KR20050052560A - 산업용 피시비 자동 부품삽입 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산업용 PCB(Printed Circuit Board)에 PCB 커넥터를 기계적인 압력으로 삽입하는 부품삽입공정을 자동화한 장치에 관한 것으로, 종래에는 숙련된 작업자에 의해 수작업으로 부품삽입공정을 수행하였다.
이에 따라 본 발명은 산업용 PCB 자동 부품삽입 장치에 있어서 산업용 PCB를 필요한 위치로 이동시킬 목적으로 스텝모터 및 볼스크류 그리고 공압 실린더를 사용하는 X축-Y축-Z축 위치제어 기구부, 상부 압입 공구 홀더의 움직임을 검출할 목적으로 센서를 사용하는 삽입제어 기구부, 상부 압입 공구를 이동시킬 목적으로 스텝모터 및 볼스크류를 사용하고 상부 압입 공구를 상부 압입 공구 홀더에 장착 및 탈착 시킬 목적으로 공압 실린더를 사용하며 상부 압입 공구의 움직임을 검출할 목적으로 센서를 사용하는 상부 압입 공구류 자동 전환 기구부로 이루어진 장치를 제시한다.

Description

산업용 피시비 자동 부품삽입 장치{Device of Automatic Component Inserting of Industrial PCB}
본 발명은 산업용 PCB(Printed Circuit Board)에 PCB 커넥터(connector)를 수동으로 끼운 이후 공정을 자동으로 수행하여 조립을 완성하는 산업용 PCB 자동 부품삽입 장치에 관한 것이다.
산업용 PCB의 조립은 부품의 조립을 위한 커넥터의 결합이 선행하여 이루어 지는바, 커넥터 삽입부의 부식을 방지하고 기계적으로 안정성 있는 연결을 위하여 용접대신에 기계적인 압력으로 커넥터의 PCB 결합이 이루어지도록 하는 방법이 사용된다.
즉, 다수의 핀으로 이루어진 PCB커넥터와 PCB를 용접에 의하여 조립할 경우 산화 부식에 의해 내구성이 약해지고, 기계적으로 취약해지기 때문에 PCB의 핀공에 PCB 커넥터의 핀을 강제 압입하여 강한 접점이 이루어지도록 하는 방법이 사용되고, 통상의 경우 PCB커넥터의 핀 기저부에 H형 날개 구조를 갖는 어깨부를 형성하여 핀공에의 압입시 상기 어깨부가 변형하면서 핀공에 견고하게 물리도록 하는 방법이 사용되고 있다.
PCB커넥터 삽입공정은 PCB커넥터에 형성되는 각각의 핀과 PCB에 형성되는 핀공을 정확하게 맞춘 상태에서 각 핀의 어깨부가 균일하고 뒤틀림 없이 핀공에 압입되도록 가압하는 방식으로 이루어지는바, 수십개의 핀으로 구성되는 PCB커넥터의 특성상 기계적인 방법으로 이들 공정을 시행하기가 곤란하여 생산성이 낮고, 고도로 숙련된 기술을 요하는 숙련공에 의해 이루어지며, 검수과정도 복잡함에도 불구하고 기존의 PCB 커넥터 삽입은 숙련된 기술자에 의하여 모두 수작업으로 이루어지고 있다.
본 발명은 종래 고도의 숙련공에 의해 수작업에 의존하여 오던 PCB커랙터의 접합 조립공정을 기계적인 방법으로 처리할 수 있도록 함으로서 생산성을 향상시키고, 안정적인 품질을 얻을 수 있도록 할 목적으로 안출된 것이다.
이를 위하여 본 발명은 산업용 PCB에 PCB커넥터를 수작업으로 미리 끼운 상태에서 이를 베이스(Base)에 장착시키면 이후 접합조립공정은 PLC의 제어로 공정이 완료될 때까지 모든 작업이 자동으로 이루어지는 산업용 PCB 자동 부품삽입 장치를 제시한다.
