KR101703935B1

KR101703935B1 - 멀티-모드 및 멀티-피치 컨베이어 시스템

Info

Publication number: KR101703935B1
Application number: KR1020117023349A
Authority: KR
Inventors: 알버트 클레이니크닉; 자반 테일러; 제프 리; 브래드 노데이; 제이슨 존스
Original assignee: 에이티에스 오토메이션 툴링 시스템즈 인코포레이티드
Priority date: 2009-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2017-02-22
Also published as: US20100276256A1; US20100276255A1; CA2754560A1; KR20120001744A; KR102026211B1; CA2753898C; US8397896B2; TWI591006B; EP2403785B1; EP2403784A4; CA2753898A1; EP2403784B1; US8789678B2; CA3030712A1; CA3030712C; KR20180033605A; KR20120001745A; KR101842708B1; TWI588075B; WO2010099611A1

Abstract

컨베이어 시스템은 제어 시스템, 상기 제어 시스템에 의하여 제어되는 구동 시스템, 상기 구동 시스템에 의하여 구동되는 복수개의 이송부, 팔레트 지지장치로 구성되는 트랙섹션; 상기 이송부와 결합되며 상기 팔레트 지지장치 상에서 이송되도록 구성되는 복수개의 팔레트; 및 상기 트랙섹션을 따라 복수개가 마련되되, 각각이 미리 정해진 피치로 이격되며, 적어도 일부의 피치는 서로 다르게 설정되는 워크스테이션;을 포함하고, 상기 제어시스템, 구동 시스템 및 이송부는 상기 워크스테이션 상에서 복수개의 팔레트 각각이 상기 워크스테이션의 상기 피치에 대응하여 독립적으로 이동되게 설정된다.

Description

멀티-모드 및 멀티-피치 컨베이어 시스템{MULTI-MODE AND MULTI-PITCH CONVEYOR SYSTEM}

본 발명은 컨베이어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 컨베이어 시스템과 팔레트의 멀티 피치 이송이 가능하도록 독립제어되는 복수개의 이송부를 통합하는 모듈형 컨베이어 시스템 및 방법이 제공된다.

공정 스테이션 간 팔레트 이송을 위하여 벨트가 이용되는 방식의 종래의 기계식 컨베이어 시스템은 근본적인 한계를 많이 가지고 있다. 첫째로, 팔레트 이송용 벨트의 속도는 일반적으로 제한적이다. 이는 팔레트가 각 공정 스테이션 내에서 처리될 수 있도록 일반적으로 기계적인 정지 메카니즘에 의하여 정지되어야 하는 이유에 크게 기인한다. 따라서, 벨트 컨베이어가 고속으로 주행하는 경우에 팔레트가 기계적으로 정지함으로써 큰 충격이 발생하게 되고, 처리를 목적으로 팔레트에 의하여 이송되는 부품에 충격이 가해질 수도 있다. 두번째로, 각 팔레트 별로 가속도 및 속도에 변화를 가하는 것은 일반적으로 불가능하다. 예를 들어, 첫번째 팔레트는 빈 상태이고 두번째 팔레트에는 중요한 부품이 적재된 상태에서, 첫번째 팔레트는 최고속도까지 급격히 가속시키되 두번째 팔레트는 좀더 완만하게 가속시킴으로써 속도분포를 다르게 하는 것은 일반적으로 불가능하다. 빈 팔레트가 적재된 팔레트와 동일한 속도로 이송되어야 하므로 이러한 한계에는 생산라인의 대기시간 및 수율에 영향을 미칠 수도 있다. 세번째로, 벨트 컨베이어 방식은 일반적으로 양방향 이송이 불가능하여 생산 라인의 준최적 설계(suboptimal design)가 필요할 수도 있다. 네번째로, 벨트 컨베이어 방식은 하나의 공정 스테이션이 복수 개의 정지 지점을 갖도록 하거나 라인이 수정/변경되는 경우에 공정 스테이션의 위치를 신속하게 변경되도록 하는 등의 유연성(flexibility) 또는 프로그래밍 가능성(programmability)이 제한적이다. 마지막으로, 벨트 컨베이어의 데이터 획득 능력은 일반적으로 제한적이다. 예를 들어, 팔레트와 그들에 적재된 부품이 컨베이어의 어디에 위치하고 있는가에 대한 정보를 항상 획득하는 것은 일반적으로 불가능하다. 따라서, 예를 들면, 특정 공정 스테이션 상에 위치하는 팔레트의 갯수를 파악하는 것이 어려웠다.

스크롤 캠을 이용하는 종래의 컨베이어 시스템 역시 널리 알려져 있으나, 이러한 시스템 또한 몇 가지의 제약을 가지고 있다. 예를 들면, 스크롤 캠 시스템에 의하면 캠홈 내에서 유격(play)이 발생하거나 커짐으로써 위치 재현성의 저하 현상이 커지거나 발생할 수 있다. 또한, 일반적으로 스크롤캠의 유연성 또는 프로그래밍성은 제한적이거나 거의 없다.

여러가지 이유로 인하여, 실질적으로 독립 제어되는 복수개의 이송부 및 팔레트를 구비하는 컨베이어 시스템이 다양한 용도로 이용될 수 있으므로 이를 이용하는 것이 바람직하다.

실질적으로 독립 제어에 의하여 구동되는 복수개의 팔레트를 구비한 컨베이어 시스템이 기술분야에 알려져 있으나, 많은 한계에 부딪히고 있다. 예를 들면, 리니어 모터를 포함하는 경우에 있어서, 카트 또는 팔레트는 컨베이어의 원하는 위치에 정지되지 못하고, 리니어 모터가 배치된 곳에서만 정지될 수 있다. 이러한 문제는 스테이션의 위치를 고질적인 문제거리로 만들어 버린다. 게다가, 이송 중인 팔레트의 위치를 항상 추적하는 것이 어려웠다.

트랙을 따라 작동하는 다수의 이송부를 구비하며 가동-자석형 리니어 디.씨. 브러시리스 모터(moving-magnet type linear d.c. brushless motor)를 포함하고 있는 또 다른 종래의 시스템의 경우에, 각 이송부 별로 위치 추적/통신센서용 트랙이 필요하다는 사실로 인하여 시스템은 상대적으로 적은 수의 이송부 만을 수용할 수 있게 된다. 두번째로, 리니어 모터의 길이는 단일의 마이크로컴퓨터로 설명되는 서보-제어 메카니즘에 의하여 제한되고, 이러한 마이크로 컴퓨터는 제한된 수의 위치/통신 센서 및 이와 관련된 제어 회로로부터 발생하는 전기전류만으로 작업이 진행될 수 있다. 세번째로, 고정 전기자(stator armature)의 권양설비(winding arrangement)가 리니어 스테퍼 모터(stepper motor)에 마련되며, 고정 전기자를 따라서 불균형한 자기저항(magnetic reluctance)이 발생하여 비교적 확실한 코깅 이펙트(cogging effect)와 불안정한 출력(jerky thrust)이 발생한다. 마지막으로, 코어리스(coreless) 형 고정 전기자 역시 일반적인 컨베이어 시스템에 적용하기 어려운 정도의 비교적 낮은 평균 출력을 발생시키는 문제가 있다.

몇몇의 종래의 독립제어 형 컨베이어 세스템은 공간 제약 및/또는 필요한 재질과 관련한 문제점을 갖는다. 예를 들면, 몇몇 자력 중심 컨베이어 들은 불량품 또는 빈 팔레트를 우회시키거나 불량 팔레트 또는 빈 팔레트가 언로딩 스테이션을 우회하여 이송되도록 하는 것이 어려웠다. 몇몇 종래의 컨베이어 시스템은 팔레트 이송시 전체 루프에 대한 필요성으로 인하여 더 큰 공간을 필요로 하거나 부품 로딩/언로딩 스테이션 용으로 별도의 모듈을 필요로 하게 된다.

독립적으로 제어되는 컨베이어 시스템은 다양한 장점을 가지고 있으나, 비용 문제로 인하여 컨베이어 시스템이 적용되는 공정에 따라서는 더 저렴한 가격의 종래 기계식 컨베이어를 사용하기도 한다.

따라서, 멀티-모드로 이송되되, 멀티-피치를 가지고 물건을 이송하도록 개선된 장치, 시스템 및 방법, 우수한 기계식 컨베이어에 대한 필요성이 대두되고 있다.

본 발명에 따르면, 제어 시스템을 포함하는 트랙섹션; 제어 시스템에 의하여 제어되는 구동시스템; 구동 시스템에 의하여 구동되는 복수개의 이송부; 팔레트 지지장치; 이송부와 결합되도록 구성되며 팔레트 지지장치 상에서 이송되는 복수개의 팔레트; 트랙섹션을 따라 마련되는 복수개의 워크스테이션;을 포함하고, 워크스테이션은 미리 정해진 피치에 의하여 상호 이격되며, 피치 중 적어도 일부는 서로 다르게 구성되되, 제어 시스템, 구동시스템, 이송부는 복수개의 팔레트 각각이 워크스테이션의 피치에 대응하여 워크스테이션 상에서 독립적으로 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템이 제공된다.

특정 경우에 있어서, 각 워크스테이션은 미리 정해진 사이클 시간을 갖고, 워크스테이션의 각 사이클 시간의 적어도 일부는 서로 다를 수 있으며, 제어 시스템, 구동시스템 및 이송부는 복수개의 팔레트 각각이 워크스테이션의 사이클 시간에 대응하여 워크스테이션 상에서 독립적으로 이동하도록 구성될 수 있다.

특정 경우에 있어서, 구동시스템은 자기 구동 시스템(magnetic drive system)이고, 각 이송부는 자기도체(magnetic conductor)일 수 있다.

특정 경우에 있어서, 각 워크스테이션에는 사이클 시간 동안 워크스테이션 내 위치에 팔레트를 고정시키도록 구성되는 워크스테이션 잠금 메카니즘이 구비될 수 있다.

또 다른 경우에 있어서, 상부러너와 하부러너가 트랙섹션 상의 이송부를 지지할 수 있다. 상부러너는 상부러너와 하부러너 사이의 이송부를 지지하기 위한 압력을 제공하기 위하여 경사지게 형성될 수도 있다.

몇몇 경우에 있어서, 워크스테이션은 서로 다른 사이클 시간이 보상되도록 한 번에 하나 이상의 팔레트 상에서 작업을 수행하기 위한 복수개의 팔레트 위치를 가진다.

몇몇 경우에 있어서, 제어 시스템은 이송부에 마련되는 인코더 스트립; 트랙섹션에 마련되어 이송부가 지나가면 인코더 스트립을 인식하도록 구성되는 복수개의 인코더 리드 헤드;를 구비한 이송부 추적 시스템을 포함한다. 이러한 경우에, 인코더 스트립은 스트립을 따라서 엇갈리게 형성되는 다수의 인덱스 포인트를 구비할 수 있다.

