KR20060045565A

KR20060045565A - 카메라 모듈의 렌즈배럴 조립장비 및 이를 이용한 조립방법

Info

Publication number: KR20060045565A
Application number: KR1020050028934A
Authority: KR
Inventors: 이규호
Original assignee: (주) 에스에스피
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2006-05-17
Also published as: KR100625855B1

Abstract

본 발명은 렌즈하우징이 조립된 다수의 PCB 유닛을 일체로 연결한 PCB스트립 단위로 렌즈배럴 조립공정을 수행하는 조립장비와 이를 이용한 조립방법에 관한 것으로서, 각 PCB스트립을 운송하는 이송라인을 조립공정을 수행하는 조립용 로봇보다 하나 이상 많게 설치한 점에 특징이 있다. 또한 이송라인에 로딩된 PCB 스트립의 기준위치 및 각 렌즈하우징의 위치데이터를 획득할 수 있는 위치감지카메라를 구비하여 하나의 이송라인에서 PCB스트립의 각 렌즈하우징에 대한 위치데이터를 확보하는 동안 다른 이송라인에서는 렌즈배럴을 조립할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 카메라 모듈의 렌즈배럴을 조립함에 있어서 각 PCB유닛의 위치데이터를 획득하는데 소요되는 시간 때문에 발생하는 공정지연을 보상할 수 있으며 프리얼라인 영역의 기능을 통하여 조립용 로봇이 멈춤없이 조립작업을 하게 되므로, 단위 시간당 생산성을 크게 높일 수 있게 된다. 또한 회전 토크를 감지 제어하여 불량조립 및 자체불량을 미리 감지하여 품질을 향상 할 수 있는 효과가 있다.

카메라모듈, 렌즈하우징, 렌즈배럴, PCB 스트립, 위치감지카메라

Description

카메라 모듈의 렌즈배럴 조립장비 및 이를 이용한 조립방법{Lens barrel combining apparatus for camera module and combining method using the same}

도 1은 일반적인 카메라 모듈의 분해 사시도

도 2는 일반적인 카메라 모듈의 조립 단면도

도 3a 및 도 3b는 렌즈배럴 조립장비에 투입되는 PCB 스트립의 평면도 및 측면도

도 4는 종래 렌즈배럴 조립장비의 구성도

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈배럴 조립장비의 평면도

도 6은 렌즈배럴 조립용 로봇의 구성도

도 7은 렌즈배럴과 렌즈배럴 피커의 정렬을 일치시키는 방법을 나타낸 도면

도 8은 도 5의 I-I선에 따른 단면도

도 9 및 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈배럴 조립장비의 개략 사시도 및 평면도

도 11은 트레이 피커의 사용상태를 예시한 도면

도 12 및 도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 렌즈배럴 조립장비의 개략 사시도 및 평면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : PCB 유닛 12 : 회로패턴

14 : 렌즈하우징 접합부 20 : 이미지센서

30 : 렌즈하우징 40 : 렌즈배럴

42 : 렌즈 50 : 적외선필터

60 : PCB 스트립 100 : 렌즈배럴 조립장비

110 : 본체 111,112,113 : 제1,2,3 이송라인

114 : 로딩용 테이블 115 : 제1 플리퍼

116 :제2 플리퍼 117 : 언로딩용 테이블

120 : 로딩부 121 : 로딩용 승강기

122 : 로딩용 매거진 123 : 푸셔(pusher)

130 : 언로딩부 131 : 언로딩용 승강기

132 : 언로딩용 매거진 140 : 로딩용 로봇

150 : 위치감지카메라 160a,160b : 제1,2 조립용 로봇

161 : 가이드부재 161a,161b : 상,하부 몸체

161a-1 : z축 구동부 : 배큠펌프 163 : 연결부재

164 : 위치감지센서 165 : 조립헤드

166 : 회전구동부 167 : 커플링

168 : 렌즈배럴 피커(picker) 170 : 렌즈배럴 공급부

171, 172 : 제1,2 트레이 매거진 173 : 렌즈배럴 트레이

174 : 트레이 승강기 175 : 트레이 피커

176 : 트레이피커 구동부 177 : 가이드레일

178 : 렌즈배럴공급로봇 180 : 언로딩용 로봇

191,192 : 제1,2 조립영역 210,220 : 제1,2 렌즈배럴감지카메라

230,240 : 제1,2 프리얼라인 영역 232,242 : 구동모터

250,260 : 제1,2 프리얼라인 회전판

본 발명은 휴대폰 내장형 카메라모듈의 제조장비에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 카메라 모듈의 렌즈하우징에 렌즈배럴을 조립하는 장비에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰 내장형 카메라 모듈은 회로패턴이 인쇄된 PCB 유닛 위에 이미지센서를 실장하고, 이미지센서 상부에 렌즈하우징을 부착하고 렌즈하우징에 렌즈배럴을 삽입한 다음, 상기 PCB 유닛의 회로패턴과 전기적으로 연결되는 FPC(Flexible printed circuit)를 부착함으로써 완성된다.

분해사시도인 도 1과 단면도인 도 2를 참조로 카메라모듈의 구성을 살펴보면, 회로패턴(12)이 인쇄된 PCB 유닛(10)의 가운데 영역에 이미지센서(20)를 실장한 후에, 상기 이미지센서(20)의 주위에 렌즈하우징(30)을 접합하고 렌즈하우징(30)의 상부에 렌즈(42)가 부착된 렌즈배럴(40)를 조립함으로써 이미지센서(20)를 외부와 격리하여 먼지 등 이물질로부터 보호한다.

이미지센서(20)는 광학 영상을 전기신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 흔히 전하조립소자(charge coupled device, CCD) 이미지센서와 CMOS 이미지센서로 구분된다.

이중에서 CCD 이미지센서는 개개의 MOS(Metal Oxide Silicon) 커패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하캐리어를 커패시터에 축적한 후 전송하는 소자인 반면에, CMOS 이미지센서는 CCD 이미지센서처럼 전하를 축적하여 전송하는 방식이 아니라 발생된 전하를 반도체 스위치로 읽어 들이는 방식을 취하기 때문에 전력소비가 적고 가격이 저렴한 장점이 있다.

렌즈하우징(30)은 상하가 개구된 통형 구조로서 이미지센서(20)가 내부에 포함되도록 저면 가장자리가 PCB 유닛(10) 상면의 접합부(14)를 따라 접합되며, 이때 에폭시수지 등을 이용하여 접합이 이루어진다. 렌즈하우징(30)의 상부에는 광학영상을 집광하는 렌즈배럴(40)이 조립되며 내부에는 적외선을 차단하는 적외선필터(50)를 내장한다.

PCB 유닛(10) 상의 회로패턴(12)은 이미지센서(20)와 전기적으로 연결될 뿐만 아니라 전술한 FPC와도 연결되므로, 렌즈배럴(40)의 렌즈(42)를 통해 집광된 영상신호가 이미지센서(20)에 의해 전기신호로 변환된 후에 회로패턴(12)을 통해 휴대폰으로 전송되는 것이다.

