KR20190074110A - 렌즈 조립용 픽업 헤드 - Google Patents

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KR20190074110A
KR20190074110A KR1020170175499A KR20170175499A KR20190074110A KR 20190074110 A KR20190074110 A KR 20190074110A KR 1020170175499 A KR1020170175499 A KR 1020170175499A KR 20170175499 A KR20170175499 A KR 20170175499A KR 20190074110 A KR20190074110 A KR 20190074110A
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김성권
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한국영상기술(주)
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Abstract

렌즈 부착 장치에 이동 가능하게 마련되어 렌즈를 픽업 및 조립시키는 어태치 로봇에 설치되는 픽업 헤드는, 상기 어태치 로봇에 고정되는 바디부; 상기 바디부에 형성되는 구멍을 따라서 상하 이동 가능하게 설치되고 내부에 중공이 형성된 샤프트; 상기 샤프트의 하단부에 연통되어 설치되고, 렌즈를 픽업할 수 있는 픽업 툴; 상기 샤프트에 상단부에 연결되고, 상기 샤프트를 상하 방향으로 이동시킬 수 있는 가이드 모듈; 상기 가이드 모듈의 적어도 일부를 관통하여 상기 샤프트의 내부와 연통하는 연통 포트; 상기 바디부의 상측에 배치되어 상기 가이드 모듈에 하측방향으로 압력을 인가하는 압력 인가 모듈; 및 상기 샤프트를 상기 바디부의 내부에서 회전시킬 수 있는 회전 모듈을 포함할 수 있다.

Description

렌즈 조립용 픽업 헤드{PICKUP HEAD FOR LENS ASSEMBLY}
아래의 설명 렌즈 조립용 픽업 헤드에 관한 것이다.
픽업 헤드는 렌즈 조립 모듈에서 렌즈의 픽업 및 조립을 수행하는 장치로서, 렌즈와 직접 접촉하여, 렌즈를 파지하고 부착을 수행하는 단부이다. 픽업 헤드의 구동은 렌즈 및 렌즈가 부착되는 렌즈 하우징 사이의 직진도 및 동심도에 큰 영향을 끼칠 수 있기 때문에, 매우 정교한 구동 및 조작이 필요하다.
일반적으로 픽업 헤드는 렌즈의 파지 및 렌즈의 부착 과정에서 상하 방향으로 이동되어야 하는데, 이 경우, 픽업 헤드의 단부가 렌즈에 접촉하여 압력을 가하는 동작이 불가피 하므로 픽업 헤드 또는 픽업 헤드의 단부가 상측 방향으로 완충될 필요성이 존재하였다.
또한, 렌즈가 방향성을 가진 형상일 경우, 렌즈가 렌즈 하우징에 일정한 방향으로 부착되도록 렌즈를 파지한 상태에서 렌즈를 수평한 방향으로 회전 시키는 필요성이 존재하였다.
따라서, 렌즈의 파지 및 렌즈의 부착을 수행하면서, 렌즈의 파지 및 부착을 수행하는 과정 사이에서 픽업 헤드의 단부가 수평 방향으로 회전할 수 있는 것과 더불어, 조립 정확도를 향상시키기 위해 픽업 헤드의 단부가 높은 직진도 및 동심도를 유지하면서 상측 방향으로 완충될 수 있는 픽업 헤드의 개발이 필요한 실정이다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은 렌즈 조립용 픽업 헤드를 제공하는 것이다.
렌즈 부착 장치에 이동 가능하게 마련되어 렌즈를 픽업 및 조립시키는 어태치 로봇에 설치되는 일 실시 예에 따른 픽업 헤드는, 상기 어태치 로봇에 고정되는 바디부; 상기 바디부에 형성되는 구멍을 따라서 상하 이동 가능하게 설치되고 내부에 중공이 형성된 샤프트; 상기 샤프트의 하단부에 연통되어 설치되고, 렌즈를 픽업할 수 있는 픽업 툴; 상기 샤프트의 상단부에 연결되고, 상기 샤프트를 상하 방향으로 이동시킬 수 있는 가이드 모듈; 상기 가이드 모듈의 적어도 일부를 관통하여 상기 샤프트의 내부와 연통하는 연통 포트; 상기 바디부의 상측에 배치되어 상기 가이드 모듈에 하측방향으로 압력을 인가하는 압력 인가 모듈; 및 상기 샤프트를 상기 바디부의 내부에서 회전시킬 수 있는 회전 모듈을 포함할 수 있다.
