KR100671779B1 - 위치결정 스테이지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 산업 기계장치에서 있어서, 작업대상물을 올려놓은 상태에서 수평방향으로 일정범위 내의 이동을 가능하게 하여 작업대상물의 원활한 작업을 위한 위치를 확보하는데 사용되는 위치결정 스테이지에 관한 것으로, 특히 간단한 구성으로 고장 없이 오래도록 사용하면서도 안정적인 이동과 정확한 복귀력과 고정력을 갖는 위치결정 스테이지에 관한 것이다.

개선된 구성의 요지로는, 작업대상물을 올려놓고 움직이는 이동판(10)과, 이동판(10)을 받쳐주는 몸체(20)와, 몸체(20)를 지지하는 지지판(30)으로 구성되는 위치결정 스테이지(1)에 있어서, 이동판(10)의 아랫부분 즉, 고정된 지지판(30)에 근접하는 위치에 영구자석(m1)을 고정하고, 이에 근접하는 지지판(30)에도 상기와 같은 위치에 영구자석(m2)을 고정하며, 상기 영구자석(m1)(m2)은 서로 다른 극성이 마주보도록 하면서 직접 접촉하지는 않도록 함으로써 서로 간에 당기는 힘이 계속 작용토록 하는 것을 특징으로 한다.

위치결정, 스테이지, 영구자석, 자력 복귀, 실린더 고정, 승강실린더

Description

위치결정 스테이지{Positioning stage}

도 1은 본 발명에 의한 위치결정 스테이지의 단면도

도 2는 본 발명에 의한 위치결정 스테이지의 작용상태 단면도

***도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1: 위치결정 스테이지

10: 이동판 11: 마찰판

12: 연결봉

20: 몸체 21: 실린더장치

21p: 피스톤 21s: 스프링

22: 볼 23: 압력판

30: 지지판

40: 베이스플레이트 41: 승강실린더장치

41p: 피스톤 41c: 실린더

본 발명은 각종 산업 기계장치에서 있어서, 작업대상물을 올려놓은 상태에서 수평방향으로 일정범위 내의 이동을 가능하게 하여 작업대상물의 원활한 작업을 위한 위치를 확보하는데 사용되는 위치결정 스테이지에 관한 것으로, 특히 간단한 구성으로 고장 없이 오래도록 사용하면서도 안정적인 이동과 정확한 복귀력과 고정력을 갖는 위치결정 스테이지에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 각종 산업 기계장치에서 부품을 적재한 카셋트나 기타 각종 물품, 장치 등의 작업대상물을 원하는 장치나 기계로 이동하거나 진입시킬 때와 같이 정확한 방향 및 위치의 설정이 필요할 때는 대상물을 하나 이상의 위치결정 스테이지에 올려놓고 자동 또는 수동으로 작업대상물을 움직여 정확한 위치를 얻게 된다.

이러한 용도로 사용되는 위치결정 스테이지는 통상적으로 대상물을 받치는 이동판의 아랫부분에 볼을 안착시켜 구성됨으로써 볼의 구름을 이용하여 이동판이 부드럽게 이동하도록 되어 있으며, 원하는 위치를 얻은 다음에 작업대상물을 제거하면 이동판이 원래의 위치로 복귀하도록 이동판의 아래에 인장스프링(또는 원뿔형의 코일 스프링)을 설치하고 있다.

그 한 예는 특허 제598923호이다.

이러한 종래 위치결정 스테이지의 구성에 의하면 그 내부의 이동판 저면 부근에 인장스프링 또는 원뿔형 코일스프링이 탄성을 가지는 상태가 되도록 설치하는 것이 매우 힘들뿐 아니라, 스프링 자체의 수명이 길지 못하므로 어느 정도 사용하다 보면 복귀 능력이 현저히 저하되어 스프링을 교체하여야 하는 불편이 있었던 것이고, 순간적인 충격 등으로 인해 스프링이 이탈되는 등 고장이 잦은 문제점이 있 었다.

또 스프링은 통상 방사상으로 3개 정도 설치하게 되므로 이동하는 방향마다 장력이 다르게 작용하는 단점도 있다.

다른 문제점으로는, 종래의 위치결정 스테이지에 의하면 이동판의 아래에 수직으로 연결봉을 구성하고 그 하단에 다시 판체를 구성한 후 그 판체의 아랫부분에 볼을 설치한 것으로서 상판에 무게가 작용하면 이동판에는 어느 한쪽으로 기울어지려는 힘이 작용하므로 안정적으로 지지하기가 힘든 단점이 있었다.

