KR101552882B1 - 부품 반전 유닛 - Google Patents

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KR101552882B1
KR101552882B1 KR1020130050632A KR20130050632A KR101552882B1 KR 101552882 B1 KR101552882 B1 KR 101552882B1 KR 1020130050632 A KR1020130050632 A KR 1020130050632A KR 20130050632 A KR20130050632 A KR 20130050632A KR 101552882 B1 KR101552882 B1 KR 101552882B1
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히로미 이와시타
소이치 야나기사와
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가부시키가이샤 나가오카 세이사쿠쇼
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Abstract

트레이 반송 시스템은 트레이에 탑재되어 있는 부품을 열 단위로 반전하는 반전 유닛을 포함한다. 반전 유닛은, 제 1 축을 따라 복수의 부품을 적어도 일렬로 정렬하여 유지하는 제 1 홀더와, 제 1 홀더에 대해 제 1 축을 사이에 둔 대칭인 위치에, 제 1 축을 따라 복수의 부품을 정렬하여 유지하는 제 2 홀더와, 제 1 홀더를 제 1 축 주위로 회전시키는 제 1 구동 유닛과, 제 1 구동 유닛과 동기하여, 및 독립하여 제 2 홀더를 제 1 축 주위로 회전시키는 제 2 구동 유닛을 갖는다. 부품의 상하를 반전시키기 위해 필요한 처리 시간을 단축할 수 있다.

Description

부품 반전 유닛{COMPONENT INVERSION UNIT}
본 발명은, 부품의 상하를 반전하는 기능을 포함하는 장치에 관한 것이다.
일본국 공개특허공보 제2009-194306호에는, 전자 부품의 픽업, 상하 반전 및 수평 이동의 각 동작을 병행하여 행할 수 있으며, 상하 반전한 경우도 실장 장치로의 전달 높이를 동일하게 할 수 있도록 하는 것이 기재되어 있다. 그 때문에, 특허문헌 1에는, 부품 준비부로부터 전자 부품을 페이스 업(face up) 상태로 픽업하여, 수평 방향으로 이동시키는 픽업 헤드와, 상기 픽업 헤드에 의해 수평 방향으로 이송되는 전자 부품을, 수평축을 중심으로 수직 방향으로 회전시키는 회전 부재가 갖는 유지부에서 수취하며, 상기 회전 부재를 축 중심으로 반회전시켜 전자 부품을 반전시키는 반전 수단과, 반전된 페이스 다운(face down) 상태의 전자 부품, 또는, 상기 픽업 헤드에 의해 직접 이송된 페이스 업 상태의 전자 부품을 수취부에서 수취하고, 실장 장치측으로 이송하는 수평 이송 수단을 구비하며, 상기 유지부가 반전 전에 전자 부품을 수취하는 높이와, 반전 후에 상기 전자 부품을 전달하는 상기 수평 이송 수단의 수취부의 높이를 대략 동일하게 한 것이 기재되어 있다.
트레이에 수납된 부품에 대해 표리(表裏) 양면에 가공 처리를 실시하거나, 표리 양면의 외관 검사를 하거나 하는 경우, 도중에 부품의 상하를 반전할 필요가 있다. 이에 대해, 특허문헌 1에 개시된 기술과 같이 부품을 하나씩 반전하면 공수(man hour)가 필요해지므로, 양산 공정에서는 타당하지 않다. 따라서, 효율적으로 부품을 반전할 수 있는 장치가 요망되고 있다.
본 발명의 일 양태는, 제 1 축을 따라 복수의 부품을 적어도 일렬로 정렬하여 유지하는 제 1 홀더와, 제 1 홀더에 대해 제 1 축을 사이에 둔 대칭인 위치에, 제 1 축을 따라 복수의 부품을 정렬하여 유지하는 제 2 홀더와, 제 1 홀더를 제 1 축 주위로 회전시키는 제 1 구동 유닛과, 제 1 구동 유닛과 동기(同期)하여, 및 독립하여 제 2 홀더를 제 1 축 주위로 회전시키는 제 2 구동 유닛을 갖는, 부품 반전 유닛이다.
이 부품 반전 유닛에 있어서는, 제 1 구동 유닛과 제 2 구동 유닛을 동기시켜 제 1 홀더 및 제 2 홀더를 공통하는 제 1 축 주위로 회전시킴으로써, 복수의 부품을 제 1 및 제 2 홀더로 끼운 상태로 반전시킬 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 홀더를 독립하여 회전시킴으로써 제 1 및 제 2 홀더를 개폐할 수 있어, 복수의 부품을 동시에 인출하거나 수용하거나 할 수 있다. 따라서, 복수의 부품을 단시간에 반전시킬 수 있다.
제 1 홀더 및 제 2 홀더는, 복수의 부품을 각각 유지하는 복수의 오목부를 포함하고, 복수의 오목부 각각의 바닥부는, 개개의 부품의 위치를 규정하는 부분을 포함하며, 복수의 오목부 각각의 개구부는, 개개의 부품을 규정하는 부분으로 유도하는 부분을 포함하는 것이 바람직하다. 제 1 및 제 2 홀더 각각의 오목부에서의 복수의 부품의 위치 결정이 자동적으로 행해지므로, 픽업을 이용하여 복수의 부품을 홀더로 출입시키는 것이 용이해진다.
이 부품 반전 유닛은, 제 1 홀더 및 제 2 홀더가 제 1 축을 사이에 두고 개방되었을 때, 복수의 오목부 각각의 바닥부에 개개의 부품을 흡착하는 흡착 유닛을 포함하는 것이 바람직하다. 각각의 부품의 위치 결정 정밀도를 더욱 향상시키기 용이하며, 제 1 또는 제 2 홀더를 개폐할 때 부품이 움직여 버리는 것을 억제할 수 있다.