본 발명은 산업용 PCB를 고정시킬 수 있는 베이스(Base)와, 상기 베이스를 정해진 X-Y 축 상의 위치로 이동시킬 수 있도록 구성한 X축-Y축 위치제어기구부와, 상기 베이스를 정해진 Z 축상의 위치로 이동 시킬 수 있도록 구성한 Z축 위치제어기구부와, 베이스의 상부 고정된 위치에서 상하 운동에 의해 PCB커넥터를 가압할 수 있도록 구성된 상부압입공구와, 베이스의 하부 고정된 위치에서 상부압입공구에 의한 가압시 산업용 PCB를 받쳐주도록 구성된 하부 압입공구가 포함되어 산업용 PCB에 미리 꽂아진 각 PCB커넥터의 삽입위치정보에 따라 각각의 PCB커넥터가 상부압입공구 및 하부압입공구의 압입위치로 이동하도록 제어되고 상부압입공구의 동작에 의해 순차적으로 각각의 PCB커넥터를 산업용 PCB에 접합 조립할 수 있도록 한 구성의 산업용 PCB 자동 부품삽입 장치이다.
상기에서 베이스는 다양한 크기의 산업용 PCB를 고정하여 움직이지 않도록 하는 고정수단을 포함하고, 고정된 상태의 PCB를 정해진 위치로 이동시킬 수 있도록 된 기구적인 요소인 X축-Y축 -Z 축 위치제어기구부를 유지하고 지지하는 요소이다.
또한, X축-Y축 또는 Z축 위치제어기구부는 전기적 제어신호에 따라 베이스의 정해진 평면 및 공간상의 위치로 이동시키기 위한 요소이며, 본 발명에서는 산업용 PCB에 꽂아진 PCB커넥터의 위치를 상부압입공구와 하부압입공구와 일치시키기 위한 기계적인 동작을 수행한다.
상기한, X축-Y축 또는 Z축 위치제어기구부는 Y축방향으로 운동하는 운동요소(지지대) 위에 X축방향으로 운동하는 운동요소(지지대)를 결합하고, 그 위에 Z방향으로 운동하는 운동요소(지지대)를 결합하는 구조로 실시 될 수 있으며, 제어 신호에 따라 정밀한 위치 제어가 가능하도록 스텝모터와 볼스크류 등을 사용하여 구성된다.
상부압입공구와 하부 압입공구는 PCB커넥터의 압입시 핀이 끼워져 보호되고 압입력을 효과적으로 전달 할 수 있도록 슬릿이 형성된 구조로서 PCB커넥터의 형상에 맞게 구성되거나 다양한 규격의 PCB커넥터에 공히 적용할 수 있도록 범용형으로 구성할 수 있다.
특히, 상부압입공구의 경우 형태가 각기 다른 PCB커넥터를 인접하여 조립하는 경우에는 범용압입공구의 사용이 불가능하기 때문에 PCB커넥터에 대응하는 형상의 상부압입공구로 교환할 수 있도록 구성함이 바람직하며, 이를 위하여 본 발명은 상부 압입공구를 자동으로 전환하고 이를 제어할 수 있도록 삽입제어 및 상부 압입공구 자동 전환 기구부를 아울러 제시한다.
