KR102557264B1

KR102557264B1 - Pcb cnt 자동 체결장치

Info

Publication number: KR102557264B1
Application number: KR1020210030498A
Authority: KR
Inventors: 이승준
Original assignee: (주) 한주반도체
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2023-07-19
Also published as: KR20220126358A

Abstract

본 발명은 제 1 다관절로봇에 결합되어 PCB CNT의 플립을 Open 및 Close하는 플립 개폐툴; 및 제 2 다관절로봇에 결합되고 FFC를 흡착하여 상기 플립이 Open된 상기 PCB의 CNT에 상기 FFC를 체결하는 FFC 체결툴;을 포함하는 PCB CNT 자동 체결장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, PCB 간의 전기적 신호 연결 또는 PCB와 부품 간의 전기적 신호 연결을 위하여 사용되는 FFC(Flexible Flat Cable) 또는 FPC(Flexible Printed Circuit)를 수동이 아닌 자동으로 체결함으로써 PCB 연결 작업의 효율성 및 편의성을 증대시키는 효과가 있다. 또한, Z축 보상용 버퍼부를 이용하여 PCB의 Z축의 오차범위 내를 Cove하고, Z축의 오차 범위 내에서 커버가 안 될 경우 변위센서를 이용하여 거리를 측정하고, 그 거리에 맞게 제 2 다관절로봇의 Z축을 승,하강시켜 높이의 오차를 해결함으로써 FFC의 정확한 체결이 이루어지는 효과가 있다. 또한, 푸셔부가 PCB를 눌러 고정시킴으로써 PCB가 고정되어 있지 않고 유동이 있어도 체결이 가능한 효과가 있다.

Description

PCB CNT 자동 체결장치{Automatic Connection Device For PCB Connector}

본 발명은 PCB CNT 자동 체결장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 PCB CNT(Connector) 간의 연결에 사용되는 FFC 또는 FPC를 수동이 아닌 자동으로 체결하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 거의 모든 전자제품은 다양한 회로패턴이 형성된 PCB와, 상기 PCB간의 전기적 신호 연결 또는 상기 PCB와 부품간의 전기적 신호 연결을 위하여 얇은 판 형태의 FFC(Flexible Flat Cable) 또는 FPC(Flexible Printed Circuit)를 이용하여 상기 PCB와 PCB 사이 또는 PCB와 주변 부품을 전기적으로 연결한다.

도 1에 도시된 바와 같이 FFC 또는 FPC (이하, FFC(Flexibe Flat Cable)라 한다.)와 PCB를 전기적으로 연결하기 위해서 PCB(10)의 단자부에 CNT(Connector)(11)를 구비하고, FFC(13)의 단자를 CNT(Connector)(11)에 삽입함으로써 PCB(10)와 FFC(13)를 연결하였다.

그리고, PCB(10) 간의 연결 해체 또는 PCB(10)와 부품간의 연결을 해체하기 위해서는 PCB(10)의 CNT(11)로부터 FFC(13)의 단자를 빼내어 분리시킴으로써 연결을 해체하였다.

그러나, 종래에는 FFC의 단자를 CNT에 삽입하여 PCB와 FFC를 연결하는 작업과, PCB와 FFC 연결을 해체하는 작업이 수동으로 이루어져 작업 효율이 크게 떨어지고, 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

대한민국등록특허 제10-0878228호(등록일 2009.01.06) 대한민국등록특허 제10-1558277호(등록일 2015.10.01)

