KR100351969B1 - 리니어 모터가 적용된 갠트리의 온도변화에 따른속도제어장치 - Google Patents

리니어 모터가 적용된 갠트리의 온도변화에 따른속도제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 갠트리에 적용된 리니어 모터에서 과열이 발생되며 리니어 모터의 속도를 조정하여 발생된 과열을 제거하기 위한 온도 변화에 따른 속도제어장치에 관한 것이다.
상기 본 발명은 Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터의 각각의 고정자에 장착되어 고정자의 온도를 감지하여 제1온도신호를 발생하는 제1온도센서부와, Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터의 각각의 가동자에 장착되어 가동자의 온도를 감지하여 제1온도신호를 발생하는 제2온도센서부와, 제1 및 제2온도신호를 수신받아 아나로그신호에서 디지털신호로 변환시켜 출력하는 A/D 변환부와, 제1 및 제2온도감지신호를 수신받아 미리 설정된 온도와 비교하여 미리 설정된 온도와 차이가 있으면 드라이버 제어신호의 이득을 조정하여 가동자 드라이버부로부터 출력되는 구동신호를 조정하여 Y축 리니어 모터와 X축 리니어 모터의 속도를 조정시키는 제어기로 구성하여, 리니어 모터에서 발생되는 과열을 제거함에 있다.

Description

리니어 모터가 적용된 갠트리의 온도변화에 따른 속도제어장치{Speed Controlling System according to Temperature Change of Gantry having Linear Motor}
본 발명은 리니어 모터가 적용된 갠트리의 온도변화에 따른 속도제어장치에 관한 것으로, 특히 갠트리에 적용된 리니어 모터에서 과열이 발생되며 리니어 모터의 속도를 조정하여 발생된 과열을 제거하기 위한 온도 변화에 따른 속도제어장치에 관한 것이다.
표면실장장치(surface mounting device)는 인쇄회로기판에 표면실장용 부품을 실장하기 위해 사용된다. 인쇄회로기판에 표면실장용 부품을 실장하기 위해 갠트리가 적용되고 있으며, 갠트리에는 리니어 모터가 적용되고 있다. 리니어 모터가 적용된 갠트리는 인쇄회로기판에 부품을 실장하기 위해 부품을 집어 이동시켜 장착하는 픽업모듈(pickup module)을 X-Y축 방향으로 이동시키기 위해 사용된다. X-Y축 방향으로 픽업모듈을 이동시키기 위해 X축에 하나의 리니어 모터가 구성되며, X축에 적용되는 리니어 모터의 양측을 지지하기 위해 Y축에 소정 거리로 이격되어 서로 평행하게 설치되는 복수의 리니어 모터로 구성된다.
픽업모듈을 X-Y축 방향으로 이동시키기 위해 리니어 모터가 적용된 갠트리를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 리니어 모터가 적용된 갠트리의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 크게 Y축에 적용된 복수의 리니어 모터(10)와 X축에 적용된 리니어 모터(20)로 구성된다. Y축에 적용된 복수의 리니어 모터(10)는 소정 거리로 이격된 상태에서평행하게 설치된다.
Y축 복수의 리니어 모터(10)의 각각은 고정자(11)와 가동자(12)로 구성된다. Y축 복수의 리니어 모터(10)의 고정자(11)는 "U"자형 프레임(frame)(11a)과 "U"자형 프레임(11a)의 내측의 양측면에 소정 간격으로 영구자석(11b)이 배열 설치된다. 가동자(12)는 "-"자형 프레임(12a)과 "-"자형 프레임(12a)의 저면에 다수의 코일(도시 않음)을 소정 간격으로 배열시킨 후 절연재로 몰딩(molding)하여 형성된 코일블럭(coil block)(12b)으로 구성된다.
Y축 복수의 리니어 모터(10)의 가동자(12)에 설치되는 X축 리니어 모터(20)는 Y축 복수의 리니어 모터(10)와 동일하게 고정자(21)와 가동자(22)로 구성된다. 고정자(21)는 "U"자형 프레임(21a)과 다수의 영구자석(21b)로 구성되며, 가동자(22)는 "-"자형 프레임(22a)과 다수의 코일(도시 않음)이 배열된 코일블럭(22b)으로 구성된다.
