WO2024080676A1 - 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드 - Google Patents

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WO2024080676A1
WO2024080676A1 PCT/KR2023/015429 KR2023015429W WO2024080676A1 WO 2024080676 A1 WO2024080676 A1 WO 2024080676A1 KR 2023015429 W KR2023015429 W KR 2023015429W WO 2024080676 A1 WO2024080676 A1 WO 2024080676A1
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WO
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axis
disposed
spindle
head
housing
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/015429
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이장노
조태연
나윤성
Original Assignee
주식회사 코엠에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 주식회사 코엠에스 filed Critical 주식회사 코엠에스
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components

Definitions

  • the present invention relates to a rotary head for a component mounting machine, and specifically, to a rotary head of a mounting machine for mounting components on a board, a component capable of precise drive control that can more precisely rotate the rotary head on which the suction nozzle is disposed. This is about the head for the placement machine.
  • the mounting machine that mounts the components on the board is configured to move the suction nozzle above the supply unit that supplies the components to pick up the components, and then move to the top of the substrate to mount the components at a predetermined location on the substrate.
  • These placement machines generally have a head consisting of multiple suction nozzles that moves in the There is also a rotary type mounting machine in which the suction nozzle rotates on the head.
  • the rotary type mounting machine currently used is configured to rotate the head by transmitting the driving force of the motor through gears, so the rotation angle of the head is limited by the structure of the gear, such as the number of gear teeth. Therefore, with technological development trending towards smaller and smaller parts, there is a need to develop technology that can rotate the head more precisely.
  • the head for a component placement machine capable of precise drive control according to the present invention is intended to enable more precise drive control when the rotary head rotates.
  • a head for a component placement machine capable of precise drive control includes an R-axis drive unit disposed on the upper part of the main frame, a connection cylinder disposed below the R-axis drive unit and rotating when the R-axis drive unit is driven, A rotor housing disposed at the bottom of the connection cylinder, a spindle rotatably disposed through the rotor housing and with an adsorption nozzle disposed at the bottom to adsorb parts, and a ⁇ -axis drive unit disposed on the side of the main frame to rotate the spindle. and a Z-axis drive unit disposed on one upper side of the main frame and moving the spindle in the vertical direction.
  • the R-axis driving unit of the head for a component placement machine capable of precise driving control consists of an R-axis outer housing coupled to the main frame and an R-axis inner housing rotatably disposed at the lower part of the R-axis outer housing. It is configured, and a rotor, a motor core, and a stator coil wound around the motor core are disposed between the R-axis outer housing and the R-axis inner housing.
  • An R-axis sub-frame is disposed in one direction on the upper part of the main frame of the head for a component placement machine capable of precise drive control according to an embodiment of the present invention
  • the R-axis outer housing is formed in a cylindrical shape and is located at the lower part of the R-axis sub-frame. It is fixed to the R-axis inner housing and consists of a cylindrical support part in the center and a disk-shaped lower base at the bottom of the support part.
  • the rotor is placed on the outer surface of the support part, and the motor core is placed on the inner surface of the R-axis outer housing. desirable.
  • a through hole is formed in the R-axis subframe of the head for a component placement machine capable of precise drive control according to an embodiment of the present invention, and in the lower base corresponding to the inner surface of the support, and a pneumatic supply pipe for supplying pneumatic pressure is disposed in the through hole. It is desirable to be
  • connection cylinder of the head for a component placement machine capable of precise drive control preferably has its upper end communicated with a through hole and a pneumatic supply pipe extending inside.
  • the pneumatic supply pipe of the head for a component placement machine capable of precise drive control is a flexible pneumatic hose.
  • a rotary head for a component placement machine having a spindle support structure that can be driven in multiple directions includes an R-axis drive unit disposed on the upper part of the main frame, and a rotary head disposed below the R-axis drive unit to rotate when the R-axis drive unit is driven.
  • Shiki includes a ⁇ -axis drive unit and a Z-axis drive unit that is disposed on one upper side of the main frame and moves the spindle in the up and down direction.
  • a ⁇ -axis drive gear that rotates around the connection cylinder when the ⁇ -axis drive unit is driven is disposed on the connection cylinder of the rotary head for a component placement machine having a spindle support structure that can be driven in multiple directions according to an embodiment of the present invention, and the spindle has a ⁇ It is preferable that a shaft rotation gear meshed with the shaft drive gear is arranged.
  • the spindle of the rotary head for a component placement machine having a spindle support structure driveable in multiple directions includes a cylindrical shaft, a shaft housing through which the shaft is disposed, and an upper portion of the shaft housing. It includes an upper bush disposed in and a lower bush disposed in the lower part of the shaft housing, the shaft rotation gear is disposed in the upper part of the shaft, and a restoring force is provided between the shaft rotation gear and the upper bush when the Z-axis drive unit moves the spindle downward. It is preferable that the coil spring that generates is disposed, and the upper bush, shaft housing, and lower bush are disposed in the rotor housing.
  • a plurality of spindle insertion holes into which spindles are inserted are formed in the rotor housing of the rotary head for a component placement machine having a spindle support structure capable of driving in multiple directions according to an embodiment of the present invention, and the upper bush and lower bush are the inner surfaces of the spindle insertion holes. It is preferable that the shaft housing is arranged to be spaced apart from the inner surface of the spindle insertion hole.
