KR100371228B1 - 표면실장기의 노즐장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면실장기의 노즐장치에 관한 것으로, 소켓샤프트(114)에 결합되는 탄성부재(115)의 탄성력에 의해 소켓샤프트(114)에 밀착된 상태로 장착되는 홀더(121)와, 상기 홀더(121)의 저면에 형성되는 홀더샤프트(122)를 구비한 홀더부(110)와, 상기 홀더샤프트(122)의 내측에 설치되며, 수직방향으로 이동하면서 부품을 피킹(Picking)과 플레이싱(Placing)할 수 있는 이동부재(133)를 갖는 노즐(130)로 구성하여, 인쇄회로기판에 부품을 플레이싱하는 경우에, 노즐(130) 내의 진공이 파괴되면서 블로워(blow)함과 아울러 노즐탄성부재(134)의 복원력에 의한 이동부재(133)의 하강에 의해 노즐(130)에 흡착되어 있는 부품(2)을 노즐(130)에서 완벽하게 해지시키는 부품블로워(blow) 성능을 향상시키고자 함에 있다.

Description

표면실장기의 노즐장치{Nozzle Apparatus for Surface Mount Device}
본 발명은 표면실장기의 노즐장치에 관한 것으로, 특히 표면실장기의 부품공급장치로부터 피킹한 부품을 인쇄회로기판에 플레이싱하기 위하여 상기 부품을 노즐로부터 해지시키는 부품블로워(blow) 성능을 개선한 노즐장치에 관한 것이다.
표면실장기는 다수의 부품을 인쇄회로기판에 고속 및 정밀하게 실장하기 위해 사용된다. 부품을 인쇄회로기판에 고속 및 정밀하게 실장하기 위해 사용되는 표면실장기의 구성을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다. 도 1은 표면실장기의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 표면실장기(10)는 X-Y 갠트리(gantry)(11), 인쇄회로기판 이송장치(conveyor)(12), 모듈헤드(module head)(13), 노즐교환장치(14) 및 부품공급장치(15)로 구성된다.
인쇄회로기판 이송장치(12)는 인쇄회로기판(1)을 실장작업위치(A)로 이송시킨다. X-Y 갠트리(11)는 X-Y축 방향으로 이동하면서 모듈헤드(13)의 위치를 변경시킨다. 모듈헤드(13)는 X-Y갠트리(11)를 이동축으로 하여 부품공급장치(15)로부터 부품을 피킹(picking)하여 실장작업위치(A)에 있는 인쇄회로기판(1)으로 부품을 이송하여 상기 인쇄회로기판(1)에 부품을 플레이싱(placing)하게 된다.
상기 모듈헤드(13)는 다수개의 노즐장치(20)를 구비한다. 노즐장치(20)의 구성을 첨부된 도 2를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 도 2에서와 같이 노즐장치(20)는 소켓(socket)부(21)와 홀더부(22)로 구성되며, 소켓부(21)는 중공샤프트(21a), 조립블럭(21b), 접속블럭(21c), 소켓샤프트(21d) 및 탄성부재(21e)로 구성되고, 홀더부(22)는 홀더(holder)(22a) 및 홀더샤프트(22b)로 구성된다.
소켓부(21)의 중공샤프트(21a)는 내측이 중공으로 형성됨과 아울러 저면에형성된 조립블럭(21b)에 의해 접속블럭(21c)이 조립된다. 상기 접속블럭(21c)의 내측으로 홀더부(22)의 홀더(22a)가 설치된다. 상기 홀더(22a)를 견고하게 지지함과 아울러 착탈이 가능하도록 하기 위해 접속블럭(21c)의 저면에는 소켓샤프트(21d)와 탄성부재(21e)가 구비된다.
접속블럭(21c)에 설치되는 소켓샤프트(21d)는 접속블럭(21c)의 양측면에 탄성부재(21e)에 의해 지지되어 설치된다. 상기 소켓샤프트(21d)는 소켓부(21)에 홀더부(22)의 홀더(22a)가 설치시 상기 홀더(22a)의 양측면을 지지하게 된다. 상기 홀더(22a)의 저면에는 홀더샤프트(22b)가 형성된다. 상기 접속블럭(21c)의 내측으로 홀더(22a)가 설치되면 홀더샤프트(22b)에 노즐(도시 않음)이 삽입 설치된다.