이하 첨부된 도면에 의한 실시례에 의해 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 장치의 구성 및 주변장치와의 연결관계를 도시하기 위한 것으로, 본 발명은 X축-Y축-Z축 위치제어 기구부 장치(9), 삽입제어 기구부 장치 및 상부 압입 공구류 자동 전환 기구부 장치(10), 상부 압입 공구류(11), 하부 압입 공구(15)로 구성되고, PCB 커넥터의 위치정보를 입력하기 위한 PC(1), PC와 PLC간의 인터페이스(Interface)용 케이블(Cable)(2), PC의 정보에 따라 상기한 각 기구부 장치를 제어하기 위한 PLC(3)가 결합된 구조이며, 위치제어 기구부 장치의 구동에 사용된 스텝모터의 구동 드라이버(Driver)(4), PLC의 제어신호를 각 장치에 전달하기 위한 인터페이스용 케이블(5) 및 전장부(6)가 표시되고, 산업용 PCB(7)에 PCB 커넥터(8)가 꽂혀진 상태에서 수작업에 의해 산업용 PCB를 작착하는 작업(16), 제어된 압입력에 의한 압입작업(12), 상부 압입공구의 교환작업(13), 제어된 베이스의 움직임(14)을 표현한 것이다.
상기 구조는 GUI(Graphic User Interface) 환경하에서 다수의 PCB 커넥터(8) 삽입위치 정보를 PC(1)로부터 입력받아 PC(1)의 시리얼 포트(serial port)와 PLC(3)간의 정보교환을 위한 인터페이스용 케이블(2)을 통해 각 장치의 직접적인 제어를 위한 PLC(3)에 전송하고, 이 정보를 바탕으로 PLC(3) 및 스텝 모터 구동용 스텝모터 드라이버(4)로부터 인터페이스용 케이블(5)를 통하여 전원 및 제어신호를 각 장치로 보내며, 각 장치는 스텝모터에 의해 구동되도록 구성하여 부품삽입공정 초기에, PCB 커넥터(8)가 올려져 있는 산업용 PCB(7)를 수작업에 의해 Base부(9)에 장착(16)을 시키면 입력받은 PCB 커넥터(8) 삽입위치 정보를 바탕으로 Base부(9)를 X축-Y축-Z축으로 움직여(14) 원하는 작업위치에 산업용 PCB(7)가 놓이게 한 다음 삽입제어 및 상부 압입 공구류 자동 전환 기구부 장치(10)를 구동하여 상부 압입 공구(11)와 하부 압입 공구(15)로 압입 작업을 자동으로 수행한다.
이때 PCB 커넥터(8)의 다양한 종류에 따라서 상부 압입 공구류(11)의 자동 교환(13)과 정확한 커넥터 삽입을 위해서 삽입제어 및 상부 압입 공구류 자동 전환 기구부 장치(10)와 Base부(9)가 작동되도록 한 구조이다.
도2와 도 3은 각각 X축-Y축 위치제어 기구부 장치를 평면도와 정면도로 표현한 실시례로서 부품삽입공정을 위해 장착된 산업용 PCB(7)를 X축과 Y축 방향으로 정밀하게 이동시키기 위한 요소이다.
상세히는 X축 스텝모터(24)와 Y축 스텝모터(21)에 의한 회전운동을 직선운동으로 변환해주는 X축 볼스크류(Ballscrew, 19)와 Y축 볼스크류(17)기구, 그리고 X축 레일(rail, 23)과 Y축 레일(22) 및 지지를 위한 X축-Y축 위치제어 기구부 지지대(20)와 Z축 위치제어 기구부 지지대(18)로 구성된 X축-Y축 위치제어 기구부 장치이다.
X축 방향으로의 정밀한 움직임은 X축 스텝모터(24), X축 볼스크류(screw, 19), X축 레일(23)에 의해 이루어지며, Y축 방향으로의 정밀한 움직임은 Y축 스텝모터(21), Y축 스크류(screw, 17), Y축 레일(22)에 의해 이루어진다.
이때 스텝모터(24)의 구동은 PLC의 스텝모터 드라이버(4)에 의해서 제어되고, X축과 Y축은 동시에 동작 및 제어가 가능하다.
도4은 Z축 위치제어 기구부 장치의 상세도로 격자형태이며, 일측에 가변형 고정수단(도시하지 않았음)을 구비한 작업대(25)에 장착된 산업용 PCB(7)를 Z축 방향으로 이동시키기 위한 장치를 나타낸다. Z축 방향으로 이동을 위한 Z축 공압 실린더(26)와 지지를 위한 Z축 위치제어 기구부 지지대(18)로 구성된다.
