KR20020081738A - 표면실장장치에서 헤드유니트와 비젼카메라의 분리구동장치 - Google Patents

표면실장장치에서 헤드유니트와 비젼카메라의 분리구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표면실장장치에서 인쇄회로기판에 부품을 실장하는 헤드유니트(head unit)와 인쇄회로기판에서 부품이 실장되는 위치를 감지하여 설정하는 비젼카메라(vision camera)를 각각 독립적으로 구동할 수 있는 헤드유니트와 비젼카메라 분구동장치에 관한 것이다.
상기 본 발명은 표면실장장치에서 헤드유니트와 비젼카메라를 구동하는 장치에 있어서, 인쇄회로기판에 부품을 실장하는 헤드유니트가 X-Y축 방향으로 이동시 가이드되도록 설치됨과 아울러 인쇄회로기판에서 부품이 실장될 위치를 감지하거나 부품실장오류를 감지하는 비젼카메라가 X-Y축 방향으로 이동시 가이드되도록 설치되는 X-Y 갠트리와, 상기 X-Y 갠트리 중 X축 갠트리에 설치되어 헤드유니트가 X축 방향으로 이동되도록 구동력을 발생하는 헤드유니트 구동부와 상기 X축 갠트리에 설치된 상기 헤드유니트 구동부와 소정 간격으로 이격된 상태에서 평행하게 설치되어 상기 비젼카메라가 X축 방향으로 이동되도록 구동력을 발생하는 비젼카메라 구동부가 구비됨을 특징으로 한다.

Description

표면실장장치에서 헤드유니트와 비젼카메라의 분리구동장치{Separation Operating System of Head Unit and Vision Camera forSurface Mount Device}
본 발명은 표면실장장치에서 헤드유니트와 비젼카메라의 분리구동장치에 관한 것으로, 특히 표면실장장치에서 인쇄회로기판에 부품을 실장하는 헤드유니트(head unit)와 인쇄회로기판에서 부품이 실장되는 위치를 감지하여 설정하는 비젼카메라(vision camera)를 각각 독립적으로 구동할 수 있는 헤드유니트와 비젼카메라 분구동장치에 관한 것이다.
표면실장장치는 베이스 프레임(base frame), X-Y 갠트리(gantry), 헤드유니트, 인쇄회로기판 이송장치 및 부품공급장치로 구성된다. X-Y 갠트리는 베이스 프레임 위에 조립되어 헤드유니트를 X-Y축 방향으로 이동시키며, X-Y 갠트리에 의해 이동되는 헤드유니트는 부품공급장치에서 공급되는 부품을 집어 부품실장작업위치로 이송된 인쇄회로기판에 실장한다. 부품이 실장되는 인쇄회로기판은 인쇄회로기판 이송장치에 의해 부품실장 작업위치로 이송된다.
인쇄회로기판에 부품을 실장하기 위해 사용되는 표면실장장치의 구성을 첨부된 도면을 이용하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 종래의 표면실장장치의 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 표면실장장치의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 표면실장장치(10)는 베이스 프레임(11), X-Y 갠트리(12), 복수개의 헤드유니트(13)(14), 인쇄회로기판 이송장치(15) 및 부품공급장치(16)로 구성된다.
베이스 프레임(11)의 평면에 조립되는 X-Y 갠트리(12)는 Y축 고정자프레임(12a), Y축 영구자석(12b), Y축 가동자(12c), X축 고정자프레임(12d), X축 영구자석(12e) 및 X축 가동자(12g)로 구성된다. Y축 고정자프레임(12a)의 내측벽에 다수의 N,S극으로 구성되는 Y축 영구자석(12b)이 조립되며, 다수의 N,S극으로 구성되는 X축 영구자석(12e)은 X축 고정자프레임(12d)의 내측벽에 조립된다. Y축 영구자석(12b)이 조립된 Y축 고정자프레임(12a)의 내측으로 Y축 가동자(12c)가 조립되고, X축 고정자프레임(12d)의 내측으로는 X축 가동자(12g)가 조립된다.