다른 예에 의하면, 인피드 컨베이어로부터 제공되는 팔레트를 고정시키고 인피드 영역으로부터 팔레트를 하나씩 방출하는 싱귤레이터(singulator); 인피드 스테이션과 통신하는 트랙섹션;을 포함하는 인피드 스테이션 및 트랙섹션으로부터 팔레트를 제공받아 팔레트를 아웃피드 컨베이어로 이송시키며, 추가적인 작업을 위하여 트랙섹션과 통신하도록 구성되는 아웃피드 스테이션;을 포함하는 컨베이어 시스템이 제공되며, 트랙섹션은 인피드 섹션의 팔레트와 결합하도록 구성되는 복수개의 이송부; 트랙; 워크스테이션; 트랙을 따라서 워크스테이션 간 이송부의 이송을 독립적으로 제어하도록 구성되는 제어시스템;을 포함한다.

몇몇 경우에, 트랙은 자기 구동 시스템을 포함한다.

몇몇 경우에, 상기 이송부는 결합 시스템을 통하여 상기 팔레트와 결합 및 결합해제되되, 상기 결합 시스템은 결합되도록 편향(biased)되나 워크스테이션에서 결합해제되도록 구성되는 이송부 영역; 상기 워크스테이션 상에 마련되며, 상기 이송부가 상기 워크스테이션에 도달 시에 상기 팔레트로부터 상기 이송부를 결합해제 하도록 구성되는 워크스테이션 영역;을 포함한다.

몇몇 경우에 있어서, 이송부는 결합시스템을 통하여 팔레트와 결합 및 결합해제되며, 상기 이송부 영역은 상기 이송부에 마련되는 프레임; 결합 위치 측으로 편향되는 프레임 상에 마련되는 이동가능 핀;을 포함하고, 상기 워크스테이션 영역은 상기 워크스테이션 상에 마련되며, 전진 시에는 상기 팔레트와 결합 해제되도록 상기 편향된 영역을 향하여 상기 이동가능 핀을 수축시키도록 작동하며, 수축시에 상기 이동가능핀이 상기 팔레트에 장착되도록 하는 이동가능 메카니즘을 포함한다.

몇몇 경우에, 워크스테이션은 작동시에 워크스테이션의 위치에 팔레트를 고정하되, 캠 메카니즘과 연동하여 팔레트가 항상 워크스테이션 또는 이송부 중 어느 하나와 결합되도록 구성되는 워크스테이션 잠금 메카니즘을 더 포함한다.

다른 실시예에 의하면, 이송부가 트랙 섹션을 따라 독립적으로 이송 및 제어되도록 구성되는 적어도 하나의 리니어 구동 트랙섹션; 상기 리니어 구동 트랙섹션과 동일하게 구성되되, 스크롤 캠 구동 시스템이 상기 리니어 구동부를 대체하고 이송부가 상기 스크롤 캠 구동 시스템에 의하여 트랙섹션을 따라 이송 및 제어되도록 구성되는 적어도 하나의 기계식 구동 트랙섹션;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 컨베이어 시스템이 제공된다.

특정 실시예의 경우에, 모듈형 컨베이어는 이송부의 움직임을 모니터링하며 이송부 추적 시스템을 구비한 제어 시스템을 더 포함하되, 상기 이송부에 마련되는 인코더 스트립; 상기 트랙섹션에 마련되며 이송부가 지나가는 경우에 상기 인코더 스트립을 인식하도록 설정되는 복수개의 인코더 리드 헤드;로 구성되는 제어 시스템을 더 포함할 수 있다.

또 다른 특정 경우에 있어서, 상기 스크롤 캠 구동 시스템은 실린더형 캠; 상기 실린더형 캠에 형성되는 복수개의 캠홈; 상기 스크롤 캠을 회전시키기 위한 구동 시스템;을 포함하고, 각 이송부는 복수개의 캠종동부;를 포함하되, 상기 이송부를 이송시키기 위하여 상기 복수개의 캠홈은 상기 복수개의 캠종동부 중 하나와 각각 접촉될 수 있다.

또 다른 특정 경우에 있어서, 상기 캠홈은 상기 스크롤캠이 회전하는 동안에도 이송부가 구동되지 않는 구간을 구비할 수 있다.

또 다른 실시예에 있어서, 실린더형 캠, 상기 실린더형 캠에 형성되는 복수개의 캠홈을 구비하는 스크롤캠; 상기 스크롤 캠을 회전시키는 구동 시스템;을 포함하고, 이송부는 복수개의 캠종동부를 포함하되, 상기 이송부를 이송시키기 위하여 상기 복수개의 캠홈은 상기 복수개의 캠종동부 중 하나와 각각 접촉되는 것을 특징으로 하는 스크롤 캠 컨베이어 시스템에 제공된다.

특정 경우에 있어서, 상기 캠홈은 상기 스크롤캠이 회전하는 동안에도 이송부가 구동되지 않는 구간을 구비할 수 있다.

또 다른 경우에 있어서, 스크롤 캠 컨베이어 시스템은 이송부의 움직임을 모니터링하며 이송부 추적 시스템을 구비한 제어 시스템을 더 포함하되,

상기 이송부 추적 시스템은 상기 이송부에 마련되는 인코더 스트립; 상기 트랙섹션에 마련되며 이송부가 지나가는 경우에 상기 인코더 스트립을 인식하도록 설정되는 복수개의 인코더 리드 헤드;로 구성되는 제어 시스템을 더 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에 있어서, 리니어 액츄에이터가 디스크캠의 영역에 공간적으로 대응되는 영역에서 캠종동부와 접촉하도록 하는 단계; 리니어 액츄에이터의 이동을 제어하기 위한 프로세서를 제공하는 단계; 리니어 액츄에이터의 이동을 위한 최초 움직임을 결정하는 단계; 구동장치의 최종 이동 형태를 결정하기 위한 실험결과에 근거하여 최초 움직임을 보정하는 단계; 최종 이통 형태에 근거하여 캠의 형상을 계산하는 단계; 디스크캠 제작시 사용될 캠의 형상을 도출하는 단계;를 포함하는 구동장치가 구동하기 위하여 디스크캠 동작이 리니어 동작으로 변환되도록 디스크캠과 캠종동부로 구성되는 캠 구동 시스템의 캠 형상 도출방법을 제공한다.

따라서, 본 발명에 의하면 멀티-모드로 이송하고, 다수의 피치를 가지고 물건을 이송하도록 개선된 장치, 시스템 및 방법, 우수한 기계식 컨베이어가 제공된다.

여기에 도시된 도면 들은 본 발명의 다양한 형태의 물건, 방법 장치를 설명하기 위한 것으로서, 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 1은 모듈형 컨베이어 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 모듈형 컨베이어 시스템의 트랙섹션의 사시도이다.
도 3은 도 2의 트랙섹션의 확대도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 트랙섹션의 이송부의 사시도이다.
도 5는 트랙섹션, 이송부 및 팔레트 부분의 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 이송부와 팔레트의 결합동작을 설명하기 위한 트랙섹션, 이송부 및 팔레트의 단면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 이송부와 팔레트의 결합동작을 설명하기 위한 상세도이다.
도 8a 및 도 8b는 도 2의 트랙섹션의 제어를 위한 제어구조의 일례에 대한 블럭도이다.
도 9a 내지 도 9i는 다중-사이클, 다중-피치 이송을 제공하는 컨베이어 시스템을 다양한 위치에서 도시한 것이다.
도 10a는 스크롤 캠 구동 시스템을 포함한 무동력 트랙섹션과 사용되는 동력 트랙섹션이 사용되는 모듈형 컨베이어 시스템의 또 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 10b는 픽 앤 플레이스부를 제외한 도 10a의 실시예를 도시한다.
도 10c는 스크롤캠의 캠홈 내에 수용되는 롤러핀을 통하여 리니어 트랙 상에서 이송되는 이송부를 가이드 하기 위한 회전 스크롤 캠의 동작을 도시한 것이다.
도 10d는 캠홈 내 롤러핀의 결합 동작을 도시한 것이다.
도 10e는 스크롤캠 상의 캠홈의 홈-시작점 개구부를 도시한 것이다.
도 11a 내지 도 11c는 스크롤캠 및 이송부와의 결합동작을 도시한 것이다.
도 12a 및 도 12b는 듀얼 구동 스크롤 캠 및 픽 앤 플레이스 시스템을 도시한 것이다.
도 13a는 픽 앤 플레이스 장치용 캠 구동 시스템을 도시한 것이다.
도 13b는 도 13a의 캠 구동 시스템과 관련하여 추가적인 상세도이다.
도 13c 및 도 13d는 캠 종동부 레버의 결합과 결합해제(스테이션/영역과의 결합 및 결합해제)의 기능 및 작동원리를 도시한 것이다.
도 13e는 캠디스크를 대체하는 전자 구동 액츄에이터를 도시한 것이다.
도 14a 내지 도 14d는 단일 구동 스크롤 캠과 픽 앤 플레이스 시스템을 도시한 것이다.

여기서 설명하는 실시예의 완전한 이해를 돕기 위하여 다양한 구체적인 사항이 기재된다. 다만, 이러한 구체적인 사항이 없이도 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하면 기술된 실시예를 실시될 수 있음이 이해되어야 한다. 다른 경우에 있어서는, 기재된 실시예를 모호하게 하지 않도록 공지의 방법, 공정 및 구성은 상세히 기술되지 않는다. 또한, 본 명세서는 기재된 실시예의 범위에 제한되는 것으로 해석되어서는 않되고, 다양한 실시예를 실시하기 위한 목적으로 설명된 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 또 다른 실시예를 제한하기 위한 의도가 아니다. 출원인, 발명자 및 권리자는 여기 개시된 어떠한 실시예에 포함되는 모든 권리, 예를 들면, 계속 출원에 의하여 청구되는 실시예로부터 발생하는 권리를 보류할 수 있으며, 본 명세서의 개시된 실시예에 관한 권리를 포기, 부인하거나 또는 공중에 제공하기 위한 의도는 아니다.

도 1은 모듈화 컨베이어 시스템(20)을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 것이다.

본 시스템(20)은 팔레트(30)를 트랙섹션(35)로 이송하는 인피드 컨베이어(25)를 포함한다. 인피드 컨베이어(25)는, 예를 들면, 본 기술 분야에서 잘 알려진 벨트 컨베이어 등이 될 수 있다. 팔레트(30)가 인피드 스테이션(40)에 도달하면, 이를 감지하여 인피드 스테이션(40)에서는 게이트, 락 등과 같은 홀딩 메카니즘(45)에 의하여 홀딩한다. 사실, 시스템(20)의 구동상태에 따라서는 다수의 팔레트(30)가 인피드 스테이션(40) 상에 대기할 수 있다. 트랙 섹션(35) 상에 마련되는 이송부(50)는 인피드 스테이션(40) 상의 팔레트(30)와 결합하고, 홀딩 메카니즘(45)으로부터 분리된 후에는, 이송부(50)는 팔레트(30)를 트랙섹션(35)과 인접하게 배치되는 팔레트 레일(55) 상으로 이동시키고 독립제어 방법을 통하여 팔레트(30)를 워크스테이션(60) 측으로 이송시킨다. 이해하겠지만, 이송부(50)를 통한 팔레트(30)의 이송이 가능하도록 팔레트(30)에는 팔레트 레일(55) 상에서의 마찰을 감소시키기 위한 수단(미도시)이 포함될 수도 있다. 워크스테이션(60)에서는, 팔레트(30)가 이송부(50)에 의하여 정확한 위치에 배치된 후에 워크스테이션(60) 상에 마련되는 잠금메카니즘(도 1에서는 미도시)에 의하여 고정된다. 워크스테이션(60)은 실질적으로 소정의 장치(미도시)를 구비함으로써, 팔레트(30)에 의하여 이송되는 부품, 장비 등과 같은 작업물의 픽 앤 플레이스(pick and place)와 같은 공정이 수행될 수 있다. 팔레트(30)가 워크스테이션(60) 상에 남아있는 동안에, 이송부(50)는 팔레트(30)와 체결해제되어 자유롭게 이동하여 다음 팔레트(30)와 체결되며, 그 동안 다른 이송부(50)는 워크스테이션(60) 상의 팔레트(30)와 결합하기 위하여 되돌아올 수 있다. 이러한 방법에 의하여, 각 팔레트(30)의 워크스테이션(60)으로부터 다른 워크스테이션(60)으로의 이송은 다수의 이송부(50)를 트랙섹션(35) 상에서 이송시키고, 각 이송부(50)를 독립적으로 제어함으로써 이루어진다.

