JP7277998B2

JP7277998B2 - 真空マルチセンシングユニット

Info

Publication number: JP7277998B2
Application number: JP2021541068A
Authority: JP
Inventors: チョ，ホ－ヨン
Original assignee: ブイテクカンパニー，リミテッド
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2020-11-11
Publication date: 2023-05-19
Anticipated expiration: 2040-11-11
Also published as: EP3904247A4; WO2021101154A1; EP3904247A1; CN113330290A; US20220153536A1; JP2022536010A; KR102096365B1; US12043501B2

Description

本発明は、真空移送システムに使用される真空センシングユニットに関し、特に複数の真空ポンプに対応し得るように設計されたマルチセンシングユニットに関する。

真空移送システムとは、圧縮空気によって作用する真空ポンプを利用してパッド、コップなどの形態の吸着手段を排気することでその内部に負圧を発生させ、この際発生した負圧を利用して対象物を吸着及び把持した後、予定の場所に移送するシステムのことをいう。排気の側面からみると、圧縮空気が真空ポンプを通る間に吸着手段内の空気が真空ポンプの内部に誘引されて圧縮空気と共に外部に排出されるが、この過程で真空ポンプの内部には真空が形成される。

いわゆる「真空センシングユニット」は、前記真空ポンプに取り付けられて該当真空ポンプの内部圧力（－ｋＰａ）の大きさを感知し、その圧力が適正レベルに達したら吸着後工程、つまり、対象物（ｗｏｒｋ）を移送するための動作信号（ｓｉｇｎａｌ）を出力する装置である。

図１を参照すると、一般に真空センシングユニット１００は、所定の制御部とセンサを内蔵するケース１０１と、前記ケース１０１の前面に備えられる情報表示部１０２と、圧力設定部１３０と、を含み、前記ケース１０１の一側に別途の真空ポンプと連通する真空ポート（図示せず）が形成される。この図面において、符号１０４は前記センシングユニット１００に電力を供給するためのケーブルである。前記センシングユニット１００は前記真空ポートを媒介に真空ポンプと連結されるが、これで前記センサが真空ポンプの内部圧力、つまり、真空圧（－ｋＰａ）を感知するようになる。

一方、対象物の種類や特性によってその吸着及び移送に必要な適正の圧力レベルが異なるため、システムを作動する前に前記圧力設定部１０３を操作して該当センシングユニット１００の信号出力条件を調整及び設定する。そして、前記センシングユニット１００は、システム作動の際にセンサによって感知された圧力が予め設定されたレベルに達したら動作信号を出力するようになるが、これでロボティックアームなどが稼働されて対象物を決められた位置に移送するようになる。

このようなセンシングユニット１００が実際に有用に使用されており、これとは異なるが機能的に類似した装置が特許文献２、特許文献４などに記載されている。

図２を参照すると、対象物の種類や形態、その他の特性によってはその吸着及び移送のために複数の真空ポンプ１１０が同時に適用されることがあるが、この場合、各真空ポンプ１１０に前記センシングユニット１００が個別に取り付けられて上述した機能を行う。これも本技術分野でよく使用されてはいるが、特にここには、
前記センシングユニット１００が真空ポンプの数だけ求められるため設置、管理、運用などの様々な側面で非常に不利で、
各センシングユニット１００及びセンサに対する一貫的・効率的な制御が不可能で、
各センシングユニット１００に個別に備えられる電力ケーブル１０４によってシステム全体の配線処理が複雑になる、などの問題がある。

韓国登録特許第０３２０５０３号公報韓国登録特許第０５２３５４４号公報韓国登録特許第１４６３０４１号公報韓国登録特許第１８６０６４３号公報

本発明は上述した従来技術による真空センシングユニットの問題点を解決しようと提案されたものであって、本発明の目的は、複数の真空ポンプに単一のユニットで対応してマルチセンシングを行うようにすると共に、各センサに対する個別的・一括的制御が可能に構成されるマルチセンシングユニットを提供しようとすることである。本発明の他の目的は、単一の電力ケーブルによって駆動されるマルチセンシングユニットを提供しようとすることである。

