KR20000025448A - 부품 실장 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부품 실장 시스템에 관한 것으로서, 특히 로우바 및 쿼츠 등의 부품을 공급하는 부품 공급부와, 상기 부품 공급부에서 이동된 로우바를 쿼츠 상에 장착하는 작업 영역을 갖는 부품 장착부와, 부품 공급부 내의 부품을 부품 장착부의 작업 영역으로 이동시키는 이동 로봇과, 상기 이동 로봇에 의해 이동된 로우바를 흡착하여 쿼츠의 장착 위치에 장착하는 헤드를 구비한 부품 실장 시스템에 있어서, 상기 작업 영역에는 로우바의 종류 및 상하 위치를 화상으로 인식하는 마크로 비전 카메라 및 사이드 카메라와, 로우바의 비주얼 마크와 쿼츠의 장착 위치를 표시하는 마크를 인식하여 장착 위치를 정렬하도록 하는 마이크로 비전 카메라가 설치된 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에서는 부품의 장착시 마크로 비전 카메라 및 마이크로 비전 카메라에 의해 쿼츠 상에 장착되는 로우바의 위치를 정확하고 신속하게 인식하여 장착하므로 고정도의 작업이 가능하고 작업 시간이 현저하게 단축되며 생산성이 증대된다.

Description

부품 실장 시스템

본 발명은 부품 실장 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하드 디스크 드라이브의 핵심 부품인 자기 저항 헤드(Magneto Resistance Head)의 제조 공정중 로우바(Rowbar)를 정렬하는 장치에서 수미크론 내에서 부품을 아주 정밀하게 정렬 및 실장할 수 있도록 된 부품 실장 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자기 저항 헤드는 자기(磁氣)에 민감한 얇은 필름 형태의 저항기를 사용하여 자기 디스크에 기록된 데이터 비트를 검출하는 헤드로서, 기존의 박막 헤드 방식 보다 기록 밀도를 높일 수 있어서 하드 디스크의 용량을 30 내지 40% 증가시킬 수 있는 장점을 가진다.

종래에 이와 같은 자기 저항 헤드 등의 부품을 실장하기 위한 장치는 도 1 에 도시한 바와 같이 로봇(10)의 선단에는 핸드(11)가 결합되어 있고, 그 하측에는 로우바(12)를 안착시킨 트레이(13)가 위치되어 있으며, 그 일측에는 윈도우(14)를 안착시킨 쿼츠(15)가 위치되어 있고, 상기 핸드(11)에 흡착된 로우바(12)는 위치 확인용 카메라(16)에 의해 확인하도록 구성된다.

따라서, 로봇(10)의 핸드(11)가 트레이(13)에서 로우바(12)를 픽업한 다음 위치 확인용 카메라(16)의 렌즈 위치로 이동시킨 상태에서 촬상이 이루어지게 된다.

즉, 도 2 에 도시한 바와 같이 핸드(11)에 흡착된 로우바(12)의 좌측 끝단을 위치 확인용 카메라(16)가 촬상하고, 그 자리에서 다시 로우바(12)를 180°회전시켜서 우측 끝단을 촬상한다.

그리고, 두 촬상 데이터를 처리하여 로봇(10)의 절대 좌표계 위치에서 로우바(12)의 위치를 계산하고, 쿼츠(15) 상에 위치하고 있는 윈도우(14)로 로봇(10)을 이동시킨 후 로봇(10)에 장착된 도시하지 않은 카메라에 의해 윈도우(14)의 중심 및 기준선을 찾아내고, 이때 찾아낸 윈도우(14) 상의 중심 위치를 기준으로 로봇(10)의 핸드(11)에 파지된 로우바(12)를 윈도우(14) 내의 적절한 위치에 장착함으로써 부품의 장착이 완료되는 것이다.

그러나, 이와 같은 종래의 기술은 수작업에 의해 트레이, 윈도우 및 쿼츠를 작업 위치 상으로 공급하고 인출함에 따라 부품의 정렬하는 작업이 번거롭고 교체 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 부품의 장착 정도를 높이기 위해서는 작업 속도가 느려짐으로써 생산성이 저하되는 등의 여러 가지 문제점들이 내재되어 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 부품을 자동으로 로봇의 작업 영역 내에 입출력하고 복수 개의 카메라를 이용하여 부품의 상하 및 좌우 위치를 측정하여 부품을 장착 정밀도를 향상시킴과 동시에 작업시간을 단축하여 생산성을 증대시킬 수 있는 부품 실장 시스템을 제공하는데 있다.

도 1 은 종래의 부품 실장 시스템을 도시한 개략도이다.

도 2 는 종래 부품 실장 시스템에서 부품의 위치를 카메라에 의해 촬상하는 상태를 도시한 사시도이다.

도 3 은 본 발명에 의한 부품 실장 시스템을 도시한 개략적인 평면도이다.

도 4 는 본 발명에 의한 부품 실장 시스템에서 작업 영역을 도시한 개략도이다.

