KR0176662B1

KR0176662B1 - 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어방법 및 위치제어장치

Info

Publication number: KR0176662B1
Application number: KR1019950061664A
Authority: KR
Inventors: 김영현; 성필영
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1999-04-01
Also published as: JPH09183086A; KR970049176A; US5751917A

Abstract

본 발명은 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어방법 및 위치제어장치에 관한 것으로서, 전후이동축과 좌우이동축 사이의 오차각에 의한 위치제어상의 오차를 보정한 보정위치로 헤드유니트를 이동시켜, 오차각에 상관 없이 목표이동위치로의 정확한 위치 제어가 이루어진다. 본 발명에서는, 헤드유니트의 좌우이동축의 직각방향에 대한 전후이동축의 오차각을 구하고, 헤드유니트를 이동시키려 하는 목표이동위치를 결정하며, 목표이동위치와 오차각에 의해 발생하는 헤드유니트의 실제이동 위치 사이의 오차값을 목표이동위치에 보정한 보정위치를 구하여, 보정위치를 헤드유니트의 이동위치로 사용한다.

Description

칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어방법 및 위치제어장치

제1도는 칩마운터용 직교로봇의 사시도.

제2도는 칩마운터용 직교로봇의 전후이동축과 좌우이동축 사이의 오차각을 나타낸 개략적 평면도.

제3도는 본 발명에 따른 위치제어방법을 설명하는 그래프이다.

본 발명은 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어방법 및 위치제어장치에 관한 것이다.

칩마운터는 인쇄회로기판에 부품을 장착하는 장치로서, 고속과 고정밀도의 위치제어를 필요로 하고, 일반적으로 직교좌표로 제어하는 로봇이 사용된다.

그런데 이러한 칩마운터용 직교로봇은 칩마운팅노즐이 있는 헤드유니트의 위치를 제어하는데 있어서, 전후방향의 이동축과 좌우방향의 이동축이 정확히 직각을 이루지 못하는 점 때문에 부품의 장착위치제어가 정확히 이루어지지 않는다는 단점이 있다. 즉, 직교로봇의 전후이동축과 좌우이동축을 설치할 때 발생하는 미세한 틀어짐이 오차각을 유발하고, 이 틀어진 이동축을 따라 헤드유니트가 이동하므로 실제 입력한 위치와는 다른 위치로 이동하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 전후이동축과 좌우이동축 사이의 오차각에 의한 위치제어상의 오차를 보정하여 헤드유니트를 정확하게 위치시키는 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어방법 및 위치제어장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 칩마운팅노즐을 갖는 헤드유니트와, 상기 헤드유니트를 좌우방향으로 이동시키는 좌우이동축과 상기 좌우이동축을 전후방향으로 평행이동시키는 전후이동축을 구비한 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어방법에 있어서, 상기 좌우이동축의 직각방향에 대한 상기 전후이동축의 오차각을 구하는 단계와; 상기 헤드유니트를 이동시키려 하는 목표이동위치를 결정하는 단계와; 상기 목표이동위치와 상기 오차각에 의해 발생하는 상기 헤드유니트의 실제이동 위치 사이의 오차값을 상기 목표이동위치에 보정한 보정위치를 구하는 단계와; 상기 보정위치를 상기 헤드유니트의 이동위치로 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어방법에 의해 달성된다.

여기서, 상기 목표이동위치는 상기 좌우이동축상의 위치값과 상기 전후이동축상의 위치값으로 주어지며, 상기 보정위치는 상기 좌우이동축상의 보정위치와 상기 전후이동축상의 보정위치로 구하도록 함으로써, 직교좌표에 의한 계산으로 보정위치를 쉽게 계산할 수 있다.

