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KR102104407B1 - A component keeping head for surface mounter - Google Patents

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KR102104407B1
KR102104407B1 KR1020130146415A KR20130146415A KR102104407B1 KR 102104407 B1 KR102104407 B1 KR 102104407B1 KR 1020130146415 A KR1020130146415 A KR 1020130146415A KR 20130146415 A KR20130146415 A KR 20130146415A KR 102104407 B1 KR102104407 B1 KR 102104407B1
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spindle
holding
light
nozzle
pressing portion
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타니자키 마사히로
마사키 노리유키
테츠오 후지하라
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한화정밀기계 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 복수개의 스핀들과, 상기 스핀들의 축선 방향으로 상기 스핀들을 하강시키는 가압부와, 상기 복수개의 스핀들 각각의 하단에 설치되며, 부품을 유지하는 유지부와, 상기 스핀들과 상기 유지부 사이에 설치되는 탄성부재와, 상기 스핀들의 하강에 의해 상기 유지부가 착지되면 상기 탄성부재가 압축되어 상기 스핀들에 대한 상기 유지부의 상대 위치가 변화된 것을 비접촉식으로 검지하여 착지 검지 신호를 발생시키고 상기 가압부와 일체적으로 설치되는 비접촉 센서를 포함하는 표면 실장기의 부품 유지 헤드를 제공한다.According to an aspect of the present invention, a plurality of spindles, a pressing portion for lowering the spindle in the axial direction of the spindle, and a holding portion for holding parts of each of the plurality of spindles, and the spindle, When an elastic member is installed between the holding parts and the holding part is landed by the descending of the spindle, the elastic member is compressed to detect a change in the relative position of the holding part with respect to the spindle in a non-contact manner to generate a landing detection signal, It provides a component holding head of a surface mounter including a non-contact sensor integrally installed with the pressing portion.

Description

표면 실장기의 부품 유지 헤드{A component keeping head for surface mounter}A component keeping head for surface mounter

본 발명은, IC 칩 등의 부품(전자 부품)을 기판 상에 실장하는 표면 실장기에서 부품을 유지하는 유지부를 가진 부품 유지 헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a component holding head having a holding portion for holding components in a surface mounter for mounting components (electronic components) such as IC chips on a substrate.

일반적으로 표면 실장기는, 부품 유지 헤드를 부품 공급부의 상방으로 이동시키고, 거기서 부품 유지 헤드에 구비된 유지부로서의 노즐을 하강ㆍ상승시켜 노즐의 하단부에 부품을 진공 흡착하여 픽업하고, 그 다음 부품 유지 헤드를 기판의 상방으로 이동시킨 후, 기판의 상방에서 재차 노즐을 하강ㆍ상승시켜 부품을 기판의 소정 좌표 위치에 실장하도록 구성되어 있다.In general, the surface mounter moves the component holding head upwards of the component supply portion, whereby the nozzle as a holding portion provided in the component holding head is lowered and raised to vacuum-pick the component at the lower end of the nozzle, and then hold the component. After moving the head above the substrate, the nozzle is lowered and raised again above the substrate to mount the component at a predetermined coordinate position on the substrate.

상술한 바와 같이, 노즐을 하강ㆍ상승시켜 부품을 픽업할 경우, 노즐의 하강 스트로크가 지나치게 크면 노즐의 하단부가 부품의 상면을 강하게 눌러 부품이 파괴될 위험이 커지고, 노즐의 하강 스트로크가 지나치게 작으면 노즐은 부품의 상면에 착지될 수 없어 부품을 픽업하지 못하게 된다. As described above, when picking up a part by descending / rising a nozzle, if the descending stroke of the nozzle is too large, the risk that the lower end of the nozzle strongly presses the upper surface of the part and the part is destroyed increases, and if the descending stroke of the nozzle is too small The nozzle cannot be landed on the top surface of the part, so that the part cannot be picked up.

또한, 부품을 기판에 실장하는 경우도 동일하다. 즉, 노즐의 하강 스트로크가 지나치게 크면 노즐의 하단부에 흡착된 부품이 기판을 강하게 눌려 부품이 파괴될 위험이 커지고, 노즐의 하강 스트로크가 지나치게 작으면 부품은 기판의 상면에 착지될 수 없어 부품을 실장하지 못하게 된다. 따라서 노즐의 하강 스트로크는 적절히 제어되어야 한다.In addition, it is the same when mounting a component on a board. That is, if the downward stroke of the nozzle is too large, the part adsorbed at the lower end of the nozzle strongly presses the substrate, and the risk of component destruction increases. If the downward stroke of the nozzle is too small, the parts cannot be landed on the upper surface of the substrate, and the component is mounted. I can't. Therefore, the downward stroke of the nozzle must be properly controlled.