본 발명이 다른 양태의 하나는, 상기 부품 반전 유닛과, 복수의 부품이 매트릭스 형상으로 수납된 트레이를 수용하는 수용(受入) 유닛과, 트레이에 정렬된 복수의 부품을 열(列) 단위로 제 1 홀더로 이동시키는 픽업 유닛을 갖는 장치이다. 복수의 부품을 트레이의 열 단위(1 또는 복수열 단위)로, 이동 및 반전할 수 있다.
픽업 유닛은, 복수의 부품을 열 단위로 제 1 홀더로 이동시킨 후, 제 2 홀더로부터 복수의 부품을 열 단위로 상기 트레이 또는 다른 트레이로 이동시키는 기능을 포함하는 것이 바람직하다. 부품 반전 유닛에 대한 복수의 부품의 반입 반출을 한번의 왕복으로 행할 수 있으므로 택트(tact) 타임을 단축할 수 있다.
이 픽업 유닛은, 픽업할 때의 복수의 부품 각각의 부품과의 거리가 소정값보다 짧으면 동작하는 센서를 포함하는 것이 바람직하다. 부품의 수납 상태의 이상을 부품의 높이에 의해 검출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태의 하나는, 부품 반전 유닛을 포함하는 장치에 의해 부품을 반전하는 단계를 포함하는 방법으로서, 반전하는 단계는, 이하의 단계를 포함한다.
1. 제 1 홀더에 복수의 부품을 수용하는 단계.
2. 제 2 홀더를 제 2 구동 유닛에 의해 제 1 홀더와는 독립하여 회전시켜 제 1 홀더 및 제 2 홀더를 대면(對面)시키는 단계.
3. 제 1 구동 유닛 및 제 2 구동 유닛에 의해 제 1 홀더 및 제 2 홀더를 제 1 축 주위로 동기하여 회전시켜 제 2 홀더 위에 제 1 홀더를 겹치는 단계.
4. 제 1 홀더를 제 1 구동 유닛에 의해 제 2 홀더와는 독립하여 회전시켜, 제 1 홀더를 복수의 부품을 수용하는 위치로 되돌리는 단계.
트레이에 수납된 복수의 부품을 반전시키는 경우는, 복수의 부품을 수용하는 단계는, 픽업 유닛에 의해, 트레이에 정렬된 복수의 부품을 열 단위로 제 1 홀더로 이동시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 복수의 부품을 수용하는 단계와, 제 1 홀더 및 제 2 홀더를 대면시키는 단계의 사이에, 제 2 홀더로부터 복수의 부품을 열 단위로 상기 트레이 또는 다른 트레이로 이동시키는 단계를 포함하는 것이 유효하다. 택트 타임을 단축할 수 있다.
트레이로 이동시키는 단계는, 픽업 유닛을 복수의 부품을 유지한 상태로 수평 방향으로 180도 회전시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 반전 후의 부품의 전후 방향의 방향을 원 상태로 되돌릴 수 있다. 픽업 유닛에 의해 제 1 홀더로 복수의 부품을 반송할 때, 즉, 복수의 부품을 부품 반전 유닛의 홀더에 세팅하기 전에 수평 방향으로 180도 회전시켜 전후를 전환해도 된다.
도 1은 트레이 반송 시스템의 레이아웃을 도시하는 평면도.
도 2는 반전 유닛의 레이아웃을 확대하여 도시하는 평면도.
도 3은 부품을 반송하는 모습을 도시하는 측면도.
도 4는 픽업 유닛의 개요를 도시하는 도면.
도 5의 (a)~(c)는 반전 유닛에 의해 부품을 반전하는 과정을 도시하는 도면.
도 6의 (a)~(c)는 반전 유닛에 의해 부품을 반전하는 과정을 도시하는 도면.
도 7은 픽업 유닛의 동작과, 반전 유닛의 동작의 타이밍을 도시하는 도면.
도 8은 트레이 반송 시스템의 처리 개요를 도시하는 플로차트.
도 1에, 부품 반전 기능을 구비한 트레이 반송 시스템의 개요를 도시하고 있다. 이 트레이 반송 시스템(1)은, 컨베이어로서 기능하며, 반도체 부품이나, 전자·전기 부품 등의 개별 피스(2; 부품, 워크)를 복수개 수납하는 트레이(3)를, 특정 처리를 행하는 장치로부터 동일 또는 다른 처리를 행하는 장치로 반송하는 경로의 일부를 구성한다. 트레이(3)는, 복수의 부품(2)을 매트릭스 형상으로 개별적으로 수납하는 오목부(4)를 포함한다. 트레이 반송 시스템(1)을 포함하는 경로에서 접속되는 처리의 일례는, 트레이(3) 내의 각 부품(2)에 핸더, 용접 또는 각인 등을 실시하거나, 각 부품(2)의 외관 검사를 행하는 처리이다.
트레이 반송 시스템(1)은, 복수의 부품(2)이 매트릭스 형상으로 수납된 트레이(3)를 수용하는 수용측(70; 수용 유닛, 로드(load) 유닛)과, 트레이(3)를 인출하는 인출측(75; 인출 유닛, 언로드(unload) 유닛)과, 수용 유닛(70)과 인출 유닛(75) 사이에 배치된 부품 반전 유닛(10; 반전 유닛)을 포함한다. 수용 유닛(70)은, 벨트 컨베이어(71)와, 트레이 가이드(72)와, 컨베이어 구동용 모터(73)를 포함한다. 인출 유닛(75)은, 벨트 컨베이어(76)와, 트레이 가이드(77)와, 컨베이어 구동용 모터(78)를 포함한다.
