각각 1개씩의 벨트(33a,33b), 예를 들면 타이밍 벨트가 연결된다.
이에 따라, 구동모터(31)가 작동하면 이때의 동력은 주동풀리(32), 각 벨트(33a,33b), 그리고 각 종동풀리(34a,34b)로 이어지면서 제1스크류(27)와 제2스크류(28)가 동시에 회전될 수 있게 된다.
특히, 상기 제1스크류(27)와 제2스크류(28)는 서로 다른 풀리비를 가지고 회전되는 특징이 있다.
예를 들면, 제1스크류(27)에 장착되는 종동풀리(34a)에 비해 제2스크류(28)에 장착되는 종동풀리(34b)가 2배의 회전비를 가짐에 따라 제2스크류(28)에 의해 구동되는 후술하는 제2가변툴(30)은 제1스크류(27)에 의해 구동되는 제1가변툴(29) 보다 2배의 거리를 이동할 수 있으며, 결국 하나의 고정툴에 속해 있는 제1가변툴(29)과 제2가변툴(30) 간의 피치가 가변적으로 조절될 수 있게 된다.
한편, 스핀들(47)과 라우팅 비트(11)를 이용하여 실질적으로 절삭 등의 작업을 수행하는 툴 수단으로서, 헤드 본체(26)상에 직접 고정 설치되면서 툴 피치 조절시 기준역할을 하는 2개의 고정툴(25a,25b)과, 헤드 본체(26)상의 제1스크류(27)와 제2스크류(28)에 지지되면서 각 고정툴(25a,25b)의 한쪽 옆으로 나란하게 배치되는 복수의 제1가변툴(29) 및 제2가변툴(30)로 구성된다.
일 예로서, 2개의 고정툴과 4개의 가변툴 조합의 경우, 헤드 본체(26)의 한쪽 끝과 길이 중간에 각각 1개씩의 고정툴(25a,25b)이 배치되고, 이렇게 배치되는 각 고정툴(25a,25b)에 한세트의 제1가변툴(29)과 제2가변툴(30)이 각각 배속되어 배치되는 형태로 이루어질 수 있게 된다.
이러한 제1가변툴(29)과 제2가변툴(30)은 후면부의 볼 너트(미도시)를 이용하여 제1스크류(27) 및 제2스크류(28)측에 볼 스크류 전동가능한 구조로 결합되며, 이에 따라 제1스크류(27) 및 제2스크류(28)의 회전시 제1가변툴(29)과 제2가변툴(30)은 좌우로 위치를 이동하면서 서로 간의 툴 피치 조절이 가능하게 된다.
예를 들면, 각 고정틀(25a,25b)의 가까운 쪽에 있는 제1가변툴(29)은 윗쪽의 제1스크류(27)측에 결합되고, 각 고정툴(25a,25b)의 먼 쪽에 있는 제2가변툴(30)은 아래쪽의 제2스크류(28)측에 결합된다.
이에 따라, 상기 제1스크류(27) 및 제2스크류(28)의 회전시 각 가변툴(29,30)들은 동시에 좌우로 이동될 수 있고, 이때의 제2가변툴(30)은 종동풀리(34a,34b) 간의 풀리비 차이로 인해 제1가변툴(29) 보다 좀더 많이 이동하면서 툴 피치를 맞출 수 있게 된다.
여기서, 상기 제1스크류(27)측과 제2가변툴(30), 그리고 상기 제2스크류(28)측과 제1가변툴(29)은 서로 관통되는 구조에 의해 간섭을 주지 않게 된다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치에서 다축 툴 헤드의 피치 가변 작동상태를 나타내는 정면도이다.
도 5a 및 5b에 도시한 바와 같이, 툴 피치 조절작업은 컨트롤 유니트에 의해 이루어지고, 상기 컨트롤 유니트의 제어를 받은 구동모터(31)의 작동과 함께 작업이 개시된다.
상기 컨트롤 유니트에는 작업 모델별 또는 작업 크기별 좌표 설정 및 툴 간격이 메모리되어 있는 프로그램이 탑재되어 있으며, 모델이나 크기 변경시 각 가변틀(29,30)은 프로그램에 따라 자동으로 해당 모델이나 크기에 맞게 설정된 툴 피치로 조절된다.
예를 들면, 구동모터(31)의 작동에 의해 제1스크류(27)과 제2스크류(28)가 서로 다른 풀리비로 회전하게 되고, 이와 함께 상기 제1스크류(27)와 제2스크류(28)에 결합되어 있는 제1가변툴(29)과 제2가변툴(30)은 고정툴(25a,25b)이 있는 쪽으로, 또는 고정툴(25a,25b)과 멀어지는 쪽으로 이동하면서 위치를 옮기게 된다.
