KR100609761B1

KR100609761B1 - 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100609761B1
Application number: KR1020040105604A
Authority: KR
Inventors: 이은표
Original assignee: (주)글로벌링크
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2006-08-08
Also published as: KR20050002757A

Abstract

본 발명은 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 평판 디스플레이 판넬의 TCP(Tape Carrier Package) 자재의 길이와 폭이 어떤 물리적인 원인으로 변했을 경우에 자재를 이동시키는 스프로켓을 이용하여 원점을 맞춘 후 생산을 진행함으로써 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 에러의 발생과 자재의 낭비를 줄이는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 시스템은 빛을 발생시키는 조명; 장비의 펀칭부 앞단에 설치되어 상기 조명에 의해 현재의 자재위치를 찍는 카메라; 상기 카메라가 찍은 영상으로 자재의 길이와 폭의 변화의 정도를 판단하여 장비 콘트롤러에 알려주는 비젼 컨트롤러; 및 상기 비젼 컨트롤러가 알려준 자재의 길이와 폭의 변화의 정도를 바탕으로 장비의 스프로켓의 원점을 맞추는 장비 콘트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

자재, 펀칭불량

Description

자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 시스템 및 방법{The system and method for reducing punching error by vatiating the length and width of material}

도 1은 종래의 펀칭장치를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 시스템을 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 카메라가 장비의 펀칭부 및 스프로켓과 배치되는 관계를 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 방법을 나타낸 것이다.

본 발명은 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 평판 디스플레이 판넬의 TCP(Tape Carrier Package) 자재의 길이와 폭이 어떤 물리적인 원인으로 변했을 경우에 자재를 이동시키는 스프로켓을 이용하여 원점을 맞춘 후 생산을 진행함으로써 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 에러 의 발생과 자재의 낭비를 줄이는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 펀칭장치를 나타낸 것이다. 써보모터(1)의 구동축(driving shaft)은 결합부(3)의 수단에 의하여 볼나사(ball screw, 2)에 결합되어 있다. 이 볼나사(2)는 슬라이더(slider, 5)에 압착되어 끼워져 있는 너트(nut, 4)와 맞물려 있다. 이 슬라이더(5)는 헤드(head, 6)에 고정된 하우징(housing)에 박혀있는 2개의 평행한 롯드(rod, 8, 9)에 따라 직선운동을 할 수 있도록 되어 있다.

펀칭장치는 위쪽 다이셋트(11)를 포함하는 금형을 갖고 있다. 이 다이셋트 (11)은 슬라이더(5)의 아래쪽 끝에 고정된 후의 생크(free shank, 10)에 접속되어 있다.

그린쉬트(12)에다 스루홀을 펀칭하기 위한 펀치(도시되어 있지 않음)는 위쪽 다이셋트(11)에 박혀져 있다. 이 금형에는 또 베드(bed, 14) 위에 고정된 아래쪽 다이셋트도 있다.

이 펀칭장치는 또한 Y-테이블(16)과 X-테이블(19)로 구성된 X-Y 테이블을 갖고 있다. 이 Y-테이블(16)은 기초판(24) 위에 고정된 Y-테이블 하우징(25)에 의하여 이송되며, 써보모터(15)의 수단에 의하여 직선운동을 한다. 이 Y-테이블(16)은 이 Y-테이블(16)과 직각을 이루고 연장되어 있는 X-테이블 하우징(17)을 이송하고 있다. 이 X-테이블(19)는 X-테이블 하우징 위에서 써보모터(18)에 의하여 직선운동을 한다. 그런 쉬트(12)를 붙들고 있는 지지부재(support member, 20)은 X-테이블 (19) 위에 고정되어 있다.

이 X-테이블(19)는 베드(14)의 아래쪽의 평면 안에서 써보모터(15, 18)의 수 단에 의하여 평면운동이 가능하게 되어 있다고 볼 수 있다. 이에 의하여 지지부재 (20)의 위쪽 부분은 X-테이블의 수평이동에 따라 위쪽 다이셋트(11)과 아래쪽 다이셋트(13)의 사이의 평면 안에서 평면운동을 할 수 있다.

