KR20070050251A - 부품 실장기용 헤드 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 노즐 스핀들을 선택하여 승, 하강시키는 수평 구동부 및 승강 구동부가 간단하고, 작은 수의 구성 부품이 사용되는 부품 실장기용 헤드 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은: 복수의 스핀들 수용홀들이 형성된 고정 하우징과; 전자 부품을 픽업 및 실장하는 노즐과 결합되고, 스핀들 수용홀에 승강 가능하도록 삽입된 노즐 스핀들들과; 노즐 스핀들들 중 적어도 하나를 선택하고, 선택된 노즐 스핀들을 승강하는 선택 부재와; 선택 부재를 수평 이동시켜서, 선택될 노즐 스핀들을 변경하는 수평 구동 기구와; 선택 부재를 승강하는 승강 구동 기구를 구비하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리를 제공한다.

Description

부품 실장기용 헤드 어셈블리{Head assembly for chip mounter}
도 1은 종래의 부품 실장기용 헤드 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 노즐 스핀들을 회전시키기 위한 구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 축 회전부에 구비된 전동 풀리부와 아이들러 풀리부 간에 조합을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 사시도이다.
도 5는 도 4의 분해 사시도이다.
도 6a는 도 4에서 노즐 스핀들들과 선택 부재간의 구조 관계를 상측에서 도시한 평면도이다.
도 6b는 도 6a의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 7은 도 4의 수평 구동 기구를 도시한 분해 사시도이다.
도 8는 도 4의 스핀들 회전 기구를 도시한 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 부품 실장기용 헤드 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9의 분해 사시도이다.
도 11은 도 9에서 노즐 스핀들 군들과 선택 부재간의 구조 관계를 상측에서 도시한 평면도이다.
도 12는 도 11의 또 다른 예를 도시한 평면도이다.
도 13은 도 11의 또 더 다른 예를 도시한 평면도이다.
도 14는 도 9의 스핀들 회전 기구를 확대 도시한 사시도이다.
* 부분 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100, 200: 부품 실장기용 헤드 어셈블리
110, 210: 고정 하우징 120: 노즐 스핀들
120f: 전방 노즐 스핀들 120r: 후방 노즐 스핀들
130: 선택 부재 131: 결합부
136: 스핀들 접촉부 140: 수평 구동 기구
141: 수평 구동용 모터 143: 연결 축
150, 250: 승강 구동 기구 151, 251: 승강 구동용 모터
156, 256: 승강 부재 157, 257: 선택 부재 고정부
160, 260: 스핀들 회전 구동 기구 161, 261: 스핀들 회전용 모터
162, 262: 모터측 크랭크 암 163, 263: 제1편심축
164, 264: 연결 지지판 166, 266: 스핀들측 크랭크 암
167, 267: 제2편심축 220G: 노즐 스핀들 군
본 발명은 부품 실장기용 헤드 어셈블리에 관한 것으로, 보다 더 상세하게는 집적 회로, 다이오드, 콘덴서, 저항 등과 같은 전자 부품을 인쇄회로기판에 자동적으로 장착하는 노즐 스핀들을 구비한 부품 실장기용 헤드 어셈블리에 관한 것이다.
부품 실장기는 부품을 인쇄회로기판(PCB)에 실장하는 부품 실장 조립장비의 핵심장비로서, 각종 부품을 부품 공급기로부터 공급받아 인쇄회로기판의 실장위치까지 이송시킨 다음 인쇄회로기판 위에 실장하는 장비이다.
통상적으로, 부품 실장기는, 실장부품을 공급하는 부품 공급부와, 작업할 인쇄회로기판을 반송하는 컨베이어부와, 노즐 스핀들을 구비하여 부품 공급부로부터 전자 부품을 차례로 흡착하여 인쇄회로기판 위에 실장하는 헤드 어셈블리 등으로 구성된다.
최근에는 복수의 전자 부품을 차례 또는 동시에 흡착하고, 상기 흡착된 복수의 전자 부품들을 동시에 컨베이어부로 이동시키며, 상기 컨베이어부로 이동된 전자 부품들을 차례로 또는 동시에 인쇄회로기판에 실장시켜 부품 실장의 효율을 높이기 위하여, 복수 개의 노즐 스핀들들이 복수의 열을 가지고 일자로 나란히 헤드 어셈블리에 설치되고 있다.
도 1에는 일본특허공개공보 2002-009491호에 기재된 전자 부품의 실장장치가 도시되어 있다. 상기 전자 부품의 실장장치에 구비된 헤드(9)는 흡착 노즐 유닛(12)을 구비하며, 이 흡착 노즐 유닛(12)에는 2열의 승강축 부재(30)가 나란히 배치된다. 상기 승강축 부재(30)의 하측에는 노즐이 결합되며, 이 노즐이 전자 부품을 픽업한다.
상기 헤드(9)에 구비된 베이스부(11) 측면에는 상부 프레임(15) 및 하부 프 레임(16)이 고정 설치되고, 상부 프레임(15)의 상면에는 노즐 승강 모터(20)가 수직으로 배치되어 있다.
상기 헤드에서 승강축 부재(30)를 승, 하강시키기 위해서, 노즐 승강 모터(20)의 회전이 상부 프레임(15)의 하부방향에 설치된 승강 기구(25)에 전달되고, 여기서 노즐 승강 모터(20)의 회전운동이 승강축 부재(30)의 상하 운동으로 변환된다. 이들 노즐 승강 모터(20)를 제어부(미도시)에 의해서 개별적으로 제어함으로써, 헤드(9)의 다수의 흡착 노즐을 개별적으로 스트로크 가변하여 승강시킬 수 있다.
그런데, 도 1에서와 같이, 각각의 승강축 부재(30)를 승하강시키기 위하여 별도의 노즐 승강 모터(20)들이 필요로 하게 되고, 이에 따라서 각각의 모터를 제어하는 제어부가 필요하게 된다. 이와 더불어 승강 기구(25) 또한 각각의 승강축 부재(30)에 대응하여 복수의 수로 이루어져야 한다. 따라서, 헤드 전체 무게가 증가하게 되고, 이로 인하여 부품 실장 속도가 감소하게 되며 상기 헤드를 이동시키는데 부하가 증가하게 된다. 따라서 부품 실장기의 고속 실장화 및 고정도화를 이룰 수 없다.
또한, 각각의 승강축 부재(30)를 승하강시키기 위한 기구가 복잡하게 됨으로써 제조비용이 증가하게 되고, 결과적으로 전자 부품의 원가가 높아지고, 헤드의 사이즈가 증가하여 소형화시킬 수 없다.
최근에 고속화 경향에 의하여 헤드(9)에 장착되는 승강축 부재(30)들의 수가 증가하는데, 이로 인하여 상기 문제점은 더욱 심각해지며, 따라서 하나의 헤드 어 셈블리에 구비될 흡착 노즐의 수가 제한될 수 밖에 없다.
한편, 상기한 일본특허공개공보 2002-009491호에서와 같이, 흡착 노즐들을 회전시키기 위하여 풀리 장치를 이용할 수 있다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 헤드(9)에는 일 방향을 따라 각각 4개의 흡착 노즐로 이루어진 제 1 노즐열(L1), 제 2 노즐열(L2)이 설치되고, 제 1 노즐열(L1)과 제 2 노즐열(L2)의 중간 위치에는 노즐 회전 모터(50)가 배치되어 있다. 따라서, 노즐 회전 모터(50)에 의한 각 흡착 노즐의 회전은 축 회전부(32)의 풀리 위치에 대응하여 상하 2단으로 걸려있는 2개의 무단 벨트(51a, 51b) 중 어느 1개의 벨트를 거쳐서, 각 노즐열마다 노즐 회전 모터(50)에 의해 회전 구동된다.