상기 바디부는, 상기 샤프트가 지면과 수직하게 통과하고 회전 가능하게 설치되는 제 1 베이스; 상기 제 1 베이스에 대해 상측으로 이격되고, 상기 제 1 베이스와 평행한 제 2 베이스; 및 상기 제 1 베이스로부터 상기 제 2 베이스를 지지하는 지지 프레임을 포함할 수 있고, 상기 가이드 모듈은, 상기 샤프트 중 상기 제 1 베이스 및 제 2 베이스 사이에 위치한 상단부에 연결되고, 상기 회전 모듈은, 상기 샤프트 중 상기 가이드 모듈 및 상기 제 1 베이스 사이에 위치한 부분에 설치되고, 상기 압력 인가 모듈은 상기 제 2 베이스의 상측에 설치될 수 있다.
상기 가이드 모듈은, 상기 제 2 베이스의 하측으로 돌출하는 가이드 핀; 상기 압력 인가 모듈에 의해 하측 방향으로 압력을 인가 받고, 상기 가이드 핀에 연결되어 상하 방향으로 이동가능하고, 상기 샤프트 및 상기 연통 포트를 연통시키는 가이드 하우징을 포함할 수 있다.
상기 가이드 하우징은, 상기 가이드 핀이 삽입되는 가이드 홀; 상기 샤프트의 상단부를 수용하고, 상기 샤프트의 중공 및 상기 연통 포트가 연통되는 내부 공간; 및 상기 내부 공간의 하측에 설치되고, 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 포함할 수 있다.
상기 회전 모듈은, 상기 샤프트의 둘레에 설치되는 제 1 기어; 상기 제 1 기어 및 제 1 베이스 사이에 배치되는 가이드 플레이트; 상기 샤프트 중 상기 제 1 기어 및 가이드 플레이트 사이에 위치하는 부분에 설치되는 베어링; 상기 가이드 플레이트에 대해 회전 가능하고, 상기 제 1 기어와 맞물리는 제 2 기어; 및 상기 가이드 플레이트에 설치되고, 상기 제 2 기어를 회전 구동하는 회전 구동부를 포함할 수 있다.
상기 제 2 기어는 상기 제 1 기어보다 상하 폭이 더 크게 형성될 수 있다.
상기 제 2 기어의 폭 및 상기 제 1 기어의 폭의 차이는 상기 샤프트의 최대 이동 변위보다 더 클 수 있다.
상기 압력 인가 모듈은, 압력을 형성하는 실린더; 및 상기 실린더의 내부에 적어도 일부가 수용되어 압력을 인가 받고, 상기 실린더의 하측으로 돌출되고, 상기 제 2 베이스를 통과하여 상기 가이드 하우징에 접촉하는 플런저를 포함할 수 있다.
상기 실린더는 공압으로 작동하고, 상기 압력 인가 모듈은, 상기 실린더에 공기를 제공하는 공압 포트를 더 포함할 수 있다.
상기 회전 모듈은, 상기 제 2 기어와 평행한 상태로 이격되고, 상기 제 2 기어와 같이 회전하는 회전 디스크; 및 상기 회전 디스크의 회전을 감지하여, 상기 제 2 기어의 회전 각도를 검출하는 회전 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 픽업 헤드에 의하면, 픽업 툴은 픽업 헤드 내에서 독립적으로 회전, 상하 이동 및 완충이 가능할 수 있다.
일 실시 예에 따른 픽업 헤드에 의하면, 압력 인가 모듈, 가이드 모듈 및 회전 모듈이 샤프트에 따라서 컴팩트하게 설치될 수 있기 때문에, 픽업 헤드의 크기를 소형으로 구성하기에 유리하다.
일 실시 예에 따른 픽업 헤드에 의하면, 실질적으로 렌즈 조립 과정에서 픽업 헤드 전체가 상하 방향으로 이동하는 것이 아니라, 픽업 헤드에 대하여 상대적으로 부피 및 무게가 작은 샤프트가 이동 및 회전할 수 있으므로, 약 2㎛ 이내의 높은 직진도 및 동심도 조건을 만족할 수 있음을 시험적으로 확인하였다.
