KR200153801Y1 - 전자부품 실장장치 - Google Patents

Abstract

전자부품 실장장치가 개시된다. 개시된 전자부품 실장장치는 부품 흡착노즐을 수평 다관절 운동이 가능한 아암부재 및 승강운동수단을 통하여 구동시킬 수 있도록 구성된 것으로서, 이러한 구성의 특징에 의하면 흡착 노즐의 부품 픽업을 위한 이동거리를 최소화시켜 부품 실장 효율을 향상시킬 수 있고, 특히 그 구조적 특징에 의해 불량 및 트러블 발생 등에 의한 수리 및 보수가 필요한 경우 효율적으로 대처할 수 있다.

Description

전자부품 실장장치{Chip mounter}

본 고안은 IC칩과 같은 소형의 전자부품을 흡착 노즐로 흡착하여 인쇄회로기판에 장착하기 위한 전자부품 실장장치에 관한 것이다.

일반적으로, IC칩이나 저항칩과 같은 소형의 전자부품을 인쇄회로기판의 소정 위치에 장착하기 위한 전자부품 실장장치는, 직교좌표 상의 임의의 위치점으로 자유로운 이동이 가능한 이재헤드를 구비하고, 그 이재헤드에 승강가능하게 마련되는 흡착노즐에 의해 예를 들면, 파츠피더(parts feeder)와 같은 부품공급장치를 통하여 소정 위치에 정렬공급된 전자부품을 흡착하여 인쇄회로기판에 장착할 수 있도록 되어 있다. 이러한 전자부품 실장장치는 다종 다양한 형태의 것이 있으나, 그 일예를 도 1에 개략적으로 나타내 보였다.

상기 도 1에 예시된 종래의 전자부품 실장장치는 간헐적 회전이 가능하도록 설치된 회전헤드(11)와, 이 회전헤드(11)의 사방으로 돌출된 지지부(11a)에 각각 승강가능하게 마련되는 흡착노즐(12)과, 인쇄회로기판(10)을 상기 흡착노즐(12)의 하부로 이송시키기 위한 벨트컨베이어(14)와, 이 벨트컨베이어(14)로부터 공급되는 인쇄회로기판(10)을 지지하여 임의의 점이 부품장착 위치에 위치결정될 수 있도록 전후좌우 이동이 가능하도록 설치되는 기판 지지테이블(13)과, 다수의 부품을 수납하여 소정 위치에 정렬된 상태로 공급시키기 위해 상기 기판 지지테이블(13)의 주위에 이동가능하게 설치되는 부품공급기(16)를 포함하여 구성된다.

상기 구성의 종래 전자부품 실장장치는 인쇄회로기판(10)이 상기 벨트컨베이어(14)를 통하여 상기 기판 지지테이블(13)에 공급되면, 이 기판 지지테이블(13)이 전후좌우 이동하여 부품이 장착될 임의의 점이 위치결정된다. 상기 부품공급기(16)는 화살표 X방향으로 이동되면서 소정 위치에 정렬된 부품을 상기 흡착 노즐(12)의 흡착 위치로 위치결정하게 된다. 상기 흡착 노즐(12)은 승강운동에 의해 상기 부품공급기(16)에 의해 위치 결정된 부품을 흡착하여 픽업하고, 상기 회전헤드(11)의 간헐적 회전에 의해 인쇄회로기판(10)의 임의의 점에 위치결정된 상태에서 하강하여 픽업된 부품을 장착하게 된다.

도 2는 종래 전자부품 실장장치의 다른예를 보인 개략적 사시도로서, 도시된 종래의 전자부품 실장장치는 직교형 XY 로봇(21)에 의해 직교좌표 상의 임의의 점으로 이동가능하게 마련되는 헤드부(23)와, 이 헤드부(23)에 승강가능하게 마련되는 흡착노즐(23a)과, 인쇄회로기판(10)을 지지하는 기판 지지부재(24)와, 다수의 부품을 수납하여 소정 위치에 정렬된 상태로 공급시키기 위해 상기 기판 지지부재(24)의 주위에 설치되는 부품공급기(26)를 포함하여 구성된다.

