KR20150015452A

KR20150015452A - 부품 삽입 조립 장치

Info

Publication number: KR20150015452A
Application number: KR1020147030320A
Authority: KR
Inventors: 사토루 오츠보
Original assignee: 후지 기카이 세이조 가부시키가이샤
Priority date: 2012-06-06
Filing date: 2012-06-06
Publication date: 2015-02-10
Also published as: EP2861049A1; WO2013183123A1; KR101866179B1; JP6012116B2; JPWO2013183123A1; CN104335692B; EP2861049A4; CN104335692A; EP2861049B1

Abstract

클램프 해제 동작 시에 척 장치(10)의 클램프 갈고리(51)가 인접하는 앞의 장착 부품과 간섭하지 않도록 클램프 갈고리(51)의 열림량을 최소량 또는 그 부근으로 설정한다. 부품(50)의 리드(52)를 클램프 갈고리(51)로 클램프하여 이 리드(52)의 하단을 기판(53)의 구멍(54)에 끼워 넣은 후, 이 클램프 갈고리(51)를 클램프 해제 동작시키고 나서, 척 장치(10)를 이 클램프 갈고리(51)의 클램프 해제 동작 방향과는 직각인 방향에서 부품(50)으로부터 떨어지는 방향으로 이동시킴으로써, 이 클램프 갈고리(51)를 상승 시에 부품(50)과 간섭하지 않는 퇴피 위치로 이동시키고 나서, 푸셔부(55)를 푸쉬 동작시켜서 이 부품(50)의 리드(52)를 이 기판(53)의 구멍(54)에 압입한 후, 이 척 장치(10)를 상승시킨다.

Description

부품 삽입 조립 장치{COMPONENT INSERTION ASSEMBLY DEVICE}

본 발명은 부품을 파지(클램프(clamp))하여 이 부품의 하향 돌기부를 대상물의 구멍에 압입하는 척(chuck) 장치를 구비한 부품 삽입 조립 장치에 관한 발명이다.

이런 종류의 척 장치를 구비한 부품 삽입 조립 장치의 공지예로서는, 특허문헌 1(일본국 특허공개 제1988－236400호 공보), 특허문헌 2(일본국 특허공개 제1994－252594호 공보)에 기재된 것이 있다. 이들 특허문헌 1, 2에 기재된 척 장치는 압축 에어로 개폐 동작하는 한 쌍의 클램프 갈고리(clamp nail)를 설치함과 아울러, 한 쌍의 클램프 갈고리의 사이에 상하 움직임 가능하게 설치된 푸셔(pusher)(로드)를 스프링력으로 하방으로 부세하고, 한 쌍의 클램프 갈고리로 부품을 집어서 클램프하는 경우에, 푸셔의 하단을 부품의 상면에 맞닿게 하여 척 장치를 소정량 하강시킴으로써, 푸셔를 스프링력에 저항하여 밀어 올린 상태로 한 쌍의 클램프 갈고리로 부품을 클램프한 후, 이 척 장치를 기판의 상방으로 이동시켜 부품의 핀을 기판의 구멍에 위치를 맞추어서 클램프 갈고리를 개방(클램프 해제)함으로써, 스프링력으로 하방으로 부세된 푸셔에 의해 부품의 핀을 기판의 구멍에 압입하도록 하고 있다.

일본국 특허공개 제1988－236400호 공보 일본국 특허공개 제1994－252594호 공보

상기 구성에서는, 클램프 갈고리를 개방(클램프 해제)하여 푸셔로 부품의 핀을 기판의 구멍에 압입한 후, 척 장치를 상승시키지만, 이 상승 시에 클램프 갈고리가 부품과 간섭(충돌)하지 않도록 클램프 갈고리를 이 부품의 폭보다도 크게 개방하도록 하고 있다. 이 때문에, 먼저 장착한 부품과의 간격을 좁혀서 다음 부품을 장착하는 경우에, 클램프 해제 동작 시에 클램프 갈고리가 인접하는 앞의 장착 부품과 간섭하여 불량이 발생할 가능성이 있다. 이 때문에, 클램프 해제 동작 시에 클램프 갈고리가 인접하는 앞의 장착 부품과 간섭하지 않도록 부품 간격을 띄울 필요가 있고, 부품의 고밀도 실장화(부품 간격의 축소)에 대응할 수가 없다.

