KR102458478B1

KR102458478B1 - 마운터용 에어 제어 장치

Info

Publication number: KR102458478B1
Application number: KR1020207010983A
Authority: KR
Inventors: 스스무 이리에
Original assignee: 신포니아 테크놀로지 가부시끼가이샤
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2022-10-26
Also published as: CN111279813A; KR20200078493A; EP3703480A4; EP3703480A1; JP2019079970A; JP7001425B2; US20210185867A1; US11589490B2; WO2019082404A1

Abstract

본 발명의 과제는 진공 흡착 시에, 부품이나 노즐에 적합한 에어 인입량으로 조정하여, 부품에 대미지를 끼치는 일 없이 노즐에 의한 확실한 보유 지지 상태를 실현한, 마운터용 에어 제어 장치를 실현하는 것이다.
이 마운터용 에어 제어 장치는, 마운터의 헤드 모듈(HM)에 착탈 가능하게 설치되는 노즐(n)을 부압 영역에 접속하여, 선단에 부품을 흡착시킬 수 있도록 한 것이며, 헤드 모듈(HM)에 가변 스로틀 기구(4)를 탑재하고, 이 가변 스로틀 기구(4)에 의해, 노즐(n)로부터 부압 영역으로의 에어의 인입량을 조정 가능하게 했다.

Description

마운터용 에어 제어 장치

본 발명은, 마운터의 헤드 모듈을 통해 노즐에 의한 부품의 진공 흡착을 적절하게 행할 수 있도록 한 마운터용 에어 제어 장치에 관한 것이다.

종래부터 프린트 기판의 실장 장치로서 마운터가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1).

이러한 종류의 마운터는, 장치 내에 XY축 방향으로 이동 가능한 헤드 모듈을 구비하고, 이 헤드 모듈에 노즐을 설치하고, 노즐 선단에 실장 부품(이하, 부품이라고 칭함)을 흡착, 해방시켜, 프린트 기판에 실장하도록 구성된다. 헤드 모듈 내에는, 노즐을 Z축 방향으로 상하 이동시키기 위한 에어 실린더나 서보 모터가 구비되어 있다.

동 문헌의 도 2에 기초하여 헤드 모듈의 동작을 설명하면, 진공 펌프(66)에 의한 부품 P의 흡착 후, 에어 배관(68)에 의한 해방, 즉 진공 파괴에 의해 부품 P를 프린트 기판 위에 마운트한다. 밸브(62)는 그 때의 전환용이다.

일본 특허 공개 제2014-123612호 공보

그런데, 하나의 헤드 모듈에는, 예를 들어 1, 2, 4, 8, 12, 24개의 노즐이 탑재되어 있고, 노즐 각각에, 하나씩, 스로틀 밸브가 붙어 있다. 스로틀 밸브의 상류는 공통의 레귤레이터를 통해 정압 영역인 에어 배관 등에 접속되어 있다.

도 9는 하나의 노즐(n)에 주목하여, 헤드 모듈(HM) 내에서 노즐(n)이 솔레노이드 밸브인 3포트 밸브 b를 통해 정압 영역과 부압 영역에 배반적으로 접속되는 구성을 도시하고 있고, 정압 영역은 에어 배관 c로부터 레귤레이터 d 및 스로틀 밸브 e를 통해 에어가 공급되고, 흡착 시에는 부압 영역인 진공 펌프에 직접 접속되도록 되어 있다. 노즐(n), 3포트 밸브 b 및 스로틀 밸브 e는, 레귤레이터 d와 진공 펌프 f 사이에 노즐 수만큼 병렬적으로 마련되어 있다.

도 10의 구성은 도 9와 마찬가지로 3포트 밸브 b에 의해 노즐(n)을 정압 영역 또는 부압 영역으로 선택적으로 전환 가능하게 한 후, 3포트 밸브 b의 상류에 솔레노이드 밸브인 2포트 밸브 g 또는 3포트 밸브 h에 의해 3포트 밸브 b로의 에어 공급의 온·오프를 행하고 있고, 흡착 시에는 부압 영역인 진공 펌프 f에 직접 접속되어 있다.

또한, 도 11의 구성은 노즐(n)을 정압 영역에 대하여 단절하는 2포트 밸브 m과, 노즐(n)을 부압 영역에 대하여 단절하는 2포트 밸브 k가 노즐(n)에 대하여 병렬적으로 접속된 구성으로 되어 있고, 흡착 시에는 부압 영역인 진공 펌프 f에 직접 접속되어 있다.

이와 같은 헤드 모듈(HM)은, 크게는 고속, 다기능 타입으로 분류되고 있다. 고속 타입은, 예를 들어 스마트폰용의 작은 칩 부품 실장용으로 구성되고, 노즐(n)의 수는 많고, 노즐 직경은 작고, 부품 흡착 후의 진공 파괴를 위해 공급하는 에어의 유량도 소량으로 설정된다. 한편, 다기능 타입은, 예를 들어 커넥터 등의 비교적 큰 이형 부품 실장용으로 구성되고, 노즐(n)의 수는 적고, 노즐 직경은 크고, 부품 흡착 후의 진공 파괴를 위해 공급하는 에어의 유량도 비교적 많게 설정된다. 이 때문에, 도 8 내지 도 10의 스로틀 밸브 e 및 레귤레이터 d의 조정은 헤드 모듈(HM)의 용도별로 상이하고, 헤드 모듈(HM) 자체가 용도에 따라 고속용, 다기능용으로서 복수 종류 준비되어 있다.