다음에는 이상 설명한 펀칭장치의 동작에 대하여 설명한다. 써보모터(1)은 마이크로 컴퓨터(21)로부터의 펀칭 시작신호를 받아들여 볼나사(2)를 구동하도록 작동하여 위쪽 다이셋트(11)을 아래쪽으로 구동하도록 롯드(8, 9)를 따라 슬라이더 (5)를 아래쪽으로 또 직선적으로 움직이게 한다. 위쪽 다이셋트(11)이 아래쪽 다이셋트(13)의 부분에 접촉될 때까지 내려왔을 때에 펀치의 날이 위쪽 다이셋트(11)의 아래쪽 면으로부터 돌출하여 그린쉬트에 스루홀을 펀칭한다. 그리고, 마이크로컴퓨터(21)은 써보모터(1)을 곧 정지시키고 이어서 역회전 하게하는 명령을 보내어 위쪽 다이셋트(11)을 소정의 위치수준까지 올라가게 한다. 그 후, 써보모터(15, 18)의 양쪽 모두 또는 어느 하나가 마이크로컴퓨터(21)로부터의 명령에 따라 작동하여 X-테이블(19)를 구동시켜서 지지부재(20)위에 있는 그린쉬트를, 다음의 스루홀을 펀칭하기 위한 위치에 오게 움직인다. 그리고, 써보모터(1)이 마이크로컴퓨터 (21)로부터의 작동명령에 따라 동작하여 위쪽 다이셋트(11)을 아래로 움직여서 다음의 스루홀을 펀칭한다. 이러한 연속적인 동작이 마이크로컴퓨터 안에 저장된 프로그램에 따라 반복되어 원하는 스루홀들이 계속 펀칭된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 펀칭장치는 자재와 같이 어떤 물리적인 원인에 의하여 길이와 폭이 변하는 물품에 대한 펀칭작업을 할 경우에는 적당하지 않아 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 에러의 발생과 자재의 낭비를 줄이는 방법을 제시하지 못한다.

이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 평판 디스플레이 판넬의 TCP(Tape Carrier Package) 자재의 길이와 폭이 어떤 물리적인 원인으로 변했을 경우에 자재를 이동시키는 스프로켓을 이용하여 원점을 맞춘 후 생산을 진행함으로써 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 에러의 발생과 자재의 낭비를 줄이는 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 방법은 작업자가 스프로켓의 원점과 자재의 길이와 폭의 에러범위를 설정하는 제1단계; 상기 스프로켓이 장비의 펀칭부 앞에 자재를 공급하는 제2단계; 상기 스프로켓이 자재를 공급하고 동작을 멈추면 일정한 시간이 흐른 후에 비젼 컨트롤러가 카메라가 찍은 자재의 길이와 폭의 에러가 OK인지 아니면 어떤 에러범위 내인지의 여부를 판단하는 제3단계; 및 펀칭부가 자재를 펀칭하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 시스템을 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 카메라가 장비의 펀칭부 및 스프로켓과 배치되는 관계를 나타낸 것이다. 장비(600)에는 스프로켓(800)과 펀칭부(700)가 설치되어 있고, 펀칭작업을 위해 본 발명의 시스템과 연결되어 있다. 그리고, 장비(600)의 앞과 뒤에는 펀칭작업의 진행상태를 관찰하기 위한 평판 디스플레이 모니터(500a, 500b)가 설치되어 있다. 장비(600)가 거대한 관계로 앞과 뒤에 각각 1대씩 설치하여 편리하게 펀칭작업의 진행상황을 지켜볼 수 있다. 본 발명에서는 평판 디스플레이 모니터(500a, 500b)로 LCD를 이용하였다.