상기 노즐로 부품공급장치(15)로부터 부품을 피킹하고 작업위치에 있는 인쇄회로기판으로 이송하여 그 부품을 인쇄회로기판에 플레이싱하게 된다. 인쇄회로기판에 부품을 플레이싱할 시 부품을 노즐로부터 해지시키는 블로워 압력이 짧은시간 내에 필요압력에 미도달되었을 때(즉, 진공 미파괴 시)에 실장되어야 할 부품이 다시 노즐에 부착되는 문제점이 발생하여 이를 해결하기 위하여 보다 정밀하고 안정되게 실장하기 위한 부품블로워(blow) 성능의 개선이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 노즐 내에 노즐탄성부재와 이동부재를 구비하여 노즐이 부품을 피킹하고 피킹한 부품을 인쇄회로기판에 플레이싱할 때, 노즐로부터 부품을 정확하고 안정되게 해지시킬 수 있는 부품블로워(blow) 성능을 개선한 노즐장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 노즐의 부품블로워 성능을 개선하여 노즐에 흡착된 부품이 해지되지 않음으로써 야기되는 작업시간 지연 등의 문제점들이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 표면실장기의 평면도,
도 2는 도 1에 도시된 노즐장치의 사시도,
도 3은 본 발명의 노즐장치이 사시도,
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 노즐의 확대단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100: 노즐장치 110: 소켓부
111: 중공샤프트 112: 조립블럭
113: 접속블럭 114: 소켓샤프트
115: 탄성부재 120: 홀더부
121: 홀더 122: 홀더샤프트
130: 노즐 131: 제1노즐샤프트
132: 제2노즐샤프트 133: 이동부재
134: 노즐탄성부재
본 발명의 표면실장기의 노즐장치는 소켓샤프트에 결합되는 탄성부재의 탄성력에 의해 소켓샤프트에 밀착된 상태로 장착되는 홀더와, 상기 홀더의 저면에 형성되는 홀더샤프트를 구비한 홀더부와, 상기 홀더샤프트의 내측에 설치되며, 수직방향으로 이동하면서 부품을 피킹과 플레이싱할 수 있는 이동부재를 갖는 노즐로 구성됨을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 노즐장치의 사시도이고, 도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 노즐의 확대단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 노즐장치는 소켓부(110)의 내측으로 삽입되어 장착시 소켓샤프트(114)의 양단에 각각 결합되는 탄성부재(115)의 탄성력에 의해 소켓샤프트(114)에 밀착된 상태로 장착되는 홀더(121)와 홀더(121)의 저면에 형성된 홀더샤프트(122)를 구비한 홀더부(120)와, 홀더샤프트(122)의 내측에 조립되어 홀더샤프트(122)를 통해 입출되는 공기의 압력에 의해 상하방향으로 이동되면서 부품(2)을 피킹하거나 플레이싱할 수 있는 이동부재(133)를 갖는 노즐(130)로 구성된다.
이하에 본 발명의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 노즐장치(100)는 소켓부(110), 홀더부(120) 및 노즐(130)로 구성된다. 소켓부(110)는 홀더부(120)의 교체시 교체될 홀더부(120)가 구비된 노즐교환장치(14: 도 1에 도시됨)로 이동한 후 고속으로 수직방향으로 이동하여 홀더부(120)를 교체하게 된다. 노즐(130)은 소켓부(110)에 장착되는 홀더부(120)의 내측으로 결합되어 장착된다.
홀더부(120)를 교체하기 위해 고속으로 수직방향으로 이동하는 소켓부(110)는 중공샤프트(111)의 저면에 형성된 조립블럭(112)에 의해 접속블럭(113)이 고정 조립되고 접속블럭(113)의 양측면에 각각 소켓샤프트(114)를 조립됨과 아울러 소켓샤프트(114)의 양단에 각각 탄성부재(115)로 결합되어 조립된다. 여기서, 탄성부재(115)는 압축스프링이 사용된다.
