KR20160038668A - 부품 흡착 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 부품 공급부로부터 부품을 흡착하는 노즐과, 상기 노즐을 승강시키는 승강 수단과, 상기 노즐이 부품을 흡착하기 위한 음압을 공급하는 음압 공급 수단과, 부품을 흡착하기 위해 상기 노즐을 하강시킬 때 상기 하강시킨 노즐이 부품에 착지한 것을 검지하는 착지 검지 센서와, 상기 승강 수단 및 상기 음압 공급 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하고, 상기 제어 수단은, 첫번째 부품 흡착 시에 상기 노즐이 부품에 착지했을 때 상기 착지 검지 센서가 검지한 타이밍을 착지 타이밍으로 기억하여 다음 번 부품 흡착 시에는 상기 기억된 착지 타이밍에 기초하여 상기 음압 공급 수단의 동작 개시 타이밍을 설정하는 부품 흡착 헤드를 제공한다.

Description

부품 흡착 헤드{A component sucking head}

본 발명은, IC 칩 등의 부품(전자 부품)을 기판상에 실장하는 표면 실장기에 사용되는 부품 흡착 헤드에 관한 것이다.

일반적으로 표면 실장기는 부품 흡착 헤드를 부품 공급부의 상방으로 이동시키고, 거기에서 부품 흡착 헤드에 구비된 노즐을 하강상승시켜 노즐의 하단부에 부품을 진공 흡착하여 픽업하고, 그 다음 부품 흡착 헤드를 기판의 상방으로 이동시킨 후, 기판의 상방에서 재차 노즐에 하강상승 동작을 실행시켜 부품을 기판의 소정 좌표 위치에 실장하도록 구성되어 있다.

이러한 부품 흡착 헤드에서 노즐에 의한 부품의 진공 흡착은, 노즐에 대한 음압의 공급, 구체적으로는 음압 공급 수단의 동작에 의해 실현된다. 여기서, 음압 공급 수단이 밸브의 전환 등에 의해 그 동작(노즐에 음압을 공급하는 동작)을 개시하더라도 부품 흡착에 필요한 소정의 음압(예를 들면 85kPa 정도)을 공급할 수 있게 되려면 어느 정도의 시간(예를 들면 18ms 정도, 이하 「음압 준비 시간」이라고 한다.)을 필요로 한다. 따라서 노즐이 부품에 착지(터치)한 시점에서 음압 공급 수단의 동작을 개시시키면 음압 준비 시간만큼 기다릴 필요가 있어 택트 타임이 증가된다.

그래서 일본 공개특개공보 평8-298395호에서는, 노즐이 부품 흡착의 적정 위치에 위치 결정되는 타이밍을 전술한 음압 준비 시간 상당만큼 빠른 타이밍으로 음압 공급 수단의 동작을 시작하는 기술이 제안되어 있다. 즉, 일본 공개특개공보 평8-298395호는 음압 공급 수단의 동작 시작 타이밍 제어에 의해 음압 준비 시간 상당의 택트 타임을 단축하고자 하는 것이다.

그런데 일본 공개특개공보 평8-298395호에서 음압 공급 수단의 동작 시작 타이밍은, 노즐이 부품 흡착의 적정 위치에 위치 결정되는 타이밍을 기준으로 하여 설정된다. 이 노즐이 부품 흡착의 적정 위치에 위치 결정되는 타이밍은, 바꾸어 말하면 노즐이 부품에 착지하는 계산상의 타이밍이며, 실제로 노즐이 부품에 착지하는 타이밍과 어긋나는 경우가 있다. 예를 들면 부품 공급부에서의 부품의 실제 상면 높이가 계산상의 설정값과 다르면 계산상의 착지 타이밍과 실제 착지 타이밍은 어긋난다.

또 계산상의 착지 타이밍을 구하려면 부품의 설계상 상면 높이 등 각종 설계치의 입력이 필요한데, 그 입력에는 인간이 관여하기 때문에 휴먼 에러에 따른 입력 실수가 일어날 수 있다. 그렇다면 당연히 계산상의 착지 타이밍과 실제 착지 타이밍은 어긋난다.