워크스테이션(60) 상에서 특정 팔레트(30)에 복수의 공정이 진행되는 경우에, 팔레트(30)가 워크스테이션(60)에 배치되어 공정에서 요구되는 x-축 방향의 이송이 팔레트(30)에 제공되는 동안 이송부(50)는 팔레트(30)에 장착된 상태를 유지한다. 이러한 상황에서, 팔레트(30)를 제1워크스테이션(60)으로 이송시키는 이송부(30)는 팔레트(30)에 장착된 상태를 유지하되, 공정이 완료된 후에 이송부(50)는 신규 팔레트(30)를 수집하기 위하여 되돌아오는 것으로 이해될 수 있다. 그렇지 않은 경우에는, 두번째 이송부(50)가 팔레트(30)와 결합하여 여러 공정을 수행할 수도 있다. 이러한 배치는 트랙섹션(35)을 따라 서로 다른 워크스테이션(60) 상에서 행해지는 동작의 타이밍에 대응하여 결정된다.

일반적으로 말하면, 각 팔레트(30)는 갯수와 무관하게 트랙섹션(도면에서 두 개로 도시됨)과 워크스테이션(도면에서 네 개로 도시)의 갯수에 상관없이 독립적이고 정확하게 이동/인덱스(indexed) 될 수도 있다.

모든 워크스테이션(60)의 종단부에서, 각 팔레트(30)는 이송부(50)에 의하여 아웃피드 컨베이어(70)으로 이동하여 이송부(50)로부터 결합해제됨으로써 아웃피드 스테이션(65) 상에서 이송된다. 이를 통하여 아웃피드 컨베이어(70)에 의하여 이송되는 팔레트(30)는 다음 작업 공정(미도시)로 방출된다. 몇몇 실시예에서, 버퍼(buffer)가 가득찼거나 가득차게 될 상황에서 컨베이어 시스템(20)의 주행속도를 줄이거나 정지시키기 위하여 다음 공정 셀의 버퍼를 모니터링 하는 센서(미도시)가 아웃피드 스테이션(65) 또는 아웃피드 컨베이어(70) 상에 마련될 수 있다. 인피드 컨베이어의 경우에서와 같이, 아웃피드 컨베이어도 벨트 컨베이어와 같은 종래의 컨베이어가 이용될 수도 있다.

이러한 종래의 인피드 컨베이어 및 아웃피드 컨베이어와 독립제어형 트랙섹션의 조합은 저렴한 종래의 팔레트와 각 트랙섹션(35)별로 제한된 갯수의 독립-제어형 이송부(50)를 이용하므로 더욱 저렴한 모듈형 컨베이어 시스템을 제공하게 된다. 종래의 저렴한 컨베이어 타입의 사용은 트랙섹션 상에서 정교한 제어가 필요한 공정이 구현되도록 하는 동시에 종래의 컨베이어 상에서 행해지는 정도의 복잡한 제어를 필요로 하지 않는 공정구현도 가능하도록 함으로써 생산 라인 설계시의 유연성을 제공하기도 한다.

트랙섹션(35)에 의한 모듈화 및 독립제어에 의하면 각 워크스테이션(60)은 트랙섹션(35) 상의 어떠한 위치에서라도 배치될 수 있으며 독립제어에 의하여 매우 쉽게 조절될 수 있으므로 모듈형 컨베이어 시스템(20)의 정비가 용이해진다. 또한, 모듈화에 의하면 특정 공정에서 필요한 정도의 작업면적이 제공될 수 있도록 다수의 트랙섹션(35)을 병합할 수 있으며 원하는 형태의 레이아웃으로 수정변경도 가능하다.

도 2는 모듈형 컨베이어 시스템(20)의 트랙섹션(35)을 도시한 것이다. 트랙섹션(35)은 트랙(75)을 따라 주행하거나 이동하도록 구성되는 하나 이상(하나만 도시되어 있음)의 이송부(50)를 포함한다. 트랙(75)은 상부러너(85)와 하부러너(90) 상에서 이송부(50)를 지지하도록 설정되는 프레임(80)을 포함한다. 트랙섹션(36)의 구동원리 중 일부는 Peltier 에게 허여된 미국특허 RE39,747에 개시되어 있으며, 참조문서의 내용은 여기에 포함된다.

모듈형 컨베이어 시스템(20)은 기계적으로 독립화되고 상호 신속하고 용이하게 분리됨으로써 완전히 개별화되는 다수의 트랙섹션(35)으로 구성된다. 이러한 실시예에서, 트랙섹션(35)들은 상호 인접하여 정렬됨으로써 긴 트랙을 형성하도록 소정의 지지부에 장착된다. 모듈화되기 위해서, 각 트랙섹션(35)에는 트랙섹션(35)에 전원을 공급하고 트랙섹션(35)이 제어되는데 필요한 모든 전기 회로가 포함되는 것이 바람직하다.

도 3은 트랙섹션(35)의 확대도이다. 프레임(80)은 고정 전기자(stator armature)(100)로 형성되는 리니어 구동 메카니즘(95)을 수용하며, 고정 전기자(stator armature)(100)는 개별적으로 작동하는 복수개의 다수의 내장 코일(embedded coils)(105)로 구성됨으로써 고정 전기자에 의하여 전기적으로 유도되는 자속(magnetic flux)이 다른 인접 이송부(50)에는 영향을 미치지 않고 제어를 위하여 정해진 이송부(50)에 정방향측으로 인접하게 위치되도록 한다. 코일(105)들은 각각 다상형의 권선 또는 코일 세트의 조합으로 배열되며, 각 세트의 코일들은 코일의 중심부가 상호 이격되도록 겹쳐진다. 프레임(80)은 고정 전기자(100)에 전력을 공급하기 위한 버스바(110)도 포함한다. 각 이송부(50)를 구동하기 위한 추진력은 각 이송부(50)와 고정 전기자(100)에 의하여 발생하는 기자력(MMF:magnetomotive force), 즉, 고정 전기자(100)에 의하여 제공되는 자속과 이송부(50) 간 정렬하려는 경향에 의하여 생성된다. 서보 제어 시스템(후술함)은 독립적이고 개별적인 이동 자기력(MMF)이 트랙섹션(35)의 길이방향을 따라 각 이송부(50)에 생성되도록 함으로써 각 이송부(50)가 다른 이송부(50)와는 독립화 된 이송궤적에 따라 개별적으로 제어될 수 있도록 한다. 따라서, 트랙섹션(35)은 구조적으로는 다수의 이송부(50)를 구비하는 가동 자석형 리니어 브러시리스 모터로 분류될 수 있다.

도 4a 및 도 4 B는 이송부(50)의 사시도이고, 도 5는 트랙섹션(35), 이송부(50) 및 팔레트(30)의 단면도이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 각 이송부(50)는 트랙섹션(35)에 정방향으로 집중되는 자속을 공급하기 위해 배치되는 하나 이상의 영구자석(120)을 수용하는 바디(115)를 포함한다. 도 4a의 예시적인 구성에서는, 각 이송부(50)의 자석 구조는 N-S 시퀀스가 교대로 발생하도록 두 개의 추력 발생용 영구 자석(120)을 포함한다. 영구자석의 재질은, 네오디뮴-철-붕소(Neodymium-Iron-Boron), 알니코(Alnico) 및 세라믹(페라이트) 자석이 포함될 수 있으며, 일반적으로는 필요한 공극자속밀도(air gap flux densities)와 자석 구조의 이송부(50)의 물리적인 크기를 고려하여 선택될 수 있다.

도 4a, 도 4b 및 도 5에 도시된 바와 같이, 각 이송부(50)는 트랙(75)의 상부 및 하부러너(85, 90)를 따라 주행하는 상부휠(125)과 하부휠(130)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 이송부(50) 상에 하방으로의 힘이 가해지는 동시에 이송부(50)가 트랙(75)으로부터 이탈되는 것이 방지되도록 상부휠(125)은 상부러너(80)의 상측 경사에 대응되도록 하측으로 경사지게 형성된다. 동일한 기능을 구현하는 다른 형태의 구조가 제안될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 이송부(50)는 충돌 등이 발생하는 경우 프레임(80)과 상호 작용하여 이송부(50)가 티핑(tipping)하는 것을 방지하는 팁-방지 블럭(135)을 더 포함할 수 있다. 또한, 이송부(50)는 정전기 발생을 제거하도록 돕는 정전기 브러시(static brush)(145)를 더 포함할 수 있다.

도 4a 및 5를 다시 참조하면, 각 이송부(50)는 인코더 스트립(155)를 장착하는 연장부(150)를 포함하며, 이러한 인코더 스트립(155)은, 예를 들면, 광학적으로 송수신하거나 반사하는 스트립, 자기 스트립, 그 밖의 다른 형태의 피드백 시스템 등이 될 수 있다. 연장부(150)는 인코더 스트립(155)이 트랙(75)으로부터 연장되며 대응되는 연장부(165)(도 5참조)에 장착되는 인코더 리드 헤드(160)와 상호 작용할 수 있도록 구성된다. 인코더 리드 헤드(160)는 광학, 자기 등의 방법을 통하여 인코더 스트립(155)을 인식할 수 있도록 설정된다. 인코더 스트립(155)과 인코더 리드 헤드(160)는 인코더 시스템(157)을 구성한다. 상호-결합구조(inter-engaging structure)는 트랙(75)에서의 부하(traffic) 및 먼지 및 그 밖의 이물질로부터 인코더 시스템(157)을 보호한다. 인코더 시스템(157)은 후술하는 이송부 위치 감지 서브시스템에서 적용된다. 이때, 인코더 리드 헤드(160)를 이송부(50)가 아닌 트랙(75) 상에 배치함으로써, 이송부(50)는 아무런 구속을 받지않고, 제한없이 이동할 수 있게 된다.

도 4b를 참조하면, 이송부(50)는 이송부(50)를 팔레트(30)(팔레트 결합 메카니즘의 이송부 영역이라고도 함)에 고정시키기 위한 결합 메카니즘(170)을 포함한다. 이러한 실시예에 있어서, 결합 메카니즘(170)은 핀(180)을 구비하는 마운팅 플레이트(175)(프레임이라고도 함)를 포함한다. 마운팅 플레이트(175)는 스프링 바이어스(spring-biased) 됨으로써 핀(180)이 이송부(50) 상측으로 연장된 위치에 배치되도록 한다. 결합 메카니즘(170)은 도 6a 및 도 6b를 참조하여 더욱 상세히 후술한다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하면 자기 결합 메카니즘과 같은 비접촉식 결합 메카니즘을 포함하여 다른 형태의 결합 메카니즘이 고려될 수 있음을 이해하여야 한다.