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은 PCB 간의 전기적 신호 연결 또는 PCB와 부품간의 전기적 신호 연결을 위하여 사용되는 FFC(Flexible Flat Cable) 또는 FPC(Flexible Printed Circuit)를 수동이 아닌 자동으로 체결하여 체결작업의 효율성 및 편의성을 증대시키는 PCB CNT 자동 체결장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 일실시 예에 따른 PCB CNT 자동 체결장치는 제 1 다관절로봇에 결합되어 PCB CNT의 플립을 Open 및 Close하는 플립 개폐툴; 및 제 2 다관절로봇에 결합되고 FFC를 흡착하여 상기 플립이 Open된 상기 PCB의 CNT에 상기 FFC를 체결하는 FFC 체결툴;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 플립 개폐툴은 상기 제 1 다관절로봇에 결합되는 지지플레이트와, 상기 지지플레이트에 결합되어 상기 PCB를 고정시키는 푸셔부와, 상기 지지플레이트에 결합되고 상기 푸셔부에 눌려 고정된 상기 PCB의 CNT 플립을 Open하는 블레이드부와, 상기 지지플레이트에 결합되고 상기 푸셔부에 눌려 고정된 상기 PCB의 CNT 플립을 Close하는 롤러부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 푸셔부는 상기 PCB의 CNT를 수용하여 상기 CNT의 좌,우측을 눌러 고정할 수 있게 좌,우 한 쌍의 푸셔바로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 블레이드부는 상기 PCB CNT의 플립을 오픈하는 블레이드와, 상기 블레이드를 전,후로 이동시키는 블레이드 전,후 이동 실린더와, 상기 블레이드를 좌,우로 이동시키는 블레이드 좌,우 이동 실린더와, 상기 블레이드를 업,다운시키는 블레이드 업,다운 실린더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 롤러부는 상기 좌,우 한 쌍의 푸셔바 사이에서 상기 CNT의 플립과 직교되게 위치하여 직선이동시 상기 CNT의 Open된 플립을 밀어서 Close하는 롤러와, 상기 롤러를 직선 이동시키는 롤러 이동 실린더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이에 더하여, 상기 지지플레이트에는 상기 PCB의 Z축 높이의 오차에 대응하는 Z축 보상용 버퍼부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 지지플레이트는 상기 제 1 다관절로봇에 결합되는 제 1 지지플레이트와, 상기 푸셔부와 상기 블레이드부와 상기 롤러부를 지지하는 제 2 플레이트로 구성되고, 상기 Z축 보상용 버퍼부는 일측이 상기 제 1 지지플레이트에 결합되고 타측이 상기 제 2 지지플레이트에 결합되어 수직방향으로 슬라이딩되는 LM가이드와, 상기 제 1 지지플레이트와 제 2 지지플레이트의 상,하 배치면 사이에 개제되어 상기 PCB의 Z축 높이의 오차에 대응하는 버퍼스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 FFC 체결툴은 상기 제 2 다관절로봇에 결합되는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 결합되어 FFC를 흡착하는 흡착패드와, 상기 흡착패드에 흡입력을 제공하는 진공펌프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 FFC 체결툴의 지지프레임은 상기 제 2 다관절로봇에 결합되는 제 1 지지프레임과, 상기 흡착패드를 고정시키는 제 2 지지프레임으로 구성되고, 상기 제 1 지지프레임과 제 2 지지프레임 사이에는 Z축 높이의 오차에 대응하는 Z축 보상용 버퍼부가 구비되며, 상기 Z축 보상용 버퍼부는 일측이 상기 제 1 지지프레임에 결합되고 타측이 상기 제 2 지지프레임에 결합되어 수직방향으로 슬라이딩되는 LM가이드와, 상기 제 1 지지프레임과 제 2 지지프레임의 상,하 배치면 사이에 개제되어 Z축 높이의 오차에 대응하는 버퍼스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡착패드에는 Z축 거리를 측정하고 상기 측정 거리에 맞게 제 2 다관절로봇의 Z축을 승,하강시켜 Z축 높이의 오차를 해결하는 변위센서가 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, PCB 간의 전기적 신호 연결 또는 PCB와 부품 간의 전기적 신호 연결을 위하여 사용되는 FFC(Flexible Flat Cable) 또는 FPC(Flexible Printed Circuit)를 수동이 아닌 자동으로 체결함으로써 PCB 연결 작업의 효율성 및 편의성을 증대시키는 효과가 있다.

또한, Z축 보상용 버퍼부를 이용하여 PCB의 Z축의 오차범위 내를 Cove하고, Z축의 오차 범위 내에서 커버가 안 될 경우 변위센서를 이용하여 거리를 측정하고, 그 거리에 맞게 제 2 다관절로봇의 Z축을 승,하강시켜 높이의 오차를 해결함으로써 FFC의 정확한 체결이 이루어지는 효과가 있다.