노즐의 하강 스트로크를 적절히 제어하기 위한 방법으로서 노즐의 착지를 검지하는 검지 수단을 이용한 방법이 일본특허 제3543044호에 개시되어 있다. 그러나 일본특허 제3543044호에 개시된 방법에서는, 노즐의 착지를 검지하는 검지 수단을 각 노즐마다 설치할 필요가 있다. 즉, 일본특허 제3543044호에 따르면, 복수개의 노즐들을 구비한 부품 유지 헤드에서는 노즐의 착지를 검지하는 검지 수단을 각 노즐마다 대응시켜 복수 개로 설치할 필요가 있으며, 그 경우 설치 공간상의 문제가 생기고, 아울러 비용 상승의 요인이 된다.Japanese Patent No. 3543044 discloses a method using a detecting means for detecting the landing of a nozzle as a method for properly controlling the downward stroke of the nozzle. However, in the method disclosed in Japanese Patent No. 3543044, it is necessary to provide detection means for detecting the landing of the nozzle for each nozzle. That is, according to Japanese Patent No. 3543044, in the component holding head having a plurality of nozzles, it is necessary to install a plurality of detection means for detecting the landing of the nozzles in correspondence with each nozzle, and in that case, a problem occurs in the installation space, In addition, it is a factor of cost increase.

본 발명의 일측면에 따르면, 부품을 유지하는 유지부를 복수개 구비한 부품 유지 헤드에서 각 유지부의 착지를 하나의 검지 수단에 의해 검지할 수 있도록 하는 것을 주된 과제로 한다.According to one aspect of the present invention, a main problem is to enable the landing of each holding part to be detected by one detecting means in a part holding head provided with a plurality of holding parts for holding parts.

본 발명의 일 측면에 따르면, 복수개의 스핀들;과, 상기 스핀들의 축선 방향으로 상기 스핀들을 하강시키는 가압부;와, 상기 복수개의 스핀들 각각의 하단에 설치되며, 부품을 유지하는 유지부;와, 상기 스핀들과 상기 유지부 사이에 설치되는 탄성부재;와, 상기 스핀들의 하강에 의해 상기 유지부가 착지되면 상기 탄성부재가 압축되어 상기 스핀들에 대한 상기 유지부의 상대 위치가 변화된 것을 비접촉식으로 검지하여 착지 검지 신호를 발생시키고, 상기 가압부와 일체적으로 설치되는 비접촉 센서;를 포함하는 표면 실장기의 부품 유지 헤드를 제공한다.According to an aspect of the present invention, a plurality of spindles; And, the pressing portion for lowering the spindle in the axial direction of the spindle; And, it is installed on the bottom of each of the plurality of spindles, holding parts for holding parts; And, An elastic member installed between the spindle and the holding part; and when the holding part is landed by the descending of the spindle, the elastic member is compressed to detect the landing by contactlessly detecting that the relative position of the holding part with respect to the spindle has changed. It provides a component holding head of a surface mounter, including; generating a signal, and a non-contact sensor integrally installed with the pressing portion.

여기서, 상기 가압부에 대해 상기 복수개의 스핀들을 상대적으로 이동시킴으로써 하강시킬 스핀들을 선택하고, 상기 가압부를 하강시킴으로써 상기 선택된 스핀들을 하강시킬 수 있다.Here, the spindle to be lowered may be selected by moving the plurality of spindles relative to the pressing unit, and the selected spindle may be lowered by lowering the pressing unit.

여기서, 상기 가압부를 하강시키는 하강 수단;과, 상기 하강 수단을 제어하는 제어부;를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 착지 검지 신호를 수신했을 때에 상기 하강 수단을 정지시킬 수 있다. 이로써 상기 유지부의 하강 스트로크를 적절히 제어할 수 있다.Here, the lowering means for lowering the pressing portion; and a control unit for controlling the lowering means; further provided, the control unit may stop the lowering means when the landing detection signal is received. Thereby, the falling stroke of the said holding part can be controlled suitably.

여기서, 상기 제어부는, 상기 유지부가 제1 높이 위치에서 착지 전의 제2 높이 위치에 도달할 때까지는 하강 속도가 점차 저하되고, 상기 유지부가 상기 제2 높이 위치에 도달하면 하강 속도가 일정해지도록 상기 하강 수단을 제어할 수 있다. 이로써 기판의 휨 등에 의해, 상기 유지부가 착지될 때까지의 하강 스트로크가 바뀌더라도 상기 유지부가 착지될 때의 충격을 낮은 레벨로 일정하게 할 수 있다.Here, the control unit, the lowering speed gradually decreases until the holding unit reaches the second height position before landing from the first height position, and when the holding unit reaches the second height position, the descending speed becomes constant. The descending means can be controlled. Thereby, even when the downward stroke until the holding portion is landed is changed due to bending of the substrate, the impact when the holding portion is landed can be made constant at a low level.

여기서, 상기 비접촉 센서는, 상기 유지부 외주의 반사면을 향해 광을 조사하는 발광부;와, 상기 반사면에서 반사된 반사광을 받는 수광부;와, 상기 반사광의 수광량을 계측하여 상기 계측한 수광량이 소정량 감소했을 때에 상기 착지 검지 신호를 발생시키는 센서부;를 포함할 수 있다.Here, the non-contact sensor, the light emitting unit for irradiating light toward the reflective surface of the outer periphery of the holding portion; And, a light receiving unit for receiving the reflected light reflected from the reflective surface; And, measuring the amount of light received by the reflected light, the measured amount of light received It may include; a sensor unit for generating the landing detection signal when the predetermined amount decreases.

