KR101935589B1 - 부품 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

부품 공급에 이상(異常)이 발생한 경우, 문제가 있는 유닛을 즉시 파악하고 그 유닛의 작동만 정지시켜 문제를 해결하며, 최대한 빠르게 부품 공급을 재개할 수 있는 부품 공급 장치가 개시된다. 개시된 부품 공급 장치는 볼 피더(bowl feeder)와 라인 피더(line feeder)를 구비한다. 또한, 상기 유입부를 통한 부품의 유입에 이상(異常)이 있는지 감지하는 제1 센서와, 상기 배출부를 통한 부품의 배출에 이상(異常)이 있는지 감지하는 제2 센서와, 상기 제1 센서 및 제2 센서의 감지 신호의 발생에 따라서 상기 볼 피드 및/또는 라인 피더를 독립적으로 구동시키는 작동 콘트롤러를 구비한다.

Description

부품 공급 장치{Electronic part feeding apparatus}
본 발명은 부품 공급 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부품을 하나씩 연속적으로 공급하는 부품 공급 장치에 관한 것이다.
반도체 칩 패키지와 같은 부품을 자동으로 기판에 탑재하거나, 또는 부품의 불량 유무를 검사하기 위해 부품 공급 장치에 의해 부품이 하나씩 연속적으로 공급된다. 이러한 부품 공급 장치의 일 예로서 볼 피더(bowl feeder)와 라인 피더(line feeder)를 조합한 부품 공급 장치가 사용되고 있다.
이러한 부품 공급 장치는 볼 피더나 라인 피더가 고장나거나, 부품의 이송 과정에서 잼(jam)이 발생되는 경우가 종종 발생된다. 이 때마다 볼 피더와 라인 피더를 모두 정지시키고, 작업자가 부품 공급 장치를 관찰하여 문제가 발생한 지점을 찾아 이를 해결하고, 볼 피더와 라인 피더를 함께 재작동시키고 있다. 따라서, 문제 해결 과정이 번거롭고, 부품 공급의 단절 시간이 길어지므로 인해 전체 작업의 속도와 능률이 저하된다.
본 발명은 부품 공급에 이상(異常)이 발생한 경우, 문제가 있는 유닛을 즉시 파악하고 그 유닛의 작동만 정지시켜 문제를 해결하며, 최대한 빠르게 부품 공급을 재개할 수 있는 부품 공급 장치를 제공한다.
본 발명의 부품 공급 장치는, 볼 피더(bowl feeder)와, 라인 피더(line feeder)와, 제1 센서와, 제2 센서와, 작동 컨트롤러를 포함한다. 볼 피더는 다수의 부품을 수용하는 볼(bowl)을 구비하며, 상기 볼을 진동시켜 상기 다수의 부품을 하나씩 상기 볼 밖으로 배출한다. 라인 피더는, 상기 볼 피더에서 배출되는 부품이 유입되는 유입부와, 상기 유입부로 유입된 부품을 배출하는 배출부를 구비하며, 상기 유입부에서 상기 배출부까지 상기 부품을 일렬로 진행시킨다. 제1 센서는 상기 유입부를 통한 부품의 유입을 감지한다. 제2 센서는 상기 배출부를 통한 부품의 배출을 감지한다. 작동 콘트롤러는 상기 제1 센서 및 제2 센서의 감지 신호의 발생에 따라서 상기 볼 피드 및/또는 라인 피더를 독립적으로 구동시킨다.
상기 작동 컨트롤러는, 상기 제1 센서의 감지신호가 발생하고, 상기 제2 센서의 감지 신호가 감지신호가 발생하지 않으면, 상기 볼 피더의 작동은 정지시키고 상기 라인 피더의 작동은 유지하고, 상기 제1 센서의 감지신호가 발생하지 않고, 상기 제2 센서의 감지신호가 발생하면, 상기 볼 피더의 작동은 유지하고 상기 라인 피더의 작동은 정지시키며, 상기 제1 센서 및 제2 센서의 감지신호가 모두 발생하면, 상기 볼 피더와 라인 피더의 작동을 모두 정지시키도록 구성되는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 제1 센서 및 제2 센서 중 적어도 하나는 상기 라인 피더 상의 부품의 진행 경로를 가로지르는 광을 투사(投射)하는 발광부와, 상기 투사된 광이 입사되고 상기 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 수광부를 구비할 수 있다.