그래서, 본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 부품 간격을 좁혀서 장착할 수 있는 척 장치를 구비한 부품 삽입 조립 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 부품을 파지하여 이 부품의 하향 돌기부를 대상물의 구멍에 압입하는 척 장치를 구비한 부품 삽입 조립 장치에 있어서, 상기 척 장치는 상기 부품의 하향 돌기부를 클램프하는 클램프부와, 상기 부품의 하향 돌기부를 상기 대상물의 구멍에 압입하는 푸셔부와, 상기 클램프부와 상기 푸셔부를 각각 구동하는 2개의 에어 실린더부를 구비하고, 상기 부품 삽입 조립 장치는 상기 척 장치를 수평 방향 및 상하 방향으로 이동시키는 이동 기구와, 상기 2개의 에어 실린더부를 제어하여 상기 클램프부의 클램프 동작/클램프 해제 동작 및 상기 푸셔부의 푸쉬 동작을 제어함과 아울러 상기 이동 기구를 제어하여 상기 척 장치의 수평 방향 및 상하 방향의 이동을 제어하는 제어장치를 구비하고, 상기 클램프부의 클램프 해제 동작 시의 열림량은, 인접하는 앞의 장착 부품과 간섭하지 않도록 설정되고, 상기 제어장치는 상기 부품의 하향 돌기부를 상기 클램프부로 클램프하여 이 돌기부의 하단을 대상물의 구멍에 끼워 넣은 후, 이 클램프부를 클램프 해제 동작시키고 나서, 상기 척 장치를 이 클램프부의 클램프 해제 동작 방향과는 직각인 방향에서 이 부품으로부터 떨어지는 방향으로 이동시킴으로써, 이 클램프부의 상승 시에 이 부품과 간섭하지 않는 위치로 이동시키고, 또한 상기 푸셔부를 이 부품의 상방 위치로 이동시킨 후, 이 푸셔부를 하방으로 푸쉬 동작시켜 이 부품의 하향 돌기부를 이 대상물의 구멍에 압입한 후, 이 척 장치를 상승시켜 이 클램프부 및 이 푸셔부를 이 부품보다 높은 위치로 상승시키는 것을 특징으로 한다.

요컨대, 본 발명은 클램프 해제 동작 시에 클램프부가 인접하는 앞의 장착 부품과 간섭하지 않도록 클램프부의 열림량을 최소량 또는 그 부근으로 설정하고, 클램프 해제 동작 후에 척 장치를 이 클램프부의 클램프 해제 동작 방향과는 직각인 방향에서 이 부품으로부터 떨어지는 방향으로 이동시킴으로써, 이 클램프부를 상승 시에 부품과 간섭하지 않는 위치로 이동시키고 나서, 푸셔부를 푸쉬 동작시켜서 이 부품의 하향 돌기부를 이 대상물의 구멍에 압입한 후, 이 척 장치를 상승시키도록 하였으므로, 먼저 장착한 부품과의 간격을 좁혀서 다음 부품을 장착하는 경우에서도, 클램프 해제 동작 시에 클램프부가 인접하는 앞의 장착 부품과 간섭하는 것을 회피할 수 있고, 또한, 클램프부의 열림량을 작게 하여 푸쉬 동작할 수 있기 때문에, 푸쉬 동작 시에 클램프부가 인접하는 앞의 장착 부품과 간섭하는 것을 회피할 수가 있다. 이에 의해, 부품 간격을 좁혀서 장착하는 것이 가능하게 되고, 부품의 고밀도 실장화(부품 간격의 축소)에 대응할 수가 있다.

이 경우, 척 장치의 클램프부를 그 하측 부분이 푸셔부 측으로 굴곡된 L자 형상으로 형성하고, 푸셔부를 상기 클램프부의 선단의 위치로부터 이 클램프부의 클램프 해제 동작 방향과는 직각인 방향으로 떨어진 위치에 배치하도록 하면 좋다. 이와 같이, 클램프부를 그 하측 부분이 푸셔부 측으로 굴곡된 L자 형상으로 형성하면, 클램프 동작 시에 클램프부 중의 푸셔부 측으로 굴곡된 하측 부분만을 부품의 하측으로 이동시켜서 이 부품의 하향 돌기부를 클램프할 수가 있어, 비교적 작은 부품에서도 그 돌기부를 클램프할 수가 있다.

본 발명은, 부품 실장기, 부품 삽입기, 조립기 등의 어느 것에도 적용 가능하지만, 부품 실장기에 적용하는 경우는 척 장치를 이동 기구에 설치된 장착 헤드에 대하여, 부품을 흡착하는 흡착 노즐과 교체 가능하게 보유하고, 또한 이 장착 헤드의 에어 공급로를 통해 상기 2개의 에어 실린더부에 에어 압력이 공급되도록 구성하면 좋다. 이와 같이 하면, 척 장치가 필요하게 되는 생산에서만 부품 실장기의 장착 헤드에 척 장치를 보유시켜서 사용하고, 한편, 척 장치를 필요로 하지 않는 생산에서는 부품 실장기의 장착 헤드로부터 척 장치를 떼어내어서 흡착 노즐로 교체해서 사용할 수가 있어서, 공통의 장착 헤드를 척 장치와 흡착 노즐로 효율 좋게 사용할 수 있다. 또한, 흡착 노즐의 부품 흡착 동작과 해방 동작을 전환하기 위해서 부품 실장기 측에 설치된 에어 압력의 에어 압력 전환 기능을 이용하여, 척 장치의 2개의 에어 실린더부에 공급하는 에어 압력을 전환하여 클램프부와 푸셔부의 양쪽을 구동할 수 있기 때문에, 척 장치 자체에는 전용의 에어 압력 전환 기능을 설치할 필요가 없고, 척 장치의 구성을 간단화할 수 있는 이점도 있다.