이 경우, 도 3에 도시하는 바와 같이, 축 회전부(32)는 전동 풀리부(33a, 33b)와 아이들러 풀리부(34a, 34b)를 구비하는데, 상기 전동 풀리부와 아이들러 풀리부 간에 "A", "B", "C", "D" 타입들의 조합을 통하여 회전 구동 대상의 노즐열의 각 축에 장착된 전동용 풀리(33a)에 무단 벨트(51a, 51b)의 치형면측을 접촉시키는 동시에, 비회전 구동 대상의 노즐열의 축 회전부(32)를 벨트 안내용 아이들러로서 이용하는 것이 가능해진다. 이 경우 타입 "A"는 상단에 전동용 풀리(33a)가 장착되고, 하단에 베어링(34a)을 거쳐서 풀리(34b)가 장착된다. 타입 "B"는 상단에 전동용 풀리(33a)가 장착되고, 하단에 베어링(34a)만이 장착된다. 타입 "C" 및 타입 "D"는 각각 타입 "B" 및 타입 "A"의 상단과 하단을 교체한 구성으로 되어 있다
그러나, 이러한 종래 기술은 여러 타입들의 조합을 통하여서 하나의 흡착 노즐을 회전하며, 이와 다른 흡착 노즐을 회전시키기 위하여서는 다른 타입의 조합을 가져야 한다. 이를 위하여 흡착 노즐을 회전시키기 위한 구조가 복잡하게 되고, 부품 흡착 시간이 길어지게 되며, 전체 부품 실장기의 중량이 증가하게 된다.
이와 더불어, 상기 흡착 노즐의 회전을 위하여 벨트를 이용한다. 즉, 회전 노즐 회전 모터와 직접적으로 연결되지 않고, 벨트의 늘어지는 특성으로 인하여 소위 백래쉬(backlash) 현상이 발생할 수 있다. 만약 백래쉬 현상이 발생한다면, 흡착 노즐이 최적의 설정 위치로 회전되지 않게 된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함한 여러 가지 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 노즐 스핀들을 선택하여 승, 하강시키는 수평 구동부 및 승강 구동부가 간단하고, 작은 수의 구성 부품이 사용되는 부품 실장기용 헤드 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 복수의 노즐 스핀들을 회전하는 회전기구가 간단하고, 경량인 동시에 백래쉬가 발생하지 않는 구조를 가진 부품 실장기용 헤드 어셈블리를 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명은, 사이즈 및 중량이 감소되어 실장 정도가 우수하게 되고, 실장속도가 빨라지며, 다수의 노즐 스핀들이 구비할 수 있는 구조를 가진 부품 실장기용 헤드 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 부품 실장기용 헤드 어셈블리는; 복수의 스핀들 수용홀들이 형성된 고정 하우징과; 전자 부 품을 픽업 및 실장하는 노즐과 결합되고, 상기 스핀들 수용홀에 승강 가능하도록 삽입된 노즐 스핀들들과; 상기 노즐 스핀들들 중 적어도 하나를 선택하고, 상기 선택된 노즐 스핀들을 승강하는 선택 부재와; 상기 선택 부재를 수평 이동시켜서, 상기 선택될 노즐 스핀들을 변경하는 수평 구동 기구와; 상기 선택 부재를 승강하는 승강 구동 기구를 구비한다.
상기 수평 구동 기구는 상기 선택 부재를 일정 각도로 회전시켜서, 상기 승강할 적어도 하나의 노즐 스핀들을 선택하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 노즐 스핀들들은 하나의 중심축을 기준으로 동일한 원주상에 배치되고, 상기 선택 부재는 상기 중심축을 중심으로 회전할 수 있다.
또한, 상기 노즐 스핀들들은 적어도, 전방에 나란히 배치된 두개의 전방 노즐 스핀들들과, 후방에 나란히 배치된 두개의 후방 노즐 스핀들들을 구비하고, 상기 수평 구동 기구는, 상기 선택 부재가 각각의 노즐 스핀들을 개별적으로 선택하도록 할 수도 있고, 상기 전방 노즐 스핀들들을 동시에 선택하도록 할 수도 있으며, 상기 후방 노즐 스핀들들을 동시에 선택하도록 할 수도 있다. 이 경우, 상기 수평 구동 기구는, 상기 스핀들 수용홀들을 연결하는 가상선들로 이루어진 다각형의 중심을 기준으로 하여 상기 선택 부재를 회전시키는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 전방에 배치되고 서로 인접한 노즐 스핀들들 간은, 픽업할 전자 부품을 공급하며 나란히 배치된 인접 부품 공급부들 간의 정수배이고, 상기 후방에 배치되고 서로 인접한 노즐 스핀들들 간은, 상기 나란히 배치된 부품 공급부들 간의 정수배인 것이 바람직하다.
한편, 상기 선택 부재는: 상기 수평 구동 기구 및 승강 구동 기구의 구동에 따라 수평 이동 및 승강하도록, 이들과 각각 결합된 결합부와; 상기 결합부로부터 돌출 형성된 것으로, 이웃하는 노즐 스핀들들을 동시에 선택할 수도 있고, 하나의 노즐 스핀들을 하나만 선택할 수도 있는 형상을 가지는 스핀들 접촉부를 구비하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 승강 구동 기구는, 승강 구동용 모터와, 상기 선택 부재의 결합부가 회전 가능하게 결합된 선택 부재 고정부를 구비하며 상기 승강 구동용 모터에 구동에 따라서 승, 하강하는 승강 부재를 구비하고, 상기 수평 구동 기구는, 수평 구동용 모터와, 상기 수평 구동용 모터의 모터 축과 연결되며 상기 선택 부재의 결합부가 승강 가능하도록 결합된 연결 축을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 승강 부재의 선택 부재 고정부에는, 상기 선택 부재의 결합부가 삽입되는 삽입 홀이 형성되고, 상기 선택 부재의 결합부에는, 상기 수평 구동 기구의 연결 축이 삽입되는 관통 홀이 형성될 수 있다.
한편, 상기 노즐 스핀들들이 서로 연동하여 회전하도록 구동하는 스핀들 회전 구동 기구를 더 구비할 수 있으며, 이 경우, 상기 스핀들 회전 구동 기구는: 스핀들 회전용 모터와; 상기 스핀들 회전용 모터와 결합된 것으로 상기 스핀들 회전용 모터의 회전축과 편심된 제1편심축을 가진 모터측 크랭크 암과; 상기 제1편심축과 고정 결합된 강체판으로서, 상기 전체 노즐 스핀들들에 대응되는 연결 지지판과; 상기 노즐 스핀들 각각과 결합되는 것으로, 상기 제1편심축과 동일하게 편심된 제2편심축을 가지고 상기 연결 지지판과 고정 결합된 스핀들측 크랭크 암을 구비할 수 있다.
한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 부품 실장기용 헤드 어셈블리는: 복수의 스핀들 수용홀들로 이루어진 단위 스핀들 수용홀 군이 복수개 형성된 고정 하우징과; 전자 부품을 픽업 및 실장하는 노즐과 결합되며 상기 스핀들 수용홀에 삽입된 복수의 노즐 스핀들들로서, 상기 스핀들 수용홀 군에 대응하여 배치된 복수의 노즐 스핀들 군들과; 상기 노즐 스핀들 군에 대응하여 하나씩 배치된 것으로, 상기 하나의 노즐 스핀들 군에 포함된 노즐 스핀들들 중 적어도 하나를 선택하고, 승강하면서 상기 선택된 노즐 스핀들을 승, 하강하는 복수의 선택 부재들과; 상기 선택 부재를 수평 이동시켜서 상기 선택되는 노즐 스핀들을 변경하는 복수의 수평 구동 기구들과; 상기 선택 부재들을 동시에 승강시키는 승강 구동 기구를 구비한다.