일 실시 예에 따른 압력 인가 모듈에 의하면, 픽업 툴을 통한 렌즈의 파지 및 조립 과정에 필요한 압력을 제공하는 것과 동시에 상측으로 완충될 수 있어서, 렌즈의 손상 및 파손 없이 정교한 작업을 수행할 수 있다.
일 실시 예의 따른 픽업 헤드에 의하면, 렌즈를 파지한 상태로 회전할 수 있어서, 렌즈 하우징에 대한 렌즈의 회전 상태를 정렬할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈 조립 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 픽업 헤드의 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 픽업 헤드의 블록도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 픽업 헤드의 측면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 픽업 헤드의 일부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 픽업 헤드의 분리 사시도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈 조립 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 픽업 헤드의 사시도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 픽업 헤드의 블록도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 픽업 헤드의 측면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 픽업 헤드의 일부를 확대하여 도시한 단면도이고, 도 6은 일 실시 예에 따른 픽업 헤드의 분리 사시도이다.
먼저 도 1에는, 렌즈 하우징에 렌즈를 부착하는 자동화 공정을 수행하는 렌즈 모듈 조립 장치(3)가 예시적으로 도시되어 있으며, 일 실시 예에 따른 픽업 헤드(1, 도 2 이하 참조)는, 이와 같은 렌즈 모듈 조립 장치(3) 내에 장착되어 사용될 수 있다.
예를 들어, 렌즈 모듈 조립 장치(3)는 복수의 렌즈가 수용되어 있는 렌즈 트레이(35), 렌즈 하우징을 수용 및 이송시키는 이송 셔틀(39), 렌즈 트레이(35)와 이송 셔틀(39) 사이에서 렌즈의 파지 및 부착을 수행하는 어태치 로봇(33), 어태치 로봇(33)을 렌즈 트레이(35) 및 이송 셔틀(39) 사이에서 이동시키는 어태치 스테이지(31), 및 어태치 로봇(33)의 렌즈 파지 상태를 확인하는 렌즈 정렬 비전(371)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 픽업 헤드(1)는, 어태치 로봇(33)의 단부에 설치되어, 렌즈의 파지 및 조립을 수행할 수 있다. 예를 들어, 픽업 헤드(1)는, 복수개의 렌즈들이 배열되어 있는 렌즈 트레이(35) 상에서, 하나의 렌즈를 파지할 수 있고, 렌즈를 파지한 상태에서 어태치 스테이지(31)에 의해 이동하여 파지한 렌즈를 이송 셔틀(39) 상의 렌즈 하우징에 조립할 수 있다.
한편, 도 1은 렌즈 모듈 조립 장치(3)의 일 예시에 불과하며, 픽업 헤드(1)는 도 1에 도시된 렌즈 모듈 조립 장치(3)뿐만 아니라 렌즈의 파지 및 부착 공정을 수행할 수 있는 다양한 렌즈 모듈 조립 장치에도 설치될 수 있다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 픽업 헤드(1)는 바디부(11), 샤프트(12), 픽업 툴(13), 가이드 모듈(15), 압력 인가 모듈(16), 회전 모듈(14), 연통 포트(182), 흡착 구동부(181) 및 제어부(17)를 포함할 수 있다.
바디부(11)는, 픽업 헤드(1)의 몸체를 구성하는 부재일 수 있다. 예를 들어, 바디부(11)는, 렌즈 모듈 조립 장치(3)의 어태치 로봇(33)에 고정되어, 어태치 로봇(33)의 움직임에 따라서 렌즈 트레이(35) 및 이송 셔틀(39) 사이에서 이동될 수 있다. 바디부(11)는, 제 1 베이스(111), 제 2 베이스(112) 및 지지 프레임(113)을 포함할 수 있다.
제 1 베이스(111)는, 샤프트(12)가 지면과 수직한 방향으로 관통하도록 수용할 수 있고, 샤프트(12)를 회전 가능하게 지지할 수 있다.