또한, 장착 헤드의 에어 공급로를 통해 2개의 에어 실린더부에 대하여, 부압을 공급했을 때에 푸셔부가 압입 해제 위치에 대기한 상태로 클램프부가 클램프 방향으로 구동되고, 대기압을 공급했을 때에 클램프부가 클램프 해제 방향으로 구동되고, 정압을 공급했을 때에 푸셔부가 압입 방향으로 구동되도록 구성하면 좋다. 이와 같이 하면, 흡착 노즐의 부품 흡착 동작/해방 동작을 제어하는 에어 압력 전환 기능에 의해 클램프부의 클램프 동작/해제 동작 및 푸셔부의 압입 동작을 제어하는 것이 가능하게 되어, 척 장치의 각 동작의 제어도 용이하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 부품 실장기의 장착 헤드에 척 장치를 보유시킨 상태를 부분적으로 파단하여 표시하는 도이다.
도 2(a)는 클램프 동작 시의 척 장치의 종단 정면도, 도 2(b)는 클램프 해제 동작 시의 척 장치의 종단 정면도이다.
도 3은 부품의 리드를 클램프 갈고리로 클램프하여 이송할 때의 상태를 나타내는 척 장치의 종단 측면도이다.
도 4는 클램프 갈고리로 클램프한 리드의 하단을 기판의 구멍에 끼워 넣을 때의 상태를 나타내는 척 장치의 종단 측면도이다.
도 5는 클램프 해제 동작 후에 척 장치를 클램프 해제 동작 방향과는 직각인 방향으로 수평 이동시켰을 때의 상태를 나타내는 척 장치의 종단 측면도이다.
도 6은 푸셔부를 하방으로 푸쉬 동작시켜 부품의 리드를 기판의 구멍에 압입했을 때의 상태를 나타내는 척 장치의 종단 측면도이다.
도 7은 푸쉬 동작 후에 척 장치를 상승시켰을 때의 상태를 나타내는 척 장치의 종단 측면도이다.
도 8은 부품 실장기의 제어계의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 부품 리드 삽입 조립 제어 프로그램의 처리 흐름을 나타내는 플로차트이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 부품 실장기에 적용하여 구체화한 일 실시예를 설명한다.

우선, 도 1에 기초하여 척 장치(10)를 착탈 가능하게 보유하는 부품 실장기의 장착 헤드(11) 측의 구성을 설명한다.

장착 헤드(11)를 지지하는 이동 기구(12)는 X 방향(기판 반송 방향) 및 Y 방향(기판 반송 방향과 직각인 방향)으로 이동하는 XY 방향 이동 기구(13)와, Z 방향(상하 방향)으로 이동하는 Z 방향 이동 기구(14)로 구성되어 있다.

XY 방향 이동 기구(13)는 X 방향으로 이동하는 X 슬라이드(도시하지 않음) 상에, Y 방향으로 이동하는 Y 슬라이드(15)를 설치한 구성이고, Y 슬라이드(15)에 지지 부재(16)를 통해서 통 형상 회전 부재(17)가 Z축부(18)(후술하는 에어 공급 파이프(25)의 중심)의 주위를 회전 가능하게 지지되어 있다. 통 형상 회전 부재(17) 내에는 중공의 Z축부(18)가 Z 방향으로 이동 가능하게 스플라인(spline) 감합되고, Z축부(18)의 하단에 장착 헤드(11)가 동심상(同心狀)으로 설치되어 있다.

Z축부(18)는 통 형상 회전 부재(17)로부터 상방으로 돌출하고, 이 Z축부(18)의 상단부가 Z 방향 이동 기구(14)의 승강 부재(21)에 회전 가능하게 지지되어 있다. Z 방향 이동 기구(14)는 Z축 모터(도시하지 않음)에 의해 회전 구동되는 볼나사(22)와, 이 볼나사(22)의 회전에 의해 Z 방향으로 이동하는 너트 부재(23)로 구성되고, 이 너트 부재(23)에 승강 부재(21)가 고정되어 있다.

중공의 Z축부(18)의 내부에는, 에어 공급 파이프(25)가 동심상으로 설치되고, 이 에어 공급 파이프(25)의 내부 공간이 정압/대기압/부압 겸용의 에어 공급로(26)로서 사용되고, 이 에어 공급 파이프(25)의 외주면과 Z축부(18)의 내주면과의 사이에 형성된 원환상(圓環狀)의 극간(隙間)이 부압 전용의 에어 공급로(27)로서 사용되도록 되어 있다. 에어 공급 파이프(25)의 상단부가 Z 방향 이동 기구(14)의 승강 부재(21)에 회전 가능하게 지지되고, 승강 부재(21)의 Z 방향의 이동에 의해 에어 공급 파이프(25)와 Z축부(18)가 일체적으로 Z 방향으로 이동하게 되어 있다.

통 형상 회전 부재(17)의 외주부에는 헤드 회전 장치(28)의 기어(29)가 설치되고, 이 기어(29)를 모터(도시하지 않음)에 의해 회전시킴으로써, 통 형상 회전 부재(17)가 회전하고, 이것과 일체적으로 Z축부(18), 에어 공급 파이프(25) 및 장착 헤드(11)가 회전하게 되어 있다.

