KR20000031945A - 인쇄회로기판 언로딩 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모듈 디바이스의 제조 시간을 최소화 함과 아울러 작업 효율을 극대화하기에 적합한 PCB 언로딩 장치에 관한 것이다

PCB 언로딩 장치는 PCB들이 탑재된 지그들을 수납하기 위한 지그 인입수단과, 지그들을 보관하기 위한 지그 저장수단과, 상기 트래이를 보관하는 트래이 저장수단과, 상기 트래이 저장수단에 저장되어진 트래이를 작업죤에 위치시키는 트래이 이송기와, 지그 수납수단으로부터의 지그를 언로딩 위치에 위치시킴과 아울러 언로딩 위치 상의 지그를 지그 저장수단으로 이송하는 지그레일과, 상기 언로딩 위치 상의 지그로부터 PCB를 상기 작업죤 상의 트래이 저장수단쪽으로 이송·안착되게 이송·안착수단을 구비한다.

Description

인쇄회로기판 언로딩 장치 (Apparatus for Unloading with Printed Circuit Boards)

본 발명은 각종 회로소자들이 인쇄회로기판(Print Circuit Board; 이하 "PCB"라 함) 상에 실장되어진 모듈 디바이스(Module Device)를 제작하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 다수의 PCB를 지그로부터 탈장시킴과 아울러 그 탈장되어진 디바이스 PCB들을 트래이에 안착하기에 적합한 PCB 언로딩 장치에 관한 것이다.

통상의 모듈 디바이스는 회로구성에 따른 배선이 형성되어진 PCB와, 배선에 접속되게끔 PCB 상에 탑재되어진 메모리 칩, 저항, 캐패시터, 인덕터 및 트랜지스터 등과 같은 각종 회로소자들을 구비하게 된다. 또한, 모듈 디바이스는 배선이 형성되어진 PCB 상에 각종 회로소자들을 탑재시키는 공정과, PCB 상에 탑재되어진 각종 회로소자들을 배선에 납땜하는 공정에 의하여 제작되게 된다. 이러한 모듈 디바이스의 제작방법에서는 PCB 별로 회로소자의 탑재 공정 및 납땜 공정이 각각 수행되므로 많은 시간을 소모함과 아울러 작업 효율이 떨어지게 된다.

이와 같이 많은 시간의 소모를 방지함과 아울러 작업 효율을 향상시키기 위하여, 모듈 디바이스 제조방법에서는 회로소자의 탑재공정 및 납땜공정이 다수의 PCB들에 대하여 동시에 수행되게끔 하는 지그가 사용되고 있다. 이 지그는 다수의 PCB들을 탑재한 상태로 컨베이어에 의해 회로소자의 탑재공정라인을 거치게 됨과 아울러 용융되어진 땜납에 담겨졌다가 꺼내지게 된다. 이렇게 지그를 사용하는 모듈 디바이스 제조방법도 다수의 디바이스 PCB들이 인력에 의해 지그로부터 탈장되어 디바이스 이송용 용기인 트래이에 안착되기 때문에 모듈 디바이스의 제조 시간을 한계 이상으로 단축시키기 곤란함은 물론 작업효율을 한계이상으로 향상시키기 곤란하였다.

이러한 관점에서, 모듈 디바이스의 제조 시간이 좀 더 단축됨과 아울러 작업효율이 더욱 더 향상되게끔 모듈 디바이스용 PCB들을 지그로부터 자동으로 탈장시킬 수 있는 장치가 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 모듈 디바이스의 제조 시간을 최소화 함과 아울러 작업 효율을 극대화하기에 적합한 PCB 언로딩 장치를 제공함에 있다.

도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판 언로딩 장치를 개략적으로 도시하는 도면.

도 2 및 도 3은 도 1에 구성된 트레이 엘리베이터를 상세하게 도시하는 도면.

도 4 및 도 5는 도 1에 구성된 트레이 이송 어세이를 상세하게 도시하는 도면.

도 6 및 도 7은 도 1에 구성된 트레이 버퍼 어세이를 상세하게 도시하는 도면.