제 2 베이스(112)는, 제 1 베이스(111)와 서로 평행하게 마주보도록 상측으로 이격되어 위치할 수 있다. 예를 들어, 제 2 베이스(112)는 후술할 압력 인가 모듈(16)의 플런저(164)가 통과할 수 있도록 구멍(1121)이 형성되어 있을 수 있다.
지지 프레임(113)은, 제 1 베이스(111) 및 제 2 베이스(112) 사이에 연결되어, 제 1 베이스(111)에 대해서 제 2 베이스(112)를 지지할 수 있다.
샤프트(12)는, 제 1 베이스(111)를 관통할 수 있고, 내부가 중공으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 샤프트(12)는 상단부로는 연통 포트(182) 및 흡착 구동부(181)에 연통될 수 있고, 하단부로는 픽업 툴(13)과 연통될 수 있어서, 흡착 구동부(181)의 공기 흡입을 통해, 픽업 툴(13)을 통한 렌즈의 파지가 수행될 수 있다. 샤프트(12)는, 샤프트(12)의 하단부 및 픽업 툴(13) 사이를 연결하는 연결 단부(121)를 더 포함할 수 있다.
픽업 툴(13)은, 샤프트(12)의 하단부에 연결될 수 있다. 예를 들어, 픽업 툴(13)의 내부에 중공이 형성되어 샤프트(12)의 중공과 연통될 수 있다. 예를 들어, 픽업 툴(13)은 연결 단부(121)의 하단부에 고정되어, 샤프트(12)에 대해서 회전하지 않도록 고정될 수 있다.
가이드 모듈(15)은, 제 1 베이스(111) 및 제 2 베이스(112) 사이에서 돌출된 샤프트(12)의 상단부에 연결될 수 있고, 샤프트(12)의 상하 이동을 가이드 할 수 있다. 가이드 모듈(15)은, 가이드 핀(152) 및 가이드 하우징(151)을 포함할 수 있다.
가이드 핀(152)은, 제 2 베이스(112)의 하측으로부터 돌출되는 부재일 수 있다. 예를 들어, 가이드 핀(152)은, 제 2 베이스(112)의 중심부로부터 나란히 이격되어 하측으로 돌출하는 2개의 핀 형상의 부재일 수 있다. 가이드 핀(152)은, 가이드 하우징(151)이 상하 방향으로 직진성을 유지하면서 이동하도록 가이드 함으로써, 결과적으로 샤프트(12)의 직진성을 향상시킬 수 있다.
가이드 하우징(151)은, 가이드 핀(152)에 연결되어, 상하 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 가이드 하우징(151)은, 압력 인가 모듈(16)로부터 하측으로 힘 또는 압력을 인가 받을 수 있다. 예를 들어, 가이드 하우징(151)은, 샤프트(12) 및 연통 포트(182) 사이의 매개체로 기능하여, 가이드 하우징(151)의 내부 공간(1511)을 통하여, 샤프트(12)의 중공 및 연통 포트(182)가 서로 연통될 수 있다. 가이드 하우징(151)은 가이드 홀(1512), 내부 공간(1511), 연통 홀(1513), 제 1 베어링(153), 결합 핀(155) 및 밀폐 부재(154)를 포함할 수 있다.
가이드 홀(1512)은, 가이드 하우징(151)을 수직하게 관통하는 구멍일 수 있고, 가이드 핀(152)이 삽입될 수 있다. 예를 들어, 가이드 홀(1512)은, 양측으로 이격되어 2개로 형성될 수 있고, 2개의 가이드 핀(152)이 각각 삽입될 수 있다. 한 쌍의 가이드 핀(152)은, 가이드 하우징(151)의 내부 공간(1511)을 기준으로 양쪽에 동일한 간격으로 이격 배치될 수 있다. 가이드 하우징(151)의 경우, 내부 공간(1511)을 확보하기 위하여 일정한 두께를 가져야 하므로, 최소 2개의 가이드 핀(152)에 의하면, 가이드 하우징(151)이 제 2 베이스(112)에 대하여 상하 방향으로만 이동하도록 함으로써 직진성을 향상시킬 수 있다. 다시 말하면, 2개의 가이드 핀(152) 만으로, 가이드 하우징(151)이 회전하거나, 측 방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
내부 공간(1511)은, 가이드 하우징(151)의 내부로부터 형성되는 공간일 수 있다. 예를 들어, 내부 공간(1511)은, 상측으로는 폐쇄되어 있고, 하측으로는 개방될 수 있다.