그러나, 부품 흡착을 위한 에어의 흡입량에 대해서는, 종래에는 초기 설정 시에 대해서는 고려되어 있기는 하지만, 부품이나 노즐의 종류마다 대응할 수 있는 배려는 이루어져 있지 않다.

노즐에 의한 흡착은, 진공 펌프의 부압값과 유로 저항으로, 목적의 부압값까지의 도달 시간이 정해지기 때문에, 노즐이나 부품에 대하여 에어의 인입량이 적으면, 필요한 진공도에 도달할 때까지 시간이 걸려, 그 결과, 택트가 낮아진다는 새로운 과제가 발생한다. 반대로, 노즐이나 부품에 대하여 에어의 인입량이 너무 많으면, 인입력이 지나치게 강해져 부품의 대미지의 원인으로 될 우려도 있다. 부품에 대미지가 발생하면, 수율이 저하될 뿐만 아니라, 재조정을 위해 장치 가동률이 저하된다는 문제도 발생한다.

이와 같은 문제에 대처하기 위해서는, 적어도 고속용·다기능용으로 각각 에어의 인입량을 상이하게 한 헤드 모듈을 준비할 필요가 있고, 노즐 교환 시에도 상이한 종류의 노즐로 교환하는 경우에는 에어의 인입량도 재설정할 필요가 있지만, 이 경우, 헤드 모듈은 최대한 공통의 구성으로 부압 영역으로부터의 에어의 인입량을 조정할 수 있도록 해 둘 것이 요망된다.

또한, 마운터의 가동 중, 부품의 변경 시 등에 노즐(n)의 교환이 필요해진 경우, 노즐 교환은 장치의 가동을 멈추지 않고 행해지는 것이 일반적이지만, 헤드 모듈(HM)의 교환이 필요해진 경우는, 장치를 멈추고 행할 필요가 있어, 설비 가동률의 저하로 이어진다.

그래서, 하나의 헤드 모듈(HM)로 고속용과 다기능용을 겸용시키는 것이 하나의 대책으로서 고려되지만, 그때에는 가동 중에 실장 부품인 부품의 변경이나 노즐의 교환이 있었을 때에, 헤드 모듈(HM) 내에 있어서 장치의 가동을 정지하지 않고 에어의 인입량을 변경할 수 있도록 해 두는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명은, 이와 같은 과제에 착안하여 이루어진 것이며, 진공 흡착 시에, 부품이나 노즐에 적합한 에어 인입량으로 조정하여, 부품에 대미지를 끼치는 일 없이 노즐에 의한 확실한 보유 지지 상태를 실현함과 함께, 장치 가동률도 유효하게 향상시킨, 종래에는 없는 마운터용 에어 제어 장치를 실현하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 이상과 같은 과제를 해결하기 위해, 다음과 같은 수단을 강구한 것이다.

즉, 본 발명의 에어 제어 장치는, 마운터의 헤드 모듈에 착탈 가능하게 설치되는 노즐을 부압 영역에 접속하여, 선단에 부품을 흡착시킬 수 있도록 한 것이며, 상기 헤드 모듈에 가변 스로틀 기구를 탑재하고, 이 가변 스로틀 기구에 의해, 상기 노즐로부터 상기 부압 영역으로의 에어의 인입량을 조정 가능하게 한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 하면, 가변 스로틀 기구로 노즐에 대한 에어의 인입량을 조정할 수 있기 때문에, 노즐별로 적절한 부품의 진공 흡착을 행할 수 있다. 이 때문에, 하나의 헤드 모듈로 적절하게 취급할 수 있는 부품이나 노즐의 종류가 증가하여, 범용성이 높은 것으로 할 수 있다.

이 경우, 상기 가변 스로틀 기구를 전기적으로 제어 가능한 것으로 함과 함께, 이 가변 스로틀 기구에 제어 수단을 접속하고, 이 제어 수단에 의해 미리 정한 인가 전압 또는 인가 전류에 기초하여, 상기 가변 스로틀 기구의 유량을 제어하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 마운터의 가동을 정지시키지 않고 부품이나 노즐의 종류에 따른 에어의 인입을 행할 수 있다. 이 때문에, 설비 가동률도 향상시킬 수 있다.

혹은, 가변 스로틀 기구는, 상이한 용도용으로 복수 마련되고, 용도에 따른 유량으로 설정되어 있는 것도 바람직하다.

이와 같이 하면, 가변 스로틀 기구에 대하여 고속용이나 다기능용 등의 용도에 상응하는 인입량의 제어를 할 수 있기 때문에, 작은 부품에 대해서는 인입량을 작게, 큰 부품에 대해서는 인입량을 크게 하는 유량 제어를 행할 수 있다. 이에 의해, 헤드 모듈의 교환을 행하지 않고 범용성이 높은 사용 방법이 가능하고, 헤드 모듈을 공용하는 것에 의한 부품 개수의 삭감과 함께, 헤드 모듈의 교환에 필요로 했던 만큼, 설비 가동률을 향상시키는 것이 가능해진다.

가변 스로틀 기구가, 복수의 노즐마다 복수 마련되고, 노즐에 따른 유량으로 설정되도록 하면, 용도가 동일한지 여부에 상관없이, 노즐별로 미세한 인입량의 제어를 행하는 것이 가능해진다.

