KR20050034902A - 부품 흡착 감지 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노즐 유닛이 부품을 흡착하지 않은 경우와 흡착한 경우의 압력을 체크하고, 진공 원압을 감지하여 부품 흡착 감지 유무를 확인할 수 있는 부품 흡착 감지 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명의 부품 흡착 감지 시스템은, 노즐장치의 일측에 설치된 적어도 한 개 이상의 노즐 유닛과; 상기 노즐장치의 일측에 설치되며, 노즐 유닛이 부품을 흡착한 경우와 흡착하지 않은 경우 노즐 유닛의 압력을 감지하는 센서와; 상기 센서에서 감지된 압력들을 비교하여 계산하기 위한 연산수단과; 상기 연산수단으로부터 연산된 값에 근거하여 원압을 보상하기 위한 보상수단으로 구성된다. 이와 같이, 구성된 본 발명은 부품을 흡착하지 않았을 때의 레벨과 부품을 흡착하였을 때의 레벨을 감지하는 시점에서 원압을 감지하여 부품의 유무를 감지할 수 있으므로 미소칩에도 적용할 수 있는 이점이 있다.

Description

부품 흡착 감지 시스템 및 그 방법 {Device Absorption Inspection System and Method Thereof}

본 발명은 노즐 유닛이 부품을 흡착하지 않은 경우와 흡착한 경우의 압력을 체크하고, 진공 원압을 감지하여 부품 흡착 감지 유무를 확인할 수 있는 부품 흡착 감지 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

표면실장기는 다수의 전자부품 또는 실장부품을 인쇄회로기판에 고속 및 정밀하게 실장하기 위해 사용된다. 실장부품을 인쇄회로기판에 고속 및 정밀하게 실장하기 위해 사용되는 표면실장기의 구성을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 표면실장기의 개략적인 평면도이고, 도 2는 표면실장장치에 적용되는 일반적인 노즐헤드의 사시도이고, 도 3은 종래의 노즐장치에 의해 실장부품을 감지하는 방법을 보인 순서도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 표면실장기(1)는 X-Y 갠트리(gantry)(2), 인쇄회로기판 이송장치(3), 모듈헤드(module head)(4), 부품공급장치(5), 및 노즐교환장치(6)로 구성된다.

X-Y 갠트리(2)는 모듈헤드(4)를 X-Y축 방향으로 이송시키며, X-Y 갠트리(2)에 의해 X-Y축 방향으로 이송되는 모듈헤드(4)는 부품공급장치(5)로부터 실장부품을 픽킹하게 된다.

그리고, 인쇄회로기판(7)은 인쇄회로기판 이송장치(3)에 의해 실장작업위치(A)로 이송된다. 인쇄회로기판 이송장치(3)에 의해 실장작업위치(A)로 인쇄회로기판(7)이 이송되면 실장부품을 흡착한 모듈헤드(4)는 실장부품을 인쇄회로기판(7)에 실장하게 된다.

상기 모듈헤드(4)는 실장부품의 파지여부 및 파지상태가 감지부(미도시됨)에 의해 감지된 후, 인쇄회로기판(7)에 실장한다.

실장부품을 흡착한 후 인쇄회로기판(7)에 흡착된 실장부품을 실장하는 모듈헤드(4)는 다수개의 노즐장치(47)가 구비된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 모듈헤드(4)는 헤드 플레이트(40)의 상부 일측에 설치된 R축 구동모터(41)와, 상기 R축 구동모터(44)에 의해 회전되도록 설치된 다수의 노즐 샤프트(43)와, 상기 노즐 샤프트(43)가 상하로 이동할 때 일직선으로 움직일 수 있도록 안내하기 위한 다수의 샤프트 가이드(44)와, 상기 헤드 플레이트(40)의 하부 일측에 설치되어 노즐 샤프트(43)를 상하로 구동하기 위해 각각 대응 설치된 다수의 Z축 구동모터(46)로 구성되고, 상기 샤프트 가이드(44)에는 상기 노즐 샤프트(43)를 일직선으로 움직이도록 안내하기 위한 장공(45)이 형성되어 있다.