이러한 구성의 카메라 모듈을 생산하기 위해서는, 회로패턴(12)이 인쇄된 PCB 유닛(10)에 와이어 본딩 또는 플립칩 본딩 등의 방법으로 이미지센서(20)를 접 합하는 공정, 그 위에 렌즈하우징(30)을 어태칭하는 공정, 렌즈하우징(30)의 상부에 렌즈배럴(40)을 조립하는 공정, 상기 PCB 유닛(10)을 FPC 등의 연결수단에 접합하는 공정 등이 순차적으로 수행되어야 함을 알 수 있다.

그런데 실제 공정에서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 개별적인 PCB 유닛(10)을 이용하지 않고, 공정 효율을 위하여 도 3a에 도시된 바와 같이 다수의 PCB 유닛이 일체로 조립되어 있는 PCB 스트립(60)을 이용한다. 도 3b는 PCB 스트립(60)의 측면을 도시한 것이다.

즉, 하나의 PCB 유닛(10)을 대상으로 이미지센서 실장 공정이나 렌즈하우징 어태칭 공정을 수행하지 않고, 다수의 PCB 유닛(10)이 일체로 연결되어 있고 모든 PCB 유닛이 동일한 회로패턴(12)을 가지는 PCB 스트립(60)을 이미지센서(20) 실장 장비, 렌즈하우징 어태칭 장비에 순차적으로 투입하는 방식으로 모든 공정을 진행한다.

도 3a에서는 4*13개의 PCB 유닛(10)이 조립된 PCB 스트립(60)을 예시하고 있으나 PCB 유닛(10)의 개수가 이에 한정되지 않음은 물론이다.

이와 같이 PCB 스트립(60)의 모든 PCB 유닛(10)에 대하여 이미지센서(20) 실장 공정, 렌즈하우징(30) 어태칭 공정을 마친 후에는 다시 PCB 스트립(60)을 렌즈배럴(40) 조립장비로 투입하여 렌즈하우징(30)의 상부에 렌즈배럴(40)을 조립하여야 하는데, 본 발명은 이러한 렌즈배럴 조립장비에 관한 것이다.

일반적인 렌즈배럴 조립장비는 도 4에 도시된 바와 같이, PCB 스트립(60)을 운반하는 이송라인(70), 이송라인(70)을 따라 조립영역으로 이송된PCB 스트립(60)의 각 렌즈하우징(30)에 렌즈배럴(40)을 조립하는 조립용 로봇(80), 상기 조립용 로봇(80)에 부착되어 각 PCB 유닛에 부착된 렌즈하우징의 위치데이터를 획득하는 PRS카메라(90) 등을 포함하여 이루어진다.

PCB 스트립(60)이 이송라인(70)의 상부에 투입되어 조립영역에 도달하면, 먼저 PRS카메라(90)가 PCB스트립(60)의 기준위치 및 렌즈하우징의 위치데이터를 획득한다.

이어서 조립용 로봇(80)이 렌즈배럴 공급부(미도시)로부터 렌즈배럴(40)을 픽업하여 PCB 유닛(10)의 렌즈하우징(30)에 조립하며, 모든 렌즈하우징(30)에 대한 렌즈배럴 조립공정을 마치면 다시 이송라인(70)을 통해 PCB 스트립(60)을 반출한다.

그런데 종래의 조립장비에서는 하나의 PCB 스트립(60)에 렌즈배럴(40)을 조립하기 위해서 PRS카메라(90)가 매 렌즈하우징(30) 마다 위치데이터를 획득하는 과정과 조립용 로봇(80)이 렌즈배럴을 픽업하여 렌즈하우징에 조립하는 과정을 반복하여야 하므로 전체 조립공정의 생산성을 높이는 데 일정한 한계를 가질 수밖에 없다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, PCB 스트립에 부착된 렌즈하우징의 정확한 위치데이터를 획득하는데 소요되는 시간 때문에 발생하는 생산성 저하현상을 극복할 수 있는 카메라모듈의 렌즈배럴 조립장비를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 다수의 PCB 유닛이 일체로 연결되고, 상기 PCB 유닛마다 회로패턴이 인쇄되며, 각 회로패턴 상에는 이미지센서와 상기 이미지센서를 둘러싸는 렌즈하우징이 접합되어 있는 PCB 스트립에 대하여 각 렌즈하우징에 렌즈배럴을 조립하는 장비에 관한 것으로서,

PCB 스트립을 운반하며 렌즈배럴 조립공정이 수행되는 조립영역을 하나 이상 가지는 다수의 이송라인과; 상기 각 이송라인에 PCB 스트립을 로딩시키는 로딩용 로봇과; 상기 로딩용 로봇에 의해 이송라인에 로딩된 PCB스트립의 기준위치 및 각 렌즈하우징의 위치데이터를 획득하는 위치감지카메라와; 렌즈배럴을 제공하는 렌즈배럴 공급부와; 상기 렌즈배럴 공급부로부터 렌즈배럴을 픽업한 후 상기 조립영역으로 이동하여 PCB 스트립의 각 렌즈하우징에 조립하며, 상기 이송라인 보다 적은 개수를 가지는 조립용 로봇과; 상기 각 이송라인으로부터 렌즈배럴 조립을 마친 PCB 스트립을 언로딩하는 언로딩용 로봇과; 상기 각 요소의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 카메라모듈의 렌즈배럴 조립장비를 제공한다.

상기 위치감지카메라는 상기 로딩용 로봇에 부착되어 상기 로딩용 로봇과 함께 이동할 수 있다.

상기 조립용 로봇에는 픽업할 렌즈배럴의 정렬상태를 감지하고, 감지된 데이터를 상기 제어부로 전송하는 렌즈배럴 감지카메라가 부착될 수 있다.

또한 본 발명의 렌즈배럴 조립장비는 상기 장비의 측부에 위치하며, 다수의 PCB 스트립을 상기 렌즈하우징이 아래로 향한 채 적재하는 로딩용 매거진, 상기 로딩용 매거진을 승강시키는 로딩용 승강기, 상기 로딩용 매거진으로부터 PCB 스트립을 장비 내부로 투입하는 투입수단을 포함하는 로딩부와; 상기 장비의 타 측부에 위치하며, 렌즈하우징 조립을 마친 PCB스트립을 적재하는 언로딩용 매거진, 상기 언로딩용 매거진을 승강시키는 언로딩용 승강기를 포함하는 언로딩부를 더 포함할 수 있다.

상기 로딩용 매거진으로부터 투입된 PCB 스트립을 렌즈하우징이 위를 향하도록 뒤집는 플리퍼를 포함할 수 있다.

상기 렌즈배럴 공급부는, 다수의 렌즈배럴을 안치하는 렌즈배럴 트레이와; 상기 렌즈배럴 트레이와 상기 이송라인의 사이에서 렌즈배럴을 순차적으로 안치하는 프리얼라인 영역과; 상기 렌즈배럴 트레이에서 렌즈배럴을 픽업하여 상기 프리얼라인 영역에 내려 놓는 렌즈배럴공급로봇을 포함할 수 있다.