압축스프링이 사용되는 탄성부재(115)가 각각 조립되는 소켓샤프트(114)를 관통하여 접속블럭(113)에 장착되는 홀더부(120)는 홀더(도시 않음)와 홀더샤프트(122)로 구성된다. 소켓부(110)의 내측으로 삽입되어 장착되는 홀더(도시 않음)는 소켓샤프트(114)의 양단에 각각 결합되는 탄성부재(115)의 탄성력에 의해 소켓샤프트(114)에 밀착된 상태로 장착된다. 탄성부재(115)와 소켓샤프트(114)에 의해 접속블럭(113)의 내측에 장착되는 홀더(도시 않음)의 저면에는 홀더샤프트(122)가 형성된다.
상기 홀더샤프트(122)의 내측으로 노즐(130)이 삽입 설치된다. 상기 노즐(130)은 홀더샤프트(122)를 통해 입출되는 공기로 인한 압력차에 의해 이동부재(133)가 상하방향으로 이동하면서 부품(2)을 피킹하거나 플레이싱하게 된다. 상기 노즐(130)을 첨부된 도 4a 및 도 4b를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 도 4a는 노즐(130)이 부품(2)을 플레이싱하는 동작 상태를 나타내며, 도 4b는 노즐(130)이 부품(2)을 피킹한 상태를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b에서와 같이 노즐(130)은 홀더샤프트(122)의 내측에 제1관통홈(131a)이 형성된 제1노즐샤프트(131)가 설치된다. 상기 제1노즐샤프트(131)에 제2노즐샤프트(132)가 조립된다. 제1노즐샤프트(131)에 제2노즐샤프트(132)를 조립하기 전에 제1노즐샤프트(131)에 제4관통홈(135)이 형성된 이동부재(133)와 노즐탄성부재(134)를 설치한 후 제2노즐샤프트(132)가 조립된다.
제1노즐샤프트(131)와 제2노즐샤프트(132) 사이에 노즐탄성부재(134)와 함께 설치된 이동부재(133)는 제2노즐샤프트(132)의 내측에 형성된 공간(S)에서 제2노즐샤프트(132)에 의해 가이드(guide)되며 상하방향으로 이동된다. 상기 이동부재(133)가 탄성적으로 이동가능하도록 노즐탄성부재(134)가 이동부재(133)와 제1노즐샤프트(131)의 사이에 고정 설치된다.
전술한 구성을 갖는 노즐(130)을 이용하여 부품(2)을 흡착하는 과정을 첨부된 도 4b를 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 4b에서와 같이 먼저 제1노즐샤프트(131)에는 진공경로가 되는 제1관통홈(131a)이 세로방향으로 형성되어 상기 제1관통홈(131a)을 통해 화살표 b방향으로 공기를 흡입된다. 화살표 b방향으로 공기가 흡입되면 제1노즐샤프트(131)에 형성된 제1관통홈(131a) 내와, 제1노즐샤프트(131)의 외주연의 소정부위에 형성된 제2관통홈(131b)을 통해 제1노즐샤프트(131)와 제2노즐샤프트(132) 사이에 형성된 공간(S) 및 제1관통홈(131a)과 연통하여 이동부재(133)에 세로방향으로 형성된 제4관통홈(135) 내에 진공(Pi)이 형성되기 시작한다.
제2노즐샤프트(132)의 외주연의 소정부위에 형성된 제3관통홈(132a)에 기인한 제2노즐샤프트(132)와 이동부재(133)의 하부면 사이에 형성된 공간(Sp)에 형성된 대기압(Po)이 제1노즐샤프트(131)에 형성된 제1관통홈(131a) 내와 상기 공간(S) 및 제4관통홈(135) 내에 형성된 진공(Pi)과, 노즐탄성부재(133)의 탄성력(F)과, 이동부재(133)의 무게(Mg)를 이기고 이동부재(133)를 흡입방향인 b방향으로 제1노즐샤프트(131)의 하단과 밀착될 때까지 끌어올린다. 이때에 이동부재(133)와 함께 인쇄회로기판(1)에 실장될 부품(2)도 이동부재(133)에 세로방향으로 형성된 제4관통홈(135)에 의해 흡착되어 끌려 올라온다.