전술한 일본 공개특개공보 평8-298395호에서, 계산상의 착지 타이밍과 실제 착지 타이밍이 어긋나면 부품의 흡착 실수 등 문제가 발생할 우려가 있다. 즉, 계산상의 착지 타이밍이 실제 착지 타이밍보다 느리면 전술한 음압 준비 시간 경과 전에 노즐이 부품에 착지하게 되므로 흡착력 부족으로 흡착 실수가 일어날 수 있으며, 착지 후에 음압 준비 시간의 경과를 기다리게 한 경우 택트 타임의 증가를 초래한다. 한편 계산상의 착지 타이밍이 실제 착지 타이밍보다 빠르면 노즐이 부품에 착지하기 전부터 흡착력이 작용하기 때문에 착지 전에 실수로 부품이 흡착되어 흡착 실수를 일으킬 우려가 있다.

본 발명의 일측면에 따르면, 노즐에 의해 부품을 진공 흡착하는 부품 흡착 헤드에서 부품 흡착의 택트 타임을 단축하면서 확실하게 부품을 흡착할 수 있도록 하는 것을 주된 과제로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 부품 공급부로부터 부품을 흡착하는 노즐;과, 상기 노즐을 승강시키는 승강 수단;과, 상기 노즐이 부품을 흡착하기 위한 음압을 공급하는 음압 공급 수단;과, 부품을 흡착하기 위해 상기 노즐을 하강시킬 때 상기 하강시킨 노즐이 부품에 착지한 것을 검지하는 착지 검지 센서;와, 상기 승강 수단 및 상기 음압 공급 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하고, 상기 제어 수단은, 첫번째 부품 흡착 시에 상기 노즐이 부품에 착지했을 때 상기 착지 검지 센서가 검지한 타이밍을 착지 타이밍으로 기억하여 다음 번 부품 흡착 시에는 상기 기억된 착지 타이밍에 기초하여 상기 음압 공급 수단의 동작 개시 타이밍을 설정하는 부품 흡착 헤드를 제공한다.

이와 같이 본 발명의 일측면에서는, 첫번째 부품 흡착 시에 상기 착지 검지 센서가 검지한 실측의 착지 타이밍에 기초하여 음압 공급 수단의 동작 개시 타이밍을 설정하기 때문에 부품 흡착의 택트 타임을 단축하면서 확실하게 부품을 흡착할 수 있다.

여기서, 상기 음압 공급 수단의 동작 개시 타이밍은, 상기 착지 타이밍(실측의 착지 타이밍)에 대해 상기 음압 공급 수단이 동작 개시 후에 소정의 음압을 공급할 수 있게 될 때까지의 시간 상당만큼(음압 준비 시간 상당만큼) 빠른 타이밍으로 설정될 수 있다. 이와 같이 설정하면 부품 흡착의 택트 타임을 최대한 단축할 수 있다. 아울러 전술한 음압 준비 시간 상당이란 엄밀한 것이 아니라 실질적으로 음압을 준비하는 시간 상당이라고 볼 수 있는 것도 포함한 개념이다.

여기서, 상기 제어 수단은, 상기 착지 타이밍에 기초하여 상기 승강 수단에 의한 노즐의 하강 프로파일을 설정할 수 있다. 이와 같이 실측의 착지 타이밍에 기초하여 노즐의 하강 프로파일을 설정함으로써 노즐의 착지에 맞춘 최적의 하강 프로파일의 설정이 가능해져 택트 타임의 단축에 기여할 수 있다.