고정자(11)(21)와 가동자(12)(22)로 구성된 Y축 복수의 리니어 모터(10)와 X축 리니어 모터(20)가 적용된 갠트리가 표면실장장치에 적용된 경우 픽업모듈(도시 않음)은 X축 리니어 모터(20)의 가동자(22)에 설치된다. X축 리니어 모터(20)의 가동자(22)에 설치된 픽업모듈은 X축 방향으로의 이동은 가동자(22)에 의해 이동되며, Y축 방향으로의 이동은 Y축 복수의 리니어 모터(10)의 가동자(12)에 의해 이동된다.
가동자(12)(22)에 의해 X-Y축 방향으로 이동하는 픽업모듈은 작업 위치에 인쇄회로기판(도시 않음)이 공급되면 인쇄회로기판에 실장된 표면실장용 부품(도시않음)을 공급받는다. 표면실장용 부품을 인쇄회로기판에 실장하기 위해 픽업모듈은 공급된 표면실장용 부품을 인쇄회로기판에 설정된 소정 위치로 이동시켜 실장하게 된다.
인쇄회로기판에 설정된 소정 위치로 표면실장용 부품을 이동시키기 위해 픽업 모듈은 Y축 복수의 리니어 모터(10)의 가동자(12)와 X축 리니어 모터(20)의 가동자(22)에 의해 인쇄회로기판 위를 X-Y축 방향으로 이동하게 된다. 이동이 완료되며 픽업모듈은 표면실장용부품을 인쇄회로기판에 놓아 실장하게 된다. 인쇄회로기판에 많은 부품을 실장하기 위해 픽업모듈은 많은 이동이 요구되며, 이 픽업모듈을 이동시키기 위해 Y축 복수의 리니어 모터(10)와 X축 리니어 모터(20)가 장시간 사용된다.
Y축 복수의 리니어 모터(10)와 X축 리니어 모터(20)가 장시간 사용되는 경우에 각각의 가동자(12)(22)에 형성된 코일블럭(12b)(22b)에서 열이 발생하게 된다. 가동자(12)(22)에 형성된 코일블럭(12b)(22b)은 다수의 코일로 구성됨으로 인해 각각의 다수의 코일로 구동전원을 연속적으로 공급하는 경우에 열이 발생하게 된다. 발생된 열을 냉각시키기 위해 종래에는 각각의 Y축 복수의 리니어 모터(10)와 X축 리니어 모터(20)에 방열판을 설치하거나 냉각팬(cooling fan)(도시 않음)을 설치하여 발생된 열을 외부로 방출시켜 냉각시키게 된다.
종래의 갠트리에 적용되는 Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터에서 발생된 열을 외부로 방출시켜 냉각시키기 위해 설치된 방열판, 냉각팬 및 공기 등의 냉각장치는 항상 일정하게 Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터를 냉각시킨다. Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터에서 발생되는 열에 의한 온도의 높이에 관계없이 일정하게 동작되어 냉각시키도록 구성되어 있다.
Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터의 온도에 관계없이 일정하게 냉각시킴으로서 과열이 발생되는 경우 이를 진정시키기 위해 냉각 효율이 저하되며, 온도가 적정 상태인 경우에도 동일하게 냉각장치가 동작됨으로써 냉각장치를 과도하게 사용할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터에 적용된 갠트리에서 과열이 발생되면 발생된 열을 낮추기 위해 Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터의 속도를 조정하기 위한 리니어 모터가 적용된 갠트리의 온도변화에 따른 속도제어장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 갠트리에 적용된 Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터에서 과열이 발생되는 경우 Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터의 속도를 조정하여 발생된 과열을 제거함으로써 Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터를 안정되게 구동시킬 수 있도록 함에 있다.