트레이 반송 시스템(1)은, 또한 트레이(3)로부터 부품 반전 유닛(10)으로 복수의 부품(2)을 반송하는 픽업 유닛(60)을 포함한다. 픽업 유닛(60)은 트레이(3)의 폭방향(y)으로 일렬로 정렬된 복수의 부품(2)을 픽업하고, 부품 반전 유닛(10)으로 반송하며, 부품 반전 유닛(10)에 의해 상하가 반전된 부품(2)을 트레이(3)로 되돌린다. 픽업 유닛(60)은, 복수의 부품(2)을 흡착하는 흡착 유닛(61)과, 흡착 유닛(61)을 부품 반전 유닛(10)의 방향, 본 예에서는 트레이(3)의 진행 방향(x)으로 움직이는 구동 유닛(62)과, 흡착 유닛(61)을 수평 방향으로 180도 선회시키는 회전 유닛(63)을 포함한다. 트레이 반송 시스템(1)은, 또한 수용 유닛(70), 인출 유닛(75), 픽업 유닛(60) 및 부품 반전 유닛(10)을 제어하는 제어 유닛(80)을 포함한다.
도 2에, 부품 반전 유닛(10)을 발췌하여, 확대 도시하고 있다. 부품 반전 유닛(10)은, 제 1 축(19)을 따라 복수의 부품(2)을 일렬로 정렬하여 유지하는 제 1 홀더(11)와, 제 1 홀더(11)에 대해 제 1 축(19)을 사이에 둔 대칭인 위치에, 제 1 축(19)을 따라 복수의 부품(2)을 정렬하여 유지하는 제 2 홀더(12)와, 제 1 홀더(11)를 제 1 축(19) 주위로 회전시키는 제 1 구동 유닛(13)과, 제 1 구동 유닛(13)과 동기하여, 및 독립하여 제 2 홀더(12)를 제 1 축(19) 주위로 회전시키는 제 2 구동 유닛(14)을 포함한다.
제 1 홀더(11) 및 제 2 홀더(12)는, 복수의 부품(2)을 각각 유지하는 복수의 오목부(15)를 포함하며, 복수의 오목부(15) 각각의 바닥부(15a; 바닥면)는, 개개의 부품(2)의 위치를 규정하는 부분(15b)을 포함한다. 또한, 복수의 오목부(15) 각각의 개구부(15c)는, 개개의 부품(2)을 규정하는 부분(15b)으로 유도하는 부분(15d)을 포함한다. 이 예에 있어서는, 부품(2)의 외주(外周) 형상이 사다리꼴이며, 제 1 홀더(11) 및 제 2 홀더(12)에는, 제 1 축(19)을 따라 각각 일렬로 정렬된 복수의 오목부(15)가 형성되어 있다. 열 형상으로 정렬된 복수의 오목부(15)의 수는, 트레이(3)의 폭방향으로 부품(2)이 정렬된 수와 동일하거나 또는 많게 되어 있어, 트레이(3)의 폭방향으로 정렬된 부품(2)을 일괄하여 반전 처리할 수 있도록 되어 있다.
개개의 오목부(15)의 바닥부(15a)는 전체적으로 부품(2)의 외주와 일치하는 사이즈의 사다리꼴이며, 바닥부(15a)의 가장자리가 부품(2)의 위치를 규정하는 부분(15b)으로 되어 있다. 개개의 오목부(15)에 부품(2)이 떨어져 들어가면, 홀더(11 및 12)에서의 부품(2)의 방향(위치)이 소정 위치로 정해지도록 되어 있다. 오목부(15)의 개구부(15c)는, 부품(2)의 외주 사이즈보다 한 단계 큰 사다리꼴이며, 개구부(15c)로부터 바닥면(15a)을 향해 테이퍼진 형상의 가이드 부분(15d)이 설치되어 있다. 부품(2)은 개구부(15c)와 간섭하기 어려우며, 개구부(15c)를 통과한 부품(2)은, 가이드 부분(15d)을 따라 바닥면(15a)으로 유도되어, 부품(2)의 외주와 일치하는 형상의 바닥면(15a)에 도달하면 부품(2)의 위치가 자동적으로 결정되도록 되어 있다.
오목부(15)의 네 모서리(15e)는 드릴 등에 의해, 부품(2)보다 다소 커지도록 둥글게 모따기되어 있으며, 부품(2)의 코너 부분과 오목부(15)의 코너 부분이 서로 간섭하지 않도록 되어 있다. 따라서, 이 예에서는, 오목부(15)에 의한 부품(2)의 위치 결정은, 코너가 아니라, 서로 기계적인 접촉이 있어도 손상이 발생하기 어려운, 주로, 변 또는 가장자리 부분에서 행해지도록 되어 있다. 모따기용 구멍(15e)의 직경은 1.0㎜ 이상이 바람직하며, 바닥부(15a) 면적의 절반 이하인 것이 바람직하다.
제 1 홀더(11) 및 제 2 홀더(12)의 오목부(15)는, 축(19)을 따라 연장된 홈(18)에 의해 접속되어 있다. 이 홈(18)은, 오목부(15) 중 상기 위치 결정 등에 관련하지 않는 부분을 접속하고 있으며, 홀더(11 및 12)의 중량을 삭감하여, 관성 모멘트를 저하시키는 기능과, 오목부(15) 사이의 공기의 유통 경로로서의 기능을 포함한다. 홈(18)을 설치하지 않아도 된다.