또한, 푸셔부가 PCB를 눌러 고정시킴으로써 PCB가 고정되어 있지 않고 유동이 있어도 체결이 가능한 효과가 있다.

도 1은 일반적으로 FFC가 PCB CNT(Connector)에 체결되어 PCB 간의 전기적 신호 연결을 하는 상태를 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 PCB CNT 자동 체결장치의 전체 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 PCB CNT 자동 체결 장치의 플립 개폐툴과 FFC 체결툴을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 PCB CNT 자동 체결 장치의 플립 개폐툴을 도시한 평면도.
도 5의 (a),(b)는 본 발명의 일실시 예에 따른 PCB CNT 자동 체결 장치에서 플립 개폐툴에 구비된 Z축 보상용 버퍼부를 설명하기 위한 분해도 및 측면도.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 PCB CNT 자동 체결장치에서 PCB의 Z축 ㅁ오차가 발생하는 상태를 설명하기 위한 개념도.
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 PCB CNT 자동 체결 장치에서 FFC 체결툴에 구비된 Z축 보상용 버퍼부를 설명하기 위한 측면도.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일실시 예에 따른 PCB CNT 자동 체결 장치의 동작도로서, 도 8은 플립 개폐툴의 푸셔부가 PCB를 고정하는 동작을 도시하고, 도 9(a) 내지 도 9(e)는 블레이드가 이동하여 PCB CNT의 플립을 Open하는 동작을 도시하며, 도 10은 FFC 체결툴의 흡착패드가 FFC를 흡착하여 플립이 Open된 PCB의 CNT에 FFC를 체결하는 동작을 도시하고, 도 11은 플립 개폐툴의 롤러가 전진하여 PCB CNT의 플립을 Close하는 동작을 도시한 것임.

이하의 본 발명에 대한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예에 대한 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시하기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.

따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

발명의 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명에서는 PCB와 PCB를 FFC(Flexible Flat Cable)로 연결하는 것을 일실시형태의 예로 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시 예에 따른 PCB CNT 자동 체결장치는 제 1 다관절로봇(R1)에 결합되어 PCB CNT의 플립을 Open 및 Close하는 플립 개폐툴(100)과, 제 2 다관절로봇(R2)에 결합되고 FFC를 흡착하여 플립이 Open된 PCB의 CNT에 FFC를 체결하는 FFC 체결툴(200)을 포함하여 구성된다.

도 3에 도시된 바와 같이 플립 개폐툴(100)은 제 1 다관절로봇(R1)에 결합되는 지지플레이트(110)와, 지지플레이트에 결합되어 PCB를 고정시키는 푸셔부(120)와, 지지플레이트에 결합되고 푸셔부에 눌려 고정된 PCB CNT의 플립을 Open하는 블레이드부(130)와, 지지플레이트에 결합되고 푸셔부에 눌려 고정된 PCB CNT의 플립을 Close하는 롤러부(140)를 포함하여 구성된다.

먼저, 지지플레이트(110)는 제 1 다관절로봇(R1)에 결합되는 제 1 지지플레이트(111)와, 푸셔부(120)와 블레이드부(130)와 롤러부(140)를 지지하는 제 2 지지플레이트(112)로 구성된다.

제 1 지지플레이트(111)는 제 1 다관절로봇에 결합되는 수평플레이트(111a)와, 수평플레이트(111a)에 수직으로 결합되는 수직플레이트(111b)와, 수직플레이트(111b)의 하단에 결합되어 제 2 지지플레이트(112)를 지지하는 받침플레이트(111c)로 구성되고, 제 2 지지플레이트(112)는 받침플레이트(111c) 위에 얹어지는 수평플레이트(112a)와, 수평플레이트(112a)의 일단에 수직으로 연결되는 수직플레이트(112b)로 구성된다.