  • Sealing seating grooves are formed on the upper and lower surfaces of the outer surface of the shaft housing of the rotary head for a component placement machine having a spindle support structure that can be driven in multiple directions according to an embodiment of the present invention, between the shaft housing and the upper bush, and between the shaft housing and the shaft housing. It is preferable that a first seal and a second seal that are in close contact with the inner surface of the spindle insertion hole are disposed between the lower bushes, and a third seal that is in close contact with the inner surface of the spindle insertion hole is disposed in the seal seating groove.
  • the rotary head pneumatic supply structure for a component placement machine includes a connection cylinder rotatably disposed on the main frame, an R-axis drive unit disposed on the upper part of the main frame to rotate the connection cylinder, and a lower outer surface of the connection cylinder.
  • a plurality of spindles rotatably disposed on the main frame, a ⁇ -axis drive unit disposed on one side of the main frame to rotate the plurality of spindles, and a Z disposed on the other side of the main frame to move at least one of the plurality of spindles up and down. It consists of a shaft drive unit, and an adsorption nozzle that adsorbs parts using pneumatic pressure is placed at the bottom of the spindle, and the pneumatic pressure supplied to the spindle is supplied through the inner surface of the connecting cylinder.
  • a pneumatic supply hose is disposed on the inner surface of the connecting cylinder of the rotary head pneumatic supply structure for a component placement machine according to an embodiment of the present invention, and a distribution socket with a through hole formed in the inner direction of the connecting cylinder is coupled to the end of the pneumatic supply hose,
  • a pneumatic connection hole communicating with the inner surface of the connection cylinder is formed on the lower outer surface of the connection cylinder at a position corresponding to the distribution socket, and when the connection cylinder is rotated by the R-axis drive unit, it is preferable that the connection cylinder rotates around the distribution socket. do.
  • the pneumatic supply hose of the rotary head pneumatic supply structure for a component placement machine is preferably made of a flexible material.
  • bearings are disposed on the outer surface of the distribution socket and the inner surface of the connecting cylinder of the rotary head pneumatic supply structure for a component placement machine according to an embodiment of the present invention.
  • the head for a component placement machine capable of precise drive control according to the present invention can be expected to provide more precise drive control when the rotary head rotates.
  • Figure 1 is a front view of a head for a component placement machine capable of precise driving control according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the head for a component placement machine capable of precise drive control shown in FIG. 1.
  • Figure 3 is a cross-sectional view of the main part of the R-axis drive unit shown in Figure 1
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the main portion of the connecting cylinder connected to the R-axis drive unit shown in FIG. 3.
  • Figure 5 is a front view of the spindle shown in Figure 1.
  • FIG. 6 is a main sectional view of the spindle coupled to the rotary head shown in FIG. 1.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of the spindle disposed in the shaft housing shown in FIG. 6.
  • a head for a component placement machine capable of precise drive control according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as a 'head for a placement machine') will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
  • Figure 1 is a front view of the head for a component placement machine capable of precise drive control according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a side view of the head for a component placement machine capable of precise drive control shown in Fig. 1
  • the R axis shown in Fig. 1 Referring to Figure 3, which is a cross-sectional view of the main part of the drive unit, the mounting head is centered on the main frame 100 and includes an R-axis drive unit 200, a connecting cylinder 280, a rotor housing 620, a spindle 610, and a ⁇ -axis drive unit ( 400) and a Z-axis drive unit 300.
  • the R-axis drive unit 200 rotates the connection flange 222 connected to the connection cylinder 280, thereby rotating the connection cylinder 280.
  • a rotor housing 620 is disposed on the connection cylinder 280 to connect it. When the cylinder 280 rotates, the rotor housing 620 rotates based on the rotation center of the connecting cylinder 280.
  • the rotor housing 620 which rotates when the connection cylinder 280 rotates, adsorbs components (not shown) from the component supply unit (not shown) at the bottom and collects them from the substrate supply unit (not shown).
  • the spindle 610 disposed at the bottom of the suction nozzle 630 which can mount components at a designated location on the supplied substrate (not shown), is rotatably disposed through the suction nozzle 630.
  • a ⁇ -axis drive unit 400 is disposed on the side of the main frame 100 to rotate the spindle 610 on the rotor housing 620, and moves the spindle 610 in the vertical direction on one upper side of the main frame 100.
  • a Z-axis driving unit 300 is disposed.
  • the ⁇ -axis drive unit 400 is for rotating the spindle 610, and rotates the ⁇ -axis drive gear 410 as shown in FIG. 1 on the rotor housing 620, and rotates the shaft of the spindle 610, which will be described later.
  • the gear 640a is meshed with the ⁇ -axis drive gear 410 to rotate the spindle 610.
  • the ⁇ -axis driving unit 400 is an essential component for the rotation of the spindle 610, but is not a major feature of the present invention, so detailed description regarding the ⁇ -axis driving unit 400 will be omitted below.
  • the Z-axis driver 300 moves the spindle 610 up and down by pressing the pressing knob 641 shown in FIGS. 5 and 6, and is not a main feature of the present invention like the ⁇ -axis driver 400. Therefore, detailed explanation will be omitted.
  • the R-axis driving unit 200 includes the R-axis outer housing 230 and the R-axis outer housing 230 coupled to the main frame 100.
  • An R-axis inner housing 220 rotatably disposed in the lower portion of the housing 230, a rotor 240 disposed between the R-axis outer housing 230 and the R-axis inner housing 220, a motor core 250, and It consists of a stator coil 250 wound around a motor core 250, and when power is applied to the stator coil 250, the housing to which the motor core 250 is coupled rotates.
