KR20200050131A - 콜릿 교체 장치 - Google Patents

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Abstract

콜릿 교체 장치는 픽업 헤드에 장착될 복수의 콜릿들이 수납된 콜릿 수납부와, 상기 콜릿 수납부와 인접하도록 배치되며, 교체된 콜릿들을 회수하기 위한 콜릿 회수부 및 상기 픽업 헤드에서 콜릿을 분리하여 상기 콜릿 회수부로 전달하고, 상기 콜릿 수납부로부터 콜릿을 이송하여 상기 픽업 헤드에 장착하는 로봇을 포함할 수 있다. 상기 로봇은 한 쌍의 그리퍼들을 갖는 그리퍼 유닛을 포함하며, 상기 그리퍼 유닛은 하방을 향하도록 배치된 상기 픽업 헤드와 상방을 향하도록 배치된 상기 픽업 헤드의 콜릿들을 교체하기 위해 상기 그리퍼들이 상방 및 하방을 향하도록 회전 가능하도록 구비될 수 있다.

Description

콜릿 교체 장치{Apparatus for exchanging a collet}
본 발명은 콜릿 교체 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 소자를 고정하여 이송하는 픽업 헤드의 콜릿을 교체하기 위한 콜릿 교체 장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 처리 공정은 다수의 반도체 소자들로 분할된 웨이퍼를 시트에 부착한 상태에서 상기 시트로부터 반도체 소자를 분리시키고 픽업하는 픽업 공정, 상기 픽업된 반도체 소자를 검사하는 검사 공정 및 캐리어 테이프와 커버 테이프를 이용하여 상기 반도체 소자를 포장하는 포장 공정을 포함할 수 있다.
상기 공정들에서 상기 반도체 소자는 픽업 유닛에 의해 이송될 수 있다. 상기 픽업 유닛은 상기 진공을 이용하여 상기 반도체 소자를 픽업하기 위한 콜릿과 상기 콜릿이 결합되는 픽업 헤드 및 상기 픽업 헤드를 이동시키기 위한 구동부를 포함할 수 있다.
상기 콜릿은 장시간 사용으로 인한 마모 또는 다른 사이즈의 반도체 소자를 흡착하기 위해 교체가 요구될 수 있다. 상기 콜릿의 교체는 콜릿 교체 장치에 의해 이루어진다. 상기 콜릿이 상방을 향하도록 배치된 상기 픽업 유닛과 상기 콜릿이 하방을 향하도록 배치된 상기 픽업 유닛은 상기 콜릿의 방향이 반대이므로, 서로 다른 콜릿 교체 장치에 의해 상기 콜릿이 교체된다. 따라서, 상기 콜릿 교체 장치를 구비하는데 많은 비용이 소요될 수 있다.
또한, 상기 콜릿 교체 장치에서 교체될 콜릿들은 콜릿 수납부에 적재될 수 있다. 상기 콜릿 수납부는 코일 스프링을 이용하여 탄창 형태로 상기 콜릿들을 적재한다.
그러나, 상기 콜릿 수납부는 상기 코일 스프링의 탄성력으로 인해 상기 콜릿의 적재 수량에 제한이 있으며, 상기 콜릿의 안정적으로 인출되도록 설정하기 어렵다. 또한, 상기 콜릿 수납부는 적재된 콜릿을 수량을 자동으로 확인하기 어렵다.