도 8은 상기 트레이 버퍼 어세이와 트레이 이송 어세이의 결합상태를 도시하는 도면.

도 9 및 도 10은 도 1에 구성된 PCB 터너 어세이를 상세하게 도시하는 도면.

도 11 은 도 1에 구성된 픽커 어세이를 상세하게 도시하는 도면.

도 12 는 도 1에 구성된 그립퍼 어세이를 상세하게 도시하는 도면.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 PCB 언로딩 장치는 PCB들이 탑재된 지그들을 수납하기 위한 지그 인입수단과, 지그들을 보관하기 위한 지그 저장수단과, 상기 트래이를 보관하는 트래이 저장수단과, 상기 트래이 저장수단에 저장되어진 트래이를 작업죤에 위치시키는 트래이 이송기와, 지그 수납수단으로부터의 지그를 언로딩 위치에 위치시킴과 아울러 언로딩 위치 상의 지그를 지그 저장수단으로 이송하는 지그레일과, 상기 언로딩 위치 상의 지그로부터 PCB를 상기 작업죤 상의 트래이 저장수단쪽으로 이송·안착되게 이송·안착수단을 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명에 따른 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 다음의 실시 예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도1 내지 도3를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 PCB 언로딩 장치가 개략적으로 도시되어 있다. 트레이 엘리베이터에 12개를 적재한 후, 트레이 푸셔가 실린더를 이용하여 트레이를 30mm 정도 안쪽으로 밀어 넣게 된다. 안쪽으로 이동된 트레이를 트레이 트랜스퍼를 이용하여 트레이의 밑부분을 잡아서 트레이 장착 위치까지 이송시키며 장착 위치에 다다른 트레이를 실린더를 이용하여 고정시켜 트레이에 PCB를 장착할 수 있는 준비를 하고 대기상태로 있는다. 트레이가 이송되는 동안 플랫 벨트 콘베이어는 PCB가 장착된 지그를 받아서 오프너 위치까지 이송하여 지그를 고정하며 고정된 지그를 오프너는 PCB를 잡고 있는 지그를 열어 준다. 로봇을 이용하여 피커를 이송하여 진공으로 PCB를 흡착하여 수평상태로 터너(Turner)의 위치까지 이송후, 터너 위에 PCB를 내려 놓는다. 내려진 PCB를 터너는 잡아서 300mm 정도 이송한다. 이송도중 90도 회전하여 수평상태의 PCB를 수직상태로 전환하여 그립퍼(Gripper)가 잡을 수 있도록 보조한다. 헤드(Head)#2의 그립퍼는 PCB를 잡아서 트레이의 위치로 이송하여 트레이의 홈에 PCB를 내려 놓는다. 이와 같은 방법을 반복하여 트레이에 PCB를 장착시킨다. 지그에서 PCB가 다 분리되면 지그는 플랫벨트 콘베이어를 통해서 지그를 언로딩불 이송하게 되고 지그 언로딩 어세이에서 엘리베이터에서 지그를 내려 놓는다. 지그에서 PCB를 분리하여 트레이에 장착하는데 필요한 구동체는 트레이 엘리베이터 어세이, 트레이 트랜스퍼 어세이, 트레이 버퍼 어세이, 헤드#2 그립퍼 어세이, 헤드#1 픽커 어세이, PCB 터너 어세이, 플랫벨트 콘베이어 어세이, 지그 언로잉 어세이, 오프너 어세이가 이용된다.

트레이 엘리베이터는 도2 및 도3 에 도시된 바와 같이 트레이 카를 적재하여 공급하여 주는 역할을 하며, 빈 트레이를 공급한 후, PCB가 장착되는 트레이를 다시 받아 주는 역할을 한다. 트레이 장착수량은 12개이며 엘리베이터의 구동체는 AC 기어드(Geared) 모터를 채용하여 구동하며 한 칸씩 움직일 때마다 센서를 설치하여 각 층에서 정지할 수 있도록 하였다. 12개의 트레이가 장착되면 트레이 푸셔에 센서가 부착되어 트레이의 유무를 감지하여 트레이가 있을 때는 트레이 푸셔가 동작하여 트레이 엘리베이터의 안쪽으로 30mm 정로 밀어 넣게 된다. 트레이 푸셔 센서에 트레이가 감지되지 않아 트레이가 없는 경우는 트레이 엘리베이이터가 한 칸씩 움직이며 트레이가 있는 곳까지 자동으로 움직여 준다. 또한, 상승시와 하강시 모두 트레이를 공급하여 트레이 공급시간을 단축하고 공간도 활용할 수 있게 된다.