여기서, 상기 센서부는, 상기 반사광의 수광량을 연속적으로 계측하고, 상기 수광량의 시간 변화율을 구하여, 상기 수광량이 소정의 제1 역치보다 작거나 같고, 상기 시간 변화율의 절대값이 소정의 제2 역치보다 크거나 같을 때 상기 착지 검지 신호를 발생시킬 수 있다. 이로써 수광량의 흔들림에 의해 착지 검지 신호가 잘못 발생되는 것을 방지할 수 있다.Here, the sensor unit continuously measures the received light amount of the reflected light, calculates a time change rate of the received light amount, and the received light amount is less than or equal to a predetermined first threshold, and an absolute value of the time change rate is greater than a predetermined second threshold. When it is greater than or equal to, the landing detection signal can be generated. Thereby, it is possible to prevent the landing detection signal from being incorrectly generated due to the shaking of the received light amount.

여기서, 상기 발광부에서 조사하는 광의 방향은 비스듬하게 하향일 수 있다. 이로써 상기 비접촉 센서를 상기 유지부의 바로 옆이 아닌 상방에 배치할 수 있기 때문에 상기 비접촉 센서가 상기 유지부의 착지 동작에 악영향을 미치지 않게 된다.Here, the direction of light irradiated from the light emitting unit may be obliquely downward. As a result, since the non-contact sensor can be disposed above the holding unit, not directly next to the holding unit, the non-contact sensor does not adversely affect the holding operation of the holding unit.

여기서, 상기 비접촉 센서는, 광섬유를 포함하는 광섬유 센서일 수 있다.Here, the non-contact sensor may be an optical fiber sensor including an optical fiber.

여기서, 상기 부품 유지 헤드는, 헤드 본체와, 상기 헤드 본체에 회전 가능하게 설치된 로터리 헤드를 포함하고, 상기 복수개의 스핀들은 상기 로터리 헤드의 둘레 방향을 따라 배치되고, 상기 가압부는 상기 헤드 본체에 설치될 수 있다.Here, the component holding head includes a head body and a rotary head rotatably installed on the head body, the plurality of spindles are disposed along the circumferential direction of the rotary head, and the pressing portion is installed on the head body Can be.

본 발명의 일 측면에 따른 부품 유지 헤드는, 부품을 유지하는 유지부를 복수개 구비하지만, 각 유지부의 착지를 하나의 검지 수단으로 검지할 수 있다. 따라서 부품 유지 헤드의 대형화 및 고비용화를 초래하지 않고, 유지부의 하강 스트로크를 적절히 제어할 수 있는 효과가 있다. The component holding head according to one aspect of the present invention includes a plurality of holding portions for holding the components, but landing of each holding portion can be detected by one detecting means. Therefore, there is an effect that it is possible to appropriately control the descending stroke of the holding portion without causing an increase in size and cost of the component holding head.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 부품 유지 헤드를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 부품 유지 헤드에서 스핀들을 Z 방향으로 하강시키는 기구를 도시한 설명도다.
도 3은 도 2의 스핀들을 Z 방향으로 하강시키는 기구에서 가압부 주변의 구성을 도시한 설명도다.
도 4a는 도 2에 도시한 스핀들이 초기 위치에 있는 상태를 도시한 도면이다.
도 4b는 도 2에 도시한 스핀들을 하강시킨 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 스핀들 하단에 장착된 노즐 부분의 단면을 확대하여 도시한 사시도다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 관한 노즐이 착지되었을 때의 광섬유 센서의 수광량 변화를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 관한 제어부에 의한 Z서보 모터의 제어 예를 도시한 도면이다.1 is a perspective view showing a component holding head according to an embodiment of the present invention.
2 is an explanatory view showing a mechanism for lowering the spindle in the Z direction in the component holding head of FIG. 1.
3 is an explanatory view showing a configuration around the pressing portion in the mechanism for lowering the spindle of FIG. 2 in the Z direction.
FIG. 4A is a view showing a state in which the spindle shown in FIG. 2 is in an initial position.
4B is a view showing a state in which the spindle shown in FIG. 2 is lowered.
5 is a perspective view showing an enlarged cross-section of a nozzle portion mounted at the bottom of a spindle according to an embodiment of the present invention.
6 is a view schematically showing a change in the received light amount of the optical fiber sensor when the nozzle according to the embodiment of the present invention is landed.
7 is a diagram illustrating an example of controlling a Z-servo motor by a control unit according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다. Hereinafter, the present invention according to a preferred embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has substantially the same structure, the duplicate description is abbreviate | omitted by using the same code | symbol.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 부품 유지 헤드를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a component holding head according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 부품 유지 헤드(10)는 로터리 헤드 형식의 부품 유지 헤드로서, 고정적으로 배치된 헤드 본체(20)에 로터리 헤드(30)가 수직축 둘레의 R 방향으로 회전 가능하게 설치되어 있다. 이 로터리 헤드(30)에는, 그 둘레 방향을 따라 등간격으로 복수개의 스핀들(31)이 배치되고, 각 스핀들(31)의 하단에 부품을 흡착 유지하는 유지부로서 노즐(32)이 장착되어 있다.As shown in FIG. 1, the component holding head 10 is a rotary head type component holding head, which enables the rotary head 30 to be rotated in the R direction around a vertical axis in the head body 20 fixedly arranged. Installed. In this rotary head 30, a plurality of spindles 31 are arranged at equal intervals along its circumferential direction, and a nozzle 32 is mounted as a holding portion for adsorbing and holding parts at the lower end of each spindle 31. .