X축 가동자(12g)의 상측에는 백플레이트(back plate)(12f)가 조립되며, 백플레이트(12f)의 평면에 복수개의 헤드유니트(13)(14) 중 제1헤드유니트(13)가 조립된다. 백플레이트(12f)의 평면에 조립된 제1헤드유니트(13)는 외부에서 X축 가동자(12g)로 전기신호가 공급되면 X축 가동자(12g)와 X축 영구자석(12e) 사이에 발생된 추력에 의해 X축 방향으로 이동하게 된다. 여기서, X축 가동자(12g)는 다수의 전기자코일(도시 않음)을 구비한다. 제1헤드유니트(13)를 Y축 방향으로 이동시키기 위해 X축 고정자프레임(12d)을 Y축 방향으로 이동시키게 된다.
X축 고정자프레임(12d)을 Y축 방향으로 이동시키기 위해 X축 고정자프레임(12d)은 Y축 가동자(12c)에 일체로 형성된다. X축 고정자프레임(12d)이 일체로 형성된 Y축 가동자(12c)는 Y축 고정자프레임(12a)의 내측에 조립되어 Y축 가동자(12c)에 조립된 다수의 전기자코일(도시 않음)로 전기신호를 공급하게 되면 전기자코일과 Y축 영구자석(12b) 사이에 추력이 발생되고, 이 추력에 의해 Y축 가동자(12c)가 Y축 방향으로 이동하게 된다.
Y축 가동자(12c)가 이동함에 따라 Y축 가동자(12c)에 일체로 형성된 X축 고정자프레임(12d)이 Y축방향으로 이동하게 되어 제1헤드유니트(13)가 Y축 방향으로 이동하게 된다. X-Y축 방향으로 이동하는 제1헤드유니트(13)와 동일하게 복수개의 헤드유니트(13)(14) 중 제2헤드유니트(14)는 제1헤드유니트(13)와 같은 방법으로 X-Y축 방향으로 이동하게 된다. X-Y축 방향으로 이동하는 제1헤드유니트(13)와 제2헤드유니트(14)는 인쇄회로기판 이송장치(15)에 의해 이송된 인쇄회로기판 위에 부품을 실장하게 된다.
제1헤드유니트(13)와 제2헤드유니트(14)를 이용하여 인쇄회로기판에 부품을 실장하기 위해 제1헤드유니트(13)와 제2헤드유니트(14)는 먼저 부품을 흡착하게 된다. 부품은 테이프 릴(도시 않음) 상태로 부품공급장치(16)에 장착된다. 부품공급장치(16)에 장착된 테이프 릴로부터 공급되는 부품은 제1헤드유니트(13)와 제2헤드유니트(14)에 의해 인쇄회로기판으로 이송되어 실장된다.
복수개의 제1헤드유니트(13)와 제2헤드유니트(14)에 의해 인쇄회로기판에 부품을 실장하기 위해 먼저 인쇄회로기판에서 부품이 실장될 위치를 감지하게 된다. 인쇄회로기판에서 부품이 실장될 위치를 감지하여 설정하기 위해 비젼카메라(17)가 사용된다. 비젼카메라(17)는 부품이 실장될 위치를 감지하기 위해 헤드유니트(14)의 측면에 고정되어 설치되어 헤드유니트(14)의 이동과 함께 이동되어 인쇄회로기판에서 부품이 실장될 위치를 감지하게 된다.
종래와 같이 헤드유니트와 비젼카메라가 동시에 이동하도록 구동하는 경우에 헤드유니트의 이동시 보다 많은 구동력이 필요하게 되며 헤드유니트와 비젼카메라가 동시에 이동함으로써 각각의 기능에 따라 동작하는 경우에 헤드유니트와 비젼카메라의 각각의 작업의 손실이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 표면실장장치에서 인쇄회로기판에 부품을 실장하는 헤드유니트(head unit)와 인쇄회로기판에서 부품이 실장될 위치를 감지하는 비젼카메라를 각각 독립적으로 구동하여 보다 적은 구동력을 이용하여 구동시킬 수 있도록 하며 헤드유니트와 비젼카메라가 동시에 구동시켜 발생되는 의 각각의 작업시간의 손실을 방지할 수 있도록 함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 헤드유니트와 비젼카메라를 별도로 구동시킴으로써 인쇄회로기판에서 부품이 실장된 위치를 감지하는 비젼카메라를 이용하여 헤드유니트에 의해 인쇄회로기판에 실장된 부품의 실장오류를 감지할 수 있도록 함에 있다.