도4 및 도5 에 상세하게 도시된 트레이 이송 어세이(Tray Transfer Ass'y)는 트레이 엘리베이터(Tray Elevator)에 있는 트레이를 이송시키며 장착 완료된 트레이를 다시 엘리베이터로 재공급 하는 역할을 수행하게 된다. 트레이 엘리베이터에서 30㎜ 안쪽으로 공급된 트레이를 서보 모터를 이용하여 트레이로 이송시킨후 트레이 풀러(Puller)를 이용하여 트레이 밑부분을 잡아서 트레이를 이송시킨다. 또한, 트레이 고정위치에 오면 실린더를 이용하여 트레이를 고정시킨다. PCB공급이 트레이에 완료가 되면 트레이 버퍼(Buffer)까지 이송시킨후 트레이 엘리베이터에서 빈 트레이를 다시 장착위치까지 운반한후 버퍼위치에 와서 장착된 트레이를 엘리베이터에 밀어 넣는다.

도6 및 도7 에 상세하게 도시된 트레이 버퍼 어세이(Tray Buffer Ass'y)는 트레이를 통과시키면 장착완료 트레이를 잠시보관하여 트레이의 공급시간을 단축하는 역할을 한다. 트레이 버퍼는 2개의 레일을 보유하여 위 아래로 트레이를 통과시킬수 있으며 엘리베이터에서 트레이를 공급할때는 아래쪽 레일을 이용하여 바로 트레이 고정위치까지 갈수 있도록 하고 PCB장착이 완료된 트레이는 위쪽 레일에 올려진후 버퍼가 상승하여 빈 트레이를 공급할수 있는 길을 확보해 준다. 또한, PCB가 장착된후 잘못 장착하여 트레이 밖으로 나온 PCB를 센서가 검출하여 경보를 발생한다. 트래이 버퍼 에세이와 트래이 이송 어세이는 도8 과 같이 결합되게 된다. 이들 트래이 버퍼, 트래이 이송기 및 트래이 엘리베이터는 제어기의 제어하에 다음과 같이 동작하게 된다.

트래이 엘리베이터에 설치된 트래이센서는 트래이가 트래이 이송 가능 위치에 존재하는가를 검출하게 된다. 트래이 센서에 의해 트래이가 검출되지 않을 경우 제어기는 트래이 카를 트래이의 높이 만큼 상승되게 된다. 트래이 이송기에 포함되어진 트레이 푸쉬어 실린더는 트래이 훅커가 트래이 카 내의 맨 위에 위치한 트래이를 훅킹할 수 있는 위치에 위치되게 트래이 훅커를 이동시킨다. 이 때, 일정한 기간이 경과할 때까지 훅킹 가능 위치에 트래이 훅커가 도달하지 않으면 제어기는 에러 메시지를 사용자에게 통지하게 된다. 이어서, 트래이 훅커는 트래이 푸쉬어 실린더에 의해 트래이 푸쉬어와 함께 천천히 끝까지 밀림으로써 트래이가 이송 가능한 위치에 위치하게 한다. 트래이 이송기에 포함되어진 훅크 실린더가 오프됨에 따라 훅커가 아래쪽으로 하강하게 된다. 훅커가 일정한 기간 후에도 하강하지 않으면 제어기는 에러 메시지를 사용자에게 통지하게 된다. 이렇게 하강되어진 훅커는 트래이의 가장자리 날개 아래가지 이동된 다음 훅커 실린더가 온 됨에 따라 다시 상승하게 된다. 이 결과, 트래이 훅커는 트래이를 훅킹하게 된다. 이 때, 트래이 훅커가 일정한 기간 후에도 상승되지 않으면 제어기는 에러 메시지를 사용자에게 통지하게 된다. 트래이 훅커는 트래이 퓌쉬어 실린더에 의해 반대 방향으로 이동됨으로써 트래이을 작업죤으로 이송하게 된다. 트래이가 작업죤에 위치하게 되면 트래이 고정구는 트래이고정용 실린더에 의해 트래이가 좌우방향 또는 전후방향 중 어느 한 방향에서 유동되지 않게 한다. 트래이 클래퍼도 트래이 클램핑 실린더에 의해 트래이가 나머지 한 방향에서 트래이가 유동되지 않게 트래이를 클램핑하게 된다. 이 때 트래이 버퍼는 작업죤에 위치하여 트래이를 수납하여 상하로 이동함으로써 작업죤에 위치할 트래이를 일시적으로 보관하게 된다.

