KR100382080B1 - 표면실장기용 테이프 자동 절단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정수평칼날과 이동수평칼날을 구비하며, 상기 이동수평칼날에 동력을 전달하는 DC모터와, 상기 DC모터의 동작을 시간적으로 조절할 수 있는 타이머와, 상기 DC모터에서 발생한 회전력을 편심캠에 전달하는 스퍼기어열과, 상기 기어열로부터 전달받은 회전력을 직선운동으로 변환시키는 편심캠과, 상기 편심캠에 밀착해서 이동수평칼날을 직선 운동시키는 캠팔로우어 셋과, 상기 고정수평칼날과 이동수평칼날을 갖고 부품공급장치로부터 내려온 테이프를 안내하는 인입구와, 절단된 테이프를 보관하는 박스와, 상기 이동칼날의 직선운동을 안내하는 샤프트와 LM 부시를 구비하고 상기 DC모터의 회전력을 장치의 좌/우측에 동시에 전달할 수 있는 싱크로 샤프트로 구성된 표면실장기용 자동 절단장치를 제안한다.

Description

표면실장기용 테이프 자동 절단장치{DEVICE OF TAPE AUTOMATIC CUTTING FOR SURFACE MOUNTING MACHINE}

본 발명은 부품 실장기용 테이프 커터로서 부품공급장치에서 부품실장기에 부품을 공급하고 난 부품공급 테이프의 2차적인 처리를 위한 메커니즘에 관한 것으로서, 특히 부품공급장치에서 나오는 공(空)릴 테이프를 자동으로 절단하는 장치에 관한 것이다.

부품실장 장비의 발전으로 인하여 초고속 부품실장기가 대중화되어 있는 현시점에서 부품공급장치를 통한 고속의 부품공급이 필수 불가결하고, 또 이로 인해 부품공급장치로부터 처리해야 하는 테이프도 더욱 빨리 더욱 많아지고 있다. 때문에 현업에서 이 테이프를 처리하기 위해 수시로 작업자가 테이프를 잘라 주어야 하는 추가적인 작업이 필요했다.

또한, 갈수록 무인화 및 성역화 되어 가는 자동화된 라인에 작업자를 최소로 배치하는 상황에서 작업자의 주의를 훨씬 중요한 부분에 집중할 수 있도록 하기 위해서는 자동으로 이 테이프를 절단해 줄 수 있는 장치가 필요하였다.

한편, 종래에는 테이프를 절단하는 방식으로 수평 칼날 방식과 회전 칼날 방식 등이 사용되고 있으며, 각 칼날을 구동시키는 동력원으로는 공기압 실린더나 모터 등이 사용되었다.

장비별로는 로터리 방식의 초고속 장비에서 사용하는 테이프 커터와 X-Y 고속, 범용 장비에 사용하는 테이프 커터로 나누어져 왔다.

그러나, 회전칼날 방식의 커터는 두 회전칼날이 만나 이루는 각도가 커서 테이프가 절단되기 전에 먼저 밀리기 시작하므로 테이프가 두꺼운 경우는 절단하지 못하고 계속해서 한쪽 방향으로 테이프를 밀다가 결국 절단하지 못하고 부품공급장치를 이탈시키는 문제점을 가지고 있다. 또한 칩 부품 등 일부 부품이 커터 칼날부까지 내려 올 경우 이를 절단하지 못해 장치를 정지시키는 단점도 있다.

