KR101314330B1 - 전자 부품 장착 장치 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 관한 전자 부품 장착 장치는, 전자 부품을 지지하는 노즐을 구비하는 제1 회전축과, 외측에 제1 회전축이 자전 가능하게 결합되며 중공 원통 형상으로 이루어져 제1 회전축에 평행한 제2 회전축을 중심으로 회전 가능한 헤드 본체와, 헤드 본체를 통과하며 자전 가능하게 배치되어 제1 회전축에 동력을 전달하는 동력 전달축과, 헤드 본체의 외측에 배치되어 동력 전달축을 회전시키는 제1 구동 수단과, 헤드 본체의 외측에 배치되며 헤드 본체를 회전시키는 제2 구동수단과, 제1 구동 수단으로부터 제1 회전축까지의 사이의 전동 기구에 설치되어 동력 전달축의 회전 운동에 대한 제동력을 부여하는 회전 제동 수단을 구비한다.

Description

전자 부품 장착 장치{Electronic device mounting apparatus}

실시예들은 전자 부품 장착 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자 부품이 안정적으로 유지됨과 아울러 고속화할 수 있고 외력이나 장시간 사용에 따른 장착 위치의 변동이 최소화된, 서로 연동하는 회전축을 갖는 전자 부품 장착 장치에 관한 것이다.

회전식 헤드를 갖는 종래의 전자 부품 장착 장치에 관한 일본 특허공개공보 제2008-053750호에서는, 헤드의 중심부에 모터와 연계하는 구동 기어를 설치하고, 각각의 노즐에 구동 기어에 맞물리는 종동 기어를 설치한다. 모터가 구동되면 구동 기어에 의해 종동 기어가 회전함으로써 각각의 노즐이 자전한다. 이로써 각각의 노즐에 부착된 전자 부품의 방향이 조정된다.

이와 같은 종래 기술에서는, 헤드 자체를 회전시키는 모터를 설치함으로써 각각의 노즐이 자전함과 동시에 공전하도록 구성을 변형할 수 있다. 이러한 변형을 위해 각각의 노즐은 베어링에 의해 자전 가능하게 지지되는데, 전자 부품의 위치 정밀도를 확보하기 위해 베어링에 예압(미리 정해진 압력)을 부여하여 간극을 없애야 한다. 그러나 노즐을 지지하는 베어링에 접촉에 의한 마찰 저항(contact friction)이 존재하기 때문에, 특히 각각의 모터에 의해 작동하는 회전축이 서로 연동하는 경우 전자 부품의 위치 결정 완료 시간이 마찰 저항의 영향에 의해 느려지는 문제가 있다.

실시예들에 관한 전자 부품 장착 장치는, 서로 연동하는 회전축을 갖는 전자 부품 장착 장치에서 전자 부품이 안정적으로 유지됨과 아울러 전자 부품 장착 장치를 고속화할 수 있고 외력이나 장시간 사용에 따른 장착 위치의 변동을 최소화함을 목적으로 한다.

일 실시예에 관한 전자 부품 장착 장치는, 전자 부품을 지지하는 노즐을 구비하는 제1 회전축과, 외측에 제1 회전축이 자전 가능하게 결합되며 중공 원통 형상으로 이루어져 제1 회전축에 평행한 제2 회전축을 중심으로 회전 가능한 헤드 본체와, 헤드 본체에 배치되어 회전함으로써 제1 회전축에 동력을 전달하는 제1 동력 전달 기구와, 헤드 본체의 외측에 배치되어 제1 동력 전달 기구에 전달될 동력을 발생시키는 제1 구동 수단과, 헤드 본체의 외측에 배치되며 헤드 본체를 회전시키는 제2 구동수단과, 제1 동력 전달 기구에서 제1 구동 수단으로부터 제1 회전축까지의 사이의 일 지점에 설치되어 제1 동력 전달 기구에 제동력을 부여하는 회전 제동 수단을 구비하고,

회전 제동 수단이 제1 동력 전달 기구에 부여하는 토크는 제1 회전축과 동력 전달축을 회전시키기 위해 소요되는 토크보다 크게 설정되어 회전 제동 수단이 제1 동력 전달 기구에 제동력을 부여한다.