도 1은 종래의 리니어 모터가 적용된 갠트리의 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 리니어 모터가 적용된 갠트리의 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 리니어 모터가 적용된 갠트리의 평면도,
도 4는 도 2에 도시된 리니어 모터가 적용된 갠트리의 측면도,
도 5는 도 2에 도시된 리니어 모터의 속도제어의 블록도,
도 6은 도 2에 도시된 리니어 모터의 속도제어방법을 나타낸 흐름도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호 설명〉
10: Y축 복수의 리니어 모터 11:고정자
11a: "U"자형 프레임 11b:영구자석
11c: 방열판 11d: 냉각팬
12: 가동자 12a: "-"자형 프레임
12b: 코일블럭 12c: 방열판
20: X축 리니어 모터 31: 제1온도센서
32: 제2온도센서 33: 밸브
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터의 각각의 고정자에 장착되어 고정자의 온도를 감지하여 제1온도신호를 발생하는 제1온도센서부와, Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터의 각각의 가동자에 장착되어 가동자의 온도를 감지하여 제1온도신호를 발생하는 제2온도센서부와, 제1 및 제2온도신호를 수신받아 아나로그신호(analog)에서 디지털신호(digital)로 변환시켜 출력하는 A/D 변환부(analog to digital converter)와, 제1 및 제2온도감지신호를 수신받아 미리 설정된 온도와 비교하여 미리 설정된 온도와 차이가 있으면 드라이버 제어신호의 이득을 조정하여 가동자 드라이버부로부터 출력되는 구동신호를 조정하여 Y축 리니어 모터와 X축 리니어 모터의 속도를 조정시키는 제어기로 구성됨을 특징으로 하는 리니어 모터가 적용된 갠트리의 온도변화에 따른 속도제어장치를 제공한다.
상기 제어기는 A/D 변환부로부터 수신된 제1 및 제2온도감지신호를 수신받아 미리 설정된 온도와 비교하여 미리 설정된 온도보다 크면 드라이버 제어신호의 이득을 조정하여 가동자 드라이버부로부터 출력되는 구동신호를 조정하여 Y축 리니어 모터와 X축 리니어 모터의 속도를 감속시키도록 동작됨을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 의한 리니어 모터가 적용된 갠트리의 사시도, 도 3은 도 2에 도시된 리니어 모터가 적용된 갠트리의 평면도, 도 4는 도 2에 도시된 리니어 모터가 적용된 갠트리의 측면도 및 도 5는 도 2에 도시된 리니어 모터의 속도제어의 블록도이다.
도시된 바와 같이, Y축 복수의 리니어 모터(10)와 X축 리니어 모터(20)의 각각의 고정자(11)(21)에 장착되어 고정자(11)(21)의 온도를 감지하여 제1온도신호를 발생하는 제1온도센서부(31)와, Y축 복수의 리니어 모터(10)와 X축 리니어모터(20)의 각각의 가동자(12)(22)에 장착되어 가동자(12)(22)의 온도를 감지하여 제1온도신호를 발생하는 제2온도센서부(32)와, 제1 및 제2온도신호를 수신받아 아나로그신호에서 디지털신호로 변환시켜 제1 및 제2온도감지신호를 출력하는 A/D 변환부(41)와, 제1 및 제2온도감지신호를 수신받아 미리 설정된 온도와 비교하여 미리 설정된 온도와 차이가 있으면 드라이버 제어신호의 이득을 조정하여 가동자 드라이버부(44)로부터 출력되는 구동신호를 조정하여 Y축 리니어 모터(10)와 X축 리니어 모터(20)의 속도를 조정시키는 제어기(42)로 구성된다.
본 발명의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
갠트리의 Y축에 복수의 리니어 모터(10)가 설치되며, X축은 하나의 리니어 모터(20)가 설치된다. 갠트리의 Y축 복수의 리니어 모터(10)를 구성하고 있는 고정자(11)는 "U"자형 프레임(11a)과 "U"자형 프레임(11a)의 내측의 양측면에 소정 간격으로 영구자석(11b)이 배열 설치된다. "U"자형 프레임(11a)의 외측벽에는 방열판(11c)이 설치되며 방열판(11c)의 양측면에 각각 복수의 냉각팬(11d)이 설치되고, 영구자석(11b)의 상측에는 가동자(12)를 냉각시키기 위해 노즐(33a)을 형성한 밸브(33)가 설치된다.