도 1은 종래의 표면실장장치의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 표면실장장치의 평면도,
도 3은 본 발명에 의한 헤드유니트와 비젼카메라의 분리구동장치가 적용된 표면실장장치의 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100: 표면실장장치110: X축 갠트리
111,112:헤드유니트 구동부113,114: 비젼카메라 구동부
120: Y축 갠트리130: 헤드유니트
140: 비젼카메라150: 부품공급장치
본 발명의 표면실장장치에서 헤드유니트와 비젼카메라의 분리구동장치는 인쇄회로기판에 부품을 실장하는 헤드유니트가 X-Y축 방향으로 이동시 가이드(guide)되도록 설치됨과 아울러 인쇄회로기판에서 부품이 실장될 위치를 감지하거나 부품실장오류를 감지하는 비젼카메라가 X-Y축 방향으로 이동시 가이드되도록 설치되는 X-Y 갠트리와, X-Y 갠트리 중 X축 갠트리에 설치되어 헤드유니트가 X축 방향으로 이동되도록 구동력을 발생하는 헤드유니트 구동부와, X축 갠트리에 설치된 헤드유니트 구동부와 소정 간격으로 이격된 상태에서 평행하게 설치되어 비젼카메라가 X축 방향으로 이동되도록 구동력을 발생하는 비젼카메라 구동부가 구비됨을 특징으로 하는 표면실장장치에서 헤드유니트와 비젼카메라의 분리구동장치를 제공한다.
이 경우 상기 헤드유니트 구동부와 상기 비젼카메라 구동부는 각각 볼스크류로 구성된다.
또한 상기 볼스크류는 선형전동기 또는 타이밍벨트 중 어느 하나로 이루어진다.
따라서 본 발명에 있어서는 헤드유니트와 비젼카메라를 각각 분리하여 독립적으로 구동할 수 있게 됨에 따라 헤드유니트를 보다 적은 구동력을 이용하여 이동시킬 수 있으며 헤드유니트와 비젼카메라의 각각의 작업시간의 손실을 방지할 수 있으며, 비젼카메라를 별도로 독립적으로 구동할 수 있게 됨에 따라 비젼카메라를 이용하여 인쇄회로기판에 실장된 부품의 실장오류를 감지할 수 있다.
(실시예)
이하, 본 발명에 따른 표면실장장치에서 헤드유니트와 비젼카메라의 분리구동장치를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 의한 헤드유니트와 비젼카메라의 분리구동장치가 적용된 표면실장장치의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판에 부품을 실장하는 헤드유니트(130)가 X-Y축 방향으로 이동시 가이드되도록 설치됨과 아울러 인쇄회로기판에서 부품이 실장될 위치를 감지하거나 부품실장오류를 감지하는 비젼카메라(140)가 X-Y축 방향으로 이동시 가이드되도록 설치되는 X-Y 갠트리(110,120)와, X-Y 갠트리(110,120) 중 X축 갠트리(110)에 설치되어 헤드유니트(130)가 X축 방향으로 이동되도록 구동력을 발생하는 헤드유니트 구동부(111,112)와, X축 갠트리(110)에 설치된 헤드유니트 구동부(111,112)와 소정 간격으로 이격된 상태에서 평행하게 설치되어 비젼카메라(140)가 X축 방향으로 이동되도록 구동력을 발생하는 비젼카메라 구동부(113,114)로 구성된다.