로터리 헤드(30)는, 헤드 본체(20)에 설치된 R서보 모터(21)의 구동에 의해 R 방향으로 회전할 수 있다. 또 각 스핀들(31)은, 헤드 본체(20)에 설치된 T서보 모터(22)의 구동에 의해 각 스핀들(31)의 축선 둘레의 T 방향으로 회전할 수 있다.The rotary head 30 can rotate in the R direction by driving the R servo motor 21 installed in the head body 20. In addition, each spindle 31 can be rotated in the T direction around the axis of each spindle 31 by driving the T servo motor 22 provided on the head body 20.

또한 헤드 본체(20)에는, 특정 위치에 있는 스핀들(31a)을 축선 방향인 Z 방향으로 하강시키기 위한 Z서보 모터(23)가 배치되어 있다. R서보 모터(21)의 구동에 의해 로터리 헤드(30)를 R 방향으로 회전시키는 기구, 및 T서보 모터(22)의 구동에 의해 각 스핀들(31)을 T 방향으로 회전시키는 기구에 대해서는 주지의 것이므로 여기서 그 설명은 생략한다. Z서보 모터(23)의 구동에 의해 스핀들(31a)을 하강시키는 기구에 대해서는, 이하 설명하기로 한다.Further, on the head body 20, a Z-servo motor 23 for lowering the spindle 31a at a specific position in the Z-direction in the axial direction is arranged. The mechanism for rotating the rotary head 30 in the R direction by driving the R servo motor 21, and the mechanism for rotating each spindle 31 in the T direction by driving the T servo motor 22 are well known. Because of this, the description is omitted here. The mechanism for lowering the spindle 31a by driving the Z-servo motor 23 will be described below.

도 2는, 도 1의 부품 유지 헤드(10)에서 스핀들(31a)을 Z 방향으로 하강시키는 기구를 도시한 설명도다. 헤드 본체(20)에 배치된 Z서보 모터(23)의 모터축은 볼 나사 기구(24)의 나사축(24a)에 연결되고, 이 나사축(24a)에 너트(24b)가 장착되어 있다. 그리고 이 너트(24b)에 가압부(25)가 연결되어 있다. 따라서 Z서보 모터(23)의 구동에 의해 너트(24b)와 함께 가압부(25)가 Z 방향으로 이동한다.FIG. 2 is an explanatory view showing a mechanism for lowering the spindle 31a in the Z direction from the component holding head 10 of FIG. 1. The motor shaft of the Z servo motor 23 disposed in the head body 20 is connected to the screw shaft 24a of the ball screw mechanism 24, and a nut 24b is attached to the screw shaft 24a. And the pressing part 25 is connected to this nut 24b. Therefore, the pressing portion 25 is moved in the Z direction together with the nut 24b by the driving of the Z servo motor 23.

가압부(25)는 헤드 본체(20)측에 1개만 설치되어 있다. 스핀들(31)을 하강시킬 때에는, 가압부(25)에 대해 스핀들(31)을 상대적으로 이동시켜 복수개의 스핀들(31) 중 하강시키는 스핀들(31)(상기 특정 위치에 있는 스핀들(31a))을 선택하고 가압부(25)를 하강시킴으로써 해당 스핀들(31a)을 하강시킨다. Only one pressing portion 25 is provided on the head body 20 side. When the spindle 31 is lowered, a spindle 31 (spindle 31a at the specific position) that moves down the spindle 31 relative to the pressing portion 25 to descend from the plurality of spindles 31 is provided. By selecting and lowering the pressing portion 25, the corresponding spindle 31a is lowered.

즉, 본 실시예에서는 도 3에 도시한 바와 같이, 로터리 헤드(30)를 R 방향으로 회전시킴으로써 가압부(25)에 대해 스핀들(31)을 상대 이동시켜 하강시킬 스핀들(31a)을 가압부(25) 밑에 위치시킨다. 이어, 가압부(25)를 눌러 가압부(25) 바로 밑에 있는 스핀들(31a)을 하강시킨다. 여기서, 특정 위치에 있는 스핀들(31a)을 선택하여 하강시키는 구성은 전술한 바와 같은 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 하강되는 스핀들(31a)을 선택하기 위해 스핀들(31)을 이동시키지 않고, 오히려 가압부(25)를 이동시켜 하강시키는 스핀들(31a)을 선택하는 구성을 취할 수 있다.That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the spindle 31a to be moved downward by moving the spindle 31 relative to the pressing part 25 by rotating the rotary head 30 in the R direction is the pressing part ( 25) Place it underneath. Subsequently, the pressing portion 25 is pressed to lower the spindle 31a immediately below the pressing portion 25. Here, the configuration of selecting and lowering the spindle 31a at a specific position is not limited to the configuration as described above. For example, instead of moving the spindle 31 in order to select the spindle 31a to be lowered, it is possible to take a configuration of selecting the spindle 31a to move the pressing portion 25 to descend.