조명(100a, 100b)은 빛을 발생시킨다. 조명(100a, 100b)으로부터 발생한 빛은 물체에 부딪혀 반사되고, 이 때 반사된 빛을 이용하여 물체를 감별할 수 있다. 같은 물체도 조명(100a, 100b)의 위치와 밝기에 따라 다르게 보일 수 있다. 본 발명에서는 조명(100a, 100b)으로 LED를 이용하였다.

카메라(200a, 200b)는 장비(600)의 펀칭부(700) 앞단에 설치되어 상기 조명 (100a, 100b)에 의해 현재의 자재위치를 찍는다. 본 발명에서는 펀칭작업의 진행상황을 가장 관찰하기 쉽도록 IEEE 1394를 이용하였다. 카메라(200a, 200b)에는 앞뒤로 움직일 수 있도록 하는 튜브(210a, 210b)와 눈의 역할을 하는 렌즈(220a, 220b)가 부착되어 있다. LCD 판넬에는 6~12장 가량의 자재가 붙는 데, 이를 일정한 간격과 폭으로 펀칭을 해야한다. 그러나, 항상 일정해야 하는 펀칭공정에 있어 자재의 길이와 폭이 장력 등의 물리적인 원인으로 변할 수 있다. 이를 막기 위해 장비(600)의 펀칭부(700) 앞단에 카메라(200a, 200b)를 설치하여 펀칭작업을 찍어 비젼 컨트롤러(300)가 자재의 길이와 폭의 변화의 정도를 판단하도록 한다.

비젼 컨트롤러(300)는 상기 카메라(200a, 200b)가 찍은 영상으로 자재의 길이와 폭의 변화의 정도를 판단하여 장비 콘트롤러(400)에 알려준다. 예를 들면, 원래 작업 전에 설정해 놓은 스프로켓(800)의 원점의 길이와 폭의 변화의 정도가 각각 0.03mm, 0.1mm이라면 이것을 판단하여 장비 콘트롤러(400)에 알려준다.

장비 콘트롤러(400)는 상기 비젼 컨트롤러(300)가 알려준 자재의 길이와 폭의 변화의 정도가 각각 0.03mm, 0.1mm라는 것를 바탕으로 작업 전에 설정해 놓은 스프로켓(800)의 원점의 설정을 해제하고, 스프로켓(800)의 원점을 다시 맞추도록 한다. 여기서, 원점을 맞추는 방식은 스프로켓(800)을 시계방향 또는 반시계방향으로 돌려서 맞춘다. 본 발명에서는 장비 콘트롤러(400)로 PLC를 이용하였다. 상기 PLC는 종래에 사용해 오던 릴레이, 타이머, 카운터 등의 기능을 반도체 소자로 대체시킨 산업용 제어 컨트롤러로서 디지털 또는 아날로그 입출력부를 매체로 하여 여러 가지의 형태의 기계나 공정을 제어하기 위하여 논리, 연산, 계수 및 순차처리 등의 특별한 기능을 수행할 수 있는 명령어들을 내부에 저장하는 것이 가능하고, 제어 알고리즘의 실행 명령을 프로그램화할 수 있는 디지털식 전자제어장치이다. PLC는 오늘날 산업현장에서 가장 많이 채택되고 있는 보편적인 컨트롤러로서 종래의 유접점식 릴레이 시퀀스를 대체하기 위해 발명된 전자적인 첨단 자동화 제어장치라고 할 수 있다. 일반적으로, PLC는 타 개발용 언어에 비해 독특하고 쉬운 래더 시퀀스 개발환경을 가지고 있으며, 이 언어는 다른 제어 시스템 개발자 언어보다 직관적이고, 편리한 개발환경을 지니고 있다. PLC는 대부분 산업현장의 자동화 장비(600)나 공장 자동화 시스템을 운전하고 컨트롤하기 위해 사용되고, 전 세계적으로 수 많은 업체에서 PLC를 판매하고 있고, 대부분의 PLC가 공통적으로 상호 호환적인 래더 시퀀스 명령어를 제공하고 있다. PLC가 가지고 있는 제어용 컨트롤러의 가장 큰 장점은 내부의 모든 명령들을 동시에 처리하는 멀티 태스킹 처리방식을 가지고 있다는 것이다. 여기서, 비젼 컨트롤러(300)와 PLC의 관계는 16비트 디지털 입출력으로 구성되었다. 또한, ON, OFF 신호로 통신이 이루어져 간단한 정보를 빠르게 주고 받을 때 사용하고, RS-232C 통신방식을 따른다.