그리고, 푸셔부(120)는 제 2 지지플레이트(112)의 하부에 고정되며, PCB(10)의 CNT(11)를 수용하여 CNT(11)의 좌,우측을 눌러 고정할 수 있게 좌,우 한 쌍의 푸셔바(121,122)로 구성된다. 여기서, 한 쌍의 푸셔바(121,122)는 제 1 다관절로봇(R1)에 의해 이동하여 PCB의 CNT(11)의 좌,우측을 눌러 고정시킨다.

블레이드부(130)는 PCB CNT(11)의 플립(12)을 오픈하는 블레이드(131)와, 블레이드를 좌,우로 이동시키는 블레이드 좌,우 이동 실린더(132)와, 블레이드(131)를 전,후로 이동시키는 블레이드 전,후 이동 실린더(133)와, 블레이드를 업,다운시키는 블레이드 업,다운 실린더(134)를 포함하여 구성된다.

여기서, 제 2 지지플레이트(112)의 상면에는 블레이드(131)를 좌,우로 이동시키는 블레이드 좌,우 이동 실린더(132)가 구비되고, 블레이드 좌,우 이동 실린더(132)의 상부에는 블레이드(131)를 전,후로 이동시키는 블레이드 전,후 이동 실린더(133)가 구비되며, 블레이드 전,후 이동 실린더(133)의 상부에는 블레이드(131)를 업,다운시키는 블레이드 업,다운 실린더(134)가 구비되고, 블레이드 업,다운 실린더(134)에는 PCB CNT(11)의 플립(12)을 오픈하기 위한 블레이드(131)가 결합된다.

도 4에 도시된 바와 같이 블레이드(131)는 푸셔부(120)의 일측에 위치하고, 블레이드 좌,우 이동 실린더(132)의 구동에 의해 이동하여 한 쌍의 푸셔바(121,122) 사이에 위치한다. 그리고, 블레이드 업,다운 실린더(134)에 의해 다운하여 플립(12) 하부에 위치한 다음 블레이드 전,후 이동 실린더(133)의 구동에 의해 이동하여 CNT(11)와 플립(12) 사이로 삽입한다. 이어 블레이드 업,다운 실린더(134)의 구동에 의해 업 되면서 CNT(11)의 플립(12)을 Open시킨다.

롤러부(140)는 좌,우 한 쌍의 푸셔바(121,122) 사이에서 CNT(11)의 플립(12)과 직교되는 방향으로 배치되는 롤러(141)와, 롤러(141)를 직선 이동시키는 롤러 이동 실린더(142)를 포함하여 구성된다. 롤러(141)는 롤러 이동 실린더(142)의 구동에 의해 직선 이동하여 PCB CNT(11)의 Open된 플립(12)을 밀어서 Close한다.

한편, 도 5의 (a),(b)에 도시된 바와 같이 제 1 지지플레이트(111)와 제 2 지지플레이트(112) 사이에는 PCB(10)의 Z축 높이의 오차에 대응하는 Z축 보상용 버퍼부(150)가 구비된다.

Z축 보상용 버퍼부(150)는 일측이 제 1 지지플레이트(111)에 결합되고 타측이 제 2 지지플레이트(112) 결합되어 수직방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 LM가이드(151)와, 제 1 지지플레이트(111)와 제 2 지지플레이트(112)의 상,하 배치면 사이에 개제되어 PCB(10)의 Z축 높이의 오차에 대응하는 버퍼스프링(152)을 포함하여 구성된다.

LM가이드(151)는 제 1 지지플레이트(111)의 수직플레이트(111b) 일면에 수직으로 결합되는 가이드레일바(미도시)와 제 2 지지플레이트(112)의 수직플레이트(112b) 일면에 결합되는 가이드블록(151a)의 레일홈이 슬라이딩 가능하게 결합된다. 그리고, LM가이드 일측에는 부유물을 막아주는 커버(151b)가 구비된다. 즉, 제 2 지지플레이트에 결합된 가이드블록(151a)이 제 1 지지플레이트의 가이드레일바(미도시)를 따라 수직이동함에 따라 제 2 지지플레이트는 PCB(10)의 Z축 높이의 오차에 대응하게 된다.

