KR0185307B1 - 액정 패널의 위치 결정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베이스와, 상기 베이스에 수평으로 공급되는 PCB상에 표시된 2개소 이상의 기준 표시와, 상기 PCB상의 기준 표시에 일치됨으로써 위치가 결정되도록 액정 패널에 표시된 위치 결정 표시와, 상기 PCB상의 기준 표시와 액정 패널상의 위치 결정 표시 사이의 오차량을 관측하는 화상 인식 수단과, 상기 화상 인식 수단으로부터의 정보를 처리하는 제어부와, 상기 제어부의 지시에 따라 액정 패널의 위치를 조절하는 엑정 위치 조절 수단으로 구성된 액정 패널의 위치 결정 장치를 제공함으로써, 제품의 불량율을 저감시키고 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

액정 패널의 위치 결정 장치

제1도는 종래 기술에 의한 액정 패널의 위치 결정 상태를 도시한 사시도.

제2도는 본 발명에 따른 액정 패널의 위치 결정 장치의 구성을 도시한 것으로서, a도는 정면도, b도는 평면도.

제3도는 PCB와 액정 패널의 위치 보정 관계도.

제4도는 본 발명에서 파렛트상의 PCB와 액정 패널을 도시한 사시도.

제5도는 본 발명에 따른 각도 보정 방법을 도시한 개념도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 베이스 3 : 제어부

5 : 파렛트 7 : 스윙암

8 : 수평 조절부 9 : 수직 조절부

10 : CCD카메라 11 : 조명 장치

12 : X-Y 보정부 13 : 승강 실린더

15 : 회전 보정부 B : 기준 표시

L : 액정 패널 S : 위치 결정 표시

본 발명은 액정 패널의 위치 결정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정 패널의 리드 패턴을 PCB 상의 리드 패턴에 자동적으로 위치 결정시키는 액정 패널의 위치 결정 장치에 관한 것이다.

종래에는 액정 패널의 리드 패턴을 PCB상의 리드 패턴에 위치 결정하는 작업을 수작업에 의존해 온 바, 제1도에 도시된 것과 같이 PCB에는 다수의 위치 결정 돌기(50)를 설치하고, 액정 패널(L)에는 상기 다수의 위치 결정 돌기(50)가 끼워지는 다수의 위치 결정구(51)를 형성하여, 상기 위치 결정 돌기(50)와 위치 결정구(51)의 결합 작업을 작업자가 수작업으로 실시하여 액정 패널과 PCB의 상대적인 위치를 결정하고 있다.

그러나, 상기와 같이 수작업에 의존된 위치 결정은 작업자에 의한 액정 패널의 오염과 취급중 정전기로 인한 파손을 유발하기 쉬우며, 상기한 위치 결정 돌기(50)와 위치 결정구(51)의 가공 오차에 따라서 위치 결정의 신뢰도가 저하된다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기계 장치에 의해 자동적으로 액정 패널의 PCB상 위치를 결정하도록 하여 위치 결정의 신뢰도를 향상시키고 액정 패널의 파손을 방지함과 아울러 작업 속도의 향상을 도모할 수 있는 액정 패널의 위치 결정 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 베이스와, 상기 베이스에 수평으로 공급되는 PCB상에 표시된 2개소 이상의 기준 표시와, 상기 PCB상의 기준 표시에 일치됨으로써 위치가 결정되도록 액정 패널에 표시된 위치 결정 표시와, 상기 PCB상의 기준 표시와 액정 패널 상의 위치 결정 표시 사이의 오차량을 관측하는 화상 인식 수단과, 상기 화상 인식 수단으로부터의 정보를 처리하는 제어부와, 상기 제어부의 지시에 따라 액정 패널의 위치를 조절하는 액정 위치 조절 수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

제2도 및 제3도는 본 발명에 따른 액정 패널의 위치 결정 장치를 도시한 구성도 및 액정 패널과 PCB의 상태도로서, 액정 패널(L)이 놓인 PCB를 자동적으로 공급받는 베이스(1)와, 상기 베이스(1)에 수평으로 공급되는 PCB상에 표시된 2개소의 기준 표시(B)와, 상기 PCB상의 기준 표시(B)에 일치됨으로써 위치가 결정되도록 액정 패널(L)에 표시된 2개소의 위치 결정 표시(S)와, 상기 PCB상의 기준 표시와 액정 패널(L)상의 위치 결정 표시 사이의 오차량을 관측하는 화상 인식 수단과, 상기 화상 인식 수단으로부터의 정보를 처리하는 제어부(3)와, 상기 제어부(3)의 지시에 따라 액정 패널(L)의 위치를 조절하는 액정 위치 조절 수단으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 PCB는 액정 패널(L)이 임시 안착된 상태로 상기 베이스(1)로 공급되도록 하기 위해 상기 베이스(1)의 중앙을 통과하는 컨베이어(4)에 실려 이동되는 파렛트(5)에 안착되어 있다.