이런 연유로 인하여 수평 칼날 방식의 채용이 대두되었으며, 적은 공간으로 대량의 테이프를 동시에 절단할 수 있는 방법이 되고 있다. 하지만 이 방식도 절단시의 충격 및 칼날의 접촉면 압력 등을 고려해야만 하는 문제점이 있다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 작업자의 불필요한 동선을 줄이고, 시간을 절약할 수 있는 표면실장기용 테이프 자동 절단장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 늘어진 테이프로 인한 장착 불량 및 전술한 문제점들을 개선한 표면실장기용 테이프 자동 절단장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 자동 테이프 커터의 구조 단순화 등으로 내부 공간의 활용도를 높이고, 보다 안정적이며, 확실한 테이프 절단 작업으로 할 수 있도록 한 표면실장기용 테이프 자동 절단장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 제1 견지에 따른 본 발명은 고정수평칼날과 이동수평칼날을 구비하며, 상기 이동수평칼날에 동력을 전달하는 DC모터와, 상기 DC모터의 동작을 시간적으로 조절할 수 있는 타이머와, 상기 DC모터에서 발생한 회전력을 편심캠에 전달하는 스퍼기어열과, 상기 기어열로부터 전달받은 회전력을 직선운동으로 변환시키는 편심캠과, 상기 편심캠에 밀착해서 이동수평칼날을 직선 운동시키는 캠팔로우어 셋과, 상기 고정수평칼날과 이동수평칼날을 갖고 부품공급장치로부터 내려온 테이프를 안내하는 인입구와, 절단된 테이프를 보관하는 박스와, 상기 이동칼날의 직선운동을 안내하는 샤프트와 LM부시를 구비하고 상기 DC모터의 회전력을 장치의 좌/우측에 동시에 전달할 수 있는 싱크로 샤프트로 구성된 표면실장기용 테이프 자동 절단장치를 제안한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 편심캠 방식의 표면실장기용 테이프 자동 절단장치의 구성을 도시한 측면도.

도 2는 도 1에서 도시하고 있는 테이프 자동 절단장치의 평면도.

도 3은 도 1에서 도시하고 있는 테이프 자동 절단장치의 정면도.

도 4는 도 1에서 도시하고 있는 테이프 커터의 스프링 복귀 상태를 도시한 평면도.

도 5a와 도 5b는 도 1에서 도시하고 있는 테이프 자동 절단장치의 작동상태를 도시한 측면도.

도 6은 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 편심 캠플로우어 방식의 테이프 자동 절단장치의 구성을 도시한 측면도.

도 7은 도 6에서 도시하고 있는 테이프 자동 절단장치의 평면도.

도 8a 내지 도 8b는 도 6에서 도시하고 있는 테이프 자동 절단장치의 작동상태를 도시한 측면도.

도 9는 도 1 및 도 2에서 도시하고 있는 컨트롤러의 제어방법을 도시한 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 고정수평칼날 12: 이동수평칼날

16: 편심캠 18: 인장스프링

20: 구동모터 24: 컨트롤러

26a: 캠팔로우 셋 26b: 캠플로우어

34: 리미트 스위치 42: 싱크로 샤프트

60: 캠블록

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

우선 본 발명에서 제안하고자 하는 표면실장기용 테이프 자동 절단장치는 동력전달 방식에 따라 편심캠 방식의 테이프 커터와 편심 캠플로우어 방식의 테이프 커터로 분류되며, 이들의 상세구성은 하기에서 서술할 실시예 1,2에 의해 명확하게 이해될 것이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 편심캠 방식의 테이프 자동 절단장치의 구성은 도 1,2에서 나타내고 있는 바와 같다. 상기 도면들을 참조하면, 본 발명에서 구현하고자 하는 장치는 테이프를 직접 절단하는 고정수평칼날(10)과 이동수평칼날(12)을 구비한다.

외장 케이스(38)는 테이프를 본 발명의 절단장치 내로 안내하는 인입구(32)를 가지며, 박스(30)는 절단된 테이프를 담을 수 있는 공간부이다. 레벨링 풋(36)은 절단장치의 높이를 인위적으로 조정하고 절단장치의 균형을 유지시켜준다.