한편, 상기 부품은 반도체 칩 패키지이고, 상기 볼(bowl)은 외주변에 나선경로가 형성되어 있으며, 상기 볼이 진동할 때 상기 반도체 칩 패키지를 상기 나선경로를 따라 하나씩 배출할 수 있다.
또한, 상기 볼 피더에 부품이 남아있는지를 감지하는 만재센서를 더 포함하고, 상기 제1센서는 상기 만재센서일 수 있다.
본 발명에 의하면은 부품 공급에 이상(異常)이 발생한 경우, 센서에 의해 문제가 있는 유닛을 즉시 파악할 수 있다. 따라서, 부품 공급 이상을 초래한 원인을 빠르고 쉽게 파악하여 빠르게 대처할 수 있다,
또한, 문제가 발생한 유닛의 작동만 정지되므로 그 유닛의 문제를 해결한 후 작동을 재개하면, 나머지 유닛들은 준비 시간 필요 없이 곧바로 정상 작동하므로 최대한 빠르게 부품 공급을 재개할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부품 공급 장치를 도시한 사시도이다.
도 2a 및 2b는 도 1의 제1 센서의 작동을 설명하기 위한 개략 구성도이다.
도 3a, 3b, 및 3c는 도 1의 알람 유닛의 경고 유형을 예시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 부품 공급 장치를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부품 공급 장치를 도시한 사시도이고, 도 2a 및 2b는 도 1의 제1 센서의 작동을 설명하기 위한 개략 구성도이며, 도 3a, 3b, 및 3c는 도 1의 알람 유닛의 경고 유형을 예시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 부품 공급 장치(10)는 다수의 작은 부품(5)들을 하나씩 연속적으로 공급하는 것으로, 공급 호퍼(11)와, 볼 피더(bowl feeder)(20)와, 라인 피더(line feeder)(30)를 구비한다. 또한, 라인 피더(30)에서 배출된 부품(5)의 오작동 유무를 검사하는 검사 유닛(60)을 구비한다.
공급 호퍼(11)는 부품(5)이 손상되거나 되튀지 않게 다수 개의 부품(5)을 볼 피더(20)에 투입하기 위한 것으로, 내경이 좁은 하단부 아래에는 슬라이드(slide)(15)가 있어 부품(5)들을 볼 피더(20)로 안내한다. 상기 부품(5)은 반도체 칩 패키지(semiconductor chip package)일 수 있다.
상기 볼 피더(20)는 슬라이드(15)에서 미끄러져 낙하하는 부품(5)들이 수거되는 볼(bowl)(21)을 구비한다. 볼(21)의 외주변에는 상향 진행하는 나선(螺線) 경로(25)가 형성되어 있다. 볼 피더(20) 내부에는 볼(21)을 진동시키는 모터(미도시)가 구비된다. 모터 구동력에 의해 볼(21)이 진동하면 다수의 부품(5)들이 볼(21)의 외주변으로 이동하여 나선 경로(25)를 따라 상향 나선 진행한다.
라인 피더(30)는, 볼 피더(20)에서 배출되는 부품(5)이 유입되는 유입부(35)와, 유입부(35)로 유입된 부품을 배출하는 배출부(36)를 구비한다. 일직선으로 연장된 부품 경로(31)의 양 단부가 각각 유입부(35)와 배출부(36)이며, 부품(5)들은 유입부(35)로 진입하여 배출부(36)까지 일렬로 진행하여 배출된다. 라인 피더(30)에서 부품(5)들은 진동, 또는 벨트(belt) 구동에 의해 이송될 수 있다. 상기 유입부(35)는 볼 피더(20)의 나선 경로(25)의 말단에 연결된다. 배출부(36)에서 배출된 부품(5)들은 검사 유닛(60)으로 유입된다.