본 발명은 픽업 유닛에서 콜릿의 방향과 무관하게 상기 콜릿을 교체할 수 있는 콜릿 교체 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 콜릿 교체 장치는, 픽업 헤드에 장착될 복수의 콜릿들이 수납된 콜릿 수납부와, 상기 콜릿 수납부와 인접하도록 배치되며, 교체된 콜릿들을 회수하기 위한 콜릿 회수부 및 상기 픽업 헤드에서 콜릿을 분리하여 상기 콜릿 회수부로 전달하고, 상기 콜릿 수납부로부터 상기 콜릿을 이송하여 상기 픽업 헤드에 장착하는 로봇을 포함하고, 상기 로봇은 한 쌍의 그리퍼들을 갖는 그리퍼 유닛을 포함하며, 상기 그리퍼 유닛은 하방을 향하도록 배치된 상기 픽업 헤드와 상방을 향하도록 배치된 상기 픽업 헤드의 콜릿들을 교체하기 위해 상기 그리퍼들이 상방 및 하방을 향하도록 회전 가능하도록 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 다수의 픽업 헤드들의 콜릿들을 교체하기 위해 상기 로봇은 상기 그리퍼 유닛을 한 쌍 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 콜릿의 크기 변경에 대응하기 위해 상기 그리퍼들은 상기 그리퍼들 사이의 간격이 조절 가능하도록 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 콜릿 수납부는, 상부가 개방된 중공의 몸체부와, 상기 몸체부의 내부에 구비되며, 상기 콜릿들을 적재된 상태로 지지하는 지지부 및 상기 로봇이 상기 지지부에 지지된 콜릿들을 순차적으로 이송하도록 상기 콜릿들을 상승시키기 위한 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 콜릿 수납부는, 상기 지지부에 적재된 콜릿들의 개수를 확인하기 위해 상기 지지부의 높이를 감지하는 감지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 픽업 헤드에 장착될 콜릿들은 공급 스태커에 적재된 상태로 전달되며, 상기 픽업 헤드로부터 분리된 콜릿들은 회수 스태커에 적재된 상태로 전달될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 콜릿 교체 장치는 상기 그리퍼 유닛이 상하 방향으로 회전 가능하므로, 픽업 유닛에서 상기 콜릿이 다양한 방향으로 배치되더라도 상기 콜릿을 효과적으로 교체할 수 있다.
또한, 상기 콜릿 수납부는 상기 지지부와 상기 구동부를 이용하여 적재된 콜릿들을 승강시키므로, 상기 콜릿들의 적재 수량에 제한이 없으며, 상기 구동부의 구동에 의해 상기 콜릿들이 안정적으로 수납 및 배출될 수 있다.
그리고, 상기 콜릿 수납부는 상기 감지부가 상기 지지부의 위치를 감지할 수 있으므로, 상기 콜릿의 적재 수량을 실시간으로 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콜릿 교체 장치를 설명하기 개략적인 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 픽업 유닛을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 픽업 유닛의 픽업 헤드를 설명하기 위한 저면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 콜릿 수납부 및 콜릿 회수부를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5는 공급 스태커를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6은 회수 스태커를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콜릿 교체 장치를 설명하기 개략적인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 상기 콜릿 교체 장치(100)는 반도체 소자를 이송하는 픽업 유닛(10)에서 콜릿(20)을 교체한다. 상기 콜릿 교체 장치(100)는 수납부(110), 회수부(120) 및 로봇(130)을 포함한다.
상기 픽업 유닛(10)은 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향을 따라 이동 가능하도록 구비되며, 상기 반도체 소자의 본딩, 검사, 포장 등을 위해 상기 반도체 소자를 이송한다.
도 2는 도 1에 도시된 픽업 유닛을 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 픽업 유닛의 픽업 헤드를 설명하기 위한 저면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 픽업 유닛(10)은 픽업 헤드(30)와 상기 픽업 헤드(30)에 부착된 상기 콜릿(20)을 포함할 수 있으며, 상기 콜릿(20)은 자기력을 이용하여 상기 픽업 헤드(30)에 장착될 수 있다. 특히, 상기 콜릿(20)에는 상기 반도체 소자를 흡착하기 위한 복수의 흡착홀들(22)이 구비될 수 있으며, 상기 픽업 헤드(30)에는 흡착홀들(22)에 진공을 제공하기 위한 공압 배관(32)이 구비될 수 있다.
상기 콜릿(20)은 대략 사각 형태를 가질 수 있으며 경질의 상부 패드(24)와 연질의 하부 패드(26)를 포함할 수 있다. 상기 반도체 소자를 흡착하기 위한 흡착홀들(22)은 상부 패드(24)와 하부 패드(26)를 관통하여 구비될 수 있으며, 상기 픽업 헤드(30)의 공압 배관(32)과 연통될 수 있다.