도 2에 도시된 바와 같이, 가압부(25)가 연결된 너트(24b)에는, 연결 바(26)가 연결되고, 연결 바(26)에는 스플라인 너트(28)가 연결되어 있으며, 스플라인 너트(28)에는 광섬유 센서(40)가 설치되어 있다. 또한, 헤드 본체(20)에는 스플라인 샤프트(27)가 고정적으로 설치되고, 스플라인 샤프트(27)에 스플라인 너트(28)가 슬라이딩 가능하도록 설치되어 있다. 즉, 광섬유 센서(40)는 가압부(25)와 일체적으로 설치되어 있다. 따라서 Z서보 모터(23)의 구동에 의해 가압부(25)가 Z 방향으로 이동하면, 광섬유 센서(40)는 이와 연동하여 Z 방향으로 이동하는데, 그 모습이 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있다. As shown in FIG. 2, a connecting bar 26 is connected to the nut 24b to which the pressing portion 25 is connected, a spline nut 28 is connected to the connecting bar 26, and the spline nut 28 ), An optical fiber sensor 40 is installed. In addition, a spline shaft 27 is fixedly installed on the head body 20, and a spline nut 28 is slidably installed on the spline shaft 27. That is, the optical fiber sensor 40 is integrally installed with the pressing portion 25. Therefore, when the pressing portion 25 is moved in the Z direction by the driving of the Z servo motor 23, the optical fiber sensor 40 moves in the Z direction in conjunction with this, and its shape is shown in FIGS. 4A and 4B. .

도 4a는 도 2에 도시한 스핀들(31a)이 초기 위치에 있는 상태를 도시한 도면이고, 도 4b는 도 2에 도시한 스핀들(31a)을 가압부(25)에 의해 하강시킨 상태를 도시한 도면이다. 여기서, 스핀들(31)은 2개의 코일 스프링으로 이루어진 탄성체(33)(도 2 참조))에 의해 항상 초기 위치를 향해 탄성 지지되어 있다.FIG. 4A is a view showing a state in which the spindle 31a shown in FIG. 2 is in an initial position, and FIG. 4B is a view showing a state in which the spindle 31a shown in FIG. 2 is lowered by the pressing portion 25. It is a drawing. Here, the spindle 31 is always elastically supported toward the initial position by an elastic body 33 made of two coil springs (see Fig. 2).

한편, 광섬유 센서(40)는, 발광부 및 수광부가 광섬유와 함께 끼워져 구성된 것으로서, 그 구성 자체는 주지의 것이므로, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다. On the other hand, the optical fiber sensor 40, the light-emitting portion and the light-receiving portion is configured to fit together with the optical fiber, the configuration itself is well known, detailed description thereof will be omitted.

본 실시예에서 광섬유 센서(40)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 스핀들(31)의 하단에 탄성부재로서의 코일 스프링(34)을 사이에 두고 장착된 노즐(32)에 대해 상방의 비스듬한 방향으로 배치되어 있다. 그리고 광섬유 센서(40)의 발광부는, 도 5에 확대하여 도시한 노즐(32)의 외주 상면의 반사면(32a)을 향해 하방의 비스듬한 방향으로 광(P)을 조사한다. 그 조사된 광(P)은 반사면(32a)에서 반사되고, 반사된 반사광은 광섬유 센서(40)의 수광부에서 수광된다.In this embodiment, the optical fiber sensor 40, as shown in FIG. 2, is in an oblique direction upward with respect to the nozzle 32 mounted with the coil spring 34 as an elastic member therebetween at the bottom of the spindle 31. Is placed. Then, the light emitting unit of the optical fiber sensor 40 irradiates light P in an oblique direction downward toward the reflective surface 32a of the upper circumferential surface of the nozzle 32 enlarged in FIG. 5. The irradiated light P is reflected by the reflective surface 32a, and the reflected reflected light is received by the light receiving unit of the optical fiber sensor 40.

여기서 노즐(32)은 상술한 바와 같이, 스핀들(31)의 하단에 코일 스프링(34)을 사이에 두고 장착되어 있다. 따라서 스핀들(31)이 하강하다가 노즐(32)이 착지되면, 코일 스프링(34)이 압축되어 상하 방향으로 스핀들(31)에 대한 노즐(32)의 상대 위치가 변화된다. 구체적으로는 노즐(32)이 스핀들(31)의 하단 측을 향해 상대적으로 이동한다. 여기서, 노즐(32)이 '착지'되었다는 표현은 노즐(32)의 하방으로부터 힘이 작용하였다는 의미이고, 그러한 경우는 부품의 픽업 공정에서 노즐(32)이 아래로 이동하다가 노즐(32)의 하단부가 부품의 상면에 착지되는 경우와, 부품의 실장 공정에서 노즐(32)의 하단부에 흡착 유지된 부품이 기판의 상면에 착지되는 경우에 해당한다. Here, as described above, the nozzle 32 is mounted with the coil spring 34 at the lower end of the spindle 31. Therefore, when the spindle 31 descends and the nozzle 32 lands, the coil spring 34 is compressed to change the relative position of the nozzle 32 with respect to the spindle 31 in the vertical direction. Specifically, the nozzle 32 moves relatively toward the lower side of the spindle 31. Here, the expression that the nozzle 32 is 'landed' means that a force is applied from below the nozzle 32. In such a case, the nozzle 32 moves downward during the pickup process of the part, and then the nozzle 32 This corresponds to the case where the lower end portion is landed on the upper surface of the component, and the component held by the lower portion of the nozzle 32 in the component mounting process is landed on the upper surface of the substrate.