부품 공급 장치(10)는 제 1센서(40)와, 제2 센서(46)와, 작동 콘트롤러(50)를 구비할 수 있다.
제1 센서(40)는 상기 유입부(35)를 통한 부품(5)의 유입을 감지한다. 이에 따라서 제1 센서(40)는 볼 피더에서의 부품 이송 오류를 센싱할 수 있다.
제2 센서(46)는 상기 배출부(36)를 통한 부품(5)의 배출을 감지한다. 이에 따라서 제2 센서(46)는 라인 피더(30)에서의 부품 이송 오류를 판단할 수 있다.
작동 컨트롤러(50)는 제1 센서(40) 및 제2 센서(46)의 감지 신호에 기초하여 볼 피더(20) 및 라인 피더(30)의 작동을 제어한다. 이 경우, 도시되지는 않으나, 볼 피더(20)는 볼 피더 구동 장치에 의하여 구동될 수 있고, 라인 피더(30)는 라인 피더 구동 장치에 의하여 구동 될 수 있다. 상기 볼 피더 구동 장치 및 라인 피더 구동 장치는 작동 컨트롤러(50)에 의하여 독립적으로 작동한다.
제1 센서(40)는 유입부(35)에 근접한 부품 경로(31) 상에 마련되고, 제2 센서(46)는 배출부(36)에 근접한 부품 경로(31) 상에 마련된다.
도 1, 도 2a, 및 도 2b를 참조하면, 제1 센서(40)는 발광부(41)와, 수광부(43)를 구비하는 광센서일 수 있다.
발광부(41)는 라인 피더(30) 상의 부품(5)의 진행 경로를 가로지르는 광(L)을 투사하는 광원(42)을 구비한다. 수광부(43)는 이 투사된 광(L)이 입사되는 수광면(44)을 구비하고 상기 입사된 광(L)을 전기 신호로 변환한다. 상기 변환된 전기 신호는 제1 센서(40)의 감지 신호로서 작동 콘트롤러(50)에 송신된다.
도 2a를 참조하면, 광원(42)의 광(L)이 수광부(43)에 입사되면 예컨대 디지털화된 "1"이라는 감지 신호가 작동 콘트롤러(50)에 인식된다. 도 2b를 참조하면, 부품(5)이 광원(42)의 광(L)을 가로막아 광(L)이 수광부(43)에 입사되지 못하면 예컨대 디지털화된 "0" 이라는 감지 신호가 작동 콘트롤러(50)에 인식된다. 따라서, "0" 이라는 감지 신호만 인식되거나, "0"이라는 감지 신호와 "1"이라는 감지 신호가 규칙적으로 교번하여 인식되고 "1"이라는 감지 신호의 지속 시간이 짧으면 부품(5)이 유입부(35)를 통해 정상적으로 라인 피더의 부품 경로(31)로 유입되고 있다고 판단할 수 있다. 그러나, "1"이라는 감지 신호의 지속 시간이 설정된 기준 시간을 초과하면 유입부(35)를 통한 부품(5)의 유입에 이상(異常)이 발생했다고 판단할 수 있다.
상세하게 도시하진 않았으나 제2 센서(46)도 제1 센서(40)와 유사한 구조를 가질 수 있고, 제2 센서(46)로부터 작동 콘트롤러(50)에 송신되는 감지 신호에 의해 배출부(36)를 통한 부품(5)의 배출에 이상(異常)이 있는지 유무를 판단할 수 있다.