회전 제동 수단은 제1 구동 수단의 구동축에 설치될 수 있다.

회전 제동 수단은 예압이 설정된 복수의 베어링일 수 있다.

회전 제동 수단은 제1 회전축의 적어도 2개소 이상에 설치될 수 있다.

베어링은 예압을 받은 앵귤러 베어링일 수 있다.

제2 구동 수단부터 제2 회전축까지의 사이의 제2 동력 전달 기구에 제2 회전 제동 수단이 설치될 수 있다.

제2 회전 제동 수단은 예압을 받은 앵귤러 베어링일 수 있다.

상술한 바와 같은 실시예들에 관한 전자 부품 장착 장치에 의하면, 전자 부품의 위치 정밀도를 확보하기 위해, 제1 회전축이 예압을 받은 베어링에 지지되는 경우이어도, 제1 구동 수단부터 제1 회전축까지의 사이의 제1 동력 전달 기구에 회전 제동 수단을 설치함으로써, 베어링의 접촉 마찰 저항(contact friction resistance)의 영향에 의한 전자 부품의 위치 결정 완료 시간의 지연을 억제할 수 있다.

또한 상기 회전 제동 수단을 앵귤러 베어링으로 함으로써, 상기 제1 동력 전달 기구에 작용하는 각종 하중을 양호하게 지지할 수도 있다. 이상에 의해, 전자 부품의 안정된 장착, 해당 장치의 고속화 및 외력이나 장시간 사용에 따른 부품 장착 위치의 변동의 억제를 도모할 수 있다.

또한 회전 제동 수단을 제1 구동 수단의 구동축에 설치함으로써, 회전 제동 수단이 제1 동력 전달 기구의 감속비의 영향에 의해 대형화되는 것을 억제할 수 있다.

또한 회전 제동 수단이 제1 동력 전달 기구에 부여하는 토크를 고려하여 회전 제동 수단의 가압 조건을 설정함으로써, 마찰 브레이크의 브레이크 작용을 너무 강하거나 너무 약하게 하지 않고 최적의 상태에서 발생시킬 수 있다.

게다가, 제2 구동 수단부터 제2 회전축까지의 사이의 제2 동력 전달 기구에 제2 회전 제동 수단을 설치함으로써, 각각의 회전 제동 수단에 의해 각각의 동력 전달 기구의 간극을 없애고 위치 결정을 양호하게 할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 관한 전자 부품 장착 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 전자 부품 장착 장치의 노즐 헤드의 축선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 노즐 헤드의 주요부의 단면을 포함하는 사시도이다.
도 4는 도 2의 노즐 헤드에서 회전 제동 수단을 제거하여 구현된 비교예의 노즐 헤드의 단면도이다.
도 5a는 도 1의 전자 부품 장착 장치에서의 노즐 헤드의 제어 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 5b는 도 4의 노즐 헤드의 제어 데이터를 나타내는 그래프이다.

이하, 첨부 도면의 실시예들을 통하여, 실시예들에 관한 전자 부품 장착 장치의 구성과 작용을 상세히 설명한다.

도 1은 일 실시예에 관한 전자 부품 장착 장치의 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전자 부품 장착 장치(1)의 장치 본체(1a)는, 테이블(2)의 가로 방향(X축 방향)의 양측에 세로 방향(Y축 방향)으로 연장하는 제1 직선운동 지지부(3)를 구비한다. 각각의 제1 직선운동 지지부(3)는, 제1 스테이지(4)와, 서보 모터(5)와, 서보 모터(5)에 의해 회전하는 볼 나사(6)를 구비한다.

각각의 제1 직선운동 지지부(3) 중에서 도 1의 좌측의 제1 직선운동 지지부(3)의 서보 모터(5)는 전방에 설치되고, 도 1의 우측의 제1 직선운동 지지부(3)의 서보 모터(5)는 후방에 설치된다. 각각의 제1 직선운동 지지부(3)의 볼 나사(6)에는, X축 방향으로 연장하는 제2 직선운동 지지부(7)의 양측 단부가 각각에 나사 결합된다.