그리고, 버퍼스프링(152)은 제 2 지지플레이트(112)의 수직플레이트(112b) 상면에 구비된 스토퍼(153)에 끼워지고 제 1 지지플레이트(111)의 수평플레이트(111a)와의 사이에 개제되어 PCB(10)의 Z축 높이의 오차에 대응하는 쿠션을 부여한다.

PCB(10)는 캐리어에 이송되어 PCB CNT 자동 체결장치 앞에 위치하게 된다. 이때 캐리어의 높이에 따라 이송된 PCB(10)의 Z축 높이가 상이할 수 있다. 그러나 푸셔부(120)와 블레이드부(130)의 Z축 위치는 지지플레이트에 기구적으로 고정되어 있어 항상 일정하다.

따라서, 도 6에 도시된 바와 같이 PCB(10)의 Z축 오차에 의해 푸셔바(121,122)가 PCB(10)에 닿지 않거나 정위치보다 더 깊게 들어갈 수 있다. 예를 들어, PCB(10)의 정치수가 5mm이고 가공 공차나 PCB(10)의 Level에 의해 ㅁ2mm의 단차가 발생 한다면 약 3∼7mm까지의 제품을 대응해야 한다. 그러나 Robot은 변위 Sensor가 없다면 Z축의 정확한 값을 알 수 없고 Program에 의해 입력된 값으로만 움직이게 된다. 즉, 도 8과 같이 Z축 오차에 의해 푸셔바(121,122)가 PCB(10) 표면에 닿질 않거나 정위치 보다 더 깊게 들어 갈수 있는 상황이 발생할 수 있다.

이를 해결하기 위해 Z축 보상용 버퍼부(150)는 하우징(110)을 상부와 하부로 분리하여 +오차일 경우엔 삽입된 버퍼스프링(152)에 의해 하부가 눌리게 되며, -오차일 경우를 대비 하여 Robot의 Z축 위치를 항상 정치수보다 살짝 더 누르게 Programing 한다. 이때, 푸셔부(120)와 블레이드부(130)는 기구적으로 고정되어 있기 때문에 푸셔부(120)와 블레이드부(130)의 높이 차는 항상 일정하게 유지된다.

따라서, 푸셔부의 푸셔바(121,122)가 PCB(10)를 누르게 되면 블레이드(131)는 플립(12)의 하부에 삽입될 수 있는 위치에 오게 된다. 즉, 푸셔부(120)는 PCB(10)를 고정시키는 역할과 함께 블레이드(131)의 삽입위치를 결정하는 역할을 한다. 또한 롤러(141)와 플립(12)간의 Z축 위치도 결정하게 된다.

도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이 FFC 체결툴(200)은 제 2 다관절로봇(R2)에 결합되는 지지프레임(210)과, 지지프레임(210)에 결합되어 FFC(13)를 흡착하는 흡착패드(230)와, 흡착패드(230)에 흡입력을 제공하는 진공펌프(미도시)를 포함하여 구성된다. 여기서, 진공펌프는 도면에 도시되지 않았으며, 도면에 도시된 연결관(220)을 통해 흡착패드(230)와 연결된다.

여기서도, FFC 체결툴(200)의 지지프레임(210)은 제 2 다관절로봇(R2)에 결합되는 제 1 지지프레임(211)과, 흡착패드(230)를 고정시키는 제 2 지지프레임(212)으로 구성되고, 제 1 지지프레임(211)과 제 2 지지프레임(212) 사이에는 Z축 높이의 오차에 대응하는 Z축 보상용 버퍼부(240)가 구비된다.

Z축 보상용 버퍼부(240)는 일측이 제 1 지지프레임(211)에 결합되고 타측이 제 2 지지프레임(212)에 결합되어 수직방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 LM가이드(241)와, 제 1 지지프레임(211)과 제 2 지지프레임(212)의 상,하 배치면 사이에 개제되어 Z축 높이의 오차 범위에 대응하는 버퍼스프링(242)을 포함하여 구성된다.

