KR20060004402A

KR20060004402A - 픽 업 헤드

Info

Publication number: KR20060004402A
Application number: KR1020040053502A
Authority: KR
Inventors: 홍승민
Original assignee: 주식회사 프로텍
Priority date: 2004-07-09
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2006-01-12
Also published as: KR100567553B1

Abstract

본 발명은 픽 업 헤드에 관한 것으로서, 본 발명은 전자부품의 진공흡착을 위한 에어라인의 구성을 이송동작 및 회전동작의 장애가 없도록 구성함으로서 장치 운용에 따른 공급라인의 꼬임, 오동작을 극소화한 콤팩트 구조로 제공되고, 픽업된 전자부품의 위치제어를 위한 구동원의 동력전달이 직결형의 간소한 구성으로 제공되어 회전 정밀성이 보장되는 픽업 헤드를 제공함에 있다.

본 발명의 상기 목적은 승강작동하는 스플라인축과 이 스플라인축의 회전을 제어하는 외통으로 구성된 볼스플라인과, 이 볼스플라인의 외통을 지지하는 회전지지체와, 이 회전지지체의 회전동작을 제공하는 서보모타가 수직방향으로 직결하여 구성되되, 상기 회전지지체는 바디에 의해 지지되고, 상기 볼스플라인축은 내부에 진공통로를 관통하여 상기 바디 내부에 지지되는 에어포켓에 의해 승강구간이 기밀유지로 연통 설치되고,

상기 에어포켓의 내부는 상기 바디의 연결관로 연결되며, 상기 바디의 연결관로는 후방에서 상기 바디를 지지하는 메인플레이트의 에어관로와 기밀유지로 설치하여서;

상기 후방에 형성된 에어관로와 연결되는 배선(에어라인)에 연결된 에어흡입수단의 제어에 의해 상기 스플라인축의 진공통로에 진공발생으로 전자부품의 픽업작동을 제공하고, 후방에 에어라인을 배설함으로서 이송동작에 따른 배선의 꼬임이나 걸림이 배제되며.

상기 서보모타에 의한 상기 스프라인축의 회전을 직결 구동하여 회전 량의 정밀 제어가 가능토록 한 것에 특징이 있다.

메인플레이트, 에어포켓, 에어관로, 볼스플라인, 서보모타

Description

픽 업 헤드{PICK UP HEAD}

도 1은 본 발명의 사시도,

도 2는 본 발명의 분해사시도,

도 3은 본 발명의 일부 반 단면 분해사시도,

도 4는 본 발명의 일부 반 단면 분해사시도,

도 5는 본 발명의 정단면도,

도 6은 본 발명의 측단면도,

도 7은 도 6의 "F"부 발췌 확대도,

도 8은 도 6의 "G"부 발췌 확대도,

도 9는 본 발명의 전자부품의 픽업에 따른 완충작동 단면도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 메인플레이트 11 : 에어관로

20 : 바디 30 : 에어포켓

40 : 볼스플라인 41 : 스플라인축

45 : 외통 50 : 외통

60 : 완충스프링 70 : 서보모타

본 발명은 픽 업 헤드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자부품의 진공흡착을 위한 에어라인의 구성을 이송동작 및 회전동작의 장애가 없도록 구성함으로서 장치 운용에 따른 공급라인의 꼬임, 오동작을 극소화한 콤팩트 구조로 제공되고, 위치제어의 구동원의 동력전달이 직결형의 간소한 구성으로 제공되어 회전동작의 정밀성에 신뢰성을 극대화한 픽 업 헤드에 관한 것이다.

최근의 전기, 전자부품의 고밀도화, 초소형화가 급속하게 발전하고 있으며, 이러한 전기, 전자부품에 사용되는 인쇄회로기판(PCB)의 조립 생산의 표면실장기술(SMT : Surface Mounting Technology)도 역시 가속화되고 있는 실정이다.

이러한 표면실장기술에는 표면실장기를 이용하고 있으며, 상기 표면실장기(SMD : Surface Mounting Device)는 실장부품을 공급하는 피더부와, 작업위치를 결정하는 X-Y이송부와, 작업할 인쇄회로기판(PCB)을 반송하는 컨베이어부와, 상기 피더부의 피더에 이송된 실장부품을 픽업하여 PCB에 실장 하는 헤드부로 구성되고 있으며, 본 발명의 범주는 상기 헤드부의 핵심장비인 픽업 헤드에 속한다.

상기 픽업 헤드는 각종 표면실장부품을 피더로부터 공급받아 PCB의 실장위치까지 이송한 다음 PCB에 실장 하는 장비이다.

