KR19980073012A

KR19980073012A - 부품 장착 장치

Info

Publication number: KR19980073012A
Application number: KR1019970008059A
Authority: KR
Inventors: 박준옥
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 1998-11-05

Abstract

본 발명은 부품 장착 장치에 관한 것으로서, X-Y 방향으로 이동하는 로봇에 부품의 흡착 및 장착에 따른 부품의 위치를 화상으로 인식 및 보정할 수 있는 이동 인식 헤드부를 구비한 부품 장착 장치에 있어서, 상기 이동 인식 헤드부는 상기 부품을 흡착할 수 있는 좌, 우측 흡착 노즐과, 상기 좌, 우측 흡착 노즐 사이에 전자 부품의 영상을 촬상할 수 있는 인식 카메라와, 상기 좌, 우측 흡착 노즐에 부착된 전자 부품을 투과시킬 수 있는 조명광을 발산하는 제 1 조명부와, 상기 인식 카메라로 들어오는 영상을 조명시킬 수 있도록 반사 조명을 발산하는 제 2 조명부와, 상기 제 1 조명부로부터 발산되는 조명광을 부품 전체면을 동시에 골고루 비출수 있도록 확산시키는 다수의 확산판과, 좌, 우측 흡착 노즐 및 인식 카메라의 아래에 위치하여 부품의 영상을 정확하게 전달시킬 수 있도록 광경로를 형성하는 반사경과, 상기 반사경을 흡착 노즐 들의 상하 이동에 대하여 좌, 우로 간섭없이 이동될 수 있게 하는 반사경 이동 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

부품 장착 장치

본 발명은 부품 장착 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자 부품 등을 로봇에 장착된 이동 인식 헤드부에 의하여 자동으로 장착시킬 때 인식 카메라에 부품의 영상이 선명하게 촬상될 수 있도록 부품 주변의 조명을 최적으로 맞춰 줄 수 있는 부품 장착 장치에 관한 것이다.

종래의 실시예로서, 일본 마쓰시다 전기의 특개평 6-296100 호에 개시된 부품 장착 장치를 도 1 에서 나타내고 있다.

도 1 에서 보면, 부품 장착 장치의 주요 부분인 이동 인식 헤드부(10)의 종단면도를 나타내고 있는 데, 상기 이동 인식 헤드부(10)는 전자 부품(1)의 영상(A)을 얻을 수 있도록 촬상하는 인식 카메라(2)를 구비하고, 상기 인식 카메라(2)는 렌즈(3)와 촬상 소자(4)를 내장하고 있다.

그리고, 상기 인식 카메라(2)의 좌,우에는(본 도면에서는 한 쪽이 생략됨) 전자 부품(1)을 흡착할 수 있는 흡착 노즐(5)이 구비된다.

상기 인식 카메라(2)와 흡착 노즐(5)의 아래에는 반사경 하우징(6)이 구비되고, 상기 반사경 하우징(6) 내에는 흡착된 전자 부품(1)의 영상(A)을 인식 카메라(2)로 전달하기 위한 반사경(7a)(7b)이 부착되어 있다.

한편, 상기 인식 카메라(2) 하단의 양 옆에는 조명부(8)를 구비하는 데, 상기 조명부(8)는 발광 소자(8a)와, 조명광(B)의 확산을 방지할 수 있는 차광판(8b)을 포함한다. 여기서, 상기 조명부(8)는 광축에 대하여 경사지게 설치된다.

또한, 상기 반사경 하우징(6) 내에는 발광 소자(8a)로부터 발산되는 조명광(B)을 반사하는 다른 반사경(9a)(9b)도 구비되어 있다.

이와 같이 구비된 종래의 부품 장착 장치는, 이동 인식 헤드부(10)가 도시되지 않은 부품 공급부로 이동한 후 흡착 노즐(5)이 하강하여 전자 부품(1)을 흡착시킨다. 이 후, 상기 흡착 노즐(5)이 상승하면, 반사경 하우징(6)은 전자 부품(1)의 아래에 위치하도록 이동된다.

이 때, 조명부(8)의 발광 소자(8a)로부터 발산되는 조명광(B)은 반사경(7b)을 통하여 다른 반사경(9a)(9b)에 반사된 후, 반사경(7a)를 통하여 전자 부품(1)을 비추게 된다. 동시에, 상기 전자 부품(1)의 영상(A)은 반사경(7a)(7b)를 통하여 렌즈(3)를 거쳐 촬상 소자(4)에 전달된다.