도 5는 삽입제어 및 상부 압입 공구 자동 전환 기구부 장치(10) 중 삽입제어부의 상세도로 유압 프레스(Press)의 피스톤(Piston, 28) 선단에 피스톤 디스크(Disk, 27)가 결합되고, 그 선단부에 헤드가 형성되며, 헤드의 하부에는 홀더 삽입홈이 형성되고, 헤드의 하부에는 PCB커넥터를 양측에서 균일하게 눌러줌으로서 PCB커넥터의 틀어짐을 바로 잡는 누룸판(33)이 형성되며, 상기 홀더 삽입홈에는 상부압입공구홀더(34)가 결합되고, 유압 프레스(Press)의 피스톤(Piston, 28) 움직임을 제어하기 위해 피스톤 디스크(Disk, 27)의 상사점 및 하사점 위치에 각기 포토 센서 (29)(30)가 결합되며, 상부 압입 공구(11)에 PCB 커넥터(8) 핀(Pin)이 잘 못 끼워졌을 경우를 검출하기 위해 홀더 삽입홈 정상부에 압입 공구 홀더 위치 검출용 포토 센서(32)가 설치되는 구조를 갖는다.
또한, 상부압입공구홀더(34)는 하부에 상부 압입공구(11)를 끼울 수 있도록 된 홈이 형성되고, 상기 홈은 전면으로 개방되어 후술하는 상부압입공구 자동전환기구부에 의한 상부 압입공구(11)의 자동교환이 가능하도록 구성되며, 홀더삽입홈 내에서 자중에 의해 유동할 수 있도록 헤드를 관통하는 축의 상단에 스톱퍼를 결합하여 홀더의 하부 돌출 길이를 조정할 수 있는 구조의 상부압입공구홀더 위치조정장치(31)가 결합된다.
상기한 삽입제어 기구부는 상부 압입 공구의 위치를 정밀하게 제어하고, 오류가 발생할 경우 신속한 조치가 가능하도록 하여 PCB 커넥터(8)에 상부 압입 공구(11)를 삽입하는 공정을 수행할 때 성공적인 삽입작업이 이루어지도록 하는 요소이다.
즉, 도 6에 의해 도시된 바와 같이, 초기(45)(a)에 작업위치에 산업용 PCB(7)와 PCB 커넥터(8) 및 상부 압입 공구(11)가 놓이면, 상부 압입 공구(11)가 초기 위치(a)에서 PCB 커넥터(8) 핀의 어깨 부분까지 하강하는 1단계(46)(b)가 이루어진다.
이때 피스톤디스크는 하사점에 약간 못미친 상태이며, 상부압입공구홀더(34)가 홀더삽입홈의 정상부에 접한 상태이고, 그 상태에서 피스톤디스크가 더 내려 가면서 핀의 어깨부를 가압하여 PCB의 핀공에 강제로 압입하여 PCB 커넥터(8)의 접합조립이 완료된다.
한편, PCB 커넥터(8) 핀과 상부 압입 공구(11)의 결합에 오류(47)(c)(d)가 생길 경우 상부압입공구가 PCB 커넥터(8) 핀의 어깨 부분까지 하강하지 않고 걸린 상태가 됨으로 피스톤디스크가 하강하기 전에 먼저 상기한 상부 압입 공구 홀더(34)가 홀더 삽입홈 내에서 들어 올려지며, 압입 공구 홀더 위치 검출용 포토 센서(32)가 이를 감지하여 오류(47) 신호를 발생시키고, 압입 멈춤(50) 단계를 수행한다.