한편, 광섬유 센서(40)의 발광부에서 조사되는 광(P)은 렌즈(41)에 의해, 노즐(32)이 착지되지 않는 초기 상태일 때의 반사면(32a)에 초점이 맞춰져 있다. 따라서 노즐(32)이 착지되어 그 상하 방향으로 스핀들(31)에 대한 노즐(32)의 위치가 변화되면, 반사면(32a)에서 반사되는 반사광의 양이 감소하여 광섬유 센서(40)의 수광부에서 수광하는 수광량이 감소한다. 본 실시예에서는, 이 수광량의 감소를 광섬유 센서(40)의 센서부(42)로 검지한다. On the other hand, the light P irradiated from the light emitting part of the optical fiber sensor 40 is focused by the lens 41 on the reflective surface 32a when the nozzle 32 is in an initial state in which the nozzle 32 is not landed. Therefore, when the nozzle 32 is landed and the position of the nozzle 32 with respect to the spindle 31 in the vertical direction is changed, the amount of reflected light reflected from the reflective surface 32a decreases, so that the light receiving portion of the optical fiber sensor 40 The amount of light received is reduced. In this embodiment, the decrease in the received light amount is detected by the sensor unit 42 of the optical fiber sensor 40.

그리고 센서부(42)는 수광량이 소정량 감소했을 때에 노즐(32)이 착지되었다고 판단하여, '착지 검지 신호'를 발생시킨다. 본 실시예에서는 이하의 조건을 충족했을 때에 수광량이 소정량 감소했다고 판정하여 착지 검지 신호를 발생시킨다.Then, the sensor unit 42 determines that the nozzle 32 has landed when the received light amount decreases by a predetermined amount, and generates a 'landing detection signal'. In this embodiment, when the following conditions are satisfied, it is determined that the received light amount has decreased by a predetermined amount, and a landing detection signal is generated.

즉, 수광량은 도 6에 도시한 바와 같이 흔들리면서 시간의 경과에 따라 변화되는데, 노즐(32)이 착지되면 급격하게 감소한다. 그래서 본 실시예에서는, 센서부(42)에서 반사광의 수광량을 연속적으로 계측함과 동시에 그 수광량(f(t))의 시간 변화율(df(t)/dt)를 구하여 수광량(f(t))이 소정의 제1 역치보다 작거나 같고, 또한 시간 변화율(df(t)/dt)의 절대값이 소정의 제2 역치보다 크거나 같을 때 착지 검지 신호를 발생시키도록 하였다. 이로써, 수광량의 흔들림에 의해 착지 검지 신호가 잘못 발생되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 제1 역치 및 제2 역치는, 실제 수광량의 흔들림 정도에 따라 설계자가 적절히 결정한다. 본 실시예에서는, 노즐(32)의 반사면(32a)에 새틴 가공(satin process)을 함으로써 상술한 수광량의 흔들림을 억제하도록 하였다.That is, the amount of light received is changed as time passes while shaking as shown in FIG. 6, but rapidly decreases when the nozzle 32 lands. So, in this embodiment, the sensor unit 42 continuously measures the received light amount of the reflected light, and at the same time, obtains the time change rate (df (t) / dt) of the received light amount f (t) to obtain the received light amount f (t). The landing detection signal is generated when the predetermined first threshold is less than or equal to the absolute value of the time change rate (df (t) / dt) is greater than or equal to the predetermined second threshold. Thereby, it is possible to prevent the landing detection signal from being incorrectly generated due to the shaking of the received light amount. Here, the first threshold and the second threshold are appropriately determined by the designer according to the degree of shaking of the actual received light amount. In this embodiment, a satin process is performed on the reflective surface 32a of the nozzle 32 to suppress the shaking of the received light amount.

또 본 실시예에서, 광섬유 센서(40)의 발광부에서 조사하는 광(P)의 방향은 비스듬하게 하향 45도로 설정되어 있다. 광(P)의 방향을 하향으로 함으로써 광섬유 센서(40)를 노즐(32)의 바로 옆이 아닌 상방에 배치할 수 있기 때문에 광섬유 센서(40)가 노즐(32)의 착지 동작에 악영향을 미치지 않게 된다.In addition, in this embodiment, the direction of the light P irradiated from the light emitting part of the optical fiber sensor 40 is set at an oblique downward 45 degrees. Since the optical fiber sensor 40 can be disposed above the nozzle 32 by notifying the direction of the light P downward, the optical fiber sensor 40 does not adversely affect the landing operation of the nozzle 32. do.