상기 마운터의 헤드 모듈에 추가로, 정압 영역과 노즐 사이에 개재되어 정압 영역으로부터 노즐을 향하는 에어의 유량을 전기적인 구동에 의해 변경 가능한 유량 조정 기구를 탑재하고, 상기 제어 수단에 의해, 미리 정한 인가 전압 또는 인가 전류에 기초하여, 상기 유량 조정 기구의 유량을 제어하면서, 노즐의 진공 파괴를 행하도록 구성하면, 유량 조정 기구에 의해 노즐에 공급하는 에어의 유량 제어를 할 수 있기 때문에, 마운터의 가동을 정지하지 않고 부품이나 노즐의 종류에 따른 진공 파괴를 위한 유량 조정을 행할 수 있다. 따라서, 이 점에 있어서도, 하나의 헤드 모듈로 적절하게 취급할 수 있는 부품이나 노즐의 종류가 증가하여, 설비 가동률도 향상시키는 것이 가능해진다.

제어 수단이, 미리 인가 전압값 또는 인가 전류값의 설정을 행하는 설정부와, 온·오프 명령이 입력됨으로써 상기 설정부에 설정되어 있는 전압값 또는 전류값을 제어 대상에 출력하는 출력 제어부를 구비한 것이라면, 유량이나 압력을 정확하게 디지털 관리할 수 있는 데다가, 일단 설정을 행한 후 온·오프 명령에 의해 전압 인가 또는 전류 인가를 행함으로써, 순시에 적절한 유량 제어를 실현하는 것이 가능해진다.

구체적인 실시의 형태로서는, 상기 가변 스로틀 기구가 압전 밸브를 사용하여 구성되는 것이나, 상기 가변 스로틀 기구가 비례 밸브를 사용하여 구성되는 것을 들 수 있다.

이상, 설명한 본 발명에 따르면, 진공 흡착 시에, 부품이나 노즐에 적합한 에어 인입량으로 조정하여, 부품에 대미지를 끼치는 일 없이 노즐에 의한 확실한 보유 지지 상태를 실현하고, 장치 가동률도 유효하게 향상시킨, 신규의 유용한 마운터용 에어 제어 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명이 적용되는 마운터의 구성 요소인 헤드 모듈의 에어 회로 구성을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 에어 제어 장치를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 에어 제어 장치를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 에어 제어 장치를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 에어 제어 장치를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 에어 제어 장치를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 에어 제어 장치를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 에어 제어 장치를 도시하는 도면.
도 9는 종래의 에어 제어 장치의 일례를 도시하는 도면.
도 10은 종래의 에어 제어 장치의 다른 일례를 도시하는 도면.
도 11은 종래의 에어 제어 장치의 상기 이외의 일례를 도시하는 도면.

이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다.

<제1 실시 형태>

이 실시 형태의 마운터용 에어 제어 장치가 적용되는 마운터의 헤드 모듈(HM)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 부압 영역을 구성하는 진공 펌프(1)와 정압 영역 중에 배치되는 레귤레이터(2)를 탑재하고 있고, 레귤레이터(2)는 동일하게 정압 영역의 압축 공기원이 되는 에어 배관(3)에 접속되어 있다. 헤드 모듈(HM)에는, 종래의 고속 용도에 적합한 노즐(n1)과, 다기능용에 적합한 노즐(n2)이 설치 가능하게 되어 있고, 또한, 고속 용도의 노즐(n1)도 직경이 상이한 복수 종류가 설치 가능하게 되어 있고, 다기능 용도의 노즐(n2)도 직경이 상이한 다른 복수 종류가 설치 가능하게 되어 있다. 그리고, 각 노즐(n1…, n2…)마다 가변 스로틀 기구(4)가 접속되고, 가변 스로틀 기구(4)의 진공 파괴측의 회로는 상류가 공통의 레귤레이터(2)에 병렬적으로 접속됨과 함께, 흡인측의 회로는 상류가 공통의 진공 펌프(1)에 접속되어 있다.

그리고, 가변 스로틀 기구(4)에는, 전기적인 구동에 의해 유량을 연속적으로 변화시킬 수 있는 것이 채용되어 있고, 이 가변 스로틀 기구(4)를 제어하는 제어 수단(5)을 마련하여, 제어 수단(5)으로부터 필요한 인가 전압 또는 인가 전류로 교축을 제어하도록 구성된다. 또한 제어 수단(5)은, 가변 스로틀 기구(4)를 제어하여, 부품 흡착 후에 노즐(n)(n1 또는 n2)을 향한 에어 공급에 의한 진공 파괴를 행하도록 구성되어 있다.

도 2는 하나의 노즐(n)(n1 혹은 n2)에 대하여 마운터용 에어 제어 장치를 구성하는 가변 스로틀 기구(4)와, 이 가변 스로틀 기구(4)를 제어하는 제어 수단(5)을 도시하고 있고, 가변 스로틀 기구(4)는 노즐(n)의 진공 흡인용 스로틀 밸브(41)에 의해 구성되어 있다. 제어 수단(5)은 이것 이외에 에어 공급용 전환 밸브(61)도 제어하도록 구성되어 있다. 이 회로 구성은 도 11의 종래예를 개량한 형태로 되어 있다.