각각의 오목부(15)의 바닥부(15a)에는, 부품(2)의 흡인용 구멍(15h)이 설치되어 있다. 이러한 구멍(15h)은, 제 1 홀더(11) 및 제 2 홀더(12)가 제 1 축(19)을 사이에 두고 개방되었을 때, 하측의 흡인 유닛(31)과 연결되어, 부품(2)을 흡착하는 유닛으로서 기능한다. 일방(一方)의 홀더(하측이 되는 홀더)의 바닥부(15a)에 부품(2)을 강제적으로 흡착함으로써, 개방되는 측의 홀더에 부품(2)이 정전기나 마찰 등에 의해 흡착되어 가는 것을 억제할 수 있다. 흡인 방법은, 공기를 흡입하여 음압(負壓)으로 하는 방법이어도, 자력 또는 전계에 의해 흡착하는 방법이어도 되지만, 상기 부품의 경우, 회로 등에 대한 영향을 회피하기 위해 공기를 흡인하는 방법이 바람직하다.
제 1 구동 유닛(13)은, 구동용 모터(21)와, 제 1 축(19)을 따라 연장된 제 1 샤프트(22)와, 베어링(23 및 24)을 포함한다. 제 2 구동 유닛(14)은, 구동용 모터(25)와, 제 1 축(19)을 따라 연장된 제 2 샤프트(26)와, 베어링(27 및 28)을 포함한다. 제 1 샤프트(22)와 제 2 샤프트(26)는, 공통의 축(19)을 따라 좌우(도면상은 상하)로 나누어져(대치하여) 배치되어 있으며, 제 1 샤프트(22)는 제 1 홀더(11)와 기계적으로 접속되고, 제 2 샤프트(26)는 제 2 홀더(12)와 기계적으로 접속되어 있다. 각각의 샤프트(22 및 26)의 모터와 반대측의 단(端)을 지지하는 베어링(24 및 28)은, 동일한 하우징(29)에 수납되어 있으며, 기본적으로는 공통으로 일체형 베어링으로 되어 있다. 따라서, 제 1 샤프트(22) 및 제 2 샤프트(26)를 제 1 축(19)을 따라 축 어긋남이 발생하기 어려운 상태로 지지할 수 있다.
한 쌍의 모터(21 및 25)는 샤프트(22 및 26)를 각각 회전시킬 수 있는 액추에이터이면 되며, 에어 실린더 등이어도 된다. 또한, 샤프트(22 및 26)를 구동하는 기구는, 공통의 모터를 륜렬(wheel train) 등의 동력 전달 기구를 통해 샤프트(22 및 26)에 접속하며, 샤프트(22 및 26)를 독립하여, 및 동기하여 회전시키는 것이어도 된다.
도 3에, 트레이 반송 시스템(1)에 있어서, 트레이(3)에 탑재된 부품(2)을 상하 반전하여 수납해 두고, 수용측으로부터 인출측으로 이동시키는 모습을 도시하고 있다. 이 예에서는, 부품(2)을 상하 반전 후, 동일한 트레이(3)로 되돌리고 있지만, 다른 트레이(3)로 이동시켜도 된다.
n열째의 처리를 설명하면, 픽업 유닛(60)은, 흡착 유닛(61)을 트레이(3)의 n열째의 위치 Pn으로 이동시키고, n열째의 부품(2)을 흡착 유닛(61)에 의해 픽업한다. 다음으로, 반전 유닛(10)의 제 1 홀더(11)의 위치 P1으로 흡착 유닛(61)을 이동시키고, 제 1 홀더(11)에 n열째의 부품(2)을 세팅한다. 또한, 흡착 유닛(61)을 제 2 홀더(12)의 위치 P2로 이동시키고, 상하 반전 완료 부품(2)을 제 2 홀더(12)로부터 픽업하여, 트레이의 n-1열째의 위치 Pn-1으로 이동시키며, 상하(표리) 반전 완료 부품(2)을 트레이(3)의 n-1열째로 되돌린다. 전후 또는 좌우 비대칭의 부품(2)이면, 흡착 유닛(61)을 위치 P2로부터 위치 Pn-1으로 되돌리는 도중에, 흡착 유닛(61)을 수평 방향으로 180도 회전시켜, 부품(2)의 전후를 조정한다.
반전 유닛(10)의 홀더 중, 최초로 부품(2)이 세팅되는 홀더는, 제 1 홀더(11)여도 제 2 홀더(12)여도 된다. 부품(2)이 전후 또는 좌우 비대칭이면, 트레이(3)에 탑재되어 있는 부품(2)의 방향과, 홀더의 오목부(15)의 형상이 합치하는 홀더(본 예에서는 제 1 홀더(11))에 부품(2)을 세팅할 수 있다. 또한, 홀더에 세팅할 때 흡착 유닛(61)을 수평 방향으로 180도 회전시켜, 전후 방향이 반대인 홀더(본 예에서는 제 2 홀더(12))에 부품을 세팅해도 된다. 트레이(3)에 수납되어 있는 모든 부품(2)이, 상하(표리) 반전한 상태로 다시 수납되면, 트레이(3)는, 반전 유닛(10)의 상부를 통과하여 수용측(70)으로부터 인출측(75)으로 이동되며, 다음 처리를 행하는 장치로 공급된다.
트레이 반송 시스템(1)의 수용측(70)과 인출측(75)은 반대여도 되고, 반전 유닛(10)은 수용측(70) 및 인출측(75) 사이에 끼워지도록 배치되어 있어도 되며, 반송로를 따라 혹은 떨어진 위치에, 반송로와 병렬로 배치되어 있어도 된다. 픽업 유닛(60)은, 트레이(3)에 수납된 부품(2)을 반전 유닛(10)에 공급하여, 반전 완료 부품(2)을 트레이(3)로 되돌리는(이동시키는) 것이면 되며, 트레이(3)와 반전 유닛(10)의 위치 관계에 따라 다양하게 구성할 수 있다.