  • the R-axis outer housing 230 is a housing that constitutes the side and top surfaces of the R-axis drive unit 200, and is located on the bottom of the R-axis subframe 210 coupled to the main frame 100 in a downward direction as shown in FIG. 3. It is formed in the form of an extended cylinder, and the R-axis inner housing 220 is rotatably disposed at the lower part of the R-axis outer housing 230.
  • the R-axis inner housing 220 is composed of a disk-shaped lower base 220b and a cylindrical support portion 220a extending upwardly at regular intervals from the center of the upper surface of the lower base 220b.
  • the rotor 240 composed of a permanent magnet is disposed on the outer surface of the support portion 220a, and the motor core 250 is disposed on the inner surface of the R-axis outer housing 230. Therefore, when power is applied to the stator coil 250, the R-axis inner housing 220 on which the rotor 240 is disposed rotates around the center of the lower base 220b.
  • the R-axis drive unit 200 with this configuration is configured to directly rotate the connecting cylinder 280 without using a separate gear, unlike a general drive unit, so it is difficult to implement depending on the shape of the gear, such as the tooth shape and number of teeth. Precise rotation can be achieved through control of the supplied power. Therefore, it is possible to provide a mounting machine that meets the needs of the recent industry where components to be mounted are becoming increasingly smaller.
  • through holes 212 penetrating upward and downward are formed in the R-axis subframe 210 corresponding to the inner surface of the support part 220a, and the support part 220a is in the lower base 220b.
  • a through hole is formed corresponding to the inner surface, and a pneumatic supply pipe for supplying pneumatic pressure is disposed in this through hole 212.
  • connection cylinder 280 As shown in FIG. 3, the connection cylinder 280 described above has an inner surface in communication with the through hole 212, and a pneumatic supply pipe is extended downward on the inside to supply pneumatic pressure to the spindle (located at the lower part of the connection cylinder 280). 610) is configured to supply. At this time, supply pipes made of various materials may be used as the pneumatic supply pipe. However, when the length of the connecting cylinder 280 is long as shown in FIG. 4, which is a main cross-sectional view of the connecting cylinder connected to the R-axis drive unit shown in FIG. 3, a supply pipe made of hard material is used. When used, processing may be difficult, so it is desirable to use a flexible pneumatic supply hose 270 as in this embodiment.
  • Figure 4 is a front view of the spindle shown in Figure 1
  • Figure 5 is a main sectional view of the spindle in a state in which the spindle is coupled to the rotary head shown in Figure 1
  • Figure 7 is an enlarged sectional view of the main part of the spindle disposed in the shaft housing shown in Figure 6.
  • the support structure of the spindle 610 coupled to the rotor housing 620 of the rotary head 600 will be described with reference to the following.
  • the spindle 610 includes a cylindrical shaft 640, a shaft housing 642 through which the shaft 640 is disposed, and an upper portion of the shaft housing 642 through which the shaft 640 is disposed. It consists of an upper bush 644 and a lower bush 646 disposed below.
  • a pressing knob 641 pressed by the Z-axis drive unit 300 described above is coupled to the top of the shaft 640, and a ⁇ -axis drive gear 410 is attached to the lower part of the pressing knob 641 and the upper outer surface of the shaft 640.
  • a shaft rotation gear 640a engaged with is disposed.
  • the upper bush 644, shaft housing 642, and lower bush 646 are disposed within the rotor housing 620 as shown in FIG. 6 to center the bushes 644, 646 and the shaft housing 642. It is configured to rotate and move up and down using a rotating axis.
  • the upper bush 644, shaft housing 642, and lower bush 646 are inserted into a plurality of spindle insertion holes 622 formed in the rotor housing 620. At this time, the upper bush 644 and the lower bush 646 are in close contact with the inner surface of the spindle insertion hole 622, and the shaft housing 642 is spaced apart from the inner surface of the spindle insertion hole 622. It is placed.
  • the shaft housing 642 communicates with the pneumatic connection hole 282 formed in the connection cylinder 280 so that pneumatic pressure can be supplied through the connection cylinder 280 and is transmitted to the inside of the shaft 640.
  • Pneumatic inflow and outflow holes 642a are formed, and pneumatic pressure is transmitted to the adsorption nozzle 630 through opening and closing of these pneumatic inflow and inlet holes 642a, so that the spindle is inserted into the outer surface of the shaft housing 642 as shown in FIG. 7.
  • the inner surface of the ball 622 is spaced apart at regular intervals, and the upper bush 644 and lower bush 646 of the upper and lower parts of the shaft housing 642 are preferably in close contact with the inner surface of the spindle insertion hole 622. .
  • the spindle 610 moving up and down is firmly supported within the rotor housing 620 through the upper bush 644 and lower bush 646.
  • sealing seating grooves 642b are formed on the upper and lower outer surfaces of the shaft housing 642, and between the shaft housing 642 and the upper bush 644 and between the shaft housing 642 and the lower bush 646.
  • a first seal 651 and a second seal 653 are disposed in close contact with the inner surface of the spindle insertion hole 622, and a third seal is in close contact with the inner surface of the spindle insertion hole 622 in the seal seating groove 642b ( 655) is placed.
  • the first seal 651 and the second seal 653 are connected to the upper bush 644 and the lower bush 646 on the spindle insertion hole 622 of the rotor housing 620 when the spindle 610 moves up and down. Make sure it is not pushed up or down, and make sure that the delivered air pressure does not leak out.