이러한 픽 업 헤드는 실장부품을 공급하는 부품공급기(피더)의 위치로 이동 하여 진공력으로 전자부품(칩)을 흡착 픽업한 다음, 다시 PCB상의 실장위치로 이동 하강하여 상기 PCB상에 장착한 후, 진공력을 제거하고 이동하여 다음의 전자부품을 계속 흡착, 픽업하는 반복작업을 수행하게 된다.

따라서, 프로그램화 된 제어에 의해 반복적인 이동에 따른 오작동이 없어야 하고, 피더로부터의 칩의 흡착과 PCB상의 공급 장착의 정밀도가 보장되어야 한다.

특히, 고속의 표면실장기에 있어서는 동력전달이 정확하고 반복이동 및 회전동작에 따른 에어공급라인(배선)의 처리가 중요하다.

그러나 종래의 픽업헤드는 칩의 흡착 및 장착에 따른 위치설정을 위한 회전동력의 전달이 직결형으로 구성되지 않아 정밀도가 떨어지는 단점과,

동력라인의 구조가 복잡하여 장비구성의 비대화를 갖는 단점과,

칩(전자부품)의 반복적인 픽업 및 장착을 위한 에어라인의 구성이 전방이나 측면에서 공급될 수 있도록 함으로서 이동동작 시에 배선이 꼬임이나 걸림으로 오동작의 발생 및 배선의 처리를 위한 별도 부재를 장착으로 인한 제조코스트가 많이 들고 장비의 비대화를 가져오는 단점이 있었다.

또한, 칩의 흡착이나 장착에 따른 완충구조가 복잡하고, 전자부품의 크기, 형상에 따른 완충강도 및 완충거리의 조정과 칩 흡착을 위한 흡착플러그의 교환구조가 복잡하여 호환성이 떨어지는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 픽업 헤드가 갖고 있는 단점을 효과적으로 해소하고자 연구 개발된 것으로서,

본 발명의 목적은 픽업 동작의 구동원인 에어의 흡출을 위한 에어라인이 헤드 후방에서 연결할 수 있도록 하여 픽업 동작에 따른 반복적인 헤드의 이송 및 회전동작 시에 에어라인의 꼬임, 장애가 없도록 구성함으로서 장치 운용의 편리성 및 오동작을 극소화할 수 있는 픽업 헤드를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 전자부품의 장착을 위한 위치제어의 구동원이 직결형의 간소 구성으로 제공되어 회전량 제어의 정밀성을 극대화한 픽업 헤드를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 전자부품의 픽업 동작에 따른 완충(쿠션)거리의 조정이 가능하여 전자부품의 종류에 따른 픽업 동작 시에 손상을 최대한 방지할 수 있는 픽업헤드를 제공함에 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여,

승강작동하는 스플라인축과 이 스플라인축의 회전을 제어하는 외통으로 구성된 볼스플라인과, 이 볼스플라인의 외통을 지지하는 회전지지체와, 이 회전지지체의 회전동작을 제공하는 서보모타가 수직방향으로 직결하여 구성되되,

상기 회전지지체는 바디에 의해 지지되고, 상기 볼스플라인축은 내부에 진공통로를 관통하여 상기 바디 내부에 지지되는 에어포켓에 의해 승강구간이 기밀유지로 연통 설치되고,

상기 에어포켓의 내부는 상기 바디의 연결관로 연결되며, 상기 바디의 연결관로는 후방에서 상기 바디를 지지하는 메인플레이트의 에어관로와 기밀유지로 설 치하여서;

또한, 본 발명은 상기 스플라인축의 픽업에 따른 완충스프링의 완충거리(수축거리)을 조절할 수 있어 전자부품의 종류에 따른 픽업 동작 시에 손상을 방지할 수 있도록 한 것에 특징이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

즉, 첨부도면 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 픽업헤드는 표면실장기에 볼트(B/T) 등과 같은 체결부재로 조립되는 메인플레이트(10)와, 이 메인플레이트의 전방 하측에 조립되는 바디(20)와, 이 바디의 내부 전방에 장착되는 에어포켓(30)과, 수직방향으로 승강 및 회전동작을 하는 볼스플라인(40)과, 이 볼스플라인을 지지하고 회전을 연결하는 회전지지체(50)와, 완충스프링(60)과, 회전 구동원인 서보모타(70)의 구성요소로 크게 구별된다.