상기 수평 구동 기구는, 상기 선택 부재 어떤 노즐 스핀들도 선택하지 않지 않도록 구동할 수 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 하나의 노즐 스핀들 군은 적어도, 전방 및 후방에 각각 두 개씩 형성된 노즐 스핀들들을 구비하고, 상기 수평 구동부는, 상기 선택 부재가 각각의 노즐 스핀들을 개별적으로 선택할 수 있는 제1위치와, 상기 선택 부재가 상기 하나의 노즐 스핀들도 선택하지 않는 제2위치와, 상기 선택 부재가 상기 전방에 배치된 적어도 두 개의 노즐 스핀들들을 동시에 선택할 수 있는 제3위치와, 상기 선택 부재가 상기 후방에 배치된 두 개의 노즐 스핀들들을 동시에 선택할 수 있는 제4위치에 위치할 수 있다.
이 경우, 상기 전방에 배치된 노즐 스핀들과 상기 전방 노즐 스핀들의 직 후방에 배치된 후방 노즐 스핀들 사이 중 적어도 하나는, 상기 선택 부재가 상기 전, 후방 노즐 스핀들 중 어느 하나도 선택할 수 없도록 이격 되어 있고, 상기 제2위치는, 상기 선택 부재는 상기 전방 노즐 스핀들 및 후방 노즐 스핀들 사이에 위치하는 경우에 해당하는 위치와인 것이 바람직하다.
한편, 상기 서로 인접하는 노즐 스핀들 군들에 포함되고, 서로 인접하게 전방에 배치된 노즐 스핀들들 사이는, 픽업 예정인 전자 부품을 공급하며 나란히 인접 배치된 부품 공급부들 사이의 정수배의 간격을 가지고, 상기 서로 인접하는 노즐 스핀들 군들에 포함되고, 서로 인접하게 후방에 배치된 노즐 스핀들들 사이는, 상기 나란히 인접 배치된 부품 공급부들 사이의 정수배의 간격을 가지는 것이 바람직하다.
이어서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 부품 실장기용 헤드 어셈블리를 도시하고, 도 5는 도 4에서 승강 구동 기구와 수평 구동 기구를 도시한 도면이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 부품 실장기용 헤드 어셈블리(100)는 고정 하우징(110)과, 노즐 스핀들(120)들과, 선택 부재(130)와, 수평 구동 기구(140)와, 승강 구동 기구(150)를 구비한다. 고정 하우징(110)에는 복수의 스핀들 수용홀(112)들이 형성된다.
노즐 스핀들(120)들은, 전자 부품을 픽업 및 실장하는 노즐(122)과 결합되고, 상기 스핀들 수용홀(112)에 승강 및 회전 가능하도록 삽입된다. 상기 노즐 스핀들(120)과 스핀들 수용홀(112) 사이에는 상기 노즐 스핀들(120)의 승하강 운동 및 회전 운동을 지지하는 베어링(미도시)이 개재될 수 있다.
선택 부재(130)는 상기 노즐 스핀들(120)들 중 적어도 두개를 동시에 또는 하나의 노즐 스핀들(120)을 개별적으로 선택하며, 상기 선택된 노즐 스핀들(120)은 선택 부재(130)와 함께 연동 승강된다.
수평 구동 기구(140)는 상기 선택 부재(130)를 수평 이동 시키면서 상기 선택될 노즐 스핀들(120)을 변경한다.
승강 구동 기구(150)는 상기 선택 부재(130)를 승강시킨다. 이로서, 상기 선택 부재(130)에 의하여 선택된 적어도 하나의 노즐 스핀들(120) 또한 상기 승강 구동 기구(150)에 의하여 승강된다.
종래에는, 복수의 노즐 스핀들(120)들 중에서 적어도 하나를 선택하여 이를 승하강 시키기 위해서 각각 노즐 스핀들(120)에 대응하는 수의 승강 구동용 모터가 필요하다. 즉, 하나의 헤드 어셈블리에 6개의 노즐 스핀들(120)들이 구비된 경우에는 6개의 별도의 승강 구동용 모터가 필요하다. 그러나 본 발명에 의하면 선택 부재(130)를 승강시키는 승강 구동 기구(150)에 구비된 모터 및 선택 부재(130)를 수평 이동시키는 수평 구동 기구(140)에 구비된 모터인 두개의 모터만 구비하면 된다.
여기서, 상기 수평 구동 기구(140)는 상기 선택 부재(130)를 일정 각도로 회전시킴으로써 수평 이동 시킬 수 있고, 이를 통하여 상기 승강할 적어도 하나의 노즐 스핀들(120)을 선택하도록 할 수 있다. 이를 위하여 상기 노즐 스핀들(120)들은 하나의 중심축을 기준으로 동일한 원주상에 배치되고, 상기 선택 부재(130)는 상기 중심축을 중심으로 회전하도록 배치된다. 또한 이와 함께, 상기 선택 부재(130)는 하나의 노즐 스핀들(120)을 개별적으로 선택할 수도 있고, 이와 달리 두 개의 노즐 스핀들(120)들을 동시에 선택할 수 있도록 형성될 수 있다. 즉, 전자 부품을 인쇄회로기판에 실장하기 위해서는, 하나의 노즐 스핀들(120)을 선택하여 이를 인쇄회로기판 상으로 승강시킬 필요가 있다. 이와 더불어 전자 부품의 픽업 속도를 증가시켜서 전체 실장 작업 시간을 감축하기 위해서는, 인접하는 전자 부품을 동시에 픽업하기 위해서는 복수의 노즐 스핀들(120)들을 동시에 선택하여 승강 시킬 필요가 있다. 이를 위한 선택 부재(130)의 형상에 대해서는 후에 상세히 설명한다.
한편, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 노즐 스핀들(120)들은 적어도, 전방에 나란히 배치된 두개의 전방 노즐 스핀들(120f)들과, 후방에 나란히 배치된 두개의 후방 노즐 스핀들(120r)들을 구비할 수 있다. 이 경우, 전방에 나란히 위치한 노즐 스핀들(120)들은, 픽업 예정인 부품을 공급하며 서로 인접한 부품 공급부들과 평행하도록 위치한다. 이는 후방에 위치한 노즐 스핀들(120)도 마찬가지다.
즉, 도 6a에 도시된 바와 같이, 전방에 나란히 위치한 노즐 스핀들(120f)들은 선택 부재(130)에 의하여 동시에 선택되어져 승강하여 전자 부품(195)을 픽업할 수 있다. 또한, 후방에 나란히 위치한 노즐 스핀들(120r)들 또한 수평 이동된 선택 부재(130)에 의하여 동시에 선택되어져 전자 부품(195)을 픽업할 수 있다. 이를 위하여, 상기 전방에 배치되고 서로 인접한 노즐 스핀들(120f)들 간은, 픽업할 전자 부품(195)을 공급하며 나란히 배치된 인접 부품 공급부(190)들 간의 간격(k2)에 정수배의 간격(k1)을 가지는 것이 바람직하며, 이와 더불어, 상기 후방에 배치되고 서로 인접한 노즐 스핀들(120r)들 사이 또한, 상기 나란히 배치된 부품 공급부(190)들 간의 간격(k2)에 정수배의 간격(k1)을 가지고 것이 바람직하다. 물론 도 6b에 도시된 바와 같이 선택 부재(130)가 하나의 노즐 스핀들(120)을 선택하여 승, 하강시킬 수도 있다.