  • the third seal 655 seated in the seal seating groove 642b prevents the leakage of pneumatic pressure and at the same time allows the shaft housing 642 to be firmly supported on the spindle insertion hole 622.
  • each bush 644, 646 and the shaft housing 642 supported by each seal 651, 653, and 655 are more firmly supported on the spindle insertion hole 622, each bush 644, 646 , the shaft 640 inserted in the center of the shaft housing 642 can move and rotate up and down without shaking, and in particular, can move without interfering with separate parts when moving up and down.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part of the connecting cylinder connected to the R-axis drive unit shown in FIG. 3, a structure in which pneumatic pressure is supplied to the suction nozzle 630, which adsorbs parts using pneumatic pressure, at the bottom of the spindle 610 is explained. It is as follows.
  • the rotary head 600 rotates around the connecting cylinder 280, and the spindle 610, which rotates and moves up and down on the rotor housing 620 of the rotary head 600, rotates the connecting cylinder 280.
  • the R-axis driver 200, Z-axis driver 300, ⁇ -axis driver 400, and valve driver 500 are connected to control the rotation and movement of the spindle 610 and the pneumatic pressure supplied to the spindle 610. Since it must be installed around the cylinder 280, the length of the connecting cylinder 280 becomes longer, and as the length of the connecting cylinder 280 increases, the structure for supplying pneumatic pressure also becomes longer.
  • the present invention allows pneumatic pressure to be supplied to the spindle 610 through the inner surface of the connecting cylinder 280, as shown in FIG. 4.
  • This configuration can minimize exposure of the pneumatic supply line to the outside and prevent the pneumatic supply line from contacting other components.
  • Pneumatic supply pipes of various materials may be placed on the inner surface of the connecting cylinder 280.
  • the pneumatic supply pipe is made of a material that does not bend, such as metal, more precise processing is required to place it inside the elongated connecting cylinder 280. This becomes necessary. Therefore, it is desirable to use the pneumatic supply hose 270 as a pneumatic supply pipe as in this embodiment.
  • a distribution socket 290 having a through hole formed in the inner direction of the connection cylinder 280 is coupled to the end of the pneumatic supply hose 270. It is desirable to form a pneumatic connection hole 282 in communication with the inner surface of the connection cylinder 280 at a position corresponding to the distribution socket 290 on the lower outer surface of the connection cylinder 280.
  • connection cylinder 280 when the connection cylinder 280 is rotated by the R-axis drive unit 200, the connection cylinder 280 is centered around the distribution socket 290 to prevent the pneumatic supply hose 270 coupled to the distribution socket 290 from being twisted. It is desirable to allow it to rotate, and it is more desirable for a bearing 292 to be installed between the outer surface of the distribution socket 290 and the inner surface of the connecting cylinder 280 so that the connecting cylinder 280 can rotate more effectively.
  • the pneumatic supply hose 270 disposed inside the connecting cylinder 280 may be made of various materials, but is preferably made of a flexible material to facilitate easier processing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드는, 메인프레임의 상부에 배치된 R축 구동부와, R축 구동부 하부에 배치되어 R축 구동부의 구동시 회전하는 연결실린더와, 연결실린더의 하부에 배치되는 로터 하우징과, 로터 하우징 내부에 회전가능하게 관통배치되고, 하부에 부품을 흡착하는 흡착노즐이 배치된 스핀들과, 메인프레임의 측면에 배치되어 스핀들을 회전시키는 θ축 구동부와 메인프레임의 상부 일측에 배치되어 스핀들을 상하 방향으로 이동시키는 Z축 구동부를 포함한다.

Description

정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드
본 발명은 부품 실장기용 로터리 헤드에 관한 것으로, 구체적으로는 기판에 부품을 실장하는 실장기의 로터리 헤드에 있어, 흡착노즐이 배치된 로터리 헤드를 보다 정밀하게 회전시킬 수 있는 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드에 관한 것이다.
기판 상에 부품을 실장시키는 실장기는 부품을 공급하는 공급부 상방으로 흡착노즐을 이동시켜 부품을 픽업하고, 기판의 상부로 이동하여 기판 상의 소정의 위치로 부품을 실장하도록 구성되어 있다.
이러한 실장기는 일반적으로 부품의 실장 효율을 높이기 위해 여러 개의 흡착노즐로 구성된 헤드가 X축 및 Y축으로 이동하며, 개별 흡착노즐이 헤드 상에서 Z축으로 이동하는 피아노 타입의 실장기와, 헤드는 회전을 하고, 헤드 상에서 흡착노즐이 자전을 하는 로터리 타입 실장기가 있다.
이중 피아노 타입 실장기는 부품을 정화한 각도로 픽업을 하지 못하는 경우 부품을 회전시켜 실장을 하는 것이 어려우므로 최근에는 로터리 타입의 실장기가 개발되어 사용되고 있다.
다만 현재 사용되는 로터리 타입의 실장기는 모터의 구동력을 기어를 통해 전달하여 헤드를 회전시킬 수 있도록 구성되므로, 기어의 치의 개수 등 기어의 구조에 의해 헤드의 회전각도가 제한된다. 따라서 부품의 점점 더 작아지는 방향으로 기술개발이 되는 추세에서 보다 정밀하게 헤드를 회전시킬 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
본 발명에 따른 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드는 로터리 헤드의 회전시 보다 정밀하게 구동제어가 가능할 수 있도록 하고자 한다.