승강 부재(21)에는 에어 공급 파이프(25)의 외주면을 따라 원환상의 에어 도입홈(31)이 형성되어 있음과 아울러, 이 승강 부재(21)의 외주면으로부터 에어 도입홈(31)으로 뻗은 에어 도입 포트(32)가 형성되고, 이 에어 도입 포트(32)에는 유로 전환 밸브(33)를 통해 정압원(34)과 부압원(35)과 대기압 개방구(도시하지 않음)가 선택적으로 접속되도록 구성되어 있다. 에어 공급 파이프(25) 중의 원환상의 에어 도입홈(31)에 대향하는 부분에는, 직경 방향으로 관통하는 연통 구멍(36)이 형성되고, 정압원(34) 또는 부압원(35) 또는 대기압 개방구로부터 유로 전환 밸브(33)를 통해 에어 도입 포트(32)에 도입된 정압, 대기압 또는 부압의 에어가 에어 도입홈(31)으로부터 연통 구멍(36)을 통해 에어 공급 파이프(25) 내의 정압/대기압/부압 겸용의 에어 공급로(26)에 공급되도록 되어 있다. 또한, 정압원(34)은 블로어(blower) 또는 컴프레서(compressor) 등에 의해 구성되고 부압원(35)은 부압 펌프 등에 의해 구성되어 있다.

또, 승강 부재(21)에는 Z축부(18)의 외주면을 따라 원환상의 에어 도입홈(39)이 형성되어 있음과 아울러, 이 승강 부재(21)의 외주면으로부터 에어 도입홈(39)으로 뻗은 에어 도입 포트(40)가 형성되고, 이 에어 도입 포트(40)에는 전자기 밸브(41)를 통해 부압원(35)이 접속되어 있다. 전자기 밸브(41)는 부압원(35)으로부터 공급되는 부압을 에어 도입 포트(40)에 도입하는 위치와 에어 도입 포트(40)를 대기에 개방하는 위치로 전환 가능하게 되어 있다.

Z축부(18) 중의 원환상의 에어 도입홈(39)에 노출되는 부분에는, 직경 방향으로 관통하는 연통 구멍(42)이 형성되고, 부압원(35)으로부터 전자기 밸브(41)를 통해 에어 도입 포트(40)에 도입된 부압이 에어 도입홈(39)으로부터 연통 구멍(42)을 통해 Z축부(18) 내의 에어 공급로(27)에 공급되도록 되어 있다.

Z축부(18)의 하단에 지지된 장착 헤드(11)에는 에어 공급로(27)와 연통로(44)를 통해 연통하는 흡착용 부압실(45)이 하면 측으로 개구되도록 형성되고, 이 흡착용 부압실(45)에 공급되는 부압에 의해 척 장치(10)의 상단면(또는 흡착 노즐의 상단면)을 흡착하여 유지하게 되어 있다.

척 장치(10)를 장착 헤드(11)에 유지시키는 경우는, 부품 실장기의 이동 기구(12)에 의해 장착 헤드(11)를 척 장치(10)의 상방으로 이동시킴과 아울러, 부압원(35)의 전자기 밸브(41)를 부압 도입 위치로 전환하여, 부압원(35)으로부터 에어 공급로(27)를 통해 장착 헤드(11)의 흡착용 부압실(45)에 부압을 공급하면서, 장착 헤드(11)의 하면을 척 장치(10)의 상면에 맞닿게 한다. 이에 의해, 장착 헤드(11)의 하면에 척 장치(10)가 부압에 의해 흡착 유지된 상태로 된다. 한편, 장착 헤드(11)로부터 척 장치(10)를 떼어내는 경우는, 전자기 밸브(41)를 대기압 도입 위치로 전환하여, 흡착용 부압실(45)에 대기압을 도입함으로써, 척 장치(10)의 흡착을 해제한다.

한편, 에어 공급 파이프(25) 내의 정압/대기압/부압 겸용의 에어 공급로(26)의 하단은, 장착 헤드(11)의 하면에 개구되고, 이 에어 공급로(26)의 하단으로부터 척 장치(10)(또는 흡착 노즐)의 상면 벽의 에어 공급구(도시하지 않음)에 정압/대기압/부압의 에어가 공급되도록 되어 있다.

다음으로, 도 2 내지 도 7을 이용하여 척 장치(10)의 구성을 설명한다. 척 장치(10)는 부품(50)의 리드(lead)(52)(돌기부)를 클램프하는 한 쌍의 클램프 갈고리(51)(클램프부)와, 이 부품(50)의 리드(52)를 기판(53)(대상물)의 구멍(54)에 압입하는 푸셔부(55)와, 클램프 갈고리(51)를 구동하는 클램프용 에어 실린더부(57)와, 푸셔부(55)를 구동하는 푸셔용 에어 실린더부(58)를 구비한 구성으로 되어 있다.

한 쌍의 클램프 갈고리(51)는 축(60)을 지점으로 해서 하향 상태로 개폐 회동 가능하게 지지되고, 각 클램프 갈고리(51)의 상부에는 서로 상대측으로 돌출하는 암부(61)가 일체로 형성되어 있다. 이에 의해, 암부(61)를 하방으로 회동시키면, 클램프 갈고리(51)가 열림 방향(클램프 해제 방향)으로 회동하게 되어 있다.

각 클램프 갈고리(51)의 암부(61)의 선단부는 각각 링크 부재(62)를 통해 승강 부재(63)와 로드(65)가 일체적으로 상하로 움직이도록 되어 있다. 이 로드(65)의 상부에 클램프용 에어 실린더부(57)의 피스톤(67)이 고정되어 있다.