본 발명에서는 상기 시스템 구성에 있어서 장비(600)의 거대함으로 인하여 장비(600)의 자재 입구가 2곳인 점을 감안하여 조명(100a, 100b)과 카메라(200a, 200b)를 2대씩 설치하였으나, 이는 설계방법과 작업현장의 상황에 따라 달리 구성할 수 있음은 물론이다. 예를 들면, 본 발명에서는 2곳의 자재 입구 중에서 평소에는 한 곳에서만 작업을 진행한다. 그러나, 어느 한 곳의 자재의 길이와 폭의 변화가 설정한 한도를 넘을 경우에 작업을 정지하게 되는 데, 이 경우에 나머지 한 곳에서 예비적으로 작업을 진행할 수 있도록 하였다.

먼저, 작업자가 스프로켓의 원점과 자재의 길이와 폭의 에러의 단계를 설정한다(S100). 이 후의 펀칭작업의 진행상황에서 자재의 길이와 폭이 변화한 정도를 판단하기 위하여 스포로켓의 원점을 미리 설정하여 펀칭작업시 길이와 폭을 측정하여 비젼 컨트롤러가 이를 서로 비교함으로써 자재의 길이와 폭의 변화의 정도를 P장비 콘트롤러에 알려준다. 또한, 에러의 정도를 미리 설정함으로써 비젼 컨트롤러가 자재의 길이와 폭의 변화의 정도에 따라 작업의 진행여부를 결정한다. 본 발명에서는 제1의 에러범위와 제2의 에러범위를 설정하였다.

다음, 상기 스프로켓이 장비의 펀칭부 앞에 자재를 공급한다(S200). 스프로켓이 장비의 펀칭부 앞에 자재를 공급함으로써 카메라가 펀칭작업의 진행상황을 찍을 수 있도록 하였다.

다음, 상기 스프로켓이 자재를 공급하고 동작을 멈추면 일정한 시간이 흐른 후에 자재의 길이와 폭의 에러여부를 판단한다(S300). 여기서, 스프로켓이 자재를 공급하고 동작을 멈추더라도 완전히 멈추었다고 보기어렵고, 약간의 움직임이 있기 때문에 일정한 시간 후에 펀칭작업을 진행하도록 하였다. 본 발명에서는 스프로켓의 움직임이 완전히 멈춘 후에 신속하게 작업을 진행할 수 있도록 0.2초의 시간간격을 두었다. 또한 펀칭작업을 하는 순간마다 자재의 위치 데이터를 로그로 남기기 위하여 로그요청을 하는 데, 비젼 컨트롤러가 상기 데이터의 에러를 판단한다.

다음, 상기 에러의 측정결과 미리 정해놓은 에러의 범위를 초과한 경우(S400)에는 알람으로 경고 메시지를 낸다(S500). 이 때, 작업자는 경고 메시지를 듣고 장비를 정지시켜(S600) 수작업으로 스프로켓의 원점을 맞추고(S700) 펀칭부가 자재의 펀칭작업을 진행하도록 한다. 그러나, 에러가 없거나(S800) 제1의 에러범위 내이면(S900) 정상적으로 펀칭부가 펀칭작업을 진행한다. 또한, 제2의 에러범위 내이면(S1000) 자재가 앞이나 뒤로 더 감겨진 정도에 따라 장비 콘트롤러가 스프로켓으로 하여금 회전을 하도록 하여(S1100) 원점을 맞추도록 한다. 스프로켓의 원점 보정에 따라 모니터링 결과 에러의 정도가 제1의 에러범위 내이면 스프로켓이 회전을 정지하고(S1200), 정상적으로 펀칭부가 펀칭작업을 진행한다. 이 때에도 스프로켓의 움직임이 완전히 멈춘 후에 신속하게 작업을 진행할 수 있도록 0.2초의 일정한 시간이 지난 후에 펀칭부가 펀칭작업을 진행한다.