이 경우, 상기 수평 구동 기구(140)는 상기 스핀들 수용홀(112)들을 연결하는 가상선들로 이루어진 다각형의 중심을 기준으로 하여 상기 선택 부재(130)를 회전시키는 것이 바람직하다. 예를 들어 상기 노즐 스핀들(120)들이 하나의 중심축(O)을 기준으로 동일한 원주상에 배치된다면, 상기한 바와 같이 상기 선택 부재(130)의 회전축은 상기 중심축과 동일한 것이 바람직하다. 이는 이를 통하여 하나의 일정한 길이를 가진 선택 부재(130)가 하나의 노즐 스핀들(120)과 접촉된다면, 회전하면서 다른 노즐 스핀들(120)과도 접촉 가능하기 때문이다.
다시 도 5에 내지 도 6b로 되돌아가서, 본 발명은 수평 구동 기구(140)의 구동에 의하여 선택 부재(130)가 승강할 노즐 스핀들(120)을 선택하고, 승강 구동 기구(150)의 구동에 의하여 선택 부재(130)가 노즐 스핀들(120)을 승강한다. 따라서, 헤드 어셈블리(100)에 구비된 전체 노즐 스핀들(120)들은 단지 두 개의 구동 모터에 의하여 승강 선택 및 승강이 가능하다.
이 경우, 상기 선택 부재(130)는 결합부(131)와, 스핀들 접촉부(136)를 구비할 수 있다. 결합부(131)는 상기 수평 구동 기구(140)에 승강 가능하도록 결합되고, 승강 구동 기구(150)와 수평 이동 가능하도록 결합된다. 따라서 결합부(131)는 수평 구동 기구(140)의 구동에 따라 수평 이동할 수 있고, 승강 구동 기구(150)에 따라 상하로 이동할 수 있다.
상기 스핀들 접촉부(136)는 적어도 하나의 노즐 스핀들(120)과 접촉되도록 상기 결합부(131)로부터 돌출 형성된다. 상기 스핀들 접촉부(136)는, 그 양측 끝부 사이가 이웃하는 노즐 스핀들(120)들을 동시에 접할 수 있는 길이를 가지고, 그 중앙 끝부에 하나의 노즐 스핀들(120)과 접하는 경우 이와 인접하는 다른 노즐 스핀들(120)들과는 접하지 않는 길이를 가지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 노즐 스핀들(120)의 측면에는 상기 선택 부재(130)와 접촉할 수 있도록 돌출된 선택 부재 접촉부(126)가 형성될 수 있고, 상기 선택 부재(130)의 스핀들 접촉부(136)가 상기 선택 부재 접촉부(126)의 상측에 위치할 수 있다. 따라서 상기 스핀들 접촉부(136)가 상기 선택 부재 접촉부(126)를 눌러서 선택된 적어도 하나의 노즐 스핀들(120)을 하강시킬 수 있다.
이 경우, 상기 노즐 스핀들(120)에는 이를 상측으로 탄성 바이어스 시켜서 일정 높이로 유지하는 탄성부재가 구비되어서, 상기 선택 부재(130)의 눌림이 해제되면 다시 일정 높이로 상승하도록 할 수 있다. 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 여러가지 실시예를 적용할 수 있다. 그 하나의 예를 들면 상기 헤드 어셈블리의 하측에 상기 노즐 스핀들(120)이 일정 구간 이상으로 하강하는 것을 저지하는 하강 스토퍼가 설치될 수 있다. 이 하강 스토퍼가 상기 노즐 스핀들(120)의 하중보다 크며 상측으로 작동하는 저항력을 가지도록 한다. 따라서 상기 노즐 스핀들(120)이 상기 하강 스토퍼에 접하는 위치까지 하강시켜서 작업을 한 다음, 선택 부재(130)의 눌림이 해제되는 경우, 하강된 노즐 스핀들(120)이 상기 하강 스토퍼에 의하여 상측으로 이동한다.
상기 선택 부재(130)와, 승강 구동 기구(150)와, 수평 구동 기구(140) 구조 형상의 일 예를 상세히 설명한다.
먼저 승강 구동 기구(150)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 승강 구동용 모터(151)와, 상기 승강 구동용 모터(151)의 구동에 따라서 승하강하는 것으로 상기 선택 부재(130)가 회전 가능하게 결합된 승강 부재(156)를 구비한다. 상기 구조의 하나의 예를 들면, 승강 구동용 모터(151)는 보이스 코일 모터로서 상기 스핀들 수용홀(112) 일측에 상하에 걸쳐서 배치된다. 보이스 코일 모터는 경량이면서도 출력이 커다는 장점을 가지며 이로서 헤드 어셈블리를 경량화할 수 있다는 장점이 있다. 이외에도 승강 구동용 모터(151)는 LM 가이드일수도 있고, 볼 스크류 방식의 모터일 수도 있으며, 이와 더 다른 직선 운동 모터일 수 있다. 상기 승강 부재(156)는, 그 일측이 상기 승강 구동용 모터(151)와 결합되며, 상기 선택 부재(130)가 회전 가능하게 장착되는 선택 부재 고정부(157)를 구비한다. 이 경우 승강 부재(156)는 상기 노즐 스핀들(120)들과 간섭을 일으키지 않도록 형성된다.
상기 선택 부재 고정부(157)와 선택 부재(130)와의 결합 구조에 대한 일 예를 도 7을 참조하여 설명하면, 선택 부재 고정부(157)에 삽입 홀(158)이 형성되고, 상기 삽입 홀(158)에 상기 결합부(131)가 삽입되도록 한다. 이 경우, 상기 선택 부재(130)가 회전 가능하도록 삽입 홀(158)에 삽입되는데, 이를 위해서 상기 삽입 홀(158)과 결합부(131) 사이에 베어링(135)이 개재될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하여 승강 구동 기구(150)에 의하여 선택 부재(130)가 승, 하강할 수 있다.
한편, 수평 구동 기구(140)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 수평 구동용 모터(141)와, 상기 수평 구동용 모터(141)의 모터 축과 연결되는 연결 축(143)을 구비한다. 상기 연결 축(143)에는 선택 부재(130)가 승강 가능하도록 선택된다. 상기 선택 부재(130)의 결합부(131)에는 상기 연결 축(143)이 삽입되도록 관통 홀(133)이 형성될 수 있다. 이 경우, 연결 축(143)은 노즐 스핀들(120)이 승강되는 범위에 맞추어 상하로 길게 형성되어, 상기 선택 부재(130)가 이 연결 축(143)을 따라서 승, 하강하도록 할 수 있으며, 이로서 상기 연결 축(143)은 일종의 가이드 기능을 추가로 할 수 있다.