本発明のまた他の目的は、定型化された動作モード（ｍｏｄｅ）を備えて選択的に利用するようになっている真空マルチセンシングユニットを提供しようとすることである。

本発明の真空マルチセンシングユニットは、真空移送システムにおいて、真空ポンプの内部圧力を感知して条件に応じて対象物の移送動作信号を出力する装置であって、
前記マルチセンシングユニットは、
内部に制御回路部と複数の圧力センサが配置され、一側に前記各センサに対応する複数の真空ポートが形成され、表面に圧力表示部とスイッチ操作部が形成されるケースで構成されるが、
ここで、前記操作部は、
前記センサのうち一つ以上を選択するように形成されるセンサ選択スイッチと、前記センサ選択スイッチを介して順次に選択される各センサに対して「到達」信号の発生条件として圧力値を入力するようになる圧力設定部を含み、
前記マルチセンシングユニットは、
システムを駆動する際、前記センサ選択スイッチで一つ以上のセンサが同時に選択されたら、前記回路部は、前記選択された各センサから受けた前記到達信号データに基づいて移送動作信号を出力すること、を特徴とする。

好ましくは、前記マルチセンシングユニットは、
前記ケースの一側に形成される一つのコネクタと、前記コネクタに連結されるケーブルを含み、前記ケーブルは電力線と入出力信号伝送線を内蔵することで、単一のケーブルによって電力供給及び信号伝送が行われるように設計される。

また、好ましくは、前記操作部は、
前記ケースの表面に配置され、前記制御回路部のメモリに保存されている動作モードのうちから選択して稼働するモード選択スイッチ、
を更に含む。

本発明の真空マルチセンシングユニットは複数のセンサを含むユニットであって、複数の真空ポンプに単一のユニットで対応してマルチセンシングを行うが、ここで各センサに対する個別的及び一括的制御が可能となる。よって、特に対象物を移送するために複数の真空ポンプが求められるシステムにおいて、従来のセンシングユニットが各真空ポンプに個別に取り付けられるのに比べて、センシングユニットの制作、設置、管理、運用、及び制御の効率性の側面で非常に有利な効果がある。

一方、本発明の真空マルチセンシングユニットは単一の電力ケーブルによって駆動されるように設計されるため、マルチセンシングユニット自体の駆動方式が簡単になることはもちろん、特にシステム全体の配線処理が容易で簡単に行われる効果がある。また、好ましい例において、本発明の真空マルチセンシングユニットはモード選択スイッチを更に含むが、それによって場合による最適な駆動パターンを選択することができるようになり、マルチセンシングユニットの使用の便宜性及び動作の安定性を向上させる効果がある。

従来の真空センシングユニットの外形を示す図である。図１の真空センシングユニットの適用例を示す図である。本発明の真空マルチセンシングユニットの外形を示す斜視図である。図３の平面図である。図３内部構成を示すブロック図である。図３のユニットにおける「第１モード」の動作を説明する図である。図３のユニットにおける「第２モード」の動作を説明する図である。図３のユニットにおける「第３モード」の動作を説明する図である。図３のユニットにおける「第４モード」の動作を説明する図である。

以上に記載または不記載の本発明の「真空マルチセンシングユニット（以下、「マルチセンシングユニット」）の技術的特徴と作用効果は、以下で添付図面を参照して説明する実施例の記載を介して更に明確になるはずである。図３以下の図面において、本発明のマルチセンシングユニットが符号１０で示されている。

図３乃至図６を参照すると、本発明のマルチセンシングユニット１０は真空移送システムにおいて真空ポンプ２３と共に使用され、前記真空ポンプ２３の内部圧力、つまり、真空圧（－ｋＰａ）を感知し、その圧力レベルが一定条件を満足するのかを判断して対象物Ｐを移送するための動作信号を出力する装置であるが、この点においては従来のセンシングユニットに比べ異なる点はない。

前記マルチセンシングユニット１０は、一定形態のケース１１を基に、その内部に配置される制御回路部１２と複数の圧力センサ１３、一側面に前記各センサ１３に対応して一列に形成される複数の真空ポート１６、及び表面に形成される圧力表示部１４とスイッチ操作部１５からなる。本実施例において、前記センサ１３と真空ポート１６は一対一に対応するが、必要に応じては一つのセンサ１３に複数の真空ポート１６が対応するように設計してもよい。