여기서, 상기 하강 프로파일은, 상기 착지 타이밍에 기초하여 상기 노즐이 정지하도록 설정될 수 있다. 여기서 착지 타이밍에 기초하여 노즐이 정지한다는 것은, 착지 타이밍의 시점에서 노즐이 정지하는 것뿐만 아니라 소정의 누름양을 확보하기 위해 착지 타이밍으로부터 소정 시간 경과 후에 노즐이 정지하는 것 등을 포함한 개념이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 첫번째 부품 흡착 시에 실측한 착지 타이밍은 다음 번 이후의 부품 흡착 시에 계속 사용할 수도 있지만, 현실의 착지 타이밍은 시간의 경과와 함께 혹은 부품 공급부에 변경이 있을 때에 변화하는 경우가 있다. 따라서 실측의 착지 타이밍은 적절한 타이밍으로 갱신하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제어 수단은 이하의 (1), (2) 또는 (3)의 타이밍으로 착지 타이밍을 실측하여 갱신하고, 갱신 후에는 그 갱신한 착지 타이밍을 사용하여 음압 공급 수단의 동작 개시 타이밍이나 노즐의 하강 프로파일을 설정하도록 하는 것이 바람직하다.

(1) 매회의 부품 흡착 시 또는 소정 횟수마다의 부품 흡착 시

(2) 부품 공급부에 변경이 있었을 때(예를 들면 그 변경 직후의 부품 흡착 시)

(3) 현재 적용하고 있는 착지 타이밍으로 노즐이 부품에 착지하지 않았을 때(예를 들면 그 직후에 부품 흡착 시)

이들 중 매회의 부품 흡착의 확실성을 향상시키는 점에서는 매회의 부품 흡착시에 착지 타이밍을 실측하여 갱신하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 노즐에 의해 부품을 진공 흡착하는 부품 흡착 헤드에서 부품 흡착의 택트 타임을 단축하면서 확실하게 부품을 흡착할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 부품 흡착 헤드의 전체 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 부품 흡착 헤드에서 스핀들(노즐)을 Z 방향으로 승강시키는 기구를 도시한 설명도이다.
도 3은 도 2의 스핀들(노즐)을 Z 방향으로 승강시키는 기구에서 가압부 주변의 구성을 도시한 설명도이다.
도 4a는 도 2에 도시된 스핀들(노즐)이 초기 위치에 있는 상태를 도시한 도면이고, 도 4b는 도 2에 도시된 스핀들(노즐)을 하강시킨 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 스핀들의 하단에 장착된 노즐 부분의 단면을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 관한 노즐이 착지했을 때의 광섬유 센서의 수광량 변화를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 관한 제어부에 의한 Z서보 모터의 제어예를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 관한 음압 공급 수단의 일례를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 관한 부품 흡착 시 노즐의 동작을 개념적으로 도시한 설명도로서, (a)는 첫번째 부품 흡착 시, (b)는 2번째 부품 흡착 시, (c)는 3번째 부품 흡착 시 노즐의 동작을 도시한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 부품 흡착 헤드의 전체 구성을 도시한 사시도이다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 부품 흡착 헤드(10)는 로터리 헤드 형식의 부품 흡착 헤드로서, 고정적으로 배치된 헤드 본체(20)에 로터리 헤드(30)가 수직축 둘레의 R 방향으로 회전 가능하게 장착되어 있다. 이 로터리 헤드(30)에는 그 둘레 방향을 따라 등간격으로 복수 라인의 스핀들(31)이 배치되고, 각 스핀들(31)의 하단에 부품을 흡착 유지하는 노즐(32)이 장착되어 있다.

로터리 헤드(30)는, 헤드 본체(20)에 설치된 R서보 모터(21)의 구동에 의해 R방향으로 회전할 수 있다. 또 각 스핀들(31)은 헤드 본체(20)에 설치된 T서보 모터(22)의 구동에 의해 각 스핀들(31)의 축선 둘레의 T 방향으로 회전할 수 있다.

또한 헤드 본체(20)에는, 특정 위치에 있는 스핀들(31a) 및 노즐(32)을 축선 방향에 따른 Z 방향으로 승강시키기 위한 승강 수단으로서 Z서보 모터(23)가 배치되어 있다. R서보 모터(21)의 구동에 의해 로터리 헤드(30)를 R 방향으로 회전시키는 기구, 및 T서보 모터(22)의 구동에 의해 각 스핀들(31)을 T 방향으로 회전시키는 기구에 대해서는 주지의 것이므로 여기서 그 설명은 생략하기로 한다. Z서보 모터(23)의 구동에 의해 스핀들(31)(31a)을 승강시키는 기구에 대해서는, 이하에 설명하기로 한다.