상기 종래의 다른 전자부품 실장장치는 인쇄회로기판(10)이 상기 기판 지지부재(24)에 세팅되면, 상기 헤드부(23)가 직교형 로봇(21)의 제어에 의해상기 부품공급기(16)의 부품 정렬 위치로 이동되어 상기 흡착노즐(23a)의 승강운동에 의해 부품을 흡착하게 된다. 이어서, 상기 헤드부(23)가 직교형 로봇(21)의 제어에 의해 인쇄회로기판(10)의 부품 장착 위치에 위치결정된 상태에서 상기 흡착노즐(23a)이 하강하여 흡착된 부품을 장착하게 된다.

상술한 바와 같은 종래의 전자부품 실장장치에 있어서, 비교적 다종 다량의 부품 점수를 인쇄회로기판에 실장하는 경우 도 1의 실장장치는 부품공급기의 이동 스트로크가 늘어나게 되고, 도 2의 실장장치는 직교형 XY로봇에 의해 이송되는 헤드의 이동거리가 늘어나므로 부품 실장 효율이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 상기 종래의 전자부품 실장장치는 회전 헤드부 또는 직교형 XY로봇이 작업자의 시야를 방해하여 부품 실장 상태에 대한 관찰 및 감시가 용이하지 않아 특히, 불량 및 트러블 발생 등에 따른 대응조처가 유효적절하게 이루어지지 않거나, 수리 및 보수(maintenance)시 극단적으로는 회전 헤드부 또는 직교형 XY로봇을 분리 및 분해해야하는 불편한 단점이 있다.

본 고안이 이루고자하는 기술적 과제는 상기한 바와 같은 종래의 전자부품 실장장치가 가지는 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 본 고안은 이재헤드의 이송거리를 단축하여 부품 실장 효율을 높일 수 있는 동시에 불량 및 트러블 발생 등에 의한 수리 및 보수가 필요할 경우 효율적으로 대처할 수 있도록 구조 개량된 전자부품 실장장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 전자부품 실장장치의 일예를 나타내 보인 개략적 사시도,

도 2는 종래 전자부품 실장장치의 다른예를 나타내 보인 개략적 사시도,

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 전자부품 실장장치를 나타내 보인 개략적 사시도,

도 4는 도 2에 도시된 본 고안의 전자부품 실장장치에 있어서 흡착 노즐 승강운동수단을 발췌하여 도시한 개략적 단면 구성도, 그리고

도 5는 본 고안의 다른 실시예에 의한 전자부품 실장장치를 나타내 보인 개략적 사시도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10..인쇄회로기판 110..기판 지지부재