트래이가 작업죤에 위치하는 동안, 헤드 그리퍼는 상승 및 하강과 수평이동을 트래이에 탑재된 PCB들의 수 만큼 반복함과 아울러 그리핑 및 언그리핑을 반복함으로써 터너로부터 PCB들이 트레이쪽으로 이송하게 된다. 이 때, PCB들은 수직하게 세워진 상태로 이송된다. 헤드 터너는 PCB 픽커에 의해 뉘어진 상태로 이송되어진 PCB들을 세워진 상태로 헤드 그리퍼 쪽으로 하나씩 이송하게 된다.

이렇게 헤드 그리퍼와 헤드 터너에 의해 PCB 픽커로부터 PCB들이 트래이에 만충되게 되면, 트래이 클램핑 실린더가 오프됨에 따라 트래이 클램퍼가 클램핑을 해제하게 된다. 또한, 트래이 고정구도 트래이 고정용 실린더가 오프됨에 의해 트래이의 고정상태를 해제하게 된다. 한편, 훅커는 훅커 실린더가 오프됨에 의해 아래쪽으로 하강된 다음 트래이 푸쉬어 실린더에 의해 이동되는 트래이 푸쉬어와 함께 이동됨으로써 PCB들이 하역되어진 트래이가 트래이 엘리베이터 내의 트래이 카 쪽으로 이송되게 한다.

다음으로, 트래이 버퍼는 버퍼 실린더에 의해 상승하여 트래이 버퍼에 안착되어진 트래이 상의 PCB들이 헤드 그리퍼와 헤드 터너에 의해 PCB 픽커 쪽으로 하역되게 한다. 이렇게 트래이 버퍼에 안착되어진 트래이 상의 PCB들의 하역이 완료된 때 트래이 버퍼는 버퍼 실린더에 의해 아래쪽으로 하강되어 PCB가 하역되어진 트래이가 트래이 엘리베이터쪽으로 이송되게 한다.

도9 및 도10 에 상세하게 도시된 PCB 터너 어세이는 지그에서 CPB를 분리하여 픽커 어세이가 PCB를 수평상태로 터너로 이송시키면 PCB 클램프 블록을 이용하여 PCB를 잡고 300mm 이송시킨다. 이송도중 실린더를 이용하여 수평 상태의 PCB를 90도 회전하여 수직 상태로 변환시켜 그립퍼가 잡을 수 있도록하여 준다. PCB의 원할한 공급을 위하여 터너 어세이를 2개 설치하여 공급대기 시간을 단축한다. 픽커 어세이 지그에서 PCB를 분리하여 터너로 공급하는 역할을 화며 양쪽의 터너에 한 번씩 공급하여 PCB의 분리시간을 단축하는데 보조하는 역할을 한다. 도11 및 도12 에 상세하게 도시된 그립퍼 어세이는 터너에서 수직으로 공급된 PCB를 잡아서 트레이에 장착하는 역할을 하며 PCB의 크기에 따라 자동으로 변환하는 장치이다. 이들 그리퍼, 터너 및 픽커도 제어기의 제어하에 다음과 같이 동작하게 된다.