도 6a 및 도 6b는 워크스테이션(60) 상에서의 팔레트(30)와 이송부(50) 간 결합해제 동작을 도시한 것이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 이송부(50)는 팔레트(30)와 결합된 상태로 워크스테이션(60)에 도달한다. 첫번째 단계로, 워크스테이션(60)과 인접한 위치에 팔레트(30)가 고정되도록 워크스테이션 잠금 메카니즘(185)이 팔레트(30)에 결합된다. 도 6b를 참조하면, 두번째 단계로, 워크스테이션(60)(본 경우에는, 구동캠, 때때로 팔레트 잠금 메카니즘의 워크스테이션 영역이라고도 함)에 마련되는 팔레트 결합 메카니즘(190)은 이송부(50)로부터 마운팅 플레이트(175)와 핀(180)을 낮추기 위하여 전진하고, 이송부(50)는 팔레트(30)로부터 결합 이탈한다. 그리고 나서 팔레트(30)가 워크스테이션(60)에 고정된 상태에서 이송부(50)는 트랙섹션(35)을 따라 자유 이동할 수 있는 상태가 된다.

도 7a 내지 도 7c는 이송부(50)와 팔레트(30)간의 결합동작을 도시한 것이다. 도 7a는 팔레트(30)가 고정된 워크스테이션 잠금 메카니즘(185)에 의하여 고정되어 있는 워크스테이션(60)에 이송부(50)가 도달하는 장면을 보여준다. 팔레트 잠금 메카니즘(190) 역시 도 6b에서 도시된 위치의 팔레트(30)측으로 전진한 상태로 남아 있게 된다. 도 7B는 이송부(50)가 워크스테이션(60)에서 팔레트 결합 메카니즘(190)과 결합함으로써 이송부(50) 상에서 팔레트(30)와의 결합에 앞서 마운팅 플레이트(175)와 핀(180)을 낮춘다. 도 7c에서, 첫번째 단계로, 마운팅 플레이트(175)와 핀(180)이 상승하여 팔레트(30)와 결합하도록 팔레트 결합 메카니즘(190)이 후퇴한다. 두번째 단계로, 워크스테이션 잠금 메카니즘(185)이 후퇴하여 팔레트(30)가 이송부(50)와 함께 이동할 수 있도록 한다.

두 단계로 구성되는 메카니즘을 이용하여 팔레트가 워크스테이션(60)으로부터 이탈되기 전에 이송부(50)와 결합되거나 팔레트가 이송부(50)로부터 결합 해제되기 전에 워크스테이션(60)에 고정되는 것이 보장된다. 이러한 구성에 의하면 반드시 팔레트(30)가 항상 워크스테이션(60) 상에서 또는 이송부(50)에 대하여 정확한 위치에 있도록 한다.

도 8a는 컨베이어 시스템(20)에 적용되는 제어구조의 일례에 대한 블럭도이다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 컨베이어 시스템(20)은 컨베이어 시스템을 통괄 제어하는 중앙 제어부(200)와 컨베이어 시스템(20) 내에서 각 트랙섹션(35)의 제어를 위한 섹션 제어부(205)[도면 상에서는 네개의 섹션 제어부(205)가 도시됨]를 포함한다. 상술한 바와 같이, 컨베이어 시스템(20)은 섹션 제어부(205)에 의하여 제어되는 제어영역으로서 다수의 모듈형 트랙섹션(35)으로 구성된다. 중앙 제어부(200)는 이송부(50)의 목적지 데이터를 모니터링하고, 이송부(50)가 목적지에 도달한 경우에 대한 응답으로 확인 메세지를 수신할 수 있다. 따라서, 중앙 제어부(200)는 공정(즉, 생산-라인) 제어용으로 사용될 수 있다. 또한 중앙 제어부(200)는 섹션 제어부(205)가 불량인지 여부를 판단하기 위하여 섹션 제어부(205)를 모니터링(예를 들면, 연속적인 폴링 공정에 있어서 결합에 의하여) 함으로써 관리 진단의 역할을 수행할 수도 있다. 중앙 제어부(200)는 ,예를 들면, 인피드 제어부(207)와 아웃피드 제어부(209)를 통하여 인피드 컨베이어(25)와 아웃피드 컨베이어(70)의 제어가 가능함도 이해되어야 한다.

도 8b는 트랙섹션(35)용 제어 시스템(210)의 일례의 블럭도이다. 제어 시스템(210)은 인풋/아웃풋(I/O) 또는 네트워크 모듈(215)을 통하여 중앙 제어부(200)와 연결되는 섹션 제어부(205)를 포함한다. 본 실시예에서, 섹션 제어부(205)는 서로 피어-투-피어(peer-to-peer) 통신 네트워크로 연결됨으로써 각 섹션 제어부(205)는 선행 및 후행하는 섹션 제어부(205)와 통신 링크를 통하여 연결된다. 다른 실시예에서는 섹션 제어부(205) 등의 사이에서 정보/데이터를 교환하기 위하여 중앙 제어부(200)를 이용하는 방식도 가능함이 이해되어야 할 것이다.

섹션 제어부(205)는 인풋/아웃풋(I/O) 또는 네트워크 모듈(216)을 통하여 논리연산제어장치(PLCs:Programmable Logic Controllers)(미도시)와 같은 다른 장비와도 연결될 수 있다. 논리연산제어장치(PLCs)는 트랙(75)를 따라 이송부(50)의 다음 목적지를 지시하거나 워크스테이션(60)에 인접하여 정지한 특정 이송부(50)에 대한 스테이션-특정 모션 지시사항(station-specfic motion instruction)을 지시하는 것과 같이 생산-라인 스테이션-공정 지시사항(manufacturing-line station-processing instructions)을 트랙섹션(35)에 제공할 수 있다. 예를 들면, 전형적인 양축 스테이션 제어부 또는 논리연산장치는 가로축(transverse axis)으로 이송되는 것과 같이 트랙(75)을 따라 이송되는 이송부(50)의 동작과 스테이션 엔드 이펙터(end effector)(미도시)의 동작을 동기화하기 위하여 펄스 신호가 제공됨으로써 작동될 수 있으며, 각 펄스 신호는 이송부(50)의 증분 이동 명령(incremental move command)을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 각 섹션 제어부(205)는 대응되는 트랙섹션(35)의 고정 전기자(100)와 코일(105)에 연결되어 각 이송부(50)의 독립적인 궤적 또는 "이동" 명령에 따라서 코일(105)을 제어한다.

각 트랙섹션(35)은, 예를 들면, 전류증폭기, 전류 센싱 회로, 온도 센서, 전압센서 등을 포함하는 전력 밸런싱 전자장치(225)를 구비할 수도 있다. 섹션 제어부(205)는 주기적으로 전력 밸런싱 전자장치(225)를 가동하여 센서들로부터 제공되는 진단 데이터를 획득한다.

각 섹션 제어부(205)는 트랙섹션(35)에 마련된 인코더 리드 헤드(260)와 연결될 수도 있다. 섹션 제어부(205)는 트랙섹션(35) 내에서 각 이송부의 절대 위치 값을 획득하여 이송부(50)의 움직임을 제어하는 폐-루프 디지털 서보 제어 시스템(closed-loop digital servo control system)을 실행하는데 이용된다. 섹션 제어부(205)는 측정된 이송부 위치데이터를 섹션 제어부(205)에 제공하는 이송부 위치 피드백 서브시스템을 이용한다. 더 4A, 도 4b 및 도 5를 참조하면, 정해진 이송부(50)의 인코더 스트립(155)이 정해진 인코더 리드 헤드(160) 위를 통과하면, 신호가 발생하고 인코더 스트립(155)의 이송 방향에 따른 이송부의 위치를 섹션 제어부(205)에 업데이트 한다. 섹션 제어부(205)는 인코더(160)들의 샘플링 작업을 수행하여, 대응되는 트랙섹션(35) 내에서의 각 이송부(50)의 위치를 파악한다. 일반적으로 말하면, 이러한 공정은 어떠한 이송부(50)의 인코더 스트립(155)이라 하더라도 항상 단 하나의 인코더(160)에 대응되도록 함으로써, 정해진 이송부(50)의 절대위치는 대응되는 인코더[더욱 상세하게는 인코더 리드 헤드(160)]의 고정위치를 기초로 결정되며, 대응되는 인코더(160)를 기준으로 인코더 스트립(155)의 상대위치가 결정될 수 있다. 또한, 인코더 스트립(155)이 두 개의 인코더(160)에 동시 결합되는 경우에, 본 공정은 이송부의 연계권(association) 또는 "소유권(ownership)"을 현재의 인코더(160)로부터 결합된 인접 인코더(160)로 이전하거나 넘긴다. 이러한 방법으로, 정해진 이송부(50)의 위치가 제어영역 상에서 지속적으로 추적될 수 있다. 이송부(50)가 제어영역을 벗어나는 경우에는 유사한 과정이 진행되며, 추가적으로 인접 섹션 제어부(206)가 정해진 이송부(50)의 위치 추적을 지속하기 위하여 데이터 구조를 생성하고, 일단 이전이 완료되면, (현재는)이전의 제어영역 내 이송부(50)의 데이터 구조는 삭제되는 과정이 진행된다.

하나의 예로, 1 인치당 400 라인의 인코더 스트립(155)을 포함하는 인코더 리드 헤드(160)를 1 인치 이동시키는 경우에, 이러한 이동은 이송 방향에 따라 계측기가 +/- 400 정도의 수치가 변화하게 된다. 이러한 유형의 인코더 헤드 리드(160) 뿐만 아니라 대응되는 인코더 스트립(155) 또한 시중에서 판매되고 있으며, 예를 들면, 미국 워싱턴의 US 디지털과 같은 곳에서 시판중이다. 인코더 스트립(155)은 스트립을 따라 엇갈리게 형성되는 다수의 인덱스 포인트(index point)를 구비하는 증분 인코더 영역(미도시)를 더 포함함으로써 이송부(50)는 2개의 인덱스 포인트를 인식할 수 있는 위치에 배치된다.

본 기술분야의 당업자라면 인코더 시스템(157)은 광학 시스템일 수도 있고 다른 시스템을 채용할 수도 있음을 이해할 것이다. 예를 들면, 수동형 판독 장치는 자기 스트립이 될 수 있으며, 인코더 리드 헤드는 대응되는 자기 디텍터가 될 수 있다. 또한 다른 실시예에서는 더 향상된 방식이 제안될 수도 있다.

도 9a 내지 도 9i는 멀티 사이클 시간 및 멀티 피치 어레인지먼트에서의 컨베이어 시스템(20)의 동작을 도시한 것이다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 팔레트(F)는 제1워크스테이션(S1)에 위치하고 팔레트(E)는 인피드 싱귤레이터(singulator) 대기 공정상에 위치한다. 본 단계에서는, 이송부(1)가 팔레트(E)에 장착되고, 이송부(2)는 팔레트(F)에 장착된다. 도 9b를 참조하면, 이송부(2)는 팔레트(F)를 제1워크스테이션과 제2워크스테이션(S2) 사이 중간지점으로 전진시킨다. 동시에, 이송부(1)은 팔레트(E)를 제1워크스테이션(S1)으로 이송시킨다.

