KR101669755B1

KR101669755B1 - 부재 부착 장치

Info

Publication number: KR101669755B1
Application number: KR1020150055768A
Authority: KR
Inventors: 가즈히코 가토; 신이치 하뉴
Original assignee: 베아크 가부시끼가이샤
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2015-04-21
Publication date: 2016-10-27
Also published as: CN105003504A; KR20150122596A; CN105003504B; TW201540611A

Abstract

본 발명의 과제는, 단시간에 접착제층을 용융 또는 연화 가능하게 함으로써 부착 동작의 고속화를 가능하게 함과 함께, 가열해야 하는 범위로서의 국소적 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 할 수 있는 부재 부착 장치를 제공하는 것이다.
부착 부재(20)를 부압 흡인하여, 당해 부압 흡인한 부착 부재(20)를, 접착제층(21)의 가열에 의해 피부착 부재(10)의 소정 위치에 부착하는 부재 부착 장치(1)이며, 선단부(111)에 흡인 구멍을 가짐과 함께 내부에 흡인 구멍에 연통되는 공기 흡인로를 갖고, 부착 부재(20)를 흡인 구멍으로 부압 흡인하는 흡인 헤드(100)와, 접착제층(21)을 가열하도록 흡인 헤드(100)에 흡인되어 있는 부착 부재(20)에 레이저광을 조사하는 레이저광 출력 헤드(300)를 구비하고, 레이저광 출력 헤드(300)는, 당해 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광이 공기 흡인로를 통과하도록 설치되어 있다.

Description

부재 부착 장치 {MEMBER ATTACHING APPARATUS}

본 발명은 피부착 부재의 소정 위치에 부재를 부착하는 부재 부착 장치에 관한 것이다.

피부착 부재의 소정 위치에 부재(부착 부재라 함)를 부착하는 부재 부착 장치는 다양하게 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재되어 있는 부재 부착 장치는, 부착 부재의 한 면에 접착제층이 형성되어 있고, 당해 접착제층을 히터에 의한 가열에 의해 용융 또는 연화시켜, 부착 부재를 피부착 부재의 소정 위치에 부착하는 부재 부착 장치이다.

도 19는 특허문헌 1에 기재되어 있는 부재 부착 장치(900)를 설명하기 위해 도시하는 도면이다. 특허문헌 1에 기재되어 있는 부재 부착 장치(900)는, 우선은, 프린터(910)로 인쇄한 부착 부재(라벨)(920)를 흡인 장치(930)로 흡인한다. 그리고, 벨트 컨베이어(940)에 의해 반송되어 오는 피부착 부재(950)를 부착 장치 제어부(960)에 있어서의 센서(961)가 검지하면, 흡인 장치(930)에 내장되어 있는 히터(도시하지 않음)에 의해 부착 부재(920)의 이면에 형성되어 있는 접착제층(도시하지 않음)을 용융 또는 연화시켜 당해 부착 부재(920)를 피부착 부재(950)에 부착하는 것이다.

상기한 바와 같이, 특허문헌 1에 기재되어 있는 부재 부착 장치(900)에 있어서는, 접착제층의 용융 또는 연화는, 흡인 장치(930)에 내장되어 있는 히터에 의해 행하고 있다. 구체적으로는, 부착 장치 제어부(960)가, 센서(961)로부터의 검지 신호[피부착 부재(950)를 검지한 것을 나타내는 신호]에 기초하여 히터를 통전 상태로 하여, 부착 부재(920)를 가열하여 접착제층을 용융 또는 연화시키도록 하고 있다.

일본 특허 출원 공개 제2006-282220호 공보

특허문헌 1에 기재되어 있는 부재 부착 장치(900)에 있어서는, 상기한 바와 같이, 전기를 에너지원으로 한 히터(전기 히터라 함)에 의해 접착제층을 용융 또는 연화시키고 있다. 그러나, 전기 히터는 통전 상태로 되고 나서, 접착제층의 용융 또는 연화 가능해지는 온도에 도달할 때까지 많은 시간을 필요로 하므로, 부착 동작의 고속화에 대응할 수 없는 것과 같은 과제가 있다.

또한, 용융 또는 연화 가능해지는 온도에 도달할 때까지 많은 시간을 필요로 하면, 시간의 경과와 함께 가열하고 싶지 않은 개소에까지 열이 전달되어 버리는 경우도 있는 것과 같은 과제도 있다. 예를 들어, 전자 회로 기판(기판이라 함)의 소정 위치에 방열판, 실드판, 보강판 등의 판상의 부착 부재를 부착하는 부재 부착 장치에 있어서는, 우선은, 이들 부착 부재를 기판의 소정 위치(부재 부착 위치라 하는 경우도 있음)에 가부착하는 가부착 공정을 행하고, 그 후에 본부착을 행하는 경우가 있다.

이러한 부착 부재를 기판의 소정 위치에 가부착하는 가부착 공정에 있어서는, 부착 부재의 국소적인 범위(예를 들어, 직경이 1㎜∼수 ㎜ 정도의 범위)를 가열해야 하는 범위로 하여 가열하여, 당해 가열해야 하는 범위에 대응하는 접착제층을 용융 또는 연화시켜, 당해 부착 부재를 기판의 소정 위치에 가부착하는 것과 같은 것을 행하는 경우가 많다. 이 경우, 부착 부재는 당해 부착 부재의 일부만이 접착제에 의해 기판의 소정 위치에 접착된 상태로 되어 있다.

이러한 가부착을 행하는 경우에는, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 하는 것도 과제로서 들 수 있다. 또한, 이러한 과제는, 가부착을 행하는 경우에 한정되는 것이 아니라, 부착 부재의 가열해야 하는 범위를 가열하여, 당해 가열해야 하는 범위에 대응하는 접착제층을 용융 또는 연화시킴으로써, 당해 부착 부재를 기판의 소정 위치에 부착하는 경우(예를 들어, 본부착하는 경우 등)에는 마찬가지의 것을 말할 수 있다.

이와 같이, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 하기 위해서는, 상기 특허문헌 1에 기재되어 있는 부재 부착 장치와 같이, 전기 히터에 의한 가열에 의해, 부착 부재에 형성되어 있는 접착제층을 용융 또는 연화시키는 방법으로는 대응하기 어려운 것으로 된다.

또한, 상기한 과제, 즉, 부착 동작의 고속화에 대응할 수 없는 것과 같은 과제 및 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 하는 것과 같은 과제는, 접착제층을 용융 또는 연화시켜, 부착 부재를 피부착 부재의 소정 위치에 부착하는 부재 부착 장치에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 접착재층을 용융 또는 연화시키는 것이 아니라, 전기 히터에 의한 가열에 의해 부착 부재 자체를 용융시켜, 용융시킨 부착 부재를 피부착 부재에 부착하는 부재 부착 장치에 있어서도 마찬가지로 존재한다.

본 발명은 상기한 사정에 비추어 이루어진 것이며, 부착 부재를 피부착 부재에 부착하는 동작을 단시간에 행함으로써, 부착 동작의 고속화를 가능하게 함과 함께, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 할 수 있는 부재 부착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[1] 본 발명의 부재 부착 장치(본 발명에 있어서의 제1 부재 부착 장치라 함)는, 피부착 부재에 부착되는 부착 부재를 부압 흡인하여, 당해 부압 흡인한 부착 부재를, 접착제층의 가열에 의해 상기 피부착 부재의 소정 위치에 부착하는 부재 부착 장치이며, 선단부에 흡인 구멍을 가짐과 함께, 내부에 상기 흡인 구멍에 연통되는 공기 흡인로를 갖고, 상기 부착 부재를 상기 흡인 구멍에 있어서 부압 흡인하는 흡인 헤드와, 상기 접착제층을 가열하도록, 상기 흡인 헤드에 흡인되어 있는 부착 부재에 레이저광을 조사하는 레이저광 출력 헤드를 구비하고, 상기 레이저광 출력 헤드는, 당해 레이저광 출력 헤드로부터 출력되는 레이저광이 상기 공기 흡인로를 통과하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 본 발명에 있어서의 제1 부재 부착 장치에 있어서는, 레이저광을 부착 부재에 조사함으로써, 부착 부재의 이면에 형성되어 있는 접착제층을 용융 또는 연화시키도록 하고 있다. 이에 의해, 접착제층을 단시간에 용융 또는 연화시킬 수 있어, 부착 동작의 고속화가 가능해짐과 함께, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 할 수 있다. 이와 같이, 접착제층을 단시간에 용융 또는 연화시킬 수 있음으로써, 전기 히터를 사용하는 경우에 비해 소비 전력을 삭감할 수 있다. 또한, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 할 수 있음으로써, 부착 부재 및 피부착 부재의 품질 열화를 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 제1 부재 부착 장치에 있어서는, 레이저광 출력 헤드는, 당해 레이저광 출력 헤드로부터 출력되는 레이저광이 공기 흡인로를 통과하도록 설치되어 있다. 이에 의해, 부재 부착 장치 전체가 간소화되어 콤팩트한 것으로 된다.

[2] 본 발명에 있어서의 제1 부재 부착 장치에 있어서는, 상기 부착 부재를 가열할 때의 가열해야 하는 범위는, 상기 부착 부재의 국소적인 범위인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 제1 부재 부착 장치에 따르면, 레이저광에 의해 부착 부재의 국소적인 범위를 가열하도록 하고 있으므로, 가열되는 범위는, 부착 부재의 국소적인 범위에 그칠 수 있다. 그에 의해, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 할 수 있다.

[3] 본 발명에 있어서의 제1 부재 부착 장치에 있어서는, 상기 흡인 헤드에 있어서의 상기 선단부에는, 상기 레이저광이 조사됨으로써 가열되어 열을 발하고, 당해 가열되어 발한 열을 상기 부착 부재에 전도시키는 열전도부가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

흡인 헤드를 이러한 구성으로 함으로써, 레이저광 출력 헤드로부터 출력되는 레이저광이, 부착 부재에 직접적으로 조사되지 않으므로, 부착 부재가 필요 이상으로 고온으로 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 레이저광이 부착 부재를 직접적으로 조사하지 않으므로, 부착 부재의 품질이 열화되는 것을 방지할 수 있다.