도 2는, 도 1의 부품 흡착 헤드(10)에서 스핀들(31a)을 Z 방향으로 승강시키는 기구를 도시한 설명도이다. 헤드 본체(20)에 배치된 Z서보 모터(23)의 모터축은 볼 나사 기구(24)의 나사축(24a)에 연결되고, 이 나사축(24a)에 너트(24b)가 장착되어 있다. 그리고 이 너트(24b)에 가압부(25)가 연결되어 있다. 따라서 Z서보 모터(23)의 구동에 의해 너트(24b)와 함께 가압부(25)가 Z 방향으로 이동한다.

가압부(25)는 헤드 본체(20)측에 1개만 마련되어 있다. 스핀들(31)을 하강시킬 때에는, 가압부(25)에 대해 스핀들(31)을 상대적으로 이동시켜 복수개의 스핀들(31) 중 하강시키는 스핀들(31)(상기 특정 위치에 있는 스핀들(31a))을 선택하고 가압부(25)를 하강시킴으로써 해당 스핀들(31a)을 하강시킨다.

즉, 본 실시예에서는 도 3에 도시한 바와 같이 로터리 헤드(30)를 R 방향으로 회전시킴으로써 가압부(25)에 대해 스핀들(31)을 상대 이동시켜 하강시킬 스핀들(31a)을 가압부(25) 밑에 위치시킨다. 이어, 가압부(25)를 눌러 가압부(25) 바로 밑에 있는 스핀들(31a)을 하강시킨다. 여기서, 특정 위치에 있는 스핀들(31a)을 선택하여 하강시키는 구성은 전술한 바와 같은 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 하강되는 스핀들(31a)을 선택하기 위해 스핀들(31)을 이동시키지 않고, 오히려 가압부(25)를 이동시켜 하강시키는 스핀들(31a)을 선택하는 구성을 취할 수 있다. 또한 상기 특정 위치는 2군데 이상 있어도 좋다.

도 2에 도시된 바와 같이, 가압부(25)가 연결된 너트(24b)에는, 연결 바(26)가 연결되고, 연결 바(26)에는 스플라인 너트(28)가 연결되어 있으며, 스플라인 너트(28)에는 광섬유 센서(40)가 설치되어 있다.

또한, 헤드 본체(20)에는 스플라인 샤프트(27)가 설치되고, 스플라인 샤프트(27)에 스플라인 너트(28)가 슬라이딩 가능하도록 설치되어 있다. 즉, 광섬유 센서(40)는 가압부(25)와 일체적으로 설치되어 있다. 따라서 Z서보 모터(23)의 구동에 의해 가압부(25)가 Z 방향으로 이동하면, 광섬유 센서(40)는 이와 연동하여 Z 방향으로 이동하는데, 그 모습이 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있다.

도 4a는 도 2에 도시한 스핀들(31a)이 초기 위치에 있는 상태를 도시한 도면이고, 도 4b는 도 2에 도시한 스핀들(31a)을 가압부(25)에 의해 하강시킨 상태를 도시한 도면이다. 여기서, 스핀들(31)은 2개의 코일 스프링으로 이루어진 탄성체(33)(도 2 참조))에 의해 항상 초기 위치를 향해 탄성 지지되어 있다.

한편, 광섬유 센서(40)는 발광부 및 수광부가 광섬유나 렌즈와 함께 구성된 것으로서 그 구성 자체는 주지의 것이므로, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

본 실시예에서 광섬유 센서(40)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 스핀들(31)의 하단에 탄성부재로서의 코일 스프링(34)을 사이에 두고 장착된 노즐(32)에 대해 상방의 비스듬한 방향으로 배치되어 있다. 그리고 광섬유 센서(40)의 발광부는, 도 5에 확대하여 도시한 노즐(32)의 외주 상면의 반사면(32a)을 향해 하방의 비스듬한 방향으로 광(P)을 조사한다. 그 조사된 광(P)은 반사면(32a)에서 반사되고, 반사된 반사광은 광섬유 센서(40)의 수광부에서 수광된다.