또한, 상기 샤프트 가이드(44)의 단부에는 노즐장치(47)가 설치되어 있고, 상기 노즐장치(47)의 하부에는 노즐 유닛(48)이 설치되어 있고, 상기 노즐 샤프트(43)의 상부에는 공기의 입/출력을 제어하기 위한 다수의 진공발생기(42)가 수평으로 순차적으로 설치되어 있다.

상기 진공발생기(42)는 노즐 샤프트(43)와 샤프트 가이드(44)와 그 하부에 설치된 노즐장치(47)에 설치된 노즐 유닛(48)까지 관통되어 있는 통로로 공기를 입력 또는 출력하여 상기 노즐 유닛(48)이 실장부품을 흡착하여 파지 한 후, 인쇄회로기판(7)(도 1참조)에 실장 하게된다.

그리고, 상기 헤드 플레이트(40)의 후부에 설치된 다수의 Z축 구동모터(46)는 상기 노즐 샤프트(43)를 상하로 이동시킨다.

한편, 상기 노즐 샤프트(43)의 중앙부에는 장공(45)이 세로로 형성된 샤프트 가이드(44)가 각각의 노즐 샤프트(43)에 끼움 결합되어 상기 노즐 샤프트(43)가 Z축 구동모터(46)에 의해 상하로 이동할 때 가이드 역할을 하여 직진성을 부여하게 된다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 노즐 유닛(48)에 파지된 실장부품의 유/무를 확인하기 위해 먼저, 상기 노즐 유닛(48)이 실장부품을 흡착하기 전의 레벨 값 즉, 무흡착 압력레벨(Empty Level)(C1)을 감지하여 획득한다.(S1)

상기 실장부품을 흡착하기 전의 레벨 값을 기준 값으로 한 상태로 실장부품을 흡착 파지한다.(S2)

상기 실장부품을 흡착 파지한 상태에서 실장부품을 흡착한 레벨 값 즉, 흡착 압력레벨(Exist Level)(C2)을 감지한 후, 감지한 값을 획득한다.(S3)

상기 흡착 압력레벨(Exist Level)(C2)에서 무흡착 압력레벨(Empty Level)(C1)을 뺀 값과, 기준 레벨 값"10"과 비교하여, 상기 흡착 압력레벨(Exist Level)(C2)에서 무흡착 압력레벨(Empty Level)(C1)을 뺀 값이 기준 레벨 값 보다 적으면 실장부품을 파지하지 못한 것으로 인식하고, 상기 실장부품을 파지한 것으로 인식하지 못하면 다시 실장부품을 파지한다.

그리고, 상기 흡착 압력레벨(Exist Level)(C2)에서 무흡착 압력레벨(Empty Level)(C1)을 뺀 값이 기준 레벨 값 보다 크면 실장부품을 파지한 것으로 인식하게 된다.(S4)

상기 실장부품을 파지한 것으로 인식하게 되면, 파지한 실장부품을 작업위치에 실장하게 된다.(S5)

그러나, 종래의 실장부품을 감지하는 알고리즘은 부품을 흡착하는 동작에서 다수개의 노즐 유닛이 부품을 흡착할 때, 많은 유량을 요구하는 노즐 유닛이 동작되면 진공 원압 레벨(Vacuum Source Level) 자체가 낮아져서 부품을 정상적으로 흡착했음에도 불구하고 미 흡착으로 오인하는 구조적인 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 노즐 유닛이 부품을 흡착하지 않은 경우와 흡착한 경우의 압력을 체크하고, 진공 원압을 감지하여 부품 흡착 감지 유무를 확인할 수 있는 부품 흡착 감지 시스템 및 부품 흡착 감지 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 부품 흡착 감지 시스템은, 노즐장치의 일측에 설치된 적어도 한 개 이상의 노즐 유닛과; 상기 노즐장치의 일측에 설치되며, 노즐 유닛이 부품을 흡착한 경우와 흡착하지 않은 경우 노즐 유닛의 압력을 감지하는 센서와; 상기 센서에서 감지된 압력들을 비교하여 계산하기 위한 연산수단과; 상기 연산수단으로부터 연산된 값에 근거하여 원압을 보상하기 위한 보상수단으로 구성된다.