따라서, 종래 기술은 흡착 노즐(5)에 흡착된 전자 부품(1)을 인식할 때 조명의 방향이 전자 부품(1)의 배면을 비춘 후 반사되어 돌아오는 광을 인식 카메라(2)로 읽어들이고, 촬상 소자(4)로 하여금 광의 명암차를 식별케하여 전자 부품(1)을 인식하게 되어 있다.

그러나, 전자 부품(1)은 기능, 성능, 형상, 색상 등에 따라 여러 가지의 종류로 구분되는 데, 종래와 같이 부품(1)의 밑면 만을 반사하고 돌아오는 광을 인식하는 반사 조명 하나 만으로는 다양한 부품에 대한 대응성이 떨어진다. 더욱이, 대응성의 저하가 심할 경우에는 부품 인식 자체가 불가능하게 되므로 기능이나 성능 등이 극히 제한된 부분에만 적용시킬 수 밖에 없는 문제점을 안고 있다.

또한, 발광 소자(8a)의 양 옆에 차광판(8b)을 설치하는 것은 광의 직진성을 향상시킬 수는 있으나, 부품(1)의 전체면을 골고루 비추지 못하고, 오히려 어두운 사각 지점을 생기게 한다. 예를 들면, 상기 부품(1)이 플라스틱의 반도체 패키지로 된 경우 그 선단에 돌출된 전극이나 리드는 강한 직진성의 조명광(B)에 의하여 조도가 일정량 이상 증가하면 본래의 리드 폭 보다 가늘게 인식되어, 인식 정밀도를 저하시키는 문제점이 생긴다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 인식 카메라에 부품의 영상이 선명하게 촬상될 수 있도록 부품 주변의 조명을 최적으로 맞춰 줌으로써 부품의 인식 및 장착을 정밀하게 할 수 있는 부품 장착 장치를 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 부품 장착 장치는, X-Y 방향으로 이동하는 로봇에 부품의 흡착 및 장착에 따른 부품의 위치를 화상으로 인식 및 보정할 수 있는 이동 인식 헤드부를 구비한 부품 장착 장치에 있어서, 상기 이동 인식 헤드부는 상기 부품을 흡착할 수 있는 좌, 우측 흡착 노즐과, 상기 좌, 우측 흡착 노즐 사이에 전자 부품의 영상을 촬상할 수 있는 인식 카메라와, 상기 좌, 우측 흡착 노즐에 부착된 전자 부품을 투과시킬 수 있는 조명광을 발산하는 제 1 조명부와, 상기 인식 카메라로 들어오는 영상을 조명시킬 수 있도록 반사 조명을 발산하는 제 2 조명부와, 상기 제 1 조명부로부터 발산되는 조명광을 부품 전체면을 동시에 골고루 비출수 있도록 확산시키는 다수의 확산판과, 좌, 우측 흡착 노즐 및 인식 카메라의 아래에 위치하여 부품의 영상을 정확하게 전달시킬 수 있도록 광경로를 형성하는 반사경과, 상기 반사경을 흡착 노즐 들의 상하 이동에 대하여 좌, 우로 간섭없이 이동될 수 있게 하는 반사경 이동 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래의 실시예에 따른 부품 장착 장치의 이동 인식 헤드부의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도.

도 2 는 본 발명에 따른 부품 장착 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

도 3 은 본 발명에 따른 부품 장착 장치의 작용 상태를 이동 인식 헤드부를 중심으로 부분 도시한 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11 : 전자 부품, 14 : 로봇,

22 : 좌측 흡착 노즐, 24 : 우측 흡착 노즐,

30 : 인식 카메라, 42, 44, 46, 48 : 제 1 조명부,

52, 54 : 제 2 조명부, 62, 64, 66, 68 : 확산판,

72, 74 : 반사판, 82, 84 : 반사경,

86 : 반사경 하우징, 90 : 반사경 이동 수단,

91 : 가이드 블록, 92 : 가이드 레일,

93, 94 : 힌지핀, 96 : 커넥팅 로드,

97 : 휠, 98 : 모터,

100 : 이동 인식 헤드부.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.