스로틀 밸브(41)는, 부압 영역을 구성하는 진공 펌프(1)의 흡입구에 연통하는 제1 포트(41a)와, 노즐(n)에 연통하는 제2 포트(41b) 사이에 작동부(41c)가 개재되고, 제1 작동 위치에서 양 포트(41a, 41b) 사이를 차단하고, 제2 작동 위치에서 양 포트(41a, 41b) 사이를 연통하는 유량 조정 기능을 갖는 2포트 밸브에 의해 구성되어 있다. 구체적으로는, 이 스로틀 밸브(41)는 피에조 소자를 사용한 압전 밸브에 의해, 노멀 클로즈로 설정되고, 외부로부터의 인가 전압 레벨에 따라 제1 작동 위치와 제2 작동 위치 사이에서 연속적으로 작동부(41c)가 변위 또는 변형됨으로써 유량을 가변으로 하여, 에어의 인입량을 변경하는 기능을 가진 것으로 되어 있다. 이 때문에, 이 2포트 밸브(41)에 의해 노즐(n)에 대한 에어의 인입량을 미세 조정할 수 있다. 또한, 압전 밸브를 채용하고 있기 때문에, 예를 들어 전자 밸브나 비례 밸브에 비해 전압이 인가되고 나서의 응답성이 신속하다는 특징을 갖고 있다.

전환 밸브(61)는, 정압 영역인 에어 배관(3)의 토출구에 레귤레이터(21) 및 스로틀 밸브(22)을 통해 연통하는 제3 포트(61a)와, 노즐(n)에 연통하는 제4 포트(61b) 사이에 작동부(61c)가 개재되고, 제1 전환 위치에서 양 포트(61a, 61b) 사이를 차단하고, 제2 전환 위치에서 양 포트(61a, 61b) 사이를 연통하는 2포트 밸브에 의해 구성된다. 구체적으로는, 이 밸브(61)는 솔레노이드 밸브에 의해, 노멀 클로즈로 설정되고, 외부로부터의 전압 명령에 의해 작동부(61c)가 제1 전환 위치로부터 제2 전환 위치로 전환된다. 스로틀 밸브(22)는 수동 조정의 스로틀 밸브이고, 장치의 가동 중에는 고정 교축으로서 사용된다.

한편, 제어 수단(5)은, 압전 밸브용 드라이버(51)를 구비하고, 이 압전 밸브용 드라이버(51)는 상위 제어 장치(52)에 접속되어 있다.

압전 밸브용 드라이버(51)는, 통신 입출력부(51a), 설정 입력부(51b), 설정부(51c), 명령 입력부(51d), 출력 제어부(51e), 전압 출력 회로(51f)를 구비하고 있고, 상위 제어 장치(52)는, 드라이버 설정부(52a)와, 밸브 동작 명령부(52b)를 구비하고 있다.

드라이버 설정부(52a)는 압전 밸브용 드라이버(51)의 설정부(51c)에 통신 입출력부(51a)를 통해 유량 설정을 행한다. 또한, 밸브 동작 명령부(52b)는, 밸브의 온·오프 명령을 압전 밸브 드라이버(51)와 솔레노이드 밸브(61)에 입력한다. 밸브 동작 명령부(52b)에는 어떤 밸브를 구동할지의 통신 국번이 포함된다.

통신 입출력부(51a)가, RS485나 Ethernet, CAN 등으로 대표되는 데이터 통신에 의한 통신 수단인 경우, 압전 밸브용 드라이버(51)는, 통신 입출력부(51a)에 유량의 설정 데이터가 입력되면, 이것을 설정부(51c)에 기입한다. 이에 의해 설정부(51c)에는, 노즐 타입별 출력 전압 설정, 통신 국번, 동작 논리가 보유된다. 출력 전압 설정은 유량(밸브 개방도)에 관한 설정이고, 통신 국번은 어떤 압전 밸브(41)에 관한 설정인지를 특정하고, 동작 논리에는 명령 입력부(51d)의 신호에 대하여 동기 출력인지 원샷 출력인지의 전환, 상승, 하강 등의 전압 출력 파형의 설정, 원샷 펄스 시간의 설정 등이 행해진다.

다음에, 통신 입출력부(51a)가, 접점 입력과 같은 전환에 의한 통신 수단을 사용하는 경우에 대하여 기술한다. 압전 밸브용 드라이버(51)는, 설정 입력부(51b)에 의해, 설정부(51c)에, 출력 전압 설정, 동작 논리, 동기 출력과 원샷 출력 전환, 상승, 하강 등의 전압 출력 파형의 설정, 원샷 펄스 시간의 설정 등을 기입한다. 이들 설정값을 하나의 그룹으로 하여 복수 기억된다. 접점 입력과 같은 전환 수단에 의해, 그룹을 전환함으로써, 데이터 통신 수단보다도 고속으로 설정의 전환이 행해진다.

이와 같은 구성에서는, 상위 제어 장치(52)는 우선, 실장 부품(부품)을 흡착할 때에 솔레노이드 밸브(61)가 오프인 상태에서 압전 밸브 드라이버(51)를 온으로 한다. 이에 의해 압전 밸브 드라이버(51)는, 통신 국번에 관련지어 설정부(51c)에서 설정되어 있는 동작 논리에 따라, 대응하는 노즐(n)의 압전 밸브(41)에 출력 제어부(51e) 및 전압 출력 회로(51f)를 통해 출력 전압을 인가한다. 이와 같이, 인가 전압을 예정된 대로 함으로써, 노즐 흡인의 응답성을 빠르게 하고 있다.

압전 밸브(41)는, 인가 전압에 따라 작동부(41c)가 연속적으로 변위되어, 노즐의 품종에 최적인 교축으로 에어의 인입을 행한다. 이에 의해 실장 부품을 흡착하면, 이어서 밸브 동작 명령부(52b)는, 압전 밸브용 드라이버(51)를 통해 압전 밸브(41)를 오프로 함과 함께 솔레노이드 밸브(61)를 온으로 한다. 이에 의해, 에어 배관(3)으로부터의 에어가 노즐(n)에 도달하여, 흡착되어 있는 부품을 진공 파괴에 의해 개방한다. 개방된 부품은, 대상이 되는 프린트 기판 위에 마운트된다.