도 5 는 본 발명에 의한 부품 실장 시스템의 마크로 비전 카메라의 구조를 나타내는 개략도이다.

도 6 은 본 발명에 의한 부품 실장 시스템의 마이크로 비전 카메라의 구조를 나타내는 개략도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30: 부품 공급부 31: 트레이

32: 쿼츠 공급 및 인출부 40: 이동 로봇

50: 부품 장착부 52: 헤드

60: 작업 영역 61,62: 마크로 비전 카메라

63: 사이드 카메라 66,67,70: 광학계

66a,66b,67a,67b,71a,71b: 미러 68,69: 마이크로 비전 카메라

72a,72b: 하프 미러 Q: 쿼츠(Quartz)

R: 로우바(Rowbar) M_1,M₂: 마크

W: 윈도우(Window)

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 부품 실장 시스템은, 로우바 및 쿼츠 등의 부품을 공급하는 부품 공급부와, 상기 부품 공급부에서 이동된 로우바를 쿼츠 상에 장착하는 작업 영역을 갖는 부품 장착부와, 부품 공급부 내의 부품을 부품 장착부의 작업 영역으로 이동시키는 이동 로봇과, 상기 이동 로봇에 의해 이동된 로우바를 흡착하여 쿼츠의 장착 위치에 장착하는 헤드를 구비한 부품 실장 시스템에 있어서, 상기 작업 영역에는 로우바의 종류 및 상하 위치를 화상으로 인식하는 마크로 비전 카메라 및 사이드 카메라와, 로우바의 비주얼 마크와 쿼츠의 장착 위치를 표시하는 마크를 인식하여 장착 위치를 정렬하도록 하는 마이크로 비전 카메라가 설치된 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에서는 부품의 장착시 마크로 비전 카메라 및 마이크로 비전 카메라에 의해 쿼츠 상에 장착되는 로우바의 위치를 정확하고 신속하게 인식하여 장착하므로 고정도의 작업이 가능하고 작업 시간이 현저하게 단축되며 생산성이 증대되는 것이다.

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

도 3 은 본 발명에 의한 부품 실장 시스템을 나타내는 개략적인 평면도이다.

본 발명에 의한 부품 실장 시스템은 부품을 공급하고 인출하는 부품 공급부(30)와, 상기 부품 공급부(30)에서의 부품을 이동시키는 레디얼 모션 로봇(Radial Motion Robot)으로 되는 이동 로봇(40)과, 상기 이동 로봇(40)에 의해 이동된 부품을 장착하는 부품 장착부(50)를 포함한다.

상기 부품 공급부(30)는 복수 개의 부품 즉, 로우바(R)가 안착된 트레이(31)와, 쿼츠(Quartz)를 공급하고 인출하는 쿼츠 공급 및 인출부(32)가 구비되어 있다.

그리고, 상기 부품 장착부(50)는 스탠드(51)에 장착되어 진공력에 의해 부품을 흡착하고 상하 수직 방향 또는 회전 작동되는 헤드(51a)와, X, Y방향으로 이동하는 직교 로봇(53)과, 부품이 장착되는 작업 영역(60)을 포함한다.

상기 작업 영역(60)은 도 4 에 도시한 바와 같이 상기 부품 공급부(30)로부터 이동된 트레이(31)가 일측에 안착되어 있고, 그 일측에는 복수 개의 마크로(Macro) 비전 카메라(61)(62)가 위치됨과 동시에 그 타방향에는 사이드 카메라(63)가 위치되어 있다.

상기 마크로 비전 카메라(61)(62)는 도 5 에 도시한 바와 같이 각각 로우바(R)의 양 끝단을 촬상하도록 위치되며, 각각 일측에 위치된 조명 램프(64)(65)에 의해 조명이 이루어지고, 내측에 서로 대향하는 복수 개의 미러(66a)(66b), (67a)(67b)를 갖는 광학계(66)(67)에 의해 로우바(R)의 양 끝단을 촬상하게 된다.

한편, 상기 작업 영역(60)의 타단에는 복수 개의 윈도우(W)를 안착시킨 쿼츠(Q)가 위치되어 있고, 상기 쿼츠(Q)의 상측에는 로우바(R)를 정확하게 장착시키기 위한 복수 개의 마이크로(Micro) 비전 카메라(68)(69)가 스탠드(51)의 일측에 장착된다.

상기 마이크로 비전 카메라(68)(69)는 도 6 에 도시한 바와 같이 광학계(70)를 통하여 입력된 화상을 인식하게 되는데, 상기 광학계(70)는 한 쌍의 미러(71a)(71b)와 하프 미러(72a)(72b)를 구비하고 있다.

상기 하프 미러(72a)(72b)는 로우바(R)의 비쥬얼 마크와 쿼츠(Q)에 형성된 마크(M₁)(M₂)를 동시에 보면서 로우바(R)의 장착 위치를 정확하게 정렬하도록 한다.