결국, 한세트의 고정툴(25a)과 제1가변툴(29) 및 제2가변툴(30), 그리고 다른 한세트의 고정툴(25b)과 제1가변툴(29) 및 제2가변툴(30)은 동일한 피치로 조절되어, 트윈 테이블상에 세팅되어 있는 2개의 인쇄회로기판에 대한 라우팅 작업을 동시에 수행할 수 있게 된다.
여기서, 상기 제1가변툴(29)과 제2가변툴(30)의 피치를 다르게 조절하는 방식의 일 예로서, 상기 제1가변툴(29)과 제2가변툴(30)이 속해 있는 제1스크류(27)와 제2스크류(28)의 리드값(1회전시 이동거리)을 다르게 설정하여, 즉 제1가변툴(29)이 이동하는 구간의 스크류 리드값과 제2가변툴(30)이 이동하는 구간의 스크류 리드값을 다르게 설정하여 각 가변툴의 피치를 다르게 조절할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 하나의 구동모터와 2개의 스크류축, 그리고 6개의 툴을 조합한 형태의 것을 제시하고 있지만, 하나의 구동모터를 동력원으로 하고 다수 개의 스크류축 및 툴을 조합한 형태도 포함할 수 있다.
이때, 툴의 수가 늘어남에 따라 이에 맞게 풀리비도 적절히 설정할 수 있음은 물론이다.
이러한 자동 피치 가변형 다축 툴 헤드의 경우, 라우팅 시스템, 디스펜딩 시스템, 솔더링 시스템, 나사체결기, 조각기, 검사기, 테스트 시스템 등과 같은 각종 생산설비나 응용설비의 툴 방식으로 적용이 가능하다.
따라서, 이와 같이 구성되는 라우팅 장치의 전체적인 작동상태를 도 1a 및 1b를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 작업자나 로봇에 의해 지그 테이블(10)상에 인쇄회로기판이 세팅된 상태에서 작업자가 스위치를 누르면 라우팅 작업이 개시된다.
다음, 인쇄회로기판이 놓여져 있는 지그 테이블(10)은 LM 장치(14a)에 의해 라우팅 영역으로 이송되어 다축 툴 헤드(12)의 아래쪽에 위치된다.
다음, LM 장치(14b)에 의해 다축 툴 헤드(12)가 지그 테이블(10)상의 인쇄회로기판으로 하강하게 되고, 계속해서 고속으로 회전하는 스핀들 및 비트에 의해 인쇄회로기판에 대한 라우팅 작업이 이루어지게 된다.
이렇게 라우팅 작업이 이루어지는 동안 집진 유니트(35)가 작동하여 커팅에 의해 발생되는 분진을 흡입하게 되고, 이때의 흡입되는 분진은 비닐 수거통(39)에 포집된다.
다음, 라우팅 작업 후 LM 장치(14b)의 작동에 의해 다축 툴 헤드(12)는 위로 상승하여 복귀하게 되고, 이와 더불어 LM 장치(14a)의 작동에 의해 커팅이 완료된 인쇄회로기판이 놓여져 있는 지그 테이블(10) 또한 장치 앞쪽으로 복귀하게 된다.
다음, 커팅이 완료된 인쇄회로기판이 놓여져 있는 지그 테이블(10)이 언로더 영역 아래에 위치되면, 업다운 실린더(18)의 작동에 의해 언로더 유니트(15)가 하강하게 되고, 계속해서 진공패드(24)가 인쇄회로기판을 픽업한 후, 재차 업다운 실린더(18)의 작동에 의해 진공패드(24)는 인쇄회로기판을 픽업한 채로 위로 상승하게 된다.
다음, 작업자나 로봇이 진공패드(24)에 픽업되어 있는 인쇄회로기판을 수거하는 것으로 라우팅 작업이 완료되고, 이후 위의 과정이 반복되면서 연속적인 라우팅 작업이 수행될 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 진공패드의 픽업 위치를 가변시킬 수 있는 구조, 또 자동으로 툴 피치를 조절할 수 있는 구조를 채택함으로써, 인쇄회로기판의 모델 또는 크기 변경시 이에 적극적으로 대처할 수 있고, 트윈 테이블 방식에서 동일한 2개의 모델 또는 서로 다른 모델을 동시에 작업할 수 있다.