상위 제어 장치(52)에서는, 마운터의 택트를 높이기 위해, 헤드 모듈(HM)이 목적의 위치에 도달하기 전에, 밸브의 지연이나, 노즐 선단이 목표 압력으로 될 때까지의 압력 변화의 지연을 상정하고, 노즐(n)의 XYZ축의 이동과 병행하여 밸브의 동작 명령을 내고 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 마운터용 에어 제어 장치는, 마운터의 헤드 모듈(HM)에 착탈 가능하게 설치되는 노즐(n)을 부압 영역을 구성하는 진공 펌프(1)에 접속하고, 선단에 부품을 흡착시킬 수 있도록 한 것이며, 헤드 모듈(HM)에 가변 스로틀 기구(4)를 탑재하고, 이 가변 스로틀 기구(4)에 의해, 노즐(n)로부터 부압 영역으로의 에어의 인입량을 조정 가능하게 한 것이다.

이와 같이 하면, 가변 스로틀 기구(4)에서 노즐(n)에 대한 에어의 인입량을 조정할 수 있기 때문에, 노즐(n)(n1, n2)별로 적절한 부품의 진공 흡착을 행할 수 있다. 이 때문에, 하나의 헤드 모듈(HM)로 적절하게 취급할 수 있는 부품이나 노즐(n)의 종류가 증가하여, 범용성이 높은 것으로 할 수 있다.

특히, 가변 스로틀 기구(4)를 전기적으로 제어 가능한 것으로 함과 함께, 이 가변 스로틀 기구(4)에 제어 수단(5)을 접속하고, 이 제어 수단(5)에 의해 미리 정한 인가 전압 또는 인가 전류에 기초하여, 가변 스로틀 기구(4)의 유량을 제어하도록 하고 있으므로, 마운터의 가동을 정지시키지 않고 부품이나 노즐(n)의 종류에 따른 에어의 인입을 행할 수 있고, 설비 가동률도 향상시킬 수 있다.

또한, 가변 스로틀 기구(4)가, 상이한 용도용으로 복수 마련되고, 용도에 따른 유량으로 설정 가능하고, 가변 스로틀 기구(4)에 대하여 고속용이나 다기능용 등의 용도에 상응하는 에어의 인입량의 제어를 할 수 있기 때문에, 작은 부품에 대해서는 인입량을 작게, 큰 부품에 대해서는 인입량을 크게 하는 유량 제어를 행할 수 있다. 이에 의해, 헤드 모듈(HM)의 교환을 행하지 않고 범용성이 높은 사용 방법이 가능하고, 헤드 모듈(HM)을 공용하는 것에 의한 부품 개수의 삭감과 함께, 헤드 모듈(HM)의 교환에 필요로 했던 만큼, 설비 가동률을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 가변 스로틀 기구(4)가, 복수의 노즐(n)마다 복수 마련되고, 노즐(n)에 따른 유량으로 설정되기 때문에, 용도가 동일한지 여부에 상관없이, 노즐별로 더욱 미세한 인입량의 제어를 행하는 것이 가능해진다.

또한, 제어 수단(5)이, 미리 인가 전압값 또는 인가 전류값의 설정을 행하는 설정부(51c)와, 온·오프 명령이 입력됨으로써 설정부(51c)에 설정되어 있는 전압값 또는 전류값을 제어 대상에 출력하는 출력 제어부(51e)를 구비하고 있기 때문에, 인입량이나 압력을 정확하게 디지털 관리할 수 있는 데다가, 일단 설정을 행한 후 온·오프 명령에 의해 전압 인가 또는 전류 인가를 행함으로써, 순시에 적절한 인입량의 제어를 실현하는 것이 가능해진다.

그리고, 가변 스로틀 기구(4)가, 유량 조정 기능을 갖는 압전 밸브(41)를 사용하여 구성되기 때문에, 고속, 장수명의 에어 제어 장치를 실현하는 것이 가능해진다.

<제2 실시 형태>

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태를, 도 3을 참조하여 설명한다. 여기서, 제1 실시 형태와 대략 공통되는 부분에는 동일 부호를 붙이거나 혹은 일부 부호를 생략하고, 설명에 대해서도 생략한다.

상기 제1 실시 형태에서는 가변 스로틀 기구(4)가 스로틀 밸브인 2포트 밸브(41)에 의해 구성되어 있었지만, 이 실시 형태에서는, 가변 스로틀 기구(4)가 스로틀 밸브인 3포트 밸브(44)에 의해 구성되어 있는 점이 상이하다. 이 회로 구성은 도 10의 종래예를 개량한 형태로 되어 있다.

즉, 부압 영역을 구성하는 진공 펌프(1)와 노즐(n) 사이에 개재되어 연속적인 교축 조정을 행하는 압전 밸브(44)는, 노즐(n)에 대하여 부압 영역을 차단하여 정압 영역인 레귤레이터(21) 등을 접속하는 위치를 노멀 상태로 하고, 압전 밸브 드라이버(51)로부터 밸브 동작 명령이 입력됨으로써 정압 영역을 차단하여 부압 영역과 노즐(n) 사이를 연속적으로 교축을 바꾸면서 접속하는 동작을 행한다. 또한, 2포트 밸브(45)는, 레귤레이터(21)와 3포트 밸브(44) 사이를 온 오프하는 역할을 담당하고, 상위 제어 장치(52)의 밸브 동작 명령부(52b)로부터의 입력에 의해 동작한다.