상기 프리얼라인 영역의 상부에는 픽업될 렌즈배럴의 정렬상태를 감지하고, 감지된 데이터를 상기 제어부로 전송하는 렌즈배럴 감지카메라가 설치될 수 있다.

상기 프리얼라인 영역은 수평으로 슬라이딩 구동하는 바(bar) 형태를 가지거나, 회전운동을 하는 원반형태를 가질 수 있다.

상기 조립용 로봇은, 상기 이송라인의 상부에 설치되는 수평이동축에 연결되 어 슬라이딩 구동하는 가이드부재와; 렌즈배럴을 픽업하는 렌즈배럴 피커(picker) 및 상기 렌즈배럴 피커를 회전시키는 회전구동부를 구비하는 조립헤드와; 상기 조립헤드와 상기 가이드부재를 연결하는 연결부재와; 상기 연결부재에 설치되어 상기 렌즈배럴 피커의 수직변위를 감지하는 위치감지센서를 포함한다.

한편 본 발명은, 상기 카메라모듈의 렌즈배럴 조립장비를 이용하여 PCB스트립에 렌즈배럴을 조립하는 방법에 있어서, PCB 스트립을 이송라인 중 어느 하나에 로딩시키는 단계와; 이송라인에 로딩된 PCB 스트립 및 각 렌즈하우징의 위치데이터를 획득하는 단계와; 상기 획득된 위치데이터를 이용하여 필요한 이송거리를 계산한 다음 PCB 스트립을 조립영역까지 이송하는 단계와; 조립용 로봇이 상기 조립영역과 렌즈배럴 공급부를 왕복하며 PCB 스트립의 각 렌즈하우징에 렌즈배럴을 조립하는 한편, 로딩용 로봇이 다른 이송라인에 다른 PCB 스트립을 로딩하는 단계와; 모든 렌즈하우징에 대하여 렌즈배럴 조립을 마친 PCB 스트립을 이송라인에서 외부로 반출하는 단계를 포함할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 렌즈배럴 조립장비의 구성을 상세히 살펴보기로 한다.

제1 실시예

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈배럴 조립장비(100)의 평면구성을 나타낸 것으로서, 렌즈배럴을 조립하는 조립용 로봇(160)이 2개인 경우를 예시한 것이다.

렌즈배럴 조립장비(100)는 크게 본체(110)와, 본체(110)의 좌우측에 각각 구비되는 로딩부(120) 및 언로딩부(130)로 구성된다.

본체(110)는 오염물로부터 PCB스트립(60) 및 렌즈배럴(40)을 보호하기 위하여 외부와 격리된 공간을 가지며, 내부에 가로방향으로 설치된 3개의 이송라인(111,112,113)을 구비하고, 각 이송라인의 상부에서 세로방향으로 구동하는 로딩용 로봇(140), 조립용 로봇(160a,160b) 및 언로딩용 로봇(180)을 구비하며, 이송라인의 일 측부에 렌즈배럴(40)을 공급하는 렌즈배럴공급부(170)를 구비한다.

PCB스트립(60)은 로딩용 로봇(140)에 의해 이송라인의 일단에 로딩된 후에 렌즈배럴을 조립하는 제1,2 조립영역(191,192) 중 한 곳으로 이송되고, 조립을 마친 후에 다시 이송라인을 따라 언로딩 영역으로 이송된다.

각 이송라인(111,112,113)은 미도시된 구동모터에 의해 상부에 로딩된 PCB스트립(60)을 좌에서 우로(도면 기준) 이송하며, 상부에 PCB스트립(60)을 안치하면서 이송라인을 따라 이동하는 로딩 플레이트를 구비할 수도 있다.

로딩용 로봇(140)은 본체(110)로 투입된 PCB 스트립(60)을 픽업하여 제1,2,3 이송라인(111,112,113) 중 어느 하나에 로딩시키는 역할을 하며, 이송라인의 상부에 위치하는 가이드레일(142)을 따라 이동한다.

로딩용 로봇(140)에는 위치감지카메라(150)가 결합되는데, 위치감지카메라(150)는 이송라인에 로딩된 PCB 스트립(60)의 기준위치 및 각 렌즈하우징(30)의 위치데이터를 획득하여 장비의 제어부(미도시)로 전송하고 장비 제어부는 획득된 위치데이터를 기초로 계산된 값을 이용하여 PCB 스트립(60)의 이동거리를 적절히 보 상한 후 조립영역으로 정확하게 이송하는 역할을 한다.

조립용 로봇(160a,160b)은 이때 획득된 렌즈하우징(30)의 위치데이터를 기초로 렌즈배럴(40)을 조립한다.

이때 위치감지카메라(150)는 로딩용 로봇(140)에 부착되지 않고 별도의 로봇에 장착될 수도 있다.

한편 언로딩용 로봇(180)은 조립 작업을 마친 PCB 스트립(60)을 장비외부로 반출하는 역할을 하는데, 이송라인으로부터 PCB 스트립(60)을 픽업하여 반출위치로 이송하며, 이송라인의 상부에 위치하는 가이드레일(182)을 따라 이동한다.

각 이송라인(111,112,113)은 도중에 조립용 로봇과 같은 개수만큼의 조립영역을 가지는데, 도 5는 2개의 조립용 로봇(160a,160b)과 2개의 조립영역(191,192)을 도시하고 있다.

제1 조립영역(191)은 제1 조립용 로봇(160a)이, 제2 조립영역(192)은 제2 조립용 로봇(160b)이 PCB 스트립의 각 렌즈하우징에 렌즈배럴(40)을 조립하는 작업 구역이다.

이송라인의 개수는 3개이므로 조립용 로봇(160a,160b)의 개수가 이송라인의 개수보다 하나 적은데, 이는 예를 들어 제1 이송라인(111)에 PCB 스트립을 로딩한 후 위치감지카메라(150)를 이용하여 PCB스트립(60)의 기준위치 및 각 렌즈하우징(30)의 위치데이터를 획득하는 동안, 제2, 3 이송라인(112,113)에는 이미 위치감지 카메라(150)를 통해 각 렌즈하우징(30)의 위치데이터가 확보된 PCB 스트립(60)에 대하여 렌즈배럴 조립 공정을 진행할 수 있도록 하기 위한 것이다.

즉, 이송라인의 개수가 조립용 로봇의 개수와 동일하면, 로딩용 로봇(140)이 임의의 이송라인에 PCB 스트립을 로딩시킨 후 위치감지카메라를 이용하여 각 렌즈하우징(30)의 위치데이터를 획득하는 동안 하나의 조립용 로봇은 대기상태에 있어야 한다. 따라서 이송라인을 많이 설치한다고 하더라도 매 이송라인마다 로딩된 PCB 스트립(60)에서 렌즈하우징(30)의 위치데이터를 획득하는 시간만큼 조립용 로봇이 대기하는 대기시간이 소요된다.

그러나 이송라인의 개수가 조립용 로봇의 개수보다 많은 경우에는, 어느 하나의 이송라인에서 렌즈하우징(30)에 대한 위치데이터를 획득하는 동안 다른 이송라인에서는 모든 조립용 로봇이 렌즈배럴 조립작업을 수행할 수 있기 때문에 장비의 생산성이 크게 증가하게 된다.