또한, 로터리 헤드로 공급되는 공압을 보다 단순하게 구성할 수 있도록 하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드는, 메인프레임의 상부에 배치된 R축 구동부와, R축 구동부 하부에 배치되어 R축 구동부의 구동시 회전하는 연결실린더와, 연결실린더의 하부에 배치되는 로터 하우징과, 로터 하우징 내부에 회전가능하게 관통배치되고, 하부에 부품을 흡착하는 흡착노즐이 배치된 스핀들과, 메인프레임의 측면에 배치되어 스핀들을 회전시키는 θ축 구동부와 메인프레임의 상부 일측에 배치되어 스핀들을 상하 방향으로 이동시키는 Z축 구동부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드의 R축 구동부는 메인프레임에 결합되는 R축 아우터 하우징과, R축 아우터 하우징의 하부에 회전가능하게 배치되는 R축 이너 하우징으로 구성되며, R축 아우터 하우징과 R축 이너 하우징 사이에는 로터, 모터 코어 및 모터 코어에에 권취된 스테이터 코일이 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드의 메인프레임의 상부에는 일측 방향으로 R축 서브 프레임이 배치되고, R축 아우터 하우징은 원통형상으로 형성되어 R축 서브 프레임의 하부에 고정되며, R축 이너 하우징은 중앙에 원통형상의 지지부와,지지부 하단에 원판 형태의 하부 베이스로 구성되며, 로터는 지지부의 외측면에 배치되고, 모터 코어는 R축 아우터 하우징 내면에 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드의 R축 서브 프레임과, 하부 베이스에는 지지부의 내측면에 대응하여 관통공이 형성되고, 관통공에는 공압을 공급하는 공압공급관이 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드의 연결실린더는 상단이 관통공에 연통되고, 내측에 공압공급관이 연장배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드의 공압공급관은 가요성 공압호스인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중방향으로 구동가능한 스핀들 지지구조를 갖는 부품 실장기용 로터리 헤드는 메인프레임의 상부에 배치된 R축 구동부와, R축 구동부 하부에 배치되어 R축 구동부의 구동시 회전하는 연결실린더와, 연결실린더의 하부에 배치되는 로터 하우징과, 로터 하우징 내부에 회전가능하게 관통배치되고, 하부에 부품을 흡착하는 흡착노즐이 배치된 스핀들과 메인프레임의 측면에 배치되어 스핀들을 회전시키는 θ축 구동부와 메인프레임의 상부 일측에 배치되어 스핀들을 상하 방향으로 이동시키는 Z축 구동부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중방향으로 구동가능한 스핀들 지지구조를 갖는 부품 실장기용 로터리 헤드의 연결실린더에는 θ축 구동부의 구동시 연결실린더을 중심으로 회전하는 θ축 구동기어가 배치되며, 스핀들에는 θ축 구동기어와 치합하는 샤프트 회전기어가 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중방향으로 구동가능한 스핀들 지지구조를 갖는 부품 실장기용 로터리 헤드의 스핀들은 원통형 형상의 샤프트와, 샤프트가 관통배치되는 샤프트 하우징과 샤프트가 관통배치되고, 샤프트 하우징의 상부에 배치되는 상부 부쉬와 샤프트 하우징의 하부에 배치된 하부 부쉬를 포함하고, 샤프트 회전기어는 샤프트의 상부에 배치되며, 샤프트 회전기어와 상부 부쉬 사이에는 Z축 구동부가 스핀들을 하부로 이동시키는 경우 복원력을 발생시키는 코일스프링가 배치되고, 상부 부쉬, 샤프트 하우징 및 하부 부쉬는 로터 하우징 내에 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중방향으로 구동가능한 스핀들 지지구조를 갖는 부품 실장기용 로터리 헤드의 로터 하우징에는 스핀들이 삽입되는 스핀들 삽입공이 복수 개 형성되고, 상부 부쉬와 하부 부쉬는 스핀들 삽입공의 내면과 밀착되며, 샤프트 하우징은 스핀들 삽입공의 내면으로부터 이격하여 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중방향으로 구동가능한 스핀들 지지구조를 갖는 부품 실장기용 로터리 헤드의 샤프트 하우징의 외면 상부 및 하부에는 실링안착홈이 형성되고, 샤프트 하우징과 상부 부쉬 사이와, 샤프트 하우징과 하부 부쉬 사이에는 스핀들 삽입공의 내면에 밀착되는 제1 실링과 제2 실링이 배치되고, 실링안착홈에는 스핀들 삽입공의 내면에 밀착되는 제3 실링이 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장기용 로터리 헤드 공압공급 구조는 메인프레임에 회전가능하게 배치된 연결실린더와, 메인프레임의 상부에 배치되어 연결실린더을 회전시키는 R축 구동부와, 연결실린더의 외면 하부에 회전가능하게 배치되는 복수 개의 스핀들과, 메인프레임의 측면 일측에 배치되어 복수 개의 스핀들을 회전시키는 θ축 구동부와, 메인프레임의 측면 타측에 배치되어 복수 개의 스핀들 중 적어도 하나를 상하로 이동시키는 Z축 구동부로 구성되며, 스핀들의 하단에는 공압을 이용하여 부품을 흡착하는 흡착노즐이 배치되며, 스핀들에 공급되는 공압은 연결실린더의 내면을 통해 공급된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장기용 로터리 헤드 공압공급 구조의 연결실린더의 내면에는 공압공급호스가 배치되며, 공압공급호스의 단부에는 연결실린더의 내면 방향으로 관통공이 형성된 분배소켓이 결합되며, 연결실린더의 하부 외면에는 분배소켓과 대응되는 위치에 연결실린더의 내면과 연통되는 공압연결공이 형성되고, R축 구동부에 의해 연결실린더가 회전하는 경우, 연결실린더는 분배소켓을 중심으로 회전하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장기용 로터리 헤드 공압공급 구조의 공압공급호스는 가요성 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장기용 로터리 헤드 공압공급 구조의 분배소켓의 외면과 연결실린더의 내면에는 베어링가 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드는 로터리 헤드의 회전시 보다 정밀하게 구동제어가 가능한 효과를 기대할 수 있다.