제2 직선운동 지지부(7)는, 제1 직선운동 지지부(3)의 각각의 볼 나사(6)에 나사 결합되는 제2 스테이지(8)와, 서보 모터(9)와, 볼 나사(10)를 구비한다. 제2 스테이지(8)는 각각의 제1 직선운동 지지부(3)의 볼 나사(6)의 회전에 의해 Y축 방향을 따라 이동한다.

제2 직선운동 지지부(7)는 도 1의 우측에 설치한 서보 모터(9)에 의해 구동하는 볼 나사(10)를 구비한다. 볼 나사(10)에는 조인트 블록(11)이 나사 결합된다. 조인트 블록(11)은 공기 압력에 의해 전자 부품을 흡착하거나 흡착한 전자 부품을 해방하는 8개의 노즐(18)을 구비한 노즐 헤드(20)를 지지한다.

각각의 제1 직선운동 지지부(3)에는 Y축 방향을 따라 개구부(13)가 형성되고, 테이블(2)의 앞쪽(바로 앞쪽)에서 X축 방향으로 연장되는 기판 반송 장치(14)가 각각의 개구부(13)에 놓이도록 설치된다.

기판 반송 장치(14)는 한 쌍의 레일(15)을 구비하고, 전자 부품이 장착되는 기판(16)이 이들 각각의 레일(15)의 위에서 X축 방향을 따라 이송된다. 그리고 기판 반송 장치(14)의 위의 부품 장착 위치에 배치된 기판(16)에 각각의 노즐(18)이 흡착한 전자 부품이 장착된다.

테이블(2)의 상부 앞쪽에는, 도 1의 왼쪽부터 순서대로 폐기 부품을 투입하는 전자 부품 폐기상자(17)와, 복수의 노즐(18)을 수용하는 노즐 스테이션(19)과, 노즐 헤드(20)를 하방에서 조명한 상태로 촬영하는 카메라(21)가 배치된다.

전자 부품 폐기상자(17)는, 노즐(18)에 흡착된 전자 부품이 기판(16)에 장착되지 않고 남은 경우 또는 노즐(18)에 흡착된 전자 부품이 불량한 경우 등에 이들 전자 부품을 해당하는 노즐(18)로부터 받아 수용한다.

카메라(21)의 도 1의 우측에는, 장치 본체(1a)에 대해 기판(16)에 장착하는 전자 부품을 공급하는 복수(도 1에서는 한 쌍만 나타냄)의 테이프 피더(22)가 X축 방향을 따라 배열되도록 설치된다. 각각의 테이프 피더(22)는 테이프 릴(미도시)을 지지하며 테이프 릴에서 풀어낸 전자 부품(미도시)을 노즐 헤드(20)가 접근할 수 있는 부품 흡착 위치에 배치한다.

전자 부품이 노즐 헤드(20)의 각각의 노즐(18)에 의해 흡착되고, 기판 반송 장치(14) 상의 기판(16)의 부품 장착 위치에 장착된다.

도 2는 도 1의 전자 부품 장착 장치의 노즐 헤드의 축선에 따른 단면도이다.

도 2를 참조하면, 노즐 헤드(20)는 T축 모터(31)의 작동에 의해 각각의 노즐(18)을 Z축 방향으로 연장하는 노즐 중심 축선(C1)의 방향으로 회전(자전)시킴과 동시에, R축 모터(32)의 작동에 의해 각각의 노즐(18)을 Z축 방향으로 연장하는 헤드 중심 축선(C2)의 방향으로 회전(공전)시킨다.

이와 같은 구성을 갖는 노즐 헤드(20)와 각각의 제1 직선운동 지지부(3) 및 제2 직선운동 지지부(7)의 협동에 의해, 각각의 노즐(l8) 중 어느 하나가 상술한 부품 흡착 위치 또는 부품 장착 위치의 상방에 배치됨과 동시에 각각의 노즐(18)은 축선(C1)의 중심 또는 축선(C2)의 중심에 대해 임의의 각도로 위치 조정된다.