상기한 문제점을 감안하여 안출한 본 발명은 위치결정 스테이지를 구성함에 있어서, 가장 간단한 구성으로 이동판의 복귀력을 갖게 구성함으로써, 저렴한 비용으로 제조가 가능하면서 조립작업도 매우 용이하고 복귀에 따른 작용이 정확하면서 부드러우며, 수명도 매우 길게 연장될 수 있는 위치결정 스테이지의 제공을 목적으로 하는 것이다.

본 발명에 의한 위치결정 스테이지는 이동판의 아랫부분과 고정판의 상면부가 서로 근접하는 위치에 영구자석을 설치함으로써 두 개의 영구자석이 당기는 힘을 이용하여 이동판이 복귀력을 갖게 하고, 아울러 이동판의 안정적인 이동작용과 정지기능을 좀더 명확하게 향상시킴을 특징으로 하는바, 이하 첨부된 도면에 의거 본 발명의 바람직한 구성 실시 예를 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 위치결정 스테이지의 단면도, 도 2는 본 발명에 의한 위치결정 스테이지의 작용상태 단면도이다.

본 발명의 위치결정 스테이지(1)는 공지된 것과 같이 작업대상물을 올려놓고 움직이는 이동판(10)과, 이동판(10)을 받쳐주는 몸체(20)와, 몸체(20)를 지지하는 지지판(30)으로 구성된다.

특히 본 발명의 위치결정 스테이지(1)는 이동판(10)의 아랫부분 즉, 고정된 지지판(30)에 근접하는 위치에 영구자석(m1)을 고정하였고, 이에 근접하는 지지판(30)에도 상기와 같은 위치에 영구자석(m2)을 고정하였다.

상기 영구자석(m1)(m2)은 서로 다른 극성이 마주보도록 하면서 직접 접촉하지는 않도록 함으로써 서로 간에 당기는 힘이 계속 작용토록 하였다.

상기 이동판(10)의 아랫부분에 영구자석(m1)을 설치하는 적당한 위치로, 이동판(10)이 작업대상물에 의해 이동한 상태에서 이동판(10)을 고정시키기 위한 실린더장치(21)가 구성되는 경우에는 이동판(10)의 하단에 실린더장치(21)에 의해 정지되는 기능을 하는 마찰판(11)을 구성한 후, 상기 마찰판(11)에 영구자석(m1)을 구성하는 것이다.

그리고 본원 발명에 의하면, 이동판(10)의 움직임을 부드럽게 하는 다수개의 볼(22)을 설치함에 있어서는 이동판(10)의 저면에 근접하는 몸체(20)의 상면에 볼(22)을 설치함으로써 큰 힘이 직접 작용하는 이동판(10)의 저면이 직접 볼(22)에 의해 지지되므로 작업대상물의 무게를 균일하고 안정적으로 받쳐줄 수 있고, 이동판(10)이 일측으로 젖혀지려는 힘도 작용하지 않게 된다.

그리고 본 발명의 위치결정 스테이지(1)에는 실린더장치(21)를 구비하여 이 동판이 이동한 상태에서 고정시키도록 할 수도 있는데, 이동판(10)의 하단으로 돌출되는 연결봉(12)을 구성하고 그 하단에 마찰판(11)을 구성하며, 몸체(20)의 하단에 실린더장치(21)를 구성하면서 피스톤(21p)이 아래 방향으로 작용토록 한 후, 피스톤(21p) 하단에는 피스톤(21p)이 작용하지 않을 때 마찰판(11)에 근접한 상태를 유지하고 피스톤(21p)이 작용하면 마찰판(11)에 강한 힘으로 밀착되는 압력판(23)을 구성하였다.

그리고 본 발명에 의하면 지지판(30)의 하부에 베이스플레이트(40)를 구성하고 베이스플레이트(40)와 지지판(30)의 사이에는 승강실린더장치(41)를 구성하여 작업을 실시할 때만 지지판(30)과 그 위의 몸체(20) 및 이동판(10)을 상승시키도록 할 수가 있는데, 도면과 같이 베이스플레이트(40)에는 고정되는 피스톤(41p)을 구성하고, 지지판(30)의 하단에 이동하는 실린더(41c)를 결합하는 것이다.

도면 중 미설명된 부호 24는 볼컵, 42는 승강가이드봉이다.

이러한 구성으로 된 본 발명의 작용을 살펴본다.

본 발명의 위치결정 스테이지(1)를 작용시키기 전 평상시의 상태는 도 1과 같은 상태이다.

즉 이동판(10) 하단에 설치된 영구자석(m1)과 지지판(30)에 설치된 영구자석(m2)의 서로 간에 당기는 힘이 작용하므로 이동판(10)은 지지판(30)의 중앙에 위치한 상태가 된다.