클램프용 에어 실린더부(57)의 피스톤(67)의 상방에는, 압력실(76)이 형성되고, 이 압력실(76)에는 피스톤(67)을 하방(클램프 해제 방향)으로 부세하는 스프링(77)이 수용되어 있다. 클램프용 에어 실린더부(57)의 압력실(76)의 천장 벽에는, 장착 헤드(11) 측의 정압/대기압/부압 겸용의 에어 공급로(26)와 연통하는 에어 공급구(도시하지 않음)가 형성되고, 장착 헤드(11) 측의 정압/대기압/부압 겸용의 에어 공급로(26)로부터 정압/대기압/부압의 에어가 척 장치(10)의 상면 벽의 에어 공급구를 통해 압력실(76)로 공급되도록 되어 있다.

도 3에 나타내듯이, 한 쌍의 클램프 갈고리(51)의 하측 부분은 각각 푸셔부(55) 측으로 굴곡된 L자 형상으로 형성되고, 갈고리 선두부(51a)가 거의 수평으로 푸셔부(55) 측으로 뻗어 있다. 클램프 갈고리(51)의 클램프 해제 동작 시의 열림량은, 인접하는 앞의 장착 부품과 간섭하지 않도록 최소량 또는 그보다 약간 큰 양으로 설정되어 있다. 또, 클램프 갈고리(51)와 푸셔부(55)와의 위치 관계는, 푸셔부(55)가 클램프 갈고리(51)의 갈고리 선두부(51a)의 선단 위치로부터 이 클램프 갈고리(51)의 클램프 해제 동작 방향과는 직각 방향으로 소정량(예를 들면 클램프하는 부품(50)의 폭보다도 조금 작은 양 또는 이 부품(50)의 폭과 동일한 정도)만큼 떨어진 위치에 배치되어 있다.

척 장치(10)의 클램프 갈고리(51)로 부품(50)의 리드(52)를 집는 클램프 동작을 행하는 경우는, 유로 전환 밸브(33)를 부압원(35) 측으로 전환하여, 장착 헤드(11) 측의 정압/대기압/부압 겸용의 에어 공급로(26)로부터 클램프용 에어 실린더부(57)의 압력실(76)에 부압을 공급한다. 이에 의해, 도 2(a)에 나타내듯이, 피스톤(67)이 스프링(77)의 스프링력에 저항하여 빨아 올려져서 로드(65)가 끌어 올려지고, 이와 일체적으로 승강 부재(63)가 끌어 올려진다. 이 승강 부재(63)의 끌어올림 동작에 의해, 링크 부재(62)를 통해 한 쌍의 클램프 갈고리(51)의 암부(61)가 축(60)을 지점으로 하여 끌어 올려짐으로써, 한 쌍의 클램프 갈고리(51)가 축(60)을 지점으로 하여 닫힘 방향(클램프 방향)으로 회동된다.

클램프 해제 동작을 행하는 경우는, 유로 전환 밸브(33)를 대기압 개방구 측으로 전환하여, 장착 헤드(11) 측의 정압/대기압/부압 겸용의 에어 공급로(26)에 공급하는 에어 압력을 부압으로부터 대기압으로 전환한다. 이에 의해, 에어 공급로(26)로부터 클램프용 에어 실린더부(57)의 압력실(76)로 대기압이 공급되어, 그때까지 피스톤(67)을 빨아올리고 있던 부압 흡인력이 없어지기 때문에, 도 2(b)에 나타내듯이, 스프링(77)의 스프링력에 의해 피스톤(67)이 로드(65)와 일체적으로 눌려져서, 승강 부재(63)가 눌려진다. 이 승강 부재(63)의 눌림 동작에 의해, 링크 부재(62)를 통해 한 쌍의 클램프 갈고리(51)의 암부(61)가 축(60)을 지점으로 하여 눌려지고, 이와 일체적으로 한 쌍의 클램프 갈고리(51)가 축(60)을 지점으로 하여 열림 방향(클램프 해제 방향)으로 회동된다. 전술한 바와 같이, 클램프 해제 동작 시의 클램프 갈고리(51)의 열림량은, 인접하는 앞의 장착 부품과 간섭하지 않도록 최소량 또는 그보다 약간 큰 양으로 설정되어 있다.

다음으로, 도 3 내지 도 7을 이용하여, 푸셔부(55)를 구동하는 푸셔용 에어 실린더부(58)의 구성을 설명한다.

푸셔용 에어 실린더부(58)의 피스톤(81)은 그 하측에 배치된 스프링(82)의 스프링력에 의해 상방(압입 해제 방향)으로 부세되어 있다. 피스톤(81)의 하면 중앙부에는 푸셔부(55)(로드)가 하방으로 돌출되도록 설치되어 있다.

푸셔용 에어 실린더부(58)의 피스톤(81)의 상방에는 압력실(84)이 형성되어 있다. 척 장치(10)의 상단면의 에어 공급구(도시하지 않음)와 압력실(84)의 천정 벽의 에어 도입구(85) 사이를 연통시키는 연통로(도시하지 않음)가 설치되고, 장착 헤드(11) 측의 정압/대기압/부압 겸용의 에어 공급로(26)를 통해 공급되는 정압/대기압/부압의 에어가 이 연통로를 통해 압력실(84)에 도입되도록 되어 있다.