연통 홀(1513)은 내부 공간(1511)의 일측에서 외부로 개방되는 구멍일 수 있다. 예를 들어, 연통 홀(1513)은, 내부 공간(1511)의 측 방향에서 형성될 수 있고, 후술할 연통 포트(182)가 삽입되어 연통될 수 있다.
제 1 베어링(153)은, 내부 공간(1511)의 하측에 삽입되어, 내부 공간(1511)의 하측을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 제 1 베어링(153)의 중앙 부분에는 샤프트(12)의 상단부가 삽입될 수 있고, 샤프트(12)는 제 1 베어링(153)에 의해 제 1 베이스(111)에 대하여 부드럽게 회전할 수 있다.
예를 들어, 내부 공간(1511)의 일 부분의 직경 또는 수평 방향의 폭은 제 1 베어링(153)의 직경 보다 작게 형성될 수 있으며, 이와 같은 단차진 형상에 의해, 제 1 베어링(153)이 내부 공간(1511)의 상측으로 더 삽입되는 것을 방지함으로써, 연통 포트(182)가 내부 공간(1511)을 매개로 샤프트(12)의 중공과 연통된 상태를 유지할 수 있다.
결합 핀(155)은, 내부 공간(1511)에서, 제 1 베어링(153)을 상측으로 통과하는 샤프트(12)의 상단부의 중공에 설치될 수 있다. 예를 들어, 결합 핀(155)은, 길이 방향을 따라서 중공이 형성될 수 있고, 상단부는 제 1 베어링(153)의 내부 직경보다 크도록 단차가 형성될 수 있다. 결합 핀(155)에 의하면, 샤프트(12)가 제 1 베어링(153)으로부터 하측방향으로 분리되는 것을 방지할 수 있다.
위 구조에 의하면, 가이드 하우징(151)의 내부 공간(1511)은 연통 홀(1513) 및 샤프트(12)의 중공을 제외하고, 밀폐될 수 있고, 결과적으로, 연통 홀(1513)에 삽입되는 연통 포트(182)는 샤프트(12) 및 픽업 툴(13)의 중공과 연통될 수 있다.
밀폐 부재(154)는, 제 1 베어링(153)의 하측으로 돌출하는 샤프트(12)의 둘레에 설치될 수 있다. 예를 들어, 밀폐 부재(154)는 상측으로 제 1 베어링(153)에 밀착될 수 있고, 하측으로는 제 1 기어(141)에 밀착될 수 있다. 밀폐 부재(154)에 의하면, 제 1 베어링(153) 및 내부 공간(1511) 사이의 기밀을 보장할 수 있다.
연통 포트(182)는, 연통 홀(1513)에 삽입되어, 가이드 하우징(151)의 내부 공간(1511)과 연통되는 포트일 수 있다.
흡착 구동부(181)는, 연통 포트(182)에 연결되어, 공기를 흡입할 수 있다. 이를 통해, 픽업 툴(13)은 렌즈를 흡착하는 방식으로 파지할 수 있고, 흡착 구동부(181)의 구동이 중지 되면, 렌즈의 파지가 중단될 수 있다.
압력 인가 모듈(16)은, 제 2 베이스(112)에 설치되어, 가이드 모듈(15)에 하측 방향으로, 압력을 인가할 수 있다. 압력 인가 모듈(16)은 실린더(161), 플런저(164), 공압 포트(162) 및 압력 구동부(163)를 포함할 수 있다.
실린더(161)는, 제 2 베이스(112)의 상측에 설치될 수 있다. 예를 들어, 실린더(161)는, 압력 구동부(163)에 연결되어, 내부에 수용되는 플런저(164)에 하측 방향으로 압력을 인가할 수 있다. 예를 들어, 실린더(161)는 공기압으로 동작할 수 있다. 하지만, 실린더(161)의 작동 방식은 공압 뿐만이 아니라 유압 또는 전기에너지를 통해서 작동될 수도 있다.
