KR102409165B1 - 상하반전이 가능한 픽앤플레이스 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캠 디스크의 회전에 의하여 부품을 상하 및 좌우로 이송함과 동시에 부품검사 또는 조립시 요구되는 부품의 상하를 반전시킬 수 있는 상하반전이 가능한 픽앤플레이스 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면 캠 디스크의 회전만으로 부품을 정해진 지점으로 이송함과 동시에 부품의 상면과 하면을 반전시킴으로써 공정시간을 단축함으로써 생산효율성을 향상시킬 수 있다.

Description

상하반전이 가능한 픽앤플레이스 장치{PICK AND PLACE APPARATUS WITH UP AND DOWN FLIP}
본 발명은 픽앤플레이스 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부품을 파지한 후 정해진 장소로 상기 부품을 이송함과 동시에 부품의 상하를 반전하여 수납할 수 있는 상하반전이 가능한 픽앤플레이스 장치에 관한 것이다.
픽앤플레이스 장치는 외부로부터 공급되는 부품(반도체 패키지 또는 커넥터 등)들을 파지한 후 미리 설정된 위치로 이동하여 파지한 부품을 다른 부품에 탑재하거나 실시하고자 하는 공정위치로 이송하기 위한 것으로서, 반도체 산업분야, 이차전지 산업분야 등 다양한 산업분야에서 널리 사용되고 있다.
픽앤플레이스 장치는 일반적으로 부품을 파지하기 위한 피커, 상기 피커를 수직방향 및 수평방향으로 이송하기 위한 이송수단을 구비한다. 피커는 척실린더 등에 의한 공압 또는 모터에 의한 핑거를 이용하여 부품을 파지할 수 있다. 이송수단은 서보모터 및 상기 서보모터와 연결되는 볼스플라인 등으로 이루어지는 XY이송스테이지로 이루어질 수 있으며, 상기 피커를 상하 및 좌우로 이송시킬 수 있다.
본 발명과 관련된 선행기술로 등록실용신안공보 제20-0408613호의 전자부품 조립설비의 픽앤플레이스 장치는 수직프레임의 전면에 나란하게 설치되어 일정각도 왕복회전이 가능한 캠 플레이트 및 이것의 구동을 위한 모터와, 상기 수직프레임의 전면에서 적어도 위아래 2곳의 슬라이드 구조에 의해 지지되며 상기 캠 플레이트와 연계적으로 접동되면서 좌우로 왕복운동이 가능한 슬라이드 플레이트와, 상기 슬라이드 플레이트의 전면 하단부에서 양측면의 슬라이드 구조에 의해 지지되면서 슬라이드 플레이트와 함께 좌우로 이동가능하며 상기 캠 플레이트와 연계적으로 접동되면서 위아래로 왕복운동이 가능한 픽커 로드 및 이것의 하단에 결합되는 픽커를 포함하여 구성되며, 부품의 이송을 위하여 상기 캠 플레이트의 왕복회전에 의해 슬라이드 플레이트의 좌우 왕복운동과 픽커 로드의 위아래 왕복운동이 동시에 이루어진다.
즉 상기 선행기술은 모터에 의한 캠플레이트의 회전에 의하여 픽커를 상하로 이동킴과 동시에 수평으로 이동시켜 부품을 지정된 장소로 이송시키는 기술만이 개시되어 있어 부품테스트시 상하를 반전시켜 상면과 하면의 검사가 필요할 경우 또는 조립시 상하반전이 필요한 경우, 다시 부품을 픽업한 후 부품을 상하 반전시키기 위한 모터 등으로 구성되는 별도의 상하반전장치가 필요하다. 즉 상기 선행기술은 픽앤플레이스장치에 의하여 부품을 지정한 위치로 이송한 후 다시 이송된 부품을 파지하여 상하를 반전시킴으로써 공정시간이 길어지고, 2번의 공정에 따라 배치되는 기계장치에 의하여 작업공간의 효율성이 감소하는 문제점이 있다.
따라서 캠에 의한 회전에 의하여 부품을 상하 및 좌우로 이송함과 동시에 부품의 상하를 반전시킬 수 있는 새로운 픽앤플레이스의 장치의 개발이 필요하다 할 것이다.