유입부(35)를 통한 부품(5)의 유입에 이상(異常)이 있으면 이는 라인 피더(30)의 문제라기 보다는 볼 피더(20)의 문제라고 인식된다. 따라서, 작동 콘트롤러(50)는 제1 센서(40)의 감지 신호와 제2 센서(46)의 감지 신호로부터 부품(5)의 유입에는 이상(異常)이 있고 부품(5)의 배출에는 이상이 없음을 감지하면, 볼 피더(20)의 작동은 정지시키고 라인 피더(30)의 작동은 유지한다.
한편, 배출부(36)를 통한 부품(5)의 배출에 이상(異常)이 있으면 이는 볼 피더(20)의 문제라기 보다는 라인 피더(30)의 문제라고 인식된다. 따라서, 작동 콘트롤러(50)는 제1 센서(40)의 감지 신호와 제2 센서(46)의 감지 신호로부터 부품(5)의 유입에는 이상(異常)이 없고 부품(5)의 배출에는 이상이 있음을 감지하면, 볼 피더(20)의 작동은 유지하고 라인 피더(30)의 작동은 정지시킨다.
또 한편, 유입부(35)를 통한 부품(5)의 유입 및 배출부(36)를 통한 부품(5)의 배출에 모두 이상(異常)이 있으면 이는 볼 피더(20)와 라인 피더(30)에서 동시에 문제가 발생되었다고 인식된다. 따라서, 작동 콘트롤러(50)는 제1 센서(40)의 감지 신호와 제2 센서(46)의 감지 신호로부터 부품(5)의 유입과 배출에 모두 이상(異常)이 있음을 감지하면, 볼 피더(20)와 라인 피더(30)의 작동을 모두 정지시킨다.
또한, 작동 콘트롤러(50)는 제2 센서(46)의 감지 신호로부터 배출부(36)를 통한 부품(5)의 배출에 이상(異常)이 있다고 판단하면, 검사 유닛(60)의 작동을 정지시킨다. 라인 피더(30)로부터 검사 유닛(60)으로 부품(5)이 적시에 공급될 수 없는 상태이므로 검사 유닛(60)에서 부품(5)의 검사도 지연되기 때문이다.
부품 공급 장치(10)는 볼 피더(20) 또는 라인 피더(30)에 이상(異常)이 있으면, 볼 피더(20) 또는 라인 피더(30)를 적시(摘示)하여 이상을 알리는 알람 유닛(alarm unit)(55)을 더 구비한다. 알람 유닛(55)은 경보 사이렌(미도시)을 포함할 수도 있고, 도 3a 내지 3c에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(56)을 포함할 수도 있다. 알람 유닛(55)은 작동 콘트롤러(50)의 지시에 따라 볼 피더(20) 또는 라인 피더(30)의 이상을 알린다.
도 3a를 참조하면, 작동 콘트롤러(50)가 제1 센서(40)의 감지 신호와 제2 센서(46)의 감지 신호로부터 부품(5)의 유입에는 이상(異常)이 있고 부품(5)의 배출에는 이상이 없음을 감지하면, 볼 피더(20)의 작동은 정지시키고 라인 피더(30)의 작동은 유지함과 동시에, 알람 유닛(55)의 디스플레이 패널(56)에 "볼 피더 이상 발생" 이라는 메시지를 표시한다. 작업자의 주의를 강하게 환기시킬 수 있도록 적색으로 표시하거나, 점멸되게 표시할 수도 있다.
도 3b를 참조하면, 작동 콘트롤러(50)가 제1 센서(40)의 감지 신호와 제2 센서(46)의 감지 신호로부터 부품(5)의 유입에는 이상(異常)이 없고 부품(5)의 배출에는 이상이 있음을 감지하면, 볼 피더(20)의 작동은 유지하고 라인 피더(30)의 작동은 정지시킴과 동시에, 알람 유닛(55)의 디시플레이 패널(56)에 "라인 피더 이상 발생" 이라는 메시지를 표시한다. 작업자의 주의를 강하게 환기시킬 수 있도록 적색으로 표시하거나, 점멸되게 표시할 수도 있다.