편심캠(16)은 상기 이동수평칼날(12)을 직선 운동시키며, DC모터(20)는 상기 편심캠(16)을 구동시키는 구동력을 제공한다. 샤프트(14)는 이동수평칼날(12)이 직선운동을 할 때 기준 축이 되며, LM부시(10)는 상기 샤프트(14)와 접촉되어 직선 안내한다. 캠팔로우어 셋(26a)은 전술한 편심캠(16)과 접촉하여 이동수평칼날(12)을 부드럽게 밀어주는 역할을 하며, 인장스프링(18)은 전술한 캠팔로우어 셋(26a)이 항상 편심캠(16)의 외륜에 접촉할 수 있도록 당겨준다.

컨트롤러(24)는 본 발명의 절단장치의 동작을 직접 제어하는 소프트웨어와 하드웨어로 구성되며, 리미트 스위치(34)는 전술한 이동수평칼날(12)의 기본위치를 원점으로 지정해 주는 인터럽트로 사용된다. 전술한 절단장치의 전방에 설치된 비상정지 버튼(52)은 긴급상황에 대처하기 위한 버튼이며, 타이머(46)는 본 발명의 절단장치의 동작과 동작간의 지연시간을 주기 위한 것이다. 그리고 I/O 스위치(48)는 동작준비 모드를 설정하는 스위치이며, 온/오프 스위치(50)는 본 발명의 절단장치에 전원을 공급하는 스위치이다.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이 전술한 DC모터(20)의 샤프트에는 DC모터(20)에서 발생하는 구동력을 본 발명의 절단장치의 좌/우측에 동시에 똑같이 전달하기 위한 구동기어(40)가 설치된다. 상기 구동기어(40)에는 전술한 구동력을 다시 싱크로 샤프트(42)에 종속되어 전달해 주는 종동기어(58)가 맞물려 있다. 이때 상기 종동기어(58)에는 편심캠(16)이 부착되어 있으며, 이 편심캠(16)은 캠팔로우어 셋(26a)을 밀어주는 역할을 한다.

또 한편으로, 도 4에 도시한 바와 같이 전술한 편심캠(16)이 캠팔로우어 셋(26a)에 부착되어 같이 움직이는 커터프레임(56)에는 이동수평칼날(12)이 조립되어 있으며, 상기 캠팔로우어 셋(26a)과 스프링브라캣(54)과 이 스프링브라캣(54)에 인장스프링(18)이 연결되어 있다. 한편 원활한 움직임을 위해서 LM부시(28)가 커터프레임(56)에 체결되어 있고, 상기 LM부시(28)는 샤프트(14)에 접촉하여 전/후 이동의 기준이 된다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 편심캠 방식을 이용한 테이프 자동 절단장치의 동작과정을 도 5 및 도 9를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

1.정상모드로 동작;

전술한 자동 절단장치에 전원을 공급하는 온/오프 스위치(50)를 온(on)시키면 절단장치에 전원이 공급된다. 상기 전달장치에 전원이 공급되고 나면 DC모터(20)의 동작 준비모드로 전환시키는 I/O 스위치(48)에 있어서, 상기 I/O 스위치(48)의 Ⅰ버튼을 누르면, 상기 DC모터(20)가 임의 회전하면서 리미트 스위치(34)의 신호를 잡아 이동수평칼날(12)의 기준 위치를 찾아 정지한다. 이로써 본 발명의 절단장치의 사용준비는 끝나게 된다.

이후, 전술한 동작에 따라 준비가 끝나면, 절단장치의 컨트롤러(24)는 도 9에 도시한 바와 같이 시간을 카운터 하여 타이머(46)에서 설정한 지연시간이 되면 DC모터(20)를 회전시킨다. 상기 DC모터(20)의 회전력은 구동기어(40)와 종동기어(58)에 의해 편심캠(16)으로 전달되며, 이 편심캠(16)은 회전하면서 캠팔로우어 셋(26a)을 밀어준다. 상기 캠팔로우어 셋(26a)은 이동수평칼날(12)이 조립되어 있는 커터프레임(56)에 고정되어 있어 편심캠(16)의 회전운동을 받아 이동수평칼날(12)을 직선운동으로 변환시켜 준다. 이때 상기 이동수평칼날(12)이 조립되어 있는 커터프레임(56)에는 LM부시(28)가 조립되어 있어서 직선 안내면인 샤프트(14)를 타고 직선운동을 하게 된다. 이어서 상기 이동수평칼날(12)과 고정수평칼날(10)이 교차하면서 두 칼날 사이에 있던 테이프는 절단이 된다.

