KR101170985B1 - 정렬부재를 구비한 자재 이송 장치 및 이를 이용한 자재 이송 방법 - Google Patents

정렬부재를 구비한 자재 이송 장치 및 이를 이용한 자재 이송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동화 장비에서 자재를 이송하는 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 자재 이송 장치는, 제1방향을 따라 자재를 이송하는 컨베이어유닛; 상기 컨베이어유닛의 선단에 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 설치된 레일유닛; 상기 레일유닛에 상기 제2방향으로 이동할 수 있게 결합된 이동블록과, 상기 이동블록에 장착되어 상기 컨베이어유닛으로부터 진입한 자재를 선단으로 이송시키는 이송수단과, 일단이 상기 컨베이어유닛의 상부까지 연장되도록 상기 이동블록 또는 상기 이송수단에 결합되는 것으로서 하방으로 돌출된 다수의 정렬돌기를 구비하는 정렬부재와, 상기 정렬부재를 승강시키는 승강수단을 구비하는 이송유닛을 포함한다.
본 발명에 따르면 자재를 대기영역에 정확히 정렬할 수 있고, 종래처럼 자재의 폭에 따라 가이드플레이트를 이동시켜 설치하거나 폭에 맞추어 여러 가지 가이드플레이트를 사용하지 않고 다양한 크기의 자재에 범용으로 사용할 수 있다. 또한 종래에 비해 기구적 구성이 단순하므로 제작비용 및 설치가 간단하고 유지보수가 필요하지 않아 유지비용이 절감되는 효과가 있다.

Description

정렬부재를 구비한 자재 이송 장치 및 이를 이용한 자재 이송 방법{Transferring device comprising aligning means and transferring method using the same}
본 발명은 자동화 장비에서 자재를 이송하는 장치에 관한 것으로서 구체적으로는 정렬수단을 구비한 자재 이송 장치와 이를 이용한 자재 이송 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체패키지, 카메라모듈 등의 전자부품을 제조하는 장비는 각종 자재를 자동화된 방식으로 이송하면서 공정을 진행하며 자재의 이송방식은 자재의 종류에 따라 매우 다양하다.
예를 들어 다수의 공정영역이 형성되어 있는 스트립 형태의 자재는 다수의 자재가 적재된 매거진으로부터 하나씩 꺼내어져 장비의 내부로 투입되고, 각 공정영역에 대한 작업을 마친 후에는 언로딩 영역으로 이송되어 빈 매거진에 적재되거나 컨베이어 등을 따라 다음 공정장치로 이송된다.
도 1은 자재 이송 장치의 동작을 예시한 것으로서 공정을 마친 자재(10)를 매거진(40)에 적재하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 1의 자재 이송 장치는 공정장비의 언로딩영역과 연결되며 x축 방향으로 자재를 이송하는 컨베이어유닛(20), 컨베이어유닛(20)과 매거진(50)의 사이에 y축 방향으로 설치된 레일유닛(40), 상기 레일유닛(40)에 y축 방향으로 이동가능하게 장착된 이송유닛(30)을 포함한다.
컨베이어유닛(20)은 다수의 컨베이어롤러(21)와 x축 방향으로 배치된 다수의 가이드플레이트(23)를 포함하며, 가이드플레이트(23)의 양측 공간은 자재(10)가 대기하는 대기영역(25)이다.
이송유닛(30)은 서로 이격된 채 평행하게 설치된 2개의 이송벨트와 벨트구동수단을 구비하며, 컨베이어유닛(20)으로부터 넘겨받은 자재(10)를 이송벨트를 이용하여 매거진(50)으로 투입하는 역할을 한다.
이러한 자재 이송 장치에서 자재(10)가 이송되는 과정은 다음과 같다.
먼저 컨베이어유닛(20)을 따라 이송된 자재는 각 가이드플레이트(23)의 양쪽에 정의된 대기영역(25)으로 진입하며, 대기영역(25)의 단부에 돌출된 스토퍼(미도시)에 의해 정지한다. 이어서 이송유닛(30)이 해당 대기영역(25)의 출구측에 위치하면 스토퍼가 하강하고 대기영역(25)에 있던 자재(10)가 이송유닛(30)에 로딩된다. (도 1a 참조)
이어서 이송유닛(30)이 레일유닛(40)을 따라 매거진(50)의 입구측으로 이동한 후에 이송벨트를 이용하여 자재(10)를 매거진(50)의 내부로 투입한다. (도 1b, 도 1c 참조)
이러한 이송과정이 원활하게 진행되기 위해서는 자재(10)가 대기영역(25)에 정확히 진입할 수 있어야 한다. 그런데 종래에는 자재(10)가 가이드플레이트(23)의 선단에 걸려서 대기영역(25)으로 진입하지 못하는 경우가 빈번했으며, 이러한 문제를 해결하기 위하여 등록특허 제700972호는 가이드벽(22)의 선단에 센서와 가이드봉을 별도로 설치한 자재 이송 장치를 제안하고 있다.