상기 메인플레이트(10)는 사각 판체의 형상으로서 중앙부분의 상단에서 수직방향의 일정거리에 걸쳐 에어관로(11)를 형성하고 이 에어관로의 하단은 직각방향 으로 하여 전방에 연통 된다.

상기 에어관로(11)에는 별도의 공기흡입수단인 컴프레셔(100)가 에어라인(연결배관)(101)으로 연결되어서 제어부(미도시함)에 의해 공기를 흡입동작이 온/오프하도록 되어 있다.

상기 바디(20)는 직육면체로서 양측 면과 전면을 수평방향으로 일정공간을 관통하여 내부공간을 형성한 블록체로서, 상측 면에 단차홈(22)이 형성되고, 이 단차홈의 중심 수직선상으로 하측 면에 축공(23)을 형성하였으며, 후측 면에는 연결관로(21)를 관통하여 상기 메인플레이트의 에어관로(11)에 연통 하여 오링(O/R)에 의해 기밀상태로 볼트(B/T)와 같은 체결부재로 조립된다.

이때, 상기 바디(20)의 내부공간에는 수직방향으로 에어실(31)이 관통되고 이 에어실의 수평방향으로 연통 되는 입출 통로(31a)를 갖는 에어포켓(30)이 안착되되, 상기 입출 통로(31a)를 상기 바디(20)의 연결관로(21)에 연통 하여 오링(O/R)에 의해 기밀상태로 설치된다.

상기 볼스플라인(40)은 승강작동이 가능한 스플라인축(41)과, 이 스플라인축의 승강 지지 및 회전을 단속하는 외통(45)이 구성되되, 상기 스플라인축(41)은 내부 길이방향으로 진공통로(42)를 관통하고 중앙부분에서 직교하여 흡출공(43)이 관통된다.

이때, 상기 스플라인축(41)은 상기 에어포켓(30)의 에어실(31)의 상, 하측이 기밀상태로 관통하여 승강자재로 설치되되, 상기 흡출공(43)을 상기 에어실(31) 내에 위치되도록 설치하고, 상기 외통(45)은 상기 바디(20)의 상측 면에 설치되는 상 기 회전지지체(50)에 지지 설치된다.

즉, 상기 에어포켓(30)의 에어실(31)은 상측 내주연에 형성되는 환홈(32)에 조립되는 기밀링(33)에 의하여 상기 스플라인축(41)과의 상부 기밀이 유지되고, 하측 단에 형성되는 확장단차홈(34)에 조립되는 커버링(35)의 내주면에 형성되는 환홈(36)에 조립되는 기밀링(37)에 의하여 상기 스플라인축(41)과의 하부 기밀이 유지되도록 되어 있다.

또한 상기 스플라인축(41)은 상기 바디(20)의 축공(23)에 삽입 설치되는 부시(24)를 관통하여 상기 바디(20)의 하부에 일정 길이로 돌출 되고, 상기 바디(20)의 하측 면에 밀착상태로 볼트(B/T) 조립되는 스프링서포트(61)와 하단에 볼트(B/T)에 의하여 조립자재로 설치되는 흡착플러그(47)의 사이에 탄력 설치되는 상기 완충스프링(60)에 의하여 탄력적으로 지지된다.

상기 흡착플러그(47)는 픽업하고자 하는 전자부품의 종류에 따라서 적합한 형상이나 크기를 갖는 것으로서 당업계에서는 쉽게 이해될 것이다.

상기 회전지지체(50)는 상기 바디(20)의 상면에 형성된 단차홈(22)에 복수의 베어링(51,51)이 안착되고, 이들 베어링은 상부에 볼트(B/T)로 조립되는 커버(52)에 의하여 상부 이탈자재로 조립되며, 상기 베어링(51,51)의 내주면과 상기 외통(45)의 외주면을 감싸는 상태로 상, 하부를 돌출하여 하우징(53)을 조립하되, 이 하우징은 일 측에서 볼트(B/T)에 의해 상기 외통(45)과 고정되고 하부에 나사 조립되는 지지너트(55)에 의하여 상기 베어링(51,51)과 외통(45)의 하단을 지지하고 상부에는 볼트(B/T)로 체결되어 상기 서보모타(70)의 구동축(71)에 조립된 커플 링(72)과 연결 조립되는 연결캡(56)으로 구성된다.

이때, 상기 하우징(53)은 상기 외통(45)과 볼트(B/T)에 의하여 상호간을 결속한 후에 상기 베어링(51,51)의 내주면을 관통하는 상태로 외주 단차면(53a)에 의하여 상기 상부측 베어링(51)의 모서리 주면에 안착되고, 하단 외주면의 나사부(53b)에 상기 지지너트(55)를 나사 조임 함으로서 상기 베어링(51,51)과 일체로 회전 가능케 조립된다.