1. 대한민국 등록실용신안공보 제20-0408613호(2006.02.13)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 캠 디스크의 회전에 의하여 부품을 상하 및 좌우로 이송함과 동시에 부품검사 또는 조립시 요구되는 부품의 상하를 반전시킬 수 있는 상하반전이 가능한 픽앤플레이스 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예인 캠 디스크의 회전에 따라 픽커에 파지된 부품을 상하 및 좌우로 이동시키는 이송부 및 이송부에 의하여 부품 이송시 이송 캠팔로워와 연결되는 수직이동바의 이동에 따른 힘에 의한 기어의 회전에 의하여 부품을 상하 반전시키는 반전부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 이송부는 이송 플레이트의 수직 가이드 홈을 따라 왕복운동하는 이송 캠팔로워, 이송 플레이트가 수평레일상에서 수평운동하도록 가이드하는 수평이동블록 및 이송 캠팔로워와 연결되고 이송 플레이트에 결합된 고정블록상에서 왕복운동하는 수직이동바를 포함하고, 상기 이송부의 수직이동바는 기어와 연결되는 베어링이 삽입되어 있는 픽커 연결블록을 통하여 반전부 및 픽커와 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 반전부는 하부플레이트에 결합된 수직레일, 상기 수직레일과 접촉하여 가이드되는 수직이동블록, 일측이 수직이동블록과 연결되고 타측이 제1 고정핀을 통하여 제1 기어와 연결되는 회전링크바 및 제1 기어와 연결되고 제2 고정핀을 통하여 픽커와 연결되는 제2 기어를 포함하고, 상기 제1 기어 및 제2 기어는 각각의 고정핀이 삽입되는 각각의 베어링을 통하여 픽커 연결블록과 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 캠 디스크의 회전만으로 부품을 정해진 지점으로 이송함과 동시에 부품의 상면과 하면을 반전시킴으로써 공정시간을 단축함으로써 생산효율성을 향상시킬 수 있다.
또한 부품의 상하반전을 위한 모터를 이용하는 경우와 대비하여 보면, 모터 부착, 모터 제어 및 전원공급에 따른 케이블 연결에 따른 공간적인 문제가 발생하지 않으며, 또한 부품을 상하반전시키는 모터 제어를 위한 별도의 제어수단을 구비할 필요가 없음으로 설비비용이 감소함과 동시에 모터 제어시 오동작에 따른 가동중단을 원천적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상하반전이 가능한 픽앤플레이스 장치의 정면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 상하반전이 가능한 픽앤플레이스 장치의 이송부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 상하반전이 가능한 픽앤플레이스 장치의 반전부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 상하반전이 가능한 픽앤플레이스 장치의 작동과정을 도시한 도면이다.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.
따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상하반전이 가능한 픽앤플레이스 장치의 정면도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 픽앤플레이스 장치(1000)는 캠 디스크(130)의 회전에 따라 픽커(300)에 파지된 부품(1)을 상하 및 좌우로 이동시키는 이송부(100) 및 이송부에 의하여 부품 이송시 부품의 상면과 하면을 반전시키는 반전부(200)를 포함할 수 있다. 픽앤플레이스 장치(1000)는 상기 캠 디스크(130)를 회전시키기 위한 모터를 제어하거나, 부품을 파지하기 위한 픽커를 제어하기 위한 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어부는 픽앤플레이스 장치의 전반적인 동작을 제어하기 위한 소정의 알고리즘을 갖는 마이크로컨트롤러로 이루어질 수 있다.
픽앤플레이스 장치(1000)는 부품(1)을 제1 지점(2a)에서 제2 지점(2b)으로 이송시키기 위하여 캠의 회전을 이용하고, 이송시 부품을 상하 반전시키기 위하여 픽커(300)와 연결되는 기어 및 볼베어링 등의 기계적인 요소에 캠의 회전에 의한 힘을 전달할 수 있다. 따라서 픽앤플레이스 장치(1000)는 이송시 부품의 상하반전을 위한 별도의 모터를 이용하는 경우와 대비하여 보면, 모터 부착, 모터 제어 및 전원공급에 따른 케이블 연결에 따른 공간적인 문제가 발생하지 않으며, 또한 부품을 상하반전시키는 모터 제어를 위한 별도의 제어수단을 구비할 필요가 없음으로 설비비용이 감소함과 동시에 모터 제어시 오동작에 따른 가동중단을 원천적으로 방지할 수 있다.