노즐 헤드(20)는, 각각의 노즐(18) 중 어느 하나를 부품 흡착 위치의 상방에 배치하고, 이 노즐(18)을 승강 부재(33)의 작동에 의해 하강시켜 전자 부품을 흡착한다. 그 후, 노즐 헤드(20)는 전자 부품을 흡착한 노즐(18)을 승강 부재(33)의 작동에 의해 상승시키고, 이 노즐(18) 및 전자 부품을 부품 장착 위치의 상방에 배치한다. 또한 그 후 노즐 헤드(20)는 전자 부품을 흡착한 노즐(18)을 승강 부재(33)의 작동에 의해 하강시켜 기판(16) 상에 전자 부품을 장착한다.

장치 본체(1a)에는, 예를 들면 도 1에서 테이블(2)의 전방부 하측의 좌측에 각각의 제1 직선운동 스테이지(3) 및 제2 직선운동 스테이지(7)와 노즐 헤드(20)를 포함하는 전자 부품 장착 장치(1)의 전체의 작동을 제어하는 콘트롤러(24)가 배치된다. 또한 도 1에서 테이블(2)의 전방부 하측의 우측에는, 복수의 테이프 피더(22)를 탑재한 부품 공급 대차(미도시)를 수용하는 대차 수용부(25)가 오목하게 설치된다.

도 2에 도시된 노즐 헤드(20)는, Z축 방향에 따른 원통형상의 외형을 갖는 것으로, 조인트 블록(11)에 상기 축선(C2) 방향으로 회전 가능하게 지지되는 원통형상의 헤드 본체(34)와, 축선(C2)을 중심으로 하는 원주 방향에서 등간격으로 배치되는 복수의 노즐(18)을 가진다. 헤드 본체(34)의 하부 외주에는, Z축 방향으로 연장하는 막대형상의 복수 개의 스핀들(36)이 배치되고, 이들 각각의 스핀들(36)의 하단부에 각각의 노즐(18)이 각각 설치된다.

헤드 본체(34)의 하부 외주에는 헤드 본체(34)와 일체로 회전 가능한 중공형상의 원통체(35)가 설치된다. 원통체(35)의 상하벽에는 각각의 스핀들(36)의 상부와 하부가 상기 축선(C1) 방향을 따라 회전 가능하면서 축선(C1)을 따라 승강 가능하게 지지된다.

헤드 본체(34)에는 동력 전달 기구로서 작용하는 동력 전달축(37)과, 피니언 기어(31c)와, 입력 기어(38)와, 출력 기어(39)가 설치된다. 노즐 헤드(20)는, 헤드 본체(34)를 관통하는 동력 전달축(37), 동력 전달축(37)의 상단부에 일체로 회전 가능하게 설치되는 입력 기어(38), 동력 전달축(37)의 하단부에 일체로 회전 가능하게 설치되는 출력 기어(39), 조인트 블록(11)의 상방에 Z축 방향을 따라 연장하는 구동 중심 축선(CT, CR)을 가지고 배치되는 T축 모터(31) 및 R축 모터(32)를 가진다.

각각의 모터(31, 32)는, 각각의 구동축(31a, 32a)을 하방으로 돌출시킨다. T축 모터(31)의 구동축(31a)의 하방에는 이것과 동축인 중계축(31b)이 배치되고, 이 중계축(31b)과 구동축(31a)이 일체 회전 가능하게 맞물린다. 중계축(31b)의 외주에는 피니언 기어(31c)가 동축이면서 일체 회전 가능하게 설치되고, 이 피니언 기어(31c)가 비교적 대경의 입력 기어(38)에 맞물린다. 이들 피니언 기어(31c) 및 입력 기어(38)로 이루어지는 제1 감속 기어 쌍을 개재하여 T축 모터(31)의 구동력이 동력 전달축(37)에 전달되고, 또한 출력 기어(39) 및 후술하는 각각의 노즐 구동 기어(41)로 이루어지는 제2 감속 기어 쌍을 개재하여 상기 구동력이 각각의 스핀들(36)에 전달된다. 스핀들(36)은 제1 회전축에 해당하며 축선(C1)을 따라 회전하며, 또한 도면 중 부호 31d는 구동축(31a)과 중계축(31b)의 상부에 걸친 컬러 부재를 나타낸다.