도 9c에서, 이송부(1, 2)는 트랙을 복귀함으로써 이송부(1)는 인피드 시뮬레이터에 위치한 팔레트(D)에 정렬, 장착되고, 이송부(2)는 제1워크스테이션(S1)에 위치한 팔레트(E)에 정렬, 장착된다. 이와 동시에, 이송부(3, 4, 5, 6, 7)가 각 팔레트(F, G, H, I, J)에 장착된다. 도 9d 에서, 이송부(1 내지 7)은 동시에 대응되는 팔레트를 전진시키되, 제1워크스테이션(S1)에서 팔레트(D)를 결합해제하고, 제2워크스테이션(S2)에서 팔레트(E, F)를 결합해제하며, 제3워크스테이션(S3)에서 팔레트(G, H)를 결합해제하고, 제3워크스테이션(S3)과 제4워크스테이션(S4) 사이 중간위치에 팔레트(I, J)를 결합해제한다. 도 9d에 도시된 바와 같이, 팔레트들은 다양한 간격으로 배치되는 워크스테이션(60) 상에서 독립적으로 이동할 수 있으며, 복수개의 팔레트를 동시에 처리할 수 있게 된다.

도 9e에서, 이송부(1, 2)는 트랙의 시작점으로 되돌아오고 이송부(1)는 인피드 싱귤레이터 상의 팔레트(C)와 인접하게 배치되어 팔레트(C)에 장착되며, 이송부(2)는 제1워크스테이션(S1) 상의 팔레트(D)에 인접하게 배치되어 팔레트(D)에 장착된다. 도 9f에 도시된 것 처럼, 이송부(1, 2)는 팔레트(C, D)를 전진시킴으로써 팔레트(C)를 제1워크스테이션(S1) 상에 위치시키고 팔레트(D)를 제1워크스테이션(S1)과 제2워크스테이션(S2) 사이의 중간영역에 위치시킨다. 이러한 이송동작에 의하여 팔레트(D)는 "2 up" 워크스테이션으로 작동되는 워크스테이션(S2) 내로 전진할 준비가 된다.

도 9g에서, 이송부(1 내지 13)는 팔레트(B 내지 N)와 인접한 위치에서 팔레트(B 내지 N)에 장착된다. 도 9h에서, 이송부(1 내지 13)이 전진하며 팔레트(B 내지 N)을 트랙을 따라 이송시킨다. 팔레트(B)는 제1워크스테이션(S1) 상에 배치되고, 팔레트(C, D)는 제2워크스테이션(S2) 내로 이송되며, 팔레트(E, F)는 제3워크스테이션(S3) 내로 이송되며, 팔레트(G, H, I, J)는 제4워크스테이션(S4)내로 이송되며, 마지막으로, 팔레트(K, L, M, N)은 이들을 다른 공정으로 수송해줄 수 있는 아웃피드 컨베이어 상으로 이송된다.

도 9i에서, 이송부(1, 2)는 이송부(1) 트랙의 시작점을 되돌아오고 이송부(1)는 팔레트(A)에 인접 배치되어 팔레트(A)에 장착되고, 이송부(2)는 워크스테이션(S1)의 팔레트(B)에 인접 배치되어 팔레트(B)에 장착된다. 이 시점에서, 이러한 공정은 반복된다.

도 9a 내지 도 9i에서는 하나의 예로서 워크스테이션, 팔레트, 이송부의 구조를 도시하고 있으나, 이는, 다양한 피치, 다양한 사이클 시간 및 정해진 시간에 하나 이상의 팔레트를 정해진 사이클 시간에 기초하여 처리하는 워크스테이션을 가지는 공정을 통하여 팔레트를 이송시키는 컨베이어 시스템(20)의 동작을 설명하기 위한 예시에 해당한다.

상술한 바와 같이 자석 리니어 구동 시스템의 이용시에 이송부(50)를 추가 또는 제거하는 것이 문제가 될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 모듈형 트랙섹션에는 인코더 또는 모터 영역이 마련되지 않고, 예를 들면, 약 300-600mm(12-24 인치)의 길이를 가지는 연장부가 구비될 수 있다. 추가 또는 제거를 위하여, 이송부(50)를 수동으로 이동시켜 이러한 연장부 영역으로 이동시키고, 이러한 연장부 영역상에 위치하거나 연장부 영역상에서 제거되며 동력 트랙섹션 내로 인입될 수 있다.

모듈형 컨베이어 시스템에서, 부품 추적 데이터는 인피드 스테이션 상에서 부품 정보를 획득하는 센서 또는 리더(미도시)를 이용하여 추적될 수 있다. 그 후에 팔레트(30)가 트랙섹션을 따라 이송되는 동안에 각 부품 데이터는 이송부(50) 또는 워크스테이션(60)과 연동된다. 따라서, 부품의 데이터 및 위치는 트랙섹션(35) 전체에 걸쳐 정확히 파악될 수 있다.

시스템 상에서 소정의 오류가 발생하여 각 이송부(50) 및 위치를 파악하기 위하여 시스템을 재가동할 필요가 있는 경우에, 시스템의 이송부(50) 전체를 다시 한 곳으로 집중시킬 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 이송부(50) 전체가 수동으로 하측의 위치로 이동될 수 있다. 가동시에 시스템은 전체 이송부(50)가 미리 정해진 목표 위치에 도달하도록 상측으로 이동할 수 있으며, 각 위치에서 이송부의 ID가 논리연산제어장치로부터 순차적으로 할당될 수 있다. ID가 할당된 후에 이송부(50)는 논리연산장치를 통하여 전용 픽 포지션 타겟(dedicated pick position target)으로 방출된다. 몇몇 경우에 있어서는, 최하측의 이송부가 픽 포지션 타겟으로 보내질 때까지 하측의 이송부(50)는 상측의 홀딩 타겟을 향해 방출될 수도 있다. 홀딩 타겟의 숫자는 물리적인 레이아웃에 의하여 결정될 수 있음이 이해되어야 한다. 이런 형태의 복구 시퀀스는 논리연산제어장치에 의하여 설정될 수 있으며 RFID 또는 IR 또는 다른 이송부 ID 시스템을 필요로 하지 않는다는 장점이 있다.

각 트랙섹션(35) 또는 조합된 트랙섹션(35)의 각각 에는 이송부(50)가 트랙섹션(35) 또는 조합된 트랙섹션(35)의 종단부를 이탈하는 것을 방지하기 위한 기계적 및 소프트웨어적인 한계를 지정될 수 있다.

모듈형 컨베이어 시스템(20)은 동력 트랙섹션과 기계형 인피드 및 아웃피드 컨베이어를 포함하고 있는 것이므로, 운전자 스테이션은 독립제어를 위한 고전력 트랙섹션(35)이 제겅되는 안전지역의 외부에 마련될 수 있다. 이는 운전자에게 향상된 안정성을 제공한다. 기계식 인피드 및 아웃피드 컨베이어는 생산라인의 각 구간 상의 영역 사이의 완충 유연성(buffering flexibility)를 제공한다. 예를 들면, 종래의 컨베이어가 두 개의 리니어 구동 영역 사이에 배치되어 저렴한 완충효과를 제공하여 어떠한 이유에서든지 하나의 리니어 구동 영역이 정지하는 경우를 대비한다. 완충효과의 적절한 이용은 설비종합효율(OEE:Overall Equipment Effectiveness)을 향상시킬 수 있다.

이러한 조합의 모듈형 컨베이어 시스템(20)은 종래의 시스템에 비하여 섀시 피치에 의하여 팔레트 크기가 제한되지 않고 하나의 팔레트 상에 다수의 부품이 배치될 수 있는 장점이 있다. 어느 하나의 워크스테이션(60)에서 복수 공정이 진행되는 도중에 다른 워크스테이션(60)에서의 오프셋(offsetting)을 허용하기 위하여 각 이송부(50)는 독립적으로 이송되며, 트랙섹션(35) 내에서 부품의 전면 접근이 가능하다. 또한, 트랙섹션(35) 상에 정확한 인덱스가 매겨지므로, 이송부(50)는 워크스테이션(60) 상에서의 y 및 z 축 운동을 하도록 하는 x-축 방향의 이송을 제공한다.

여기서 제시된 모듈형 컨베이어 시스템(20)의 실시예는 종래의 컨베이어 시스템에 비해 다수의 장점이 갖도록 의도된다. 예를 들면, 상대적으로 저렴한 종래의 컨베이어들을 이송부품으로 사용하여 생산단가를 절감하는 동시에, 트랙섹션(35) 상에서 독립 제어되는 이송부(50)를 통하여 정교한 위치 조절이 가능하다. 또한, 트랙섹션(35)의 전자기 구조에 의하여 위치 정확성은 유지한 채로 부드러운 추력과 높은 스피드를 발생시킨다. 또한, 분산된 제어 시스템은 각 이송부(50)가 독립적이고도 개별적으로 제어되도록 하는 동시에 인피드및 아웃피드 컨베이어용 생산 공정 제어기와 쉽게 결합한다. 마지막으로, 별개의, 독립적인 모듈형 트랙섹션(35)을 이용하여 컨베이어 시스템의 길이 또는 제어되는 이송부(50)의 갯수에 현실적인 제한 없이 컨베이어 시스템(20)을 제작할 수 있다.

도 10a는 기계식 컨베이어(400)가 결합된 모듈형 트랙섹션(35)의 이용의 다른 실시예를 도시한 것이다. 이러한 경우에, 종래의 벨트 컨베이어보다, 기계식 컨베이어(400)는 리니어 이송부를 제거한(또는 대신, 꺼진 상태의) 모듈형 트랙섹션(35'), 무동력 트랙 섹션(35')이라고 함, 에 장착되는 스크롤 캠(405)을 포함한다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 픽 앤 플레이스(pick and place)부(410)가 동력 트랙섹션(35) 또는 무동력 트랙섹션(35')에 마련될 수 있다. 도 10b는 본 실시예에서 픽 앤 플레이스부가 제거된 상태를 도시한 것이다. 본 실시예에서, 이송부(50)는 동력 트랙섹션(35)으로부터 이격되어 무동력 트랙섹션(35')을 따라 이동하도록 설정된다. 상술한 실시예에 의하면, 이송부(50)는 팔레트(30)에 장착되도록 구성됨으로써 이송부(50)가 동력 트랙섹션(35) 및 무동력 트렉섹션(35')를 따라 이동하면 팔레트(30)가 이송부(50)와 함께 이동할 수 있다.