척 장치(10)의 상단면의 에어 공급구는 클램프용 에어 실린더부(57)와 푸셔용 에어 실린더부(58)의 양쪽의 압력실(76, 84)에 에어를 공급하는 공통의 에어 공급구로 되어 있다. 이 때문에, 클램프 갈고리(51)의 클램프 해제 동작 시에 클램프용 에어 실린더부(57)의 압력실(76)에 대기압이 도입됨과 동시에, 푸셔용 에어 실린더부(58)의 압력실(84)에도 대기압이 도입되지만, 푸셔용 에어 실린더부(58)의 피스톤(81)은 스프링(82)의 스프링력에 의해 상한(上限) 위치에 유지되고, 푸셔부(55)도 상한 위치에 유지된다.

그 후, 푸셔부(55)의 압입 동작을 행하는 경우는, 유로 전환 밸브(33)를 정압원(34) 측으로 전환하여, 장착 헤드(11) 측의 정압/대기압/부압 겸용의 에어 공급로(26)에 공급하는 에어 압력을 정압으로 전환한다. 이에 의해, 장착 헤드(11) 측의 정압/대기압/부압 겸용의 에어 공급로(26)로부터 정압의 에어가 푸셔용 에어 실린더부(58)의 압력실(84)에 공급된다. 이에 의해, 도 6에 나타내듯이, 푸셔용 에어 실린더부(58)의 피스톤(81)이 스프링(82)의 스프링력에 저항하여 눌려지고, 이에 따라 푸셔부(55)가 하강하여 부품(50)의 리드(52)를 기판(53)의 구멍(54)에 압입한다.

이 푸셔부(55)의 압입 동작 시에는, 클램프용 에어 실린더부(57)의 압력실(76)에도 정압의 에어가 공급되지만, 정압의 에어 압력은 스프링(77)의 스프링력과 마찬가지로, 피스톤(67)의 눌림 방향(클램프 해제 방향)으로 작용하기 때문에, 클램프 갈고리(51)가 클램프 해제 상태로 유지된다.

부품 실장기의 제어장치(91)(도 8 참조)는 유로 전환 밸브(33)를 전환하여, 척 장치(10)의 2개의 에어 실린더부(57, 58)에 공급하는 에어 압력을 전환하여 클램프 갈고리(51)의 클램프 동작/클램프 해제 동작 및 푸셔부(55)의 푸쉬 동작을 제어함과 아울러, 이동 기구(12)(XY 방향 이동 기구(13) 및 Z 방향 이동 기구(14))를 제어하여 척 장치(10)의 수평 방향(XY 방향) 및 상하 방향(Z 방향)의 이동을 제어한다.

부품(50)의 리드(52)를 클램프하여 기판(53)의 구멍(54)에 압입하는 동작은, 제어장치(91)에 의해 도 9의 부품 리드 삽입 조립 제어 프로그램에 따라 제어된다. 이하, 도 9의 부품 리드 삽입 조립 제어 프로그램의 처리 내용을 설명한다.

우선, 단계 101에서, 유로 전환 밸브(33)를 부압원(35) 측으로 전환하여, 클램프용 에어 실린더부(57)의 압력실(76)에 부압을 공급함으로써, 도 3에 나타내듯이, 부품(50)의 리드(52)를 클램프 갈고리(51)로 클램프하여 기판(53)의 구멍(54)의 바로 위로 이송한다.

이 후, 단계 102로 진행하여, 이동 기구(12)를 제어하여 척 장치(10)를 수평 방향(XY 방향) 및 상하 방향(Z 방향)으로 적당히 이동시킴으로써, 도 4에 나타내듯이, 척 장치(10)의 클램프 갈고리(51)로 클램프한 부품(50)의 리드(52)의 하단을 기판(53)의 구멍(54)에 위치를 맞추어서 이 리드(52)의 하단을 기판(53)의 구멍(54)에 끼워 넣는다.

이 후, 단계 103으로 진행하여, 유로 전환 밸브(33)를 대기압 개방구 측으로 전환하여, 클램프용 에어 실린더부(57)의 압력실(76)에 대기압을 공급함으로써, 척 장치(10)의 클램프 갈고리(51)를 클램프 해제 동작시켜 부품(50)의 리드(52)의 클램프를 해제한다. 이 클램프 해제 동작 시의 클램프 갈고리(51)의 열림량은, 인접하는 앞의 장착 부품과 간섭하지 않도록 최소량 또는 그보다 약간 큰 양으로 설정되어 있다.

이 후, 단계 104로 진행하여, 이동 기구(12)를 제어하여, 도 5에 나타내듯이, 척 장치(10)를 클램프 갈고리(51)의 클램프 해제 동작 방향과는 직각인 방향에서 부품(50)으로부터 떨어지는 방향으로 수평 이동(퇴피 동작)시킴으로써, 이 클램프 갈고리(51)를 상승 시에 이 부품(50)과 간섭하지 않는 퇴피 위치로 수평 이동시키고, 또한 푸셔부(55)를 이 부품(50)의 바로 위의 위치로 수평 이동시킨다.