도 4에, 픽업 유닛(60)의 흡착 유닛(61)을 도시하고 있다. 흡착 유닛(61)은, 반전 유닛(10)의 홀더에 준비된 오목부(15)의 수와 동일하거나 또는 그보다 많은 수의 복수의 흡착 헤드(64)와, 흡착 헤드(64)의 상하 위치를 감시하는 센서(65)를 포함한다. 센서(65)의 일례는 광학 센서이며, 픽업할 때의 각각의 부품(2)과 흡착 유닛(61)의 거리가 소정값보다 짧아, 흡착 헤드(64)의 위치가 소정 범위 이상으로 움직이면 센서(65)가 흡착 헤드(64)의 움직임을 검출한다. 흡착 헤드(64)가 흡착하고자 하는 부품(2)이 트레이(3)의 오목부(4) 또는 홀더의 오목부(15)에 들어가지 않고, 벗어나 있거나, 위치가 수평이 아닌 등의 이상이 있으면, 흡착 헤드(64)의 위치가 소정의 위치로부터 어긋나므로, 센서(65)에 의해 그러한 이상을 검출할 수 있다.
또한, 개개의 흡착 헤드(64)는 플로우 센서(flow sensor)를 포함한다. 부품(2)을 흡착하는 상태(위치, 높이)로 되어 있음에도 불구하고, 플로우가 소정량 이하로 되어 있지 않음에 따라, 부품(2)의 픽업 미스를 검출할 수 있다. 흡착 헤드(64)에 의해 부품(2)을 흡착하거나, 혹은 픽업하는 방법은, 공기를 흡입하는(음압으로 하는) 방법에 한정되지 않고, 기계적으로 부품(2)을 잡거나(파지(把持)하거나), 자계 또는 전계를 이용하여 부품을 흡착하는 방법이어도 된다.
도 5 및 도 6에, 반전 유닛(10)에 의해 부품(2)을 반전하는 모습을 도시하고 있다. 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 픽업 유닛(60)의 흡착 유닛(61)은 부품(2)을 위치 P1으로 반송하고, 제 1 홀더(11)의 오목부(15)에 부품(2)을 세팅한다. 다음으로, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 제 1 홀더(11)는 세팅된 부품(2)을 흡인 유닛(31)에 의해 흡인 지지한다. 한편, 흡착 유닛(61)은 위치 P2로 이동하여, 제 2 홀더(12)의 오목부(15)에서 흡인 유닛(31)으로부터 해방된 반전 완료 부품(2)을 픽업한다.
도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 흡착 유닛(61)은 트레이(3) 위의 위치 Pn-1으로 이동하고, 상하 반전 완료 부품(2)을 트레이(3)로 되돌린다. 이때, 부품(2)이 전후 비대칭이면 흡착 유닛(61)을 180도 수평 방향으로 회전시켜 전후 방향을 원 상태로 되돌린다. 이 픽업 유닛(60)의 동작과 병행하여, 반전 유닛(10)에서는 제 2 구동 유닛(14)이 독립하여 움직여, 제 2 홀더(12)를 제 1 홀더(11)에 겹친다.
도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 제 1 홀더(11) 및 제 2 홀더(12)가 겹쳐지면, 흡인 유닛(31)으로부터 부품(2)을 해방하여, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 제 1 구동 유닛(13) 및 제 2 구동 유닛(14)을 동기하여 움직이며, 제 1 홀더(11) 및 제 2 홀더(12)를 공통의 제 1 축(19; 수평 방향으로 연장된 축) 주위로 연직 방향으로 180도 회전시킨다.
또한, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 제 2 홀더(12)에서 부품(2)을 흡인 유닛(31)에 의해 유지하고, 제 1 구동 유닛(13)을 독립하여 움직여 제 1 홀더(11)를 개방한다. 이에 따라, 제 2 홀더(12)에 상하 반전한 부품(2)이 남아, 제 1 홀더(11)는 다음 부품(2)을 수용 가능한 상태가 된다. 도 5 및 도 6에서는 하나의 부품(2)을 반전시킨 상태를 예시하고 있는 반전 유닛(10)에 있어서는 제 1 축(19)에 대해 대칭으로 정렬된 제 1 홀더(11)의 오목부(15)와 제 2 홀더(12)의 오목부(15)를 이용하여 복수의 부품(2)이 동시에 병행하여 반전된다.
이 예에서는, 제 1 홀더(11)의 오목부(15)의 깊이와 제 2 홀더(12)의 오목부(15)의 깊이의 합계는 부품(2)의 두께보다 약간 커지도록 설정되어 있다. 따라서, 반전 유닛(10)의 제 1 홀더(11) 및 제 2 홀더(12)는, 상하로 합쳐진 오목부(15)에 의해 형성되는 공간(공동) 내에 부품(2)을 수납한 상태로 공통의 축(19) 주위로 회전한다. 제 1 홀더(11) 및 제 2 홀더의 오목부(15)의 깊이는, 부품(2)의 두께보다 작아도 되며, 이 경우는, 반전 유닛(10)은, 제 1 홀더(11) 및 제 2 홀더(12)에 의해 부품(2)을 상하로 끼운 상태에서, 이들 홀더(11 및 12)를 공통의 축(19) 주위로 회전시킨다.