이송부(50)가 동력 트랙섹션(35)에서부터 무동력 트렉섹션(35')을 지나가면, 이송부(50)는 리니어 구동부(75)에서부터 스크롤 캠(405)을 통과하게 된다. 도 10c 및 도 10d는 스크롤 캠(405)과 이송부(50)를 상세히 도시한 것이다. 스크롤 캠(405)은 이송부(50)상에 마련되는 하나 이상의 캠 종동부(420)(본 실시예에서는 롤러핀)에 장착되며 무동력 트랙섹션(35')을 따라 이송부(50)를 전진시키는 캠홈(415)[또는 복수개의 홈 - 본 실시예에서는 두개의 홈(415)으로 구성]을 포함한다. 도 10c 및 도 10d에서는 회전운동을 직선운동으로 바꾸기 위하여 홈(415)의 피치와 캠 종동부(420)가 연동하는 방법을 보여준다. 스크롤 캠(405)은 전진방향 또는 후진방향으로 회전하며 회전방향은 캠홈(415) 내에 수용되는 롤러핀(420)을 통하여 이송부(50)의 이송 방향을 결정하게 된다. 캠홈(415)을 이용하여 일시정지이송, 피치이송(pitched movement), 연속이송 등과 같이 무동력 트랙섹션(35')을 따라 이동하는 이송부(50)의 이송형태를 다양하게 제어할 수 있다. 도 10e는 홈(415)이 캠 종동부(420)를 수용할 수 있도록 하는 홈시작점을 도시한다.

스크롤 캠은 어셈블리라인의 무동력 트랙섹션(35') 및 좀 더 긴 스크롤 드라이브(405)가 형성되도록 두 개의 스크롤 드라이브(405)가 서로 연결되며 무동력 트랙섹션(35')이 동력 트랙섹션(35) 또는 다른 무동력 트랙섹션(35')과 결합함으로써 모듈형 섹션 역할을 수행하도록 할 수 있음이 이해되어야 한다.

상술한 실시예에서 인코더 시스템(157)과 같이 무동력 트랙섹션(35)의 구성요소는 효과적인 위치에 남아있을 수도 있다. 인코더 시스템(157)의 경우에, 무동력 트랙섹션(35') 상에서의 이송부(50) 이동시의 정밀 추적을 위하여 인코더 시스템(157)은 이송부(50) 또는 무동력 트랙섹션(35') 상에 남아 있을 수도 있다. 스크롤 캠(405)과 같은 리니어 구동부 또는 기계식 구동부를 구비하는 일반적인 모듈형 트랙섹션의 이용은 자동화 시스템의 유연성이 발휘될 수 있도록 한다.

대체 실시예에 의하면, 팔레트(30)가 이송부(50)로부터 이탈하여 [상술한 최초의 실시예에서 인피드 컨베이어(25) 및 아웃피드 컨베이어(70)에서와 같이] 팔레트(30)가 이송부(50)에 장착되도록 하여[스크롤 캠(405)과 연동하여] 무동력 트랙섹션 내에서 팔레트를 이송시킬 수도 있으며, 예를 들면, 팔레트(30) 상에 캠종동부(미도시)를 형성하고 이송부(50)의 결합 및 결합해제와 유사하게 팔레트(30)를 이송부로부터 해제하여 스크롤캠(405)을 이용하는 직접적인 방법을 이용하여 팔레트가 무동력 트랙섹션 내에서 전진되도록 할 수 있다.

본 실시예로부터 의도되는 효과는 다른 트랙 시스템으로 변경하지 않고 비동기(동력 트랙섹션) 및 동기(무동력 트랙섹션) 구동을 할 수 있도록 하는데 있다. 단일 모듈형 트랙 환경으로 비동기 구동에서 동기구동으로 부드럽게 넘어가는 것이 가능하고, 다시 비동기구동으로 되돌아 오는 것도 가능하고, 또는 다르게는, 동기구동에서 시작하여 비동기구동으로 변환하는 것도 가능하다. 트랙섹션(35, 35)의 모듈화에 의하면 상관없이 생산 라인을 구축하기 위해 구동 시스템의 갯수와 지속적인 상호 전환이 가능하다.

일부 실시에에서, 픽 앤 플레이스 동작은 별도의 픽 앤 플레이스 구동 시스템(430)(도 10a을 참조)에 의하여 제어될 수 있으며, 이 경우에 논리연산제어장치(PLC)(미도시)가 픽 앤 플레이스부 및 이송부의 동작 제어를 위해 이용될 수 있다. 다른 실시예에서, 픽 앤 플레이스 동작은 이송부 동작과 직접 연동될 수도 있으며(상세히 후술함), 이러한 경우에, 스크롤 캠(405)(팔레트를 이송함) 및 픽 앤 플레이스부(410)는 동시 구동될 수 있다. 이 경우에, 스크롤 캠(405)이 연속동작하도록 하는 것이 일반적으로 더욱 중요하다. 이러한 상황에서, 스크롤 캠(405) 회전시 둘레를 따라 움직이는 캠홈(415)을 이용하여 이송부(50)[또는 팔레트(30)]의 움직임을 일시 중단시키는 것도 가능하다. 이러한 설정에 의하여 스크롤 캠(405)이 회전하는 동안에도 이송부(50)/팔레트(30)가 이송되지 않는 짧은 "데드존"이 생성될 수 있다. 어떤 형태의 일시중지 또는 데드존이라도 스크롤캠의 둘레 및 회전속도에 의하여 제어될 수 있음이 이해되어야 한다.

도 10a 내지 도 10e에 도시된 실시예에 있어서, 리니어 구동부 및 스크롤 캠을 이용하여 구형되는 팔레트의 이송은 다음과 같은 장점을 갖는다.

a. 공정에 필요한 리니어 구동 제어부를 이용하는데 적합한 유연성을 제공하는 저비용의 스크롤 캠에 기반을 둔 모션 제어를 사용함;

b. 큰 캠에 기반을 둔 시스템을 일체화(integrated) 구현이 용이하고, 유지/사용성이 우수하고, 리니어 서보 제어부를 구비한 영역 간 유연한 버퍼링이 제공되는 다수의 영역(모듈화)으로 분리 가능; 및

c. 캠에 기반을 둔 영역하에서 액체에 의하여 파손 가능성이 있는 리니어 구동 섹션을 보호함으로써 액체 공급 및 다른 형태의 습식 공정 수행 가능.

몇몇 경우에 있어서는, 스크롤 캠(405)은 정해진 동작(도 10a 내지 도 10e를 참조)이 수행되도록 이송부(50)에 마련되는 두 개의 롤러핀[캠종동부(420)]에 대응되는 두 개의 캠홈/가이드(415)를 구비하는 것이 바람직하다. 도 10c 내지 도 10e는 두 개의 평행한 홈("쌍둥이 홈"이라고도 함)을 구비하고 있는 스크롤 캠의 예를 보여준다. 도 10e에 도시된 바와 같이, 스크롬 캠(405)의 홈-시작점(425)의 원형(각진)위치에 도달된 이송부(50)의 롤러핀(420)이 장착되도록 구성된다. 도 11a 내지 도 11c은 이송부(50)가 무동력 섹션(35') 상에서 이송되는 동작을 도시한다. 이송부(50)가 무동력 섹션(35')에 도달하면, 스크롬 캠(405)은 회전하기 시작하고, 홈-시작점(425)(도 10e 참조)은 이송부(50)의 전방에 위치한 제1롤러핀(420A)(도 11c 참조)과 결합함으로써 제1롤러핀(420A)은 제1홈(415A) 내에 수용된다. 스크롤 캠(405) 상에서 두 개의 홈(415A, 415B) 간의 거리는 제1홈(415A)과 제2홈(415B)에 대응되는 각 홈-시작점(425) 간의 각 오프셋 값(angular offset)에 의한다. 그 후에 제2롤러핀(402B)은 제2홈(415B)과 결합한다. 상술한 바와 같이, 스크롤캠(405) 상의 홈(415)의 형상 변화에 의하여 작동 중의 속도 및 가속도 등이 변화될 수 있으며, 이는 단일 구동부(후술함)에 의하여 스크롤 캠(405) 및 픽 앤 플레이스부(410) 모두가 작동되는 선형 구동 시스템에서는 특히 중요하다. 각 캠홈(415)이 각 캠종동부(420)의 서로 다른 면에 압력을 인가하여 홈(415) 내에서 종동부(420)가 덜 움직이도록 캠홈(415)과 캠 종동부(420)가 위치함으로써 둘 이상의 종동부(420)를 구비하는 둘 이상의 홈(415)의 사용은 이송부(50)가 위치를 잡는데 향상된 안정성을 제공한다.

의도된 효과는 다음과 같다:

a. 두 개의 홈(415)의 사용을 통한 우수한 위치 재현성;

b. 마모 방지를 통한 캠 및 롤러핀의 수명증가; 및

c. 원하는 피치 및 이동형태(예를 들면, 팔레트 가속도 및 속도, 연속이송, 스테이션에서의 일시정지)에 따른 스크롤 캠의 용이한 설계.

둘 이상의 캠홈(415) 및 캠종동부(420)을 사용하는 경우에는, 스크롤캠(405)에 제1(즉, 전방에 있는)캠종동부(420A)을 결합시켜 동력 트랙섹션(35)으로부터 이송부(50)가 이탈되도록 하고, 제1캠종동부(420A)가 이탈된 후에도 제2캠종동부(420B)를 통하여 이송부(50)에 지속적으로 힘을 인가함으로써 이송부(50)를 그 다음의 동력 트랙섹션(35)으로 순서대로 "밀어넣을" 수 있는 효과가 발생한다. 도시되지는 않았으나, 제1종동부(420A) 및 제2종동부(420B)는 연장부 상에서 시스템의 용도에 따라 이송부보다 약간 전방 또는 후방에 배치될 수도 있음이 이해되어야 한다.

상술한 바와 같이, 다수의 구동부가 스크롤캠(405) 및 픽 앤 플레이스부(410)[하나 이상의 스크롤캠(405, 하나 이상의 픽 앤 플레이스부(410)]를 구동하기 위한 용도로 사용될 수 있다. 다수 구동부의 이용에 의하면, 예를 들면, 캠 구동 영역 상에서 팔레트의 긴 정지구간이 필요한 경우, 픽 앤 플레이스부를 유연하게 제어할 수 있다. 도 12a 및 도 12b에서는 듀얼 구동부의 예가 도시되어 있다. 이러한 경우에, 픽 앤 플레이스부(440)의 지속적인 작동 중에 스크롤캠(435)의 동작은 중단될 수 있다.

상기 언급한 바와 같이, 단일(공통) 팔레트의 이송을 중단할 수 있으나, 일반적으로 스크롤캠 한 번의 회전보다 적은 주기륵 가진다[캠홈(415)의 경로/형상을 통하여 구현). 복수 구동 시스템의 경우에는 논리연산제어장치(PLC)를 통한 동기화가 필요하다. 몇몇 경우에는, 픽 앤 플레이스 유닛(410)의 구동 동력원으로 서보 모터를 이용하여 언제라도 논리연산제어장치(PLC)가 이송부(50) 및 픽 앤 플레이스 유닛(410)의 현재 위치를 "알도록"할 수 있다. 복수 구동부를 이용하는 경우의 장점은 다음과 같다:

a. 구동부 등을 분리하는데 추가적 비용의 소모없이 각 영역을 분리할 수 있는 유연성. 이러한 영역 분리는 각 영역/스테이션을 단순히 "스위치 오프(switching off)"함으로써 구현됨. 물리적인 장치를 통한 분리가 불필요함.