또한, 이때는 정지를 위한 실린더장치(21)가 작동할 필요가 없기 때문에 피스톤(21p)이 스프링(21s)의 힘으로 상승하여 압력판(23)과 마찰판(11)은 이격이 된 상태이며, 승강실린더장치(41) 또한 작동 전의 상태이므로 지지판(30) 하단에 구성되는 실린더(41)가 하강하여 있는 상태이다.

이러한 상태에서 작업대상물을 이동판(10)에 올려 위치결정 작업을 시작하게 되는데 상기 준비 상태에서 곧바로 작업대상물을 이동판(10) 상면에 안착시킬 수도 있지만, 작업 여건이나 조건에 따라 본 발명의 위치결정 스테이지(1)를 상승시킴으로써 이동판(10)에 작업대상물이 얹히도록 할 수도 있다.

이때는 승강실린더장치(41)를 작동시키는데 실린더(41c)의 내부로 유압 또는 공압이 공급되면, 피스톤(41p)은 고정된 상태에서 실린더(41c)가 상승하게 된다.

따라서 지지판(30)에 설치되는 이동판(10)과 몸체(20) 전체가 상승하여 작업대상물을 받치게 되는 것이다.

작업대상물이 이동판(10)의 상부에 올려지면 필요한 위치결정 작업을 하게 되는데, 작업대상물에 힘을 가하여 밀게 되면, 이동판(10)이 볼(22)의 구름운동에 지지되면서 부드럽게 이동이 이루어지고, 이때 영구자석(m1)(m2)은 서로 간이 이격이 되므로 복귀하려는 힘을 갖게 된다.

이러한 작업대상물의 위치가 정해진 상태에서 작업이 완료될 때까지 그러한 상태를 계속 유지하여야 하는 경우에는 실린더장치(21)를 작동시켜 고정되도록 하는데, 피스톤(21p)이 하강하면 피스톤(21p)에 연결된 압력판(23)이 하강하여 마찰판(11)에 강하게 압착되므로 강한 고정상태가 유지되는 것이다. (도 2 참조)

상기 고정된 상태에서 작업대상물에 대한 작업이 완료되면 작업대상물을 제거하고 고정상태를 해제하게 되는데, 실린더장치(21)에 공급하던 압력을 제거하면 스프링(21s)의 힘으로 피스톤(21p)이 원복하므로 압력판(23)이 마찰판(11)을 누르던 힘이 제거되며, 이에 따라 이동판(10)은 영구자석(m1)(m2)의 당기는 힘으로 인해 원래의 위치로 부드럽게 복귀하는 것이다.

승강실린더장치(41)를 이용하여 상승시켰을 경우에는 승강실린더장치(41)에 반대로 압력을 가하면 처음의 상태와 같이 하강한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면 이동판(10)의 복귀가 영구자석의 힘으로 이루어지므로 간단한 구성으로 복귀 기능을 구비함에 따라 제조 및 조립이 용이하고 저렴한 비용으로 위치결정 스테이지를 제공할 수 있으면서, 아울러 고장 발생 우려가 적고 영구적으로 사용이 가능한 장점을 갖게 되는 것이며, 이동판의 회전이 가능하여 작업대상물을 회전시키는 것도 가능한 것이다.

또한, 이동판(10)의 바로 아래에 볼(22)을 구성함으로써 무거운 작업대상물을 올리더라도 균형있게 지지할 수가 있으면서 부드럽게 이동판이 이동할 수 있어서 위치결정 스테이지의 수명을 길게 하면서 위치결정 작업을 매우 부드럽게 할 수 있는 등 종래의 위치결정 스테이지에 비하여 크게 진보된 발명이라 할 수 있다.

Claims (2)

1. 작업대상물을 올려놓고 움직이는 이동판(10)과, 이동판(10)을 받쳐주는 몸체(20)와, 몸체(20)를 지지하는 지지판(30)으로 구성되는 위치결정 스테이지(1)에 있어서,

   이동판(10)의 아랫부분 즉, 고정된 지지판(30)에 근접하는 위치에 영구자석(m1)을 고정하고, 이에 근접하는 지지판(30)에도 상기와 같은 위치에 영구자석(m2)을 고정하며,

   상기 영구자석(m1)(m2)은 서로 다른 극성이 마주보도록 하면서 직접 접촉하지는 않도록 함으로써 서로 간에 당기는 힘이 계속 작용토록 하는 것을 특징으로 하는 위치결정 스테이지.
2. 제1항에 있어서,

   이동판(10)의 움직임을 부드럽게 하는 다수개의 볼(22)은 이동판(10)의 저면에 근접하는 몸체(20)의 상면에 설치함을 특징으로 하는 위치결정 스테이지.

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