이상의 구성에서, 부품 유지 헤드(10)를 가진 표면 실장기는, 스핀들(31)의 하단에 장착된 노즐(32)에 의해 부품을 부품 공급부로부터 픽업하여 유지하고 프린트 기판상으로 이송하여 프린트 기판상의 소정 위치에 부품을 실장한다.In the above configuration, the surface mounter having the component holding head 10 picks up and holds the component from the component supplying part by the nozzle 32 mounted on the lower end of the spindle 31, transfers it onto the printed board, and transfers it onto the printed board to predetermined Mount the part in position.

상기 픽업시 및 실장시에는, 도 2에서 설명한 것처럼 가압부(25) 바로 밑에 위치시킨 스핀들(31a)의 상단면을 가압부(25)가 가압하여 그 스핀들(31a)을 Z 방향으로 하강시킨다. 그 후 스핀들(31a) 끝단의 노즐(32)이 착지되면 상술한 바와 같이 코일 스프링(34)이 압축되고 상하 방향으로 스핀들(31a)에 대한 노즐(32)의 상대 위치가 변화되어 광섬유 센서(40)의 수광부에서 수광하는 수광량이 감소한다. 그렇게 되면 광섬유 센서(40)의 센서부(42)가 착지 검지 신호를 발생시킨다. 이 착지 검지 신호는, 도 2에 도시한 제어부(50)에 송신된다. 제어부(50)는 착지 검지 신호를 수신하면, 가압부(25)를 하강시키는 하강 수단인 Z서보 모터(23)를 정지시킨다. 이로써 노즐(32)의 하강 스트로크가 적절히 제어되어 노즐(32)이 정확하게 착지된다.At the time of the pick-up and mounting, the upper surface of the spindle 31a positioned immediately below the pressing portion 25 is pressed by the pressing portion 25 to lower the spindle 31a in the Z direction as described in FIG. 2. Thereafter, when the nozzle 32 at the end of the spindle 31a is landed, the coil spring 34 is compressed as described above, and the relative position of the nozzle 32 with respect to the spindle 31a is changed in the vertical direction, thereby changing the optical fiber sensor 40 ), The amount of light received by the light-receiving unit is reduced. Then, the sensor unit 42 of the optical fiber sensor 40 generates a landing detection signal. The landing detection signal is transmitted to the control unit 50 shown in FIG. 2. Upon receiving the landing detection signal, the control unit 50 stops the Z servo motor 23 which is a lowering means for lowering the pressing unit 25. Thereby, the downward stroke of the nozzle 32 is appropriately controlled, and the nozzle 32 is correctly landed.

도 7은, 제어부(50)에 의한 Z서보 모터(23)의 제어 예를 도시한다. 도 7에는, Z서보 모터(23)의 구동에 의한 노즐(32)의 하강 속도와 하강 스트로크의 시간 변화를 도시하고 있다. 하강 스트로크의 설계치는 8mm이다.7 shows an example of control of the Z servo motor 23 by the control unit 50. In FIG. 7, the change in the speed of the descending speed and the descending stroke of the nozzle 32 by driving the Z-servo motor 23 is shown. The design value of the descending stroke is 8 mm.

도 7에 도시한 바와 같이 제어부(50)는, 하강 초기에는 하강 속도를 크게 하고 그 후 스트로크가 3mm(제1 높이 위치)가 되면 하강 속도를 점차 줄이고, 또 스트로크가 6.7mm(제2 높이 위치)가 되면 하강 속도가 일정해지도록 Z서보 모터(23)를 제어한다. 그리고 노즐(32)이 착지되어 광섬유 센서(40)로부터 착지 검지 신호를 수신하면, 제어부(50)는 Z서보 모터(23)를 정지시킨다. As shown in FIG. 7, the control unit 50 increases the descending speed at the beginning of the descending and then gradually decreases the descending speed when the stroke becomes 3 mm (first height position), and the stroke is 6.7 mm (second height position). ), The Z servo motor 23 is controlled so that the descending speed becomes constant. Then, when the nozzle 32 is landed and receives a landing detection signal from the optical fiber sensor 40, the control unit 50 stops the Z servo motor 23.

도 7에서는, 노즐(32)이 착지될 때까지 실제 하강 스트로크가 설계치 그대로 8mm인 경우와 설계치(8mm)보다 큰 경우(9mm)와 작은 경우(7mm)의 3가지 패턴을 도시하였는데, 어느 경우에도 하강 스트로크는 적절히 제어되어 노즐(32)은 정확하게 착지된다.In FIG. 7, three patterns of a case where the actual descending stroke is 8 mm as the design value and a case where the design value (8 mm) is larger (9 mm) and smaller (7 mm) than the design value (8 mm) are shown until the nozzle 32 is landed. The downward stroke is properly controlled so that the nozzle 32 is correctly landed.

아울러 실시예에서 광섬유 센서(40)의 센서부(42)는 제어부(50)와 별개로 설치하였으나, 센서부(42)의 기능을 제어부(50)에 끼워넣을 수도 있다. 또 실시예에서는, 노즐(32)의 착지를 검지하는 검지수단으로서의 비접촉 센서는 광섬유 센서(40)를 사용하였으나, 자기 센서 등 다른 비접촉 센서를 사용할 수도 있다.In addition, in the embodiment, the sensor unit 42 of the optical fiber sensor 40 is installed separately from the control unit 50, but the function of the sensor unit 42 may be inserted into the control unit 50. Further, in the embodiment, the non-contact sensor as the detection means for detecting the landing of the nozzle 32 uses the optical fiber sensor 40, but other non-contact sensors such as a magnetic sensor may also be used.