Y축 복수의 리니어 모터(10)의 고정자(11)에 조립 설치되는 각각의 가동자(12)는 "-"자형 프레임(12a)과 "-"자형 프레임(12a)의 저면에 다수의 코일(도시 않음)로 구성된 코일블럭(12b)이 조립 설치된다. 가동자(12)의 "-"자형 프레임(12a)의 상면에 방열판(12c)이 설치된다. 방열판(11c)(12c), 냉각팬(11d) 및 밸브(33)로 구성된 냉각장치가 설치된 Y축 복수의 리니어 모터(10)의 상면에 X축 리니어 모터(20)가 설치된다.
X축 리니어 모터(20)는 "U"자형 프레임(21a)의 내측 양측면에 다수의 영구자석(21b)이 배열 설치된 고정자(21)와 코일블럭(22b)이 형성된 가동자(22)로 구성된다. 가동자(22)는 "-"자형 프레임(22a)의 저면에 코일블럭(22b)이 형성되며 상면에는 "-"자형 프레임(22a)으로 전도된 열을 외부로 방출시키기 위한 방열판(22c)이 설치된다. 방열판(11c)(12c)(22c), 냉각팬(11d) 및 밸브(33)로 구성된 냉각장치가 설치된 Y축 복수의 리니어 모터(10)와 X축 리니어 모터(20)가 적용된 캔트리는 표면실장장치(도시 않음)에 적용되어 사용된다.
표면실장장치는 픽업모듈을 X-Y축 방향으로 이동하여 인쇄회로기판(도시 않음)에 실장된 표면실장용 부품(도시 않음)을 실장하기 위해 사용된다. 인쇄회로기판에 설정된 소정 위치로 표면실장용 부품을 이동시키기 위해 픽업 모듈은 Y축 복수의 리니어 모터(10)의 가동자(12)와 X축 리니어 모터(20)의 가동자(22)에 의해 인쇄회로기판 위를 X-Y축 방향으로 이동하게 된다. 이동이 완료되며 픽업모듈은 표면실장용부품을 인쇄회로기판에 놓아 실장하게 된다.
인쇄회로기판에 많은 부품을 실장하기 위해 픽업모듈은 많은 이동이 요구되며, 픽업모듈을 이동시키기 위해 Y축 복수의 리니어 모터(10)와 X축 리니어 모터(20)가 장시간 사용된다. Y축 복수의 리니어 모터(10)와 X축 리니어 모터(20)가 장시간 사용되는 경우 열이 발생되며, 이 열은 에 의해 냉각하게 된다. 방열판(11c)(12c)(22c), 냉각팬(11d) 및 밸브(33)로 구성된 냉각장치는 제어기(42)로부터 출력되는 냉각팬제어신호 및 공기밸브제어신호를 D/A 변환부(43)에서 디지탈신호를 아나로그신호로 변환시킨 제1구동신호와 제2구동신호를 수신받아 구동하여 냉각시키게 된다.
방열판(11c)(12c)(22c), 냉각팬(11d) 및 밸브(33)로 구성된 냉각장치로 갠트리에 적용된 Y축 복수의 리니어 모터(10)와 X축 리니어 모터(20)를 냉각시키는 동안에 과열이 발생되는 경우 발생된 과열을 낮추기 위해서 본 발명은 Y축 복수의 리니어 모터(10)와 X축 리니어 모터(20)의 속도를 제어하게 된다. Y축 복수의 리니어 모터(10)와 X축 리니어 모터(20)에서 과열이 발생되는 경우 속도를 제어하는 과정을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 6에서와 같이 먼저, Y축 복수의 리니어 모터(10)와 X축 리니어 모터(20)의 가동자(12)(22)를 구동시켜 이동시킨다(S11). 이 상태에서 Y축 복수의 리니어 모터(10)와 X축 리니어 모터(20)의 고정자(11)(21)와 가동자(12)(22)에 각각 설치된 제1온도센서부(31)와 제2온도센서부(32)에서 고정자(11)(21)와 가동자(12)(22)의 온도를 각각 측정한다(S12).