여기서, Z축 보상용 버퍼부(240)는 흡착패드(230)가 FFC를 흡착할 때 바닥을 누르고 흡착하여야하기 때문에 Z축 높이의 오차범위 내에서 완충기능을 한다.

또한, 흡착패드(230)에는 변위센서(250)가 장착된다. 변위센서(250)는 Z축의 오차 범위 내에서 커버가 안 될 경우 거리를 측정하고, 그 거리에 맞게 제 2 다관절로봇(R2)의 Z축을 승,하강시켜 Z축 높이의 오차를 해결한다.

여기서, 흡착패드(230)에 흡착된 FFC(13)는 PCB CNT(11)의 Z축 위치와 정확히 맞질 않으면 삽입이 되지 않게 된다. 따라서, 변위센서(250)는 흡착패드(230)의 Z축이 오차 범위 내에서 커버가 안되면 거리를 측정하고, 그 거리에 맞게 제 2 다관절로봇(R2)의 Z축이 승,하강하게 한 후 PCB CNT(11)의 Z축 위치와 정확히 맞춘 다음 흡착패드(230)에 흡착된 FFC(13)를 체결한다.

또한, 흡착패드(230)는 벨로우즈(bellows) 타입이 적용된다. 여기서, 다관절로봇의 포지션(Position) 반복 정밀도는 0.025mm이다. 벨로우즈 타입의 흡착패드(230)는 다관절로봇의 반복 정밀도를 고려하고 Align이 정확히 맞지 않아도 CNT 내부의 가이드를 타고 FFC가 체결될 수 있게 유동성을 부여한다.

이에 더하여, 본 발명의 PCB CNT 자동 체결장치는 플립의 Open 및 Close 여부를 확인하고, 플립 Close후 CNT와 FFC의 사용자가 지정한 임의의 값을 측정, 비교하여 FFC 체결여부를 확인하고 로봇의 정확한 이동과 전체적인 동작을 실행하는 영상획득부(Machine Vision)(미도시)를 포함할 수 있다.

그리고, 영상획득부(Machine Vision)는 PCB CNT를 조명하는 조명부와, PCB CNT의 영상을 촬영하는 카메라와, 촬영된 영상정보를 기 등록된 원본이미지와 비교하여 플립의 정상여부 및 Open, Close 여부를 확인하며 FFC 체결 및 분리 여부를 확인하고 로봇의 정확한 이동과 전체 적인 동작을 실행하는 영상을 분석하고 판단을 하는 컴퓨터 및 소프트웨어를 포함할 수 있다.

이하에서는 도 8 내지 도 11을 참고로 하여 본 발명의 일실시 예에 따른 PCB CNT 자동 체결 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 도 8에 도시된 바와 같이 제 1 다관절로봇(R1)의 이동에 의해 플립 개폐툴(100)의 푸셔바(121,122)가 PCB CNT(11)의 좌,우측을 고정한다.

이어 도 9(a)에 도시된 바와 같이 블레이드(131)는 블레이드 좌,우 이동실린더(132)의 구동에 의해 이동하여 한 쌍의 푸셔바(121,122) 사이의 CNT 플립(12) 전방에 위치하고, 도 9(b)에 도시된 바와 같이 블레이드 업,다운 실린더(134)의 구동에 의해 다운(Down)하여 CNT(11)의 플립(12)의 중심과 일치하는 전방에 위치한 다음, 도 9(c)에 도시된 바와 같이 블레이드 전,후 이동실린더(133)의 구동에 의해 후진 이동하여 CNT(11)의 플립(12)의 사이로 삽입되고, 도 9(d)에 도시된 바와 같이 블레이드 업,다운 실린더(134)의 구동에 의해 업(Up) 되면서 CNT(11)의 플립(12)을 Open시킨다. 이어, 도 9(e)에 도시된 바와 같이 간섭 방지를 위해 블레이드 좌,우 이동실린더(132)의 구동에 의해 원 위치로 이동한다.

이어, 도 10에 도시된 바와 같이 FFC 체결툴(200)의 흡착패드(230)가 진공펌프에서 제공하는 흡입력으로 FFC(13)를 흡착하여 플립(12)이 Open된 PCB의 CNT(11)에 FFC(13)를 체결한다.