また、前記マルチセンシングユニット１０は、前記表示部１４の上側部分に形成される一つのＬＥＤ出力ウィンドウ２５を更に含む。一般に、前記システムは対象物Ｐの反復的な吸着及び移送のために「真空」または「解放」（ｒｅｌｅａｓｅ）の一状態に動作するが、前記出力ウィンドウ２５はＯＵＴ１ＬＥＤグリーン（Ｇ）またはＯＵＴ２ＬＥＤレッド（Ｒ）を出力してその動作状態を知らせる。しかし、前記ＯＵＴ１及びＯＵＴ２ＬＥＤはサイズが過度に小さくて分離されているため実用的ではない。よって、本実施例では一つの出力ウィンドウ２５を別途に設けて動作状態に応じて異なる色が出力されるようにすることで、遠く離れているところでも状態を確認し得るように具現している。例えば、動作状態がＯＵＴ１ＬＥＤグリーン（Ｇ）であれば前記出力ウィンドウ２５にも同時にグリーン（Ｇ）が出力される方式である。

好ましくは、前記出力ウィンドウ２５はおおよそ「鎌」状に曲がった形態に形成され、ケース１１の角部分に配置されて前記ケース１１の上面及び側面を向かうようになっているが、それによって遠く離れているところでも前記システムの動作状態を肉眼で容易に確認することができる。

符号１７は前記マルチセンシングユニット１０に電力を供給するために備えらえるケーブル４－ＰＩＮコネクタであって、前記ケース１１の単一で備えられ、前記コネクタ１７には同じく単一のケーブルが接続される。それによって、各センシングユニットごとにケーブルが備えれる従来の方式に比べて駆動方式が簡単になり、特にシステム全体の配線処理が容易で簡便な利益がある。

システムを構成する際、前記各真空ポート１６には真空ポンプ２３が個別に連結されるが、これで各センサ１３がそれに対応する真空ポンプ２３の内部圧力を感知し得るようになる。また、本実施例において、前記表示部１４は、各センサ１３に対して任意に設定されるか、各センサ１３によって感知された真空ポンプ２３の圧力値（－ｋＰａ）またはそれらの演算値を数字で表すデジタル表示部である。

前記操作部１５は、前記センサ１３のうち一つ以上を選択するように形成されるセンサ選択スイッチ１８と、前記センサ選択スイッチ１８を介して順次に選択される各センサ１３に対して「到達」信号の発生条件として圧力値を入力するようになる圧力設定部１９を含む。詳しくは、各センサ１３は前記センサ選択スイッチ１８の各スイッチＳ１－Ｓ８ボタンを押して選択される。ここで、前記操作部１５はいずれもボタン式スイッチであるが、知られている他の方式で具現されてもよい。

また、前記選択されたセンサ１３が圧力と感知して一定レベルに到達したら該当到達信号を発生するが、この圧力レベルは前記圧力設定部１９によって事前に適正値に設定されるものである。つまり、前記圧力設定部１９は特定対象物Ｐの安全な吸着及び移送に対する適正の圧力値を設定するための手段であって、詳しくは、Ｕｐ、Ｄｏｗｎ、及びＳｅｔｕｐボタンを含む。

例えば、対象物Ｐは種類や大きさ、体積、重さ、重心、材質、扁平度、更に表面中の平面分布などの特性が異なるため、その安全な吸着及び移送のための適正圧力は対象物Ｐによって、または対象物Ｐの吸着条件によって異なり得る。よって、各センサ１３ごとに適正圧力を調整及び設定する必要があるが、まず、スイッチＳ１を押すとセンサ１３のうち第１センサの選択が該当ウイッチＳ１の周辺に表示され、その後、前記設定部１９のボタンを操作して適正圧力値を設定するが、同じ方法で全体のセンサ１３の圧力値を個別に設定することができる。

もし複数のスイッチＳ１、Ｓ２に同じ圧力値を設定する場合であれば、そのスイッチＳ１、Ｓ２をいずれも押した後で同時に一括に設定してもよい。

前記システムを駆動する際、各真空ポンプ２３の内部圧力を各センサ１３が個別に感知して各設定された値に到達したら、前記制御回路部１２は各センサ１３から受けた到達信号データに基づいて対象物Ｐの移送動作信号を出力する。そして、この信号によってロボティックアームなどの手段が稼働されて対象物Ｐを決められた位置に移送する。