그러나 상기 등록특허의 이송장치는 자재의 크기가 달라지면 가이드플레이트(23)의 폭을 그에 맞게 변경해야 하는 불편이 있고, 가이드봉이 있음에도 불구하고 여전히 자재가 대기영역(25)으로 제대로 진입하지 못하는 경우가 발생하는 문제점이 있다. 또한 센서, 가이드봉, 가이드봉 구동수단 등의 추가적인 부품이 필요하므로 장치의 구조가 복잡해지고 비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 간단한 구성으로 자재의 걸림을 방지하면서도 대기영역에서 정확히 정렬할 수 있는 자재 이송 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 다양한 크기의 자재에 범용으로 사용할 수 있는 자재 이송 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 제1방향을 따라 자재를 이송하는 컨베이어유닛; 상기 컨베이어유닛의 선단에 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 설치된 레일유닛; 상기 레일유닛에 상기 제2방향으로 이동할 수 있게 결합된 이동블록과, 상기 이동블록에 장착되어 상기 컨베이어유닛으로부터 진입한 자재를 선단으로 이송시키는 이송수단과, 일단이 상기 컨베이어유닛의 상부까지 연장되도록 상기 이동블록 또는 상기 이송수단에 결합되는 것으로서 하방으로 돌출된 다수의 정렬돌기를 구비하는 정렬부재와, 상기 정렬부재를 승강시키는 승강수단을 구비하는 이송유닛을 포함하는 자재 이송 장치를 제공한다.
상기 이송유닛의 상기 이송수단은, 상기 이동블록에 고정된 제1프레임; 상기 이동블록에 상기 제2방향으로 이동할 수 있게 결합되고, 상기 제1프레임과 대향하는 제2프레임; 상기 제1프레임 및 상기 제2프레임의 대향하는 내측의 선단과 후단에 각각 설치된 구동풀리와 종동풀리; 상기 구동풀리를 회전시키는 구동수단; 상기 구동풀리와 상기 종동풀리에 감겨진 이송벨트; 상기 제2프레임에 연결된 간격조절수단을 포함하고, 상기 정렬부재를 승강시키는 상기 승강수단은 상기 제1프레임, 제2프레임 또는 상기 이동블록에 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명은 전술한 자재 이송 장치를 이용하여 자재를 이송하는 방법에 있어서, (a) 상기 컨베이어유닛에 의해 이송된 자재가 대기영역에 정지하는 단계; (b) 상기 이송유닛을 상기 제2방향을 따라 이동시켜 상기 정렬돌기를 상기 대기영역의 일측의 상부에 위치시키는 단계; (c) 상기 정렬부재를 하강시켜 상기 정렬돌기의 단부를 상기 자재의 상면보다 낮은 곳에 위치시키는 단계; (d) 상기 이송유닛을 상기 제2방향을 따라 이동시켜서 상기 정렬돌기로 상기 자재의 일측단부를 밀어서 정렬하는 단계; (e) 상기 정렬돌기를 상승시키고, 상기 이송유닛의 상기 이송수단을 이용하여 상기 자재를 이동시키는 단계를 포함하는 자재 이송 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 자재를 대기영역에 정확히 정렬할 수 있고, 종래처럼 자재의 폭에 따라 가이드플레이트를 이동시켜 설치하거나 폭에 맞추어 여러 가지 가이드플레이트를 사용하지 않고 다양한 크기의 자재에 범용으로 사용할 수 있다. 또한 종래에 비해 기구적 구성이 단순하므로 제작비용 및 설치가 간단하고 유지보수가 필요하지 않아 유지비용이 절감되는 효과가 있다.