상기 부품(2)의 흡착상태를 계속 유지하기 위한 조건은 제1관통홈(131a) 내와, 제1노즐샤프트(131)와 제2노즐샤프트(132) 사이에 형성된 공간(S)의 진공압력(Pi), 이동부재(133)와 제1노즐샤프트(131)와 접하는 면적을 제외한 진공압력(Pi)가 작용하는 이동부재(133)의 상부면의 수평 투영면적(A1), 노즐탄성부재(134)의 탄성력(F), 이동부재(133)의 무게(Mg), 제3관통홈(132a)에 의해 형성되는 대기압력(Po) 및 상기 대기압력(Po)이 작용하는 이동부재(133)의 저면의 수평 투영면적(A2)에 의해 결정된다. 즉, (Pi×A1)+F+Mg ≤Po×A2의 조건을 만족하면 부품(2)을 흡착한 상태가 계속 유지하게 된다.
흡착된 부품(2)을 놓기 위해 도 4a에서와 같이 제1노즐샤프트(131)에 형성된 제1관통홈(131a)으로 화살표 a 방향과 같이 공기를 투입한다. 제1관통홈(131a)으로공기가 투입되면 제1노즐샤프트(131)와 제2노즐샤프트(132) 사이에 형성된 공간(S)의 진공압력(Pi)이 낮아지게 된다. 진공압력(Pi)이 낮아지면 노즐탄성부재(134)의 복원력에 의해 이동부재(133)가 하강하면서 부품(2)을 강제로 밀어서 놓게 된다.
이상과 같이 노즐(130)에 흡착되어 있는 부품(2)을 노즐(130) 내의 진공이 파괴되면서 이동부재(133)의 세로방향으로 형성된 제4관통홈(135)으로 블로워(blow)함과 아울러 노즐탄성부재(134)의 복원력에 의한 이동부재(133)의 하강에 의해 노즐(130)에서 완벽하게 해지시킨다.
따라서, 종래기술에서 문제가 되었던 짧은시간 사이에 진공을 파괴시키기 위한 필요압력에 도달하지 못하여 부품(2)이 노즐(130)에서 해지되지 못하고 다시 부착되는 경우에도 노즐탄성부재(134)의 복원력에 의하여 부품(2)을 강제로 밀어놓음으로써 부품(2)을 노즐(130)로부터 해지시키는 부품블로워 성능을 개선할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 표면실장기의 노즐장치는 노즐 내에 노즐탄성부재와 이동부재를 구비하여 노즐이 부품을 피킹하고 피킹한 부품을 인쇄회로기판에 플레이싱할 때, 노즐로부터 부품을 정확하고 안정되게 해지시킬 수 있는 부품블로워(blow) 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 노즐의 부품블로워 성능을 개선하여 실장작업 중에 노즐에 흡착된 부품이 해지되지 않음으로써 야기되는 작업시간 지연 등의 문제점들이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 표면실장기에서 부품을 흡착하여 인쇄회로기판에 실장하는 장치에 있어서,
    소켓샤프트에 결합되는 탄성부재의 탄성력에 의해 소켓샤프트에 밀착된 상태로 장착되는 홀더와, 상기 홀더의 저면에 형성되는 홀더샤프트를 구비한 홀더부와;
    상기 홀더샤프트의 내측에 설치되며 진공경로가 되는 제1관통홈이 세로방향으로 형성되고 상기 제1,2노즐샤프트의 사이에 형성된 공간의 압력과 제1노즐샤프트의 내측에 형성된 압력을 동일하게 유지시키기 위해 제2관통홈이 제1노즐샤프트의 외주연의 소정부위에 복수개 형성되는 제1노즐샤프트와, 상기 제1노즐샤프트의 일단에 설치되며 이동부재의 하부면에 대기압(Po)이 형성될 수 있도록 제2노즐샤프트의 외주연의 소정부위에 제3관통홈이 복수개 형성되는 제2노즐샤프트로 이루어지는 노즐로 구성되며,
    상기 노즐은 홀더샤프트의 내측에 설치되고, 수직방향으로 이동하면서 부품을 피킹 및 플레이싱하기 위해 상기 제1노즐샤프트에 형성된 제1관통홈과 연통하여 제4관통홈이 세로방향으로 형성되고, 제2노즐샤프트를 가이드로 하여 제1노즐샤프트의 외측과 제2노즐샤프트의 내측에 형성된 공간(S) 내에서 이동가능하며, 노즐탄성부재를 구비한 이동부재를 갖는 것을 특징으로 하는 표면실장기의 노즐장치.
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