또한, 로터리 헤드로 공급되는 공압을 보다 단순하게 구성할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드의 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 R축 구동부의 요부 단면도이다
도 4는 도 3에 도시된 R축 구동부에 연결된 연결실린더의 요부 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 스핀들의 정면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 로터리 헤드에 스핀들이 결합된 상태의 요부 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 샤프트 하우징에 배치된 스핀들의 요부 확대 단면도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드(이하 '실장기용 헤드'라 함)에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드의 정면도인 도 1, 도 1에 도시한 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드의 측면도인 도 2 및 도 1에 도시된 R축 구동부의 요부 단면도인 도 3을 참조하면 실장기용 헤드는 메인프레임(100)을 중심으로 R축 구동부(200), 연결실린더(280), 로터 하우징(620), 스핀들(610), θ축 구동부(400), Z축 구동부(300)로 구성된다.
R축 구동부(200)는 연결실린더(280)와 연결되는 연결플랜지(222)를 회전시켜, 연결실린더(280)을 회전시키는 것으로, 연결실린더(280)에는 로터 하우징(620)이 배치되어, 연결실린더(280)의 회전시 로터 하우징(620)이 연결실린더(280)의 회전 중심을 기준으로 회전하게 된다.
연결실린더(280)의 회전시 회전하는 로터 하우징(620)에는 도 1에 도시된 바와 같이 하부에 부품공급부(도면 미도시)로부터 부품(도면 미도시)을 흡착하여 기판공급부(도면 미도시)로부터 공급된 기판(도면 미도시)의 정해진 위치에 부품을 실장할 수 있는 흡착노즐(630)이 하단에 배치된 스핀들(610)이 회전가능하게 관통배치된다.
이때 메인프레임(100)의 측면에는 로터 하우징(620) 상에서 스핀들(610)을 회전시키는 θ축 구동부(400)가 배치되고, 메인프레임(100)의 상부 일측에는 스핀들(610)을 상하 방향으로 이동시키는 Z축 구동부(300)가 배치된다.
θ축 구동부(400)는 스핀들(610)을 회전시키기 위한 것으로, 로터 하우징(620) 상에서 도 1에 도시된 바와 같이 θ축 구동기어(410)를 회전시키고, 후술할 스핀들(610)의 샤프트 회전기어(640a)를 θ축 구동기어(410)와 치합시켜 스핀들(610)을 회전시킨다.
θ축 구동부(400)는 스핀들(610)의 회전에 필수적 구성이나 본 발명에 있어 주요 특징은 아니므로 이하에서는 θ축 구동부(400)와 관련하여 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
아울러 Z축 구동부(300)는 도 5 및 도 6에 도시된 가압노브(641)을 가압하여 스핀들(610)을 상하로 이동시키는 것으로 θ축 구동부(400)와 같이 본 발명에 있어 주요 특징은 아니므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
연결실린더(280)를 회전시키는 R축 구동부(200)를 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면 R축 구동부(200)는 메인프레임(100)에 결합되는 R축 아우터 하우징(230), R축 아우터 하우징(230)의 하부에 회전가능하게 배치되는 R축 이너 하우징(220),R축 아우터 하우징(230)과 R축 이너 하우징(220) 사이에 배치된 로터(240), 모터 코어(250) 및 모터 코어에(250)에 권취된 스테이터 코일(250)로 구성되어 스테이터 코일(250)에 전원이 인가되면 모터 코어(250)가 결합된 하우징이 회전하게 된다.
R축 아우터 하우징(230)은 R축 구동부(200)의 측면 및 상면을 구성하는 하우징으로 메인프레임(100)에 결합된 R축 서브 프레임(210)의 저면에서 도 3에 도시된 바와 같이 하부 방향으로 연장된 실린더 형태로 형성되며, R축 아우터 하우징(230)의 하부에는 R축 이너 하우징(220)이 회전가능하게 배치된다.
R축 이너 하우징(220)은 원판 형태의 하부 베이스(220b)와, 하부 베이스(220b)의 상면 중심으로부터 일정 간격으로 이격하여 상부 방향으로 연장된 실린더 형태의 지지부(220a)로 구성된다.
영구 자석으로 구성된 로터(240)는 지지부(220a)의 외측면에 배치되고, 모터 코어(250)는 R축 아우터 하우징(230) 내면에 배치된다. 따라서 전원이 스테이터 코일(250)에 인가되면 로터(240)가 배치된 R축 이너 하우징(220)은 하부 베이스(220b)의 중심을 중심으로 회전하게 된다.