이상에서 설명한 내용을 통해 본 업에 종사하는 당업자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용만으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의하여 정해져야 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 의한 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 시스템 및 방법은 평판 디스플레이 판넬의 TCP(Tape Carrier Package) 자재의 길이와 폭이 어떤 물리적인 원인으로 변했을 경우에 자재를 이동시키는 스프로켓을 이용하여 원점을 맞춘 후 생산을 진행함으로써 길이와 폭의 변화에 의한 에러의 발생 과 자재의 낭비를 줄일 수 있다.

Claims

물체를 감별하기 위한 빛을 발생시키는 조명;

장비의 펀칭부 앞단에 설치되어 상기 조명에 의해 현재의 자재위치를 찍는 카메라;

상기 카메라에 연결되어 상기 카메라가 찍은 영상으로 자재의 길이와 폭의 변화의 정도를 판단하여 장비 콘트롤러에 알려주며 변화의 정도가 설정한 한도를 넘을 경우에 작업을 정지하고, 나머지 한 곳의 자재입구에서 펀칭작업을 할 수 있도록 하는 비젼 컨트롤러; 및

상기 비젼 컨트롤러와 연결되며 상기 비젼 컨트롤러가 알려준 자재의 길이와 폭의 변화의 정도를 바탕으로 장비의 스프로켓을 시계방향 또는 반시계방향으로 돌려서 원점을 맞추는 장비 콘트롤러;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 시스템.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 장비 콘트롤러는 PLC인 것을 특징으로 하는 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 시스템.
작업자가 스프로켓의 원점과 자재의 길이와 폭의 에러범위를 설정하는 제1단 계;

상기 스프로켓이 장비의 펀칭부 앞에 자재를 공급하는 제2단계;

상기 스프로켓이 자재를 공급하고 동작을 멈추면 일정한 시간이 흐른 후에 비젼 컨트롤러가 카메라가 찍은 자재의 길이와 폭의 에러가 OK인지 아니면 어떤 에러범위 내인지의 여부를 판단하는 제3단계; 및

펀칭부가 자재를 펀칭하는 제4단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 방법.
청구항 8에 있어서,

상기 제4단계의 에러의 측정결과 미리 정해놓은 에러의 범위를 초과한 경우에는 경고 메시지를 내는 제1단계;

작업자가 상기 경고 메시지를 듣고 장비를 정지시키는 제2단계;

상기 작업자가 수작업으로 스프로켓의 원점을 맞추는 제3단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 방법.
청구항 8에 있어서,

상기 제4단계의 에러범위가 제2의 에러범위 내이면 장비 콘트롤러가 스프로켓으로 하여금 회전을 하도록 하여 원점을 맞추는 제1단계;

상기 스프로켓의 원점 보정에 따라 모니터링 결과 에러의 정도가 제1의 에러범위 내이면 스프로켓이 회전을 정지하고, 일정한 시간이 흐르는 제2단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 방법.
청구항 8에 있어서,

상기 에러범위는 제1의 에러범위와 제2의 에러범위로 설정하는 것을 특징으로 하는 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 방법.
청구항 8 또는 청구항 10에 있어서,

상기 일정한 시간은 0.2초로 하여 스프로켓이 멈춘 후에 신속하게 작업을 진행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 방법.
청구항 9에 있어서,

상기 제2단계의 경고 메시지는 알람으로 하는 것을 특징으로 하는 자재의 길이와 폭의 변화에 의한 펀칭불량을 줄이는 방법.