ここで、前記センサ１３はいずれも正常的に作動する。ところが、例えば、対象物Ｐの特性又は各真空ポンプの状態に応じては前記センサ１３のうち一部が「作動」から意識的に除外される必要がある。そこで、本発明ではシステムを作動する前に、前記センサ選択スイッチ１８・Ｓ１－Ｓ８を押して各センサ１３の動作を個別に制限するようにする。例えば、８つのスイッチ１８のうち「Ｓ１」、「Ｓ４」、「Ｓ６」、「Ｓ８」を選択して押すと該当センサ１３は作動するが、選択されていない「Ｓ２」、「Ｓ３」、「Ｓ５」、「Ｓ７」の該当センサ１３は作動しない。この際も選択されたスイッチ１８はその周辺にランプで表示される。

このように、本発明では、特定対象物Ｐを移送するために前記センサ選択スイッチ１８によって一つ、一部または全部のセンサ１３が同時に選択されるようにし、前記制御回路部１２はその選択された各センサ１３から受けた前記到達信号データに基づいて移送動作信号を出力する。

以上のように構成される本発明のマルチセンシングユニット１０は、複数のセンサ１３を含むユニットであって、複数の真空ポンプ２３に単一のユニットで対応してマルチセンシングを行うが、ここで各センサ１３に対する個別的及び一括的制御が可能であるため、従来のセンシングユニットが各真空ポンプに個別に取り付けられていたことに比べれば、センシングユニットの制作、設置、管理、運用、及び制御の効率性の側面で非常に有利である。

本実施例において、前記操作部１５は、制御回路部１２のメモリ２１に保存されている複数の動作モードのうち選択的に稼働するモード選択スイッチ２２を更に含む。そこで、各場合によって対象物Ｐの種類や特性を考慮して適合したモードを選択してシステムを稼働することで、本発明のマルチセンシングユニット１０を更に便利で安定的に使用することができるようになる。

以下では本実施例に適用される動作「モード」を例示する。

［第１モード］
図６を参照すると、このモードは、前記センサ１３のうちセンサ選択スイッチ１８によって選択された（Ｓ１）、（Ｓ２）、（Ｓ４）、（Ｓ６）、（Ｓ８）に対して同じ圧力値が設定されるが、その選択されたセンサ１３がいずれも前記設定された圧力を感知したら、前記マルチセンシングユニット１０が「動作」信号を出力するように設計されている。この際、前記表示部１４には、選択された各センサ１３から得られた圧力が平均値として表示される。一方、システムの作動中にＳ１－Ｓ８のうちから選択して押すと、該当センサ１３の現在感知された圧力値が表示されて作動状態を確認することができるが、これはモードの種類に関わらず可能であるといえる。

場合によっては前記センサ１３はＳ１－Ｓ８のうちから一つ以上をランダムで選択することもできるが、このモードは安全が求められる移送ライン及び同じ形態の対象物Ｐの反復移送に適切に使用される。ここで、前記選択されたセンサ１３が正常に作動して設定された圧力に到達したら、該当ＬＥＤ２０はグリーン（Ｇ）に表示される。

［第２モード］
図７を参照すると、このモードは、前記センサ１３のうちセンサ選択スイッチ１８によって選択された（Ｓ１）、（Ｓ２）、（Ｓ３）、（Ｓ４）に対して同じ圧力が設定されるが、選択されたセンサ１３の一部Ｓ３がその設定された圧力を感知することができなかったとしても、選択された各センサ１３から得られた圧力の平均値が各センサに対して設定された圧力の平均値に到達したら、前記マルチセンシングユニット１０が「動作」信号を出力するように設計されている。この際、前記表示部１４には選択された各センサ１３から得られた圧力が平均値として表示される。

場合によっては前記センサ１３はＳ１－Ｓ８のうちから一つ以上をランダムで選択することもできるが、このモードは形状が可変する対象物またはビニルパックや薄いフィルムのように真空漏洩の恐れがある対象物の移送に適切に使用される。