제어기는 PCB 픽커를 지그 상의 PCB의 위쪽으로 이동시킨 다음 PCB 픽커가 하강하게 함과 아울러 PCB 픽커로 하여금 공기를 흡입하게 함으로써 PCB가 PCB 픽커에 픽업되게 한다. 아울러, 제어기는 PCB 픽커에 설치되어진 PCB 진공센서로부터의 신호에 의하여 PCB가 PCB 픽커에 안정되게 픽업되어졌는가를 확인한다. 이 때, PCB진공센서의 출력신호가 PCB픽커에 PCB가 픽업되지 않았음을 나타내는 경우에 제어기는 에러 메시지를 사용자에게 통지하게 된다.

반대로, PCB 진공센서의 출력신호가 PCB 픽커에 PCB가 픽업되었음을 나타내는 경우, 제어기는 PCB 픽커가 상승하게 함과 터너의 상부로 이동되게 한다. 이어서, 제어기는 PCB 픽커를 하강시켜 PCB가 터너 상에 안착되게 한다. 한편, 터너 클램퍼는 클램핑 실린더가 온됨에 따라 PCB의 클램핑하게 된다. 이어서 터너는 90도 회전하여 PCB가 세워지게 한다. 이 때, 제어기는 PCB가 일정한 기간이 경과하더라도 세워지지 않으면 에러 메시지를 사용자에게 통지하게 된다. 다음으로, 터너는 그리핑이 가능한 위치로 이동하여 PCB가 이송되게 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 PCB 언로딩 장치는 PCB 픽커, 헤드 그리퍼, 헤드 터너 및 오프너 등에 의해 지그 상의 PCB들을 자동으로 트래이쪽으로 하역되게 한다. 이에 따라, 모듈 디바이스 제조시간이 단축되게 되고 아울러 작업효율이 향상되게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자 라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (4)

1. PCB들이 탑재된 지그들을 수납하기 위한 지그 인입수단과,

   지그들을 보관하기 위한 지그 저장수단과,

   상기 트래이를 보관하는 트래이 저장수단과,

   상기 트래이 저장수단에 저장되어진 트래이를 작업죤에 위치시키는 트래이 이송기와,

   지그 수납수단으로부터의 지그를 언로딩 위치에 위치시킴과 아울러 언로딩 위치 상의 지그를 지그 저장수단으로 이송하는 지그레일과,

   상기 언로딩 위치 상의 지그로부터 PCB를 상기 작업죤 상의 트래이 저장수단쪽으로 이송·안착되게 이송·안착수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 PCB 언로딩 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 지그 저장수단이,

   상기 지그를 수납한 채로 상하 이동되는 지그 카와,

   상기 지그 레일 상의 상기 지그를 픽업하여 지그 카쪽으로 이송하는 지그 픽커를 구비하는 것을 특징으로 하는 PCB 언로딩 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 작업죤에 위치하여 트래이를 일시적으로 보관하는 트래이 버퍼를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 PCB 언로딩 장치.
4. 적어도 두 개 이상의 인쇄회로기판이 수납되는 트레이와,

   상기 적어도 두 개 이상의 빈트레이들이 적재되어 소정 높이로 상기 빈트레이들을 들어 올리기 위한 엘리베이터수단과,

   상기 엘리베이터수단으로부터 상기 빈트레이를 인출하여 이송시키기 위한 트랜스퍼수단과,

   트랜스퍼수단으로부터 공급된 빈트레이를 일시적으로 보관하기 위한 버퍼수단과,

   적어도 두 개 이상의 인쇄회로기판이 병렬 형태로 장착되는 지그와,

   상기 지그로부터 인쇄회로기판을 인출하는 픽커수단과,

   상기 픽커수단으로부터 공급되는 인쇄회로기판이 수직하게 되도록 회전시키기 위한 터너수단과,

   상기 터너수단으로부터 공급되는 트레이를 잡아서 상기 빈트레이에 장착하기 위한 그립퍼수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 언로딩 장치.