이어, 도 11에 도시된 바와 같이 플립 개폐툴(100)의 롤러(141)가 직선이동 하여 CNT(11)의 Open된 플립(12)을 밀어서 Close한다.

이때, 영상획득부를 이용하여 플립(12)의 Open 및 Close 상태, FFC의 체결 상태를 검사할 수도 있다.

이와 같이 본 발명은 PCB 간의 전기적 신호 연결 또는 PCB와 부품 간의 전기적 신호 연결을 위하여 사용되는 FFC(Flexible Flat Cable) 또는 FPC(Flexible Printed Circuit)를 수동이 아닌 자동으로 체결함으로써 체결작업의 효율성 및 편의성을 증대시키게 된다.

또한, Z축 보상용 버퍼부를 이용하여 PCB의 Z축의 오차범위 내를 Cove하고, Z축의 오차 범위 내에서 커버가 안 될 경우 변위센서를 이용하여 거리를 측정하고, 그 거리에 맞게 제 2 다관절로봇의 Z축을 승,하강시켜 높이의 오차를 해결함으로써 FFC의 정확한 체결이 이루어지게 된다.

또한, 푸셔부가 PCB를 눌러 고정시킴으로써 PCB가 고정되어 있지 않고 유동이 있어도 체결이 가능하게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들로 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.

10: PCB 11: CNT
12: 플립 13: FFC
100: 플립 개폐툴 110: 지지플레이트
111: 제 1 지지플레이트 111a: 수평플레이트
111b: 수직플레이트 111c: 받침플레이트
112: 제 2 지지플레이트 112a: 수평플레이트
112b: 수직플레이트 120: 푸셔부
121,122: 푸셔바 130: 블레이드부
131: 블레이드 132: 블레이드 좌,우 이동 실린더
133: 블레이드 전,후 이동 실린더 134: 블레이드 업,다운 실린더
140: 롤러부 141: 롤러
142: 롤러 이동 실린더 150: Z축 보상용 버퍼부
151: LM 가이드 151a: 가이드블록
151b: 커버 152: 버퍼스프링
153: 스토퍼 200: FFC 체결툴
210: 지지프레임 211: 제 1 지지프레임
212: 제 2 지지프레임 220: 연결관
230: 흡착패드 240: Z축 보상용 버퍼부
241: LM가이드 242: 버퍼스프링
250: 변위센서