ここで、前記選択されたセンサ１３が正常に作動して設定された圧力に到達したら、該当ＬＥＤ２０はグリーン（Ｇ）に表示される。一方、前記で選択されたが一定時間や回数の間に前記設定された圧力を感知することができなかったセンサＳ１があったら、該当ＬＥＤ２０がその識別表示として、例えばレッド（Ｒ）の点滅で表示されるが、これは真空ポンプ２３または吸着手段２４に問題が生じたことを意味するため、その点検が必要であるといえる。

［第３モード］
図８を参照すると、このモードは、前記センサ１３のうちセンサ選択スイッチ１８によって選択された（Ｓ１）、（Ｓ２）、（Ｓ４）、（Ｓ６）、（Ｓ８）に対して同じではない圧力が設定されるが、選択されたセンサ１３がいずれもその設定された圧力を感知したら、前記マルチセンシングユニット１０が「動作」信号を出力するように設計されている。この際、前記表示部１４には、選択された各センサ１３から得られた圧力が平均値として表示される。

場合によっては前記センサ１３はＳ１－Ｓ８のうちから一つ以上をランダムで選択することもできるが、このモードは表面の形態が均一ではなく、特定部位で真空漏洩の恐れがある対象物Ｐの移送に適切に使用される。ここで、前記選択されたセンサ１３が正常に作動して設定された圧力に到達したら、該当ＬＥＤ２０はグリーン（Ｇ）に表示される。

［第４モード］
図９を参照すると、このモードは、前記センサ選択スイッチ１８を操作することなく前記センサ１３・（Ｓ１－Ｓ８）がいずれも自動的に選択された状態になり、前記設定部１９で全てのセンサ１３に対して同時に同じ圧力が設定されることであり、前記センサ１３のうち一部Ｓ２でも自らに対して設定された圧力を感知したら、前記マルチセンシングユニット１０が「動作」信号を出力するように設計されている。この際、前記表示部１４には、そのセンサＳ２の圧力値または選択された各センサ１３から得られた圧力値のうち最高値が表示される。

このモードは形態が非常に不規則な対象物Ｐの移送に適切に使用されるが、この場合、上述した一部のセンサＳ２に対応する真空ポンプ２３及び吸着パッド２４は対象物Ｐに対して吸着の失敗が予想されない最も確実な位置にあるといえる。ここで、前記選択されたセンサ１３のうち一部Ｓ２が正常に作動して設定された圧力に到達したら、該当ＬＥＤ２０はグリーン（Ｇ）に表示される。

前記第１モード、第２モード、第４モードのように、前記選択スイッチ１８のうち複数のスイッチ（例えば、Ｓ１、Ｓ２）に同じ圧力値を設定する場合は、その該当スイッチＳ１、Ｓ２をいずれも押してから同時に一括設定してもよい。一方、前記で各センサ１３別の累積センシング回数が前記メモリ２１に保存されるが、これは該当センサの寿命、作業の適合性などを評価するデータとして活用される。

１０：マルチセンシングユニット
１１：ケース
１２：制御回路部
１３：センサ
１４：表示部
１５：操作部
１６：真空ポート
１７：コネクタ
１８：センサ選択スイッチ
１９：圧力設定部
２０：ＬＥＤ
２１：メモリ
２２：モード選択スイッチ
２３：真空ポンプ
２４：吸着パッド
２５：出力ウィンドウ
「Ｐ」：対象物