일 예로서, 상기 픽업 헤드(30)는 상기 콜릿(20)이 장착될 수 있도록 대략 사각 형태를 가질 수 있으며 상기 픽업 유닛(10)을 이송하기 위한 이송부(미도시)와 연결되는 구동축을 포함할 수 있다. 상기 구동축으로는 중공축이 사용될 수 있으며, 공압 배관(32)으로서 기능할 수 있다. 그러나, 상기 픽업 헤드(30)와 상기 콜릿(20)의 형상은 사각에 한정되지 않으며, 경우에 따라서 원형 등 다양한 형태가 사용될 수 있으므로, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
한편, 상기 픽업 헤드(30)와 상기 콜릿(20)은 자기력에 의해 서로 결합될 수 있다. 일 예로서, 상기 픽업 헤드(30)에는 상기 자기력을 제공하기 위하여 헤드용 영구자석(34)이 구비될 수 있으며, 상기 콜릿(20)의 상부 패드(24)는 자성체로 이루어질 수 있다. 또 한편으로, 상기 픽업 헤드(30)의 하부면 가장자리 부위에는 상기 콜릿(20)의 장착 위치를 안내하기 위한 가이드 부재들(36)이 배치될 수 있다.
상기 픽업 유닛(10)은 다수개가 구비될 수 있다. 따라서, 상기 픽업 유닛(10)이 다수의 반도체 소자들을 이송할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 콜릿 수납부 및 콜릿 회수부를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 콜릿 수납부(110)는 상기 픽업 헤드(30)에 장착할 복수의 상기 콜릿(20)들을 수납한다.
상기 콜릿 수납부(110)는 몸체부(112), 지지부(114), 구동부(116) 및 감지부(118)를 포함할 수 있다.
상기 몸체부(112)는 상부가 개방된 중공 형태를 갖는다. 예를 들면, 상기 몸체부(112)는 대략 육면체 형상을 가질 수 있다. 상기 몸체부(112)의 내부에는 상기 콜릿(20)들이 적재될 수 있다.
상기 지지부(114)는 대략 평판 형태를 가지며, 상기 몸체부(112)의 내부에 구비된다. 상기 지지부(114)는 상기 콜릿(20)들을 적재된 상태로 지지할 수 있다.
상기 구동부(116)는 상기 지지부(114)와 연결되며, 상기 지지부(114)를 승강시킨다. 예를 들면, 상기 구동부(116)는 상기 지지부(114)의 하방에 배치될 수 있다. 상기 구동부(116)는 회전 모터와, 회전 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하기 위한 볼 스크류를 포함하여 구성되거나, 리니어 모터나 실린더를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 구동부(116)의 구동에 따라 상기 지지부(114)가 하강하면서 상기 콜릿(20)이 상기 지지부(114)에 적재될 수 있다. 또한, 상기 구동부(116)의 구동에 따라 상기 지지부(114)가 상승하면서 상기 로봇(130)이 상기 지지부(114)에 지지된 콜릿(20)들을 순차적으로 이송할 수 있다.
상기 콜릿 수납부(110)는 상기 지지부(114)와 상기 구동부(116)를 이용하여 적재된 콜릿(20)들을 승강시킨다. 상기 몸체부(112)의 길이만큼 상기 콜릿(20)들을 적재할 수 있으므로, 상기 콜릿(20)들의 적재 수량에 제한이 없다. 또한, 상기 구동부(116)의 구동에 의해 상기 콜릿(20)들의 안정적으로 수납 및 배출될 수 있다.
상기 감지부(118)는 상기 지지부(114)의 높이를 감지할 수 있다. 예를 들면, 상기 감지부(118)는 상기 구동부(116)에 구비되어 상기 구동부(16)의 구동 정도를 감지할 수 있다. 구체적으로, 상기 감지부(118)는 상기 회전 모터의 회전 수나 상기 리니어 모터나 상기 실린더의 이동 거리를 감지할 수 있다. 상기 감지부(118)는 상기 회전 모터의 회전 수나 상기 리니어 모터나 상기 실린더의 이동 거리를 이용하여 상기 지지부(114)의 높이를 확인할 수 있다.