이러한 관점에서 이송라인의 개수가 조립용 로봇의 개수보다 2개 이상 많아도 무방하며, 다만 본 발명에서는 장비의 크기 및 생산효율을 고려하여 이송라인의 개수가 조립용 로봇보다 1개 많도록 구성하였을 뿐이다.

그리고 제1 조립용 로봇(160a)이 현재 작업 중인 경우에는 이송라인에 로딩된 PCB스트립(60)을 제2 조립영역(192)까지 이송하며, 제2 조립용 로봇(162)이 현재 작업 중인 경우에는 PCB스트립(60)을 제1 조립영역(191)으로 이송한다.

본 발명의 제1 실시예에서는 2개의 조립용 로봇(160a,160b)이 3개의 이송라인(111,112,113)의 상부에서 각 이송라인의 수직방향으로 이동하도록 배치되어 있 으나, 각 조립용 로봇(160a,160b)의 이동방향은 이와 달라질 수도 있다.

제1 조립용 로봇(160a)의 구성은 도 6에 개략적으로 도시되어 있는데, 조립용 로봇(160a)의 수평이동을 가이드하는 수평이동축에 결합하는 가이드부재(161)와, 가이드부재(161)의 하측부에 연결되는 연결부재(162)와, 연결부재(162)에 결합하는 조립헤드(165)를 포함한다.

가이드부재(161)는 상부몸체(161a)와 하부몸체(161b)로 구분되고, 상부몸체(161a)는 z축 구동부(161a-1)를 포함하고 z축 구동부(161a-1)는 하부몸체(161b)와 연결된다.

여기서 z축 구동부(161a-1)는 실린더, 리니어모터, 볼스크류 등의 여러 수단이 이용될 수 있으며, 이를 통해 하부몸체(161b)를 승강시킨다.

하부몸체(161b)의 하측에는 조립헤드(165)와 하부몸체(161b)를 서로 연결시키는 연결부재(163)가 결합되며, 연결부재(163)에는 조립헤드(165)의 수직이동거리를 감지하기 위한 위치감지센서(164)가 설치된다.

조립헤드(165)는 연결부재(163)에 대하여 슬라이딩 가능하게 결합되는 한편 상부에 회전구동부(166)를 구비한다. 회전구동부(166)는 하부에 연결된 렌즈배럴 피커(168)를 회전시켜 렌즈배럴(40)과 렌즈하우징(30)을 나사결합시키는 역할을 하며, 회전구동부(166)가 회전함에 따라 렌즈배럴 피커(168)가 하강한다.

렌즈배럴 피커(168)는 단부에 형성된 오목부를 이용하여 렌즈배럴(40)을 픽업하며, 렌즈배럴(40)은 통상 육각형 또는 팔각형의 평면을 가지므로 렌즈배럴 피 커(168)의 오목부도 이에 대응하는 단면 형상을 가진다.

한편 회전구동부(166)가 회전하면 렌즈배럴 피커(168)에 픽업된 렌즈배럴(40)이 하강하면서 렌즈하우징(30)과 나사 결합하는데, 종래에는 조립이 제대로 되었는지 여부를 조립종료 후에 작업자가 육안으로 일일이 확인하였으므로 확인에 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 신뢰성도 낮은 문제점이 있었다.

따라서 본 발명에서는 회전구동부(166)를 본 발명의 렌즈배럴 조립장비(100)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)에 연결하고, 상기 제어부에서 렌즈배럴(40)이 렌즈하우징과 나사 결합할 때의 토크를 감지하여 토크 이상이 있는 경우에 조립불량으로 간주하여 회전구동부(166)를 역회전시켜 해당 렌즈배럴(40)을 제거하거나 작업자에게 경고신호를 발하도록 하였다.

한편 제1,2 조립용 로봇(160a,160b)에는 제1,2 렌즈배럴감지카메라(210)가 각각 부착되며, 제1 렌즈배럴감지카메라(210)는 렌즈배럴트레이(173)에 안치된 렌즈배럴(40)의 형상, 회전정도 등에 관한 위치데이터를 획득하며, 획득된 데이터는 렌즈배럴피커(168)를 렌즈배럴(40)에 맞게 정렬시키는 역할을 한다.

제1,2 렌즈배럴감지카메라(210)를 제1,2 조립용 로봇(160a,160b)에 부착하지 않고 렌즈배럴을 픽업하는 지점의 상부에 설치할 수도 있는데, 이러한 방식은 본 발명의 제2 실시예에 관한 도 9 및 도 10 에서 적용하고 있다.

이러한 구성을 가지는 제1 조립용 로봇(160a)의 동작을 도 5 및 도 6을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

제1 조립용 로봇(160a)이 수평이동축을 따라 이동하여 렌즈배럴 공급부(170)의 렌즈배럴 트레이(173) 상부에 위치하면, z축 구동부(161a-1)가 구동하여 가이드부재(161)의 하부몸체(161b)가 하강한다.

하부몸체(161b)가 하강함에 따라 하부몸체(161b)에 연결된 조립헤드(165)도 함께 하강하며, 조립헤드(165) 하부의 렌즈배럴 피커(168)는 배큠흡착을 통해 렌즈배럴 트레이(173)에서 렌즈배럴(40)을 픽업한다.

이때 제1 조립용 로봇(160a)에 부착된 제1 렌즈배럴감지카메라(210)가 렌즈배럴트레이(173)에 안치된 렌즈배럴(40)의 형상, 회전정도 등에 관한 위치데이터를 획득하여 제어부(미도시)로 보내면 제어부는 렌즈배럴 피커(168)의 형상 및 위치를 렌즈배럴(40)에 일치시킨 후 렌즈배럴 피커(168)를 하강시켜 렌즈배럴(40)을 픽업한다.

렌즈배럴(40)은 원통형일 수도 있으나 육각 또는 팔각의 단면을 가질 수도 있는데, 후자인 경우에는 렌즈배럴 피커(168)의 단부에 형성된 삽입홈도 렌즈배럴(40)에 대응하는 내면을 가져야 한다.

그런데 도 7에 도시된 것처럼 렌즈배럴(40)의 정렬상태와 렌즈배럴피커(168)의 정렬상태가 서로 일치하지 않으면 렌즈배럴(40)이 렌즈배럴피커(168)의 삽입홈으로 삽입되지 않아 픽업할 수 없게 된다.

따라서 픽업지점에서 렌즈배럴(40)이 어떠한 상태에 있는지를 제1 렌즈배럴 감지카메라(210)를 이용하여 감지하고, 감지된 데이터를 제어부로 전송하면, 제어부는 감지데이터를 기초로 하여 제1 조립용 로봇(160a)의 렌즈배럴피커(168)를 소정각도(φ) 만큼 회전시켜 렌즈배럴(40)의 정렬상태와 일치시킨다.