도 2 는 본 발명에 따른 부품 장착 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

상기 도면에서, 본 발명의 장치는 X-Y 방향으로 이동되는 로봇(14)에 이동 인식 헤드부(100)가 장착되는 데, 상기 이동 인식 헤드부(100)는 헤드 베이스(12) 위에 전자 부품(11)을 흡착시킬 수 있는 좌측 흡착 노즐(22)과 우측 흡착 노즐(24)이 부착되고, 상기 좌, 우측 흡착 노즐(22)(24) 사이에 인식 카메라(30)가 설치된다.

특히, 상기 좌, 우측 흡착 노즐(22)(24)의 하단 양측에는 전자 부품(11)을 투과시킬 수 있는 조명광(B)을 발산하는 투과 조명부(42)(44)(46)(48)가 각 각 구비된다. 여기서, 상기 투과 조명부(42)(44)(46)(48)에 인접한 곳에는 여기로부터 발산되는 조명광을 전자 부품(11) 전체면에 동시에 골고루 비출 수 있도록 확산시키는 다수의 확산판(62)(64)(66)(68)이 설치된다. 바람직하게는, 상기 확산판(62) (64)(66)(68)이 투과 조명부(42)(44)(46)(48)와 전자 부품(11) 사이에 각 각 위치하여 후술하는 반사경(82)(84)을 향하도록 장착되면 좋다.

또한, 상기 좌, 우측 흡착 노즐(22)(24)에는 투과 조명부(42)(44)(46)(48)로부터 발산되는 조명광(B)을 반사시켜 전자 부품(11)을 투과시킬 수 있도록 반사판(72)(74)이 각 각 장착되어 있다.

물론, 인식 카메라(30)의 하단 양 옆에는 여기로 들어오는 영상을 조명시킬 수 있는 반사 조명을 발산하는 반사 조명부(52)(54)를 구비하는 것은 종래 기술과 동일하다.

한편, 상기 흡착 노즐(22)(24)과 인식 카메라(30)의 하방에는 광 경로를 형성하는 반사경(82)(84)이 설치되며, 상기 반사경(82)(84)은 반사경 하우징(86) 내에 부착된다.

대표 부호 90 은 반사경 이동 수단을 나타낸 것으로서, 이는 상기 반사경(82)(84)을 좌, 우측 흡착 노즐(22)(24) 들의 상하 이동에 대하여 좌, 우로 간섭없이 이동될 수 있게 하는 것이다. 즉, 상기 반사경 하우징(86)은 가이드 블록(91)에 결합되어, 가이드 레일(92) 위에서 슬라이딩 운동할 수 있게 되어 있다.

또한, 상기 반사경 하우징(86)은 커넥팅 로드(96)의 한 쪽에 힌지핀(93)에 의하여 결합되고, 또한 상기 커넥팅 로드(96)의 다른 쪽도 구동 수단인 모터(98)의 축(99) 상에 장착된 휠(97)과 다른 힌지핀(94)에 의하여 슬라이딩 가능하도록 결합된다.

이와 같이 구비된 본 발명에 따른 부품 장착 장치의 전체적인 동작 과정을 도 3 을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

도시되지 않은 부품 공급부에 공급된 전자 부품(11)을 먼저, 좌측 흡착 노즐(22)이 하강하여 흡착한 후 상승하면, 모터(98)는 180° 반시계 방향으로 회전한다. 이렇게 되면, 우측 흡착 노즐(24) 쪽에 피해있던 반사경 하우징(86)에 부착된 반사경(82)(84)은 좌측 흡착 노즐(22) 쪽으로 이동됨과 동시에 흡착된 전자 부품(11)을 인식 카메라(30)로 인식한다.

이 때, 우측 흡착 노즐(24)은 반사경(82)(84) 유니트가 비켜난 틈을 이용하여 부품 공급부(미 도시)에 의하여 공급된 전자 부품(11)을 하강하여 흡착한 후 다시 상승한다.

한편, 좌측 흡착 노즐(22)에 흡착된 전자 부품(11)의 인식을 완료한 반사경 유니트는 모터(98)가 시계 방향으로 180°회전하는 것에 의하여 다시 우측 흡착 노즐(24) 쪽으로 이송되고, 로봇(14)은 이미 위치가 결정된 도시되지 않은 인쇄 회로 기판의 장착 위치로 이동 인식 헤드부(100) 전체를 이송한다.