따라서, 상기한 구조는 PCB 커넥터(8)의 접합조립전단계에서 핀의 휘어짐 등에 의한 오류를 사전에 감지하고, 오류 발생시 상부 압입 공구 홀더(34)가 완충 작용을 하여 산업용 PCB(7)로 전해지는 힘을 흡수하여 줌으로서 불량을 사전에 방지할 수 있고, 오류가 발생한 PCB 커넥터는 추후 교정공정을 통하여 재활용할 수 있는 이점을 제공하게 된다.
상부 압입 공구 홀더 위치 검출용 포토 센서(32)에 의해 오류(47)가 없을 경우 상부 압입 공구(11)에 힘이 가해져 PCB 커넥터(8) 핀을 산업용 PCB(7)에 삽입하는 2단계(48)(e)를 수행한다. 상기한 내용을 반복 수행하면서 압입공정이 이루어진다.
도 7은 상부 압입 공구 자동 전환 기구부 장치(10)를 평면 구조로 도시한 실시례로서 다양한 형상의 PCB 커넥터(8)에 따른 상부 압입 공구(11)의 교환 및 홀더(34)에 장착시키는 작업을 자동으로 수행할 목적을 갖는 것이다.
도면에 표현된 실시례는 스텝모터(37)의 구동에 의해 볼스크류(36)가 회전하면서 일련의 상부압입공구(11)가 진열된 홀더를 위치를 이동시켜 상기한 상부 압입 공구 홀더(34)의 하부 홈 전면에 해당 상부압입공구(11)가 위치하도록 하고, 상기한 상부 압입 공구 홀더(34)의 하부홈이 마주보는 위치에는 공압 실린더(38)에 의해 작동되는 상부 압입 공구 이동용 핀(39)을 설치하여 상부 압입 공구 이동용 핀(39)의 작용에 의해 상부압입공구(11)를 홀더에 결합하거나 분리시킴으로서 으로 상부 압입 공구의 자동 교환이 이루어지도록 한 구조이며, 성공적인 장착확인을 위하여 상부 압입 공구 위치 검출용 근접 센서(35)를 상부 압입 공구 홀더(34)의 상부압입공구(11) 결합부 홈에 설치하여 상부 압입 공구(11)의 위치를 검출하도록 구성한다.
도 8은 Base부(X축-Y축-Z축 위치제어 기구부, 10) 제어 순서도로써 먼저 PLC 위치결정 모듈을 구동시키기 위한 위치결정 프로그램을 이용하여 PCB 커넥터(8) 삽입 위치를 순서대로 입력 과정(40) 후, 시작 신호에 따라 PLC의 위치결정 모듈에서 입력된 X축, Y축 위치에 따른 펄스(Pulse)를 생성, 스텝 모터 드라이버(4)에 전송하는 과정(41)을 수행한다. 이때 도 2의 Z축 위치제어 기구부 지지대(18) 이동시 도 1의 산업용 PCB(7) 아래면에 돌출된 PCB 커넥터(8)의 핀 간섭을 방지하기 위하여 도 4의 Z축 공압 실린더(26)를 구동해서 도 4의 산업용 PCB(7)가 장착된 작업대(25)를 Z축으로 상승과정(42)을 수행한다. 다음으로 도 1의 스텝 모터 드라이버(4)로부터 생성된 펄스를 바탕으로 도 2의 X축 스텝모터(24)와 Y축 스텝모터( 21)를 구동해서 도 4의 작업대(25)를 X축과 Y축 방향으로 이동하는 과정(43)을 수행한다. 그 후 도 1의 유압 프레스(10)를 가동하여 PCB 커넥터(8)를 삽입하는 과정(44)을 수행한다. 다음으로 도 1의 PCB 커넥터(8) 삽입 위치 정보(40)를 바탕으로 위치결정을 위한 펄스 생성 과정(41), 도 4의 Z축 공압 실린더(26) 구동 과정(42), 도 2의 X축 스텝모터(24)와 도 2의 Y축 스텝모터(21) 구동 과정(43), 도 1의 유압 프레스(10) 구동 과정(44)을 순서대로 반복 수행한다.