이 경우, 상기 선택 부재(130)의 결합부(131)가 상기 수평 구동용 모터(141)의 구동에 따라 수평 이동, 특히 회전 되고, 상기 수평 구동용 모터(141)의 구동과 별개로 승강 가능하도록, 상기 연결 축(143)이 선택 부재(130)에 삽입되도록 하여야 한다. 이를 위하여 상기 연결 축(143) 및 선택 부재(130)의 관통 홀(133)이 볼 스크류 방식으로 결합될 수 있다. 볼 스크류 방식 이외에, 도면에 도시된 바와 같이, 관통 홀(133) 및 연결 축(143)이 동일한 다각형 형상으로 이루어져서 상기 연결 축(143)이 회전하는 경우 결합부(131)가 동일하게 회전하도록 하는 반면에, 상기 선택 부재(130)가 상기 연결 축(143)을 따라서 승, 하강하도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 선택 부재 고정부(157)의 삽입 홀(158)이 상하를 관통하도록 형성되고, 상기 선택 부재(130)의 결합부(131)가 상기 삽입 홀(158)에 삽입되고, 연결 축(143)이 상기 결합부(131)의 관통 홀에 삽입됨으로써, 상기 연결 축(143)이 상기 선택 부재(130)의 관통 홀 및 상기 승강 부재(156)의 삽입 홀(158)을 관통하게 된 다.
한편, 상기 헤드 어셈블리(100)는 특히 도 8에 도시된 바와 같이, 스핀들 회전 구동 기구(160)를 더 구비할 수 있다. 상기 스핀들 회전 구동 기구(160)는 노즐 스핀들(120)들을 일정 각도 회전시키는 기능을 한다. 이 경우 상기 스핀들 회전 구동 기구(160)가 하나의 스핀들 회전용 모터를 사용하여 노즐 스핀들(120) 전부를 회전 시키도록 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 스핀들 회전용 모터와 노즐 스핀들(120)들 사이를 벨트나 기어로 연결하여 이들을 회전시킬 수 있다.
이와 달리, 스핀들 회전 구동 기구(160)가 스핀들 회전용 모터(161)와 함께, 모터측 크랭크 암(162)과, 연결 지지판(164)과, 스핀들측 크랭크 암(166)을 구비하여 노즐 스핀들(120)들을 연동 회전시킬 수 있다. 이 경우, 모터측 크랭크 암(162)은 상기 스핀들 회전용 모터(161)와 결합되는데, 상기 스핀들 회전용 모터(161)의 회전축과 편심된 제1편심축(163)을 가진다. 연결 지지판(164)은 강체로 이루어진 것으로서, 상기 제1편심축(163)에 고정 결합된다. 따라서 상기 스핀들 회전용 모터(161)가 구동하게 되면, 상기 연결 지지판(164)은 일정한 편심을 가지고 회전하게 된다. 스핀들측 크랭크 암(166)은 상기 노즐 스핀들(120) 각각과 결합된 것으로, 상기 제1편심축(163)과 동일한 거리로 편심된 제2편심축(167)을 가지며, 이 제2편심축(167)은 상기 연결 지지판(164)과 결합된다. 따라서 상기 연결 지지판(164)이 회전하게 되면, 상기 제2편심축(167)이 상기 노즐 스핀들(120)로부터 편심을 가지고 회전하게 되고, 따라서 노즐 스핀들(120)이 자전하게 된다.
이로 인하여, 하나의 모터를 사용하여 모든 노즐 스핀들(120)들을 회전시킬 수 있는 동시에, 강체를 이용하여 기구적으로 회전시킴으로써 백래쉬(backlash)가 발생하지 않게 된다.
이러한 구조를 가진 부품 실장기용 헤드 어셈블리(100)의 작동을 도 4 내지 도 8를 참조하여 설명한다. 먼저 전자 부품이 부품 공급부(190)의 픽업 위치에 위치하면, 수평 구동 기구(140)가 구동하여 상기 전자 부품을 픽업할 노즐 스핀들(120)을 선택한다. 이 경우, 수평 구동 기구(140)가 하나의 노즐 스핀들(120)을 선택할 수도 있고, 이와 달리 복수의 노즐 스핀들(120)들을 동시에 선택할 수도 있다. 이를 위하여 상기 선택 부재(130)가 상기 선택할 노즐 스핀들(120)들의 부재 접촉부 직상부에 위치되도록, 수평 구동 기구(140)가 선택 부재(130)를 회전시킨다.
그 후에 헤드 어셈블리가 부품 공급부(190) 상부에 위치하게 되고, 상기 승강 구동 기구(150)가 상기 선택 부재(130)를 하강시키게 된다. 이로 인하여 상기 선택 부재(130)에 의하여 선택되어 상기 선택 부재(130) 직하부에 위치한 노즐 스핀들(120) 또한 상기 선택 부재(130)에 눌러져서 하강하게 된다. 하강한 적어도 하나의 노즐 스핀들(120)은 전자 부품을 픽업하게 된다. 이 경우, 상기 인접하는 노즐 스핀들(120) 간의 간격(k1)이 상기 부품 공급부(190) 간의 간격(k2)과 동일하거나 정수배일 수 있고, 이 경우 상기 노즐 스핀들(120)들이 동시에 복수의 전자 부품을 픽업할 수 있다. 이 전자 부품을 픽업한 노즐 스핀들(120)은 승강 구동 기구(150)에 의하여 상측으로 이동하게 된다. 이 단계를 아직 전자 부품을 픽업하지 않은 다른 노즐 스핀들(120) 또한 반복하여 행할 수 있다.
그 후에 인쇄회로기판의 실장위치 상으로 헤드 어셈블리(100)가 이동하게 된다. 이 과정에서 헤드 어셈블리 또는 부품 실장기에 구비된 촬영 장치를 사용하여 노즐 스핀들(120)에 흡착된 전자 부품의 위치 및 상태를 파악하는 단계, 상기 전자 부품의 위치와 인쇄회로기판의 기준점 사이의 편차를 파악하는 단계, 및 상기 스핀들 회전용 구동부를 구동시켜서 상기 노즐 스핀들(120)을 회전시키는 단계를 거치게 된다.
그 후에 상기 수평 구동 기구(140)가 선택 부재(130)를 구동하여 상기 실장 예정인 노즐 스핀들(120)을 선택하고, 승강 구동 기구(150)가 상기 선택된 노즐 스핀들(120)을 하강하여 인쇄회로기판 상에 전자 부품을 실장하도록 한다.
이로서, 헤드 어셈블리의 총 중량이 감소하게 되고, 경량화가 가능하며, 그 사이즈 또한 감소하게 된다. 이러한 장점은 노즐 스핀들(120)의 수가 증가할수록 더 커져 간다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 부품 실장기용 헤드 어셈블리는, 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드 어셈블리가 복수 개 배치되는 구조이다. 즉, 노즐 스핀들(120)들은 복수의 노즐 스핀들(120) 군으로 이루어지고, 단위 노즐 스핀들(120) 군은 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드 어셈블리에 구비된 노즐 스핀들(120)들로 이루어질 수 있다.
도 9은 본 발명의 제2실시예에 따른 부품 실장기용 헤드 어셈블리(200)를 도시한 사시도이고, 도 10은 도 9을 분리 도시한 분해 사시도이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 부품 실장기용 헤드 어셈블리(200)는 고정 하우징(210)과, 복수의 노즐 스핀들 군(220G)과, 복수의 선택 부재(130)들과, 복수 의 수평 구동 기구(140)들과, 승강 구동 기구(250)를 구비한다. 고정 하우징(210)에는, 복수의 스핀들 수용홀(212)들로 이루어진 단위 스핀들 수용홀 군(212G)이 복수 개 형성된다.
노즐 스핀들 군(220G)은 상기 스핀들 수용홀 군(212G)에 대응되는 수로 배치된다.
선택 부재(130)들은 각각 상기 단위 노즐 스핀들 군(220G)에 대응되어 배치된다. 상기 하나의 선택 부재(130)는 상기 단위 노즐 스핀들 군(220G)에 속하는 적어도 하나의 노즐 스핀들(120)들을 선택할 수 있다.