여기서 노즐(32)은 상술한 바와 같이 스핀들(31)의 하단에 코일 스프링(34)을 사이에 두고 장착되어 있다. 따라서 스핀들(31)의 하강하다가 노즐(32)이 착지되면, 코일 스프링(34)이 압축되어 상하 방향으로 스핀들(31)에 대한 노즐(32)의 상대 위치가 변화된다. 구체적으로는 노즐(32)이 스핀들(31)의 하단측을 향해 상대적으로 이동한다. 여기서, 노즐(32)이 '착지'되었다는 표현은 노즐(32)의 하방으로부터 힘이 작용하였다는 의미이고, 그러한 경우는 부품의 픽업 공정에서 노즐(32)이 아래로 이동하다가 노즐(32)의 하단부가 부품의 상면에 착지되는 경우와, 부품의 실장 공정에서 노즐(32)의 하단부에 흡착 유지된 부품이 기판의 상면에 착지되는 경우에 해당한다.

한편, 광섬유 센서(40)의 발광부에서 조사되는 광(P)은, 도 2에 도시된 렌즈(40a)에 의해, 노즐(32)이 착지되지 않는 초기 상태일 때의 반사면(32a)에 초점이 맞춰져 있다. 따라서 노즐(32)이 착지되어 그 상하 방향으로 스핀들(31)에 대한 노즐(32)의 위치가 변화되면, 반사면(32a)에서 반사되는 반사광의 양이 감소하여 광섬유 센서(40)의 수광부에서 수광하는 수광량이 감소한다(도 6 참조). 본 실시예에서는, 이 수광량의 감소를 광섬유 센서(40)의 센서부(40b)로 검지한다.

그리고 센서부(40b)는 수광량이 소정량 감소했을 때, 예를 들면 도 6에 도시한 문턱값 A 이하가 되었을 때에 노즐(32)이 착지되었다고 판단하여, '착지 검지 신호'를 발생시킨다.

이상의 구성에서 부품 흡착 헤드(10)를 가진 표면 실장기는, 스핀들(31)의 하단에 장착된 노즐(32)에 의해 부품 공급부로부터 부품을 흡착하고 픽업하여 프린트 기판상으로 이송하고 프린트 기판상의 소정 위치에 부품을 실장한다.

상기 부품 흡착 시 및 실장 시에는, 도 2에서 설명한 것처럼 가압부(25) 바로 밑에 위치시킨 스핀들(31a)의 상단면을 가압부(25)가 가압하여 그 스핀들(31a)을 Z 방향으로 하강시킨다. 그 후 스핀들(31a) 끝단의 노즐(32)이 착지되면 상술한 바와 같이 코일 스프링(34)이 압축되고 상하 방향으로 스핀들(31a)에 대한 노즐(32)의 상대 위치가 변화되어 광섬유 센서(40)의 수광부에서 수광하는 수광량이 감소한다. 그렇게 되면 광섬유 센서(40)의 센서부(40b)가 착지 검지 신호를 발생시킨다. 이 착지 검지 신호는, 도 2에 도시된 제어 수단인 제어부(50)에 송신된다. 제어부(50)는 착지 검지 신호를 수신하면, 가압부(25)를 하강시키는 하강 수단인 Z서보 모터(23)를 정지시킨다. 이로써 노즐(32)의 하강 스트로크가 적절히 제어되어 노즐(32)이 정확하게 착지된다.

도 7은, 제어부(50)에 의한 Z서보 모터(23)의 제어예를 도시한다. 도 7에는, Z서보 모터(23)의 구동에 의한 노즐(32)의 하강 속도와 하강 스트로크의 시간 변화, 즉 노즐의 하강 프로파일을 도시한다. 하강 스트로크의 설계치는 8㎜이다.