또한, 상기 좌우이동축상의 보정위치와 상기 전후이동축상의 보정위치는 각각 다음의 (1)식과 (2)식에 의해 간단하게 계산할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 상기한 방법으로 오차각에 의한 오차를 보정하여 정확한 위치 제어를 할 수 있는 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어장치가 제공된다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도는 칩마운터용 직교로봇의 사시도이다. 칩마운팅 직교로봇은 좌우이동축(1, 이하 '수평축'이라 함)과, 전후이동축(2, 이하 '수직축'이라 함)과, 헤드유니트(5)로 구성되어 있다. 수평축(1)은 좌우의 두 수직축(2)에 의해 지지되어 볼스크류(7)에 의해 수직축(2)을 따라 평행하게 이동하며, 헤드유니트(5)는 수평축(1)을 따라 좌우로 이동한다. 헤드유니트(5)의 수평축(1) 방향의 이동과 수평축(1)의 수직축(2) 방향의 평행이동에 의해 헤드유니트(5)의 위치 제어를 하여, 헤드유니트(5)에 형성된 칩마운팅노즐(9)에 의한 부품의 흡장착이 이루어진다.

제2도는 칩마운터용 직교로봇의 전후이동축과 좌우이동축 사이의 오차각을 나타낸 평면도이다. 수평축(1)과 수직축(2)은 정확히 직각을 이루지 못하고 설치시의 오차 등에 의해 다소의 오차각(θ)을 가진다. 이러한 오차각(θ)은 아주 미세하여 육안으로는 식별이 불가능한 경우가 대부분이며 정밀한 측정장치에 의한 측정을 요한다. 제2도에서는 설명상의 편의를 위해 오차각(θ)을 실제 발생할 수 있는 것보다 크게 나타내었다.

제3도는 본 발명에 따른 위치제어방법을 설명하는 그래프이다. 직교로봇의 수평축(1)과 수직축(2)을 그래프상의 X축과 Y축으로 나타낸 것으로, 편의상 원점은 헤드유니트(5)가 직교좌표상의 최좌측 최하단에 위치했을 때의 위치로 정하였으며, 좌표값은 헤드유니트(5)의 위치에 대한 수치정보를 나타낸다.

목표이동위치에 관한 수치를 입력하는 입력부, 및 입력부에서의 입력수치를 오차각에 따라 보정한 위치를 계산하는 연산부는 도시되지 않은 마이컴에 의해 구성되며, 보정위치에 대한 정보에 따라 제어부(도시되지 않음)에서의 위치제어가 이루어진다.

헤드유니트(5)를 위치시키고자 하는 목표이동위치(M)에 관한 좌표(X,Y)를 입력부에 입력하고 작동을 개시하면, 수평축(1)이 수직축(2)을 따라 평행이동하면서 헤드유니트(5)가 수평축(1)을 따라 이동한다. 이때, 헤드유니트(5)는 오차각(θ) 만큼 기울어진 수평축을 따라 이동하므로 수평방향에 대해 오차각(θ) 만큼 상향하여 이동한다. 이에 따라 실제이동위치(R)는 좌표(X0,Y0)가 되어, 목표이동위치(M)과 비교할 때 틀어진 수평축(1) 방향으로 △X 만큼의 오차가 발생하며 수직축(2) 방향으로도 소정의 오차가 발생한다. 그러므로 목표이동위치(M)에 위치시키기 위해서는, 오차각(θ)에 의해 틀어진 수평축(1)을 따라 △X 만큼 헤드유니트(5)를 더 이동시킨다. 이때 수직축(2) 방향으로의 오차는 △Y가 되며 이를 보정하기 위해서는 △Y 만큼 수평축(2)을 하향이동시킨다. 이러한 방식으로 보정한 보정수치를 구하기 위해서 측정된 오차각(θ)과 목표이동위치(M)에 관한 좌표값(X,Y)을 이용하여 다음의 (1)식과 (2)식에 의해 계산한다.

(X' 는 보정위치의 수평축상의 위치값으로서 X' = X + △X 이고, Y' 는 보정위치의 수직축상의 위치값으로서 Y' = Y - △Y 이다.)

(1)식과 (2)식에 의하면 △X와 △Y에 관한 값을 따로 구하지 않고도 목표이동위치(M)보다 수평축(1) 방향으로 △X만큼 더 이동하고 수직축(2) 방향으로 △Y 만큼 덜 이동하는 보정위치가 계산된다.