도 3c를 참조하면, 작동 콘트롤러(50)가 제1 센서(40)의 감지 신호와 제2 센서(46)의 감지 신호로부터 부품(5)의 유입과 배출에 모두 이상(異常)이 있음을 감지하면, 볼 피더(20)와 라인 피더(30)의 작동을 모두 정지시킴과 동시에, 알람 유닛(55)의 디스플레이 패널(56)에 "볼 피더 이상 발생, 라인 피더 이상 발생" 이라는 메시지를 표시한다. 작업자의 주의를 강하게 환기시킬 수 있도록 적색으로 표시하거나, 점멸되게 표시할 수도 있다.
작동 콘트롤러(50)의 작업 제어에 의해 볼 피더(20)가 정지하고 라인 피더(30)는 계속 작동하면 작업자가 볼 피더(20)에 발생한 문제를 점검하는 동안 라인 피더(30)의 배출부(36)를 통한 부품(5)의 배출과, 검사 유닛(60)을 통한 부품(5)의 검사는 계속 진행된다. 그리고, 볼 피더(20)의 점검이 끝나고 볼 피더(20)의 작동을 재개하면 부품(5) 공급의 지연이 없거나 최소화될 수 있다.
한편, 작동 콘트롤러(50)의 작업 제어에 의해 라인 피더(30)가 정지하고 볼 피더(20)는 계속 작동하면 작업자가 라인 피더(30)를 점검하는 동안에 볼 피더(20)의 나선 경로(25)에는 부품(5)이 일렬로 나열되어 줄이 길어진다. 그리고, 라인 피더(30)의 점검이 끝나고 라인 피더(30)의 작동을 재개하면 나선 경로(25)에서 대기 상태에 있던 부품(5)들이 즉시 유입부(35)를 통해 라인 피더(30)로 투입된다. 따라서, 부품(5) 공급의 지연이 최소화될 수 있다.
이하에서는, 상기 구조를 가지는 부품 공급 장치에서 부품 이송 오류 여부를 판단하여서 조치하는 각 단계를 설명한다.
먼저, 부품 공급 장치가 작동하는 동안, 제1 센서(40) 및 제2센서(46)를 작동시킨다. 제1 센서(40)에 일정 시간 동안 부품이 공급되지 않는다는 신호가 작동 콘트롤러(50)로 전달되면, 상기 작동 콘트롤러(50)는 전달된 오류 신호에 따라서 알람 유닛(55)이 작동하도록 제어함과 동시에, 볼 피더 구동 장치로 명령하여서 상기 볼 피더(20)를 정지시킨다. 이 경우, 정지란 완전히 전원을 OFF시키거나, 대기 상태로 있는 것을 모두 포함한다.
한편, 제2 센서(46)에 일정 시간 동안 부품이 공급되지 않는다는 신호가 작동 콘트롤러(50)로 전달되면, 작동 콘트롤러는 전달된 오류 신호에 따라서 알람 유닛(55)이 작동하도록 제어함과 동시에, 라인 피더 구동 장치로 명령하여서 상기 라인 피더(30)를 정지시킨다. 이 경우, 정지란 완전히 전원을 OFF시키거나, 대기 상태로 있는 것을 모두 포함한다.
만약, 제1 센서(40)로부터 정상인 신호가 전달되고, 제2 센서(46)로부터 오류 신호가 전달되면, 작동 컨트롤러(50)는 알람 유닛(55)에 라인 피더(30)에 오류가 있음을 알리는 동시에 라인 피더(30)만을 정지시킨다. 또한, 제2 센서(46)로부터 정상인 신호가 전달되고, 제1 센서(41)로부터 오류 신호가 전달되면, 작동 컨트롤러(50)는 알람 유닛(55)에 볼 피더(20)에 오류가 있음을 알리는 동시에 볼 피더(20)만을 정지시킨다.
한편, 제1 센서(40) 및 제2 센서(46)가 동시에 오류 신호가 전달해 오면, 작동 컨트롤러(50)는 알람 유닛(55)에 볼 피더(20) 및 라인 피더(30)에 오류가 있음을 알리는 동시에 상기 볼 피더 및 라인 피더를 동시에 정지시킨다.