120..부품공급기 130..지지프레임

131..천정부 141, 143..제1구동아암

142, 144..제2구동아암 150..흡착 노즐

160..헤드부 170..승강운동수단

171..구동모터 173..볼스크류

174..너트부재 175..관부재

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 전자부품 실장장치는, 인쇄회로기판을 지지하기 위한 지지부재와, 다수의 부품을 수납하여 소정 위치에 정렬 공급하기 위해 상기 지지부재의 주위에 설치되는 부품공급수단과, 상기 부품공급수단으로부터 공급되는 부품을 흡착하기 위한 흡착 노즐과, 상기 흡착 노즐의 승강운동을 가능하도록 하는 승강운동수단이 구비된 헤드부와, 상기 헤드부를 지지하여 소정 각도의 수평 회동운동이 가능하도록 된 제1구동아암과, 상기 제1구동아암과 연결되어 소정 각도의 수평 회동운동이 가능하도록 설치되는 제2구동아암을 포함하고, 상기 제1구동아암과 제2구동아암에 의한 복수의 수평 관절운동에 의해 상기 헤드부가 상기 부품공급수단과 인쇄회로기판의 임의의 위치점으로 이송가능하도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 본 고안에 의한 전자부품 실장장치에 있어서, 상기 흡착 노즐을 승강운동시키기 위한 승강운동수단은 상기 헤드부에 마련된 구동원과, 상기 구동원의 출력축과 연결되는 볼스크류와, 상기 볼스크류 축상을 이동하는 너트부재와, 상기 너트부재에 의해 지지되어 상기 흡착 노즐과 수직상태로 연결되는 관부재를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 그리고, 이러한 승강운동수단에 있어서 상기 구동원의 출력축과 볼스크류의 축은 소정의 동력전달수단에 의해 상호 연결되는 것이 바람직한데, 상기 동력전달수단은 상기 구동원의 출력축에 마련된 구동풀리와, 상기 볼스크류의 축에 마련된 종동풀리 및 상기 구동풀리와 종동풀리를 연결하는 벨트부재로 이루어지거나, 또는 상기 구동원의 출력축에 마련된 제1기어부재와, 상기 볼스크류의 축에 마련된 제2기어부재 및 상기 제1기어부재와 제2기어부재 사이에 설치되는 적어도 하나 이상의 연결기어를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 전자부품 실장장치를 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 전자부품 실장장치를 나타내 보인 개략적 사시도로서, 이를 참조하면 본 고안에 의한 전자부품 실장장치는 예컨대, 컨베이어 등에 의해 외부로부터 이송공급된 인쇄회로기판(10)을 소정 위치에 위치결정된 상태로 지지하기 위한 기판 지지부재(110)와, 다수의 부품을 수납하여 소정 위치에 정렬된 상태로 공급하기 위한 부품공급기(120)를 구비하고 있다. 그리고, 상기 기판 지지부재(110)의 주위에는 상기 기판 지지부재(110)와 대응되는 직상방 위치에 마련되는 천정부(131)를 구비한 지지프레임(130)이 설치되어 있다. 상기 천정부(131)에는 상기 기판 지지부재(110)의 상면과 나란한 상태로 소정 각도의 수평 회동운동이 가능하도록 된 제2구동아암(142)이 설치되어 있고, 상기 제2구동아암(142)에는 그와 상호 수평 관절운동이 가능하도록 된 제1구동아암(141)이 연결되어 있다. 또한, 상기 제1구동아암(141)의 끝단부에는 상기 부품공급기(120)에 위치 정렬된 부품을 흡착하기 위한 흡착 노즐(150)이 구비된 헤드부(160)가 지지되어 있고, 상기 헤드부(160)는 상기 흡착 노즐(150)의 승강운동을 가능하도록 하는 승강운동수단(170)을 포함하여 구성된다. 도면 부호 200은 상기 각 구성요소들에 대한 구동을 상호 관련지어 제어하기 위한 콘트롤러이다.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 고안의 전자부품 실장장치에 있어서, 상기 제1구동아암(141)과 제2구동아암(142)은 통상의 수평 다관절 로봇에 채용되는 구동아암과 실질적으로 동일한 것으로서, 이들의 수평 다관절운동에 의해 상기 헤드부(160)의 흡착 노즐(150)이 상기 부품공급기(120)와 기판 지지부재(110)에 고정된 인쇄회로기판(10)의 임의의 위치점으로 이송되어 위치결정된다. 이와 같이 위치결정된 상태에서 상기 승강운동수단(170)의 구동에 의해 상기 흡착 노즐(150)이 승강운동하여 흡착된 부품을 인쇄회로기판(10)에 장착하게 된다.

한편, 상기 승강운동수단(170)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 헤드부(160)에 마련된 구동모터(171)와, 이 구동모터(171)의 출력축과 연결되는 볼스크류(173)와, 이 볼스크류(173)의 축상을 이동하는 너트부재(174)와, 이 너트부재(174)에 의해 지지되어 상기 흡착 노즐(150)과 수직상태로 연결되는 관부재(175)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성의 승강운동수단(170)에 있어서, 상기 구동모터(171)의 출력축과 볼스크류(173)의 축은 소정의 동력전달수단에 의해 상호 연결되어 있다. 바람직한 실시예로서의 상기 동력전달수단은 상기 구동모터(171)의 출력축에 마련된 구동풀리(171a)와, 상기 볼스크류(173)의 축에 마련된 종동풀리(173a) 및 상기 구동풀리(171a)와 종동풀리(173a)를 연결하는 벨트부재(173)를 포함하여 구성된다. 도면 부호 176은 상기 흡착 노즐(150) 및 관부재(175)와 연결되는 진공흡입관이고, 175a는 상기 너트부재(174)와 관부재(175)를 연결하는 연결부재, 175b는 상기 관부재(175)를 지지하는 베어링부재이다.

그리고, 도면에 도시되어 있지는 않으나 상기 동력전달수단의 다른 실시예로서, 상기 구동모터(171)의 출력축에 제1기어부재(미도시)가 마련되고, 상기 볼스크류(173)의 축에는 제2기어부재(미도시)가 마련되며, 상기 제1기어부재와 제2기어부재 사이에 설치되는 적어도 하나 이상의 연결기어(미도시)를 포함하는 구성이 실시될 수도 있다.