또한 R축 모터(32)의 구동축(32a)의 하방에는 이것과 동축인 중계축(32b)이 배치되고, 이 중계축(32b)과 구동축(32a)이 일체 회전 가능하게 맞물린다. 중계축(32b)의 외주에는 피니언 기어(32c)가 동축이면서 일체 회전 가능하게 설치되고, 이 피니언 기어(32c)가 헤드 본체(34)의 상단부 외주에 동축이면서 일체 회전 가능하게 설치된 비교적 대경의 헤드 구동 기어(42)에 맞물린다. 이들 피니언 기어(32c) 및 헤드 구동 기어(42)로 이루어지는 제3 감속 기어 쌍을 개재하여, R축 모터(32)의 구동력이 헤드 본체(34)에 전달된다. 헤드 본체(34)는 제2 회전축인 중심 축선(C2)을 중심으로 회전한다.

각각의 스핀들(36)의 하부에는, 각각의 상기 노즐 구동 기어(41)가 동축이면서 일체 회전 가능하게 설치되고, 이들 각각의 노즐 구동 기어(41)가 상기 출력 기어(39)에 맞물린다. 이에 의해, R축 모터(32)가 정지하고 T축 모터(31)만이 구동하면, 각각의 스핀들(36) 및 각각의 노즐(18)이 축선(C1)을 중심으로 회전(자전)한다.

한편, T축 모터(31)가 정지하고 R축 모터(32)만이 구동되면, 헤드 본체(34) 및 원통체(35)가 축선(C2)을 중심으로 회전함과 동시에 각각의 스핀들(36) 및 각각의 노즐(18)도 축선(C2)을 중심으로 회전(공전)하고, 또한 각각의 노즐 구동 기어(41)가 출력 기어(39)의 외주를 따라 회전하며 동력을 전달함으로써 각각의 스핀들(36) 및 각각의 노즐(18)이 각각의 축선(C1)을 중심으로 회전(자전)한다.

또한 헤드 본체(34)(헤드 구동 기어(42))와 동력 전달축(37)(입력 기어(38))이 동일 회전 속도가 되도록 각각의 모터(31, 32)가 동기화되어 구동되면, 각각의 노즐 구동 기어(41)가 출력 기어(39)의 외주를 따라 회전하지 않고(즉, 각각의 스핀들(36) 및 각각의 노즐(18)이 자전하지 않고), 각각의 스핀들(36) 및 각각의 노즐(18)이 헤드 본체(34) 및 원통체(35)와 동일 회전 속도로 회전(공전)한다.

원통체(35)의 상벽에는, 각각의 스핀들(36)의 상부가 각각의 노즐 상부 레이디얼 볼 베어링(43)을 개재하여 지지되고, 원통체(35)의 하벽에는, 각각의 스핀들(36)의 하부가 각각의 노즐 하부 레이디얼 볼 베어링(44)을 개재하여 지지된다.

또한 헤드 본체(34)의 상단부 내주에는, 동력 전달축(37)의 상부가 헤드 상부 레이디얼 볼 베어링(45)을 개재하여 지지되고, 헤드 본체(34)의 하단부 내주에는, 동력 전달축(37)의 하부가 헤드 하부 레이디얼 볼 베어링(46)을 개재하여 지지된다.

여기서, 상기 노즐 상부 레이디얼 볼 베어링(43) 및 노즐 하부 레이디얼 볼 베어링(44)과 헤드 하부 레이디얼 볼 베어링(46)은, 예압에 의해 간극을 없애고, 축선(C2)을 중심으로 회전하는 헤드 본체(34) 및 원통체(35)에 대해, 별개의 축선(C1)을 중심으로 회전하는 각각의 스핀들(36) 및 각각의 노즐(18)의 위치 정밀도를 확보하였다.

반면, 상기 예압에 따라, 각각의 레이디얼 볼 베어링(43, 44, 46)에는 상응하는 접촉 마찰 저항이 존재하기 때문에, 헤드 본체(34) 및 원통체(35)가 회전 동작을 할 때에 각각의 스핀들(36)은 마찰 저항에 따른 토크를 받는다. 이 때문에, 각각의 스핀들(36)(각각의 노즐(18))의 위치 결정 완료 시간은 상기 토크의 영향에 의해 늦어질 수 있다.