물론, 상기 파렛트(5)는 액정 패널(L)의 위치 결정시에 베이스(1)에 대한 PCB의 위치를 고정하기 위해 파렛트 위치 결정부(6)를 두고 있다.

또한, 상기 파렛트(5)에는 제4도에 도시된 바와 같이 액정 패널(L)의 임시 안착 상태를 유지하기 위해 자동적으로 동작되는 스윙암(7)을 4곳의 모서리에 설치하였다.

상기 화상 인식 수단을 카메라와, 상기 카메라가 사기 베이스에 대하여 수직 수평으로 위치 조절이 가능하도록 하는 카메라 위치 조절 수단으로 구성되며 상기 PCB와 액정 패널(L)에 표시된 기준 표시(B)와 위치 결정 표시(S)를 감지하도록 2개가 설치되어 있다.

여기서, 상기 카메라 위치 조절 수단은 베이스(1) 상측에 상하로 직교하도록 설치되어 조절 노브(8-1)에 의해 직선 이동이 이루어지는 2개의 직선 가이드(8-2)로 이루어진 수평 조절부(8)와, 상기 수평 조절부(8)의 상측에 설치되어 카메라가 베이스(1)의 수평면에 대해 수직 방향으로의 거리가 정밀하게 조절될 수 있도록 하는 수직 조절부(9)로 구성되어 있다.

또한, 상기 카메라는 고체 촬상 소자를 사용한 CCD카메라(10)를 사용하며, 상기 CCD카메라(10)에 적당한 조도를 제공하기 위해 상기 수직 조절부(9)에는 조명 장치(11)가 설치되어 있다.

상기 액정 위치 조절 수단은 상기 제어부(3)의 신호를 받아 베이스(1)의 수평면에 대하여 직선 이동되도록 하는 X-Y 보정부(12)와, 상기 X-Y 보정부(12)의 상부에 설치된 승강 실린더(13)와, 상기 승강 실린더(13)에 의해 수직 방향으로 이동되는 수직 이동체(14)에 형성된 각도 보정부(15)와, 상기 각도 보정부(15)의 하단에 형성되어 상기 X-Y 보정부(12)에 의해 베이스(1)의 수평면상의 위치가 변화되고 상기 각도 보정부(15)에 의해 회전되며 제어부(3)의 신호에 따라 상기 액정 패널(L)의 상측면을 흡착하도록 된 진공 흡착 수단으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 X-Y 보정부(12)는 베이스 상측에 상하로 직교하도록 설치되어 제어부의 조작을 받는 서보모터(12-1)에 의해 회전되는 볼나사가 형성되어 직선 이동이 이루어지도록 하는 2개의 직선 가이드(12-2)로 이루어져 있다.

또한, 상기 진공 흡착 수단은 도시되지 않은 진공원으로부터 제공되는 진공이 제어부(1)에 의해 공급 및 차단되도록 하는 진공 흡착 캡(16)으로 구성되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

파렛트(5)에 PCB와 액정 패널(L)을 임시로 안착시키고 상기 스윙암(7)으로 고정한 후 컨베이어(4)를 통해 이송하여, 상기 파렛트(5)를 파렛트 위치 결정부(6)를 사용하여 베이스(1)에 고정한다.

상기와 같이 파렛트(5)의 고정으로 PCB의 위치가 고정되면 상기 CCD카메라(10)를 통해 PCB와 액정 패널(L)에 표시된 기준 표시(B)와 위치 결정 표시(S)를 촬영하여 제어부로 그 신호를 보내며, 제어부는 상기 신호를 받아 액정 패널(L)의 PCB에 대한 위치 및 각도 보정을 위해 수평 방향의 직선 이동 거리와, 회전 각도를 계산하게 된다.