Claims

真空移送システムにおいて、真空ポンプ（２３）の内部圧力を感知して条件に応じて対象物Ｐの移送動作信号を出力する装置であって、
内部に制御回路部（１２）と複数の圧力センサ（１３）が配置され、一側に前記各センサ（１３）に対応する複数の真空ポート（１６）が形成され、表面に圧力表示部（１４）とスイッチ操作部（１５）が形成される一つのケース（１１）で構成されるが、
前記操作部（１５）は、前記センサ（１３）のうち一つ以上を選択するように形成されるセンサ選択スイッチ（１８）・Ｓ１－Ｓ８と、前記センサ選択スイッチＳ１－Ｓ８を介して順次に選択される各センサ（１３）に対して「到達」信号の発生条件として圧力値を入力するようになる圧力設定部（１９）を含み、
システムを駆動する際、前記センサ選択スイッチ（１８）で一つ以上のセンサ（１３）が同時に選択されたら、前記回路部（１２）は、前記選択された各センサ（１３）から受けた前記到達信号データに基づいて移送動作信号を出力することを特徴とする真空マルチセンシングユニット。
前記マルチセンシングユニットは、
前記ケース（１１）の一側に形成される一つのコネクタ（１７）と、前記コネクタ（１７）に連結されるケーブルを含み、前記ケーブルは電力線と入出力信号伝送線を内蔵することで、単一のケーブルによって電力供給及び信号伝送が行われるように設計されることを特徴とする請求項１に記載の真空マルチセンシングユニット。
前記圧力設定部（１９）は、特定対象物Ｐの安全な吸着及び移送に対する適正圧力値を設定するための手段であって、Ｕｐ、Ｄｏｗｎ、及びＳｅｔｕｐボタンを含むことを特徴とする請求項１に記載の真空マルチセンシングユニット。
前記センサ選択スイッチ（１８）のうちから選択されたスイッチＳ１－Ｓ８はその周辺ランプで表示されることを特徴とする請求項１に記載の真空マルチセンシングユニット。
前記センサ選択スイッチ（１８）のうち複数のスイッチＳ１－Ｓ８に同じ圧力値を設定する場合、該当スイッチＳ１－Ｓ８をいずれも選択して同時に一括設定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の真空マルチセンシングユニット。
前記真空マルチセンシングユニット（１０）は、
前記表示部（１４）の一側に形成される一つのＬＥＤ出力ウィンドウ（２５）を更に含み、
前記出力ウィンドウ（２５）は、システムの「真空」または「解放」（ｒｅｌｅａｓｅ）の動作状態を各々示すＯＵＴ１ＬＥＤまたはＯＵＴ２ＬＥＤの色に対応して同じ色を出力することを特徴とする請求項１に記載の真空マルチセンシングユニット。
前記出力ウィンドウ（２５）は略「鎌」状に曲がった形態に形成され、ケース（１１）の角部分に配置されて前記ケース（１１）の上面及び側面を向かうようになっていることを特徴とする請求項６に記載の真空マルチセンシングユニット。
前記操作部（１５）は、前記ケース（１１）の表面に配置されて前記制御回路部（１２）のメモリ（２１）に保存されている動作モード（ｍｏｄｅ）のうちから選択して稼働するモード選択スイッチ（２２）を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の真空マルチセンシングユニット。
前記モードは、
前記センサ（１３）のうちセンサ選択スイッチ（１８）によって選択されたセンサ（１３）
に対して同じ圧力値が設定されるが、選択されたセンサ（１３）がいずれも前記設定された圧力を感知したら、「動作」信号を出力する方式を含むことを特徴とする請求項８に記載の真空マルチセンシングユニット。
前記モードは、
前記センサ（１３）のうちセンサ選択スイッチ（１８）によって選択されたセンサ（１３）に対して同じ圧力が設定され、選択されたセンサ（１３）の一部がその設定された圧力を感知することができなかったとしても、選択された各センサ（１３）から得られた圧力の平均値が各センサ（１３）に対して設定された圧力の平均値に到達したら、「動作」信号を出力する方式を含むことを特徴とする請求項８に記載の真空マルチセンシングユニット。
前記モードは、
前記選択されたセンサ（１３）のうち一定時間や回数の間に前記設定された圧力を感知することができなかったセンサがある場合、該当ＬＥＤ（２０）でその識別表示が出力されることを特徴とする請求項１０に記載の真空マルチセンシングユニット。
前記モードは、
前記センサ（１３）のうちセンサ選択スイッチ（１８）によって選択されたセンサ（１３）
に対して同じではない圧力値が設定されるが、選択されたセンサ（１３）がいずれもその設定された圧力を感知したら、「動作」信号を出力する方式を含むことを特徴とする請求項８に記載の真空マルチセンシングユニット。
前記モードは、
前記センサ（１３）がいずれも自動的に選択された状態になり、前記設定部（１９）で全てのセンサ（１３）に対して同時に同じ圧力が設定され、前記センサ（１３）のうち一部でもその設定された圧力を感知したら、「動作」信号を出力する方式を含むことを特徴とする請求項８に記載の真空マルチセンシングユニット。
前記各センサ（１３）別の累積センシング回数が前記制御回路部（１２）のメモリ（２１）にデータとして保存されることを特徴とする請求項１に記載の真空マルチセンシングユニット。