이러한 위치 결정 완료 지연 작용을 상세하게 설명하면, 도 2에서 R축 모터(32)가 작동하여 헤드 본체(34)를 회전시키는 경우, T축 모터(31)는 전원이 오프되어 구동되지 아니하므로 동력 전달축(36)은 노즐 구동 기어(41)로부터 전달되는 힘에 의해 자유롭게 회전할 수 있다. 그러나 상술한 바와 같이 위치 정밀도의 확보를 위해 레이디얼 볼 베어링(43, 44, 46)에 강한 예압이 설정되어 있어서 마찰 저항이 존재하므로 헤드 본체(34)가 회전하여도 스핀들(36)이 회전하지 않고 오히려 고정되어 있지 않은 동력 전달축(36)을 회전시켜 T축 모터(31)를 회전시킨다. 이로 인해 R축 모터(32)가 작동한 이후에 T축 모터(31)의 정확한 회전 위치를 찾기 위해 시간이 많이 소요될 수 있다.

본 실시예에서는, 각각의 스핀들(36)(각각의 노즐(18))의 위치 정밀도를 확보하면서도 헤드 본체(34)(원통체(35))의 회전 동작에 의한 각각의 스핀들(36)(각각의 노즐(18))의 위치 결정 완료 시간 지연을 억제하기 위해, T축 모터(31)부터 각각의 스핀들(36)까지의 사이의 구동계에 T축 모터(31)의 출력을 고려한 회전 제동 수단(B)을 추가하였다.

본 실시예에서 회전 제동 수단(B)은 예압을 부여한 복열의 앵귤러 볼 베어링(47)으로 구현되었으며, 접촉 마찰 저항을 이용한 제동 요소로서 기능한다. 이 회전 제동 수단(B)을 감속 기구(피니언 기어(32c) 및 입력 기어(38))보다 앞(상류측)의 T축 모터(31)의 구동축(31a)에 배치함으로써, 소형 경량화도 실현하였다.

도 3은 도 1의 노즐 헤드의 주요부의 단면을 포함하는 사시도이고, 도 4는 종래 기술에 관한 전자 부품 장착 장치에 사용되는 노즐 헤드의 단면도이다.

또한 본 실시예의 노즐 헤드(20)는, 도 4에 도시된 비교예의 노즐 헤드(20')와 같이 T축 모터(31)를 종동측(입력 기어(38) 측)에 바로 연결하는 방식에서와는 달리, T축 모터(31)를 종동측(입력 기어(38) 측)으로부터 이격시켜 배치하였다(도 2, 3 참조). 이에 의해, 회전 제동 수단(B)의 배치 공간을 확보할 수 있음과 동시에, 토크를 받는 입력 기어(38)를 회전시킬 때에, T축 모터(31)의 구동축(31a)에 피니언 기어(32c)와 입력 기어(38)를 잇는 직선의 방향과 직교하는 방향으로 모멘트 하중이 작용해도(도 3 화살표(M) 참조), 이 모멘트 하중을 앵귤러 볼 베어링(47)으로 양호하게 지지할 수 있다.

또한 T축 모터(31)의 구동에 의해 R축 모터(32)의 위치 결정 완료 시간 지연이 생기는 경우에는, R축 모터(32)의 구동축(32a)에서도 축 이음부(32d)에 상당하는 부위에 구동축(31a)에 적용한 것과 같은 앵귤러 볼 베어링에 의한 지지 기구를 설치할 수 있다.

또한 예압을 받은 복수의 베어링에 의해 앵귤러 볼 베어링(47)과 같은 회전 제동 수단을 구성할 수도 있다. 이 경우, 각각의 베어링을 T축 모터(31)부터 각각의 스핀들(36)까지의 사이의 동력 전달 기구의 적어도 2개소 이상에 설치하면 된다.

도 5a는 도 1의 전자 부품 장착 장치에서의 노즐 헤드의 제어 데이터를 나타내는 그래프이다.