이 후, 단계 105로 진행하여, 유로 전환 밸브(33)를 정압원(34) 측으로 전환하여, 푸셔용 에어 실린더부(58)의 압력실(84)에 정압을 공급함으로써, 도 6에 나타내듯이, 푸셔부(55)를 하강시켜 부품(50)의 리드(52)를 기판(53)의 구멍(54)에 압입한다.

이 후, 단계 106으로 진행하여, 이동 기구(12)를 제어하여, 도 7에 나타내듯이, 척 장치(10)를 상승시켜 클램프 갈고리(51) 및 푸셔부(55)를 기판(53) 상의 부품(50)보다 높은 위치로 상승시킨다. 이 경우, 상기 단계 104의 퇴피 동작에 의해 클램프 갈고리(51)가 부품(50)과 간섭하지 않는 위치로 퇴피하고 있기 때문에, 척 장치(10)의 상승 시에 클램프 갈고리(51)가 부품(50)과 간섭하는 것이 회피된다.

또한, 척 장치(10)의 상승 시에 유로 전환 밸브(33)를 대기압 개방구 측으로 전환하여, 푸셔용 에어 실린더부(58)의 압력실(84)에 대기압을 공급함으로써, 푸셔부(55)를 상승시켜 푸쉬 동작을 해제한다. 이 경우, 클램프용 에어 실린더부(57)의 압력실(76)에도 대기압이 공급되지만, 스프링(77)의 스프링력에 의해 클램프 갈고리(51)는 클램프 해제 상태로 유지되고, 다음 부품의 클램프 동작에 대비한다.

이후, 상술한 단계 101~106의 동작을 반복함으로써, 부품(50)의 리드(52)를 클램프하여 기판(53)의 구멍(54)에 압입하는 동작을 반복한다.

이상 설명한 본 실시예에서는, 클램프 해제 동작 시에 척 장치(10)의 클램프 갈고리(51)가 인접하는 앞의 장착 부품과 간섭하지 않도록 클램프 갈고리(51)의 열림량을 최소량 또는 그보다 약간 큰 양으로 설정하고, 클램프 해제 동작 후에 척 장치(10)를 이 클램프 갈고리(51)의 클램프 해제 동작 방향과는 직각인 방향에서 부품(50)으로부터 떨어지는 방향으로 이동시킴으로써, 이 클램프 갈고리(51)를 상승 시에 부품(50)과 간섭하지 않는 퇴피 위치로 이동하고 나서, 푸셔부(55)를 푸쉬 동작시켜서 이 부품(50)의 리드(52)를 이 기판(53)의 구멍(54)에 압입한 후, 이 척 장치(10)를 상승시키도록 했기 때문에, 먼저 장착한 부품과의 간격을 좁혀서 다음 부품(50)을 장착하는 경우에도, 클램프 해제 동작 시에 클램프 갈고리(51)가 인접하는 앞의 장착 부품과 간섭하는 것을 회피할 수 있고, 또한 클램프 갈고리(51)의 열림량을 작게 하여 푸쉬 동작할 수 있기 때문에, 푸쉬 동작 시에 클램프 갈고리(51)가 인접하는 앞의 장착 부품과 간섭하는 것을 회피할 수가 있다. 이에 의해, 부품 간격을 좁혀서 장착할 수 있고, 부품의 고밀도 실장화(부품 간격의 축소)에 대응할 수 있다.

또, 본 실시예에서는, 척 장치(10)의 클램프 갈고리(51)의 하측 부분이 푸셔부(55) 측으로 굴곡된 L자 형상으로 형성되어 있기 때문에, 클램프 동작 시에 클램프 갈고리(51) 중의 푸셔부(55) 측으로 굴곡된 갈고리 선두부(51a)만을 부품(50)의 하측으로 이동시켜 이 부품(50)의 리드(52)를 클램프할 수가 있어, 비교적 작은 부품(50)에서도 그 리드(52)를 클램프할 수가 있다.

또, 본 실시예에서는, 부품 실장기의 장착 헤드(11)에 대하여 척 장치(10)를 흡착 노즐과 교체 가능하게 보유하도록 구성했으므로, 척 장치(10)가 필요하게 되는 생산에서만 부품 실장기의 장착 헤드(11)에 척 장치(10)를 보유시켜 사용하고, 한편, 척 장치(10)를 필요로 하지 않는 생산에서는 부품 실장기의 장착 헤드(11)로부터 척 장치(10)를 떼어내어 흡착 노즐로 교체하여 사용할 수가 있어, 공통의 장착 헤드(11)를 척 장치(10)와 흡착 노즐로 효율 좋게 사용할 수가 있다. 또한, 흡착 노즐의 부품 흡착 동작과 해방 동작을 전환하기 위하여 부품 실장기의 장착 헤드(11) 측에 설치된 에어 압력 전환 기능(유로 전환 밸브(33)와 전자기 밸브(41))을 사용하여, 척 장치(10)의 2개의 에어 실린더부(57, 58)에 공급하는 에어 압력을 전환하여 클램프 갈고리(51)와 푸셔부(55)의 양쪽을 구동할 수 있기 때문에, 척 장치(10) 자체에는 전용의 에어 압력 전환 기능을 설치할 필요가 없고, 척 장치(10)의 구성을 간단화할 수 있는 이점도 있다.