본 발명에 따른 표면실장장치에서 헤드유니트와 비젼카메라의 분리구동장치의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 표면실장장치(100)는 크게 X-Y 갠트리(110,120), 헤드유니트(130), 비젼카메라(140), 부품공급장치(150) 및 인쇄회로기판이송장치(20: 도 1에 도시됨)로 구성된다. 여기서, X-Y 갠트리(110,120)는 X축 갠트리(110)와 Y축 갠트리(120)로 구성되며, 헤드유니트(130)와 비젼카메라(140)는 각각 X축 갠트리(110)에 설치되고, 헤드유니트(130)가 X-Y축 방향으로 이동하여 인쇄회로기판에 부품을 실장하도록 부품공급장치(150)에 부품이 공급되며, 인쇄회로기판 이송장치(22)에 의해 부품실장작업위치로 인쇄회로기판이 공급된다.
부품실장작업위치로 이송된 인쇄회로기판에 부품공급장치로부터 공급되는 부품을 집어 실장하는 헤드유니트(130)는 헤드유니트 구동부(111,112)에 의해 구동되어 X-Y 갠트리(110,120)를 따라 X-Y축 방향으로 이동하여 인쇄회로기판에 부품을 실장한다. 헤드유니트(130)에 의해 인쇄회로기판에 부품을 실장하기 전에 인쇄회로기판에서 부품이 실장될 위치를 감지하기 위해 비젼카메라(140)가 사용된다. 비젼카메라(140)는 비젼카메라 구동부(113,114)에 의해 구동되어 헤드유니트(130)와 같이 X-Y 갠트리(110,120)를 따라 X-Y축 방향으로 이동하게 된다.
헤드유니트(130)와 비젼카메라(140)를 각각 X-Y 갠트리(110,120)에 가이드되어 X-Y축 방향으로 이동하기 위해 헤드유니트 구동부(111,112)와 비젼카메라 구동부(113,114)가 X-Y 갠트리(110,120) 중 X축 갠트리(110)에 설치된다. X축 갠트리(110)에 설치되는 헤드유니트 구동부(111,112)는 도 3에 도시된 화살표방향과 같이 헤드유니트(130)가 X축 방향으로 이동되도록 구동력을 발생하고, 비젼카메라 구동부(113,114)는 비젼카메라(140)가 X축 방향으로 이동되도록 구동력을 발생한다.
헤드유니트(130)와 비젼카메라(140)의 Y축 방향으로 이동은 X축 갠트리(110)가 Y축 갠트리(120)에 의해 이동된다. 여기서, Y축 갠트리(120)는 볼스크류(ball screw), 선형전동기 및 타이밍벨트(timing belt) 중 어느 하나의 구동 메카니즘이 선택되어 적용된다. 예를 들어 Y축 갠트리(120)에 볼스크류가 적용되는 경우에 Y축 갠트리(120)에 볼스크류(도시 않음)가 설치되고, Y축 갠트리(120)에 설치된 볼스크류에 X축 갠트리(110)가 삽입되어 볼스크류가 회전전동기(도시 않음)에 의해 회전되면 X축 갠트리(110)는 Y축을 따라 이동하여 헤드유니트(130)와 비젼카메라(140)를 Y축 방향으로 이동시키게 된다.
헤드유니트(130)와 비젼카메라(140)를 Y축 방향으로 이동함과 아울러 헤드유니트(130)와 비젼카메라(140)를 각각 독립적으로 X축 방향으로 이동시키기 위해 X축 갠트리(110)에 헤드유니트 구동부(111,112)가 설치되며, 헤드유니트 구동부(111,112)와 소정 간격으로 이격된 상태에서 평행하게 비젼카메라 구동부(113,114)가 설치된다. 헤드유니트(111,112)와 X축 갠트리(110)에 평행하게 설치된 비젼카메라 구동부(113,114)에 볼스크류가 적용된 예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.
헤드유니트 구동부(111,112)는 제1회전전동기(111)와 제1스크류(112)로 구성되며, 비젼카메라 구동부(113,114)는 제2회전전동기(113)와 제2스크류(114)로 구성된다. 제1회전전동기(111)는 X축 갠트리(110)의 일단에 설치되며, 제2회전전동기(113)는 X축 갠트리(110)의 타단에 설치된다. X축 갠트리(110)의 일단에 설치된 회전전동기(111)의 회전중심축과 연결된 상태에서 X축 갠트리(110)의 타단에 접하도록 X축 갠트리(110)의 상측에 제1스크류(112)가 설치되며,제1스크류(112)와 평행하도록 제2스크류(114)가 제1회전전동기(113)의 회전중심축에 연결되어 설치된다.