상기 부품 흡착 감지시스템은 상기 보상수단으로부터 보상된 값이 확실한지를 확인하기 위한 확인수단을 더 포함한다.

본 발명에 따른 부품 흡착 감지 방법은 노즐장치의 일측에 설치된 적어도 한 개의 노즐 유닛으로부터 부품을 흡착하지 않았을 때의 레벨(C1)과 원압 레벨(S1)을 측정하는 단계와; 노즐 유닛이 부품을 흡착하는 단계와; 노즐 유닛이 부품 흡착시 존재한 레벨(C2)을 측정하고, 원압 레벨(S2)을 측정하는 단계와; 원압을 보상하는 단계(S = S1 - S2)와; 원압을 보상하고 부품 흡착시와 부품을 흡착하지 않았을 때의 차이를 구하는 단계(S + C2 - C1 > 10)와; 부품을 장착하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 원압을 보상하는 단계에서, 원압의 변화가 없는 경우에는 S2 = S1이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명이 적용된 표면실장기의 개략적인 평면도이고, 도 5는 본 발명의 센서와 연산수단 및 보상수단이 노즐장치에 설치된 것을 보인 도면이고, 도 6은 본 발명의 노즐장치에 의해 실장부품을 감지하는 방법을 보인 순서도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 미소칩 감지 시스템은, 표면실장기(1)의 베이스프레임(11)의 상부에 복수개의 X-Y갠트리(2)가 서로 직교하여 설치되고, 상기 X-Y갠트리(2)에 대해 이동되는 모듈헤드(4)에 장착된 노즐장치(470)는 그 하부에 설치된 다수개의 노즐 유닛(480)을 이용하여 다수개의 실장부품(101)을 파지하여 이송장치(3)에 이송되는 인쇄회로기판(7)에 실장하게 된다.

상기 실장부품(101)은 부품공급장치(5)에서 공급되고, 다수개의 노즐 유닛(480)은 파지하는 실장부품(101)의 종류에 따라 노즐교환장치(6)에서 교체할 수 있다.

상기 노즐장치(470)의 다수개의 노즐 유닛(480)은 진공원(90)으로부터 전달되는 진공압력을 이용하여 실장부품(101)을 파지하게 된다.

상기 진공원(90)으로부터 전달되는 진공압력은 노즐 유닛(480)의 내측에 형성된 통로(50)를 통해 전달되며, 상기 통로(50)는 다수개의 경로로 분리되면서 다수개의 노즐 유닛(480)의 내측에 형성된다.

상기 통로(50)의 일측 소정부위에는 상기 노즐 유닛(480)에 실장부품(101)이 흡착되거나 흡착되지 않은 상태의 노즐 유닛(480)의 내부압력을 감지하는 센서(S)가 설치되어 있다.

상기 센서(S)의 일측에는 상기 센서(S)에서 감지된 압력들을 비교하여 계산하기 위한 연산수단(60)이 설치되어 있고, 상기 연산수단(60)의 일측에는 상기 연산수단(60)으로부터 연산된 값에 근거하여 원압을 보상하기 위한 보상수단(70)이 설치되어 있다.

상기 보상수단(70)의 일측에는 상기 보상수단(70)으로부터 보상된 값이 확실한지를 확인하기 위한 확인수단(80)이 더 설치될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작 설명은 다음과 같다.

상기 하나의 진공원(90)으로부터 전달되는 진공압력에 의해 다수개의 노즐 유닛(480)은 임의로 설정된 개수만큼의 실장부품(101)을 흡착 파지하여 실장위치에 실장한다.