한편, 상기 구동모터(171)와 볼스크류(173)의 연결관계는 본 고안에 의한 전자부품 실장장치의 구성요소들에 대한 효율적인 배치 등을 고려하여 상기 구동모터(171)의 출력축과 볼스크류(173)의 축을 직접적으로 연결시킨 구조를 가질수도 있다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의한 전자부품 실장장치는 상기 구동모터(171)의 구동력에 의해 상기 볼스크류(173)가 회전하게 되고, 그 축상을 이동하는 너트부재(174)의 직선왕복운동에 의해 그와 연결된 흡착 노즐(150)이 승강운동하여 부품을 흡착 및 장착할 수 있게 된다.

도 5는 본 고안의 다른 실시예에 의한 전자부품 실장장치를 나타내 보인 개략적 사시도로서, 이 실시예는 상술한 본 고안의 전자부품 실장장치에 있어서의 상기 제1구동아암(141) 및 제2구동아암(142)과 동일한 형태로 제3구동아암(143) 및 제4구동아암(144)을 추가로 설치하여 다관절 운동에 대한 자유도를 높임으로써 부품 픽업에 대한 흡착 노즐의 이동거리 단축에 의해 부품 실장 효율을 높일 수 있도록 한 것이다.

한편, 상기 도 4 내지 도 5에 의해 설명된 본 고안에 따른 전자부품 실장장치에 있어서, 상기 부품공급기(120)는 부품점수 및 종류에 따라 부품 실장 효율을 고려하여 도 1 및 도 2에 개시된 바와 같이 가동형 또는 고정형으로 설치될 수 있음은 물론이다. 그리고, 상기 지지부재(110)는 예컨대, 스텝 구동되는 컨베이어를 이용하여 인쇄회로기판을 일방향으로 이송시키고, 부품이 실장되는 위치에서 센서 등에 의해 구동되는 스토퍼를 이용하여 위치결정이 가능하도록 구성될 수도 있다.

이상에서 설명된 본 고안에 의한 전자부품 실장장치에 의하면 부품 흡착용 노즐을 수평 다관절운동 및 승강운동 수단에 의해 구동시킴으로써 부품 픽업을 위한 이동거리를 최소화시켜 부품 실장 효율을 향상시킬 수 있고, 특히 그 구조적 특징에 의해 불량 및 트러블 발생 등에 의한 수리 및 보수가 필요한 경우 효율적으로 대처할 수 있다.

Claims (4)

1. 인쇄회로기판을 지지하기 위한 지지부재와,

   다수의 부품을 수납하여 소정 위치에 정렬 공급하기 위해 상기 지지부재의 주위에 설치되는 부품공급수단과,

   상기 부품공급수단으로부터 공급되는 부품을 흡착하기 위한 흡착 노즐과,

   상기 흡착 노즐의 승강운동을 가능하도록 하는 승강운동수단으로서, 구동원과, 상기 구동원의 출력축과 연결되는 볼스크류와, 상기 볼스크류 축상을 이동하는 너트부재와,

   상기 너트부재에 의해 지지되어 상기 흡착 노즐과 수직상태로 연결되는 관부재를 구비한 헤드부와,

   상기 헤드부를 지지하여 소정 각도의 수평 회동운동이 가능하도록 된 제1구동아암과,

   상기 제1구동아암과 연결되어 소정 각도의 수평 회동운동이 가능하도록 설치되는 제2구동아암을 포함하고,

   상기 제1구동아암과 제2구동아암에 의한 복수의 수평 관절운동에 의해 상기 헤드부가 상기 부품공급수단과 인쇄회로기판의 임의의 위치점으로 이송가능하도록 된 것을 특징으로 하는 전자부품 실장장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 구동원의 출력축과 볼스크류의 축은 소정의 동력전달수단에 의해 상호 연결된 것을 특징으로 하는 전자부품 실장장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 동력전달수단은,

   상기 구동원의 출력축에 마련된 구동풀리와, 상기 볼스크류의 축에 마련된 종동풀리 및 상기 구동풀리와 종동풀리를 연결하는 벨트부재인 것을 특징으로 하는 전자부품 실장장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 동력전달수단은,

   상기 구동원의 출력축에 마련된 제1기어부재와, 상기 볼스크류의 축에 마련된 제2기어부재 및 상기 제1기어부재와 제2기어부재 사이에 설치되는 적어도 하나 이상의 연결기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장장치.