수평 구동 기구(140)는 상기 선택 부재(130)를 수평 이동시켜서 하나의 노즐 스핀들 군(220G)에서 선택되는 노즐 스핀들(120)을 변경하는 기능을 한다. 이 경우 수평 구동 기구(140)는 노즐 스핀들 군(220G)마다 하나씩 배치된다.
승강 구동 기구(250)는 하나의 모터를 사용하여 상기 선택 부재(130)들을 동시에 승강시키는 기능을 한다.
따라서, 예를 들어 헤드 어셈블리에 4개의 노즐 스핀들 군(220G)이 구비되고, 상기 각각의 노즐 스핀들 군(220G)이 4개의 노즐 스핀들(120)로 이루어진다고 가정하면, 종래에는 이들 노즐 스핀들(120)들 중 하나를 선택하여 승, 하강시키기 위해서는 각각의 노즐 스핀들(120) 수만큼인 16개의 승강 모터가 필요하였다. 그러나 본 발명에 따르면, 노즐 스핀들 군(220G)마다 하나의 선택 부재(130)를 수평 이동하는 4개의 수평 구동 기구(140)에 구비된 4개의 모터 및 하나의 승강 구동 기구(250)에 구비된 하나의 모터, 총 5개의 모터가 필요하다. 따라서 본 발명에 따르면 전체 헤드 어셈블리의 중량이 감소하게 되어서 고속정도가 가능해지고, 총 사이즈가 감소하게 되며, 제작 비용이 감소하게 된다. 특히 노즐 스핀들(120)의 수가 증가할수록 이런 본 발명의 효과는 더욱더 커지게 된다.
이 경우, 하나의 노즐 스핀들 군(220G)에 대응된 선택 부재(130)와, 이를 수평 이동 구동하는 수평 구동 기구(140)의 구조는 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드 어셈블리에 구비된 선택 부재(130) 및 수평 이동 부재와 동일하다. 따라서 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 승강 구동 기구(250)는 승강 구동용 모터(251)와, 상기 승강 구동용 모터(251)의 구동에 따라서 승하강하는 것으로, 상기 선택 부재(130)가 회전 가능하게 결합된 승강 부재(256)를 구비한다. 상기 승강 구동용 모터(251)는 보이스 코일 모터로서 상기 스핀들 수용홀(212)이 형성되지 않은 위치와에 상하에 걸쳐서 배치된다. 보이스 코일 모터는 경량이면서도 출력이 커다는 장점을 가지며 이로서 헤드 어셈블리를 경량화할 수 있다는 장점이 있다. 이외에도 승강 구동용 모터(251)는 LM 가이드일수도 있고, 볼 스크류 방식의 모터일 수도 있으며, 이와 더 다른 직선 운동 모터일 수 있다.
상기 승강 부재(256)는 일측이 상기 승강 구동용 모터(251)와 결합되며, 복수의 선택 부재 고정부(257)들을 구비한다. 상기 선택 부재 고정부(257)에는 각각의 노즐 스핀들 군(220G)에 대응되는 복수의 선택 부재(130)들이 회전 가능하게 장착된다. 이 경우 승강 부재(256)는 상기 노즐 스핀들(120)들과 간섭을 일으키지 않도록 형성된다.
따라서, 각각의 수평 구동 기구(140)가 하나의 노즐 스핀들 군(220G)에 대응되도록 배치되어서 선택 부재(130)를 이동시켜 승강할 노즐 스핀들(120)을 선택하도록 하고, 그 후에 승강 구동 기구(250)를 구동시켜서 선택된 노즐 스핀들(120)을 승강 시키게 된다.
이 경우, 상기 수평 구동 기구(140)는, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 선택 부재(130)가 어떤 노즐 스핀들(120)도 선택하지 않지 않는 위치로 이동하도록 구동할 수 있는 것이 바람직하다. 이는 상기 하나의 노즐 스핀들(120)이 부품을 픽업하거나 실장 시키기 위하여 승강하는 경우, 다른 노즐 스핀들(120)은 승강하지 않도록 하여서 부품 공급부(190) 또는 인쇄회로기판과 간섭을 일으키지 않도록 할 필요가 있기 때문이다.
이를 위하여 도 11에 도시된 바와 같이 상기 하나의 노즐 스핀들 군(220G)에 구비되며 서로 인접한 노즐 스핀들(120)들 간의 간격 중 적어도 하나가 상기 선택 부재(130)의 스핀들 접촉부(136)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 선택 부재(130)가 하나의 노즐 스핀들(120)을 선택할 수 있는 제1위치 이외에, 서로 인접한 노즐 스핀들(120) 간이 상기 스핀들 접촉부(136)보다 크게 형성된 제2위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 수평 구동 기구(140)가 상기 선택 부재(130)를 수평 이동 시켜서 상기 제1위치 및 제2위치 상에 이동되도록 한다.
이를 위하여 상기 전방에 배치된 노즐 스핀들(120f)과, 상기 전방 노즐 스핀들(120f)의 후방에 배치된 후방 노즐 스핀들(120r) 사이 중 적어도 하나는, 상기 선택 부재(130)가 상기 전, 후방 노즐 스핀들(120r) 중 어느 하나도 선택할 수 없 도록 이격 되어 있고, 상기 제2위치는, 상기 선택 부재(130)는 상기 전방 노즐 스핀들(120f) 및 후방 노즐 스핀들(120r) 사이에 위치하는 경우에 해당하도록 할 수 있다. 이 경우 상기 제2위치가 아닌 상기 전방 노즐 스핀들(120f) 및 후방 노즐 스핀들(120r) 사이에는 노즐 스핀들(120c)이 하나 이상 더 형성될 수 있다.
또한, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 서로 인접한 노즐 스핀들 군(220G)에 포함되는 것으로, 상기 노즐 스핀들(120)이 전자 부품을 픽업하도록 전자 부품을 공급하는 부품 공급부(190)와 나란히 이격된 노즐 스핀들(120)들 사이의 간격(k3)은 상기 부품 공급부(190) 사이의 간격(k2)과 동일하거나 정수배인 것이 바람직하다.
즉, 노즐 스핀들(120)들이 전, 후방에 각각 배치되며, 전방 및 후방 각각에 배치된 노즐 스핀들(120)들은 부품 공급부(190)와 나란하다고 가정하면, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 서로 인접하는 노즐 스핀들 군(220G)들에 포함되고, 서로 인접하게 전방에 배치된 노즐 스핀들(120)들 사이는 나란히 인접 배치된 부품 공급부(190)들 사이 간격(k2)의 정수배의 간격(k3)을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 서로 인접하는 노즐 스핀들 군(220G)들에 포함되고, 서로 인접하게 후방에 배치된 노즐 스핀들(120)들 사이는, 상기 나란히 인접 배치된 부품 공급부(190)들 사이의 정수배의 간격(k3)을 가지는 것이 바람직하다.
이와 더불어 하나의 노즐 스핀들 군(220G)에 속하며 서로 인접하는 노즐 스핀들(120)들 사이는 나란히 인접 배치된 부품 공급부(190)들 사이 간격(k2)의 정수배의 간격(k1)을 가지는 것이 바람직하다. 이로 인하여 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 나란히 두 개의 노즐 스핀들 군(220G)이 배치되고, 각각의 노즐 스핀들 군(220G)에는 전, 후에 각각 나란히 배치된 2개의 노즐 스핀들(120)들이 구비된다면, 총 4개의 전자 부품(195)이 동시에 픽업될 수 있다.