도 7에 도시한 바와 같이 제어부(50)는, 하강 초기에는 하강 속도를 크게 하고 그 후 스트로크가 3mm(제1 높이 위치)가 되면 하강 속도를 점차 줄이고, 또 스트로크가 6.7mm(제2 높이 위치)가 되면 하강 속도가 일정해지도록 Z서보 모터(23)를 제어한다. 그리고 노즐(32)이 착지되어 광섬유 센서(40)로부터 착지 검지 신호를 수신하면, 제어부(50)는 Z서보 모터(23)를 정지시킨다.

도 7에서는, 노즐(32)이 착지될 때까지 실제 하강 스트로크가 설계치 그대로 8mm인 경우와 설계치(8mm)보다 큰 경우(9mm)와 작은 경우(7mm)의 3가지 패턴을 도시하였는데, 어느 경우에도 하강 스트로크는 적절히 제어되어 노즐(32)은 정확하게 착지된다.

다음으로 본 실시예에 의한 부품 흡착의 동작을 설명하기로 한다.

본 실시예에서 부품의 흡착은, 음압 공급 수단(60)에 의해 노즐(32)에 음압을 공급함으로써 실현되며, 부품의 실장은, 노즐(32)에 양압을 공급함으로써 실현된다.

도 8은, 본 실시예에 관한 음압 공급 수단의 일례를 개념적으로 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 음압 공급 수단(60)은 스풀 밸브를 사용하고 있으며, 이로써 음압 공급뿐만 아니라 양압 공급을 할 수 있으며, 또 음압 공급과 양압 공급의 전환이 가능하다. 즉, 이 음압 공급 수단(60)은 모터의 회전축(61)에 연결된 레버(62)의 회전에 의해 스풀(63)을 직선적으로 이동시킴으로써 음압 공급 경로(64a)와 양압 공급 경로(64b)를 전환한다. 음압 공급 경로(64a)는 진공 펌프 등의 음압 공급원에 접속되며 양압 공급 경로(64b)는 양압 에어 탱크 등의 양압 공급원에 접속되어 있다.

도 8(a)은, 노즐(32)이 양압 공급 경로(64b)에 접속된 상태를 도시하며, 해당 노즐에는 양압이 공급된다. 이 상태에서 도 8(b) 및 도 8(c)에 도시한 바와 같이 레버(62)를 회전시켜 스풀(63)을 상방으로 이동시키면 노즐(32)이 음압 공급 경로(64a)에 접속되어 해당 노즐(32)에 음압이 공급된다. 그 후 레버(62)는 도 8(d)에 도시한 바와 같이 초기 위치로 되돌려진다.

계속해서 본 실시예에 의한 부품 흡착 시 노즐(32)의 동작을 설명하기로 한다.

도 9는, 본 발명의 실시예에 의한 부품 흡착시 노즐의 동작을 개념적으로 도시한 설명도이다. 도 9의 (a)은 첫번째 부품 흡착 시, (b)는 2번째 부품 흡착 시, (c)는 3번째 부품 흡착 시 노즐의 동작을 도시한다.

첫번째 부품(P1)의 흡착 시에는, 노즐(32)이 부품 공급부(70)에 있는 부품에 착지하는 타이밍은 불분명하기 때문에 이하의 동작 순서가 된다.

(1) 도 7에서 설명한 소정의 하강 프로파일에 따라 광섬유 센서(40)에 의해 노즐(32)의 착지가 검지될 때까지 노즐(32)을 하강시킨다.

(2) 광섬유 센서(40)에 의해 노즐(32)의 착지가 검지되면, 제어부(50)는 그 착지 타이밍(예를 들면 착지 시의 노즐 높이)을 기억한다. 이 착지 타이밍은, 예를 들면 Z서보 모터(23)의 인코더값 등에 기초하여 특정할 수 있다.

(3) 상기 (2)와 병행하여 도 8에서 설명한 음압 공급 수단(60)의 음압 공급 동작을 개시하여 노즐(32)에 음압을 공급한다.