이 때, 이송 도중인 우측 흡착 노즐(24)에 흡착된 전자 부품(11)은 인식 카메라(30)에 의하여 인식되고, 동시에 좌측 흡착 노즐(22)은 부품(11)을 장착한다.

이 후, 좌측 장착이 완료되면, 로봇(14)은 우측 흡착 노즐(24)의 센터를 다음 장착 위치로 이송하며 보정 데이터에 의하여 전자 부품(11)을 원하는 위치에 정확하게 장착한다.

이 때, 광축(C)은 반사경(82)(84)에 정확하게 45°의 입사각과 45°의 반사각이 유지되어, 전자 부품(11)의 정확한 인식이 가능하며, 또한 1/2 스트로크(Stroke)도 정확하므로 각도와 칫수가 정확한 광경로가 형성되어 고 정밀도의 부품 인식이 가능하다.

이렇게 부품을 인식할 때, 부품(11)의 크기나 형태, 색상 등의 종류에 따라 미리 어떤 조명을 사용할 것인가를 부품 인식 티칭(Teaching)시 시험을 한 후 결정하여 프로그램에 입력하면, 자동 모드로 해당하는 부품(11)을 인식 및 장착할 때 지정한 최적의 방법으로 정확한 전자 부품의 인식이 가능하게 된다.

특히, 좌, 우측 흡착 노즐(22)(24)의 양측에는 투과 조명부(42)(44)(46)(48)가 설치되고, 인식 카메라(30)의 하단 주변에는 반사 조명부(52)(54)가 설치되므로 다양한 부품의 종류에도 유연하게 대응할 수 있도록 된다.

또한, 투과 조명부(42)(44)(46)(48)의 주변에는 확산판(62)(64)(66)(68)이 설치되므로 조명광(B)을 전자 부품(11) 주변에 골고루 퍼지게하여 조사시 그늘이 생기지 않게 된다.

상술한 본 발명에 의하면, 흡착 노즐 및 인식 카메라 주변의 조명을 최적으로 맞춰 줌으로써 흡착된 부품의 영상을 선명하게 촬상시킬 수 있으므로 부품 인식의 정밀도를 더욱 더 높일 수 있다.

Claims

X-Y 방향으로 이동하는 로봇에 부품의 흡착 및 장착에 따른 부품의 위치를 화상으로 인식 및 보정할 수 있는 이동 인식 헤드부를 구비한 부품 장착 장치에 있어서, 상기 이동 인식 헤드부는 상기 부품을 흡착할 수 있는 좌, 우측 흡착 노즐과, 상기 좌, 우측 흡착 노즐 사이에 전자 부품의 영상을 촬상할 수 있는 인식 카메라와, 상기 좌, 우측 흡착 노즐에 부착된 전자 부품을 투과시킬 수 있는 조명광을 발산하는 제 1 조명부와, 상기 인식 카메라로 들어오는 영상을 조명시킬 수 있도록 반사 조명을 발산하는 제 2 조명부와, 상기 제 1 조명부로부터 발산되는 조명광을 부품 전체면을 동시에 골고루 비출수 있도록 확산시키는 다수의 확산판과, 좌, 우측 흡착 노즐 및 인식 카메라의 아래에 위치하여 부품의 영상을 정확하게 전달시킬 수 있도록 광경로를 형성하는 반사경과, 상기 반사경을 흡착 노즐 들의 상하 이동에 대하여 좌, 우로 간섭없이 이동될 수 있게 하는 반사경 이동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 장착 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 확산판은 제 1 조명부와 부품 사이에 위치하여 반사경을 향하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 부품 장착 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 좌, 우측 흡착 노즐은 제 1 조명부로부터 발산되는 조명광을 반사시킬 수 있는 반사판을 각 각 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 장착 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 반사경 이동 수단은 반사경 하우징을 수평으로 이동시킬 수 있도록 안내하는 가이드 블록 및 가이드 레일과, 구동 수단의 작동에 따라 회전하는 휠과, 상기 휠의 회전력을 힌지핀에 의하여 반사경 하우징이 슬라이딩 왕복될 수 있도록 전달하는 커넥팅 로드를 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 장착 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 구동 수단은 정,역 회전할 수 있는 모터인 것을 특징으로 하는 부품 장착 장치.