플런저(164)는, 실린더(161)의 내부에 상단부를 포함한 일부분이 수용되고, 실린더(161)의 하측방향으로 수직하게 돌출되어 연장될 수 있다. 예를 들어, 실린더(161)의 하측으로 돌출되는 플런저(164)의 하단부는 제 2 베이스(112)에 형성된 구멍을 통과하여, 가이드 하우징(151)의 상측면에 접촉할 수 있다.
공압 포트(162)는, 실린더(161)의 일측에 형성되어, 실린더(161)의 내부에 공기를 안내할 수 있는 포트이다.
압력 구동부(163)는, 실린더(161)의 내부에 공압을 형성하기 위해, 공압 포트(162)에 연결되어 실린더(161)에 공기를 주입할 수 있다.
압력 인가 모듈(16)에 의하면, 픽업 툴(13)이 렌즈를 렌즈 하우징에 렌즈를 장착하는 과정, 즉, 어태치 로봇(33)이 지면에 대하여 수직한 방향으로 하강하는 과정에서, 압력 인가 모듈(16)은 가이드 모듈(15)을 하측 방향으로 가압함으로써, 결과적으로 픽업 툴(13)이 렌즈를 가압하여 렌즈 하우징에 결합되게 할 수 있다.
또한, 작용-반작용 원리에 따라서, 압력 인가 모듈(16)에서 공급되는 압력 이상으로 픽업 툴(13)이 렌즈를 가압하는 것이 방지되므로, 압력 인가 모듈(16)에서 공급되는 압력을 조절함으로써, 렌즈 및/또는 렌즈 하우징이 파손되는 문제를 방지할 수 있다.
회전 모듈(14)은, 샤프트(12)에 설치되어, 샤프트(12) 및 픽업 툴(13)을 회전시킬 수 있다. 회전 모듈(14)은, 샤프트(12)의 상측, 예를 들면, 샤프트(12) 중 가이드 모듈(15) 및 제 1 베이스(111) 사이에 위치하는 부분에 설치될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 샤프트(12)의 하측에 회전 모듈(14)이 설치되는 경우와 비교할 때에, 회전 모듈(14)이 샤프트(12)를 편향시키는 힘을 줄여줄 수 있으므로, 샤프트(12)의 동심도 및 직진도를 향상시킬 수 있다. 회전 모듈(14)은 제 1 기어(141), 가이드 플레이트(144), 제 2 베어링(145), 제 2 기어(142), 회전 구동부(143), 회전 디스크(146) 및 회전 감지 센서(147)를 포함할 수 있다.
제 1 기어(141)는, 샤프트(12) 중 가이드 하우징(151) 및 제 1 베이스(111) 사이에 위치하는 부분의 둘레에 설치될 수 있다. 제 1 기어(141)는 샤프트(12)와 고정되어, 제 1 기어(141)가 회전하면, 샤프트(12)가 회전할 수 있다.
가이드 플레이트(144)는 제 1 베이스(111)의 상면에 설치되고, 제 1 베이스(111)와 평행하게 배치될 수 있다. 가이드 플레이트(144)는 제 1 베이스(111)의 측 방향으로 연장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 가이드 플레이트(144)는, 도 2 및 도 4와 같이, 제 1 베이스(111)에서, 지지 프레임(113)과 대향하는 방향, 즉 양의 y축 방향으로 연장될 수 있다.
제 2 베어링(145)은, 샤프트(12) 중 제 1 기어(141) 및 가이드 플레이트(144) 사이에 위치한 부분의 둘레에 설치될 수 있다. 제 2 베어링(145)은 샤프트(12)가 압력 인가 모듈(16)에 의해 하측으로 밀어지는 경우, 가이드 플레이트(144)와 접촉하여 샤프트(12)가 하측으로 더 이동되는 것을 방지하면서도, 샤프트(12)가 부드럽게 회전할 수 있도록 지지할 수 있다.
제 2 기어(142)는, 제 1 기어(141)와 맞물려 회전하도록 가이드 플레이트(144) 상에 설치될 수 있다. 예를 들어, 제 2 기어(142)는 가이드 플레이트(144)가 제 1 베이스(111)로부터 연장된 부분의 상측에 설치될 수 있다.