도면중 미설명 부호 (73)은 터치 스크린을 나타내고 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 부품 실장 시스템은 이동 로봇(40)이 작동하여 부품 공급부(30)에서 복수 개의 로우바(R), 예컨대 150개 정도의 로우바(R)가 안착된 트레이(31)와, 쿼츠 공급 및 인출부(32)로부터 쿼츠(Q)를 하나씩 파지하여 작업 영역(60)으로 이동시킨다.

이어서, X 또는 Y 방향으로 이동하는 직교 로봇(53)을 작동시켜 작업 영역(60)으로 이동된 트레이(31)를 지정된 위치로 위치시키면, 스탠드(51)에 결합된 헤드(52)가 하강하여 헤드(52)의 선단에 형성된 노즐을 로우바(R)의 상단에 접촉시킴과 동시에 진공력으로 흡착이 이루어지게 된다.

상기 헤드(52)의 노즐에 로우바(R)가 흡착되면 직교 로봇(40)을 작동시켜 작업 영역(60) 내의 마크로 비전 카메라(61)(62)의 위치로 근접시키고, 도 5 에 도시한 바와 같이 상기 마크로 비전 카메라(61)(62)가 하측에서 상면을 향하여 로우바(R)의 양 끝단을 촬상하게 되는데, 이때 상기 마크로 비전 카메라(61)(62)는 광학계(66)(67)의 미러(66a)(66b),(67a)(67b)를 통하여 반사되는 로우바(R)의 양 끝단 영상을 인식하여 헤드(52)의 중심에 의한 회전량을 계산할 수 있도록 한다.

그리고, 이와 동시에 사이드 카메라(63)를 통하여 인식되는 화상으로 로우바(R)의 종류나 상하 위치의 바뀜 등을 판별하게 된다.

상기 마크로 비전 카메라(61)(62)에 의해 촬상된 화상을 인식하여 로우바(R)의 위치가 개략적으로 파악되면, 다시 직교 로봇(53)을 이동시켜 헤드(52)의 하측에 쿼츠(Q)를 위치시킨다.

이어서, 상기 스탠드(51)에 장착된 마이크로 비전 카메라(68)(69)를 이용하여 쿼츠(Q) 상에 로우바(R)가 장착될 위치를 정렬한다.

즉, 도 6 에 도시한 바와 같이 로우바(R)의 양 끝단(비주얼 마크)과 쿼츠(Q) 상의 마크(M₁)(M₂)의 화상을 동시에 인식하여 절대 위치 좌표계에 대한 로우바(R)의 중심 좌표와 회전 량을 찾아내고, 중심점으로부터 일정 위치에 있는 쿼츠(Q)의 장착 위치에 로우바(R)를 하나씩 장착하게 된다.

이와 같은 작동을 반복적으로 행하면서 쿼츠(Q)의 윈도우(W) 내에 로우바(R)를 모두 장착하면, 상기 이동 로봇(40)이 로우바(R)의 장착이 완료된 쿼츠(Q)를 취출하여 쿼츠 공급 및 인출부(32) 내의 매거진 내에 삽입하고, 다시 빈 퀴츠(Q)를 작업 영역(60)으로 이동시킨 후 로우바(R)를 장착하는 작업을 반복적으로 행하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 부품의 장착시 마크로 비전 카메라 및 마이크로 비전 카메라에 의해 쿼츠 상에 장착되는 로우바의 위치를 정확하고 신속하게 인식하여 장착하므로 고정도의 작업이 가능하고 작업 시간이 현저하게 단축되며 생산성이 증대되는 등의 여러 가지 효과가 있다.

Claims (3)

1. 로우바 및 쿼츠 등의 부품을 공급하는 부품 공급부와, 상기 부품 공급부에서 이동된 로우바를 쿼츠 상에 장착하는 작업 영역을 갖는 부품 장착부와, 부품 공급부 내의 부품을 부품 장착부의 작업 영역으로 이동시키는 이동 로봇과, 상기 이동 로봇에 의해 이동된 로우바를 흡착하여 쿼츠의 장착 위치에 장착하는 헤드를 구비한 부품 실장 시스템에 있어서,

   상기 작업 영역에는 로우바의 종류 및 상하 위치를 화상으로 인식하는 마크로 비전 카메라 및 사이드 카메라와, 로우바의 비주얼 마크와 쿼츠의 장착 위치를 표시하는 마크를 인식하여 장착 위치를 정렬하도록 하는 마이크로 비전 카메라가 설치된 것을 특징으로 하는 부품 실장 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마크로 비전 카메라는 로우바의 양 끝단을 촬상하는 복수 개의 미러가 구비된 광학계를 포함하는 부품 실장 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 마이크로 비전 카메라는 로우바의 양 끝단을 촬상하고 쿼츠의 마크를 인식하는 한 쌍의 하프 미러와, 상기 하프 미러에서 반사된 화상을 카메라 측으로 반사하는 미러가 구비된 광학계를 포함하는 부품 실장 시스템.