따라서, 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 노즐 스핀들 군(220G)은 적어도 전방 및 후방에 각각 두 개씩 형성된 노즐 스핀들(120)들을 구비한다. 이 경우 상기 선택 부재(130)는, 도 11에 도시된 바와 같이 각각의 노즐 스핀들(120)을 개별적으로 선택할 수 있는 제1위치와, 상기 하나의 노즐 스핀들(120)도 선택하지 않는 제2위치와, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 전방에 배치된 적어도 두 개의 노즐 스핀들(120)들을 동시에 선택할 수 있는 제3위치와, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 후방에 배치된 두 개의 노즐 스핀들(120)들을 동시에 선택할 수 있는 제4위치에 위치할 수 있도록, 상기 수평 구동 기구(140)가 선택 부재(130)를 구동할 수 있다. 이와 더불어 각각의 노즐 스핀들 군(220G)들은 독립적으로 선택될 수 있게 된다.
한편, 이러한 구조를 가진 노즐 스핀들(120)들은 각각 별도로 회전하도록 할 수 있으나, 이와 달리 상기 노즐 스핀들(120)들 전부를 하나의 구동 모터를 구비한 스핀들 회전 구동 기구(160)를 사용하여 회전시킬 수도 있다. 이를 위하여, 벨트, 기어 등의 연결 수단을 사용하여 구동 모터와 노즐 스핀들(120) 사이를 연결할 수 있다. 그러나 이러한 연결 수단을 사용하면, 백래쉬 등 장시간 사용 시 정도가 떨어질 위험이 있다.
따라서 본 발명에 따른 상기 노즐 스핀들(120)들 전부를 동시에 회전시키기 위한 스핀들 회전 구동 기구(260)는 도 10 및 도 14에 도시된 바와 같이, 스핀들 회전용 모터(261)와, 모터측 크랭크 암(262)과, 연결 지지판(264)과, 스핀들측 크랭크 암(266)을 구비한다.
모터측 크랭크 암(262)은 상기 스핀들 회전용 모터(261)와 결합된 것으로 상기 스핀들 회전용 모터(261)의 회전축과 편심된 제1편심축(263)을 가진다. 연결 지지판(264)은 상기 제1편심축(263)과 고정 결합된 강체판으로서, 상기 전체 노즐 스핀들(120)들에 대응된다. 스핀들측 크랭크 암(266)은 상기 노즐 스핀들(120) 각각과 결합되는 것으로, 상기 제1편심축(263)과 동일하게 편심된 제2편심축(267)을 가지고 상기 연결 지지판(264)과 고정 결합된다. 따라서 스핀들 회전용 모터(261)가 회전하게 되면, 상기 모터 회전축과 편심된 정도만큼 연결 지지판(264)이 회전하게 되고, 상기 연결 지지판(264)과 결합된 제2편심축(267)도 연결 지지판(264)과 동일하게 회전하게 된다. 그러면 상기 제2편심축(267)과 편심을 가진 복수의 스핀들측 크랭크 암(266)들이 자전하게 되고, 이 각각의 스핀들 크랭크 암과 고정 결합된 노즐 스핀들(120)들이 회전하게 된다.
즉, 본 발명에 의하면 하나의 스핀들 회전용 모터(261)를 사용하여 복수의 노즐 스핀들(120)들을 동시에 회전시킬 수 있음으로써 제작 비용이 감소하고, 총 사이즈가 감소하고, 헤드 어셈블리가 경량화 된다. 이와 더불어 스핀들 회전용 모터(261)가 직접적으로 노즐 스핀들(120)과 결합되도록 함으로써, 백래쉬 등의 문제점이 발생하지 않게 되어서 고정도의 작업이 가능하게 된다. 이 효과는 복수의 노즐 스핀들 군(220G)들을 구비한 본 발명과 같이, 노즐 스핀들(120)의 수가 증가함 에 따라서 더욱 커지게 된다.
한편, 상기 노즐 스핀들(120)측 크랭크 암은 상기 노즐 스핀들(120)의 상측 끝부와 결합되고, 상기 연결 지지판(264)은 상기 노즐 스핀들(120)들 상측에 배치되며, 상기 스핀들 회전용 모터(261)는 상기 연결 지지판(264) 상측에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 노즐 스핀들(120)의 측면에는 상기 선택 부재(130)와 접촉할 수 있도록 돌출된 선택 부재 접촉부(126)가 형성되며, 상기 승강 구동 기구(250)는 상기 스핀들 회전 구동 기구(260)와 간섭을 일으키지 않도록 배치될 수 있다.
상기와 같은 구조를 가진 본 발명에 의하면, 승강 구동용 모터, 수평 구동용 모터 및 선택 부재를 사용하여 노즐 스핀들 군에 구비된 노즐 스핀들 중 적어도 하나를 선택하여 승, 하강 시킬 수 있음으로써, 상기 노즐 스핀들을 하강시키는 노즐 승강 기구가 간단하여지고, 작은 수의 구성 부품이 사용되어 진다. 이로 인하여 헤드 어셈블리가 경량화되고, 사이즈가 감소하고, 제작 비용이 감소하며, 고속 이동이 가능하게 된다.
또한, 하나의 모터와, 강체 편심을 이용하여 노즐 스핀들들을 회전시킴으로써, 헤드 어셈블리가 경량화되고, 사이즈가 감소하고, 제작 비용이 감소하며, 고속 이동이 가능한 동시에 백래쉬가 발생하지 않게 된다.