이후, 테이프가 절단이 되고 나면 계속해서 편심캠(16)은 회전하고 캠팔로우어 셋(26a)은 인장스프링(18)의 스프링힘에 의해 복귀하면서 계속 편심캠(16)의 외륜에 밀착하여 있게 되므로 이동수평칼날(12)은 다시 원점으로 복귀한다. 이때 복귀하는 과정에서 리미트 스위치(34)를 접촉하게 되며, 이 리미트 스위치(34)의 접촉신호를 받은 컨트롤러(24)는 DC모터(20)의 회전을 즉시 정지시켜 처음 출발 위치에 이동수평칼날(12)이 위치하도록 한다.

다음, 전술한 컨트롤러(24)는 다시 카운터를 계산하여 전술한 동작과정을 반복하게 된다.

2.테스트모터로 동작;

테스트 모드의 설정은 외장 케이스(38)를 부착하기 전에 출하를 위한 테스트 및 조립의 마무리를 위해서 필요한 것이다, 컨트롤러(24)의 PCB 상에는 2개의 DIP 스위치가 있어서 이를 세팅하기에 따라 정상동작모드와 테스트모드로 변경이 가능하다. 테스트모터로 변경하기 위해서는 딥스위치를 테스트 모드로 변경하면 된다.

이후, 테스트모드로 설정을 변경하면 컨트롤러(24)는 타이머(46)의 설정치를 무시하고 자체 프로그램된 타이머 값으로 동작을 시작한다. 이때 동작의 시퀀스는 기존의 정상동작모드와 거의 동일하나 타이머를 카운터 하지 않는다는 점에서 차이가 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 편심 캠플로우어 방식의 테이프 자동 절단장치의 구성은 도 6,7에서 나타내고 있는 바와 같다. 상기 도면들을 참조하면, 본 발명에서 구현하고자 하는 장치는 테이프를 직접 절단하는 고정수평칼날(10)과 이동수평칼날(12)을 구비한다.

외장 케이스(38)는 테이프를 장치 내로 안내하는 인입구(32)를 가지며, 박스(30)는 절단된 테이프를 담을 수 있는 공간부이다. 레벨링 풋(36)은 절단장치의 높이를 인위적으로 조정하고 절단장치의 균형을 유지시켜준다.

캠블록(60)은 전술한 이동수평칼날(12)이 결합되어 있는 커터프레임(56)에 직접 체결되어 직선운동을 전달시키며, 종동기어(58)는 상기 캠블록(60)의 슬롯 내에 삽입되어 진 캠플로우어(26b)를 조립하여 회전운동을 일으킨다. 구동기어(40)는 전술한 종동기어(58)에 DC모터(20)의 구동력을 전달한다. 이때 DC모터(20)는 상기 구동기어(40)를 회전시키는 구동력을 제공한다. 샤프트(14)는 이동수평칼날(12)이 직선운동을 할 때 기준 축이 되며, LM부시(10)는 상기 샤프트(14)와 접촉되어 직선 안내한다.

컨트롤러(24)는 본 발명의 절단장치의 동작을 직접 제어하는 소프트웨어와 하드웨어로 구성되며, 리미트 스위치(34)는 전술한 이동수평칼날(12)의 기본위치를 원점으로 지정해 주는 인터럽트로 사용된다.