도 13a 내지 도 13d에서 상세히 도시된 바와 같이, 픽 앤 플레이스 구동부(440)의 일례는 캠 구동형 픽 앤 플레이스부를 포함한다. 이러한 경우에, 회전캠(500A, 500B)은 수직 및 수평방향을 따라 각각 운동한다. 회전캠(500A, 500B)은 캠레버(510A,510B)에 의하여 지지되는 캠 종동부(505)(505A만 도시되어 있음)를 구동한다. 운동을 적절한 수평 및 수직방향의 픽 앤 플레이스부의 움직임으로 전달하기 위하여 캠레버(510A, 510B)는 전달 시스템(515A, 515B)에 연결된다. 캠레버(510A, 510B)는, 예를 들면, 공압실린더 등과 같은 실린더(520A, 520B)에 연결된다. 공압실린더(520A, 520B)는 회전캠(500A, 500B)과 접촉하고 있는 캠종동부(505A)를 지지하는 스프링 역할을 한다. 도 13b는 픽 앤 플레이스 유닛의 동작원리를 도시한다. 픽 앤 플레이스 유닛(410)의 결합 및 분리동작은 압축공기에 의하여 실린더(520A, 520B)가 공압식으로 연장 또는 수축됨으로써 구현된다. 결합시에, 실린더(520A, 520B)는 레버를 회전캠(500A 또는 500B) 측으로 밀어내고 실린더(520A, 520B) 내 공기의 압축력에 의하여 공기 스프링으로서의 역할을 수행한다. 도 13c 및 도 13d는 공기 스프링[하방 화살표(522)]으로서 또는 픽 앤 플레이스와의 결합해제[상방 화살표(523]를 위한 실린더(520A, 520B)의 사용을 도시하고 있다. 이러한 시스템에 의한 장점은 다음과 같다:

a. 롤러 종동부(505A)가 경화된 회전캠(500A)과 접촉하도록 하여 마모 방지(도 13b 참조); 및

b. 프로그래밍 가능한 제어를 통한 픽 앤 플레이스부의 작동의 비활성화 가능(공압 실린더가 연장되어 캠으로부터 결합 해제됨으로써 픽 앤 플레이스부의 동작이 중단됨). 도 13c 및 도 13d는 캠 레버/캠 종동부의 결합/결합해제 동작을 도시한 것임. 논리연산제어장치는 작업 대상물에 대한 픽 앤 플레이스부의 요건에 따라 구동부의 제어가 가능함.

픽 앤 플레이스부 구동의 다른 예는 리니어 구동 픽 앤 플레이스부(도 13e 참조)이다. 도 13e를 참조하면, 리니어 액츄에이터(서보 또는 다른형태)(525A, 525B)가 공압 실린더의 위치에 마련되고, 회전캠(500A, 500B)은 제거된다. 이러한 경우에, 픽 앤 플레이스부는 리니어 액츄에이터(525A, 525B)에 의하여 구동되고, 픽 앤 플레이스부의 x 및 y 방향 이동이동은 리니어 액츄에이터(525A, 525B)를 컴퓨테어 제어함으로써 쉽게 제어될 수 있다. 장점은 다음과 같다:

a. 기계식 캠의 구동 없이 프로그래밍 가능한 수직 및 수평방향의 구동을 통하여 픽 앤 플레이스 구동을 신속하게 구현할 수 있음;

b. 캠을 변경하지 않고 프로그래밍을 통하여 다른 종류의 생산품 또는 공정의 요건에 맞추어 픽 앤 플레이스부의 수직 및 수평 방향의 구동을 변화시킬 수 있는 유연성.

이러한 예에 있어서, 리니어 액츄에이터(525A, 525B)는 픽 앤 플레이스부 이동시에 신속하고 효율적인 조절을 위하여 최초 구동의 용도로만 대체 이용될 수도 있다. 리니어 액츄에이터(525A, 525B)를 통한 조절이 완료된 후에는 최종 동작 형태를 고려하여 기계식 캠을 마련하고, 일단 최적의 캠 형상이 결정된 후에는 리니어 액츄에이터(525A, 525B)를 대체하여 이러한 기계식 캠이 배치됨으로써 공압 실린더를 이용하여 픽 앤 플레이스부를 구동할 수도 있다. 리니어 액츄에이터(525A, 525B)을 통한 최초 구동방식에 의하면 필요한 동작에 요구되는 최적의 캠 형상을 구현시에 발생하는 재작업 또는 캠 재질의 낭비(예를 들면, 조절을 위한 캠의 재가공시에 발생) 등을 줄일 수 있다.

몇몇 경우에 있어서는, 리니어 구동부(525A, 525B)를 종래의 캠 시스템으로 대체하는 것이 덜 바람직할 수도 있다. 예를 들면, 리니어 액츄에이터(525A, 525B)의 프로그래밍성은 생산 환경에서 시간이 지나면서 변화할 수 있는 다양한 변수를 고려하여 이동궤적을 조절할 수 있는 추가적인 장점을 제공한다. 생산품의 공정시 변경상황이 발생하면, 리니어 액츄에이터(525A, 525B)의 프로그래밍성은 픽 앤 플레이스부의 동작이 보정되도록 제어하기 위한 용도로 이용될 수 있다. 생산시에 엄격한 요구사항이 마련되어 있는 의료 제품/장치 시장에서, 리니어 액츄에이터(525A, 525B)가 프로그래밍 가능하다는 점이 먼저 검증된다면, 작은 변화가 발생하는 경우에도 공정 전체를 검증할 필요가 없을 수 있다. 또 다른 장점으로는 프로그래밍에 의하여 조절되거나 적절한 작동형태 등과 같이 각 생산공정에 따라 적절하게 선택됨으로써 발생하는 변형 및 다양성에 대하여 유연하게 대응할 수 있다는 점이 있다. 현장에서 픽 앤 플레이스 유닛(410)의 리니어 액츄에이터(525A, 525B)를 사용하는 것 역시 픽 앤 플레이스의 비젼 제어가 가능하도록 하고, 예를 들면, 시각으로 결정된 부품의 위치에 기초하여 픽 앤 플레이스부의 움직임을 조절하도록 리니어 액츄에이터(525A, 525B)를 피드백 제어할 수 있는 비젼 시스템을 제공할 수도 있는 것이다. 팔레트 상에서의 부품 형상 또는 위치가 팔레트 별로 차이가 나는 경우 이러한 시스템은 파지(gripping) 공정의 정확성을 향상시킬 수도 있다.

상술한 바와 같이, 스크롤 캠(405) 및 픽 앤 플레이스부(410)를 구동하기 위하여 단일 구동부가 이용될 수도 있다. 도 14a, 도 14b, 도 14c 및 도 14d는 단일 구동부(610)에 의하여 스크롤캠(405)와 픽 앤 플레이스부(605)가 구동되는 단일 구동 시스템(600)의 일례를 도시하고 있다. 이러한 경우에, 픽 앤 플레이스부(605)는 다수의 상부 장착형 픽 앤 플레이스 유닛(410)을 포함한다. 도 14b 내지 도 14d에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 단일 구동부(610) 듀얼 샤프트 동작 제어부를 이용한다. 특히, 단일 구동부(610)는 구동모터(615)가 두 개의 구동 샤프트(620)와 스크롤 캠(405)과 벨트(625)를 이용하여 픽 앤 플레이스 시스템(605)를 작동시키도록 구성되는 기어박스(미도시)를 이용한다. 이러한 경우에, 구동 샤프트(620)는 단일 구동부(610)와 기어 연결됨으로써, 이들은 완전히 회전하지 않고 원호범위 내에서 작동하여 링키지(630)가 각 픽 앤 프레이스 유닛(410)을 수직 및 수평방향으로 작동시키도록 한다. 이러한 구성에 의한 장점은 다음과 같다:

a. 다수 영역 내 모든 픽 앤 플레이스 유닛(410)과 스크롤 캠(405)을 단일 구동부(610)로 구동하여 구동 비용 절감;

b. 이송부(50)의 동작 캠, 픽 앤 플레이스 유닛(410)이 물리적으로 연결되어 제어가 용이함;

c. 구동 샤프트(620)를 따라 어디든지 픽 앤 플레이스 유닛(410)의 배치를 용이하고 유연하게 할 수 있으므로 신속한 설치 및 재구성이 가능함;

d. 무동력 트랙섹션(35') 상에서 전체 픽 앤 플레이스 유닛(410)를 모듈형을으로 재배열 가능;

e. 다른 형태의 픽 앤 플레이스부의 구성과 비교하여 적은 공간 차지;

f. 픽 앤 플레이스부의 비용 절감;

단일 구동 시스템(605)이 무동력 트랙섹션(35')의 사용에 사용되는 것을 기술되었으나, 이러한 기능이 스크롤캠(405) 및 픽 앤 플레이스 유닛(410)을 이용하는 다른 형태의 컨베이어 시스템에 이용될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 상술한 실시예에서는 픽 앤 플레이스부라는 용어가 사용되었으나, 다른 형태의 적절한 워크스테이션이 픽 앤 플레이스(410)를 대체할 수 있음이 이해되어야 할 것이다.

여기서 상술한 실시예는 설명을 위하여 어느 정도 자세하게 기재되었으나 이에 제한되는 것은 아니다. 본 기술분야의 당업자라면 본 명세서를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정례 및 변형례를 구현할 수 있음을 인지하여야 한다.

상술한 명세서는 하나 이상의 공정 또는 장치의 예에 대해서 설명하였으나, 다른 공정 또는 장치가 본 명세서를 범위를 벗어나지 않을 수 있음을 인지하여야 할 것이다. 또한, 이러한 공정 및 장치들은 하드웨어 또는 소프트웨어 또는 이들의 적절한 조합을 통하여 구현될 수 있음이 이해되어야 한다. 컴퓨터 장치의 프로세서 실행 등과 같이 물리적인 컴퓨터 장치상에서 이루어지는 명령이 이러한 소프트웨어에 제공될 수 있다.