제1스크류(112)는 헤드유니트(130)의 관통홈(131)이 삽입되어 설치되고, 제2스크류(114)에는 비젼카메라(140)의 관통홈(141)이 삽입되어 설치된다. 헤드유니트(130)의 관통홈(131)과 비젼카메라(140)의 관통홈(141)에 각각 제1스크류(112)와 제2스크류(114)가 각각 삽입됨에 따라 제1회전전동기(111)와 제2회전전동기(113)가 회전되면 헤드유니트(130)와 비젼카메라(140)는 각각 제1스크류(112)와 제2스크류(114)를 따라 각각 X축 방향으로 이동하게 된다.
제1회전전동기(111)와 제2회전전동기(113)의 회전에 의해 제1스크류(112)와 제2스크류(114)를 따라 각각 헤드유니트(130)와 비젼카메라(140)가 X축 방향으로 이동할 수 있게 됨에 따라 헤드유니트(130)와 비젼카메라(140)를 각각 독립적으로 구동할 수 있게 된다. 여기서, 헤드유니트(111,112)와 비젼카메라 구동부(113,114)에 볼스크류가 적용된 예를 들어 상세히 설명하였으나 볼스크류 대신 선형전동기나 타이밍벨트도 적용될 수 있다.
이상과 같이 표면실장장치에서 헤드유니트와 비젼카메라를 각각 분리하여 독립적으로 구동할 수 있게 됨에 따라 헤드유니트를 보다 적은 구동력을 이용하여 이동시킬 수 있으며 헤드유니트와 비젼카메라의 각각의 작업시간의 손실을 방지할 수 있고 비젼카메라를 별도로 독립적으로 구동할 수 있게 됨에 따라 비젼카메라를 이용하여 인쇄회로기판에 실장된 부품의 실장오류를 감지할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 헤드유니트와 비젼카메라의 분리구동장치는 헤드유니트와 비젼카메라를 각각 분리하여 독립적으로 구동할 수 있게 됨에 따라 헤드유니트를 보다 적은 구동력을 이용하여 이동시킬 수 있으며 헤드유니트와 비젼카메라의 각각의 작업시간의 손실을 방지할 수 있으며, 비젼카메라를 별도로 독립적으로 구동할 수 있게 됨에 따라 비젼카메라를 이용하여 인쇄회로기판에 실장된 부품의 실장오류를 감지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 표면실장장치에서 헤드유니트와 비젼카메라를 구동하는 장치에 있어서,
    인쇄회로기판에 부품을 실장하는 헤드유니트가 X-Y축 방향으로 이동시 가이드되도록 설치됨과 아울러 인쇄회로기판에서 부품이 실장될 위치를 감지하거나 부품실장오류를 감지하는 비젼카메라가 X-Y축 방향으로 이동시 가이드되도록 설치되는 X-Y 갠트리;
    상기 X-Y 갠트리 중 X축 갠트리에 설치되어 헤드유니트가 X축 방향으로 이동되도록 구동력을 발생하는 헤드유니트 구동부; 및
    상기 X축 갠트리에 설치된 상기 헤드유니트 구동부와 소정 간격으로 이격된 상태에서 평행하게 설치되어 상기 비젼카메라가 X축 방향으로 이동되도록 구동력을 발생하는 비젼카메라 구동부가 구비됨을 특징으로 하는 표면실장장치에서 헤드유니트와 비젼카메라의 분리구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 헤드유니트 구동부와 상기 비젼카메라 구동부는 각각 볼스크류인 것을 특징으로 하는 표면실장장치에서 헤드유니트와 비젼카메라의 분리구동장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 볼스크류는 선형전동기 또는 타이밍벨트 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면실장장치에서 헤드유니트와 비젼카메라의 분리구동장치.
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