[4] 본 발명에 있어서의 제1 부재 부착 장치에 있어서는, 상기 흡인 구멍은, 상기 열전도부를 둘러싸도록 복수 개소에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

흡인 구멍이 열전도부를 둘러싸도록 복수 개소에 형성되어 있음으로써, 열전도부의 열이 흡인 구멍의 외측의 범위에까지 전도되기 어려워진다. 즉, 열전도부와 흡인 구멍의 외측의 범위 사이에는, 흡인 구멍이 존재하고 있으므로, 열전도부와 흡인 구멍 외측의 범위를 연결하는 연결부의 단면적이 작아진다. 이로 인해, 열전도부의 열은, 흡인 구멍의 외측의 범위에까지, 전도되기 어려워진다. 이에 의해, 부착 부재에 있어서도, 열전도부에 대응하는 범위 이외(가열해야 하는 범위 이외)의 범위가 고온으로 되는 것을 억제할 수 있다.

[5] 본 발명에 있어서의 제1 부재 부착 장치에 있어서는, 상기 열전도부는, 상기 레이저광을 흡수하여 열로 변환하기 쉽게 하기 위한 가공이 실시되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 가공을 실시함으로써, 레이저광을 효율적으로 흡수하여 열로 변환할 수 있다. 또한, 레이저광 출력 헤드에 대해 집중적으로 반사하는 레이저광의 광량을 적게 할 수 있으므로, 레이저광 출력 헤드의 광학계 등을 보호할 수 있다.

[6] 본 발명의 부재 부착 장치(본 발명에 있어서의 제2 부재 부착 장치라 함)는, 피부착 부재에 부착되는 부착 부재를 부압 흡인하여, 당해 부압 흡인한 부착 부재를 상기 피부착 부재에 접촉시킨 상태에서, 상기 부착 부재 및 상기 피부착 부재를 레이저광에 의해 가열하여 용융시킴으로써, 당해 부착 부재를 상기 피부착 부재의 소정 위치에 부착하는 부재 부착 장치이며, 선단부에 흡인 구멍을 가짐과 함께, 내부에 상기 흡인 구멍에 연통되는 공기 흡인로를 갖고, 상기 부착 부재를 상기 흡인 구멍에 있어서 부압 흡인하는 흡인 헤드와, 상기 부착 부재 및 상기 피부착 부재의 소정 개소를 용융시키도록, 상기 흡인 헤드에 흡인되어 있는 부착 부재에 레이저광을 조사하는 레이저광 출력 헤드를 구비하고, 상기 레이저광 출력 헤드는, 당해 레이저광 출력 헤드로부터 출력되는 레이저광이 상기 공기 흡인로를 통과하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 본 발명에 있어서의 제2 부재 부착 장치에 있어서는, 부착 부재 및 피부착 부재의 소정 개소를 레이저광에 의해 가열하여 용융시킴으로써, 당해 부착 부재를 상기 피부착 부재의 소정 위치에 부착하도록 하고 있다. 구체적으로는, 부착 부재 및 피부착 부재의 소정 개소를 레이저광에 의해 가열하여 용융시키고, 그 후, 용융된 부분이 응고됨으로써, 당해 부착 부재와 피부착 부재를 소정 개소에 있어서 접합시키도록 하고 있다. 즉, 본 발명의 부재 부착 장치에 있어서는, 부착 부재와 피부착 부재의 소정 개소의 접합을 레이저 용접에 의해 행한다고 하는 것이며, 당해 레이저 용접에 의해, 부착 부재를 피부착 부재에 부착하도록 하고 있다.

이에 의해, 부착 부재를 피부착 부재에 부착하는 동작을 단시간에 행할 수 있어, 부착 동작의 고속화를 가능하게 함과 함께, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 할 수 있다. 이와 같이, 부착 부재를 피부착 부재에 부착하는 동작을 단시간에 행할 수 있음으로써, 전기 히터를 사용하여 부착을 행하는 경우에 비해 소비 전력을 삭감할 수 있다. 또한, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 할 수 있음으로써, 부착 부재 및 피부착 부재의 품질 열화를 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 제2 부재 부착 장치에 있어서도, 상기 본 발명에 있어서의 제1 부재 부착 장치와 마찬가지로, 레이저광 출력 헤드는, 당해 레이저광 출력 헤드로부터 출력되는 레이저광이 공기 흡인로를 통과하도록 설치되어 있다. 이에 의해, 부재 부착 장치 전체가 간소화되어 콤팩트한 것으로 된다.

[7] 본 발명에 있어서의 제2 부재 부착 장치에 있어서는, 상기 부착 부재 및 상기 피부착 부재를 용융시킬 때에 용융해야 하는 범위는, 상기 부착 부재 및 상기 피부착 부재의 국소적인 범위인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 제2 부재 부착 장치에 따르면, 레이저광에 의해 부착 부재 및 피부착 부재의 국소적인 범위를 용융시키도록 하고 있으므로, 가열되는 범위는, 부착 부재 및 피부착 부재의 국소적인 범위에 그칠 수 있다. 이에 의해, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 할 수 있다.

[8] 본 발명에 있어서의 제2 부재 부착 장치에 있어서는, 상기 흡인 헤드의 선단부에는, 당해 흡인 헤드가 부착 부재를 흡인하는 동작을 행하고 있을 때에, 당해 흡인 헤드가 부착 부재를 흡인한 상태를 유지할 수 있는 흡인 상태 유지부가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

흡인 헤드의 선단부에 이러한 흡인 상태 유지부가 설치되어 있음으로써, 흡인 헤드가 부착 부재를 흡인한 상태로 하였을 때에, 당해 흡인 헤드가 부착 부재를 흡인한 상태를 확실하게 유지할 수 있다. 이에 의해, 부착 부재가 예를 들어 차량 부품이나 대형의 가전 부품 등에 있어서 사용되는 철판 등과 같이 중량이 크거나, 사이즈가 큰 경우라도, 흡인 헤드가 부착 부재를 흡인한 상태를 확실하게 유지할 수 있다. 그에 의해, 부착 부재를 확실하게 피부착 부재의 부재 부착 위치로 이동시킬 수 있다.

이와 같이, [8]에 기재된 부재 부착 장치는, 차량이나 대형의 가전 부품의 조립 공장에 있어서의 용접 로봇 등에 적합한 것으로 된다. 또한, 부착 부재가 철 등의 자성체라면 흡인 상태 유지부로서는 전자석을 사용할 수 있다. 또한, 이러한 흡인 상태 유지부는, 상기 제1 부재 부착 장치에 있어서도 설치하는 것이 가능하다.

[9] 본 발명에 있어서의 제1 및 제2 부재 부착 장치에 있어서는, 상기 레이저광 출력 헤드는, 상기 흡인 헤드에 장착되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이, 레이저광 출력 헤드가, 흡인 헤드에 장착되어 있으므로, 레이저광 출력 헤드는, 흡인 헤드와 함께 이동 가능하다. 이에 의해, 레이저광 출력 헤드를 이동시키기 위한 이동 기구부는 불필요해짐과 함께, 흡인 헤드와 레이저광 출력 헤드가 1개의 유닛으로서 구성되어 있다. 이에 의해, 부재 부착 장치 전체가 보다 간소화되어 콤팩트한 것으로 된다.

또한, 레이저광 출력 헤드가, 흡인 헤드에 장착되어 있음으로써, 당해 레이저광 출력 헤드로부터 출력되는 레이저광은, 흡인 헤드에 있어서의 공기 흡인로 내에 직접적으로 출력되게 된다. 이에 의해, 당해 부재 부착 장치의 주변에 있는 오퍼레이터 등은 레이저광을 직시하는 일이 없고, 오퍼레이터 등에게 레이저광의 영향을 미치는 일이 없어, 안전성을 높게 할 수 있다.

또한, 레이저광 출력 헤드가, 흡인 헤드에 장착되어 있음으로써, 흡인 헤드가 부착 부재를 흡인한 후, 당해 흡인 헤드가 피부착 부재의 위치에 도달할 때까지의 이동 중의 단계에서, 부착 부재에 레이저광을 조사할 수도 있다. 이에 의해, 부착 부재를 흡인하여, 흡인한 부착 부재를 피부착 부재의 소정 위치에 부착하는 것과 같은 일련의 동작을 효율적으로 행할 수 있어, 부착 부재의 부착 동작 시간의 단축화가 도모된다.

[10] 본 발명에 있어서의 제1 및 제2 부재 부착 장치에 있어서는, 상기 레이저광 출력 헤드는, 상기 흡인 헤드로부터 이격된 위치에 설치되어 있음과 함께, 상기 흡인 헤드는, 상기 선단부와는 반대측의 후단부에 상기 레이저광 출력 헤드로부터 출력되는 레이저광을 투과 가능하게 하는 광 투과 부재를 갖고, 상기 레이저광 출력 헤드로부터 출력되는 레이저광은, 상기 광 투과 부재를 통해 상기 공기 흡인로에 출력되는 것도 바람직하다.

이러한 구성으로 해도, 상기 [1] 또는 [6]에 기재된 본 발명의 부재 부착 장치와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 이 경우, 레이저광 출력 헤드는, 흡인 헤드의 이동에 수반하여 이동하는 구성으로 해도 되고, 또는, 미리, 피부착 부재의 소정 위치를 조사 가능하게 하도록 설치되어 있는 구성으로 해도 된다.

[11] 본 발명에 있어서의 제1 및 제2 부재 부착 장치에 있어서는, 상기 광 투과 부재는, 집광 렌즈이며, 상기 레이저광 출력 헤드는, 상기 집광 렌즈에 평행광을 출력하는 것이 바람직하다.

이러한 구성으로 함으로써, 레이저광 출력 헤드의 구성을 간소화할 수 있다.