도 1은 종래 자재 이송 장치의 공정순서도
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자재 이송 장치의 사시도
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자재 이송 장치의 평면도
도 4는 이송유닛을 나타낸 상세 사시도
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 자재 이송 장치의 동작을 순서대로 나타낸 공정단면도
도 6 내지 도 9는 각각 본 발명의 실시 예에 따른 자재 이송 장치의 동작을 순서대로 나타낸 평면도
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 먼저 본 명세서에서는 PCB스트립, 캐리어보트 등 그 종류를 불문하고 이송과정에서 정렬이 필요한 대상물을 '자재'로 통칭하기로 한다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 실시 예에 따른 자재 이송 장치(100)의 사시도 및 평면도이다.
본 발명의 자재 이송 장치(100)는 x축 방향으로 자재를 이송하는 컨베이어유닛(110), 컨베이어유닛(110)의 선단에 y축 방향으로 설치된 레일유닛(120), 상기 레일유닛(120)에 이동가능하게 장착된 이송유닛(130), 이송유닛(130)의 선단에 설치된 매거진적재유닛(140)을 포함한다. 본 명세서에서는 편의상 자재가 진출하는 쪽을 '선단', 자재가 진입하는 쪽을 '후단'으로 정의하기로 한다.
컨베이어유닛(110)은 y축 방향으로 배치된 다수의 컨베이어롤러(112)와 상기 컨베이어롤러(112)들을 회전가능하게 지지하는 컨베이어프레임(111)을 포함한다. 또한 컨베이어유닛(110)의 선단과 중간부분에는 자재(10)의 이동을 선택적으로 차단하기 위하여 승강가능한 스토퍼(116)가 설치된다.
컨베이어롤러(112)는 봉(棒) 형상일 수도 있고, 봉 형상의 회전축에 다수의 롤러가 결합된 형태일 수도 있다.
각 컨베이어롤러(112)에는 다수의 가이드롤러(114)가 동축상에 소정 간격으로 결합된다. 가이드롤러(114)는 컨베이어롤러(114)보다 큰 직경을 가지므로 가이드롤러(114)는 컨베이어롤러(112)에 비해 돌출된다.
또한 가이드롤러(114)는 각 컨베이어롤러(112)마다 동일한 위치에 결합되며, 따라서 컨베이어롤러(112)의 상면에 놓여진 자재(10)는 가이드롤러(114)의 사이에서 이동하게 된다.
즉, 본 발명의 컨베이어유닛(110)에서는 x축 방향으로 배열된 가이드롤러(114)의 열과 열 사이의 간격이 자재의 이동경로가 된다. 도면에는 각 컨베이어롤러(112)에 5개의 가이드롤러(114)를 장착함으로써 4개의 이동경로를 형성하였으나 이에 한정되지 않음은 물론이다.
한편 본 발명의 컨베이어유닛(110)에서는 각 컨베이어롤러(112)에 장착된 가이드롤러(114)의 y축 방향의 간격이 자재(10)의 폭보다 충분히 크기 때문에 가이드롤러(114)의 간격을 변경하지 않아도 다양한 크기의 자재(10)가 이동할 수 있다. 또한 종래처럼 대기영역을 구획하는 가이드플레이트를 설치하지 않으므로 자재 걸림 현상이 방지된다. 다만 이동경로의 종단에 정의되는 대기영역에서 자재(10)가 제대로 정렬되지 않는 문제가 있으므로 후술하는 이송유닛(130)의 정렬부재를 이용하여 정위치를 벗어난 자재를 정렬한다.
레일유닛(120)은 y축 방향으로 설치되고 이송유닛(130)이 이동가능하게 결합된 가이드레일(121)과, 이송유닛(130)을 y축 방향으로 이동시키는 y축 구동부(122)를 포함한다.
이송유닛(130)은 도 4의 상세도에 도시된 바와 같이, y축 방향을 따라 이동할 수 있도록 가이드레일(121)에 결합된 이동블록(131), 이동블록(131)에 x축 방향으로 결합된 제1 및 제2프레임(132a,132b), 제1 및 제2 프레임(132a, 132b)의 대향하는 내측의 선단과 후단에 각각 설치되는 구동풀리(133a)와 종동풀리(133b), 구동풀리(133a)와 종동풀리(133b)에 감겨진 이송벨트(134), 제1프레임(132a)의 일측에 설치되고 구동풀리(133a)에 연결된 회전축(136a)을 회전시키는 벨트구동모터(136)를 포함한다.
구동풀리(133a)와 종동풀리(133b)의 각 상부에는 롤러(135)가 설치되며, 자재(10)는 종동풀리(133b)와 롤러(135)의 사이 및 구동풀리(133a)와 롤러(135)의 사이를 통과하여 선단에 위치하는 매거진(142)의 내부로 이송된다.