제1온도센서부(31)와 제2온도센서부(32)는 고정자(11)(21)와 가동자(12)(22)의 온도가 측정되면 측정된 온도에 따른 제1 및 제2온도신호를 발생하여 출력한다. 제1온도센서부(31)와 제2온도센서부(32)로부터 출력되는 제1 및 제2온도신호를 A/D 변환부(41)에서 수신받아 수신된 아나로그신호인 제1 및 제2온도신호를 수신받아 디지털신호로 변환시켜 제1 및 제2온도감지신호를 출력한다.
A/D 변환부(41)에서 출력되는 제1 및 제2온도감지신호를 제어기(42)에서 수신받는다. 제어기(42)는 수신된 제1 및 제2온도감지신호를 온도정보(Ts,Tm)로 저장한다. 온도정보(Ts,Tm)가 저장되면 제어기(42)는 미리 설정된 온도와 비교한다(S13). 비교 결과, 온도정보(Ts,Tm)가 미리 설정된 온도와 차이가 있으면 제어기(42)는 그 차이를 산출하고(S14), 고정자(11)(21)와 가동자(12)(22)의 온도 이득을 산출한다(S15).
고정자(11)(21)와 가동자(12)(22)의 온도 이득이 산출되면 제어기(42)는 산출된 온도 이득에 따라 위치제어신호(POS), 속도제어신호(VEL) 및 가속도제어신호(ACC) 등의 드라이버 제어신호의 이득을 조정하여 출력한다. 제어기(42)로부터 이득이 조정되어 출력되는 드라이버 제어신호(POS, VEL, ACC)를 가동자 드라이버부(44)에서 수신받는다. 가동자 드라이버부(44)는 수신된 드라이버 제어신호(POS, VEL, ACC)에 따라 구동신호를 조정하여 Y축 코일블럭(12b) 및 X축 코일블럭(22b)으로 전송한다.
조정된 구동신호를 수신받은 Y축 코일블럭(12b) 및 X축 코일블럭(22b)은 수신된 구동신호에 응답하여 Y축 리니어 모터(10)와 X축 리니어 모터(20)에 각각 구성된 가동자(12)(22)의 속도를 조정하게 된다. 여기서 제어기(42)는 온도정보(Ts,Tm)와 미리 설정된 온도와 비교하여 온도정보(Ts,Tm)가 미리 설정된 온도보다 크면 Y축 복수의 리니어 모터(10)와 X축 리니어 모터(20)의 속도를 감속시키도록 제어하게 된다.
전술한 바와 같이 갠트리에 적용된 Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터에서 과열이 발생된 경우 각각의 코일블럭으로 전송되는 구동신호를 조정하여 Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터의 속도를 감속시켜 구동시킴으로써 Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터에서 발생되는 과열을 제거할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 갠트리에 적용된 리니어 모터에서 과열이 발생된 경우 코일블럭으로 전송되는 구동신호를 조정하여 리니어 모터의 속도를 조정함으로써 리니어 모터에서 발생되는 과열을 제거할 수 있게 되어 과열에 의한 리니어 모터의 오동작을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (2)

  1. 고정자와 가동자로 구성된 Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터가 적용된 갠트리에서 리니어 모터의 온도 변화에 따라 속도를 제어하는 장치에 있어서,
    상기 Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터의 각각의 고정자에 장착되어 고정자의 온도를 감지하여 제1온도신호를 발생하는 제1온도센서부와;
    상기 Y축 복수의 리니어 모터와 X축 리니어 모터의 각각의 가동자에 장착되어 가동자의 온도를 감지하여 제2온도신호를 발생하는 제2온도센서부와;
    상기 제1 및 제2온도신호를 수신받아 아나로그신호에서 디지털신호로 변환시켜 출력하는 A/D 변환부와;
    상기 제1 및 제2온도감지신호를 수신받아 미리 설정된 온도와 비교하여 미리 설정된 온도와 차이가 있으면 드라이버 제어신호의 이득을 조정하여 가동자 드라이버부로부터 출력되는 구동신호를 조정하여 Y축 리니어 모터와 X축 리니어 모터의 속도를 감속시키도록 동작하는 제어기로 구성됨을 특징으로 하는 리니어 모터가 적용된 갠트리의 온도변화에 따른 속도제어장치.
  2. 삭제
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