도 1은 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)를 설명하기 위해 도시하는 도면.
도 2는 도 1에 있어서의 파선 프레임 A 내를 확대하여 도시하는 일부 단면도.
도 3은 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)의 부재 부착 동작을 설명하기 위해 도시하는 도면.
도 4는 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)에 있어서 부착 부재(20)에 대해 레이저광을 조사하고 있는 상태를 도시하는 확대도.
도 5는 실시 형태 2에 관한 부재 부착 장치(2)를 설명하기 위해 도시하는 도면.
도 6은 실시 형태 2에 관한 부재 부착 장치(2)에 있어서의 흡인 헤드(100)를 확대하여 도시하는 단면도.
도 7은 실시 형태 2에 관한 부재 부착 장치(2)에 있어서 부착 부재(20)에 대해 레이저광을 조사하고 있는 상태를 도시하는 확대도.
도 8은 실시 형태 3에 관한 부재 부착 장치(3)를 설명하기 위해 도시하는 도면.
도 9는 도 8에 있어서의 파선 프레임 A 내를 확대하여 도시하는 일부 단면도.
도 10은 실시 형태 3에 관한 부재 부착 장치(3)에 있어서 레이저광을 조사하고 있는 상태를 도시하는 도면.
도 11은 열전도부(170)를 둘러싸도록 형성되어 있는 흡인 구멍(120)의 변형예를 나타내는 도면.
도 12는 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)를 설명하기 위해 도시하는 도면.
도 13은 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)의 부재 부착 동작을 설명하기 위해 도시하는 도면.
도 14는 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)에 있어서 부착 부재(20)에 대해 레이저광을 조사하고 있는 상태를 도시하는 확대도.
도 15는 실시 형태 5에 관한 부재 부착 장치(5)를 설명하기 위해 도시하는 도면.
도 16은 실시 형태 5에 관한 부재 부착 장치(5)에 있어서, 부착 부재(20)에 대해 레이저광을 조사하고 있는 상태를 도시하는 도면.
도 17은 실시 형태 6에 관한 부재 부착 장치(6)를 설명하기 위해 도시하는 도면.
도 18은 도 17에 있어서의 파선 프레임 A 내를 확대하여 도시하는 일부 단면도.
도 19는 특허문헌 1에 기재되어 있는 부재 부착 장치(900)를 설명하기 위해 도시하는 도면.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 하기에 나타내는 실시 형태 1∼6 중, 실시 형태 1∼3은 상기 과제의 해결 수단에 있어서 설명한 「본 발명에 있어서의 제1 부재 부착 장치」에 대응하는 것이며, 실시 형태 4∼6은 상기 과제의 해결 수단에 있어서 설명한 「본 발명에 있어서의 제2 부재 부착 장치」에 대응하는 것이다.

[실시 형태 1]

도 1은 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)를 설명하기 위해 도시하는 도면이다.

도 2는 도 1에 있어서의 파선 프레임 A 내를 확대하여 도시하는 일부 단면도이다.

실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 피부착 부재(10)의 소정 위치(부재 부착 위치라 하는 경우도 있음)에 부착해야 하는 부재(부착 부재라 함)(20)를 부압 흡인하는 흡인 헤드(100)와, 흡인 헤드(100)를 이동시키는 이동 기구부(200)와, 부착 부재(20)를 가열하는 레이저광 출력 헤드(300)를 갖고 있다.

또한, 실시 형태 1 및 후술하는 실시 형태 2, 3에 있어서는, 피부착 부재(10)는, 예를 들어 전자 회로 부품 등이 탑재되는 플렉시블 기판 등의 기판인 것으로 한다. 이로 인해, 실시 형태 1 및 후술하는 실시 형태 2, 3의 설명에 있어서는, 피부착 부재(10)를 기판(10)이라고 표기하는 경우도 있다. 또한, 부착 부재(20)는, 예를 들어 금속판으로 이루어지는 보강판인 것으로 한다. 당해 부착 부재(20)의 이면측(흡인되는 측의 면과는 반대측의 면)에는 접착제층(21)이 형성되어 있다. 접착제층(21)을 용융 또는 연화 가능하게 하는 온도는, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치에 있어서는, 100℃∼200℃ 정도인 것으로 한다.

흡인 헤드(100)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 통 형상 본체부(110)의 선단부(111)에, 부착 부재(20)를 흡인하기 위한 흡인 구멍(120)을 가짐과 함께, 내부에 당해 흡인 구멍(120)에 연통되는 공기 흡인로(130)를 갖고 있다. 공기 흡인로(130)는 공기 흡인 파이프(140)에 의해 부압 생성 펌프(도시하지 않음)에 연결되어 있다.

이동 기구부(200)는, 흡인 헤드(100)를 xy 평면(수평면으로 함) 상의 임의의 위치로 이동 가능하게 함과 함께 z축을 따라 승강 가능하게 한다. 이러한 이동 기구부(200)에 의해, 흡인 헤드(100)는, 부착 부재(20)가 배치되어 있는 위치와, 기판(10)이 배치되어 있는 위치 사이를 왕복 이동 가능하게 되어 있다.

구체적으로는, 흡인 헤드(100)가 부착 부재(20)를 흡인하는 동작을 행할 때에는, 흡인 헤드(100)를 xy 평면 상에 있어서 부착 부재(20)의 위치로 이동시킨 후에, z축을 따라 하강시켜 흡인 헤드(100)의 선단부(111)를 부착 부재(20)에 접촉시킨다. 그리고, 흡인 헤드(100)가 부착 부재(20)를 흡인하면, 흡인 헤드(100)를 상승시킨 후에, 당해 흡인 헤드(100)를 xy 평면 상에 있어서 기판(10)이 배치되어 있는 위치로 이동시켜, 기판(10)의 소정 위치(부재 부착 위치)에 흡인 헤드(100)를 하강시킨다고 하는 동작을 행한다.

흡인 헤드(100)에 이러한 동작을 행하게 하기 위한 이동 기구부(200)는, 예를 들어 다관절 아암 등을 사용한 공지의 기술을 사용 가능하고, 또한 본 발명의 요지는 아니므로, 여기에서는, 상세한 구성에 관한 도시 및 설명은 생략한다.

또한, 실시 형태 1 및 후술하는 실시 형태 2∼6에 있어서는, 현시점에 있어서 흡인 대상으로 되는 1매의 부착 부재(20)와, 현시점에 있어서 피부착 대상으로 되는 피부착 부재(10)는, 워크 테이블(40) 상에 있어서, x축을 따른 위치에 배치되어 있는 것으로 한다. 이로 인해, 흡인 헤드(100)는 이동 기구부(200)에 의해, 당해 피부착 부재(10)와 당해 부착 부재(20) 사이를 x축을 따라 도시의 좌우 방향(화살표 x방향 및 화살표 ｘ’방향)으로 왕복 동작함과 함께, 부착 부재(20)가 배치되어 있는 위치 및 피부착 부재(10)가 배치되어 있는 위치에 있어서는, 각각 z축을 따라 도시의 상하 방향(화살표 z방향 및 화살표 ｚ’방향)으로 승강한다.

레이저광 출력 헤드(300)는, 당해 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광이 공기 흡인로(130)를 통과하여 흡인 구멍(120)에 도달하도록, 흡인 헤드(100)의 후단부(112)에 장착되어 있다. 또한, 레이저광 출력 헤드(300)는, 흡인 헤드(100)에 있어서의 공기 흡인로(130)의 기밀성이 유지 가능해지도록 흡인 헤드(100)에 장착되어 있다.

레이저광 출력 헤드(300)가 흡인 헤드(100)에 이와 같이 장착되어 있으므로, 부착 부재(20)가 흡인 구멍(120)에 흡인되어 있는 상태에 있어서는, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 레이저광이 출력되면, 출력된 레이저광은 부착 부재(20)를 조사한다. 이것에 대해서는, 도 4에 의해 후술한다.

레이저광 출력 헤드(300)는, 레이저광 발생 장치(도시하지 않음)에 광 파이버 케이블(320)에 의해 접속되어 있다. 또한, 레이저광 발생 장치는, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광의 출력의 크기가 설정 가능하게 되어 있다. 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)에 있어서는, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광의 출력의 크기는, 레이저광을 부착 부재(20)의 표면에 조사하였을 때에, 부착 부재(20)의 이면에 형성되어 있는 접착제층(21)을 용융 또는 연화 가능하게 하는 정도로 설정되어 있다.

도 3은 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)의 부재 부착 동작을 설명하기 위해 도시하는 도면이다. 도 3의 (a)∼도 3의 (c)는 부재 부착 동작의 각 과정을 도시하고 있다. 또한, 도 3에 있어서는, 부착 부재(20)를 기판(10)의 소정 위치(부재 부착 위치)에 가부착하는 경우에 대해 설명한다.

우선, 흡인 헤드(100)가 도 3에 있어서 화살표 ｘ’방향으로 이동하여, 부착 부재(20)가 배치되어 있는 위치에 도달하면, 당해 부착 부재(20)가 배치되어 있는 위치에 있어서 화살표 ｚ’방향으로 하강하여 부착 부재(20)를 흡인한다[도 3의 (a) 참조].

그리고, 부착 부재(20)를 흡인한 흡인 헤드(100)는 상승하여[도 3의 (b) 참조], 화살표 x방향으로 이동하여, 기판(10)이 배치되어 있는 위치[구체적으로는 기판(10)의 부재 부착 위치]에 도달하면, 당해 부재 부착 위치에 있어서 하강한다. 이에 의해, 부착 부재(20)는, 흡인 헤드(100)에 흡인된 상태에서, 기판(10)의 부재 부착 위치에 접촉한 상태로 된다[도 3의 (c) 참조].

또한, 부착 부재(20)의 이면[기판(10)에 접촉하고 있는 측의 면]에는, 접착제층(21)이 형성되어 있으므로, 도 3의 (c)의 상태, 즉, 부착 부재(20)가 기판(10)의 부착 위치에 접촉한 상태에 있어서는, 부착 부재(20)와 기판(10) 사이에는 접착제층(21)이 개재되어 있는 상태로 되어 있다. 이 상태에서, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 레이저광이 출력된다.

도 4는 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)에 있어서 부착 부재(20)에 대해 레이저광을 조사하고 있는 상태를 도시하는 확대도이다. 또한, 도 4에 있어서는 흡인 헤드(100)가 단면도로서 도시되어 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 레이저광(L)이 출력되면, 당해 레이저광(L)은 부착 부재(20)에 조사된다. 이에 의해, 부착 부재(20)가 가열되어, 가열에 의한 열이 접착제층(21)에 전도되므로, 접착제층(21)이 용융 또는 연화되어 부착 부재(20)는 기판(10)의 부재 부착 위치에 접착된다.

또한, 도 3 및 도 4는 부착 부재(20)를 기판(10)의 부착 위치에 가부착하는 경우이므로, 부착 부재(20)의 국소적인 범위(예를 들어, 직경이 1㎜∼수 ㎜ 정도의 범위)를 가열해야 하는 범위로 하여 가열하여, 당해 가열해야 하는 범위에 대응하는 접착제층을 용융 또는 연화시키면 된다. 이로 인해, 부착 부재(20)에 대한 레이저광의 조사 범위는, 접착제층(21)이 상기 국소적인 범위에서 용융 또는 연화 가능해지는 정도로 설정하면 된다. 또한, 레이저광의 조사 시간은, 레이저광의 출력의 크기 등에도 의존하지만, 극히 근소한 시간(예를 들어, 수 초 정도 이하의 시간)으로 충분하다.

이와 같이 하여, 부착 부재(20)가 기판(10)에 가부착되면, 흡인 헤드(100)는 흡인 동작을 해제하여 화살표 z방향으로 상승하고, 부착 부재(20)가 배치되어 있는 위치로 복귀되고, 다음 부착 부재(20)에 대해 도 3의 (a)∼도 3의 (c)의 동작을 행한다. 이러한 동작을 반복해서 행한다.