렌즈배럴(40)을 픽업한 후에 제1 조립용 로봇(160a)은 수평이동축을 따라 조립영역까지 이동하여 PCB스트립(60)의 상부에 위치하며, 렌즈배럴(40)을 PCB스트립(60)상의 렌즈하우징(30)에 조립하기 위하여 z축구동부(161a-1)를 구동하여 하부몸체(161b)를 하강시킨다.

하부몸체(161b)의 하강은 렌즈배럴 피커(168)가 렌즈하우징에 렌즈배럴(40)을 조립 완료할 수 있는 위치까지 계속되며, 조립헤드(165)의 회전구동부(166)는 z축 구동부(161a-1)가 하강을 완료하면 회전을 시작하여 작업자가 지정한 회전수만큼 회전하면서 계속하여 토크를 감시한다.

이때 허용오차를 벗어나는 토크가 감지되면 회전구동부(166)가 자동으로 역회전하고 그 상황을 작업자가 알 수 있도록 표시하여 준다.

또한 회전이 완료되면 조립용 로봇에 설치된 위치감지센서(164)를 통하여 렌즈배럴(40)의 삽입깊이를 체크하여 작업자가 원하는 깊이 만큼 보상하여 상승 또는 하강할 수 있도록 제어부를 통하여 회전구동부(166)에 회전각도를 명령하여 정확한 삽입깊이를 조정하며, 작업을 완료한 후에 렌즈배럴피커(168)는 배큠을 차단하고 회전을 중지한 후 z축 구동부(161a-1)에 의해 상승하게 된다.

하나의 렌즈배럴(40)에 대한 조립을 마친 제1 조립용 로봇(160a)은 다시 렌즈배럴(40)을 픽업하기 위하여 다시 수평이동축을 따라 렌즈배럴 공급부(170)로 이 동하며, 계속하여 전술한 과정을 반복한다.

본체(110)의 일 측에는 제1,2 조립용 로봇(160a,160b)에 렌즈배럴을 공급하는 렌즈배럴 공급부(170)를 구비하는데, 도 5에 도시된 바와 같이 렌즈배럴 공급부(170)는 다수의 렌즈배럴을 안치하는 렌즈배럴 트레이(173)를 포함한다.

렌즈배럴 트레이(173)는 각 조립용 로봇(160a,160b)에 대응하는 제1,2 트레이 매거진(171,172)에 다수 적재되었다가 미도시된 트레이 피커에 의하여 각 조립용 로봇(160a,160b)이 렌즈배럴(40)을 픽업할 수 있는 위치로 이송된다.

제1,2 조립용 로봇(160a,160b)은 렌즈배럴 트레이(173)로부터 렌즈배럴(40)을 하나씩 픽업하여 이송라인 상의 제1,2 조립영역(191,192)으로 각각 이동하여 PCB스트립(60)의 각 렌즈하우징(30)에 조립시킨다.

도면에는 2개의 트레이 매거진이 도시되어 있으나, 트레이 매거진을 하나만 구비하는 것도 가능함은 물론이다.

각 조립영역(191,192)에서 공정을 마친 PCB스트립(60)은 이송라인을 따라 언로딩 위치까지 이동하며, 여기서 언로딩용 로봇(180)에 의해 픽업되어 반출위치로 이송된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈배럴 조립장비(100)는 본체(110)의 일 측부에 로딩부(120)를, 타 측부에 언로딩부(130)를 구비하는데, 먼저 로딩부(120)는 로딩용 승강기(121)와 이에 의해 상하로 운동하는 로딩용 매거진(122)을 포함하 며, 로딩용 매거진(122)은 다수의 PCB 스트립(60)을 적재하고 있다.

PCB스트립(60)은 전술한 바와 같이 다수의 PCB유닛이 일체로 연결되어 있는 것으로서 각 PCB유닛의 상면에는 이미지센서 및 렌즈하우징이 결합되어 있으며, 특히 본 발명의 실시예에서는 미세먼지 등으로 인한 오염을 방지하기 위하여 렌즈하우징(30)이 아래를 향하도록 뒤집힌 상태에서 PCB 스트립(60)이 로딩용 매거진(122)에 적재되도록 하였다.

PCB 스트립(60)을 적재한 로딩용 매거진(122)이 로딩용 승강기(121)에 의해 상승하여 투입위치까지 도달하면, 별도의 투입수단, 예를 들면 푸셔(pusher)에 의하여 본체(110)의 내부로 투입된다.

투입된 PCB 스트립(60)은 먼저 로딩용 테이블(114) 위에 안치되며, 제1 플리퍼(115)가 PCB 스트립(60)을 상부에서 배큠 흡착한 후 이를 렌즈하우징이 상부로 향하도록 뒤집는다. 뒤집어진 PCB 스트립(60)은 점선으로 도시된 영역에 위치하게 된다.

한편 로딩용 테이블(114)에 PCB 스트립(60)이 위치하면, 에어블로우어(미도시)를 이용하여 렌즈하우징 등에 부착된 오염물질을 제거하는 공정을 거치는 것이 바람직하며, 제1 플리퍼(115)가 PCB 스트립(60)을 뒤집으면 로딩용 로봇(140)이 PCB스트립(60)을 픽업하여 제1,2,3 이송라인(111,112,113) 중 어느 하나에 로딩시킨다.

렌즈배럴(40) 조립공정을 마친 PCB스트립(60)은 언로딩용 로봇(180)에 의해 픽업되어 제2 플리퍼(116)에 안치된다.

제2 플리퍼(116)는 점선위치에서 대기하고 있다가 상부에 PCB 스트립(60)이 안치되면 배큠 흡착한 후 이를 뒤집어서 언로딩부(130)의 정면에 위치한 언로딩용 테이블(117)에 안치시킨다. 만일 제2 플리퍼(116)가 생략되면 언로딩용 로봇(180)은 픽업한 PCB 스트립(60)을 곧바로 언로딩용 테이블(117) 위에 안치시킨다.

언로딩부(130)는 언로딩용 승강기(131)와 이를 통해 승강하는 언로딩용 매거진(132)을 포함하며, 언로딩용 테이블(117)에 안치된 PCB 스트립은 별도의 이송수단에 의하여 언로딩용 매거진(132)으로 반입된다.

그런데 본 발명의 실시예에 따른 장비에서 제1,2 플리퍼(115,116)를 구비하는 이유는 PCB 스트립을 매거진에 적재할 때 렌즈하우징이 아래로 향하도록 하여 미세먼지로 인한 오염을 방지하기 위한 것이므로, 매거진에 PCB스트립을 적재할 때 렌즈하우징이 상면을 향하도록 적재하는 경우에는 PCB 스트립을 뒤집을 필요가 없어 제1,2 플리퍼(115,116)는 생략될 수도 있다.

이 경우에는 로딩용 로봇(140)은 로딩용 테이블(114)에서 PCB 스트립(60)을 바로 픽업하여 이송라인으로 이송하고, 언로딩용 로봇(180)은 픽업된 PCB 스트립(60)을 언로딩용 테이블(117)에 안치시키게 된다.

도 8은 도 5의 I-I선에 따른 단면을 도시한 것으로서, 제1,2,3 이송라인(111,112,113)의 상부에서 로딩용 로봇(140)이 PCB 스트립(60)을 픽업한 채 이동하는 모습을 나타내고 있다.