이와 같이 구성해도, 상기 각 실시 형태에 준한 작용 효과를 발휘한다.

<제3 실시 형태>

다음에, 본 발명의 제3 실시 형태를, 도 4를 참조하여 설명한다. 여기서, 상기 실시 형태와 대략 공통되는 부분에는 동일 부호를 붙이거나 혹은 일부 부호를 생략하고, 설명에 대해서도 생략한다.

상기 각 실시 형태에서는 가변 스로틀 기구(4)의 기능을 포함하여 2개의 밸브가 채용되어 있었지만, 이 실시 형태에서는 가변 스로틀 기구(4)에 스로틀 밸브인 3포트 밸브(46)를 사용하여, 이 3포트 밸브(46)에 정압 영역의 전환 기능을 갖게 하고 있는 점이 상이하다. 이 회로 구성은 도 9의 종래예를 개량한 형태로 되어 있다.

즉, 이 3포트 밸브(46)는 노즐(n)에 대하여 부압 영역을 구성하는 진공 펌프(1)를 차단하여 정압 영역을 구성하는 레귤레이터(21) 등을 접속하는 위치를 노멀 상태로 하고, 압전 밸브 드라이버(51)로부터 밸브 동작 명령이 입력됨으로써 정압 영역을 차단하여 부압 영역을 연속적으로 교축을 바꾸면서 노즐(n)에 접속하는 동작을 행한다.

<제4 실시 형태>

도 5는 도 2의 구성을 더 변형한 것으로, 에어 공급측에 있어서 솔레노이드 밸브(61) 대신에 압전 밸브(141)를 사용한 구성을 도시하고 있다. 도 2와 대략 공통되는 부분에는 동일 부호를 붙이거나 혹은 일부 부호를 생략하고, 설명에 대해서도 생략한다.

이것은, 상기 마운터의 헤드 모듈(HM)에 추가로, 정압 영역과 노즐(n) 사이에 개재되어 정압 영역으로부터 노즐(n)을 향하는 에어의 유량을 전기적인 구동에 의해 변경 가능한 유량 조정 기구(104)를 탑재하고, 제어 수단(5)에 의해, 미리 정한 인가 전압 또는 인가 전류에 기초하여, 유량 조정 기구(104)를 구성하는 스로틀 밸브(141)의 유량을 제어하면서, 노즐의 진공 파괴를 행하도록 구성되어 있다.

이 회로 구성도 도 10의 종래예를 개량한 형태로 되어 있다.

스로틀 밸브(141)는, 정압 영역을 구성하는 레귤레이터(21)의 토출구에 연통하는 제1 포트(1141a)와, 노즐(n)에 연통하는 제2 포트(141b) 사이에 작동부(141c)가 개재되고, 제1 작동 위치에서 양 포트(141a, 141b) 사이를 차단하고, 제2 작동 위치에서 양 포트(141a, 141b) 사이를 연통하는 2포트 밸브에 의해 구성되어 있다. 구체적으로는, 이 스로틀 밸브(141)는 피에조 소자를 사용한 압전 밸브에 의해, 노멀 클로즈로 설정되고, 외부로부터의 인가 전압 레벨에 따라 제1 작동 위치와 제2 작동 위치 사이에서 연속적으로 작동부(141c)가 변위 또는 변형됨으로써 유량을 가변으로 하여, 통과하는 에어의 유량을 변경하는 유량 조정 기능을 가진 것으로 되어 있다. 이 때문에, 이 2포트 밸브(141)에 의해 노즐(n)에 공급되는 에어의 유량 및 압력을 미세 조정할 수 있다. 또한, 압전 밸브를 채용하고 있기 때문에, 예를 들어 전자 밸브나 비례 밸브에 비해 전압이 인가되고 나서의 응답성이 신속하다는 특징을 갖고 있다.

한편, 제어 수단(5)은, 압전 밸브용 드라이버(151)를 구비하고, 이 압전 밸브용 드라이버(151)는 상위 제어 장치(52)에 접속되어 있다.

압전 밸브용 드라이버(151)는, 통신 입출력부(151a), 설정 입력부(151b), 설정부(151c), 명령 입력부(151d), 출력 제어부(151e), 전압 출력 회로(151f)를 구비하고 있고, 상위 제어 장치(52)는, 드라이버 설정부(52a)와, 밸브 동작 명령부(52b)를 구비하고 있다.

드라이버 설정부(52a)는 압전 밸브용 드라이버(151)의 설정부(151c)에 통신 입출력부(151a)를 통해 유량 설정을 행한다. 또한, 밸브 동작 명령부(52b)는, 밸브의 온·오프 명령을 압전 밸브 드라이버(151)에 입력한다. 밸브 동작 명령부(52b)에는 어떤 밸브를 구동할지의 통신 국번이 포함된다.