10 : 지그 테이블 11 : 라우팅 비트
12 : 다축 툴 헤드 13 : 구동 유니트
14a,14b : LM 장치 15 : 언로더 유니트
16 : 프레임 17 : 유니트 본체
18 : 업다운 실린더 19 : 플레이트
20 : 패드 어셈블리 21 : 석션부
22 : 패드 몸체 23 : 마그네트
24 : 진공패드 25a,25b : 고정툴
26 : 헤드 본체 27 : 제1스크류
28 : 제2스크류 29 : 제1가변툴
30 : 제2가변툴 31 : 구동모터
32 : 주동풀리 33a,33b : 벨트
34a,34b : 종동풀리 35 : 집진 유니트
36 : 베이스 37 : 터보 블로어
38 : 싸이클론 39 : 비닐 수거통
40 : 포스트 41 : 언로더 프레임
42 : 가이드 바 43 : 리턴 스프링
44 : 진공압 분배블럭 45a,45b : 스크류 플레이트
46 : 커플러 47 : 스핀들

Claims (7)

  1. 인쇄회로기판의 고정을 위한 지그 테이블(10)과, 인쇄회로기판의 패턴을 분리하기 위한 다수의 라우팅 비트(11)를 가지는 다축 툴 헤드(12) 및 구동 유니트(13)와, 지그 테이블(10) 및 다축 툴 헤드(12)의 수평 왕복 이송과 수직 왕복 이송을 위한 각각의 LM 장치(14a,14b)와, 인쇄회로기판의 언로딩을 위한 언로더 유니트(15)를 포함하며,
    상기 다축 툴 헤드(12)는 다축 툴의 기준이 되는 적어도 2개의 고정툴(25a,25b)이 설치되어 있는 헤드 본체(26)와, 상기 헤드 본체(26)의 일측에 설치되어 동력을 제공하는 구동 유니트(13)와, 상기 헤드 본체(26)상에 위아래로 수평으로 나란하게 설치되며 구동 유니트(13)측으로부터 동력을 전달받아 회전하는 제1스크류(27) 및 제2스크류(28)와, 상기 고정툴(25a,25b)의 한쪽 옆으로 나란하게 배치되는 것으로서 제1스크류(27)에 스크류 전동가능하게 결합되어 위치 이동이 가능한 복수의 제1가변툴(29) 및 상기 제1가변툴(29)의 한쪽 옆에 배치되는 동시에 제2스크류(28)에 스크류 전동가능하게 결합되어 위치 이동이 가능한 복수의 제2가변툴(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치.

  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 언로더 유니트(15)는 프레임(16)에 설치되는 유니트 본체(17)와, 상기 유니트 본체(17)에 설치되는 업다운 실린더(18) 및 상기 업다운 실린더(18)에 의해 상하 운동하는 플레이트(19)와, 인쇄회로기판의 픽업을 위한 수단으로서 플레이트(19)의 저면에 착탈가능한 구조로 장착되어 위치를 임의로 옮겨서 고정시킬 수 있도록 된 다수의 패드 어셈블리(20)를 포함하되,
    상기 패드 어셈블리(20)는 일측의 석션부(21)를 가지는 패드 몸체(22)와, 상기 패드 몸체(22)의 상단과 하단에 각각 형성되는 마그네트(23) 및 진공패드(24)를 포함하며, 상기 석션부(21)를 통해 진공압을 제공받는 동시에 상기 마그네트(23)를 이용하여 플레이트(19)상에서 위치를 임의로 가변시켜 고정될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치.


  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동 유니트(13)는 구동모터(31)와, 상기 구동모터(31)의 축에 장착되는 2열의 주동풀리(32)와, 상기 주동풀리(32)의 각 열에 각각 1개씩의 벨트(33a,33b)로 연결되는 동시에 제1스크류(27) 및 제2스크류(28)에 각각 장착되는 종동풀리(34a,34b)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1스크류(27)와 제2스크류(28)는 서로 다른 풀리비를 가지고 회전되면서 제1가변툴(29)과 제2가변툴(30) 간의 툴 피치를 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 위치 가변형 진공패드를 가지는 라우팅 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 구동 유니트(13)는 다수의 서로 다른 툴 피치 설정값을 저장하고 있는 컨트롤 유니트에 의해 제어되어, 작업 모델 변경시 저장된 해당 툴 피치 설정값으로 가변툴들을 세팅시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 구동모터(31)는 위치제어가 가능한 서보모터 또는 스텝핑모터인 것을 특징으로 하는 위치 가변형 진공패드를 갖는 라우팅 장치.
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