또한 제3 이송라인(113)의 측부에는 본체 내부로 투입되어 로딩용 테이블(114) 위에 안치된 PCB스트립(60)을 제1 플리퍼(115)가 배큠 흡착하여 뒤집는 모습이 도시되어 있다.

이하에서는 이상과 같은 구성을 가지는 렌즈배럴 조립장비에서 렌즈배럴을 조립하는 과정을 순서대로 설명한다.

먼저 PCB스트립(60)이 로딩부(120)의 로딩용 매거진(122)으로부터 렌즈하우징이 아래로 향하도록 뒤집힌 채 장비본체(110)로 투입되어 로딩용테이블(114) 위에 안치되면, 에어 블로우어(미도시)를 이용한 클리닝 작업을 거친다.

제1 플리퍼(115)는 클리닝 작업을 마친 PCB스트립(60)을 상부에서 배큠 흡착한 후 회전하여 렌즈하우징이 위로 향하도록 뒤집는다.

이어서 로딩용 로봇(140)이 제1 플리퍼(115) 위에 놓여져 있는 PCB 스트립(60)을 픽업하여 제1,2,3 이송라인(111,112,113) 중 어느 하나로 로딩시키며, 이송라인에 PCB스트립이 로딩된 이후에는 로딩용 로봇(140)에 부착되거나 별도 로봇으로 구동되는 위치감지카메라(150)가 PCB 스트립의 기준위치 및 각 렌즈하우징(30)의 위치데이터를 획득한다.

장비 제어부는 획득된 위치데이터를 이용하여 PCB 스트립(60)의 정확한 이동거리를 계산한 다음, 이송라인을 따라 제1,2 조립영역(191,192) 중 현재 작업을 수행하지 않는 조립영역으로 PCB스트립을 이동시킨다.

즉, 제1 조립용 로봇(160a)이 조립작업 중일 때는 각 이송라인의 제2 조립영 역(192)에 PCB 스트립(60)을 위치시키고, 제2 조립용 로봇(160b)이 조립작업 중일 때는 각 이송라인의 제1 조립영역(191)에 PCB 스트립(60)을 위치시키며, 해당 조립영역에 도달한 PCB스트립(60)은 이미 획득한 각 렌즈하우징의 위치데이터에 따라 조립되어질 위치에 정지한다.

한편, 로딩용 로봇(140)은 현재 조립로봇이 동작하지 않는 어느 하나의 이송라인에 PCB스트립을 로딩시키고 위치감지카메라(150)를 이용하여 위치데이터를 획득한 다음에 다른 PCB 스트립(60)을 다른 이송라인에 로딩시키고 위치데이터를 획득하는 절차를 반복한다.

각 이송라인에서 공정을 마친 PCB스트립(60)은 이송라인의 끝까지 이송된 이후에, 언로딩용 로봇(180)에 의해 픽업되어 언로딩용 테이블(117)에 안치되었다가 언로딩용 매거진(132)으로 반출된다.

제2 플리퍼(116)를 구비하는 경우에는 언로딩용 로봇(180)이 제2 플리퍼(116)의 상부에 PCB스트립(60)을 안치하고, 제2 플리퍼(116)는 회전하여 렌즈하우징이 아래로 향하도록 PCB스트립(60)을 언로딩용 테이블(117)에 안치하며, PCB스트립(60)은 언로딩용 테이블(117)에서 장비본체(100) 외부의 언로딩용 매거진(132)으로 반출된다.

제2 실시예

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈배럴 조립장비의 개략적인 배치형 태를 나타낸 사시도이고 도 10은 이를 적용하여 제조된 조립장비의 평면을 나타낸 도면이다.

본 발명의 제2 실시예는 렌즈배럴 공급부(170)를 제1 실시예와 다르게 구성한 점에 특징이 있다.

즉, 제1,2 조립용 로봇(160a,160b)의 이동거리를 단축시키기 위하여 제3 이송라인(113)과 렌즈트레이(173)의 사이에 렌즈배럴(40)을 미리 정렬해 놓는 제1,2 프리 얼라인(pre-align)영역(210,220)을 설치하는 한편, 제1,2 프리 얼라인 영역(210,220)에서 렌즈배럴(40)이 픽업되는 픽업지점의 상부에 제1,2 렌즈배럴감지카메라(230,240)를 설치하였다.

따라서 제1,2 조립용 로봇(160a,160b)은 제1 실시예의 경우처럼 렌즈배럴 트레이(173)까지 이동하지 않고도 도중의 제1,2 프리 얼라인영역(210,220)에서 렌즈배럴(40)을 픽업하면 되므로, 수만 내지 수십만 개의 렌즈배럴을 조립하는 점을 감안할 때 단위 시간당 생산성이 크게 향상될 수 있음을 알 수 있다.

렌즈배럴 트레이(173)에서 제1,2 프리 얼라인영역(210,220)까지 렌즈배럴(40)을 이송하는 역할은 렌즈배럴공급로봇(176, 도 10)이 수행하며, 렌즈배럴공급로봇은 렌즈트레이(173)에 안치된 렌즈배럴(40)을 순차적으로 픽업하여 제1 또는 제2 프리 얼라인 영역(210,220)에 올려놓는 역할을 한다.

제1,2 프리 얼라인 영역(210,220)은 이송라인과 평행하게 설치되어 슬라이딩 구동하며, 각각의 일단에 연결된 구동모터(212,222)에 의하여 좌우로 이동한다.

따라서 제1 조립용 로봇(160a)이 제1 프리 얼라인 영역(210)의 렌즈배럴 픽 업지점까지 이동하여 1개의 렌즈배럴(40)을 픽업하면, 구동모터(212)가 제1 프리 얼라인 영역(210)을 수평 이동시켜 다음 차례의 렌즈배럴(40)이 픽업지점에 위치하도록 한다.

이와 같이 제1,2 프리 얼라인 영역(210,220)을 수평 이동시켜 픽업지점에 렌즈배럴(40)을 굳이 맞추는 이유는 제1,2 렌즈배럴 감지카메라(230,240)를 이용하여 픽업지점에 위치한 렌즈배럴(40)의 정렬상태를 감지하기 위한 것이다.

제1,2 렌즈배럴 감지카메라(230,240)가 렌즈배럴 픽업지점의 상부에 고정되지 않고, 도 5에 도시된 바와 같이 제1,2 조립용 로봇(161a,161b)에 부착될 수도 있다.

그 밖에도 본 발명의 제2 실시예에 따른 조립장비의 렌즈배럴 공급부(170)는 렌즈배럴 트레이(173)를 승강시키는 트레이 승강기(174)와 트레이 피커(175) 및 트레이피커 구동부(176) 등을 포함하며, 로딩부(12)는 로딩용 매거진(122)의 PCB스트립(60)을 본체(110) 내부로 투입하는 푸셔(123)를 포함한다.