상기 통로(50)에 설치된 센서(S)는 상기 다수개의 통로(50)에 전달되는 진공압력 값을 감지한다.

상기 센서(S)에 의해 감지된 진공압력 값은 상기 센서(S)에 연결된 연산수단(60)에 의해 연산되고, 이에 의해 상기 연산수단(60)에 연결된 보상수단(70)은 연산된 값을 이용하여 부족한 원압을 보상하고, 상기 보상수단(70)에서 보상된 값은 상기 보상수단(70)에 연결된 확인수단(80)에 의해 확인된다.

상기 원압 값은 1개의 노즐 유닛(480)이 1개의 실장부품(101)을 파지한 진공압 값을 "200"이라고 가정한다면, 실장부품(101)을 파지하지 않은 값은 "0"으로 한다.

만약, 다수개의 노즐 유닛(480) 중 3개의 노즐 유닛(480)이 3개의 실장부품(101)을 파지하였다면, 진공압 값은 "200"이 된다.

그러나, 상기 진공원(90)으로부터 전달되는 진공압은 통로(50)를 통과하면서 소량의 진공압이 유실되는 점이 발생된다. 이에 의해 상기 3개의 노즐 유닛(480)이 3개의 실장부품(101)을 파지 하였다면, 진공압 값은 "200"이어야 하지만 통로(50)를 통과하면서 유실되는 진공압 값은 "1~5"로써 원래의 진공압 값 "200"보다 적은 "185~195"로 나타나게 된다.

상기 3개의 노즐 유닛(480)이 3개의 실장부품(101)을 파지한 진공압 값이 "185~195"로 나타나게 되어, 노즐장치(470)는 실장부품(101)을 파지하지 않은 것으로 오인하게 된다.

이에 의해 진공압 값 "185~195"에 대한 값을 연산수단(60)이 연산하면 상기 연산수단(60)에 연결되어 있는 보상수단(70)이 모자라는 진공압 값 "5~15"을 보상하게 되어, 결과적으로 상기 3개의 노즐 유닛(480)은 3개의 실장부품(101)을 파지한 것으로 인식하게 된다.

또한, 노즐 유닛(480)이 6개 혹은 8개라면 그 호차는 더 커지게 되는데 이때에도 역시 상기 보상수단(70)으로 보상이 가능하게된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작에 의해 노즐 유닛(480)에 실장부품(101)을 픽 앤드 플레이스(Pick and Place)하는 동작에서 발생될 수 있는 실장부품(101)의 오인을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 이용한 실장부품의 오인을 방지할 수 있도록 진공압 값을 보상하는 방법은 다음과 같다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 노즐 유닛(480)이 실장부품(101)을 흡착하기 전의 레벨 값 즉, 무흡착 압력레벨(Empty Level)(C1)을 감지하여 획득함과 동시에, 노즐 유닛(480)에 전달되는 진공원(90)의 제1원압 레벨 (Source Level)(S1)을 획득한다.(S10)

상기 실장부품(101)을 흡착하기 전의 레벨 값을 기준 값으로 한 상태로 실장부품(101)을 흡착 파지한다.(S20)

상기 실장부품(101)을 흡착 파지한 상태에서 실장부품(101)을 흡착한 레벨 값 즉, 흡착 압력레벨(Exist Level)(C2)을 감지하여 감지한 값을 획득함과 동시에, 파지된 실장부품(101)에 의해 변환된 제2원압 레벨(Source Level)(S2)을 획득한다.(S30)

상기 제1원압 레벨(S1)에서 제2원압 레벨(S2)을 뺀 값이 원압 레벨 값에 대한 보상 값(S)이 된다.(S40)

상기 보상 값(S)을 흡착 압력레벨(Exist Level)(C2)에 더하고, 상기 보상 값(S)과 흡착 압력레벨(Exist Level)(C2)을 더한 값에서 무흡착 압력레벨(Empty Level)(C1)을 뺀 값과, 기준 레벨 값"200"과 비교하여, 상기 보상 값(S)과 흡착 압력레벨(Exist Level)(C2)을 더한 값에서 무흡착 압력레벨(Empty Level)(C1)을 뺀 값이 기준 레벨 값 보다 적으면 실장부품을 파지하지 못한 것으로 인식하고, 상기 실장부품을 파지한 것으로 인식하지 못하면 다시 실장부품을 파지한다.