전술한 절단장치의 전방에 설치된 비상정지 버튼(52)은 긴급상황에 대처하기 위한 버튼이며, 타이머(46)는 본 발명의 절단장치의 동작과 동작간의 지연시간을 주기 위한 것이다. 그리고 I/O 스위치(48)는 동작준비 모드를 설정하는 스위치이며, 온/오프 스위치(50)는 본 발명의 절단장치에 전원을 공급하는 스위치이다.

한편, 도 7에 도시한 바와 같이 전술한 DC모터(20)에서 발생하는 구동력을 본 발명의 절단장치의 좌/우측에 동시에 똑같이 전달하기 위해 구동기어(40) 및 상기 구동기어(40)에서 전달된 구동력을 다시 싱크로 샤프트(42)에 종속되어 전달해 주는 종동기어(58)를 구비하며, 상기 종동기어(58)에 부착되어 있는 캠플로우어(26b)가 커터프레임(56)에 결합되어 있는 캠블록(60)의 슬롯에 외륜이 삽입되어 있다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 편심 캠플로우어 방식을 이용한 테이프 자동 절단장치의 동작과정을 도 8 및 도 9를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

1.정상모드로 동작;

전술한 자동 절단장치에 전원을 공급하는 전원 온/오프 스위치(50)를 온(on)시키면 절단장치에 전원이 공급된다. 상기 전달장치에 전원이 공급되고 나면 DC모터(20)의 동작 준비모드로 전환시키는 I/O 스위치(48)에 있어서, 상기 I/O 스위치(48)의 Ⅰ버튼을 누르면, 상기 DC모터(20)가 임의 회전하면서 리미트 스위치(34)의 신호를 잡아 이동수평칼날(12)의 기준 위치를 찾아 정지한다. 이로써 본 발명의 절단장치의 사용준비가 끝난 것이다.

이후, 전술한 동작에 따라 준비가 끝나면, 절단장치의 컨트롤러(24)는 도 9에 도시한 바와 같이 시간을 카운터 하여 타이머(46)에서 설정한 지연시간이 되면 DC모터(20)를 회전시킨다. 상기 DC모터(20)의 회전력은 구동기어(40)에 의해 종동기어(58)에 전달되어 상기 종동기어(58)에 결합되어 있는 캠플로우어(26b)를 편심회전 시킨다. 이때 상기 캠플로우어(26b)의 외경이 캠블록(60)의 슬롯 내에 삽입되어 있어 종동기어(58)의 회전운동을 캠블록(60)의 직선운동으로 바꾸어 주게 된다.

다음, 전술한 캠블록(60)이 직선운동을 하면 캠블록(60)에 같이 연결되어 있는 커터프레임(56)이 직선운동을 하게 되며, 상기 커터프레임(56)에 연결되어 있는 이동수평칼날(12)도 연동하여 직선운동을 하게 된다. 이때 상기 이동수평칼날(12)이 조립되어 있는 커터프레임(56)에는 LM부시(28)가 조립되어 있어서 직선 안내면인 샤프트(14)를 타고 직선운동을 하게 된다. 이어서 상기 이동수평칼날(12)과 고정수평칼날(10)이 교차하면서 두 칼날 사이에 있던 테이프는 절단이 된다.

이후, 테이프가 절단이 되고 나면 계속해서 종동기어(58)가 회전하면서 캠플로우어(26b)는 반대측으로 편심회전하게 되고, 캠플로우어(26b)가 슬롯에 삽입되어 있는 캠블록(60)은 진행방향으로 반대로 직선 운동하게 되어 이동수평칼날(12)은 다시 원점으로 복귀한다. 이때 복귀하는 과정에서 리미트 스위치(34)를 접촉하게 되며, 이 리미트 스위치(34)의 접촉신호를 받은 컨트롤러(24)는 DC모터(20)의 회전을 즉시 정지시켜 처음 출발 위치에 이동수평칼날(12)이 위치하도록 한다.