어느 경우에 있어서도, 홀더(11 및 12)를 공통의 축(19) 주위로 동기하여 회전시키므로, 회전 중에 홀더(11)의 오목부(15)와 홀더(12)의 오목부(15) 사이에 어긋남이 발생하는 일은 없으며, 부품(2)에 부하를 가하지 않고 상하(표리)를 반전할 수 있다. 부품(2)에 끼워 넣는 압력을 가하지 않고, 부품(2)이 회전 중에 홀더(11 및 12)로부터 벗어나는 일 없이 안전하게 상하를 반전할 수 있다는 점에서는, 본 예의 반전 유닛(10)과 같이, 상하로 합쳐진 오목부(15)에 의한 공동(空洞) 내에 부품(2)을 완전하게 수납한 상태로 홀더(11 및 12)를 회전시키는 것이 바람직하다.
도 7에, 반전 유닛(10)과 픽업 유닛(60)의 움직임을 타이밍 차트에 의해 도시하고 있다. 시각 t1에, 픽업 유닛(60)의 흡착 유닛(61)이 트레이(3)의 위치 Pn에서 n열째의 복수의 부품(2)을 픽업하고, 시각 t2에 흡착 유닛(61)은 제 1 홀더(11)의 위치 P1으로 이동하여 복수의 부품(2)을 반전 유닛(10)에 세팅한다. 제 1 홀더(11)에서는 오목부(15)의 흡인 유닛(31)에 의해 세팅된 부품(2)을 각각의 오목부(15; 수용 접시)에 고정한다. 시각 t3에, 흡착 유닛(61)은, 위치 P2에서 제 2 홀더(12)로부터 반전 완료 부품(2)을 픽업하고, 시각 t5에 트레이(3)의 위치 Pn-1으로 이동하여 n-1열째로 반전 완료 부품(2)을 되돌린다. 이 사이에, 필요하다면 흡착 유닛(61)은 180도 회전한다. 반전 완료 부품(2)을 되돌릴 때 흡착 유닛(61)을 회전시켜 부품(2)의 전후 방향을 되돌리는 대신에, 부품(2)을 반전 유닛(10)으로 반송할 때 흡착 유닛(61)을 회전시켜 부품(2)의 전후 방향을 미리 전환해 두어도 되는 것은 상술한 바와 같다.
반전 유닛(10)에서는, 픽업 유닛(60)의 반전 완료 부품(2)을 트레이(3)로 되돌리는 움직임과 병렬(병행)로, 시각 t3에 제 2 홀더(12)를 독립하여 회전시켜 홀더(11 및 12)를 폐쇄한다. 그리고, 하측의 제 1 홀더(11)의 흡인에 의한 부품(2)의 고정을 해제하며, 시각 t4에, 제 1 홀더(11) 및 제 2 홀더(12)를 동기하여 회전시키며, 홀더(11)에 세팅된 일렬분(分)의 부품(2)의 상하를 일제히(동시에) 반전한다.
시각 t7에, 하측의 제 2 홀더(12)의 오목부(15)의 흡인 유닛(31)에 의해 부품(2)을 하측으로 흡인한다. 이에 따라, 상측의 제 1 홀더(11)로부터 부품(2)을 확실하게 제 2 홀더(12)의 오목부(15)에 고정하고, 그 후, 제 1 홀더(11)를 독립하여 회전시켜 홀더(11 및 12)를 개방한다.
이 사이에, 픽업 유닛(60)은, 시각 t6에, 트레이(3)의 다음 n＋1열째의 위치 Pn＋1으로 이동하고, 일렬분의 부품(2)을 픽업한다. 그리고, 시각 t8에, n＋1열째의 부품(2)을 제 1 홀더(11)의 위치 P1으로 이동시키고, 시각 t9에, 제 2 홀더(12)의 위치 P2에서 반전 완료된 n열째의 부품(2)을 픽업하여, 시각 t10에 트레이(3)의 n열째로 되돌린다. 이와 같이, 본 예의 트레이 반송 시스템(1)에서는, 반전 유닛(10)을 이용하여, 열 단위로 복수의 부품(2)의 상하를 전환할 수 있다. 따라서, 단시간에 부품(2)의 상하 전환이 완료되어, 부품(2)의 상하가 전환되는 다음의 처리로 트레이(3)를 이동시킬 수 있다.
이 시스템(1)에서는, 일렬 단위로 부품(2)의 상하를 반전하고 있지만, 2열 혹은 그 이상의 단위로 부품(2)의 상하를 반전하는 것도 가능하다. 그 경우, 반전 유닛(10)의 제 1 및 제 2 홀더(11 및 12)에, 복수열의 오목부(15)를 설치해 둘 필요가 있다.
또한, 이 시스템(1)에서는, 반전 유닛(10)의 부품(2)을 반전하는 처리와, 픽업 유닛(60)의 부품(2)을 반송하는 처리를 병렬로 행하고 있지만, 단일의 플로우여도 된다. 즉, 픽업 유닛(60)은, 제 1 홀더(11)에 부품(2)을 반송한 후, 반전 유닛(10)이 부품(2)을 반전시키는 것을 기다리며, 제 2 홀더(12)로부터 반전된 부품(2)을 픽업하여 트레이(3)로 되돌려도 된다.
도 8에, 트레이 반송 시스템(1)에서의 처리의 개요를 플로차트에 의해 도시하고 있다. 이 처리는, 제어 유닛(80)이 프로그램(프로그램 제품)을 실행함으로써 행해진다. 제어 유닛(80)은 CPU 및 메모리를 포함한 컴퓨터로서 자원을 구비하고 있다.