도 9는 도 7의 상부 압입 공구류 자동 전환 기구부(10) 제어 순서도로써 다양한 PCB 커넥터(8)에 따른 상부 압입 공구(11)의 교환 및 상부 압입 공구 홀더(34)에 장착시키는 작업을 자동으로 수행하는 과정을 나타낸다.
먼저 도 1의 PLC(3) 위치결정 모듈을 구동시키기 위한 프로그램을 이용하여 도 7의 상부 압입 공구(11)의 교환 위치를 순서대로 입력하는 과정(51)을 수행한다. 입력받은 정보에 따라 도 1의 PLC(3) 위치결정 모듈에서 펄스를 생성(52), 도 1의 스텝모터 드라이버(4)에 전송한다. 전송 받은 펄스로 도 7의 상부 압입 공구 자동 전환 기구부 스텝모터(37)가 회전하면 상부 압입 공구 자동 전환 기구부 볼스크류(36)가 구동(53)되어 상부 압입 공구(11)가 원하는 교환 위치에 놓이게 되면, 상부 압입 공구(11)를 상부 압입 공구 홀더(34)에 삽입하기 위한 상부 압입 공구 자동 전환 기구부공압 실린더(38)를 구동(54)하여 상부 압입 공구 이동용 핀(39)으로 상부 압입 공구(11)를 상부 압입 공구 홀더(34)에 밀어 넣는다.
다음으로 압입공정을 위해 유압 프레스를 가동(56)한 후 삽입 작업이 끝나면, 상부 압입 공구 자동 전환 기구부 공압 실린더(38)를 구동(56)하여 상부 압입 공구 이동용 핀(39)으로 상부 압입 공구(11)를 상부 압입 공구 홀더(34)로부터 분리한다.
다음으로 상부 압입 공구(11)의 교환 위치 정보(51)를 바탕으로 위치결정을 위한 펄스 생성 과정(52), 상부 압입 공구 자동 전환 기구부 스텝 모터(37) 구동 과정(53), 상부 압입 공구 자동 전환 기구부 공압 실린더(38) 구동 과정(54), 유압 프레스(10) 구동 과정 (55), 상부 압입 공구 자동 전환 기구부 공압 실린더(38) 구동 과정(56)을 반복 수행한다.
도 10은 전체 제어부 구성 블록도로써 그 구성은 다음과 같다.
먼저 도 1의 산업용 PCB(7)의 정보 입력 및 저장을 하기 위한 PC(1)가 있다.도 7의 상부 압입 공구(11) 위치 검출용 근접 센서(35)와 도 5의 유압 피스톤의 디스크 상사점 검출용 포토센서(29)와 유압 피스톤의 디스크 하사점 검출용 포토 센서(30) 및 상부 압입 공구 홀더(34) 움직임 검출용 포토 센서(32) 그리고 기계적인 과도 움직임을 방지하기 위한 리미트 스위치(Limit Switch)로 이루어진 센서(61)부, 유압 피스톤(28)을 제어하는 유압 벨브(59), Z축 공압 실린더(26)와 상부 압입 공구 자동 전환 기구부 공압 실린더(38)를 제어하는 공압 벨브(60) 등의 총괄 제어는 I/O 모듈(Input-Output Module)(57)을 통해서 PLC(3)에서 수행한다. 또한 X축 스텝모터(24), Y축 스텝모터(21), 상부 압입 공구 자동 전환 기구부 스텝모터(37)를 제어하는 스텝모터 드라이버(4)로 신호 전송은 PLC(3)의 위치결정 모듈(58)을 통해서 이루어진다.