예를 들어, 제 2 기어(142)는 제 1 기어(141)의 상하 폭보다 두껍게 형성될 수 있다. 제 2 기어(142)의 폭 및 제 1 기어(141) 폭의 차이는 샤프트(12)의 최대 이동 변위보다 더 클 수 있다. 또한, 제 2 기어(142) 및 제 1 기어(141)는 치형이 지면에 수직한 평 기어 형상일 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 샤프트(12) 및 픽업 툴(13)이 상하 방향으로 이동할 경우, 샤프트(12)에 연결된 제 1 기어(141)가 상하 방향으로 이동하더라도 제 2 기어(142)와 맞물린 상태를 유지함으로써, 샤프트(12)의 동심도 및 직진도를 향상시킬 수 있다.
회전 구동부(143)는, 제 2 기어(142)와 연결되어, 제 2 기어(142)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 회전 구동부(143)는, 제 1 베이스(111)로부터 연장된 가이드 플레이트(144)의 부분의 하측에 설치될 수 있다.
회전 디스크(146)는, 제 2 기어(142)의 상측 또는 하측에 제 2 기어(142)와 같이 회전하는 디스크 형상의 부재로서, 제 2 기어(142)와 평행하게 배치될 수 잇다. 예를 들어, 회전 디스크(146)는 원주 방향에 따라 일정한 간격으로 구멍이 형성될 수 있다. 다른 예로, 회전 디스크(146)의 상면 또는 하면에 원주 방향에 따라 일정한 간격으로 다른 색으로 형성된 패턴 무늬가 있을 수 있다.
회전 감지 센서(147)는, 회전 디스크(146)의 상측 또는 하측에 설치될 수 있고, 가이드 플레이트(144)에 지지되어 고정적으로 설치될 수 있다.
회전 디스크(146) 및 회전 감지 센서(147)에 의하면, 회전 구동부(143)에 의해 제 2 기어(142)가 회전하여, 샤프트(12)가 회전하는 경우, 회전 감지 센서(147)는, 회전 디스크(146)에 형성된 구멍 및 패턴을 감지하여, 제 2 기어(142) 또는 샤프트(12)의 회전 각도 및 위상을 측정할 수 있다.
회전 모듈(14)에 의하면, 렌즈가 일정한 방향성을 가지도록 형성된 경우, 예를 들어, 원형의 일측 테두리부를 일(一)자로 커팅한 D-컷 형상의 렌즈를 렌즈 하우징에 부착하는 경우, 렌즈가 일정한 방향을 향하면서 렌즈 하우징에 부착되도록 할 수 있다. 예를 들어, 픽업 툴(13)에 의해 파지된 렌즈는, 픽업 툴(13)이 이동하는 과정에서 렌즈 모듈 조립 장치(3)의 렌즈 정렬 비전(371)에 의해 하측에서 촬영될 수 있고, 이 후, 렌즈가 렌즈 하우징에 대해 적합한 방향으로 부착되도록 샤프트(12) 및 픽업 툴(13)이 회전할 수 있다.
제어부(17)는, 픽업 헤드(1)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(17)는, 흡착 구동부(181), 회전 구동부(143) 및 압력 구동부(163)를 제어할 수 있다.
제어부(17)는 흡착 구동부(181)를 구동하여 연통 포트(182), 샤프트(12) 및 픽업 툴(13)로 연결되는 내부 중공의 경로를 따라서 공기를 흡입하여, 픽업 툴(13)의 단부에 렌즈가 흡착되게 할 수 있다.
제어부(17)는, 회전 구동부(143)를 구동하여, 샤프트(12)를 회전시킬 수 있다.
제어부(17)는, 압력 구동부(163)를 구동하여, 실린더(161)를 통해 플런저(164)를 하측으로 일정한 압력으로 밀어낼 수 있다.