스텝 91에 있어서, 제어 유닛(80)은 픽업 유닛(60)을 제어하고, 트레이(3)로부터 열 단위로 부품(2)을 반전 유닛(10)의 제 1 홀더(11)에 수용한다. 스텝 92에서, 반전 유닛(10)의 제 2 홀더(12)로부터 반전 완료 부품(2)을 열 단위로 취출하여 트레이(3)로 되돌린다. 이 처리와 병렬하여, 스텝 93에서, 제 2 홀더(12)를 제 2 구동 유닛(14)에 의해 제 1 홀더(11)와는 독립하여 회전시키며 제 1 홀더(11) 및 제 2 홀더(12)를 대면시켜 폐쇄한다. 예를 들어, 제어 유닛(80)은, 제 2 구동 유닛(14)의 모터(25)에만 구동 신호를 출력한다.
스텝 94에서, 제 1 구동 유닛(13) 및 제 2 구동 유닛(14)에 의해 제 1 홀더(11) 및 제 2 홀더(12)를 제 1 축(19) 주위로 동기하여 회전시켜 제 2 홀더(12) 위에 제 1 홀더(11)를 겹친다. 예를 들어, 제어 유닛(80)은, 제 1 구동 유닛(13)의 모터(21) 및 제 2 구동 유닛(14)의 모터(25)에 대해 동일한 구동 펄스를 공급한다.
스텝 95에서, 제 1 홀더(11)를 제 1 구동 유닛(13)에 의해 제 2 홀더(12)와는 독립하여 회전시켜, 제 1 홀더(11)를 복수의 부품을 수용하는 위치(개방 위치)로 되돌린다. 스텝 96에서, 트레이(3)에 다음의 부품(2)의 열이 있으면, 이 단계에서 픽업 유닛(60)은 열 단위로 부품(2)을 반송하고 있으므로, 반전 유닛(10)은 그것을 수용하고, 상기와 같이 반전하는 처리를 반복한다. 트레이(3)에 탑재되어 있는 모든 부품(2)의 반전 처리가 종료하고 있으면, 스텝 97에서 다음의 트레이(3)의 부품(2)을 픽업 유닛(60)에 의해 반전 유닛(10)으로 반송하여, 상기와 같이 열 단위로 부품(2)의 반전 처리를 반복한다.
이와 같이, 반전 유닛(10)의 제 1 및 제 2 홀더(11 및 12)의 오목부(15; 수용 접시)는, 부품(2)의 이면 및 표면을 각각 수용하는 형상을 구비하고 있으며, 제 1 홀더(11) 및 제 2 홀더(12)를 합치시킴으로써 부품(2)을 고정한 상태로 회전시킬 수 있다. 상기의 예에서는, 부품(2)의 이면 및 표면의 형상은 동일하였지만, 표면 및 이면의 형상이 다른 부품(2)이어도 되며, 그러한 면을 수용하는 홀더의 오목부(15)의 형상을 홀더마다 부품(2)의 형상에 합치시켜 변경할 수 있다. 그리고, 동일한 축(19) 주위로 제 1 홀더(11) 및 제 2 홀더(12)를 회전시킴으로써, 회전의 기준(반전 기준)이 어긋나는 것을 방지하여, 정밀도 좋게, 부품(2)에 손상을 주지 않고, 열 단위로 복수의 부품(2)의 상하(표리)를 반전할 수 있다.
또한, 이 트레이 반송 시스템(1)에서는, 열 단위로 부품(2)을 픽업하여 반전하므로, 트레이(3)의 열의 내부에 결함이 있는 물품이 있어도, 그것을 픽업 유닛(60)에 의해 반전 유닛(10)으로 반송할 때, 최초부터 결함이 있는 물품으로서 인식함으로써 부품 하나하나의 유무를 확인하지 않아도 반전 처리를 행할 수 있다. 또한, 열 단위로 픽업 유닛(60)에 의한 반송 처리와, 반전 유닛(10)에 의한 반전 처리를 병렬로 행하는 것이 가능하여, 부품(2)의 반전 처리에 필요한 시간(택트 타임)을 단축할 수 있다.

Claims (9)

  1. 제 1 축을 따라 복수의 부품을 적어도 일렬로 정렬하여 유지하는 제 1 홀더와,
    상기 제 1 홀더에 대해 상기 제 1 축을 사이에 둔 대칭인 위치에, 상기 제 1 축을 따라 상기 복수의 부품을 정렬하여 유지하는 제 2 홀더와,
    상기 제 1 홀더를 상기 제 1 축 주위로 회전시키는 제 1 구동 유닛과,
    상기 제 2 홀더를 상기 제 1 홀더와 함께 상기 제 1 축 주위로 회전시키도록 상기 제 1 구동 유닛과 동기하여 구동되며, 또한, 상기 제 2 홀더를 상기 제 1 홀더와는 별개로 상기 제 1 축 주위로 회전시키도록 상기 제 1 구동유닛과 독립하여 구동되는 제 2 구동유닛을 가지며,
    상기 제 1 홀더 및 상기 제 2 홀더는, 상기 복수의 부품을 각각 유지하는 복수의 오목부와, 상기 복수의 오목부의 각각의 바닥부에 설치된 흡인용의 관통구멍을 포함하며,
    상기 제 1 홀더 및 상기 제 2 홀더가 상기 제 1 축을 사이에 두고 개폐될 때, 상기 제 1 홀더 및 상기 제 2 홀더의 하측의 홀더의 상기 복수의 오목부의 상기 각각의 바닥부에 설치된 상기 흡인용의 관통구멍의 각각과 상기 하측의 홀더의 하측에서 접함으로써 개개의 부품을 하측으로 흡인하는 흡인 유닛을 더 가지고, 상기 제 1 홀더 및 상기 제 2 홀더는, 상기 흡인용의 관통구멍의 각각이 상기 흡인 유닛으로부터 떨어져 독립하여 회전하는, 부품 반전 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 오목부의 각각의 바닥부는, 개개의 부품의 위치를 규정하는 부분을 포함하고, 상기 복수의 오목부의 각각의 개구부는, 상기 개개의 부품을 상기 규정하는 부분으로 유도하는 부분을 포함하는, 부품 반전 유닛.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 오목부의 각각의 깊이는, 상기 개개의 부품의 두께보다 작은, 부품 반전 유닛.