(4) 음압 공급 수단(60)이 음압 공급 동작을 개시하더라도 부품 흡착에 필요한 소정의 음압을 공급할 수 있게 되려면 전술한 바와 같이 18ms 정도의 음압 준비 시간(t)을 필요로 한다. 따라서 제어부(50)는 음압 준비 시간(t)을 경과할 때까지 노즐(32)을 부품(P1)에 착지시킨 상태에서 대기한다.

(5) 음압 준비 시간(t)을 경과하면 제어부(50)는 노즐(42)을 상승시킨다. 이로써 부품(P1)이 픽업된다.

2번째 부품(P2)의 흡착 시의 동작 순서는 이하와 같다.

(1) 제어부(50)는, 첫번째 부품 흡착 시에 기억한 실측의 착지 타이밍에 기초하여 음압 공급 수단(60)의 음압 공급 동작 개시 타이밍을 계산하여 설정한다. 가장 바람직하게는 음압 공급 동작 개시 타이밍은 도 9(b)에 도시한 바와 같이 상기 실측의 착지 타이밍에 대해 음압 준비 시간(t) 상당만큼 빠른 타이밍으로 설정한다.

(2) 첫번째 부품 흡착 시와 마찬가지로 노즐(32)을 소정의 하강 프로파일에 따라 하강시킨다.

(3) 상기 (1)에서 설정한 음압 공급 동작 개시 타이밍에 도달하면 음압 공급 수단(60)의 음압 공급 동작을 개시한다.

(4) 제어부(50)는, 광섬유 센서(40)에 의해 노즐(32)의 착지가 검지되면 노즐(32)의 하강을 정지한다. 이 때에는 음압 준비 시간(t)은 경과되었기 때문에 노즐(32)은 즉시 부품(P2)을 흡착할 수 있다. 또 제어부(50)는 이 2번째 부품(P2)의 흡착 시에 실측한 착지 타이밍을 첫회 부품 흡착 시의 것부터 갱신하여 기억한다.

(5) 제어부(50)는 제어상, 노즐(32)의 착지가 검지되고 나서 지정 시간 경과 후 노즐(32)을 상승시킨다. 이로써 부품(P2)이 픽업된다.

3번째 부품(P3)의 흡착 시에는, 제어부(50)는 상기 2번째 부품(P2)의 흡착 시에 갱신한 착지 타이밍에 기초하여 음압 공급 수단(60)의 음압 공급 동작 개시 타이밍을 계산하여 설정한다. 그 후에는 상기 2번째 부품의 흡착과 동일한 동작 순서이며, 4번째 부품의 흡착 후에도 이상과 같은 공정을 반복한다.

이와 같이 본 발명에서는, 광섬유 센서(40)가 검지한 실측의 착지 타이밍에 기초하여 음압 공급 수단(60)의 동작 개시 타이밍을 설정하기 때문에 부품 흡착의 택트 타임을 단축하면서 확실하게 부품을 흡착할 수 있다.

또 본 발명에서는 실측의 착지 타이밍을 얻을 수 있기 때문에 이에 기초하여 노즐(32)의 하강 프로파일을 최적으로 설정할 수 있다. 예를 들면 실측의 착지 타이밍에 기초하여 노즐이 정지하도록 설정하면, 도 7에 도시한 하강 프로파일에서의 하강 속도가 일정한 영역을 실질적으로 없앨 수 있어 택트 타임을 더욱 단축할 수 있다.

아울러 전술한 실시예에서는, 착지 타이밍을 매회의 부품 흡착 시에 실측하여 갱신하도록 하였으나 이에 한정되지 않으며 소정 횟수마다의 부품 흡착 시에 실측하여 갱신하도록 해도 좋다. 또 착지 타이밍의 갱신이 특히 필요한 때는 부품 공급부에 변경이 있을 때이므로, 적어도 그 변경 직후의 부품 흡착 시에 실측하여 갱신하도록 해도 좋다. 부품 공급부의 변경이란, 예를 들면 부품 공급부로서 테이프 피더를 사용한 경우의 테이프의 로트 변경, 선행 테이프에 후행 테이프를 접속하는 스플라이싱 등을 들 수 있다.