이에 따라서 작업자는 알람 유닛의 알람 신호에 따라서 어느 위치에 부품 이송 오류가 발생하였는지를 정확히 파악할 수 있게 된다. 또한, 라인 피더 및 볼 피더를 독립적으로 구동함으로써, 전체 부품 공급 장치의 전원을 OFF 시킬 필요 없이, 오류가 발생한 구성요소만을 정지시킬 수 있다. 이에 따라서 작업자의 신속한 대응이 가능함과 동시에, 부품 공급 장치의 불필요하게 전체가 정지되는 현상도 막을 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
5: 부품 10: 부품 공급 장치
11: 공급 호퍼 20: 볼 피더(bowl feeder)
30: 라인 피더(line feeder) 35: 유입부
36: 배출부 40: 제1 센서
46: 제2 센서 50: 작동 콘트롤러
55: 알람 유닛 60: 검사 유닛

Claims (5)

  1. 다수의 부품을 수용하는 볼(bowl)을 구비하며, 상기 볼을 진동시켜 상기 다수의 부품을 하나씩 상기 볼 밖으로 배출하는 볼 피더(bowl feeder);
    상기 볼 피더에서 배출되는 부품이 유입되는 유입부와, 상기 유입부로 유입된 부품을 배출하는 배출부를 구비하며, 상기 유입부에서 상기 배출부까지 상기 부품을 일렬로 진행시키는 라인 피더(line feeder);
    상기 유입부를 통한 부품의 유입을 감지하는 제1 센서;
    상기 배출부를 통한 부품을 감지하는 제2 센서;
    상기 제1 센서 및 제2 센서의 이상(異常) 감지 신호의 발생에 따라서 상기 볼 피더 및/또는 라인 피더를 독립적으로 정지 및 구동시키는 작동 콘트롤러; 및
    상기 제1 센서 또는 제2 센서에서 이상을 감지하면 상기 이상을 알리는 알람유닛;을 구비하고,
    상기 제1 및 제2센서는 이송하는 부품 사이의 간격이 기준 간격보다 크거나, 부품을 감지하지 못하는 시간이 설정시간보다 초과하면 상기 이상(異常)이 있다고 판단하며,
    상기 이상 판단에 따라서 상기 라인 피더 및 볼 피더 중 이상(異常)으로 판단되는 피더만의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 부품 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 작동 콘트롤러는, 상기 제1 센서의 이상(異常) 감지신호가 발생하고, 상기 제2 센서의 이상(異常) 감지신호가 발생하지 않으면, 상기 볼 피더의 작동은 정지시키고 상기 라인 피더의 작동은 유지하고,
    상기 제1 센서의 이상(異常) 감지신호가 발생하지 않고, 상기 제2 센서의 이상(異常) 감지신호가 발생하면, 상기 볼 피더의 작동은 유지하고 상기 라인 피더의 작동은 정지시키며,
    상기 제1 센서 및 제2 센서의 이상(異常) 감지신호가 모두 발생하면, 상기 볼 피더와 라인 피더의 작동을 모두 정지시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 부품 공급 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센서 및 제2 센서 중 적어도 하나는 상기 라인 피더 상의 부품의 진행 경로를 가로지르는 광을 투사(投射)하는 발광부와, 상기 투사된 광이 입사되고 상기 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 수광부를 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 공급 장치.
  4. 제1 항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 부품은 반도체 칩 패키지이고,
    상기 볼(bowl)은 외주변에 나선경로가 형성되어 있으며, 상기 볼이 진동할 때 상기 반도체 칩 패키지를 상기 나선경로를 따라 하나씩 배출하는 것을 특징으로 하는 부품 공급 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 볼 피더에 부품이 남아있는지를 감지하는 만재센서를 더 포함하고,
    상기 제1센서는 상기 만재센서인 것을 특징으로 하는 부품 공급 장치.
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