다른 예로, 상기 감지부(118)는 상기 몸체부(112)의 내측면에 일정 높이 간격마다 배치되어 상기 지지부(114)의 높이를 감지할 수 있다.
상기 감지부(118)가 상기 지지부(114)의 높이를 감지함으로써 상기 지지부(114)에 적재된 콜릿(20)들의 개수를 정확하게 확인할 수 있다.
상기 콜릿 수납부(130)는 복수로 구비될 수 있으며, 상기 각 콜릿 수납부(130)들은 서로 다른 크기의 콜릿(20)들을 수납할 수 있다.
상기 콜릿 회수부(120)는 상기 콜릿 수납부(130)와 인접하도록 배치되며, 교체된 콜릿(20)들을 회수한다. 상기 콜릿 회수부(120)는 상부가 개방된 중공 형태를 가지며, 내부에 상기 교체된 콜릿(20)들을 수용한다.
상기 로봇(130)은 상기 픽업 헤드(30)에서 상기 콜릿(20)을 분리하여 상기 콜릿 회수부(120)로 전달하고, 상기 콜릿 수납부(110)로부터 상기 콜릿(20)을 이송하여 상기 픽업 헤드(30)에 장착할 수 있다.
상기 로봇(130)은 일 수평 방향 및 수직 방향으로 이동 가능하도록 구비된다. 예를 들면, 상기 로봇(130)은 X축 및 Z축 방향으로 이동 가능하거나, Y축 및 Z축 방향으로 이동 가능하도록 구비될 수 있다.
상기 로봇(130)은 상기 콜릿(20)의 교체가 이루어지는 위치까지 상기 수평 방향을 따라 이동한 후 상기 수직 방향을 따라 승강하면서 상기 픽업 헤드(30)에서 상기 콜릿(20)을 분리하거나 상기 콜릿(20)을 상기 픽업 헤드(30)에 장착할 수 있다. 또한, 상기 로봇(130)은 상기 콜릿 회수부(120) 및 상기 콜릿 수납부(110)의 상방까지 상기 수평 방향을 따라 이동한 후 상기 수직 방향을 따라 승강하면서 교체된 상기 콜릿(20)을 상기 콜릿 회수부(120)로 전달하거나 상기 콜릿 수납부(110)로부터 상기 콜릿(20)을 전달받는다.
상기 로봇(130)은 몸체부(132) 및 한 쌍의 그리퍼 유닛(134)들을 포함할 수 있다.
상기 각 그리퍼 유닛(134)들은 상기 몸체부(132)의 측면에 구비되며, 상기 몸체부(132)에 대해 회전 가능하도록 구비될 수 있다.
상기 각 그리퍼 유닛(134)들은 상기 콜릿(20)을 고정하기 위한 한 쌍의 그리퍼들(135)을 갖는다. 상기 그리퍼 유닛(134)이 회전함에 따라 상기 그리퍼들(135)이 다양한 방향을 향할 수 있다. 예를 들면, 상기 그리퍼 유닛(134)의 회전에 따라 상기 그리퍼들(135)은 상방, 하방 및 측방을 향할 수 있다.
또한, 상기 콜릿(20)들의 교체를 위해 상기 그리퍼들(135)의 길이가 조절될 수 있다. 즉, 상기 그리퍼들(135)은 상기 그리퍼 유닛(134)으로부터 인출되거나 상기 그리퍼 유닛(134)의 내부로 삽입될 수 있다.
상기 그리퍼 유닛(134)이 상기 픽업 헤드(30)에서 상기 콜릿(20)을 분리하는 과정은 다음과 같다.
상기 그리퍼들(135)이 벌어진 상태에서 상기 그리퍼 유닛(134)으로부터 인출되면서 상기 콜릿(20)이 장착된 상기 픽업 헤드(30)를 향해 이동한다. 이후, 상기 픽업 헤드(30)의 양쪽 측면에는 구비된 리세스(38)들을 통해 상기 그리퍼들(135)이 오므려지면서 상기 콜릿(20)을 고정한다. 다음으로, 상기 그리퍼들(135)이 다시 상기 그리퍼 유닛(134)의 내부로 삽입되면서 상기 콜릿(20)이 상기 픽업 헤드(30)로부터 분리될 수 있다.