통신 입출력부(151a)가, RS485나 Ethernet, CAN 등으로 대표되는 데이터 통신에 의한 통신 수단인 경우, 압전 밸브용 드라이버(151)는, 통신 입출력부(151a)에 유량 설정 데이터가 입력되면, 이것을 설정부(151c)에 기입한다. 이에 의해 설정부(151c)에는, 노즐 타입별 출력 전압 설정, 통신 국번, 동작 논리가 보유된다. 출력 전압 설정은 유량(밸브 개방도)에 관한 설정이고, 통신 국번은 어느 압전 밸브(141)에 관한 설정인지를 특정하고, 동작 논리에는 명령 입력부(151d)의 신호에 대하여 동기 출력인지 원샷 출력인지의 전환, 상승, 하강 등의 전압 출력 파형의 설정, 원샷 펄스 시간의 설정 등이 행해진다.

다음에, 통신 입출력부(151a)가, 접점 입력과 같은 전환에 의한 통신 수단을 사용하는 경우에 대하여 기술한다. 압전 밸브용 드라이버(151)는, 설정 입력부(51b)에 의해, 설정부(151c)에, 출력 전압 설정, 동작 논리, 동기 출력과 원샷 출력 전환, 상승, 하강 등의 전압 출력 파형의 설정, 원샷 펄스 시간의 설정 등을 기입한다. 이들 설정값을 하나의 그룹으로 하여 복수 기억된다. 접점 입력과 같은 전환 수단에 의해, 그룹을 전환함으로써, 데이터 통신 수단보다도 고속으로 설정의 전환이 행해진다.

이와 같은 구성에서는, 상위 제어 장치(52)는 우선, 실장 부품(부품)을 흡착할 때에 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이 압전 밸브 드라이버(51)를 온으로 하여 필요한 제어를 행함으로써 노즐 선단을 필요한 부압 상태로 하고, 그 다음에 부품을 개방할 때에 압전 밸브 드라이버(51)를 오프로 함과 함께 압전 밸브 드라이버(151)를 온으로 함으로써, 압전 밸브 드라이버(151)는, 통신 국번에 관련지어 설정부(151c)에서 설정되어 있는 동작 논리에 따라, 대응하는 노즐(n)의 압전 밸브(141)에 출력 제어부(151e) 및 전압 출력 회로(151f)를 통해 출력 전압을 인가한다. 이와 같이, 인가 전압을 목적으로 함으로써, 에어 공급의 응답성을 빠르게 하고 있다.

압전 밸브(141)는, 인가 전압에 따라 작동부(141c)가 연속적으로 변위되어, 노즐의 품종에 최적인 유량 및 압력으로 에어를 공급한다. 이 에어는 노즐(n)에 도달하여, 흡착되어 있는 부품을 진공 파괴에 의해 개방한다. 개방된 부품은, 대상이 되는 프린트 기판 위에 마운트된다.

이 경우도, 상위 제어 장치(52)에서는, 마운터의 택트를 높이기 위해, 헤드 모듈(HM)이 목적의 위치에 도달하기 전에, 밸브의 지연이나, 노즐 선단이 목표 압력으로 될 때까지의 압력 변화의 지연을 상정하고, 노즐(n)의 XYZ축의 이동과 병행하여 밸브의 동작 명령을 내고 있다.

이와 같이 구성하면, 마운터의 헤드 모듈(HM)에 추가로, 정압 영역과 노즐(n) 사이에 개재되어 정압 영역으로부터 노즐(n)을 향하는 에어의 유량을 전기적인 제어에 의해 변경 가능한 유량 조정 기구(104)를 탑재하고, 제어 수단(5)에 의해, 미리 정한 인가 전압 또는 인가 전류에 기초하여, 유량 조정 기구(104)의 유량을 제어하면서, 노즐(n)의 진공 파괴를 행하도록 하고 있기 때문에, 유량 조정 기구(104)에 의해 노즐(n)에 공급하는 에어의 유량 제어를 할 수 있고, 마운터의 가동을 정지하지 않고 부품이나 노즐(n)의 종류에 따라 적절한 진공 파괴를 위한 유량 조정을 행할 수 있다. 따라서, 이 점에 있어서도, 하나의 헤드 모듈로 적절하게 취급할 수 있는 부품이나 노즐의 종류가 증가하여, 설비 가동률도 향상시키는 것이 가능해진다.

물론, 이와 같은 진공 파괴를 위한 제어는, 상기 제1 실시 형태 내지 제5 실시 형태에 있어서도 병용할 수 있다.

<제5 실시 형태>

다음에, 본 발명의 제5 실시 형태를, 도 6을 참조하여 설명한다. 여기서, 상기 각 실시 형태와 대략 공통되는 부분에는 동일 부호를 붙이거나 혹은 일부 부호를 생략하고, 설명에 대해서도 생략한다.

상기 각 실시 형태에서는, 가변 스로틀 기구(4)의 스로틀 밸브가 압전 밸브에 의해 구성되어 있던 것에 비해, 이 실시 형태의 가변 스로틀 기구(4)는, 스로틀 밸브를 비례 밸브(47)로 변경하고 있는 점이 상이하다.

즉, 이것은 도 11에 도시하는 종래의 회로 구성을 개량한 형태이고, 2포트 밸브 k와 진공 펌프(1) 사이에 비례 밸브(47)를 배치하고, 노즐(n)과 부압 영역을 구성하는 진공 펌프(1) 사이의 교축인 개방도를 상위 제어 장치(52)의 아날로그 출력부(52c)로부터의 출력에 의해 연속적으로 가변하고 있는 것이다. 노즐(n)을 정압 영역에 접속하는 2포트 밸브 m도 밸브 동작 명령부(52b)에 의해 제어된다.