또 착지 타이밍의 갱신은, 현재 적용하고 있는 착지 타이밍으로 노즐이 부품에 착지하지 않았을 때, 그 직후의 부품 흡착 시에 행하도록 해도 좋다. 현재 적용하고 있는 착지 타이밍으로 노즐이 부품에 착지하지 않았을 때에는 실제 착지 타이밍과 어긋나기 때문에 착지 타이밍의 갱신 필요성이 높다. 실제 착지 타이밍과의 어긋남을 즉시 검지할 수 있는 것은, 본 발명이 착지 검지 센서(광섬유 센서(40))를 구비하고 있기 때문이다. 아울러 현재 적용하고 있는 착지 타이밍으로 노즐이 부품에 착지하지 않았을 때란, 현재 적용하고 있는 착지 타이밍보다 전에 착지한 것과, 현재 적용하고 있는 착지 타이밍보다 후에 착지한 것 모두를 포함한 개념이다.

이상의 실시예에서는, 광섬유 센서(40)의 센서부(40b)는 제어부(50)와 별개로 마련하였으나 센서부(40b)의 기능을 제어부(50)에 편입시킬 수도 있다. 또 실시예에서는 노즐(32)의 착지를 검지하는 비접촉 센서로서 광섬유 센서(40)를 사용하였으나, 착지 검지 센서로 자기 센서 등 다른 비접촉 센서를 사용할 수도 있다.

또 본 발명은 로터리 헤드 형식 이외의 부품 흡착 헤드에도 적용 가능하다. 또한 본 발명은 표면 실장기 이외의 작업 기기의 부품 흡착 헤드에도 적용 가능하다.

본 발명의 일 측면들은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

본 발명은 부품 실장기의 제조 및 운용에 사용될 수 있다.

10: 부품 흡착 헤드 20: 헤드 본체
30: 로터리 헤드 40: 광섬유 센서
50: 제어부 60: 음압 공급 수단
70: 부품 공급부

Claims (7)

1. 부품 공급부로부터 부품을 흡착하는 노즐;
   상기 노즐을 승강시키는 승강 수단;
   상기 노즐이 부품을 흡착하기 위한 음압을 공급하는 음압 공급 수단;
   부품을 흡착하기 위해 상기 노즐을 하강시킬 때 상기 하강시킨 노즐이 부품에 착지한 것을 검지하는 착지 검지 센서; 및
   상기 승강 수단 및 상기 음압 공급 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하고,
   상기 제어 수단은, 첫번째 부품 흡착 시에 상기 노즐이 부품에 착지했을 때 상기 착지 검지 센서가 검지한 타이밍을 착지 타이밍으로 기억하여 다음 번 부품 흡착 시에는 상기 기억된 착지 타이밍에 기초하여 상기 음압 공급 수단의 동작 개시 타이밍을 설정하는 부품 흡착 헤드.
2. 제1항에 있어서,
   상기 음압 공급 수단의 동작 개시 타이밍은, 상기 착지 타이밍에 대해 상기 음압 공급 수단이 동작 개시 후에 소정의 음압을 공급할 수 있게 될 때까지의 시간 상당만큼 빠른 타이밍으로 설정되는 부품 흡착 헤드.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어 수단은, 상기 착지 타이밍에 기초하여 상기 승강 수단에 의한 노즐의 하강 프로파일을 설정하는 부품 흡착 헤드.
4. 제3항에 있어서,
   상기 하강 프로파일은, 상기 착지 타이밍에 기초하여 상기 노즐이 정지하도록 설정되는 부품 흡착 헤드.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어 수단은, 매회의 부품 흡착 시 또는 소정 횟수마다의 부품 흡착 시에 상기 착지 타이밍을 갱신하여 기억하는 부품 흡착 헤드.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제어 수단은, 상기 부품 공급부로 변경이 있었을 때에 상기 착지 타이밍을 갱신하여 기억하는 부품 흡착 헤드.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어 수단은, 상기 착지 타이밍으로 상기 노즐이 부품에 착지하지 않았을 때에 상기 착지 타이밍을 갱신하여 기억하는 부품 흡착 헤드.

Images