위 구조에 의하면, 픽업 툴(13)을 통해 렌즈를 부착하는 경우, 제어부(17)는 압력 인가 장치(16)를 통해 적당한 압력을 렌즈에 인가하는 것과 동시에 렌즈에 과도한 힘이 가해질 경우, 픽업 툴(13)이 상측 방향으로 완충될 수 있도록 함으로써, 렌즈의 파손을 방지할 수 있고, 렌즈 조립의 정밀성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (10)

  1. 렌즈 부착 장치에 이동 가능하게 마련되어 렌즈를 픽업 및 조립시키는 어태치 로봇에 설치되는 픽업 헤드에 있어서,
    상기 어태치 로봇에 고정되는 바디부;
    상기 바디부에 형성되는 구멍을 따라서 상하 이동 가능하게 설치되고 내부에 중공이 형성된 샤프트;
    상기 샤프트의 하단부에 연통되어 설치되고, 렌즈를 픽업할 수 있는 픽업 툴;
    상기 샤프트의 상단부에 연결되고, 상기 샤프트를 상하 방향으로 이동시킬 수 있는 가이드 모듈;
    상기 가이드 모듈의 적어도 일부를 관통하여 상기 샤프트의 내부와 연통하는 연통 포트;
    상기 바디부의 상측에 배치되어 상기 가이드 모듈에 하측방향으로 압력을 인가하는 압력 인가 모듈; 및
    상기 샤프트를 상기 바디부의 내부에서 회전시킬 수 있는 회전 모듈을 포함하는 픽업 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디부는,
    상기 샤프트가 지면과 수직하게 통과하고 회전 가능하게 설치되는 제 1 베이스;
    상기 제 1 베이스에 대해 상측으로 이격되고, 상기 제 1 베이스와 평행한 제 2 베이스; 및
    상기 제 1 베이스로부터 상기 제 2 베이스를 지지하는 지지 프레임을 포함하고,
    상기 가이드 모듈은, 상기 샤프트 중 상기 제 1 베이스 및 제 2 베이스 사이에 위치한 상단부에 연결되고,
    상기 회전 모듈은, 상기 샤프트 중 상기 가이드 모듈 및 상기 제 1 베이스 사이에 위치한 부분에 설치되고,
    상기 압력 인가 모듈은 상기 제 2 베이스의 상측에 설치되는 픽업 헤드.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드 모듈은,
    상기 제 2 베이스의 하측으로 돌출하는 가이드 핀;
    상기 압력 인가 모듈에 의해 하측 방향으로 압력을 인가 받고, 상기 가이드 핀에 연결되어 상하 방향으로 이동가능하고, 상기 샤프트 및 상기 연통 포트를 연통시키는 가이드 하우징을 포함하는 픽업 헤드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가이드 하우징은,
    상기 가이드 핀이 삽입되는 가이드 홀;
    상기 샤프트의 상단부를 수용하고, 상기 샤프트의 중공 및 상기 연통 포트가 연통되는 내부 공간; 및
    상기 내부 공간의 하측에 설치되고, 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 포함하는 픽업 헤드.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 회전 모듈은,
    상기 샤프트의 둘레에 설치되는 제 1 기어;
    상기 제 1 기어 및 제 1 베이스 사이에 배치되는 가이드 플레이트;
    상기 샤프트 중 제 1 기어 및 가이드 플레이트 사이에 위치하는 부분에 설치되는 베어링;
    상기 가이드 플레이트에 대해 회전 가능하고, 상기 제 1 기어와 맞물리는 제 2 기어; 및
    상기 가이드 플레이트에 설치되고, 상기 제 2 기어를 회전 구동하는 회전 구동부를 포함하는 픽업 헤드.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 기어는 상기 제 1 기어보다 상하 폭이 더 크게 형성되는 픽업 헤드.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 기어의 폭 및 상기 제 1 기어의 폭의 차이는 상기 샤프트의 최대 이동 변위보다 더 큰 픽업 헤드.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 압력 인가 모듈은,
    압력을 형성하는 실린더; 및
    상기 실린더의 내부에 적어도 일부가 수용되어 압력을 인가 받고, 상기 실린더의 하측으로 돌출되고, 상기 제 2 베이스를 통과하여 상기 가이드 하우징에 접촉하는 플런저를 포함하는 픽업 헤드.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 실린더는 공압으로 작동하고,
    상기 압력 인가 모듈은,
    상기 실린더에 공기를 제공하는 공압 포트를 더 포함하는 픽업 헤드.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 회전 모듈은,
    상기 제 2 기어와 평행한 상태로 이격되고, 상기 제 2 기어와 같이 회전하는 회전 디스크; 및
    상기 회전 디스크의 회전을 감지하여, 상기 제 2 기어의 회전 각도를 검출하는 회전 감지 센서를 더 포함하는 픽업 헤드.
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