30 : 팔레트 35 : 트랙섹션 40 : 인피드 스테이션
45 : 홀딩 메카니즘 50 : 이송부 55 : 팔레트 레일
60 : 워크스테이션 65 : 아웃피드 스테이션 70 : 아웃피드 컨베이어
75 : 트랙 80 : 프레임 85 : 상부러너
90 : 하부러너 95 : 리니어 구동 메카니즘

Claims

제어 시스템, 상기 제어 시스템에 의하여 제어되는 구동 시스템, 상기 구동 시스템에 의하여 구동되는 복수개의 이송부, 및 팔레트 지지장치로 구성되는 트랙섹션;
상기 이송부와 결합되며 상기 팔레트 지지장치 상에서 이송되도록 구성되는 복수개의 팔레트; 및
상기 트랙섹션을 따라 복수개가 마련되되, 각각이 미리 정해진 피치로 이격되는 워크스테이션으로서, 복수개의 워크스테이션 간에 인접한 워크스테이션 사이에서의 적어도 일부의 피치가 서로 다르게 설정되는, 워크스테이션;을 포함하고,
상기 제어시스템, 구동 시스템 및 이송부는 상기 워크스테이션 상에서 복수개의 팔레트 각각이 상기 워크스테이션의 상기 피치에 대응하여 독립적으로 이동되도록 설정되고, 하나 이상의 워크스테이션은 복수개의 팔레트 위치를 갖는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제1항에 있어서,
각 워크스테이션은 미리 정해진 사이클 시간을 구비하고 상기 사이클 시간 중 적어도 일부는 워크스테이션 간 서로 다르게 형성되며, 상기 제어 시스템, 구동시스템, 및 이송부는 상기 워크스테이션 상에서 복수개의 팔레트 각각이 상기 워크스테이션의 상기 사이클 시간에 대응하여 독립적으로 이동되게 설정되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 구동시스템은 자기 구동 시스템(magnetic drive system)을 포함하고 각 이송부는 자기도체(magnetic conductor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제2항에 있어서,
각 워크스테이션에는 상기 사이클 시간 동안 상기 워크스테이션 상의 위치에 팔레트를 고정하기 위한 워크스테이션 잠금 메카니즘이 마련되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제4항에 있어서,
상기 워크스테이션 잠금 메카니즘은 상기 이송부와의 결합을 해제하기 전 위치의 상기 팔레트를 일단 고정하고 팔레트를 방출하기 전에 이송부와 결합되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
트랙섹션을 포함하는 컨베이어 시스템에 있어서,
상기 트랙섹션은,
팔레트와 결합하도록 구성되는 복수개의 이송부;
상기 복수개의 이송부와 결합하도록 구성되는 트랙;
상기 트랙상에 위치되는 워크스테이션; 및
이송부가 상기 워크스테이션으로부터 또는 상기 워크스테이션 측으로 상기 트랙을 따라 이동하도록 이송부를 독립적으로 제어하는 제어 시스템;을 포함하고,
상기 이송부는 결합 시스템을 통하여 상기 팔레트와 결합 및 결합해제되고,
상기 결합 시스템은,
결합되기 위하여 편향(biased)되게 형성되나 워크스테이션에서 결합해제되도록 구성되는 이송부 영역(moving element portion); 및
상기 워크스테이션 상에 마련되며, 상기 이송부가 상기 워크스테이션에 도달 시에 상기 팔레트로부터 상기 이송부를 결합해제 하도록 구성되는 워크스테이션 영역(workstation portion);을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제6항에 있어서,
상기 트랙은 자기 구동 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제6항에 있어서,
상기 이송부 영역은 상기 이송부에 마련되는 프레임; 및 결합 위치 측으로 편향되는 프레임 상에 마련되는 이동가능 핀;을 포함하고,
상기 워크스테이션 영역은, 상기 워크스테이션 상에 마련되며, 전진 시에는 상기 팔레트와 결합해제되도록 편향된 영역을 향하여 상기 이동가능 핀을 수축 작동시키며, 수축시에 상기 이동가능 핀이 상기 팔레트에 장착되도록 구성되는 이동가능 메카니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제6항에 있어서,
상기 워크스테이션은,
작동시에 상기 워크스테이션 상의 위치에 상기 팔레트를 고정하고, 상기 팔레트가 항상 상기 워크스테이션 또는 상기 이송부 중 하나와 결합되도록 이동가능 메카니즘과 연동하는, 워크스테이션 잠금 메카니즘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
트랙섹션을 포함하는 컨베이어 시스템에 있어서,
상기 트랙섹션은,
팔레트와 결합하도록 구성되는 복수개의 이송부;
상기 복수개의 이송부와 결합하도록 구성되는 트랙;
상기 트랙상에 위치되는 워크스테이션; 및
이송부가 상기 워크스테이션으로부터 또는 상기 워크스테이션 측으로 상기 트랙을 따라 이동하도록 이송부를 독립적으로 제어하는 제어 시스템;을 포함하고,
상기 이송부는 상부러너와 하부러너에 의하여 상기 트랙섹션 상에서 지지되며 상기 상부러너와 상기 하부러너 사이의 상기 이송부를 고정하기 위한 압력이 인가되도록 상기 상부러너는 기울어져 형성되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제10항에 있어서,
상기 트랙은 자기 구동 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제어 시스템, 상기 제어 시스템에 의하여 제어되는 구동 시스템, 상기 구동 시스템에 의하여 구동되는 복수개의 이송부, 및 팔레트 지지장치로 구성되는 트랙섹션;
상기 이송부와 결합되며 상기 팔레트 지지장치 상에서 이송되도록 구성되는 복수개의 팔레트; 및
상기 트랙섹션을 따라 복수개가 마련되되, 각각이 미리 정해진 피치로 이격되며, 적어도 일부의 피치는 서로 다르게 설정되는 워크스테이션으로서, 각 워크스테이션은 미리 정해진 사이클 시간을 구비하고, 복수개의 워크스테이션이 복수개의 팔레트 위치를 갖는 하나 이상의 워크스테이션을 포함하도록 상기 사이클 시간 중 적어도 일부가 워크스테이션 간 서로 다르게 형성되어 있는, 워크스테이션;을 포함하고,
상기 제어시스템, 구동 시스템 및 이송부는 상기 워크스테이션 상에서 복수개의 팔레트 각각이 상기 워크스테이션의 피치와 사이클 시간에 대응하여 다른 팔레트와 독립적으로 이동되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제12항에 있어서,
상기 구동시스템은 자기 구동 시스템(magnetic drive system)을 포함하고 각 이송부는 자기도체(magnetic conductor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제12항에 있어서,
각 워크스테이션에는 상기 사이클 시간 동안 상기 워크스테이션 상의 위치에 팔레트를 고정하기 위한 워크스테이션 잠금 메카니즘이 마련되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제14항에 있어서,
상기 워크스테이션 잠금 메카니즘은 상기 이송부와의 결합을 해제하기 전 위치의 상기 팔레트를 일단 고정하고 팔레트를 방출하기 전에 이송부와 결합되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제어 시스템, 상기 제어 시스템에 의하여 제어되는 구동 시스템, 상기 구동 시스템에 의하여 구동되는 복수개의 이송부, 및 팔레트 지지장치로 구성되는 트랙섹션;
상기 이송부와 결합되며 상기 팔레트 지지장치 상에서 이송되도록 구성되는 복수개의 팔레트; 및
상기 트랙섹션을 따라 복수개가 마련되되, 각각이 미리 정해진 피치로 이격되며, 적어도 일부의 피치는 서로 다르게 설정되는 워크스테이션;을 포함하고,
상기 제어시스템, 구동 시스템 및 이송부는 상기 워크스테이션 상에서 복수개의 팔레트 각각이 상기 워크스테이션의 상기 피치에 대응하여 독립적으로 이동되도록 설정되고,
상기 이송부는 상부러너와 하부러너에 의하여 상기 트랙섹션 상에서 지지되며 상기 상부러너와 상기 하부러너 사이의 상기 이송부를 고정하기 위한 압력이 인가되도록 상기 상부러너는 기울어져 형성되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제12항에 있어서,
상기 제어 시스템은, 상기 이송부에 마련되는 인코더 스트립; 및 상기 트랙섹션에 마련되며 이송부가 지나가는 경우에 상기 인코더 스트립을 인식하도록 설정되는 복수개의 인코더 리드헤드;로 구성되는 이송부 추적 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제17항에 있어서,
상기 인코더 스트립은 상기 스트립을 따라 엇갈리게(staggered) 배치되는 복수개의 인덱스 포인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
인피드 컨베이어로부터 제공되는 팔레트를 고정하며 인피드 섹션으부터 팔레트를 방출하는 싱귤레이터(singulator)를 구비하는 인피드 스테이션;
상기 인피드 스테이션과 통신하는 트랙섹션으로서,
상기 인피드 섹션으로부터 팔레트와 결합하도록 구성되는 복수개의 이송부,
구동 시스템을 포함하는 트랙,
복수개의 워크스테이션으로서, 상기 트랙섹션을 따라 마련되되, 각각이 미리 정해진 피치로 이격되며, 워크스테이션 간에 적어도 일부의 피치는 서로 다르게 설정되고, 각 워크스테이션은 미리 정해진 사이클 시간을 구비하고, 복수개의 워크스테이션이 복수개의 팔레트 위치를 갖는 하나 이상의 워크스테이션을 포함하도록 상기 사이클 시간 중 적어도 일부가 워크스테이션 간 서로 다르게 형성되어 있는, 워크스테이션, 및
이송부가 상기 워크스테이션으로부터 또는 상기 워크스테이션 측으로 상기 트랙을 따라 이동하도록 이송부를 독립적으로 제어하는 제어 시스템을 포함하는, 트랙섹션; 및
상기 트랙섹션으로부터 팔레트를 제공받아 상기 팔레트를 추가 공정을 위하여 아웃피드 컨베이어 측으로 이송시키며, 상기 트랙섹션과 통신하도록 구성되는 아웃피드 스테이션;을 포함하고,
상기 제어시스템, 구동 시스템 및 이송부는 상기 워크스테이션 상에서 복수개의 팔레트 각각이 상기 워크스테이션의 상기 피치와 사이클 시간에 대응하여 다른 팔레트와 독립적으로 이동되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제19항에 있어서,
상기 트랙은 자기 구동 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제19항에 있어서,
상기 이송부는 결합 시스템을 통하여 상기 팔레트와 결합 및 결합해제되되,
상기 결합 시스템은, 결합되기 위하여 편향(biased)되게 형성되나 워크스테이션에서 결합해제되도록 구성되는 이송부 영역(moving element portion); 및 상기 워크스테이션 상에 마련되며, 상기 이송부가 상기 워크스테이션에 도달 시에 상기 팔레트로부터 상기 이송부를 결합해제 하도록 구성되는 워크스테이션 영역(workstation portion);을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
인피드 컨베이어로부터 제공되는 팔레트를 고정하며 인피드 섹션으부터 팔레트를 방출하는 싱귤레이터(singulator)를 구비하는 인피드 스테이션;
상기 인피드 스테이션과 통신하는 트랙섹션으로서, 상기 인피드 섹션으로부터 팔레트와 결합하도록 구성되는 복수개의 이송부, 트랙, 워크스테이션, 및 이송부가 상기 워크스테이션으로부터 또는 상기 워크스테이션 측으로 상기 트랙을 따라 이동하도록 이송부를 독립적으로 제어하는 제어 시스템을 포함하는 트랙섹션; 및
상기 트랙섹션으로부터 팔레트를 제공받아 상기 팔레트를 추가 공정을 위하여 아웃피드 컨베이어 측으로 이송시키며, 상기 트랙섹션과 통신하도록 구성되는 아웃피드 스테이션;을 포함하고,
상기 트랙은 자기 구동 시스템을 포함하고,
상기 이송부 영역은 상기 이송부에 마련되는 프레임; 및 결합 위치 측으로 편향되는 프레임 상에 마련되는 이동가능 핀;을 포함하고,
상기 워크스테이션 영역은, 상기 워크스테이션 상에 마련되며, 전진 시에는 상기 팔레트와 결합해제되도록 편향된 영역을 향하여 상기 이동가능 핀을 수축 작동시키며, 수축시에 상기 이동가능 핀이 상기 팔레트에 장착되도록 구성되는, 이동가능 메카니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
제22항에 있어서,
상기 워크스테이션은,
작동시에 상기 워크스테이션 상의 위치에 상기 팔레트를 고정하고, 상기 팔레트가 항상 상기 워크스테이션 또는 상기 이송부 중 하나와 결합되도록 이동가능 메카니즘과 연동하는 워크스테이션 잠금 메카니즘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.