또한, 본 실시예에서는 장착 헤드(11)의 에어 공급로(26)를 통해 2개의 에어 실린더부(57, 58)에 대하여, 부압을 공급했을 때에 푸셔부(55)가 압입 해제 위치에 대기한 상태에서 클램프 갈고리(51)가 클램프 방향으로 구동되고, 대기압을 공급했을 때에 클램프 갈고리(51)가 클램프 해제 방향으로 구동되고, 정압을 공급했을 때에 푸셔부(55)가 압입 방향으로 구동되도록 구성했으므로, 흡착 노즐의 부품 흡착 동작/해방 동작과 같은 에어 압력의 변경에 의해 클램프 갈고리(51)의 클램프 동작/해제 동작 및 푸셔부(44)의 압입 동작을 실행하는 것이 가능하게 되고, 척 장치(10)의 각 동작의 제어도 용이하다.

또한, 본 발명의 적용 범위는 부품 실장기에 한정되지 않고, 부품 삽입기, 조립기 등에도 적용 가능하다.

그 외, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 예를 들면, 클램프 갈고리(51)의 형상이나 푸셔부(55)의 형상을 적당히 변경해도 좋은 등, 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경하여 실시할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

10…척 장치 11…장착 헤드
12…이동 기구 13 … XY 방향 이동 기구
14…Z 방향 이동 기구 18…Z축부
26…정압/대기압/부압 겸용의 에어 공급로
27…부압 전용의 에어 공급로
28…헤드 회전 장치 33…유로 전환 밸브
34…정압원 35…부압원
41…전자기 밸브 45…흡착용 부압실
50…부품 51…클램프 갈고리(클램프부)
51a…갈고리 선두부 52…리드(돌기부)
53…기판(대상물) 54…구멍
55…푸셔부 57…클램프용 에어 실린더부
58…푸셔용 에어 실린더부 61…암부
62…링크 부재 63…승강 부재
67…피스톤 76…압력실
77…스프링 81…피스톤
82…스프링 84…압력실
91…제어장치

Claims

부품을 파지하여 이 부품의 하향 돌기부를 대상물의 구멍에 압입하는 척 장치를 구비한 부품 삽입 조립 장치에 있어서,
상기 척 장치는 상기 부품의 하향 돌기부를 클램프하는 클램프부와, 이 부품의 하향 돌기부를 상기 대상물의 구멍에 압입하는 푸셔부와, 상기 클램프부와 상기 푸셔부를 각각 구동하는 2개의 에어 실린더부를 구비하고,
상기 부품 삽입 조립 장치는 상기 척 장치를 수평 방향 및 상하 방향으로 이동시키는 이동 기구와, 상기 2개의 에어 실린더부를 제어하여 상기 클램프부의 클램프 동작/클램프 해제 동작 및 상기 푸셔부의 푸쉬 동작을 제어함과 아울러 상기 이동 기구를 제어하여 상기 척 장치의 수평 방향 및 상하 방향의 이동을 제어하는 제어장치를 구비하고,
상기 클램프부의 클램프 해제 동작 시의 열림량은, 인접하는 앞의 장착 부품과 간섭하지 않도록 설정되고,
상기 제어장치는 상기 부품의 하향 돌기부를 상기 클램프부로 클램프하여 이 돌기부의 하단을 대상물의 구멍에 끼워 넣은 후, 이 클램프부를 클램프 해제 동작시키고 나서, 상기 척 장치를 이 클램프부의 클램프 해제 동작 방향과는 직각인 방향에서 이 부품으로부터 떨어지는 방향으로 이동시킴으로써, 이 클램프부의 상승 시에 이 부품과 간섭하지 않는 위치로 이동시키고, 또한 상기 푸셔부를 이 부품의 상방 위치로 이동시킨 후, 이 푸셔부를 하방으로 푸쉬 동작시켜 이 부품의 하향 돌기부를 이 대상물의 구멍에 압입한 후, 이 척 장치를 상승시켜 이 클램프부 및 이 푸셔부를 이 부품보다 높은 위치로 상승시키는 것을 특징으로 하는 부품 삽입 조립 장치.
제1항에 있어서,
상기 클램프부는 그 하측 부분이 상기 푸셔부 측으로 굴곡된 L자 형상으로 형성되고,
상기 푸셔부는 상기 클램프부의 선단의 위치로부터 이 클램프부의 클램프 해제 동작 방향과는 직각인 방향으로 떨어진 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 부품 삽입 조립 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
부품 실장기에 적용되고,
상기 척 장치는 상기 이동 기구에 설치된 장착 헤드에 대하여, 부품을 흡착하는 흡착 노즐과 교체 가능하게 보유되고, 또한 이 장착 헤드의 에어 공급로를 통해 상기 2개의 에어 실린더부에 에어 압력이 공급되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 부품 삽입 조립 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 장착 헤드의 에어 공급로를 통해 상기 2개의 에어 실린더부에 대하여, 부압을 공급했을 때에 상기 푸셔부가 압입 해제 위치에 대기한 상태로 상기 클램프부가 클램프 방향으로 구동되고, 대기압을 공급했을 때에 상기 클램프부가 클램프 해제 방향으로 구동되고, 정압을 공급했을 때에 상기 푸셔부가 압입 방향으로 구동되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 부품 삽입 조립 장치.