또한, 상기 회전지지체(50)의 하우징(53)은 상기 볼스플라인(40)의 외통(45)의 상부와 상기 연결캡(56)의 사이에 일정거리의 쿠션영역(C/P)이 형성된다.

그리고 상기 볼스플라인(40)의 스플라인축(41)은 상단에 조절와셔(44)를 개재하고 스토퍼링(46)이 볼트(B/T)에 의해 조립자재로 설치되어 상기 쿠션영역(C/P) 내에서 승강거리를 제한 받도록 되어 있다.

이때, 상기 볼스프라인(40)의 승강거리는 상기 조절와셔(44)의 두께에 의해 서 조절이 가능하여 상기 조절와셔(44)를 두께가 다른 것으로 교체나 적층설치에 의하여 상기 스플라인축(41)의 승강거리의 조정에 의한 픽업 동작이나 장착동작 시에 완충정도의 조절이 가능케 되어 있다.

상기 서보모타(70)는 상기 메인플레이트(10)의 전방으로서 상기 회전지지체(50)의 상부에 조립되는 지지브라켓(75)에 지지 설치된다.

이때, 상기 지지브라켓(75)은 전방에 센서홀(73)이 관통되어 센서(S-1)가 조립되고 통상의 제어부(미도시함)와 전기적으로 연결되고, 상기 서보모타(70)의 구동축(71)에는 상기 센서(S-1)에 감지력을 제공하는 센서(S-2)가 조립된 센서휠(74) 이 볼트(B/T)로 고정된다.

따라서 상기 서보모타(70)는 상기 센서휠(74)의 센서(S-2)와 상기 지지브라켓(75)의 센서(S-1)의 감지에 의해 그 회전각도의 조정이 제어된다.

이러한 본 발명의 픽업 헤드는 도 9에 도시된 바와 같이, 통상의 공기흡입수단(컴프레샤)(100)의 제어에 의해 상기 메인플레이트(10)의 에어관로(11), 바디(20)의 연결관로(21), 에어포켓(30)의 입출 통로(31a)를 통한 에어실(31)의 내부 공기를 에어라인(101)을 통하여 흡입하게 된다.

따라서 상기 에어실(31) 내에서 상기 스플라인축(41)의 흡출공(43)을 통하여 상기 진공통로(42)를 경유하여 공기를 흡입하게 되어 상기 진공통로(42)에 발생되는 진공력에 의해 하단의 흡착플러그(47)로 전자부품(E/C)을 흡착한 다음 상승 이동하여 인쇄회로기판이 작업위치에 도착한 후 하강하여 제어에 의한 상기 에어흡입수단(100)의 제어에 의한 진공력을 제거하여 흡착상태를 해제하고 실장 하게 된다.

이때, 본 발명의 픽업 헤드는 인쇄회로기판(PCB)에 실장할 때에 정확한 장착 각을 갖도록 상기 센서(S-1)(S-2)의 감지에 의한 상기 서보모타(70)의 회전각을 제어부(미도시함)에 의하여 제어하게 된다.

이러한 본 발명은 상기 서보모타(70)의 구동축(71)의 회전은 직결된 상기 회전지지체(50)와 상기 볼스플라인(40)의 외통(45)을 회전 동작하게 된다.

즉 상기 구동축(71)의 회전은 커플링(72)과 연결된 상기 회전지지체(50)의 연결캡(56)과 연결된 하우징(53)이 베어링(51,51)의 지지를 받아 회전 동작하게 되고 , 결국 전자부품(E/C)을 흡착하는 상기 스플라인축(41)의 흡착플러그(47)에 흡 착된 전자부품(E/C)의 장착각도를 제어하게 된다.

또한 상기 스플라인축(41)은 전자부품(E/C)의 픽업 및 인쇄회로기판(PCB)의 장착에 따른 승강작동이 상기 완충스프링(60)에 의해 제공됨은 물론 상기 회전지지체(50)의 하우징(53)의 쿠션구간(C/P)에서 승강작동이 제어되고 상기 조절와셔(44)의 두께 조정(다른 두께의 것으로 교체)에 의하여 가능토록 함으로서 픽업 및 장착과정에서 전자부품(E/C)의 종류에 따른 손상방지를 극대화 할 수 있다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명은 간소한 구성에 의한 회전동작의 구동원과 구성부재가 직결형으로 구성되어 회전 량의 정밀제어 효과, 진공흡착을 위한 에어흡입수단과의 연결배선(에어라인)이 후방에서 가능케 함으로서 배선에 의한 이동장애가 방지되는 이점이 있다.