본 발명은, 산업용 PCB에 PCB 커넥터를 기계적인 압력으로 삽입하는 과정인 부품삽입공정을 자동화한 것으로 이를 통하여 숙련된 기술자에 의존하던 부품삽입공정을 자동화하여 미 숙련 된 작업자가 쉽게 작업을 할 수 있는 효과를 제공한다.
또한 작업속도의 향상과 불량률을 감소 효과도 제공한다.
도 1은 본 발명의 전체 구성도
도 2는 본 발명의 X축-Y축 위치제어 기구부 장치 평면도
도 3는 본 발명의 X축-Y축 위치제어 기구부 장치 정면도
도 4은 본 발명의 Z축 위치제어 기구부 장치
도 5는 본 발명의 삽입제어 기구부 장치
도 6은 본 발명의 삽입제어 기구부 제어 순서도
도 7는 본 발명의 상부 압입 공구 자동 전환 기구부 장치
도 8은 본 발명의 X축-Y축-Z축 위치제어 기구부 제어 순서도
도 9은 본 발명의 상부 압입 공구 자동 전환 기구부 제어 순서도
도 10은 본 발명의 전체 제어부 구성 블럭도
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
1. PC(Personal Computer)
2. PC-PLC(Programmable Logic Controller) 간 인터페이스용 케이블
3. PLC
4. 스텝모터 드라이버
5. 인터페이스용 케이블
6. 전장부
7. 산업용 PCB
8. PCB 커넥터
9. Base부(X축-Y축-Z축 위치제어 기구부) 장치
10. 삽입제어 및 상부 압입 공구 자동 전환 기구부 장치
11. 상부 압입 공구
12. 제어된 압입력에 의한 압입 작업
13. 자동 상부 압입 공구 교환 작업
14. 제어된 Base부의 움직임(X축-Y축-Z축)
15. 하부 압입 공구
16. 수작업에 의한 산업용 PCB의 Base부 장착 작업
17. Y축 볼스크류
18. Z축 위치제어 기구부 지지대
19. X축 볼스크류
20. X축-Y축 위치제어 기구부 지지대
21. Y축 스텝모터
22. Y축 레일
23. X축 레일
24. X축 스텝모터
25. 작업대
26. Z축 공압 실린더
27. 피스톤 디스크
28. 피스톤
29. 피스톤 디스크 상사점 검출용 포토 센서
30. 피스톤 디스크 하사점 검출용 포토 센서
31. 상부 압입 공구 홀더(Tool Holder) 위치 조정 장치
32. 상부 압입 공구 홀더 위치 검출용 포토 센서
33. 누름판
34. 상부 압입 공구 홀더
35. 상부 압입 공구 위치 검출용 근접 센서
36. 상부 압입 공구 자동 전환 기구부 볼스크류
37. 상부 압입 공구 자동 전환 기구부 스텝 모터
38. 상부 압입 공구 자동 전환 기구부 공압 실린더
39. 상부 압입 공구 이동용 핀(Pin)

Claims (5)

  1. 산업용 PCB를 고정시킬 수 있는 베이스(Base)와, 상기 베이스를 정해진 X-Y -Z 축 상의 위치로 이동시킬 수 있도록 구성한 X축-Y축-Z축 위치제어기구부와, 베이스의 상부 고정된 위치에서 상하 운동에 의해 PCB커넥터를 가압할 수 있도록 구성된 상부 압입 공구와, 베이스의 하부 고정된 위치에서 상부 압입 공구에 의한 가압시 산업용 PCB를 받쳐주도록 구성된 하부 압입공구가 포함되어 산업용 PCB에 미리 꽂아진 각 PCB커넥터의 삽입위치정보에 따라 각각의 PCB커넥터가 상부 압입 공구 및 하부 압입 공구의 압입위치로 이동하도록 제어되고 상부압입공구의 동작에 의해 순차적으로 각각의 PCB커넥터를 산업용 PCB에 접합 조립할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 산업용 PCB 자동 부품삽입 장치.