도 5a는 앵귤러 볼 베어링(47)을 마찰 브레이크로서 적용한 본원 구성의 경우에, R축 동작 지령 완료시부터 T축 세팅 완료시까지의 사이에 시간 차(t1)가 생기는 것을 나타낸다. 또한 도시하는 그래프의 종축은 모터 인코더의 에러 개수, 횡축은 시간(sec)을 각각 나타낸다. 또한 도면 중 선(s1)은 T축 모터(31)의 인코더의 에러 개수, 선(s2)은 R축 모터(32)의 동작 지령 신호, 선(s3)은 T축 모터(31)의 동작 지령 신호를 각각 나타낸다.

도 5b는 도 4의 노즐 헤드의 제어 데이터를 나타내는 그래프이다.

도 5b는, T축 모터(31)부터 각각의 스핀들(36)까지의 사이의 구동계에 회전 제동 수단(B)이 없는 종래 구성의 경우에, R축 동작 지령 완료시부터 T축 세팅 완료시까지의 사이에 상기 시간 차(t1)보다도 큰 시간 차(t2)가 생기는 것을 나타낸다.

즉, T축 모터(31)부터 각각의 스핀들(36)까지의 사이의 구동계에 마찰 브레이크로서 앵귤러 볼 베어링(47)을 설치함으로써, 상기 토크의 영향에 의한 각각의 노즐(18)의 위치 결정 완료 시간의 지연을 억제할 수 있다.

또한 도 5a의 그래프를 얻기 위해 이용한 앵귤러 볼 베어링(47)의 사양으로서는, 볼 베어링의 기동 토크가 실제 결합시(중간 끼워맞춤)에 0.008~0.013(Nm)이 되게 하였다.

또한 T축 전체의 접촉에 의한 토크를 0.020~0.025(Nm)로 함으로써, T축 세팅 시간을 요구값으로 억제하는 것이 가능한 것을 알 수 있다.

또한 앵귤러 볼 베어링(47)의 접촉에 의한 토크는, 연동축(T축 및 R축)의 사이에 적용하는 접촉에 의한 토크와 동등하게 설정하는 것이 좋은 결과를 얻을 수 있는 것도 알 수 있다.

그런데 앵귤러 볼 베어링(47)은 연동축과는 관계하지 않는 별도 고정부(조인트 블록(11) 등)와의 접촉에 의한 토크를 얻을 수 있는 장소에 장착할 필요가 있다.

그 장착 위치로서는, T축 모터(31)의 구동축(31a) 상 이외에, T축 모터(31)부터 각각의 스핀들(36)까지의 사이의 동력 전달계의 일부인 동력 전달축(37)의 위에 설치하는 것을 고려할 수 있다.

또한 후자의 경우, T축 모터(31)의 구동축(31a)에 대해, 상기 제1 감속 기어 쌍에 의해 감속된 축 상이 되기 때문에, 그 감속비를 N:1로 하면, 전자의 경우에 비해 N배의 토크가 필요하게 되고, 앵귤러 볼 베어링(47)의 대형화에 의한 비용 및 중량의 증가를 생각할 수 있다.

상술한 실시예에 의하면, 전자 부품의 위치 정밀도를 확보하기 위해, 제1 회전축(각각의 스핀들(36))이 예압을 받은 베어링(43, 44)에 지지되는 경우이어도, 그 구동원(T축 모터(31))부터 제1 회전축까지의 사이의 전동 기구에 회전 제동 수단(회전 제동 수단(B))을 설치함으로써, 상기 베어링의 접촉 마찰 저항의 영향에 따른 전자 부품의 위치 결정 완료 시간의 지연을 억제할 수 있다. 또한 상기 회전 제동 수단을 앵귤러 베어링으로 함으로써, 상기 전동 기구에 작용하는 각종 하중을 양호하게 지지할 수도 있다. 이상에 의해, 전자 부품의 안정된 장착, 해당 장치의 고속화 및 외력이나 장시간 사용에 따른 부품 장착 위치의 변동의 억제를 도모할 수 있다.

또한 다축 제어를 필요로 하는 구동 기구에 있어서 제동 요소를 추가하는 경우, 구동축의 강성을 확보하기 위한 앵귤러 베어링을 제동 요소로 하여 그 접촉에 의한 토크에 의해 다른 축의 동작 영향을 억제함으로써, 각각의 축의 위치 결정 시간의 단축이 가능하게 된다.