트레이 피커(175)는 도 11에 도시된 바와 같이 사각 링 형상을 가지며, 렌즈배럴을 안치하고 있는 얇은 비닐 재질의 렌즈배럴 트레이(173)의 가장자리를 눌러줌으로써 수평을 유지하고 위치를 정렬해 주는 역할을 한다. 또한 렌즈배럴 트레이(173)를 흡착하기 위한 배큠홀(175a)을 구비한다.

트레이 피커(175)의 하부에는 렌즈배럴 트레이(173)가 트레이 승강기(174)에 적층되어 있으며, 트레이 피커(175)가 최상층의 렌즈배럴 트레이(173)를 흡착하면 트레이 승강기(174)가 하강하고 렌즈배럴공급로봇(178)은 트레이 피커(175)에 흡착된 렌즈배럴 트레이(173)로부터 렌즈배럴(40)을 픽업하여 제1,2 프리얼라인 영역(230,240)으로 공급한다.

렌즈배럴 트레이(173)의 모든 렌즈배럴(40)이 픽업되면, 트레이피커 구동부(176)가 트레이피커(175)를 구동하여 빈 트레이를 다른 곳으로 이송한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈배럴 조립장비(100)의 동작을 살펴보면, 먼저 PCB스트립(60)이 렌즈하우징이 아래로 향하도록 뒤집힌 채 로딩부(120)의 로딩용 매거진(122)으로부터 푸셔(123)에 의하여 장비본체(110)로 투입되어 로딩용 테이블(114) 위에 안치되면, 에어 블로우어(미도시) 및 배큠을 이용한 클리닝 작업을 거친다.

제1 플리퍼(115)가 클리닝을 마친 PCB스트립(60)을 상부에서 배큠 흡착한 후 회전시켜 렌즈하우징이 위로 향하도록 뒤집는다.

이어서 로딩용 로봇(140)이 제1 플리퍼(115) 위에 놓여져 있는 PCB 스트립(60)을 픽업하여 제1,2,3 이송라인(111,112,113) 중 어느 하나로 로딩시키며, 이송라인에 PCB스트립이 로딩된 이후에는 로딩용 로봇(140)에 결합된 위치감지카메라(150)가 PCB 스트립의 기준위치 및 각 렌즈하우징(30)의 위치데이터를 획득한다.

이때 획득된 위치데이터를 이용하여 장비 제어부는 PCB 스트립의 정확한 이동거리를 계산한 다음, 이송라인을 따라 제1 조립영역(191) 또는 제2 조립영역(192)으로 PCB스트립을 이동시킨다.

이때 제1 조립용 로봇(160a)이 조립작업중일 때는 각 이송라인의 제2 조립영역(192)에 PCB 스트립(60)을 위치시키고, 제2 조립용 로봇(160b)이 조립작업중일 때는 제1 조립영역(191)에 PCB 스트립(60)을 위치시킨다.

한편, 로딩용 로봇(140)은 어느 하나의 이송라인에 PCB스트립(60)을 로딩시키고 위치감지카메라(150)를 이용하여 위치데이터를 획득한 다음에 다른 PCB 스트립(60)을 다른 이송라인에 로딩시키고 위치데이터를 획득하는 절차를 반복한다.

제1 조립용 로봇(160a)은 제1 프리 얼라인 영역(210)에서 렌즈배럴(40)을 픽업하는데, 이때 픽업위치에 도달한 렌즈배럴(40)의 위치데이터를 상부의 제1 렌즈배럴감지카메라(230)를 통해 획득한다.

장비의 제어부는 획득된 데이터를 기초로 렌즈배럴피커(168)를 렌즈배럴(40)의 정렬상태에 맞게 소정각도 회전시킨 후 렌즈배럴을 픽업하여 각 이송라인(111,112,113)의 제1 조립영역(191)에서 PCB스트립(60)의 렌즈하우징에 조립시킨다.

제2 조립용 로봇(160b)은 제2 프리 얼라인 영역(220)에서 제1 조립용 로봇과 같은 방법으로 렌즈배럴(40)을 픽업하여 각 이송라인의 제2 조립영역(192)에서 렌즈하우징에 조립시킨다.

렌즈배럴공급로봇(176)은 조립용 로봇이 연속하여 작업할 수 있도록 렌즈배럴 트레이(173)에서 렌즈배럴(40)을 픽업한 후 제1,2 프리 얼라인 영역(210,220)에서 렌즈배럴이 비어 있는 곳에 공급한다.

각 이송라인에서 공정을 마친 PCB스트립(60)은 이송라인의 끝까지 이송된 이 후에, 언로딩용 로봇(180)에 의해 픽업되어 제2 플리퍼(116) 위에 안치되며, PCB스트립(60)은 회전하는 제2 플리퍼(116)에 의하여 언로딩용 테이블(117) 위에 안치되었다가 장비본체(100) 외부의 언로딩용 매거진(132)으로 반출된다.

제3 실시예

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 렌즈배럴 조립장비의 개략적인 배치형태를 도시한 사시도이고, 도 13은 이를 적용하여 제조된 조립장비의 평면을 나타낸 도면이다.

제2 실시예에서는 렌즈배럴 공급부(170)의 제1,2 프리 얼라인 영역(210,220)이 직선 슬라이딩 방식으로 동작하는데 반하여, 제3 실시예에서는 렌즈배럴(40)을 안치한 채 회전 운동하는 원반형상의 제1,2 프리얼라인 회전판(250,260)을 이용하는 점에 특징이 있으므로, 이하에서는 차이 나는 부분에 대해서만 설명한다.

렌즈배럴공급로봇(178)이 렌즈배럴 트레이(173)에서 렌즈배럴(40)을 픽업하여 제1,2 프리얼라인 회전판(250,260)의 정해진 위치에 올려 놓으면, 제1,2 프리얼라인 회전판(250,260)이 회전하여 제1,2 조립로봇(160a,160b)이 렌즈배럴(40)을 픽업하는 위치로 이동시킨다.

렌즈배럴이 픽업되는 위치의 상부에는 제2 실시예와 마찬가지로 제1,2 렌즈배럴감지카메라(230,240)가 위치하여 렌즈배럴(40)의 정렬상태를 감지하며, 장비의 제어부는 감지된 정보를 기초로 제1,2 조립로봇(160a,160b)이 렌즈배럴을 픽업하기 전에 렌즈배럴(40)의 상태에 맞게 렌즈배럴 피커(168)를 소정 각도만큼 회전시킨 다. 제1,2 렌즈배럴감지카메라(230,240)는 픽업 위치에 고정되지 않고, 도 5에 도시된 바와 같이 제1,2 조립용 로봇(161a,161b)에 부착될 수도 있다.

제2 실시예의 경우 렌즈배럴 공급로봇(178)은 슬라이딩 구동하는 제1,2 프리얼라인 영역(210,220)의 비어 있는 곳에 렌즈배럴(40)을 계속 공급하였으나, 제3 실시예의 경우 정해진 위치에서 제1,2 프리얼라인 회전판(250,260)에 렌즈배럴(40)을 공급하기 때문에 렌즈배럴 공급로봇(178)의 이동거리가 줄어들고 이송시간이 단축된다.