이러한 구성을 갖는 R축 구동부(200)는 일반적인 구동부와 달리 별도의 기어를 사용하지 않고 직접 연결실린더(280)을 회전시킬 수 있도록 구성되므로, 기어의 치형, 잇수 등 기어의 형상에 따라 구현이 어려운 정밀한 회전을 공급되는 전력의 제어를 통해 구현할 수 있다. 따라서 실장하고자 하는 부품이 점차 작아지는 최근의 산업계의 니즈에 부합하는 실장기를 제공할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 R축 서브 프레임(210)에는 상하로 관통된 관통공(212)이 지지부(220a)의 내측면에 대응하여 형성되며, 하부 베이스(220b)에는 지지부(220a)의 내측면에 대응하여 관통공이 형성되며, 이러한 관통공(212)에는 공압을 공급하는 공압공급관이 배치된다.
앞에서 설명한 연결실린더(280)는 도 3에 도시된 바와 같이 내면이 관통공(212)에 연통되고, 내측에 하부로 공압공급관을 연장배치하여 공압을 연결실린더(280)의 하부에 배치된 스핀들(610)에 공급할 수 있도록 구성된다. 이때 공압공급관은 다양한 재질의 공급관이 사용될 수 있으나, 연결실린더(280)의 길이가 도 3에 도시된 R축 구동부에 연결된 연결실린더의 요부 단면도인 도 4와 같이 길어지는 경우, 단단한 재질의 공급관을 사용하는 경우, 가공이 어려울 수 있으므로, 본 실시예와 같이 가요성 공압공급호스(270)를 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 1에 도시된 스핀들의 정면도인 도 4, 도 1에 도시된 로터리 헤드에 스핀들이 결합된 상태의 요부 단면도인 도 5 및 도 6에 도시된 샤프트 하우징에 배치된 스핀들의 요부 확대 단면인 도 7을 참조하여 로터리 헤드(600)의 로터 하우징(620)에 결합된 스핀들(610)의 지지구조에 관하여 설명하면 아래와 같다.
스핀들(610)은 도 5에 도시된 바와 같이 원통형 형상의 샤프트(640), 샤프트(640)가 관통배치되는 샤프트 하우징(642), 샤프트(640)가 관통배치되고, 샤프트 하우징(642)의 상부와 하부에 배치되는 상부 부쉬(644), 하부 부쉬(646)로 구성된다.
샤프트(640)의 상단에는 앞에서 설명한 Z축 구동부(300)가 가압하는 가압노브(641)이 결합되며, 가압노브(641)의 하부, 샤프트(640)의 상부 외면에는 θ축 구동기어(410)와 치합되는 샤프트 회전기어(640a)가 배치된다.
이러한 샤프트 회전기어(640a)와 상부 부쉬(644) 사이에는 Z축 구동부(300)가 가압노브(641)을 가압하여 스핀들(610)을 하부로 이동시키는 경우 복원력을 발생시키는 코일스프링(640b)가 배치된다.
이때, 상부 부쉬(644), 샤프트 하우징(642) 및 하부 부쉬(646)는 도 6에 도시된 바와 같이 로터 하우징(620) 내에 배치되어 부쉬(644, 646) 및 샤프트 하우징(642)의 중심을 회전축으로 하여 회전 및 상하 이동가능하게 구성된다.
상부 부쉬(644), 샤프트 하우징(642) 및 하부 부쉬(646)는 로터 하우징(620)에 복수 개로 형성된 스핀들 삽입공(622)에 삽입된다. 이때, 상부 부쉬(644)와 하부 부쉬(646)는 도 7에 도시된 바와 같이 스핀들 삽입공(622)의 내면과 밀착되며, 샤프트 하우징(642)은 스핀들 삽입공(622)의 내면으로부터 이격하여 배치된다.
샤프트 하우징(642)에는 도 6에 도시된 바와 같이 연결실린더(280)를 통해 공압을 공급받을 수 있도록 연결실린더(280)에 형성된 공압연결공(282)와 연통되어 샤프트(640) 내부로 전달하는 공압유출입공(642a)이 형성되어 있으며, 이러한 공압유출입공(642a)의 개폐를 통해 흡착노즐(630)로 공압을 전달하므로, 도 7에 도시된 바와 같이 샤프트 하우징(642)의 외면과 스핀들 삽입공(622)의 내면은 일정 간격으로 이격되는 것이 바람직하며, 샤프트 하우징(642)의 상하부의 상부 부쉬(644)와 하부 부쉬(646)는 스핀들 삽입공(622)의 내면과 밀착되는 것이 바람직하다.
따라서 상하로 이동하는 스핀들(610)은 상부 부쉬(644)와 하부 부쉬(646)를 통해 로터 하우징(620) 내에서 견고하게 지지된다.
이때, 샤프트 하우징(642)의 외면 상부 및 하부에는 실링안착홈(642b)이 형성되고, 샤프트 하우징(642)과 상부 부쉬(644) 사이와, 샤프트 하우징(642)과 하부 부쉬(646) 사이에는 스핀들 삽입공(622)의 내면에 밀착되는 제1 실링(651)과 제2 실링(653)이 배치되고, 실링안착홈(642b)에는 스핀들 삽입공(622)의 내면에 밀착되는 제3 실링(655)이 배치된다.
제1 실링(651)과 제2 실링(653)은 스핀들(610)이 상하로 이동하는 경우 상부 부쉬(644)와 하부 부쉬(646)가 로터 하우장(620)의 스핀들 삽입공(622) 상에서 상하로 밀리지 않도록 하며, 전달된 공압이 유출되지 않도록 한다. 또한, 실링안착홈(642b)에 안착된 제3 실링(655)은 공압의 유출을 방지함과 동시에 샤프트 하우징(642)이 스핀들 삽입공(622) 상에서 견고하게 지지될 수 있도록 한다.