특히 본 발명의 실시예에서는 제2프레임(132b)에 그 후단이 컨베이어유닛(110)의 상부에 위치하는 정렬부재(137)가 승강 가능하게 결합된다. 구체적으로 살펴보면, 제2프레임(132b)에 실린더, 모터 등의 z축 구동부(139)가 결합되고, z축 구동부(139)의 구동축에 정렬부재(137)가 결합된다. 정렬부재(137)는 컨베이어유닛(110)의 대기영역의 상부에 위치하는 부분에 하방으로 돌출된 다수의 정렬돌기(138)를 구비한다.
제1프레임(132a)과 제2프레임(132b)의 간격은 자재(10)의 크기에 맞게 조절될 수 있어야 한다. 이를 위해서 본 발명의 실시예에서는 y측 방향의 리니어가이드(161)를 이용하여 제1프레임(132a)을 이동블록(131)에 이동가능하게 결합하고, 제1프레임(132a)의 일측에는 이동블록(131)에 고정된 너트부재를 관통하는 볼트(163)의 일단을 결합시킨다. 따라서 회전손잡이(162)를 이용하여 볼트(163)를 회전시킴으로써 제1프레임(132a)의 위치를 변경시킬 수 있고, 이를 통해 제1 및 제2프레임(132a,132b)의 간격을 조절할 수 있다.
한편 전술한 이송유닛(130)의 구조는 다소 변경될 수 있다. 예를 들어 정렬부재(137)를 제2프레임(132b)이 아닌 제1프레임(132a)에 장착하거나 이동블록(131)에 장착할 수도 있다. 또한 제1프레임(132a)을 고정한 채 제2프레임(132b)을 이동블록(131)에 대해 이동할 수 있게 장착할 수도 있다.
또한 이송유닛(130)에는 이송벨트(134)를 따라 이송된 자재(10)의 후단을 매거진(142)의 내부로 밀어넣는 푸셔(pusher)(도 2의 165)가 설치되는 것이 바람직하다.
매거진적재유닛(140)은 빈 매거진(142)을 적재위치로 이동시키는 한편 자재(10)가 채워진 매거진(142)을 다른 곳으로 이동시키는 역할을 한다.
이하에서는 도 5 및 도 6과 전술한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자재 이송 장치의 동작을 설명한다.
먼저 이송유닛(130)의 제1 및 제2프레임(132a,132b)의 간격을 이송할 자재(10)에 맞게 조절해 둔다. 회전손잡이(162)로 볼트(163)를 돌려서 제1프레임(132a)을 y축 방향으로 이동시킴으로써 간격을 조절할 수 있음은 전술한 바와 같다.
이 상태에서 컨베이어유닛(100)으로 진입한 자재(10)가 가이드롤러(114)의 사이에 형성된 이동경로를 따라 컨베이어유닛(110)의 선단으로 이동한 후 스토퍼(도 3의 116)에 의해 대기영역에 정지한다. 이때 이동경로의 폭이 자재(10)보다 훨씬 넓기 때문에 대부분의 자재(10)는 정위치에서 벗어나 있다. (도 5a 참조)
자재(10)가 대기영역에 정지하면 미도시된 센서에 의해 자재(10)가 감지되며, 장치제어부는 도 6에 도시된 바와 같이 이송유닛(130)을 가이드레일(121)을 따라 y축 방향으로 이동시켜서 이송할 자재(10)가 위치하는 대기영역의 선단에 위치시킨다. 한편 자재(10)는 x축 방향으로 배열된 가이드롤러(114)의 열과 열 사이에 위치하므로 이송유닛(130)을 이송위치로 이동할 때 정렬돌기(138)가 대기영역의 일 측에 설치된 가이드롤러(141)의 내측에 위치하도록 해야 한다. (도 5b참조)
이어서 z축 구동부(139)를 작동하여 정렬돌기(138)의 하단이 자재(10)의 상면보다 낮은 곳에 위치하도록 정렬부재(137)를 하강시킨다. (도 5c 참조)
이어서 이송유닛(130)을 y축 방향으로 이동시키면 정렬돌기(138)가 자재(10)의 일측단부를 밀게 되므로 자재(10)의 타측단부가 대기영역 반대측의 가이드롤러(114)에 접하면서 자연스럽게 자재(10)가 정렬된다. 도 7은 정렬돌기(138)에 의해 이동한 자재(10)의 측단부가 가이드롤러(114)의 내측면에 접하면서 정렬된 모습을 나타낸 평면도이다. (도 5d 참조)
자재(10)가 정렬된 후에는 z축 구동부(139)를 작동하여 정렬돌기(138)를 상승시킨다. (도 5e참조)
이어서 자재(10)를 막고 있던 스토퍼를 하강시키면 8에 도시된 바와 같이 컨베이어롤러(112)의 회전력에 의해 자재(10)가 이송유닛(130)으로 진입하며, 이송유닛(130)에서는 이송벨트(134)가 작동하여 자재(10)를 선단으로 이송한다. 이송된 자재는 도 9에 도시된 바와 같이 매거진(142)의 내부로 진입하여 적재된다.