즉, 제3도에 도시된 바와 같이 PCB상의 좌측 하단 직각 모서리에 X, Y 직교 좌표축을 설정한 후 상기 좌표축에 따른 직선 오차량과 회전 오차량을 측정하면, 상기 직선 오차량은 △X1, △X2, △Y1, △Y2로 측정되고 회전 오차량은 △θ로 측정되어, 상기 제어부(3)는 상기 직선 오차량과 회전 오차량에 따라서 액정 패널(L)의 각 방향의 보정값을 계산할 수 있게 된다.

이때, 상기와 같은 오차량의 측정시 상기한 카메라 위치 조절 수단의 수평 조절부(8)와 수직 조절부(9)를 적절히 조작함으로써 상기 CCD카메라(10)가 최상의 영상 정보를 얻을 수 있도록 한다.

상기와 같이 계산된 보정값에 따라 상기 제어부(3)는 서보모터(12-2)를 조작하여 상기 X-Y 보정부(12)를 통하여 위치 오차량을 해소함과 동시에 상기 각도 보정부(15)에 장착된 서보모터(15-1)의 조작으로 각도 오차량을 해소하게 된다.

물론, 상기와 같이 제어부(3)가 각 서보모터(12-1, 15-1)를 구동시켜 액정 패널(L)의 위치를 조정하기 전에 상기 액정 패널(L)을 상기 PCB에 대하여 일정한 높이로 상승시킨 후 PCB와의 마찰을 배제한 상태에서 상기와 같은 위치 조정 작업을 수행해야 하는 바, 제어부(3)는 상기 파렛트(5)의 스윙암(7)이 일정 높이만큼 상승후 회전되도록 하여 PCB와 액정 패널(L)의 밀착 상태를 해제하고, 상기 진공 흡착 캡(16)으로 액정 패널(L)의 상측면을 흡착한 후 상기 승강 실린더(13)를 작동하여 액정 패널(L)을 일정 높이로 상승시킨 상태에서 상기와 같이 서보모터 구동에 의해 위치 결정 작업을 실행하는 것이다.

여기서, 본 실시예에 따른 위치 결정 정밀도에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 액정 패널(L)의 PCB에 대한 직선 좌표 결정에 대해 본 실시예에서 요구되는 정밀도는 액정 패널(L)과 PCB의 패턴폭이 0.2㎜이고 패턴 피치가 0.35㎜인 점을 고려하여 허용 틀어짐 량을 패턴폭의 30% 이내로 설정하면 0.06㎜가 된다.

여기서, 상기와 같은 요구 정밀도를 충족하기 위해 본 실시예에 따른 위치 결정 장치에서 극복해야 할 각종의 오차는 크게 제어 가능 오차와 정적 오차 및 동적 오차로 구분될 수 있다.

상기 제어 가능 오차를 살펴보면, 상기 X-Y 보정부(12)의 볼나사 리드가 2㎜/회전 이고 서보모터(12-1)의 제어 가능한 출력 펄스가 2048 펄스/회전 이므로 제어부(3)의 신호에 따라 서보모터(12-1)로 제어할 수 있는 제어 가능 오차는 0.00098㎜/펄스=1㎛가 된다.

또한, 정적 오차는 기계 구성 부품의 가공 오차 및 조립 오차에 의해 발생되는 것으로 이는 0.01㎜ 이내로 조절이 가능하며, 상기 동적 오차는 실측에 의해 추산된 값이 0.08㎜ 이므로 본 실시예에서 제시된 위치 결정 장치의 오차는 약 0.02㎜가 된다.

여기서, 액정 패널(L)과 PCB상의 패턴 자체의 오차가 존재하며 그 규제치가 0.02㎜ 이므로 실제 발생될 수 있는 최대 오차는 0.04㎜가 된다.

상기 최대 오차의 수치 0.04㎜는 상기한 요구 정밀도 0.06㎜이내에 해당되므로 요구되는 성능을 충분히 제공하여 PCB에 대한 액정 패널의 직선 거리 편차 조정에 따른 좌표 조정은 만족할 만한 성능을 확보할 수 있게 된다. 다음으로 PCB에 좌표가 결정된 액정 패널(L)의 각도를 보정함에 있어서 요구되는 정밀도를 살펴보면, 액정 패널(L)과 PCB의 패턴을 고려하여 제어부(3)에 의해 서보모터(15-1)가 제어해야 하는 제어 오차는 0.013°이어야 한다.