그런데, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광(L)은, 부착 부재(20)의 표면에서 초점을 연결하도록 설정되어 있어도 되고, 또한 초점을 약간 어긋나도록 설정되어 있어도 된다. 또한, 초점을 약간 어긋나도록 설정하는 경우에는, 초점은 부착 부재(20)보다도 더욱 끝쪽, 즉, 부착 부재(20)의 이면[접착제층(21)이 형성되어 있는 측의 면]보다도 더욱 끝쪽(도 4에 있어서의 하측 방향)으로 약간 어긋나도록 설정한다. 이와 같이 설정함으로써, 부착 부재(20)가 필요 이상으로 고온으로 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 부착 부재(20)에 대한 레이저광(L)의 조사 범위는, 필요 이상으로 넓어지지 않도록 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 초점은, 부착 부재(20)보다도 전방측(도 4에 있어서의 상측 방향)에 약간 어긋나도록 설정해도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)에 있어서는, 레이저광(L)을 부착 부재(20)에 조사함으로써, 부착 부재(20)의 이면에 형성되어 있는 접착제층(21)을 용융 또는 연화시키도록 하고 있다. 이에 의해, 접착제층(21)을 단시간에 용융 또는 연화시킬 수 있고, 가부착 동작의 고속화가 가능해진다고 하는 효과가 얻어짐과 함께, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다. 이와 같이, 접착제층(21)을 단시간에 용융 또는 연화시킬 수 있음으로써, 전기 히터를 사용하는 경우에 비해 소비 전력을 삭감할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다. 또한, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 할 수 있음으로써, 부착 부재 및 피부착 부재의 품질 열화를 억제할 수 있다고 하는 효과도 얻어진다.

또한, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광(L)은, 흡인 헤드(100)의 공기 흡인로(130)를 통과하여 부착 부재(20)에 조사되므로, 부재 부착 장치(1) 전체가 간소화되어 콤팩트한 것으로 된다.

또한, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)에 있어서는, 레이저광 출력 헤드(300)가, 흡인 헤드(100)에 장착되어 있으므로, 레이저광 출력 헤드(300)는, 흡인 헤드(100)와 함께 이동 가능하다. 이에 의해, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)에 있어서는, 레이저광 출력 헤드(300)를 이동시키기 위한 이동 기구부는 불필요해짐과 함께, 흡인 헤드(100)와 레이저광 출력 헤드(300)가 1개의 유닛으로서 구성되어 있으므로, 부재 부착 장치(1) 전체가 보다 간소화되어 콤팩트한 것으로 된다.

또한, 레이저광 출력 헤드(300)가, 흡인 헤드(100)에 장착되어 있음으로써, 당해 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광은, 흡인 헤드(100)에 있어서의 공기 흡인로(130) 내에 직접적으로 출력되게 된다. 이에 의해, 당해 부재 부착 장치(1)의 주변에 있는 오퍼레이터 등은 레이저광을 직시하는 일이 없고, 오퍼레이터 등에게 레이저광의 영향을 미치는 일이 없어, 안전성을 높게 할 수 있다.

[실시 형태 2]

도 5는 실시 형태 2에 관한 부재 부착 장치(2)를 설명하기 위해 도시하는 도면이다.

도 6은 실시 형태 2에 관한 부재 부착 장치(2)에 있어서의 흡인 헤드(100)를 확대하여 도시하는 단면도이다.

실시 형태 2에 관한 부재 부착 장치(2)가 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와 다른 점은, 레이저광 출력 헤드(300)가 흡인 헤드(100)에 장착되어 있는 것이 아니라, 도 5에 도시하는 바와 같이, 흡인 헤드(100)로부터 이격된 위치이며, 또한 당해 흡인 헤드(100)의 후단부(112)보다도 상방의 위치에 설치되어 있는 점 및, 도 6에 도시하는 바와 같이, 흡인 헤드(100)는, 후단부(112)에 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광을 투과 가능하게 하는 광 투과 부재(150)를 갖고 있는 점이다. 그 밖은, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와 마찬가지의 구성으로 되어 있으므로, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와 동일 구성 요소에는 동일 부호가 부여되어 있다.

실시 형태 2에 관한 부재 부착 장치(2)에 있어서는, 레이저광 출력 헤드(300)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 기판(10)의 부재 부착 위치의 상방에 설치되어 있고, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광은, 기판(10)의 부재 부착 위치에 조사되도록 설정되어 있다.

또한, 흡인 헤드(100)의 후단부(112)에 설치되어 있는 광 투과 부재(150)로서는, 예를 들어 내열성을 갖는 평면 유리 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 이러한 광 투과 부재(150)는, 흡인 헤드(100)에 있어서의 공기 흡인로(130)의 기밀성이 유지 가능해지도록 흡인 헤드(100)에 장착되어 있다.

또한, 레이저광 출력 헤드(300)와, 흡인 헤드(100)의 광 투과 부재(150) 사이에는, 광을 투과시키지 않는 재질로 이루어지는 내부가 공동(空洞)인 통 형상체(도시하지 않음)를 설치하도록 해도 된다. 이러한 통 형상체를 설치함으로써, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광은, 통 형상체의 내부를 통과하여, 흡인 헤드(100)의 광 투과 부재(150)를 투과한 후, 흡인 헤드(100)의 공기 흡인로(130)를 진행하게 된다. 이에 의해, 당해 부재 부착 장치(2)의 주변에 있는 오퍼레이터 등에게 레이저광의 영향을 미치는 일이 없어, 안전성을 높게 할 수 있다.

이와 같이 구성되어 있는 실시 형태 2에 관한 부재 부착 장치(2)에 있어서의 부재 부착 동작(가부착 동작)은, 기본적으로는, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와 마찬가지로 행할 수 있다.

도 7은 실시 형태 2에 관한 부재 부착 장치(2)에 있어서, 부착 부재(20)에 대해 레이저광을 조사하고 있는 상태를 도시하는 도면이다. 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광(L)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 흡인 헤드(100)의 광 투과 부재(150)를 통해 공기 흡인로(130)를 통과하고, 흡인 구멍(120)에 흡인되어 있는 부착 부재(20)에 조사된다. 이에 의해, 부착 부재(20)가 가열되어, 가열에 의한 열이 접착제층(21)에 전해지므로, 접착제층(21)이 용융 또는 연화되어, 부착 부재(20)는 기판(10)의 부재 부착 위치에 부착된다.

실시 형태 2에 관한 부재 부착 장치(2)에 있어서도, 접착제층(21)을 단시간에 용융 또는 연화시킬 수 있어, 가부착 동작의 고속화가 가능해진다고 하는 효과가 얻어짐과 함께, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다. 이와 같이, 접착제층(21)을 단시간에 용융 또는 연화시킬 수 있음으로써, 전기 히터를 사용하는 경우에 비해 소비 전력을 삭감할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다. 또한, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 할 수 있음으로써, 부착 부재 및 피부착 부재의 품질 열화를 억제할 수 있다고 하는 효과도 얻어진다. 또한, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광(L)은, 흡인 헤드(100)의 공기 흡인로(130)를 통과하여 부착 부재(20)에 조사되므로, 부재 부착 장치(1) 전체가 간소화되어 콤팩트한 것으로 된다.

또한, 레이저광 출력 헤드(300)는, 당해 레이저광 출력 헤드(300)를 이동시키기 위한 이동 기구부(도시하지 않음)를 설치함으로써, 레이저광 출력 헤드(300)를 xy 평면 상을 따른 이동과 z축을 따른 승강이 가능해지도록 해도 된다. 이와 같이 함으로써, 기판(10)의 위치의 변화에 대응 가능해짐과 함께, 초점의 위치도 조정 가능해진다.

[실시 형태 3]

도 8은 실시 형태 3에 관한 부재 부착 장치(3)를 설명하기 위해 도시하는 도면이다.

도 9는 도 8에 있어서의 파선 프레임 B 내를 확대하여 도시하는 도면이다. 또한, 도 9의 (a)는 흡인 헤드(100)의 선단부(111)를 하측 방향에서 본 경우를 확대하여 도시하는 평면도이며, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)의 a-a 화살표 단면도이다.

실시 형태 3에 관한 부재 부착 장치(3)의 외관 구성은, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와 마찬가지이며, 실시 형태 3에 관한 부재 부착 장치(3)가 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와 다른 점은, 흡인 헤드(100)의 선단부(111)의 구성이다. 그 밖은, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와 마찬가지의 구성으로 되어 있으므로, 동일 구성 요소에는 동일 부호가 부여되어 있다.

실시 형태 3에 관한 부재 부착 장치(3)에 있어서는, 흡인 헤드(100)는, 선단부(111)에 흡인 구멍(120)을 갖는 점에서는 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와 동일하지만, 당해 선단부(111)에는, 흡인 구멍(120)과 함께, 레이저광이 조사됨으로써 가열되어 열을 발하고, 당해 가열되어 발한 열을 부착 부재(20)에 전도시키는 열전도부(170)가 설치되어 있다.

구체적으로는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 흡인 헤드(100)의 선단부(111)에 있어서의 대략 중심부에는 열전도부(170)가 설치되어 있고, 그 주위를 둘러싸도록, 원 형상을 이루는 복수의 흡인 구멍(120)이 형성되어 있다. 열전도부(170)는, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광에 의해 빠르게 가열되고, 그에 의해 발한 열을 효율적으로 부착 부재(20)에 전도시킬 수 있고, 또한 고내열성의 소재라면 특별히 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 금속, 카본 등 다양한 소재를 사용할 수 있다.

또한, 실시 형태 3에 관한 부재 부착 장치(3)에 있어서도, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와 마찬가지로, 부착 부재(20)는 기판(10)에 대해 국소적인 범위(예를 들어, 직경이 1㎜∼수 ㎜ 정도)에서 부착되어 있으면 되므로, 접착제층(21)은 상기 국소적인 범위만이 용융 또는 연화되면 된다. 이로 인해, 열전도부(170)는, 이러한 국소적인 범위에 대략 대응하는 정도로 설치되어 있으면 된다.

또한, 흡인 헤드(100)의 선단부(111)에 이러한 열전도부(170)를 설치하기 위해서는, 예를 들어 흡인 헤드(100)의 선단부(111) 전체를 이들 소재로 형성하여, 중심부의 소정 범위를 열전도부(170)로 하고, 당해 열전도부(170)를 둘러싸도록 복수개의 흡인 구멍(120)을 형성하도록 해도 되고, 또한 중심부의 소정 범위만을 상기한 열전도성이 우수한 소재를 사용하여 열전도부(170)를 형성하고, 당해 열전도부(170) 이외는 다른 소재로 형성하도록 해도 된다.