비례 밸브(47)를 노즐(n)별로 개별로 갖게 하면 헤드 모듈(HM)의 중량이 증대되는 데다가, 응답성도 나쁘기 때문에 순시에 전환은 할 수 없지만, 헤드 모듈(HM)을 공용하여 마운터의 가동을 정지하지 않고 고속용부터 다기능용까지 모두 사용할 수 있어, 헤드 모듈의 교환을 불필요로 할 수 있는 점에서는, 비례 밸브(47)를 사용해도, 압전 밸브를 사용한 상기 실시 형태에 준한 작용 효과가 발휘된다.

<기타의 실시 형태>

도 7은 도 10에 도시하는 종래의 회로 구성을 개량한 형태이며, 3포트 밸브 b와 진공 펌프(1) 사이에 비례 밸브(48)를 배치하여, 아날로그 출력부(52c)에 의해 교축을 연속적으로 제어하도록 한 것이다. 또한, 도 8은 도 9에 도시하는 종래의 회로 구성을 개량한 형태이며, 3포트 밸브 b와 진공 펌프(1) 사이에 비례 밸브(49)를 배치하여, 아날로그 출력부(52c)에 의해 교축을 연속적으로 제어하도록 한 것이다.

이와 같이 해도, 제5 실시 형태와 동일한 작용 효과가 발휘된다.

이상, 본 발명의 몇몇 실시 형태에 대하여 설명했지만, 각 부의 구체적인 구성은, 상술한 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 가변 스로틀 기구(4)에 대하여, 다기능 용도, 고속 용도 등의 노즐의 카테고리에 관계없이, 복수의 노즐에 대하여 본 발명을 적용함으로써, 노즐에 적합한 유량 제어를 행하는 것이 가능하다.

또한, 상기 실시 형태에서는 노즐(n)과 가변 스로틀 기구(4)는 일대 일의 관계였지만, 도시하지 않지만, 복수의 노즐에 대하여 하나의 가변 스로틀 기구를 마련하고, 가변 스로틀 기구 그 하류에 각 노즐에 대하여 방향 제어 밸브(유로 제어 밸브)를 마련하는 구성으로 해도 상관없다.

또한, 상기 실시 형태에서는 압전 드라이버는 헤드 모듈 밖에 배치하고 있지만, 중량이나 스페이스가 문제가 되지 않다면 헤드 모듈에 탑재해도 상관없다.

혹은, 상기 실시 형태에서는 진공 펌프가 헤드 모듈에 탑재되어 있지만, 진공 배기가 적절하게 행해진다면 헤드 모듈 밖에 배치해도 상관없다.

또한, 본 실시 형태의 에어 제어 장치는 마운터(2)에 적용되었지만, 이것에 한정되지 않고, 외관 검사기, 측정 분별기 및 테이핑기 등에 적용되어도 된다.

기타의 구성도, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.

본 발명은, 마운터의 헤드 모듈을 통해 노즐에 의한 부품의 진공 흡착을 적절하게 행할 수 있도록 한 마운터용 에어 제어 장치로서의 이용이 가능하다.

4: 가변 스로틀 기구
5: 제어 수단
51c: 설정부
51e: 출력 제어부
104: 유량 조정 기구
HM: 헤드 모듈
n: 노즐
n1: 노즐(고속용)
n2: 노즐(다기능용)

Claims

마운터의 헤드 모듈에 착탈 가능하게 설치되는 노즐을 부압 영역에 접속하여, 선단에 부품을 흡착시킬 수 있도록 한 마운터용 에어 제어 장치이며,
상기 헤드 모듈에 탑재된 가변 스로틀 기구와,
상기 가변 스로틀 기구에 의해, 상기 노즐로부터 상기 부압 영역으로의 에어의 인입량을 조정 가능하게 하고, 상기 가변 스로틀 기구를 전기적으로 제어 가능한 제어 수단을 구비하고,
상기 제어 수단이 상기 가변 스로틀 기구를 동작시키는 온·오프 명령이 입력되는 명령 입력부와, 미리 인가 전압값 또는 인가 전류값의 설정을 행하는 설정부와, 온·오프 명령이 입력됨으로써 상기 설정부에 설정되어 있는 전압값 또는 전류값을 제어 대상에 출력하는 출력 제어부를 구비하고,
상기 제어 수단은 상기 전압값 또는 전류값에 대응하는 인가 전압 또는 인가 전류에 기초하여, 상기 가변 스로틀 기구의 유량을 제어하고,
상기 명령 입력부로부터 상기 출력 제어부가 상기 설정부에 설정되어 있는 전압값 또는 전류값에 대응하는 인가 전압 또는 인가 전류를 상기 가변 스로틀 기구로 인가하는 타이밍을 제어 가능한 것을 특징으로 하는 마운터용 에어 제어 장치.
제1항에 있어서, 가변 스로틀 기구가, 상이한 용도용으로 복수 마련되고, 용도에 따른 유량으로 설정되는, 마운터용 에어 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 가변 스로틀 기구가, 복수의 노즐마다 복수 마련되고, 노즐에 따른 유량으로 설정되는, 마운터용 에어 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 마운터의 헤드 모듈에 추가로, 정압 영역과 노즐 사이에 개재되어 정압 영역으로부터 노즐을 향하는 에어의 유량을 전기적인 구동에 의해 변경 가능한 유량 조정 기구를 탑재하고, 상기 제어 수단에 의해, 미리 정한 인가 전압 또는 인가 전류에 기초하여, 상기 유량 조정 기구의 유량을 제어하면서, 노즐의 진공 파괴를 행하도록 구성되는, 마운터용 에어 제어 장치.
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