또한, 본 발명은, 총 중량 및 사이즈가 감소하게 됨으로써 보다 많은 노즐 스핀들을 구비할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (22)

  1. 복수의 스핀들 수용홀들이 형성된 고정 하우징;
    전자 부품을 픽업 및 실장하는 노즐과 결합되고, 상기 스핀들 수용홀에 승강 가능하도록 삽입된 노즐 스핀들들;
    상기 노즐 스핀들들 중 적어도 하나를 선택하고, 상기 선택된 노즐 스핀들을 승강하는 선택 부재;
    상기 선택 부재를 수평 이동시켜서, 상기 선택될 노즐 스핀들을 변경하는 수평 구동 기구; 및
    상기 선택 부재를 승강하는 승강 구동 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평 구동 기구는 상기 선택 부재를 일정 각도로 회전시켜서, 상기 승강할 적어도 하나의 노즐 스핀들을 선택하도록 하는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 노즐 스핀들들은 하나의 중심축을 기준으로 동일한 원주상에 배치되고,
    상기 선택 부재는 상기 중심축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 부 품 실장기용 헤드 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐 스핀들들은 적어도, 전방에 나란히 배치된 두개의 전방 노즐 스핀들들과, 후방에 나란히 배치된 두개의 후방 노즐 스핀들들을 구비하고,
    상기 수평 구동 기구는, 상기 선택 부재가 각각의 노즐 스핀들을 개별적으로 선택하도록 할 수도 있고, 상기 전방 노즐 스핀들들을 동시에 선택하도록 할 수도 있으며, 상기 후방 노즐 스핀들들을 동시에 선택하도록 할 수도 있는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수평 구동 기구는, 상기 스핀들 수용홀들을 연결하는 가상선들로 이루어진 다각형의 중심을 기준으로 하여 상기 선택 부재를 회전시키는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 전방에 배치되고 서로 인접한 노즐 스핀들들 간은, 픽업할 전자 부품을 공급하며 나란히 배치된 인접 부품 공급부들 간의 정수배이고,
    상기 후방에 배치되고 서로 인접한 노즐 스핀들들 간은, 상기 나란히 배치된 부품 공급부들 간의 정수배인 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 부재는:
    상기 수평 구동 기구 및 승강 구동 기구의 구동에 따라 수평 이동 및 승강하도록, 이들과 각각 결합된 결합부와;
    상기 결합부로부터 돌출 형성된 것으로, 이웃하는 노즐 스핀들들을 동시에 선택할 수도 있고, 하나의 노즐 스핀들을 하나만 선택할 수도 있는 형상을 가지는 스핀들 접촉부를 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 승강 구동 기구는, 승강 구동용 모터와, 상기 선택 부재의 결합부가 회전 가능하게 결합된 선택 부재 고정부를 구비하며 상기 승강 구동용 모터에 구동에 따라서 승, 하강하는 승강 부재를 구비하고,
    상기 수평 구동 기구는, 수평 구동용 모터와, 상기 수평 구동용 모터의 모터 축과 연결되며 상기 선택 부재의 결합부가 승강 가능하도록 결합된 연결 축을 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 승강 부재의 선택 부재 고정부에는, 상기 선택 부재의 결합부가 삽입되는 삽입 홀이 형성되고,
    상기 선택 부재의 결합부에는, 상기 수평 구동 기구의 연결 축이 삽입되는 관통 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평 구동 기구는, 수평 구동용 모터와, 상기 수평 구동용 모터의 모터 축과 연결되며 상기 승강 구동 기구의 구동에 따라 상기 선택 부재가 승강 가능하도록 결합되는 연결 축을 구비하고,
    상기 승강 구동 기구는, 승강 구동용 모터와, 상기 승강 구동용 모터에 구동에 따라서 승, 하강하며 상기 선택 부재가 회전 가능하게 결합된 선택 부재 고정부를 구비하는 승강 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐 스핀들들이 서로 연동하여 회전하도록 구동하는 스핀들 회전 구동 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 스핀들 회전 구동 기구는:
    스핀들 회전용 모터와;
    상기 스핀들 회전용 모터와 결합된 것으로 상기 스핀들 회전용 모터의 회전 축과 편심된 제1편심축을 가진 모터측 크랭크 암과;
    상기 제1편심축과 고정 결합된 강체판으로서, 상기 전체 노즐 스핀들들에 대응되는 연결 지지판과;
    상기 노즐 스핀들 각각과 결합되는 것으로, 상기 제1편심축과 동일하게 편심된 제2편심축을 가지고 상기 연결 지지판과 고정 결합된 스핀들측 크랭크 암을 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  13. 복수의 스핀들 수용홀들로 이루어진 단위 스핀들 수용홀 군이 복수개 형성된 고정 하우징;
    전자 부품을 픽업 및 실장하는 노즐과 결합되며 상기 스핀들 수용홀에 삽입된 복수의 노즐 스핀들들로서, 상기 스핀들 수용홀 군에 대응하여 배치된 복수의 노즐 스핀들 군들;
    상기 노즐 스핀들 군에 대응하여 하나씩 배치된 것으로, 상기 하나의 노즐 스핀들 군에 포함된 노즐 스핀들들 중 적어도 하나를 선택하고, 승강하면서 상기 선택된 노즐 스핀들을 승, 하강하는 복수의 선택 부재들;
    상기 선택 부재를 수평 이동시켜서 상기 선택되는 노즐 스핀들을 변경하는 복수의 수평 구동 기구들; 및
    상기 선택 부재들을 동시에 승강시키는 승강 구동 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 수평 구동 기구는, 상기 선택 부재 어떤 노즐 스핀들도 선택하지 않지 않도록 구동할 수 있는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 하나의 노즐 스핀들 군은 적어도, 전방 및 후방에 각각 두 개씩 형성된 노즐 스핀들들을 구비하고,
    상기 수평 구동부는, 상기 선택 부재가 각각의 노즐 스핀들을 개별적으로 선택할 수 있는 제1위치와, 상기 선택 부재가 상기 하나의 노즐 스핀들도 선택하지 않는 제2위치와, 상기 선택 부재가 상기 전방에 배치된 적어도 두 개의 노즐 스핀들들을 동시에 선택할 수 있는 제3위치와, 상기 선택 부재가 상기 후방에 배치된 두 개의 노즐 스핀들들을 동시에 선택할 수 있는 제4위치에 위치할 수 있는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 전방에 배치된 노즐 스핀들과 상기 전방 노즐 스핀들의 직 후방에 배치된 후방 노즐 스핀들 사이 중 적어도 하나는, 상기 선택 부재가 상기 전, 후방 노즐 스핀들 중 어느 하나도 선택할 수 없도록 이격 되어 있고,
    상기 제2위치는, 상기 선택 부재는 상기 전방 노즐 스핀들 및 후방 노즐 스핀들 사이에 위치하는 경우에 해당하는 위치인 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 하나의 노즐 스핀들 군에서 전방에 배치되고 서로 인접한 노즐 스핀들들 간은, 픽업 예정인 전자 부품을 공급하며 나란히 인접 배치된 부품 공급부들 사이의 정수배의 간격을 가지고,
    상기 하나의 노즐 스핀들 군에서 후방에 배치되고 서로 인접한 노즐 스핀들들 간은, 상기 나란히 인접 배치된 부품 공급부들 사이의 정수배의 간격을 가지고 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 서로 인접하는 노즐 스핀들 군들에 포함되고, 서로 인접하게 전방에 배치된 노즐 스핀들들 사이는, 픽업 예정인 전자 부품을 공급하며 나란히 인접 배치된 부품 공급부들 사이의 정수배의 간격을 가지고,
    상기 서로 인접하는 노즐 스핀들 군들에 포함되고, 서로 인접하게 후방에 배치된 노즐 스핀들들 사이는, 상기 나란히 인접 배치된 부품 공급부들 사이의 정수배의 간격을 가지는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 선택 부재는:
    상기 수평 구동 기구 및 승강 구동 기구의 구동에 따라 수평 이동 및 승강하도록, 상기 수평 구동 기구 및 승강 구동 기구와 각각 결합된 결합부와;
    상기 결합부로부터 돌출 형성된 것으로, 이웃하는 노즐 스핀들들을 동시에 선택할 수도 있고, 하나의 노즐 스핀들을 하나만 선택할 수 있는 형상을 가지는 스핀들 접촉부를 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 승강 구동 기구는, 승강 구동용 모터와, 상기 선택 부재의 결합부가 회전 가능하게 결합된 선택 부재 고정부를 구비하여 상기 승강 구동용 모터에 구동에 따라서 승하강하는 승강 부재를 구비하고,
    상기 수평 구동 기구는, 수평 구동용 모터와, 상기 수평 구동용 모터의 모터 축과 연결되며 상기 선택 부재의 결합부가 승강 가능하도록 결합된 연결 축을 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 승강 부재의 선택 부재 고정부에는, 상기 선택 부재들 각각의 결합부가 삽입되는 복수의 삽입 홀들이 형성되고,
    상기 선택 부재의 결합부에는, 상기 수평 구동 기구의 연결 축이 삽입되는 관통 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 고정 하우징은, 상기 스핀들 수용홀들이 형성된 스핀들 수용부와, 상기 스핀들 수용부 외측에 배치된 것으로 상하에 걸쳐 형성된 모터 수용부를 구비하고,
    상기 승강 구동용 모터는 보이스 코일 모터로서, 상기 모터 수용부에 상하에 걸쳐서 배치되는 것을 특징으로 하는 부품 실장기용 헤드 어셈블리.
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