이하 부품의 이송과 동시에 부품을 상하 반전시킬 수 있는 픽앤플레이스 장치(1000)의 동작과 관련하여 도 2a 내지 도 4f를 통하여 상세히 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 상하반전이 가능한 픽앤플레이스 장치의 이송부를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 이송부(100)는 상부플레이트(100)에 캠 디스크(130)를 회전시키는 모터(120)가 연결되고, 캠 디스크(130)의 회전에 따라 이송 플레이트(140)와 결합된 수평이동블록(152)을 가이드 하는 수평레일(151)이 연결될 수 있다. 캠 디스크(130)는 모터축(121)을 통하여 연결된다. 캠 디스크(130)는 일측에 이송 캠팔로워(131)가 연결되고, 캠 디스크(130)의 일부분은 원형으로 이루어져 있으며, 이송 캠팔로워(131)가 연결된 부분은 상기 원형의 끝으로부터 'ㄴ' 형상으로 이루어질 수 있다. 이송 플레이트(140)는 캠 디스크(130)의 회전에 따라 이송 캠팔로워(131)와 접촉하여 가이드 하는 수직 가이드홈(141)이 형성될 수 있다. 이송 캠팔로워(131)는 수직 가이드홈(141)에서의 왕복 운동시 이탈을 방지하기 위한 이송 캠팔로워 가이드 블록(163)과 연결될 수 있다. 이송 플레이트(140)는 캠 디스크(130) 회전에 따른 이동시 캠 디스크의 외륜과 접촉하여 이송 플레이트(140)를 지지함과 동시에 가이드하는 두개 이상의 캠팔로워(132)를 더 포함할 수 있다.
이송부(100)는 픽커(300)을 수평으로 이동시키는 수평이동부(150) 및 수직으로 이동시키는 수직이동부(160)를 더 포함할 수 있다. 수평이동부(150)는 이송 플레이트(140)와 결합되는 수평이동블록(152) 및 상기 수평이동블록(152)와 접촉하여 가이드하는 수평레일(151)을 포함할 수 있다. 수직이동부(160)는 이송 캠팔로워(131)가 삽입되어 있는 이송 캠팔로워 가이드 블록(163)과 연결되는 수직이동바(161) 및 상기 수직이동바(161)와 접촉하여 가이드하고 이송 플레이트(140)에 결합되어 있는 두개 이상의 고정블록(162)을 포함할 수 있다. 수직이동바(161)는 픽커 연결블록(250)을 통하여 반전부(200) 및 픽커(300)와 연결될 수 있다. 따라서 부품(1)을 파지한 픽커(300)는 캠 디스크의 회전에 의하여 수직이동바(162)가 위로 움직이고 이후 계속적인 캠 디스크의 회전에 의하여 이송 플레이트(140)가 왼쪽으로 수평이동함으로써 제1 지점(2a)에 위치한 부품을 픽업하여 제2 지점(2b)으로 이송할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 상하반전이 가능한 픽앤플레이스 장치의 반전부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 참고하면 반전부(200)는 상부플레이트(110)와 연결된 하부플레이트(210)에 결합된 수직레일(221), 상기 수직레일(221)과 접촉하여 가이드되는 수직이동블록(222), 일측이 수직이동블록(222)과 연결되고 타측이 제1 고정핀(231)을 통하여 제1 기어(241)와 연결되는 회전링크바(230), 제1 기어(241)와 연결되고 제2 고정핀(232)을 통하여 픽커와 연결되는 제2 기어(242), 상기 제1 기어(241) 및 제2 기어(242)와 각각의 고정핀(231,232)이 삽입되는 각각의 베어링(261,262)을 통하여 연결되는 픽커 연결블록(250)을 포함할 수 있다.
회전링크바(230)의 일측은 회전핀(224)을 통하여 수직이동블록(222)과 연결된다. 회전링크바(230)의 타측은 제1 고정핀(231)의 일측과 결합되어 제1 기어(241)는 회전링크바(230)에 고정될 수 있다. 제1 고정핀(232)의 타측은 픽커 연결블록내부에 삽입되어 있는 제1 베어링(261)의 내면에 삽입되어 회전링크바(230)는 픽커 연결블록(250)과 연결될 수 있다. 제1 기어(241)와 연결되는 제2 기어(242)는 제2 고정핀(232)의 일측과 결합하고, 픽커 연결블록내부에 삽입되어 있는 제2 베어링(262)을 관통한 제2 고정핀(232)의 타측은 픽커(300)와 결합되어 있는 픽커 고정블록(270)과 결합되어 제2 기어(242)는 픽커(300)에 고정될 수 있다. 제1 기어(261)와 제2 기어(262)의 회전비는 부품의 수평 이송경로에 따라 정확하게 부품이 상하반전될 수 있도록 결정될 수 있다. 반전부(200)는 캠 디스크의 회전에 의하여 수직이동바(161)가 수평으로 이동하는 경우, 제1 기어 및 제2 기어가 회전하고 제2 기어의 회전에 의하여 부품(1)을 파지하고 있는 픽커(300)를 상하 반전시킴으로써 지정된 지점에 부품(1)의 이송과 동시에 부품을 반전시킬 수 있다.