상기 그리퍼 유닛(134)이 상기 콜릿(20)을 상기 픽업 헤드(30)에 장착하는 과정은 다음과 같다.
상기 그리퍼들(135)이 상기 콜릿(20)을 고정한 상태에서 상기 그리퍼 유닛(134)으로부터 인출되면서 상기 픽업 헤드(30)를 향해 이동하여 상기 콜릿(20)을 상기 픽업 헤드(30)에 장착한다. 이후, 상기 픽업 헤드(30)의 양쪽 측면에는 구비된 리세스(38)들을 통해 상기 그리퍼들(135)이 벌어진 후, 상기 그리퍼들(135)이 다시 상기 그리퍼 유닛(134)의 내부로 삽입될 수 있다.
상기 그리퍼 유닛(134)이 상기 상하 방향으로 회전 가능하므로, 상기 픽업 유닛(10)에서 상기 콜릿(20)이 다양한 방향으로 배치되더라도 상기 그리퍼 유닛(134)을 이용하여 상기 콜릿(20)을 효과적으로 교체할 수 있다.
또한, 상기 그리퍼 유닛(134)이 한 쌍 구비되므로, 상기 픽업 유닛(10)이 복수로 구비되더라도 상기 콜릿(20)을 교체하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
한편, 상기 그리퍼들(135)은 상기 그리퍼들(135) 사이의 간격이 조절 가능하도록 구비될 수 있다. 상기 콜릿(20)의 크기가 변경되는 경우, 상기 그리퍼들(135) 사이의 간격을 조절함으로써 상기 콜릿(20)의 크기 변경에 대응할 수 있다. 따라서, 상기 그리퍼들(135)들 다양한 크기의 콜릿(20)을 고정할 수 있다.
도 5는 공급 스태커를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 6은 회수 스태커를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기에서는 상기 로봇(130)이 상기 콜릿(20)을 직접 고정하여 상기 콜릿(20)을 교체하였으나, 상기 픽업 헤드(30)에 장착될 콜릿(20)들이 적재된 공급 스태커(140)와 상기 픽업 헤드(30)로부터 분리된 콜릿(20)들이 적재된 회수 스태커(150)를 이용하여 상기 콜릿(20)을 교체할 수도 있다. 이때, 상기 로봇(130)의 상기 그리퍼들(135)은 상기 공급 스태커(140)와 상기 회수 스태커(150)를 고정할 수 있다. 또한, 상기 콜릿 수납부(110)는 상기 공급 스태커(140)들을 수납하고, 상기 콜릿 회수부(120)는 상기 회수 스태커(150)를 수납할 수 있다. 상기 콜릿 수납부(110)는 상기 공급 스태커(140)를 고정하기 위한 슬롯들을 가질 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 공급 스태커(140)는 몸체(142), 지지부재(144) 및 영구 자석(146)들을 포함한다.
상기 몸체(142)는 상기 콜릿(20)들을 내부에 적재된 상태로 수용한다. 상기 몸체(142)는 대략 원기둥 형태를 갖는다.
상기 지지부재(144)는 상기 몸체(142)의 내부 저면에 구비되며, 상기 몸체(142)에 수용된 상기 콜릿(20)들을 탄성적으로 지지한다.
상기 지지부재(144)는 상기 플레이트(145) 및 상기 코일 스프링(146)을 포함한다.
상기 플레이트(145)는 상기 몸체(142)의 내부에 수평 상태로 배치된다. 상기 코일 스프링(146)은 상기 몸체(142)의 저면과 상기 플레이트(145) 사이에 배치되며, 상기 플레이트(145)를 탄성적으로 지지한다
상기 플레이트(145)는 상기 몸체(142)에 수용된 상기 콜릿(20)들을 지지한다. 따라서, 상기 플레이트(145)는 상기 콜릿(20)의 하부 패드(26)와 접촉한다. 상기 플레이트(145)는 저마찰 계수를 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 상기 물질의 예로는 PEEK 수지, 테프론 수지 등을 들 수 있다. 상기 플레이트(145)의 마찰 계수가 낮으므로, 상기 하부 패드(26)의 손상을 방지할 수 있다.