  2. 제1항에 있어서, X축-Y축-Z축 위치제어 기구부 중 X-Y축 위치제어 기구부는 각기 스텝모터와 스텝모터에 의한 회전운동을 직선운동으로 변환해주는 볼스크류(Ballscrew)와 각 요소를 지지하기 위한 지지대가 레일(rail)에 의해 결합되는 구조로 이루어지고, Z축 위치제어 기구부는 PCB 고정수단을 구비한 작업대와 상기 작업대를 Z축 방향으로 이동하기 위한 공압 실린더로 이루어져 상기한 지지대에 결합되는 구조로 이루어져 PLC로 부터의 제어신호에 의해 스텝모터가 구동됨으로서 X축-Y축-Z축 위치제어가 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 산업용 PCB 자동 부품삽입 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상부 압입 공구는 삽입제어기구부에 의해 제어되도록 구성되며, 삽입제어기구는 유압 프레스(Press)의 피스톤(Piston) 선단에 피스톤 디스크(Disk)가 결합되고, 그 선단부에 헤드가 형성되며, 헤드의 하부에는 홀더 삽입홈이 형성되고, 헤드의 하부에는 PCB커넥터를 양측에서 균일하게 눌러줌으로서 PCB커넥터의 틀어짐을 바로 잡는 누룸판이 형성되며, 상기 홀더 삽입홈에는 상부압입공구홀더가 결합되고, 유압 프레스(Press)의 피스톤(Piston) 움직임을 제어하기 위해 피스톤 디스크(Disk)의 상사점 및 하사점 위치에 각기 포토 센서가 결합되며, 상부 압입 공구에 PCB 커넥터 핀(Pin)이 잘 못 끼워졌을 경우를 검출하기 위해 홀더 삽입홈 정상부에 압입 공구 홀더 위치 검출용 포토 센서가 설치되며, 상부압입공구홀더는 하부에 상부 압입공구를 끼울 수 있도록 된 홈이 형성되고, 홀더삽입홈 내에서 자중에 의해 유동할 수 있도록 헤드를 관통하는 축의 상단에 스톱퍼를 결합하여 홀더의 하부 돌출 길이를 조정할 수 있는 구조의 상부압입공구홀더 위치조정장치가 결합되는 구조로 이루어져 상부 압입 공구에 PCB 커넥터 핀(Pin)이 잘 못 끼워졌을 경우 포토 센서가 이를 감지하여 동작을 종료하고 상부압입공구홀더가 완충작용을 하여 PCB 커넥터 및 PCB의 훼손을 사전에 예방할 수 있도록 한 구성을 특징으로 하는 산업용 PCB 자동 부품삽입 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상부 압입 공구를 조립되는 PCB커넥터에 맞게 자동으로 교환되는 상부압입공구자동전환기구부가 포함되며, 상부압입공구자동전환기구부는 스텝모터의 구동에 의해 볼스크류가 회전하면서 일련의 상부압입공구가 진열된 홀더 위치를 이동시켜 상기한 상부 압입 공구 홀더의 하부 홈 전면에 해당 상부압입공구가 위치하도록 하고, 상기한 상부 압입 공구 홀더의 하부홈이 마주보는 위치에는 공압 실린더에 의해 작동되는 상부 압입 공구 이동용 핀을 설치하여 상부 압입 공구 이동용 핀의 작용에 의해 상부압입공구를 홀더에 결합하거나 분리시킴으로서 상부 압입 공구의 자동 교환이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 산업용 PCB 자동 부품삽입 장치.
  5. 제1항,제2항,제3항 또는 제4항중 어느 한 항에 있어서, 각 요소의 제어는 GUI(Graphic User Interface) 환경하에서 다수의 PCB 커넥터 삽입위치 정보를 PC로부터 입력 받아 PLC에 의해 직접적으로 제어되도록 한것을 특징으로 하는 산업용 PCB 자동 부품삽입 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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