한편 이상에서는 PCB스트립을 이송하는 경우를 가정하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나 이송 대상물이 PCB스트립에 한정되는 것은 아니며, 대략 직사각 형상의 자재에 대하여 본 발명의 자재 이송 장치(100)가 광범위하게 사용될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 자재 이송 장치(100)의 용도가 자재(10)를 매거진(142)에 적재하는 것에 국한되는 것은 아니므로 전술한 매거진적재유닛(140)을 대신하여 컨베이어 등의 다른 이송수단이 사용될 수도 있다.
또한 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 이와 같이 변형 또는 수정된 실시예가 후술하는 특허청구범위에 포함된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다.
10: 자재 100: 자재 이송 장치
110: 컨베이어유닛 111: 컨베이어프레임
112: 컨베이어롤러 114: 가이드롤러
116; 스토퍼 120: 레일유닛
121: 가이드레일 122: y축 구동부
130: 이송유닛 131: 이동블록
132a, 132b: 제1, 제2프레임 133a: 구동풀리
133b: 종동풀리 134: 이송벨트
135: 롤러 136: 벨트구동모터
137: 정렬부재 138; 정렬돌기
139: z축 구동부 140: 매거진적재유닛
142: 매거진 161: 리니어가이드
162: 회전손잡이 163: 볼트
165: 푸셔

Claims (3)

  1. 제1방향을 따라 자재를 이송하는 컨베이어유닛;
    상기 컨베이어유닛의 선단에 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 설치된 레일유닛;
    상기 레일유닛에 상기 제2방향으로 이동할 수 있게 결합된 이동블록과, 상기 이동블록에 장착되어 상기 컨베이어유닛으로부터 진입한 자재를 선단으로 이송시키는 이송수단과, 일단이 상기 컨베이어유닛의 상부까지 연장되도록 상기 이동블록 또는 상기 이송수단에 결합되는 것으로서 하방으로 돌출된 다수의 정렬돌기를 구비하는 정렬부재와, 상기 정렬부재를 승강시키는 승강수단을 구비하는 이송유닛
    을 포함하는 자재 이송 장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송유닛의 상기 이송수단은,
    상기 이동블록에 고정된 제1프레임;
    상기 이동블록에 상기 제2방향으로 이동할 수 있게 결합되고, 상기 제1프레임과 대향하는 제2프레임;
    상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 대향하는 내측의 선단과 후단에 각각 설치된 구동풀리와 종동풀리;
    상기 구동풀리를 회전시키는 구동수단;
    상기 구동풀리와 상기 종동풀리에 감겨진 이송벨트;
    상기 제2프레임에 연결된 간격조절수단
    을 포함하고, 상기 정렬부재를 승강시키는 상기 승강수단은 상기 제1프레임, 제2프레임 또는 상기 이동블록에 결합되는 것을 특징으로 하는 자재 이송 장치
  3. 제1항의 자재 이송 장치를 이용하여 자재를 이송하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 컨베이어유닛에 의해 이송된 자재가 대기영역에 정지하는 단계;
    (b) 상기 이송유닛을 상기 제2방향을 따라 이동시켜 상기 정렬돌기를 상기 대기영역의 일측의 상부에 위치시키는 단계;
    (c) 상기 정렬부재를 하강시켜 상기 정렬돌기의 단부를 상기 자재의 상면보다 낮은 곳에 위치시키는 단계;
    (d) 상기 이송유닛을 상기 제2방향을 따라 이동시켜서 상기 정렬돌기로 상기 자재의 일측단부를 밀어서 정렬하는 단계;
    (e) 상기 정렬돌기를 상승시키고, 상기 이송유닛의 상기 이송수단을 이용하여 상기 자재를 이동시키는 단계
    를 포함하는 자재 이송 방법
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