  4. 제 1 항에 기재된 부품 반전 유닛과,
    상기 복수의 부품이 매트릭스 형상으로 수납된 트레이를 수용하는 수용(受入) 유닛과,
    상기 트레이에 정렬된 상기 복수의 부품을 열(列) 단위로 상기 제 1 홀더로 이동시키는 픽업 유닛을 갖는, 반송 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 픽업 유닛은, 상기 복수의 부품을 열 단위로 상기 제 1 홀더로 이동시킨 후, 상기 제 2 홀더로부터 상기 복수의 부품을 열 단위로 상기 트레이 또는 다른 트레이로 이동시키는 기능을 포함하는, 반송 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 픽업 유닛은, 픽업할 때의 상기 복수의 부품의 각각의 부품과의 거리가 소정값보다 짧으면 동작하는 센서를 포함하는, 반송 장치.
  7. 부품 반전 유닛을 포함하는 장치에 의해 부품을 반전하는 단계를 포함하는, 반송 방법으로서,
    상기 부품 반전 유닛은,
    제 1 축을 따라 복수의 부품을 적어도 일렬로 정렬하여 유지하는 제 1 홀더와,
    상기 제 1 홀더에 대해 상기 제 1 축을 사이에 둔 대칭인 위치에, 상기 제 1 축을 따라 상기 복수의 부품을 정렬하여 유지하는 제 2 홀더와,
    상기 제 1 홀더를 상기 제 1 축 주위로 회전시키는 제 1 구동 유닛과,
    상기 제 2 홀더를 상기 제 1 축 주위로 회전시키는 제 2 구동 유닛을 가지며,
    상기 제 1 홀더 및 상기 제 2 홀더는, 상기 복수의 부품을 각각 유지하는 복수의 오목부와, 상기 복수의 오목부의 각각의 바닥부에 설치된 흡인용의 관통구멍을 포함하며,
    상기 부품 반전 유닛은, 상기 제 1 홀더 및 상기 제 2 홀더가 상기 제 1 축을 사이에 두고 개폐될 때, 상기 제 1 홀더 및 상기 제 2 홀더의 하측의 홀더의 상기 복수의 오목부의 상기 각각의 바닥부에 설치된 상기 흡인용의 관통구멍의 각각과 상기 하측의 홀더의 하측에서 접함으로써 개개의 부품을 하측으로 흡인하는 흡인 유닛을 더 가지고,
    상기 반전하는 단계는,
    상기 제 1 홀더에 상기 복수의 부품을 수용하는 단계와,
    상기 제 1 홀더에 수용된 상기 복수의 부품을 상기 흡인용의 관통구멍을 통하여 상기 흡인 유닛에 의해 각각 하측으로 흡인하는 단계와,
    상기 제 2 홀더의 상기 흡인용의 관통구멍의 각각을 상기 흡인 유닛으로부터 떨어져서 상기 제 2 구동 유닛에 의해 상기 제 1 홀더와는 독립하여 회전시켜 상기 제 1 홀더 및 상기 제 2 홀더를 대면(對面)시키는 단계와,
    상기 제 1 구동 유닛 및 상기 제 2 구동 유닛에 의해 상기 제 1 홀더 및 상기 제 2 홀더를 상기 제 1 축 주위로 동기하여 회전시키고, 상기 제 1 홀더의 상기 흡인용의 관통구멍의 각각을 상기 흡인 유닛으로부터 떨어져서 상기 제 2 홀더 위에 상기 제 1 홀더를 겹치며, 상기 제 2 홀더의 상기 흡인용의 관통구멍의 각각을 상기 흡인 유닛에 접하는 단계와,
    상기 제 2 홀더에 수용된 상기 복수의 부품을 상기 흡인용의 관통구멍을 통하여 상기 흡인 유닛에 의해 각각 하측으로 흡인하는 단계와,
    상기 제 1 홀더를 상기 제 1 구동 유닛에 의해 상기 제 2 홀더와는 독립하여 회전시켜, 상기 제 1 홀더를 상기 복수의 부품을 수용하는 위치로 되돌려, 상기 제 1 홀더의 상기 흡인용의 관통구멍의 각각을 상기 흡인 유닛에 접하는 단계를 포함하는, 반송 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 장치는, 상기 복수의 부품이 매트릭스 형상으로 수납된 트레이를 수용하는 수용 유닛과,
    상기 트레이와 상기 제 1 홀더 및 상기 제 2 홀더와의 사이에서 상기 복수의 부품을 이동시키는 픽업 유닛을 가지며,
    상기 복수의 부품을 수용하는 단계는, 상기 픽업 유닛에 의해, 상기 트레이에 정렬된 상기 복수의 부품을 열 단위로 상기 제 1 홀더로 이동시키는 단계를 포함하며,
    상기 반전하는 단계는,
    상기 복수의 부품을 수용하는 단계와, 상기 제 1 홀더 및 상기 제 2 홀더를 대면시키는 단계 사이에, 상기 제 2 홀더로부터 상기 복수의 부품을 열 단위로 상기 트레이 또는 다른 트레이로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 반송 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 트레이로 이동시키는 단계는, 상기 픽업 유닛을 상기 복수의 부품을 유지한 상태로 수평 방향으로 180도 회전시키는 단계를 포함하는, 반송 방법.
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