상기 코일 스프링(146)은 상기 콜릿(20)이 하강하여 상기 플레이트(145)와 접촉할 때 상기 콜릿(20)에 가해지는 충격을 완충한다. 따라서, 상기 콜릿(20)의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 코일 스프링(146)의 복원력으로 인해 상기 플레이트(145)가 상승하고, 이에 따라 상기 플레이트(145)가 몸체(142)에 수용된 상기 콜릿(20)을 밀어올린다.
상기 몸체(142)의 상단에는 상기 콜릿(20)을 고정하기 위한 영구 자석(146)이 구비된다. 일 예로, 상기 콜릿(20)이 사각형 형태를 갖는 경우, 상기 영구 자석(146)들은 상기 몸체(142) 내측의 마주보는 양 측면에 배치되거나, 상기 몸체(142) 내측의 네 측면에 배치될 수 있다.
상기 영구 자석(146)들은 자성체인 상기 콜릿(20)의 상기 상부 패드(24)를 자력으로 고정할 수 있다. 상기 지지부재(144)의 탄성력에 의해 콜릿 수납부(110)의 슬롯(114)들과의 고정을 위한 홈 또는 걸림턱이 형성된다. 상기 몸체(142) 내부의 상기 콜릿(20)들이 밀어 올려지더라도 상기 영구 자석(146)들이 최상단의 상기 콜릿(20)을 고정할 수 있다. 따라서, 상기 지지부재(144)의 탄성력에 의해 상기 콜릿(20)이 상기 몸체(142)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 공급 스태커(140)가 상기 픽업 헤드(30)의 하부에 위치된 상태에서 상기 픽업 헤드(30)가 하방으로 이동하거나 상기 공급 스태커(140)가 상방으로 이동함으로써 최상단의 상기 콜릿(20)이 상기 픽업 헤드(30)의 하부면에 장착될 수 있다. 이때, 새로운 상기 콜릿(20)의 상부면은 상기 픽업 헤드(30)의 가장자리 부위에 구비된 가이드 부재들(36)에 의해 상기 픽업 헤드(30)의 하부면으로 안내될 수 있으며, 새로운 상기 콜릿(20)의 용이한 장착을 위하여 상기 헤드용 영구자석(34)은 상기 영구자석(146)보다 큰 자기력을 갖는 것이 바람직하다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 회수 스태커(150)는 몸체(152) 및 걸림 부재들(154)을 포함한다.
상기 몸체(152)는 상기 콜릿(20)들을 내부에 적재된 상태로 수용할 수 있다. 상기 몸체(152)는 대략 원기둥 형태를 갖는다.
상기 걸림 부재들(154)은 상기 몸체(152)의 상단 양측에 구비된다. 상기 걸림 부재(154)들은 상기 픽업 헤드(30)의 상하 이동은 허용하되 상기 콜릿(20)의 상방 이동을 제한하여 상기 픽업 헤드(30)가 상방으로 이동되는 동안 상기 콜릿(20)을 상기 픽업 헤드(30)로부터 분리할 수 있다.
구체적으로, 상기 픽업 헤드(30)와 상기 콜릿(20)은 상기 콜릿(20)의 제거를 위하여 상기 회수 스태커(150)의 내부를 향해 하방으로 이동될 수 있으며, 이후 다시 상방으로 이동될 수 있다.
이때, 상기 걸림 부재들(154)은 상기 픽업 헤드(30)의 수직 방향 이동 경로의 양측에 구비될 수 있다. 특히, 상기 걸림 부재들(154)은 상기 픽업 헤드(30)의 하방 및 상방 이동을 허용할 수 있으나, 상기 콜릿(20)에 대하여는 하방 이동을 허용하되 상방 이동은 제한할 수 있다. 결과적으로, 상기 걸림 부재들(154)은 상기 픽업 헤드(30)가 회수 스태커(150)의 내부에서 상방으로 이동되는 동안 상기 콜릿(20)을 상기 픽업 헤드(30)로부터 분리시킬 수 있다.