즉, 렌즈배럴 공급로봇(178)은 고정된 위치에서 제1,2 프리얼라인 회전판(250,260)에 렌즈배럴(40)을 내려 놓기만 하면 되며, 이후에는 제1,2 프리얼라인 회전판(250,260)이 지정된 각도만큼 회전하면서 렌즈배럴(40)을 픽업위치로 이동시킨다.

또한 횡방향의 슬라이딩 유닛이 생략되기 때문에 장비의 제작비용을 줄일 수 있으며, 제1,2 조립로봇(160a,160b)의 간격을 줄일 수 있어 전체 장비의 크기가 줄어드는 효과도 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서만 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 당업자에 의하여 다양하게 수정 내지 변형되어 실시될 수 있는 것이므로, 이와 같이 수정 또는 변형되어 실시되는 기술이라도 후술하는 특허청구범위에 포함된 본 발명의 기술적 사상을 포함하는 한 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다.

본 발명에 따르면, 카메라 모듈의 렌즈배럴을 조립함에 있어서 각 PCB유닛의 위치데이터를 획득하는데 소요되는 시간 때문에 발생하는 공정지연을 보상할 수 있으며 프리얼라인 영역의 기능을 통하여 조립용 로봇이 멈춤없이 조립작업을 하게 되므로, 단위 시간당 생산성을 크게 높일 수 있게 된다.

또한 회전 토크를 감지 제어하여 불량조립 및 자체불량을 미리 감지하여 품질을 향상 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

다수의 PCB 유닛이 일체로 연결되고, 상기 PCB 유닛마다 회로패턴이 인쇄되며, 각 회로패턴 상에는 이미지센서와 상기 이미지센서를 둘러싸는 렌즈하우징이 접합되어 있는 PCB 스트립에 대하여 각 렌즈하우징에 렌즈배럴을 조립하는 장비에 관한 것으로서,

PCB 스트립을 운반하며 렌즈배럴 조립공정이 수행되는 조립영역을 하나 이상 가지는 다수의 이송라인과;

상기 각 이송라인에 PCB 스트립을 로딩시키는 로딩용 로봇과;

상기 로딩용 로봇에 의해 이송라인에 로딩된 PCB스트립의 기준위치 및 각 렌즈하우징의 위치데이터를 획득하는 위치감지카메라와;

렌즈배럴을 제공하는 렌즈배럴 공급부와;

상기 렌즈배럴 공급부로부터 렌즈배럴을 픽업한 후 상기 조립영역으로 이동하여 PCB 스트립의 각 렌즈하우징에 조립하며, 상기 이송라인 보다 적은 개수를 가지는 조립용 로봇과;

상기 각 이송라인으로부터 렌즈배럴 조립을 마친PCB 스트립을 언로딩하는 언로딩용 로봇과;

상기 각 요소의 동작을 제어하는 제어부

를 포함하는 카메라모듈의 렌즈배럴 조립장비
제1항에 있어서,

상기 위치감지카메라는 상기 로딩용 로봇에 부착되어 상기 로딩용 로봇과 함께 이동하는 카메라모듈의 렌즈배럴 조립장비
제1항에 있어서,

상기 조립용 로봇에는 픽업할 렌즈배럴의 정렬상태를 감지하고, 감지된 데이터를 상기 제어부로 전송하는 렌즈배럴 감지카메라가 부착되는 카메라모듈의 렌즈배럴 조립장비
제1항에 있어서,

상기 장비의 측부에 위치하며, 다수의 PCB 스트립을 상기 렌즈하우징이 아래로 향한 채 적재하는 로딩용 매거진, 상기 로딩용 매거진을 승강시키는 로딩용 승강기, 상기 로딩용 매거진으로부터 PCB 스트립을 장비 내부로 투입하는 투입수단을 포함하는 로딩부와;

상기 장비의 타 측부에 위치하며, 렌즈하우징 조립을 마친 PCB스트립을 적재하는 언로딩용 매거진, 상기 언로딩용 매거진을 승강시키는 언로딩용 승강기를 포함하는 언로딩부

를 더 포함하는 카메라모듈의 렌즈배럴 조립장비
제4항에 있어서,

상기 로딩용 매거진으로부터 투입된 PCB 스트립을 렌즈하우징이 위를 향하도록 뒤집는 플리퍼를 포함하는 카메라모듈의 렌즈배럴 조립장비
제1항에 있어서,

상기 렌즈배럴 공급부는,

다수의 렌즈배럴을 안치하는 렌즈배럴 트레이와;

상기 렌즈배럴 트레이와 상기 이송라인의 사이에서 렌즈배럴을 순차적으로 안치하는 프리얼라인 영역과;

상기 렌즈배럴 트레이에서 렌즈배럴을 픽업하여 상기 프리얼라인 영역에 내려 놓는 렌즈배럴공급로봇

을 포함하는 카메라모듈의 렌즈배럴 조립장비
제6항에 있어서,

상기 프리얼라인 영역의 상부에는 픽업될 렌즈배럴의 정렬상태를 감지하고, 감지된 데이터를 상기 제어부로 전송하는 렌즈배럴 감지카메라가 설치되는 카메라모듈의 렌즈배럴 조립장비
제6항에 있어서,

상기 프리얼라인 영역은 바(bar) 형태를 가지며, 수평으로 슬라이딩 구동하는 카메라모듈의 렌즈배럴 조립장비
제6항에 있어서,

상기 프리얼라인 영역은 원반형태를 가지며, 회전운동을 하는 카메라모듈의 렌즈배럴 조립장비
제1항에 있어서,

상기 조립용 로봇은,

상기 이송라인의 상부에 설치되는 수평이동축에 연결되어 슬라이딩 구동하는 가이드부재와;

렌즈배럴을 픽업하는 렌즈배럴 피커(picker) 및 상기 렌즈배럴 피커를 회전시키는 회전구동부를 구비하는 조립헤드와;

상기 조립헤드와 상기 가이드부재를 연결하는 연결부재와;

상기 연결부재에 설치되어 상기 렌즈배럴 피커의 수직변위를 감지하는 위치감지센서

를 포함하는 카메라모듈의 렌즈배럴 조립장비
제1항의 카메라모듈의 렌즈배럴 조립장비를 이용하여 PCB스트립에 렌즈배럴을 조립하는 방법에 있어서,

PCB 스트립을 이송라인 중 어느 하나에 로딩시키는 단계와;

이송라인에 로딩된 PCB 스트립 및 각 렌즈하우징의 위치데이터를 획득하는 단계와;

상기 획득된 위치데이터를 이용하여 필요한 이송거리를 계산한 다음 PCB 스트립을 조립영역까지 이송하는 단계와;

조립용 로봇이 상기 조립영역과 렌즈배럴 공급부를 왕복하며 PCB 스트립의 각 렌즈하우징에 렌즈배럴을 조립하는 한편, 로딩용 로봇이 다른 이송라인에 다른 PCB 스트립을 로딩하는 단계와;

모든 렌즈하우징에 대하여 렌즈배럴 조립을 마친 PCB 스트립을 이송라인에서 외부로 반출하는 단계를 포함하는 카메라모듈의 렌즈배럴 조립방법