또한, 열전도부(170)의 표면[레이저광(L)이 조사되는 측의 면]은, 레이저광(L)을 흡수하여 열로 변환하기 쉽게 하기 위한 가공을 실시하는 것이 바람직하다. 특히, 표면이 경면으로 되어 있는 소재를 사용하여 열전도부(170)를 형성한 경우에는, 레이저광(L)을 흡수하여 열로 변환하기 쉽게 하기 위한 가공을 실시하는 것이 바람직하다. 레이저광(L)을 흡수하여 열로 변환하기 쉽게 하기 위한 가공으로서는, 예를 들어 표면에 흑색계의 도장을 실시하거나 하는 것을 예시할 수 있다.

열전도부(170)의 표면에 이러한 가공을 실시함으로써, 레이저광을 효율적으로 흡수할 수 있다. 또한, 레이저광 출력 헤드(300)에 대해 집중적으로 반사하는 레이저광의 광량을 적게 할 수 있으므로, 레이저광 출력 헤드(300)의 광학계 등을 보호할 수 있다.

이와 같이 구성되어 있는 실시 형태 3에 관한 부재 부착 장치(3)에 있어서의 부재 부착 동작(가부착 동작)은, 기본적으로는, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와 마찬가지로 행할 수 있다. 단, 실시 형태 3에 관한 부재 부착 장치(3)에 있어서는, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광은, 부착 부재(20)를 직접적으로 조사하는 것이 아니라, 열전도부(170)를 조사하여 당해 열전도부(170)를 가열하고, 열전도부(170)가 발한 열을 부착 부재(20)에 전도시키도록 하고 있는 점이 다르다.

도 10은 실시 형태 3에 관한 부재 부착 장치(3)에 있어서 레이저광을 조사하고 있는 상태를 도시하는 도면이다. 또한, 도 10에 도시하는 흡인 헤드(100) 및 레이저광 출력 헤드(300)는, 도 8에 있어서의 흡인 헤드(100) 및 레이저광 출력 헤드(300)의 일부를 확대하고, 또한 흡인 헤드(100)를 단면으로서 도시하고 있다.

실시 형태 3에 관한 부재 부착 장치(3)에 있어서는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 부착 부재(20)에 레이저광(L)을 직접적으로 조사하여 부착 부재(20)를 가열하는 것이 아니라, 열전도부(170)를 통해 간접적으로 부착 부재(20)를 가열하고 있다. 이와 같이 해도, 전기 히터를 사용한 가열에 비교하면, 단시간에 접착제층(21)의 용융 또는 연화가 가능해지는 온도로 할 수 있고, 그에 의해, 가부착 동작의 고속화가 가능해진다고 하는 효과가 얻어진다.

또한, 실시 형태 3에 관한 부재 부착 장치(3)에 있어서는, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광(L)이, 부착 부재(20)에 직접적으로 조사되지 않으므로, 부착 부재(20)가 필요 이상으로 고온으로 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 레이저광(L)이 부착 부재(20)에 직접적으로 조사되지 않으므로, 부착 부재(20)의 품질이 열화되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 실시 형태 3에 관한 부재 부착 장치(3)에 있어서는, 흡인 헤드(100)는, 열전도부(170)를 둘러싸도록 복수개의 흡인 구멍(120)이 형성되어 있으므로, 열전도부(170)의 열이 흡인 구멍(120)의 외측의 범위에까지는 전도되기 어려워진다. 즉, 열전도부(170)와 흡인 구멍(120)의 외측의 범위 사이에는, 원 형상의 흡인 구멍(120)이 존재하고 있으므로, 열전도부(170)와 흡인 구멍(120)의 외측의 범위를 연결하는 연결부의 단면적이 작아진다. 이로 인해, 열전도부(170)의 열은, 흡인 구멍(120)의 외측의 범위에까지, 전도되기 어려워진다. 이에 의해, 부착 부재(20)에 있어서도, 열전도부(170)에 대응하는 범위 이외(가열해야 하는 범위 이외)의 범위가 고온으로 되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 실시 형태 3에 관한 부재 부착 장치(3)에 있어서는, 레이저광 출력 헤드(300)는 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와 마찬가지로, 흡인 헤드(100)에 장착되어 있는 경우를 예시하였지만, 실시 형태 2에 관한 부재 부착 장치(2)와 같이, 레이저광 출력 헤드(300)가 흡인 헤드(100)로부터 이격된 위치에 설치되어 있는 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있는 것은 물론이다.

또한, 실시 형태 3에 관한 부재 부착 장치(3)에 있어서는, 열전도부(170)를 둘러싸도록 형성되어 있는 복수의 흡인 구멍(120)은, 각각 원 형상으로 하고, 또한 열전도부(170)를 둘러싸도록 1열만 형성하도록 하였지만, 흡인 구멍(120)의 형상이나 흡인 구멍(120)의 형성 방법은, 다양하게 변형 실시 가능하다.

도 11은 열전도부(170)를 둘러싸도록 형성되어 있는 흡인 구멍(120)의 변형예를 나타내는 도면이다. 도 11의 (a)는 제1 변형예를 나타내는 도면이며, 도 11의 (b)는 제2 변형예이며, 도 11의 (c)는 제3 변형예를 나타내는 도면이다.

제1 변형예는, 도 11의 (a)에 도시하는 바와 같이, 흡인 구멍(120)의 형상은, 상기 실시 형태 3과 마찬가지로, 원 형상이지만, 당해 원 형상의 흡인 구멍(120)이 열전도부(170)를 둘러싸도록 복수열(예를 들어 2열로 함) 형성되어 있다. 또한, 이 경우, 1열째의 흡인 구멍과 2열째의 흡인 구멍이 엇갈리게 되도록 형성하는 것이 바람직하다.

제2 변형예는, 도 11의 (b)에 도시하는 바와 같이, 흡인 구멍(120)의 형상은, 원호를 그리는 긴 구멍 형상으로 하고, 당해 원호를 그리는 긴 구멍 형상의 흡인 구멍(120)이, 열전도부(170)를 둘러싸도록 복수개[도 11의 (b)에 있어서는 3개로 하고 있음] 형성되어 있다.

제3 변형예는, 도 11의 (c)에 도시하는 바와 같이, 흡인 구멍(120)의 형상은, 도 11의 (b)와 마찬가지로, 원호를 그리는 긴 구멍 형상이지만, 당해 원호를 그리는 긴 구멍 형상의 흡인 구멍(120)이 열전도부(170)를 둘러싸도록 복수열(예를 들어 2열로 함) 형성되어 있다. 또한, 이 경우, 1열째의 흡인 구멍과 2열째의 흡인 구멍이 엇갈리게 되도록 형성하는 것이 바람직하다.

흡인 구멍(120)을 도 11에 도시하는 바와 같이 형성함으로써, 열전도부(170)의 열은, 흡인 구멍(120)의 외측의 범위에까지, 보다 전도되기 어려워진다. 또한, 흡인 구멍(120)을 복수열 형성하는 경우, 흡인 구멍(120)을 인접하는 열에 있어서 엇갈리게 형성함으로써[도 11의 (a) 및 도 11의 (c) 참조], 열전도부(170)와 흡인 구멍(120)의 외측의 범위까지의 열전도 경로의 길이가 길어지므로, 열전도부(170)의 열은, 흡인 구멍(120)의 외측의 범위에까지, 보다 전도되기 어려워진다.

[실시 형태 4]

도 12는 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)를 설명하기 위해 도시하는 도면이다.

실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)는, 기본적으로는, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 즉, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 부착 부재(20)를 부압 흡인하는 흡인 헤드(100)와, 흡인 헤드(100)를 이동시키는 이동 기구부(200)와, 부착 부재(20)를 가열하는 레이저광 출력 헤드(300)를 갖고 있다.

이들 흡인 헤드(100), 이동 기구부(200) 및 레이저광 출력 헤드(300)는, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)에 있어서의 흡인 헤드(100), 이동 기구부(200) 및 레이저광 출력 헤드(300)와 마찬가지의 구성으로 되어 있으므로, 이들의 설명은 생략한다. 또한, 도 12에 있어서의 파선 프레임 A 내의 구성은 도 2와 마찬가지이다.

실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)는, 부착 부재(20) 및 피부착 부재(10)를 용융시킴으로써, 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)에 부착하는 점이 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와는 다르다. 이로 인해, 부착 부재(20)에는, 접착제층(21)이 형성되어 있지 않다. 또한, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)에 있어서는, 피부착 부재(10) 및 부착 부재(20)는, 각각 금속으로 이루어지는 판상의 부재인 것으로 한다.

실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)에 있어서는, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광의 출력의 크기는, 레이저광을 부착 부재(20)의 표면에 조사하였을 때에, 부착 부재(20) 및 피부착 부재(10)의 소정 개소를 용융시킬 수 있는 정도로 설정되어 있다.

도 13은 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)의 부재 부착 동작을 설명하기 위해 도시하는 도면이다. 도 13의 (a)∼도 13의 (c)는 부재 부착 동작의 각 과정을 도시하고 있다. 또한, 도 13에 있어서는, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와 마찬가지로, 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)의 소정 위치(부재 부착 위치)에 가부착하는 경우에 대해 설명한다.

우선, 흡인 헤드(100)가 도 13에 있어서 화살표 ｘ’방향으로 이동하여, 부착 부재(20)가 배치되어 있는 위치에 도달하면, 당해 부착 부재(20)가 배치되어 있는 위치에 있어서 화살표 ｚ’방향으로 하강하여 부착 부재(20)를 흡인한다[도 13의 (a) 참조].

그리고, 부착 부재(20)를 흡인한 흡인 헤드(100)가 상승하여[도 13의 (b) 참조], 화살표 x방향으로 이동하고, 피부착 부재(10)가 배치되어 있는 위치[구체적으로는 피부착 부재(10)의 부재 부착 위치]에 도달하면, 당해 부재 부착 위치에 있어서 하강한다. 이에 의해, 부착 부재(20)는, 흡인 헤드(100)에 흡인된 상태에서, 피부착 부재(10)의 부재 부착 위치에 접촉한 상태로 된다[도 13의 (c) 참조]. 이 도 13의 (c)의 상태에 있어서, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 레이저광이 출력된다.