일 예로서, 상기 몸체(150)의 개구 양측 내측면들에는 스프링(미도시), 예를 들면, 코일 스프링 또는 토션 스프링에 의해 하방으로 회전이 가능하도록 걸림 부재들(154)이 장착될 수 있다. 상기 걸림 부재들(154)은 상기 콜릿(20)의 하방 이동이 가능하도록 하방으로 회전될 수 있으나, 상기 콜릿(20)이 하방으로 통과된 후 상기 토션 스프링에 의해 초기 위치로 복귀하여 상기 콜릿(20)의 상방 이동을 제한할 수 있다. 상기와는 다르게, 사익 걸림 부재(110)는 스프링을 이용하여 회수 스태커(150)의 내측면으로부터 진퇴 가능하게 설치될 수도 있다.
결과적으로, 상기 픽업 헤드(30)가 상기 회수 스태커(150)의 내부에서 상방으로 이동되는 동안 상기 콜릿(20)은 걸림 부재들(154)에 의해 걸림으로써 상기 픽업 헤드(30)로부터 분리될 수 있다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 픽업 헤드(30)의 양쪽 측면에는 각각 리세스(38)가 구비될 수 있으며 상기 픽업 헤드(30)의 수직 방향 이동은 리세스들(38)에 의해 상기 걸림 부재들(154)과의 간섭이 방지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 콜릿 교체 장치는 상기 그리퍼 유닛이 상하 방향으로 회전가능하므로, 상기 콜릿이 다양한 방향으로 배치된 픽업 유닛에서 상기 콜릿을 효과적으로 교체할 수 있다. 따라서 상기 콜릿 교체 장치의 이용가능성을 높일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 콜릿 교체 장치 110 : 콜릿 수납부
120 : 콜릿 회수부 130 : 로봇
140 : 공급 스태커 150 : 회수 스태커
10 : 픽업 유닛 20 : 콜릿
30 : 픽업 헤드

Claims (6)

  1. 픽업 헤드에 장착될 복수의 콜릿들이 수납된 콜릿 수납부;
    상기 콜릿 수납부와 인접하도록 배치되며, 교체된 콜릿들을 회수하기 위한 콜릿 회수부; 및
    상기 픽업 헤드에서 콜릿을 분리하여 상기 콜릿 회수부로 전달하고, 상기 콜릿 수납부로부터 상기 콜릿을 이송하여 상기 픽업 헤드에 장착하는 로봇을 포함하고,
    상기 로봇은 한 쌍의 그리퍼들을 갖는 그리퍼 유닛을 포함하며, 상기 그리퍼 유닛은 하방을 향하도록 배치된 상기 픽업 헤드와 상방을 향하도록 배치된 상기 픽업 헤드의 콜릿들을 교체하기 위해 상기 그리퍼들이 상방 및 하방을 향하도록 회전 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 콜릿 교체 장치.
  2. 제1항에 있어서, 다수의 픽업 헤드들의 콜릿들을 교체하기 위해 상기 로봇은 상기 그리퍼 유닛을 한 쌍 구비하는 것을 특징으로 하는 콜릿 교체 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 콜릿의 크기 변경에 대응하기 위해 상기 그리퍼들은 상기 그리퍼들 사이의 간격이 조절 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 콜릿 교체 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 콜릿 수납부는,
    상부가 개방된 중공의 몸체부;
    상기 몸체부의 내부에 구비되며, 상기 콜릿들을 적재된 상태로 지지하는 지지부; 및
    상기 로봇이 상기 지지부에 지지된 콜릿들을 순차적으로 이송하도록 상기 콜릿들을 상승시키기 위한 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜릿 교체 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 콜릿 수납부는, 상기 지지부에 적재된 콜릿들의 개수를 확인하기 위해 상기 지지부의 높이를 감지하는 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콜릿 교체 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 픽업 헤드에 장착될 콜릿들은 공급 스태커에 적재된 상태로 전달되며, 상기 픽업 헤드로부터 분리된 콜릿들은 회수 스태커에 적재된 상태로 전달되는 것을 특징으로 하는 콜릿 교체 장치.
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