다음, 전술한 컨트롤러(24)는 다시 카운터를 계산하여 전술한 동작과정을 반복하게 된다.

2.테스트모터로 동작;

테스트 모드의 설정은 외장 케이스(38)를 부착하기 전에 출하를 위한 테스트 및 조립의 마무리를 위해서 필요한 것이다, 컨트롤러(24)의 PCB 상에는 2개의 DIP 스위치가 있어서 이를 세팅하기에 따라 정상동작모드와 테스트모드로 변경이 가능하다. 테스트모터로 변경하기 위해서는 딥스위치를 테스트 모드로 변경하면 된다.

이후, 테스트모드로 설정을 변경하면 컨트롤러(24)는 타이머(46)의 설정치를 무시하고 자체 프로그램된 타이머 값으로 동작을 시작한다. 이때 동작의 시퀀스는기존의 정상동작모드와 거의 동일하나 타이머를 카운터 하지 않는다는 점에서 차이가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 테이프 자동 절단장치는 다음과 같은 많은 효과를 달성한다.

첫 번째로, 본 발명은 부품 표면실장장치를 관리하는 작업자의 시간을 절약할 수 있으며 또 이 시간에 작업자는 작업과 관련된 다른 일을 할 수 있는 장점을 가지고 있다.

두 번째로, 테이프 절단을 위해 운전중인 장비를 멈출 필요가 없기 때문에 생산성이 향상되고, 작업자가 장비에 접근해야 하는 경우를 줄여 작업자와 장비의 안전에 기여할 수 있는 이점이 있다.

세 번째로, 종래의 원형칼날을 가진 커터보다도 절단성이 우수하며, 테이프를 밀고 들어가는 경우가 없고, 또한 칩이 들어 올 경우에도 작업이 가능한 장점이 있다.

네 번째로, 칼날과 프레임을 구분하여 설치하므로서 일정시간 사용 후 무디어진 칼날을 쉽게 교체할 수 있으며, 또한 보수 유지가 간단한 상승적인 효과가 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 고정수평칼날과 이동수평칼날을 구비하는 표면실장기용 테이프 절단장치에 있어서,

   상기 이동수평칼날에 동력을 전달하는 DC모터와;

   상기 이동수평칼날의 기본위치를 원점으로 지정해 주며, 상기 DC모터의 구동력을 절환시키는 리미트 스위치와;

   상기 리미트 스위치의 스위칭에 따라 상기 DC모터의 동작을 시간적으로 조절할 수 있는 타이머와;

   상기 DC모터에서 발생한 회전력을 캠블록에 전달하기 위하여 구동기어와 종동기어를 구비하는 스퍼기어열과;

   상기 종동기어 상에 장착되며, 상기 스퍼기어열로부터 회전력을 전달받아 상기 이동수평칼날을 직선운동시키는 캠플로우어와;

   상기 캠플로우어의 외륜이 삽입되어 접촉 슬라이딩을 할 수 있도록 슬롯을 가지는 캠블록과;

   상기 이동수평칼날의 직선운동을 안내하는 샤프트와 LM 부시를 구비하고, 상기 DC모터의 회전력을 장치의 좌/우측에 동시에 전달할 수 있는 싱크로 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 편심 캠플로우어 방식의 표면실장기용 테이프 자동 절단장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 DC모터를 과부하로부터 보호하는 차단장치를 내장한 컨트롤러와;

   상기 컨트롤러와 연결되어 긴급상황 발생시 비상 정지할 수 있도록 하는 비상정지버튼과;

   전원 온/오프와 별도로 상기 DC모터의 동작준비 모드를 설정하는 I/O 스위치와;

   220V 및 110V 전압을 40V와 24V로 변환시켜 주는 트랜스포머를 구비하고, 상기 절단장치에 전원의 공급을 연결/차단하는 온/오프 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면실장기용 테이프 자동 절단장치.