Claims

전자부품을 인쇄회로기판에 실장하기 위한 표면실장기의 픽업 헤드에 있어서,

상단에서 수직방향의 일정거리에 걸쳐 전방에 연통 하는 에어관로(11)를 관통한 메인플레이트(10)와,

이 메인플레이트의 에어관로(11)에 기밀유지로 연결관로(21)를 연통 하여 전방에 체결되는 바디(20)와,

수직방향으로 관통되는 에어실(31)에 수평방향으로 연통 되는 입출 통로(31a)로 상기 바디(20)의 연결관로(21)에 기밀유지로 연통 하여 체결 고정되는 에어포켓(30)과,

이 에어포켓의 에어실(31)의 상, 하단이 기밀상태로 관통하여 승강자재로 설치되되, 내부 길이방향으로 관통된 진공통로(42)에 직교 관통하는 흡출공(43)을 상기 에어실(31) 내에 위치되도록 설치한 스플라인축(41)과 이 스플라인축의 승강지지 및 회전을 단속하며 상기 바디(20)의 상부에 지지되는 외통(45)으로 구성된 볼스플라인(40)과,

이 볼스플라인의 스플라인축(41)의 승강거리의 단속과 상기 외통(45)을 지지하여 회전을 전달받도록 상기 바디(20) 상부에 구축되는 회전지지체(50)와,

상기 바디(20)의 하측과 상기 스플라인축(41)의 하측에서 끼움 되고 나사 조립되는 흡착플러그(47)의 사이에 탄력 설치되어 상기 스플라인축(41)의 승강을 탄 력적으로 지지하는 완충스프링(60)과,

상기 메인플레이트(10)의 전방 상측에 체결되는 지지브라켓(15)에 지지되고 상기 회전지지체(50)와 구동축(71)으로 직결된 서보모타(70)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 픽업 헤드.
제1항에 있어서,

상기 에어포켓(30)의 에어실(31)은 상측 내주연에 형성되는 환홈(32)에 조립되는 기밀링(33)에 의하여 상기 스플라인축(41)과의 상측 기밀이 유지되고, 하측단의 확장단차홈(34)에 조립되는 커버링(35)의 환홈(36)에 조립되는 기밀링(37)에 의하여 상기 스플라인축(41)과의 하측 기밀이 유지되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 픽업헤드.
제1항에 있어서,

상기 회전지지체(50)는 상기 바디(20)의 상부에 형성되는 단차홈(22)에 안착되는 베어링(51,51)과, 이 베어링들의 상부에 조립되는 커버(52)와, 상기 베어링(51,51)의 내주면을 관통 밀착하여 상기 외통(45)을 감싸고 외주 단차면(53a)으로 상기 상부측 베어링(51)에 안착된 상태로 상, 하부를 돌출하고 일 측에서 볼트(B/T)에 의해 상기 외통(45)과 고정되는 하우징(53)과, 이 하우징의 하부에 나사 조립되어 상기 외통(45)의 하단을 지지하는 지지너트(55)와, 상기 하우징(53)의 상단에 볼트(B/T) 체결되어 상기 서보모타(70)의 구동축(71)에 조립된 커플링(72)과 조립되는 연결캡(56)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 픽업 헤드.
제1항에 있어서,

상기 볼스플라인(40)의 스플라인축(41)은 상단에 스토퍼링(46)이 상기 외통(45)의 상단 사이에 조절와셔(44)를 개재하고 볼트(B/T)에 의해 조립자재로 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 픽업 헤드.
제3항 또는 제4항에 있어서,

상기 회전지지체(50)의 하우징(53)은 상기 볼스플라인(40)의 외통(45)의 상부와 상기 연결캡(56)의 사이에 쿠션영역(C/P)을 갖되, 상기 조절와셔(44)의 두께에 의해 상기 스플라인축(41)의 승강거리을 조절하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 픽업 헤드.
제1항에 있어서,

상기 서보모타(70)는 상기 지지브라켓(72) 전방에 설치되는 센서(S-1)와, 상기 구동축(71)에 조립되는 센서휠(74)의 센서(S-2) 감지에 의한 회전 량이 상기 회전지지체(50)와 외통(45)에 직결 전달되어 상기 스플라인축(41)의 회전 량을 제어하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 픽업 헤드.