따라서 픽앤플레이스 장치(1000)는 캠 디스크의 회전만으로 부품을 정해진 지점으로 이송함과 동시에 부품의 상면과 하면을 반전시켜 공정시간을 단축함으로써 생산효율성을 향상시킬 수 있다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 상하반전이 가능한 픽앤플레이스 장치의 작동과정을 도시한 도면이다.
먼저 도 4a를 참고하면, 제어부는 픽커를 제어하여 제1 지점(2a)상에서 픽커(300)는 부품(1)을 파지하며, 픽커(300)는 핑거가 공압에 의하여 동작하는 척실린더일 수 있다. 도 4b를 참고하면, 계속적으로 제어부는 픽커가 부품을 파지하였다고 판단하는 경우, 모터를 제어하여 캠 디스크를 회전시킴에 따라 이송 캠팔로워는 이송 플레이트의 수직 가이드 홈을 따라 이동하고 이에 따라 수직이동바(161)가 픽커(300)를 상승시키며, 동시에 수직이동바(161)가 상승함에 따라 회전링크바와 연결된 수직이동블록(222)도 상승한다.
도 4c 내지 도 4d를 참고하면, 제어부가 캠 디스크를 계속회전시킴에 따라 캠팔로워는 캠 디스크의 'ㄴ'형상의 굴곡부분에 접촉하고 이송 캠팔로워가 수직 가이드 홈의 끝부분까지 상승함에 따라 이송 플레이트(140)는 수평레일을 따라 수평이동한다. 이와 동시에 수직이동블록(222)도 최대로 상승한 상태에서 회전링크바는 회전핀을 축으로 회전함으로써 제1 기어를 회전시키며, 제1 기어와 연결된 제2 기어도 같이 회전함으로써 픽커(300)는 제2 고정핀을 축으로 회전하여 부품(1)의 상면과 하면이 반전된다.
도 4e 및 도 4f를 참고하면, 제어부가 캠 디스크를 계속회전시킴에 따라 캠팔로워는 캠 디스크의 원형부분에 접촉하고 이송 캠팔로워는 수직 가이드 홈을 따라 하강하여 회전링크바의 회전은 멈춘상태에서 수직이동바(161) 및 수직이동블록(222)이 하강함으로써 부품(1)은 제2 지점(2b)에 상하가 반전된 상태로 이송될 수 있다.
이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1:부품 100:이송부
120:모터 130:캠 디스크
131:이송 캠팔로워 140:이송 플레이트
151:수평레일 152:수평이동블록
161:수직이동바 162:고정블록
163:이송 캠팔로워 가이드 블록 200:반전부
221:수직레일 222:수직이동블록
224:회전링크바 231,232:고정핀
241,242:기어 261,262:베어링
250:연결블록 300:픽커
1000:픽앤플레이스 장치

Claims (3)

  1. 캠 디스크의 회전에 따라 픽커(300)에 파지된 부품을 상하 및 좌우로 이동시키는 이송부(100) 및
    이송부에 의하여 부품 이송시 이송 캠팔로워와 연결되는 수직이동바의 이동에 따른 힘에 의한 기어의 회전에 의하여 부품을 상하 반전시키는 반전부(200)를 포함하고, 상기 이송부(100)는
    이송 플레이트의 수직 가이드 홈을 따라 왕복운동하는 이송 캠팔로워,
    이송 플레이트가 수평레일상에서 수평운동하도록 가이드하는 수평이동블록 및
    이송 캠팔로워와 연결되고 이송 플레이트에 결합된 고정블록상에서 왕복운동하는 수직이동바를 포함하고,
    상기 이송부의 수직이동바는 기어와 연결되는 베어링이 삽입되어 있는 픽커 연결블록(250)을 통하여 반전부(200) 및 픽커(300)와 연결되는 것을 특징으로 하는 상하반전이 가능한 픽앤플레이스 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 반전부(200)는
    하부플레이트에 결합된 수직레일(221),
    상기 수직레일과 접촉하여 가이드되는 수직이동블록(222),
    일측이 수직이동블록과 연결되고 타측이 제1 고정핀(231)을 통하여 제1 기어(241)와 연결되는 회전링크바(230) 및
    제1 기어(241)와 연결되고 제2 고정핀(232)을 통하여 픽커와 연결되는 제2 기어(242)를 포함하고,
    상기 제1 기어(241) 및 제2 기어(242)는 각각의 고정핀(231,232)이 삽입되는 각각의 베어링(261,262)을 통하여 픽커 연결블록(250)과 연결되는 것을 특징으로 하는 상하반전이 가능한 픽앤플레이스 장치.

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