각각의 실링(651, 653, 655)에 의하여 지지되는 각각의 부쉬(644, 646), 샤프트 하우징(642)은 보다 견고하게 스핀들 삽입공(622) 상에서 지지되므로, 각각의 부쉬(644, 646), 샤프트 하우징(642) 중앙에 삽입된 샤프트(640)는 흔들림 없이 상하로 이동 및 회전할 수 있으며, 특히 상하 이동시 별도의 부품과 간섭하지 않고 이동할 수 있다.
도 3에 도시된 R축 구동부에 연결된 연결실린더의 요부 단면도인 도 4를 참조하여 스핀들(610)의 하단에는 공압을 이용하여 부품을 흡착하는 흡착노즐(630)로 공압이 공급되는 구조에 대하여 설명하면 아래와 같다.
앞에서 설명한 바와 같이 로터리 헤드(600)가 연결실린더(280)를 중심으로 회전하며, 로터리 헤드(600)의 로터 하우징(620) 상에서 회전 및 상하 이동하는 스핀들(610)은 연결 실린더(280)의 회전, 스핀들(610)의 회전 및 이동, 스핀들(610)로 공급된 공압의 제어를 위해 R축 구동부(200), Z축 구동부(300), θ축 구동부(400), 밸브 구동부(500)를 연결실린더(280) 주변에 설치하여야 하므로 연결실린더(280)의 길이는 길어지게 되며, 연결실린더(280)의 길이가 길어짐에 따라 공압을 공급하는 구조 또한 길어지게 된다.
따라서 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 연결실린더(280)의 내면을 통해 스핀들(610)로 공압이 공급될 수 있도록 한다.
이러한 구성은 공압공급라인이 외부로 노출되는 것을 최소화하여 공압공급라인이 타 구성과 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
이러한 연결실린더(280)의 내면에는 다양한 재질의 공압공급관이 배치될 수 있으나, 공압공급관이 금속과 같이 구부러지지 않는 재질로 구성되는 경우, 길어지는 연결실린더(280) 내부에 배치하기 위해 보다 정밀한 가공이 필요하게 된다. 따라서 본 실시예와 같이 공압공급호스(270)를 공압공급관으로 사용하는 것이 바람직하다. 이때 공압공급호스(270)의 단부에는 연결실린더(280)의 내면 방향으로 관통공이 형성된 분배소켓(290)이 결합되는 것이 바람직하다. 연결실린더(280)의 하부 외면에는 분배소켓(290)과 대응되는 위치에 연결실린더(280)의 내면과 연통되는 공압연결공(282)을 형성하는 것이 바람직하다.
따라서 R축 구동부(200)에 의해 연결실린더(280)가 회전하는 경우, 연결실린더(280)는 분배소켓(290)에 결합된 공압공급호스(270)가 꼬이지 않도록 분배소켓(290)을 중심으로 회전할 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 분배소켓(290)의 외면과 연결실린더(280)의 내면 사이에는 연결실린더(280)가 보다 효과적으로 회전할 수 있도록 베어링(292)이 설치되는 것이 보다 바람직하다.
연결실린더(280) 내부에 배치되는 공압공급호스(270)는 다양한 재질로 형성될 수 있으나, 가공을 보다 용이하게 할 수 있도록 가요성 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 메인프레임의 상부에 배치된 R축 구동부;
    상기 R축 구동부 하부에 배치되어 상기 R축 구동부의 구동시 회전하는 연결실린더:
    상기 연결실린더의 하부에 배치되는 로터 하우징;
    상기 로터 하우징 내부에 회전가능하게 관통배치되고, 하부에 부품을 흡착하는 흡착노즐이 배치된 스핀들;
    상기 메인프레임의 측면에 배치되어 상기 스핀들을 회전시키는 θ축 구동부;
    상기 메인프레임의 상부 일측에 배치되어 상기 스핀들을 상하 방향으로 이동시키는 Z축 구동부를 포함하고,
    상기 R축 구동부는 상기 메인프레임에 결합되는 R축 아우터 하우징과, 상기 R축 아우터 하우징의 하부에 회전가능하게 배치되는 R축 이너 하우징으로 구성되며, 상기 R축 아우터 하우징과 R축 이너 하우징 사이에는 로터, 모터 코어 및 상기 모터 코어에에 권취된 스테이터 코일이 배치되는 것을 특징으로 하는 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인프레임의 상부에는 일측 방향으로 R축 서브 프레임이 배치되고,
    상기 R축 아우터 하우징은 원통형상으로 형성되어 상기 R축 서브 프레임의 하부에 고정되며,
    상기 R축 이너 하우징은 중앙에 원통형상의 지지부와,상기 지지부 하단에 원판 형태의 하부 베이스로 구성되며,
    상기 로터는 상기 지지부의 외측면에 배치되고, 상기 모터 코어는 상기 R축 아우터 하우징 내면에 배치되는 것을 특징으로 하는 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 R축 서브 프레임과, 상기 하부 베이스에는 상기 지지부의 내측면에 대응하여 관통공이 형성되고, 상기 관통공에는 공압을 공급하는 공압공급관이 배치되는 것을 특징으로 하는 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연결실린더는 상단이 상기 관통공에 연통되고, 내측에 상기 공압공급관이 연장배치되는 것을 특징으로 하는 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 공압공급관은 가요성 공압호스인 것을 특징으로 하는 정밀 구동제어가 가능한 부품 실장기용 헤드.
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