그런데, 실제 본 실시예에서 각도 보정부에 사용하고 있는 서보모터(15-1)는 5상 펄스 모터이며 1/100의 감속기를 사용하고 있는 바, 상기 5상 펄스 모터의 스텝각은 0.36/펄스로 감속기에 의해 실제 제어되는 각도로 환산하면 0.0036/펄스이며 감속기의 제조 업체 보증 오차는 0.017°이다.

그러므로, 상기 각도 보정부(15)에서 서보모터(15-1)의 1펄스 제어로 보장할 수 있는 제어 오차는 0.0036°+0.017°=0.0206°로서 상기 0.013°보다 크므로 원하는 정밀도를 충족시키지 못한다.

따라서, 본 실시예에서 상기와 같은 문제를 각도 상쇄 보정 방식으로 해결하는 바, 이는 제5도에 도시된 바와 같이 조정되어야 할 각도보다 많은 양을 회전시킨 후 다시 역회전시켜 원하는 위치로 조정이 되도록 하는 것이다.

여기서, 제어의 순서는 처음 위치를 P1이라 하고 요구되는 이동 각도가 θ1이라 할때 먼저 θ2만큼 이동시킨 후, 다시 θ3만큼을 역회전시킴으로써 원하는 θ1의 각도로 이동이 되도록 하는 것이다.

상기와 같이 PCB상의 액정 패널 위치가 평면 좌표의 측면과 회전 각도의 측면에서 원하는 오차 범위 이내로 결정되면 상기 파렛트의 스윙암을 동작시켜 액정패널을 PCB상에 임시 고정한 후, 컨베이어를 통해 다음 공정으로 이송하게 된다.

따라서, 본 발명은 PCB상의 액정 패널(L)이 평면상의 좌표와 그 좌표에서의 각도가 원하는 정밀도 이내에서 자동적으로 보정되도록 함으로써, 종래의 수작업에 의해 발생되었던 문제점을 해결함과 동시에 자동화에 따른 작업성 향상을 실현할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 베이스와, 상기 베이스에 수평으로 공급되는 PCB상에 표시된 2개소 이상의 기준 표시와, 상기 PCB상의 기준 표시에 일치됨으로써 위치가 결정되도록 액정 패널에 표시된 위치 결정 표시와, 상기 PCB상의 기준 표시와 액정 패널상의 위치 결정 표시 사이의 오차량을 관측하는 화상 인식 수단과, 상기 화상 인식 수단으로부터의 정보를 처리하는 제어부와, 상기 제어부의 지시에 따라 액정 패널의 위치를 조절하는 액정 위치 조절 수단으로 구성된 액정 패널의 위치 결정 장치를 제공함으로써, 제품의 불량율을 저감시키고 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 베이스와, 상기 베이스에 수평으로 공급되는 PCB상에 표시된 2개소 이상의 기준 표시와, 상기 PCB상의 기준 표시에 일치됨으로써 위치가 결정되도록 액정 패널에 표시된 위치 결정 표시와, 상기 PCB상의 기준 표시와 액정 패널상의 위치 결정 표시 사이의 오차량을 관측하는 화상 인식 수단과, 상기 화상 인식 수단으로부터의 정보를 처리하는 제어부와, 상기 제어부의 지시에 따라 액정 패널의 위치를 조절하는 액정 위치 조절 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정 패널의 위치 결정 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 화상 인식 수단은 카메라와, 상기 카메라가 상기 베이스에 대하여 수직 수평으로 위치 조절이 가능하도록 하는 카메라 위치 조절 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정 패널의 위치 결정 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 액정 위치 조절 수단은 상기 제어부의 신호를 받아 베이스의 수평면에 대하여 직선 이동되도록 하는 X-Y 보정부와, 상기 X-Y 보정부의 상부에 설치된 승강 실린더와, 상기 승강 실린더에 의해 수직 방향으로 이동되는 수직 이동체에 형성된 각도 보정부와, 상기 각도 보정부의 하단에 형성되어 상기 X-Y 보정부에 의해 베이스의 수평면상의 위치가 변화되고 상기 각도 보정부에 의해 회전되며 제어부의 신호에 따라 상기 액정 패널의 상측면을 흡착하도록 된 진공 흡착 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정 패널의 위치 결정 장치.