상기 보상 값(S)과 흡착 압력레벨(Exist Level)(C2)을 더한 값에서 무흡착 압력레벨(Empty Level)(C1)을 뺀 값이 기준 레벨 값 보다 크면 실장부품(101)을 파지한 것으로 인식하게 된다.(S50)

상기 기준 레벨 값 "200"은 변수로써, 각각의 노즐장치(470)에 적용되는 진공원(90)에서 발생되는 진공압력에 대한 일정한 기준 레벨 값을 임의로 정한 값이다.

상기 노즐 유닛(480)이 실장부품(101)을 파지한 것으로 인식하게 되면, 파지한 실장부품(101)을 작업위치에 실장하게 된다.(S60)

이상과 같이, 구성된 본 발명은, 노즐 유닛의 내부에 형성되는 압력을 정밀하게 감지하여, 크기가 작은 실장부품에 대한 파지여부를 정확하게 인식할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 부품을 흡착하지 않았을 때의 레벨과 부품을 흡착하였을 때의 레벨을 감지하는 시점에서 원압을 감지하여 부품의 유무를 감지할 수 있으므로 미소칩에도 적용할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 표면실장기의 개략적인 평면도,

도 2는 표면실장장치에 적용되는 일반적인 노즐헤드의 사시도,

도 3은 종래의 노즐장치에 의해 실장부품을 감지하는 방법을 보인 순서도,

도 4는 본 발명이 적용된 표면실장기의 개략적인 평면도,

도 5는 본 발명의 센서와 연산수단 및 보상수단이 노즐장치에 설치된 것을 보인 도면,

도 6은 본 발명의 노즐장치에 의해 실장부품을 감지하는 방법을 보인 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

470 : 노즐장치 480 : 노즐 유닛

50 : 통로 60 : 연산수단

70 : 보상수단 80 : 확인수단

90 : 진공원 S : 센서

Claims (4)

1. 노즐장치의 일측에 설치된 적어도 한 개 이상의 노즐 유닛과;

   상기 노즐장치의 일측에 설치되며, 노즐 유닛이 부품을 흡착한 경우와 흡착하지 않은 경우 노즐 유닛의 압력을 감지하는 센서와;

   상기 센서에서 감지된 압력들을 비교하여 계산하기 위한 연산수단과;

   상기 연산수단으로부터 연산된 값에 근거하여 원압을 보상하기 위한 보상수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 부품 흡착 감지 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 부품 흡착 감지시스템은 상기 보상수단으로부터 보상된 값이 확실한지를 확인하기 위한 확인수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 흡착 감지 시스템.
3. 노즐장치의 일측에 설치된 적어도 한 개의 노즐 유닛으로부터 부품을 흡착하지 않았을 때의 무흡착 압력레벨(C1)과 제1원압 레벨(S1)을 측정하는 단계와;

   노즐 유닛이 부품을 흡착하는 단계와;

   노즐 유닛이 부품 흡착시 존재한 흡착 압력레벨(C2)을 측정하고, 제2원압 레벨(S2)을 측정하는 단계와;

   원압을 보상하는 단계(S = S1 - S2)와;

   원압을 보상하고 부품 흡착시와 부품을 흡착하지 않았을 때의 차이를 구하는 단계(S + C2 - C1 > 10)와;

   부품을 장착하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 부품 흡착 감지 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 원압을 보상하는 단계에서, 원압의 변화가 없는 경우에는 S2 = S1인 것을 특징으로 하는 부품 흡착 감지 방법.