도 14는 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)에 있어서 부착 부재(20)에 대해 레이저광을 조사하고 있는 상태를 도시하는 확대도이다. 또한, 도 14에 있어서는 흡인 헤드(100)가 단면도로서 도시되어 있다.

도 14에 도시하는 바와 같이, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 레이저광(L)이 출력되면, 부착 부재(20) 및 피부착 부재(10)가 가열되어, 부착 부재(20) 및 피부착 부재(10)의 소정 개소가 용융되고, 그 후, 용융된 부분이 응고됨으로써, 부착 부재(20) 및 피부착 부재(10)의 소정 개소가 접합되고, 그에 의해, 부착 부재(20)는 피부착 부재(10)의 부재 부착 위치에 가부착된다.

또한, 도 13 및 도 14는 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)의 부재 부착 위치에 가부착하는 경우이므로, 부착 부재(20) 및 피부착 부재(10)의 국소적인 범위(예를 들어, 직경이 1㎜∼수 ㎜ 정도의 범위)를 용융해야 하는 범위로 하고, 당해 국소적인 범위를 가열하여 용융시키면 된다. 이로 인해, 레이저광의 조사 범위는, 부착 부재(20) 및 피부착 부재(10)의 국소적인 범위를 용융 가능하게 하는 정도로 설정하면 된다.

또한, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광(L)의 초점 위치는, 부착 부재(20) 및 피부착 부재(10)의 소정 개소를 효율적으로 용융 가능하게 하도록 초점의 위치를 설정한다. 또한, 레이저광의 조사 시간은, 레이저광의 출력의 크기, 피부착 부재(10) 및 부착 부재(20)의 재질 등에도 의존하지만, 극히 근소한 시간(예를 들어, 수 초 정도 이하의 시간)으로 충분하다.

이와 같이 하여, 부착 부재(20)가 피부착 부재(10)에 가부착되면, 흡인 헤드(100)는 흡인 동작을 해제하여 화살표 z방향으로 상승하고, 부착 부재(20)가 배치되어 있는 위치로 복귀되고, 다음 부착 부재(20)에 대해 도 13의 (a)∼도 13의 (c)의 동작을 행한다. 이러한 동작을 반복해서 행한다.

이상 설명한 바와 같이, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)에 있어서는, 부착 부재(20) 및 피부착 부재(10)의 소정 개소(국소적인 범위)를 레이저광에 의해 가열하여 용융시킴으로써, 당해 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)의 소정 위치에 가부착하도록 하고 있다.

구체적으로는, 부착 부재(20) 및 피부착 부재(10)의 소정 개소를 레이저광에 의해 가열하여 용융시키고, 그 후, 용융된 부분이 응고됨으로써, 당해 부착 부재(20)와 피부착 부재(10)를 소정 개소에 있어서 접합시키도록 하고 있다. 즉, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)에 있어서는, 레이저 용접에 의해 부착 부재(20)와 피부착 부재(10)를 접합시킨다고 하는 것이며, 이에 의해, 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)에 가부착하도록 하고 있다. 이것은, 후술하는 실시 형태 5 및 실시 형태 6에 있어서도 마찬가지이다.

이와 같이, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)에 있어서는, 레이저 용접에 의해 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)에 가부착하는 것이므로, 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)에 가부착하는 동작을 단시간에 행할 수 있어, 가부착 동작의 고속화를 가능하게 함과 함께, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 할 수 있다. 또한, 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)에 가부착하는 동작을 단시간에 행할 수 있음으로써, 전기 히터를 사용하여 가부착을 행하는 경우에 비해 소비 전력을 삭감할 수 있다고 하는 효과도 얻어진다. 또한, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 할 수 있음으로써, 부착 부재(20) 및 피부착 부재(10)의 품질 열화를 억제할 수 있다고 하는 효과도 얻어진다.

또한, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)는, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와 마찬가지로, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광(L)은, 흡인 헤드(100)의 공기 흡인로(130)를 통과하여 부착 부재(20)에 조사하는 구성으로 되어 있으므로, 부재 부착 장치(4) 전체가 간소화되어 콤팩트한 것으로 된다.

또한, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)는, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와 마찬가지로, 레이저광 출력 헤드(300)가, 흡인 헤드(100)에 장착되어 있으므로, 레이저광 출력 헤드(300)는, 흡인 헤드(100)와 함께 이동 가능하다. 이에 의해, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)에 있어서는, 레이저광 출력 헤드(300)를 이동시키기 위한 이동 기구부는 불필요해짐과 함께, 흡인 헤드(100)와 레이저광 출력 헤드(300)가 1개의 유닛으로서 구성되어 있으므로, 부재 부착 장치(4) 전체가, 보다 간소화되어 콤팩트한 것으로 된다.

또한, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)는, 실시 형태 1에 관한 부재 부착 장치(1)와 마찬가지로, 레이저광 출력 헤드(300)가, 흡인 헤드(100)에 장착되어 있음으로써, 당해 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광은, 흡인 헤드(100)에 있어서의 공기 흡인로(130) 내에 직접적으로 출력되게 된다. 이에 의해, 당해 부재 부착 장치(1)의 주변에 있는 오퍼레이터 등은 레이저광을 직시하는 일이 없고, 오퍼레이터 등에게 레이저광의 영향을 미치는 일이 없어, 안전성을 높게 할 수 있다.

[실시 형태 5]

도 15는 실시 형태 5에 관한 부재 부착 장치(5)를 설명하기 위해 도시하는 도면이다.

실시 형태 5에 관한 부재 부착 장치(5)가 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)와 다른 점은, 레이저광 출력 헤드(300)가 흡인 헤드(100)에 장착되어 있는 것이 아니라, 실시 형태 2에 관한 부재 부착 장치(2)(도 5 참조)와 마찬가지로, 레이저광 출력 헤드(300)는, 흡인 헤드(100)로부터 이격된 위치이며, 또한 당해 흡인 헤드(100)의 후단부(112)보다도 상방의 위치에 설치되어 있는 점이다.

또한, 이 경우에도, 흡인 헤드(100)는, 후단부(112)에 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광을 투과 가능하게 하는 광 투과 부재(150)를 갖고 있다(도 6 참조). 그 밖의 구성은, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)와 마찬가지의 구성으로 되어 있으므로, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)와 동일 구성 요소에는 동일 부호가 부여되어 있다.

또한, 실시 형태 5에 관한 부재 부착 장치(5)에 있어서도, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)와 마찬가지로, 피부착 부재(10) 및 부착 부재(20)는, 각각 금속으로 이루어지는 판상의 부재인 것으로 하고, 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)의 부재 부착 위치에 가부착하는 것으로 한다.

도 16은 실시 형태 5에 관한 부재 부착 장치(5)에 있어서, 부착 부재(20)에 대해 레이저광을 조사하고 있는 상태를 도시하는 도면이다. 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광(L)은, 도 16에 도시하는 바와 같이, 흡인 헤드(100)의 광 투과 부재(150)를 통해 공기 흡인로(130)를 통과하고, 흡인 구멍(120)에 흡인되어 있는 부착 부재(20)를 조사한다. 이에 의해, 부착 부재(20) 및 피부착 부재(10)가 가열되어, 부착 부재(20) 및 피부착 부재(10)의 소정 개소가 용융되고, 그 후, 용융된 부분이 응고됨으로써, 부착 부재(20) 및 피부착 부재(10)의 소정 개소가 접합되고, 그에 의해, 부착 부재(20)는 피부착 부재(10)의 부재 부착 위치에 가부착된다.

실시 형태 5에 관한 부재 부착 장치(5)에 있어서도, 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)에 가부착하는 동작을 단시간에 행할 수 있어, 가부착 동작의 고속화를 가능하게 함과 함께, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 할 수 있다. 또한, 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)에 가부착하는 동작을 단시간에 행할 수 있음으로써, 전기 히터를 사용하여 가부착을 행하는 경우에 비해 소비 전력을 삭감할 수 있다고 하는 효과도 얻어진다. 또한, 가열해야 하는 범위 이외는 가능한 한 가열하지 않도록 할 수 있음으로써, 부착 부재(20) 및 피부착 부재(10)의 품질 열화를 억제할 수 있다고 하는 효과도 얻어진다.

또한, 실시 형태 5에 관한 부재 부착 장치(5)에 있어서도, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)와 마찬가지로, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 출력되는 레이저광(L)이, 흡인 헤드(100)의 공기 흡인로(130)를 통과하여 부착 부재(20)에 조사하는 구성으로 되어 있으므로, 부재 부착 장치(5) 전체가 간소화되어 콤팩트한 것으로 된다.

또한, 레이저광 출력 헤드(300)는, 당해 레이저광 출력 헤드(300)를 이동시키기 위한 이동 기구부(도시하지 않음)에 의해, xy 평면 상을 따른 이동과 z축을 따른 승강이 가능해지도록 해도 된다. 이와 같이 함으로써, 피부착 부재(10)의 위치의 변화에 대응 가능해짐과 함께, 초점의 위치도 조정 가능해진다.

[실시 형태 6]

도 17은 실시 형태 6에 관한 부재 부착 장치(6)를 설명하기 위해 도시하는 도면이다.

도 18은 도 17에 있어서의 파선 프레임 A 내를 확대하여 도시하는 일부 단면도이다.

실시 형태 6에 관한 부재 부착 장치(6)는, 흡인 헤드(100)의 선단부(111)[흡인 구멍(120)이 형성되어 있는 측의 단부]에, 당해 흡인 헤드(100)가 부착 부재(20)를 흡인한 상태로 하였을 때에, 당해 흡인 헤드(100)가 부착 부재(20)를 흡인한 상태를 유지시키기 위한 흡인 상태 유지부(400)를 갖는 구성으로 되어 있다.

실시 형태 6에 관한 부재 부착 장치(6)에 있어서는, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)에 있어서의 흡인 헤드(100)의 선단부(111)[흡인 구멍(120)이 형성되어 있는 측의 단부]에, 흡인 상태 유지부(400)를 설치한 경우를 예로 들어 설명한다.

실시 형태 6에 관한 부재 부착 장치(6)가 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)와 다른 점은, 흡인 헤드(100)의 선단부(111)에 흡인 상태 유지부(400)가 설치되어 있는 점이다. 그 밖은, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)와 마찬가지의 구성으로 되어 있으므로, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)와 동일 구성 요소에는 동일 부호가 부여되어 있다.

또한, 흡인 상태 유지부(400)는, 흡인 헤드(100)가 부착 부재(20)를 흡인한 상태로 하였을 때에, 부착 부재(20)를 흡인한 상태를 유지시키기 위한 것이다.