Claims

제 1 다관절로봇에 결합되어 PCB CNT의 플립을 Open 및 Close하는 플립 개폐툴; 및
제 2 다관절로봇에 결합되고 FFC를 흡착하여 상기 플립이 Open된 상기 PCB의 CNT에 상기 FFC를 체결하는 FFC 체결툴;을 포함하고,
상기 플립 개폐툴은 상기 제 1 다관절로봇에 결합되는 지지플레이트와, 상기 지지플레이트에 결합되어 상기 PCB를 고정시키는 푸셔부와, 상기 지지플레이트에 결합되고 상기 푸셔부에 눌려 고정된 상기 PCB의 CNT 플립을 Open하는 블레이드부와, 상기 지지플레이트에 결합되고 상기 푸셔부에 눌려 고정된 상기 PCB의 CNT 플립을 Close하는 롤러부를 포함하여 구성되고,
상기 지지플레이트에는 상기 PCB의 Z축 높이의 오차에 대응하는 Z축 보상용 버퍼부가 더 구비되고,
상기 지지플레이트는 상기 제 1 다관절로봇에 결합되는 제 1 지지플레이트와, 상기 푸셔부와 상기 블레이드부와 상기 롤러부를 지지하는 제 2 지지플레이트로 구성되고,
상기 Z축 보상용 버퍼부는 일측이 상기 제 1 지지플레이트에 결합되고 타측이 상기 제 2 지지플레이트에 결합되어 수직방향으로 슬라이딩되는 LM가이드와, 상기 제 1 지지플레이트와 제 2 지지플레이트의 상,하 배치면 사이에 개제되어 상기 PCB의 Z축 높이의 오차에 대응하는 버퍼스프링을 포함하고,
PCB의 Z축 오차에 의해 푸셔바가 PCB 표면에 닿지 않거나 정위치보다 더 깊게 들어가는 NG 상황 발생 시, Z축 보상용 버퍼부는 푸셔바가 정위치보다 더 깊게 들어가는 +오차일 경우엔 삽입된 버퍼스프링에 의해 푸셔바의 하부가 눌려 완충되며, PCB 표면에 닿지 않지 않는 -오차일 경우엔 제 1 다관절로봇의 Z축 위치를 항상 정치수보다 살짝 더 누르게 동작시키는 것을 특징으로 하는,
PCB CNT 자동 체결장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 푸셔부는 상기 PCB의 CNT를 수용하여 상기 CNT의 좌,우측을 눌러 고정할 수 있게 좌,우 한 쌍의 푸셔바로 구성되는 것을 특징으로 하는 PCB CNT 자동 체결장치.
제 1 항에 있어서,
상기 블레이드부는 상기 PCB CNT의 플립을 오픈하는 블레이드와, 상기 블레이드를 좌,우로 이동시키는 블레이드 좌,우 이동 실린더와, 상기 블레이드를 전,후로 이동시키는 블레이드 전,후 이동 실린더와, 상기 블레이드를 업,다운시키는 블레이드 업,다운 실린더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 PCB CNT 자동 체결장치.
제 3 항에 있어서,
상기 롤러부는 상기 좌,우 한 쌍의 푸셔바 사이에서 상기 CNT의 플립과 직교되는 방향으로 위치하여 직선이동시 상기 CNT의 Open된 플립을 밀어서 Close하는 롤러와, 상기 롤러를 직선 이동시키는 롤러 이동 실린더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 PCB CNT 자동 체결장치.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 FFC 체결툴은 상기 제 2 다관절로봇에 결합되는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 결합되어 FFC를 흡착하는 흡착패드와, 상기 흡착패드에 흡입력을 제공하는 진공펌프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 PCB CNT 자동 체결장치.
제 8 항에 있어서,
상기 FFC 체결툴의 지지프레임은 상기 제 2 다관절로봇에 결합되는 제 1 지지프레임과, 상기 흡착패드를 고정시키는 제 2 지지프레임으로 구성되고,
상기 제 1 지지프레임과 제 2 지지프레임 사이에는 Z축 높이의 오차에 대응하는 Z축 보상용 버퍼부가 구비되며,
상기 Z축 보상용 버퍼부는 일측이 상기 제 1 지지프레임에 결합되고 타측이 상기 제 2 지지프레임에 결합되어 수직방향으로 슬라이딩되는 LM가이드와, 상기 제 1 지지프레임과 제 2 지지프레임의 상,하 배치면 사이에 개제되어 Z축 높이의 오차에 대응하는 버퍼스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 PCB CNT 자동 체결장치.
제 8 항에 있어서,
상기 흡착패드에는 Z축 거리를 측정하고, 상기 측정 거리에 맞게 제 2 다관절로봇의 Z축을 승,하강시켜 Z축 높이의 오차를 해결하는 변위센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 PCB CNT 자동 체결장치.
제 1 항에 있어서,
상기 LM가이드는 제 1 지지플레이트의 일면에 수직으로 결합되는 가이드레일바와 제 2 지지플레이트의 일면에 결합되는 가이드블록의 레일홈이 슬라이딩 가능하게 결합되고,
상기 LM가이드 일측에는 부유물을 막아주는 커버가 구비되고, 제 2 지지플레이트에 결합된 가이드블록이 제 1 지지플레이트의 가이드레일바를 따라 수직이동함에 따라 제 2 지지플레이트는 PCB의 Z축 높이의 오차에 대응하게 되고,
상기 버퍼스프링은 제 2 지지플레이트 상면에 구비된 스토퍼에 끼워진 상태로 제 1 지지플레이트와의 사이에 개제됨으로써 PCB의 Z축 높이의 오차에 대응하는 쿠션 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는,
PCB CNT 자동 체결장치.