또한 동일한 기능을 구현하기 위한 제동 요소로서, 예를 들면 접촉 마찰 저항을 이용한 클램프 형상의 회전 제동 수단을 사용하면 별도 베어링이 필요하고 접촉면의 관리가 필요하고 내구성이 저하된다. 또한 예를 들어 마그넷을 이용한 비접촉 회전 제동 수단을 이용하면, 역시 별도 베어링이 필요하고, 그 기능 구성상 미소 이동시에 토크를 얻을 수 없다.

그래서 상술한 실시예에서와 같이 기계 모듈의 제어 조정을 중시한 앵귤러 베어링을 선정하여 이용함으로써, 모멘트 하중에 견디는 베어링의 접촉에 의한 토크를 이용할 수 있기 때문에, 구동축의 강성 확보에 의한 위치 결정 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

또한 베어링의 예압량·부하 하중에 대한 수명은 ISO/JIS에 준거하여 산출 가능하기 때문에, 내구 신뢰성을 정확하고 용이하게 향상시킬 수 있다.

또한 모멘트 하중에 견디는 베어링의 접촉에 의한 토크를 이용함으로써, 별도 제동 요소를 추가할 필요가 없기 때문에, 기구의 간략화(공간 절약화 및 비용 저감)를 도모할 수 있다.

또한 장시간의 사용에 의한 변화나 이동량에 의하지 않은 일정한 제동 토크에 의해 연동하는 각각의 축의 동작이 서로 주는 영향을 억제함으로써, 정정(靜定) 시간을 단축하는 제어가 가능하기 때문에, 위치 결정 시간의 단축을 도모할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

1: 전자 부품 장착 장치 18: 노즐
20: 노즐 헤드(헤드) 31: T축 모터(제1 구동 수단)
31a: 구동축 32: R축 모터(제2 구동 수단)
32a: 구동축 32d: 축 이음부
34: 헤드 본체(제2 회전축) 36: 스핀들(제1 회전축)
B: 회전 제동 수단 47: 앵귤러 볼 베어링

Claims (8)

1. 전자 부품을 지지하는 노즐을 구비하는 제1 회전축;
   외측에 상기 제1 회전축이 자전 가능하게 결합되며, 중공 원통 형상으로 이루어져 상기 제1 회전축에 평행한 제2 회전축을 중심으로 회전 가능한, 헤드 본체;
   상기 헤드 본체에 배치되어 회전함으로써 상기 제1 회전축에 동력을 전달하는 제1 동력 전달 기구;
   상기 헤드 본체의 외측에 배치되어 상기 제1 동력 전달 기구에 의해 전달될 동력을 발생시키는 제1 구동 수단;
   상기 헤드 본체의 외측에 배치되며 상기 헤드 본체를 회전시키는 제2 구동수단; 및
   상기 제1 동력 전달 기구에서 상기 제1 구동 수단으로부터 상기 제1 회전축까지의 사이의 일 지점에 설치되어, 상기 제1 동력 전달 기구에 제동력을 부여하는 회전 제동 수단;을 구비하고,
   상기 회전 제동 수단이 상기 제1 동력 전달 기구에 부여하는 토크는 상기 제1 회전축과 상기 제1 동력 전달 기구를 회전시키기 위해 소요되는 토크보다 크게 설정되어, 상기 회전 제동 수단이 상기 제1 동력 전달 기구에 제동력을 부여하는, 전자 부품 장착 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 회전 제동 수단이 상기 제1 구동 수단의 구동축에 설치되는, 전자 부품 장착 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 회전 제동 수단은 예압이 설정된 복수의 베어링인, 전자 부품 장착 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 회전축의 적어도 2개소 이상에 설치되는 복수 개의 예압이 설정된 베어링을 더 구비하는, 전자 부품 장착 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 베어링은 예압을 받은 앵귤러 베어링인, 전자 부품 장착 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2 구동 수단부터 상기 제2 회전축까지의 사이의 제2 동력 전달 기구에 제2 회전 제동 수단이 설치되는, 전자 부품 장착 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2 회전 제동 수단이 예압을 받은 앵귤러 베어링인, 전자 부품 장착 장치.

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