또한, 실시 형태 6에 관한 부재 부착 장치(6)에 있어서도, 피부착 부재(10) 및 부착 부재(20)는, 각각 금속으로 이루어지는 판상의 부재인 것으로 하고, 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)의 부재 부착 위치에 가부착하는 것으로 한다.

흡인 상태 유지부(400)는, 부착 부재(20)를 보유 지지하는 「보유 지지」와, 부착 부재(20)의 「보유 지지」를 해제하는 「보유 지지 해제」의 전환이 가능하게 되어 있다. 실시 형태 6에 관한 부재 부착 장치(6)에 있어서는, 흡인 상태 유지부(400)는, 통전과 비통전의 전환에 의해 흡착과 흡착 해제의 전환이 가능한 전자석인 것으로 한다. 또한, 실시 형태 6에 관한 부재 부착 장치(6)에 있어서는, 흡인 상태 유지부(400)를 전자석(400)이라고 표기한다. 또한, 전자석(400)은, 흡인 구멍(120)을 차폐하지 않도록 설치되어 있다.

이러한 전자석(400)이 흡인 헤드(100)의 선단부(111)에 설치되어 있음으로써, 부착 부재(20)가 예를 들어 철판 등과 같이 자성 부재라면, 흡인 헤드(100)가 부착 부재(20)를 흡인한 상태로 하였을 때에, 전자석(400)이 부착 부재를 흡착하는 동작을 행함으로써, 당해 흡인 헤드(100)가 부착 부재(20)를 흡인한 상태를 확실하게 유지할 수 있다.

이와 같이, 흡인 헤드(100)가 부착 부재(20)를 흡인함과 함께, 전자석(400)이 부착 부재(20)를 흡착한 상태에서, 부착 부재(20)를 이동시키고, 도 13의 (c)에 도시하는 바와 같이, 부착 부재(20)가 피부착 부재(10)의 부재 부착 위치에 당접(접촉)한 상태로 된 타이밍에, 전자석(400)의 흡착을 해제한다. 그리고, 도 14에 도시하는 바와 같이, 레이저광 출력 헤드(300)로부터 레이저광을 출력한다.

이에 의해, 부착 부재(20)가 예를 들어 차량 부품이나 대형의 가전 부품 등에 있어서 사용되는 철판 등과 같이 중량이 크거나, 사이즈가 큰 경우라도, 흡인 헤드(100)가 부착 부재(20)를 흡인한 상태를 확실하게 유지할 수 있다. 그에 의해, 부착 부재(20)를 확실하게 피부착 부재(10)의 부재 부착 위치로 이동시킬 수 있다. 따라서, 실시 형태 6에 관한 부재 부착 장치(6)는, 차량이나 대형의 가전 부품의 조립 공장에 있어서의 용접 로봇 등에 적합한 것으로 된다.

또한, 전자석(400)의 흡착을 해제하는 타이밍은, 부착 부재(20)가 피부착 부재(10)의 부재 부착 위치에 접촉한 상태로 된 타이밍이 아니라, 도 14에 있어서 레이저광에 의한 접합이 종료된 타이밍이어도 된다. 또한, 실시 형태 6에 관한 부재 부착 장치(6)에 있어서의 부재 부착 동작(가부착 동작)은, 기본적으로는, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)와 마찬가지로 행할 수 있다.

또한, 실시 형태 6에 관한 부재 부착 장치(6)에 있어서는, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)에 적용한 경우를 설명하였지만, 실시 형태 5에 관한 부재 부착 장치(5)에 있어서도 적용할 수 있다. 또한, 실시 형태 1∼3에 관한 부재 부착 장치에 있어서도, 부착 부재(20)가 철 등의 자성 부재라면, 실시 형태 6에 관한 부재 부착 장치(6)와 마찬가지로, 흡인 헤드(100)의 선단부(111)에 전자석(400)을 설치함으로써, 흡인 헤드(100)가 부착 부재(20)를 흡인한 상태로 하였을 때에, 전자석(400)이 부착 부재(20)를 흡착할 수 있다.

또한, 실시 형태 6에 관한 부재 부착 장치(6)에 있어서는, 흡인 상태 유지부(400)로서는, 전자석을 사용한 경우를 예시하였지만, 전자석에 한정되는 것이 아니라, 흡인 헤드(100)가 부착 부재(20)를 흡인한 상태를 유지할 수 있는 것이면 된다.

예를 들어, 도시는 생략하지만, 가동식의 아암을 구비하고, 흡인 헤드(100)가 부착 부재(20)를 흡인한 상태에 있어서, 당해 아암이 부착 부재(20)를 보유 지지하도록 동작하는 구성으로 되어 있어도 된다. 흡인 상태 유지부(400)가 이러한 구성의 것이라면, 부착 부재(20)는 자성 부재에 한정되는 것이 아니라, 부착 부재(20)가 합성 수지 등이어도 된다.

이와 같이, 흡인 헤드(100)가 부착 부재(20)를 흡인한 상태에 있어서, 아암이 부착 부재(20)를 보유 지지하도록 동작하는 구성으로 되어 있는 것이라도, 실시 형태 4에 관한 부재 부착 장치(4)에 한하지 않고, 실시 형태 5에 관한 부재 부착 장치(5)에 있어서도 적용할 수 있고, 또한 실시 형태 1∼3에 관한 부재 부착 장치(1∼3)에 있어서도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형 실시 가능해지는 것이다. 예를 들어, 하기에 나타내는 바와 같은 변형 실시도 가능하다.

(1) 상기 실시 형태 1∼3에 있어서는, 피부착 부재(10)[기판(10)]는 플렉시블 기판으로 한 경우를 예시하였지만, 플렉시블 기판에 한정되는 것이 아니라, 단단한 소재로 이루어지는 기판이어도 된다. 또한, 부착 부재(20)는 금속으로 이루어지는 보강판으로 한 경우를 예시하였지만, 보강판에 한정되는 것이 아니라, 방열판 또는 실드판 등이어도 된다. 또한, 부착 부재(20)는, 금속이 아니라 합성 수지 등이어도 된다.

(2) 상기 실시 형태 1∼3에 있어서는, 접착제층(21)을 용융 또는 연화시킴으로써 부착 부재(20)를 기판(10)에 부착하도록 하였지만, 용융 또는 연화에 한정되는 것이 아니라, 접착제층(21)을 가열함으로써 당해 접착제층을 화학 변화시켜 부착 부재(20)를 기판(10)에 부착하도록 할 수도 있다.

(3) 상기 실시 형태 1∼3에 있어서는, 접착제층(21)은 부착 부재(20)의 이면의 측에 형성되어 있는 경우를 예시하였지만, 피부착 부재(10)[기판(10)]의 표면[부착 부재(20) 대향하는 측의 면]에 형성해 두어도 된다.

(4) 상기 실시 형태 1 및 3에 있어서는, 접착제층(21)을 용융 또는 연화시킬 때의 레이저광의 조사의 타이밍은, 흡인 헤드(100)에 흡인되어 있는 부착 부재(20)가 피부착 부재(10)[기판(10)]의 소정 위치(부재 부착 위치)에 접촉한 상태로 된 시점으로 하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 흡인 헤드(100)의 이동 중, 즉, 흡인 헤드(100)가 부착 부재(20)를 흡인하여 피부착 부재(10)[기판(10)]로 이동하는 도중(이동 중)에 레이저광을 조사하여 접착제층(21)을 용융 또는 연화시키도록 해도 된다.

이와 같이 함으로써, 흡인 헤드(100)에 흡인되어 있는 부착 부재(20)가 피부착 부재(10)[기판(10)]의 부재 부착 위치에 접촉한 상태로 되었을 때에는, 이미 접착제층(21)은 용융 또는 연화되어 있는 상태로 되므로, 흡인 헤드(100)에 흡인되어 있는 부착 부재(20)가 피부착 부재(10)[기판(10)]의 부재 부착 위치에 접촉하는 동시에 부착 부재(20)는 피부착 부재(10)[기판(10)]에 부착되게 된다.

이에 의해, 부착 부재(20)가 피부착 부재(10)[기판(10)]의 부재 부착 위치에 접촉한 상태로 된 시점에서 레이저광을 조사하여 접착제층(21)을 용융 또는 연화시키는 경우에 비해, 부착 부재(20)를 흡인하여, 흡인한 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)[기판(10)]의 부재 부착 위치에 부착하는 것과 같은 일련의 동작을 효율적으로 행할 수 있어, 부착 부재(20)의 부착 동작 시간의 단축화가 도모된다.

마찬가지로, 실시 형태 4 및 6에 있어서는, 레이저광의 조사의 타이밍은, 흡인 헤드(100)에 흡인되어 있는 부착 부재(20)가 피부착 부재(10)의 소정 위치(부재 부착 위치)에 접촉한 상태로 된 시점으로 하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 흡인 헤드(100)의 이동 중, 즉, 흡인 헤드(100)가 부착 부재(20)를 흡인하여 피부착 부재(10)로 이동하는 도중(이동 중)에, 부착 부재(20)에 레이저광을 조사하여, 당해 부착 부재(20)를 예열시키도록 해도 된다.

이에 의해, 부착 부재(20)가 피부착 부재(10)의 부재 부착 위치에 접촉한 상태로 된 시점에서 레이저광을 조사하는 경우에 비해, 부착 부재(20)를 흡인하여, 흡인한 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)의 부재 부착 위치에 부착하는 것과 같은 일련의 동작을 효율적으로 행할 수 있어, 부착 부재(20)의 부착 동작 시간의 단축화가 도모된다.

(5) 상기 실시 형태 2 및 5에 있어서는, 흡인 헤드(100)의 후단부(112)에 설치되어 있는 광 투과 부재(150)는, 평면 유리로 하였지만, 집광 렌즈로 해도 된다. 이 경우, 레이저광 출력 헤드(300)로부터는 평행광이 출력되도록 하여, 당해 평행광을 집광 렌즈에 의해 소정 위치에 초점을 연결하도록 설정해도 된다. 또한, 흡인 헤드(100)에 있어서의 공기 흡인로(130)의 기밀성이 유지 가능하면, 당해 집광 렌즈의 초점을 가변으로 해도 된다.