또 본 발명은 로터리 헤드의 형식 이외의 부품 유지 헤드에도 적용 가능하다. In addition, the present invention is also applicable to parts holding heads other than the rotary head type.

이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수개의 스핀들(31)에 대해 가압부(25)는 1개로 하고, 가압부(25)에 대해 복수개의 스핀들(31)을 상대적으로 이동시킴으로써 하강시킬 스핀들(31a)을 선택하고, 가압부(25)를 하강시킴으로써 선택된 스핀들(31a)을 하강시킨다. 이후 가압부(25)와 일체적으로 설치된 광섬유 센서(40)가 스핀들(31a)의 하단에 설치된 노즐(32)의 착지를 검지함으로써, 각 노즐(32)의 착지를 하나의 비접촉 센서인 광섬유 센서(40)로 검지할 수 있게 된다.As described above, according to an embodiment of the present invention, the pressing portion 25 is set to one for the plurality of spindles 31, and the plurality of spindles 31 are moved relative to the pressing portion 25 to descend. The spindle 31a to be selected is selected, and the selected spindle 31a is lowered by lowering the pressing portion 25. Thereafter, the optical fiber sensor 40 integrally installed with the pressing portion 25 detects the landing of the nozzle 32 installed at the lower end of the spindle 31a, so that the landing of each nozzle 32 is one non-contact sensor. It is possible to detect with (40).

본 발명의 일 측면들은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Although one aspect of the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible from those skilled in the art. You will understand the point. Therefore, the true protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.

본 발명은 부품을 탑재하는 장치의 제조 및 적용에 사용될 수 있다. The invention can be used in the manufacture and application of devices for mounting components.

10: 부품 유지 헤드 20: 헤드 본체
25: 가압부 26: 연결바
30: 로터리 헤드 31: 스핀들
32: 노즐 40: 광섬유 센서
41: 렌즈 42: 센서부
50: 제어부10: parts holding head 20: head body
25: pressing part 26: connecting bar
30: rotary head 31: spindle
32: nozzle 40: optical fiber sensor
41: lens 42: sensor unit
50: control

Claims (9)

복수개의 스핀들;
상기 복수개의 스핀들 중 선택된 스핀들을 그 축선 방향으로 하강시키는 가압부;
상기 복수개의 스핀들 각각의 하단에 설치되며, 부품을 유지하는 유지부;
상기 스핀들과 상기 유지부 사이에 설치되는 탄성부재; 및
상기 스핀들의 하강에 의해 상기 유지부가 착지되면 상기 탄성부재가 압축되어 상기 스핀들에 대한 상기 유지부의 상대 위치가 변화된 것을 비접촉식으로 검지하여 착지 검지 신호를 발생시키고, 상기 가압부와 일체적으로 설치되어 상기 가압부와 연동하여 이동하는 비접촉 센서를 포함하는, 표면 실장기의 부품 유지 헤드. A plurality of spindles;
A pressing portion for descending the selected spindle among the plurality of spindles in the axial direction;
It is installed on the bottom of each of the plurality of spindles, the holding portion for holding the parts;
An elastic member installed between the spindle and the holding portion; And
When the holding portion is landed by the descending of the spindle, the elastic member is compressed to detect a change in the relative position of the holding portion with respect to the spindle in a non-contact manner to generate a landing detection signal, and is integrally installed with the pressing portion A component holding head of a surface mounter, comprising a non-contact sensor moving in connection with a pressing portion. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 비접촉 센서는,
상기 유지부 외주의 반사면을 향해 광을 조사하는 발광부;
상기 반사면에서 반사된 반사광을 받는 수광부; 및
상기 반사광의 수광량을 계측하여 상기 계측한 수광량이 소정량 감소했을 때에 상기 착지 검지 신호를 발생시키는 센서부;를 포함하는 표면 실장기의 부품 유지 헤드.According to claim 1,
The non-contact sensor,
A light emitting unit irradiating light toward a reflective surface of the outer periphery of the holding unit;
A light receiving unit receiving the reflected light reflected from the reflective surface; And
And a sensor unit configured to measure the light-receiving amount of the reflected light and generate the landing detection signal when the measured light-receiving amount decreases by a predetermined amount. 제5항에 있어서,
상기 센서부는, 상기 반사광의 수광량을 연속적으로 계측하고, 상기 수광량의 시간 변화율을 구하여, 상기 수광량이 소정의 제1 역치보다 작거나 같고, 상기 시간 변화율의 절대값이 소정의 제2 역치보다 크거나 같을 때 상기 착지 검지 신호를 발생시키는 표면 실장기의 부품 유지 헤드.The method of claim 5,
The sensor unit continuously measures the received light amount of the reflected light, obtains a time change rate of the received light amount, and the received light amount is less than or equal to a predetermined first threshold, and an absolute value of the time change rate is greater than a predetermined second threshold The component holding head of the surface mounter which generates the said landing detection signal when the same. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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