마이컴은 측정한 오차각(θ)의 값과 입력된 목표이동위치(M)에 따라서 보정위치를 계산하여 계산된 보정위치를 향해 헤드유니트(5)를 이동시키고, 이에 따라 헤드유니트(5)는 실질적으로 목표이동위치(M)에 정확히 이동된다.

상기한 설명에서는, 수평축(1)의 틀어짐이 우측방향으로 상향하여 발생한 경우를 나타내었으며, 수평축(1)의 틀어짐이 우측방향으로 하향하여 발생한 경우에도 상기의 식들이 적용된다. 이 경우에는 θ가 음의 값을 가지므로 실질적으로 Y'의 값은 Y의 값에 △Y의 값을 더한 값이되어 수평축은 △Y 만큼 상향한다.

또한, 원점을 헤드유니트(5)가 최좌측 최하단에 위치했을 때의 위치로 설정하지 않고 헤드유니트(5)의 이동 범위 내의 소정 위치를 사용하여 설정한 경우에도, 목표이동위치(M)의 각 좌표(X,Y)의 부호에 따라 헤드유니트(5)가 수평축(1)상의 음의 방향으로 이동할 때에는 상기한 식들 중 △Y의 부호를 바꾸어 적용함으로써 보정위치의 계산이 가능하다.

상기와 같은 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어방법 및 위치제어장치는, 전후이동축과 좌우이동축 사이의 오차각에 의한 위치제어상의 오차를 보정한 보정위치로 헤드유니트를 이동시켜, 오차각에 상관 없이 목표이동위치로의 위치제어가 가능하게 된다.

Claims

칩마운팅노즐을 갖는 헤드유니트와, 상기 헤드유니트를 좌우방향으로 이동시키는 좌우이동축과 상기 좌우이동축을 전후방향으로 평행이동시키는 전후이동축을 구비한 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어방법에 있어서, 상기 좌우이동축의 직각방향에 대한 상기 전후이동축의 오차각을 구하는 단계와; 상기 헤드유니트를 이동시키려 하는 목표이동위치를 결정하는 단계와; 상기 목표이동위치와 상기 오차각에 의해 발생하는 상기 헤드유니트의 실제이동 위치 사이의 오차값을 상기 목표이동위치에 보정한 보정위치를 구하는 단계와; 상기 보정위치를 상기 헤드유니트의 이동위치로 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어방법.
제1항에 있어서, 상기 목표이동위치는 상기 좌우이동축상의 위치값과 상기 전후이동축상의 위치값으로 주어지며, 상기 보정위치는 상기 좌우이동축상의 보정위치와 상기 전후이동축상의 보정위치로 구하는 것을 특징으로 하는 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어방법.
제2항에 있어서, 상기 좌우이동축상의 보정위치와 상기 전후이동축상의 보정 위치는 각각 (1)식과 (2)식에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어방법.
칩마운팅노즐을 갖는 헤드유니트와, 상기 헤드유니트를 좌우방향으로 이동시키는 좌우이동축과 상기 좌우이동축을 전후방향으로 평행이동시키는 전후이동축을 구비한 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어장치에 있어서, 상기 좌우이동축의 직각방향에 대한 상기 전후이동축의 오차각을 측정하는 오차각측정부와; 상기 헤드유니트를 이동시키려 하는 목표이동위치를 입력하는 입력부와; 상기 목표이동위치와 상기 오차각에 의해 발생하는 상기 헤드유니트의 실제이동 위치 사이의 오차값을 상기 목표이동위치에 보정한 보정위치를 구하는 연산부와; 상기 보정위치를 향해 상기 헤드유니트를 이동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어장치.
제4항에 있어서, 상기 목표이동위치는 상기 좌우이동축상의 위치값과 상기 전후이동축상의 위치값으로 주어지며, 상기 연산부는, 상기 좌우이동축상의 보정위치와 상기 전후이동축상의 보정위치로 상기 보정위치를 구하는 것을 특징으로 하는 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어장치.
제5항에 있어서, 상기 연산부는, 상기 좌우이동축상의 보정위치와 상기 전후이동축상의 보정위치를 각각 (1)식과 (2)식에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어장치.

(상기 식에서, 변수 X, Y, X', Y', θ 는 제3항에서 정의한 바와 같다.)