(6) 상기 실시 형태 1, 3, 4 및 6에 있어서는, 레이저광 출력 헤드(300)는 흡인 헤드(100)에 장착되어 있어, 흡인 헤드(100)와 함께 이동하는 구성으로 하였지만, 레이저광 출력 헤드(300)는, 흡인 헤드(100)로부터 이격된 위치에 설치되어 있고, 또한 흡인 헤드(100)와 마찬가지로 xy 평면 상에서 이동 가능하게 해도 된다. 이 경우, 흡인 헤드(100)는, 실시 형태 3에 관한 부재 부착 장치(3)와 마찬가지로, 흡인 헤드(100)의 후단부(112)에는, 레이저광을 투과시키기 위한 광 투과 부재(150)가 설치되게 된다. 또한, 이 경우에도, 상기 (5)에 기재한 바와 같이, 당해 광 투과 부재(150)는, 집광 렌즈로 해도 된다.

(7) 상기 실시 형태 4∼6에 있어서는, 피부착 부재(10) 및 부착 부재(20)는 각각 금속으로 이루어지는 판상의 부재를 사용한 경우를 예시하였지만, 피부착 부재(10) 및 부착 부재(20)는 판상의 부재에 한정되는 것이 아니라, 피부착 부재(10)와 부착 부재(20)를 접촉시킨 상태에서, 레이저 용접이 가능하면, 판상이 아니어도 된다. 또한, 피부착 부재(10) 및 부착 부재(20)의 재질은 금속에 한정되는 것이 아니라, 합성 수지 등이어도 된다.

(8) 상기 실시 형태 1∼6에 있어서는, 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)에 가부착할 때에, 부착 부재(20)와 피부착 부재(10)를 접합하는 개소는 1개소로 한 경우를 예시하였지만, 부착 부재(20)의 사이즈가 큰 경우 등에 있어서는, 부착 부재(20)와 피부착 부재(10)를 복수 개소에서 접합하도록 해도 된다.

이와 같이, 부착 부재(20)와 피부착 부재(10)를 복수 개소에서 접합하는 경우에 있어서는, 예를 들어 도 4 및 도 14에서 설명한 바와 같이, 레이저광의 조사에 의해 소정 개소를 접합한 후, 흡인 헤드(100)에 의한 부착 부재(20)의 흡인을 해제하여 흡인 헤드(100)를 x축을 따라 이동시켜, 예를 들어 도 4 및 도 14와 마찬가지의 동작을 행한다.

이러한 동작을 필요한 횟수만큼 반복하여 행한다. 이에 의해, 부착 부재(20)와 피부착 부재(10)는 복수 개소에서 접합되므로, 부착 부재(20)의 사이즈가 큰 경우 등에 있어서도, 확실한 가부착이 가능해진다. 또한, 이 경우, 흡인 헤드(100)를 x축을 따라 이동뿐만 아니라, y축 방향을 따른 이동도 가능하게 함으로써, 보다 많은 개소를 접합시킬 수 있어, 보다 확실한 가부착이 가능해진다.

이러한 동작은, 실시 형태 1∼3에 있어서도 마찬가지로 행할 수 있다. 즉, 이러한 동작을 실시 형태 1∼3에 있어서도 행함으로써, 부착 부재(20)는, 피부착 부재(10)[기판(10)]에 복수 개소에서 접착제층(21)에 의해 접합된다. 이에 의해, 부착 부재(20)의 사이즈가 큰 경우 등에 있어서도, 확실한 가부착이 가능해진다.

(9) 상기 실시 형태 1∼6에 있어서는, 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)에 가부착하는 경우를 예시하였지만, 가부착에 한정되는 것이 아니라, 본부착을 행하는 경우에도 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 각 실시 형태에 있어서 설명한 부착 동작[부착 부재(20)를 피부착 부재(10)에 국소적인 범위에서 부착하는 동작]은, 가부착으로서 행하는 것이 아니라, 부착 부재(20)가 작은 사이즈의 부재인 경우 등에 있어서, 부착 부재(20)를 피부착 부재(10)에 국소적으로 부착하는 동작 자체를 본부착 동작으로 할 수도 있다. 또한, 상기 (8)에 기재한 동작을 본부착 동작으로서 행할 수도 있다.

(10) 상기 실시 형태 1∼6에 있어서는, 설명의 간단화를 위해, 피부착 부재(10) 및 부착 부재(20)는, 현시점에 있어서 흡인 대상으로 되는 1매의 부착 부재(20)와 현시점에 있어서 피부착 대상으로 되는 1매의 피부착 부재(10)가 동일한 워크 테이블(40) 상에 있어서 서로 이격된 소정 위치에 배치되어 있어, 흡인 헤드(100)는, 피부착 부재(10)와 부착 부재(20) 사이를 x축을 따라 도시의 좌우 방향(화살표 x방향 및 화살표 ｘ’방향)으로 왕복 이동하는 것으로서 설명하였지만, 흡인 헤드(100)는, 여러 가지 동작이 가능해진다.

예를 들어, 복수개의 부착 부재(20) 및 복수개의 피부착 부재(10)가 각각 워크 테이블(40) 상에 위치 결정된 상태에서 평면적으로 배열되어 배치되어 있는 경우에 있어서는, 흡인 헤드(100)는, 배열되어 있는 복수개의 부착 부재(20) 중 1매의 부착 부재(20)를 흡인하여, 흡인한 부착 부재(20)를 동일하게 배열되어 있는 복수개의 피부착 부재(10) 중 1매의 피부착 부재(10)의 부착 위치에 부착하는 동작을 행하도록 할 수도 있다.

또한, 부착 부재(20)와 피부착 부재(10)가 각각 다른 벨트 컨베이어 등에 의해 병렬적으로 간헐적으로 반송되어 오는 경우에는, 소정의 타이밍에 흡인 헤드(100)가 반송되어 오는 1매의 부착 부재(20)를 흡인하여, 흡인한 부착 부재(20)를 동일하게 반송되어 오는 1매의 피부착 부재(10)에 부착하는 동작을 행하는 것도 예시할 수 있다.

또한, 부착 부재(20)는, 트레이에 적층된 상태에서 수납되어 있어, 당해 트레이로부터 흡인 헤드(100)가 1매의 부착 부재(20)를 흡인하여, 흡인한 부착 부재(20)를 대응하는 피부착 부재(10)에 부착하는 동작을 행하는 것이어도 된다.

1∼6 : 부재 부착 장치
10 : 피부착 부재
20 : 부착 부재
40 : 워크 테이블
100 : 흡인 헤드
110 : 통 형상 본체부
111 : 선단부
112 : 후단부
120 : 흡인 구멍
130 : 공기 흡인로
150 : 광 투과 부재
200 : 이동 기구부
300 : 레이저광 출력 헤드
L : 레이저광
400 : 흡인 상태 유지부

Claims

피부착 부재에 부착되는 부착 부재를 부압 흡인하여, 당해 부압 흡인한 부착 부재를, 접착제층의 가열에 의해 상기 피부착 부재의 소정 위치에 부착하는 부재 부착 장치이며,
선단부에 흡인 구멍을 가짐과 함께, 내부에 상기 흡인 구멍에 연통되는 공기 흡인로를 갖고, 상기 부착 부재를 상기 흡인 구멍에 있어서 부압 흡인하는 흡인 헤드와,
상기 접착제층을 가열하도록, 상기 흡인 헤드에 흡인되어 있는 부착 부재에 레이저광을 조사하는 레이저광 출력 헤드를 구비하고,
상기 레이저광 출력 헤드는, 당해 레이저광 출력 헤드로부터 출력되는 레이저광이 상기 공기 흡인로를 통과하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 부재 부착 장치.
제1항에 있어서, 상기 부착 부재를 가열할 때의 가열해야 하는 범위는, 상기 부착 부재의 국소적인 범위인 것을 특징으로 하는, 부재 부착 장치.
제1항에 있어서, 상기 흡인 헤드에 있어서의 상기 선단부에는, 상기 레이저광이 조사됨으로써 가열되어 열을 발하고, 당해 가열되어 발한 열을 상기 부착 부재에 전도시키는 열전도부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 부재 부착 장치.
제3항에 있어서, 상기 흡인 구멍은, 상기 열전도부를 둘러싸도록 복수 개소에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 부재 부착 장치.
제3항에 있어서, 상기 열전도부는, 상기 레이저광을 흡수하여 열로 변환하기 쉽게 하기 위한 가공이 실시되어 있는 것을 특징으로 하는, 부재 부착 장치.
피부착 부재에 부착되는 부착 부재를 부압 흡인하여, 당해 부압 흡인한 부착 부재를 상기 피부착 부재에 접촉시킨 상태에서, 상기 부착 부재 및 상기 피부착 부재를 레이저광에 의해 가열하여 용융시킴으로써, 당해 부착 부재를 상기 피부착 부재의 소정 위치에 부착하는 부재 부착 장치이며,
선단부에 흡인 구멍을 가짐과 함께, 내부에 상기 흡인 구멍에 연통되는 공기 흡인로를 갖고, 상기 부착 부재를 상기 흡인 구멍에 있어서 부압 흡인하는 흡인 헤드와,
상기 부착 부재 및 상기 피부착 부재의 소정 개소를 용융시키도록, 상기 흡인 헤드에 흡인되어 있는 부착 부재에 레이저광을 조사하는 레이저광 출력 헤드를 구비하고,
상기 레이저광 출력 헤드는, 당해 레이저광 출력 헤드로부터 출력되는 레이저광이 상기 공기 흡인로를 통과하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 부재 부착 장치.
제6항에 있어서, 상기 부착 부재 및 상기 피부착 부재를 용융시킬 때에 용융해야 하는 범위는, 상기 부착 부재 및 상기 피부착 부재의 국소적인 범위인 것을 특징으로 하는, 부재 부착 장치.
제6항에 있어서, 상기 흡인 헤드의 선단부에는, 당해 흡인 헤드가 부착 부재를 흡인하는 동작을 행하고 있을 때에, 당해 흡인 헤드가 부착 부재를 흡인한 상태를 유지할 수 있는 흡인 상태 유지부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 부재 부착 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저광 출력 헤드는, 상기 흡인 헤드에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 부재 부착 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저광 출력 헤드는, 상기 흡인 헤드로부터 이격된 위치에 설치되어 있음과 함께, 상기 흡인 헤드는, 상기 선단부와는 반대측의 후단부에 상기 레이저광 출력 헤드로부터 출력되는 레이저광을 투과 가능하게 하는 광 투과 부재를 갖고,
상기 레이저광 출력 헤드로부터 출력되는 레이저광은, 상기 광 투과 부재를 통해 상기 공기 흡인로에 출력되는 것을 특징으로 하는, 부재 부착 장치.
제10항에 있어서, 상기 광 투과 부재는, 집광 렌즈이며, 상기 레이저광 출력 헤드는, 상기 집광 렌즈에 평행광을 출력하는 것을 특징으로 하는, 부재 부착 장치.