KR101912360B1 - 운반대 진입 상태를 감지하는 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운반대 진입 상태를 감지하는 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템에 관한 것으로서, 자석과 코일 간 발생하는 자기장의 힘으로 운반대를 이동시키며, 운반대의 위치를 정확하고 신속하게 감지할 수 있는 운반대 진입 상태를 감지하는 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 가이드레일이 설치된 프레임부, 가이드레일 상에서 왕복 운동하는 이동모듈과 하측면이 이동모듈 상측면에 연결되고, 상측면에 운반대상물이 탑재되며, 이동모듈 사이에 가이드레일을 따라, 복수 개의 영구자석이 양극과 음극이 교대로 마주보도록 배열된 자석모듈이 설치된 로딩판모듈을 포함하는 운반대부,
가이드레일에 일정 간격으로 배치되며 자석모듈과 자기력을 발생시키는 코일모듈과 코일모듈을 중심으로 일측과 타측에 배치된 센서보드에 자극거리(Pole pitch)의

(n: 자연수)에 해당하는 간격으로 영구자석과 평행하게 복수 개의 홀센서가 배치되어, 자극거리 내에 배치되는 1n개의 홀센서는 2n개의 홀센서와 서로 다른 극성을 감지하는 제1센서군과 센서보드에 자극거리(Pole pitch)의

에 해당하는 간격으로 영구자석과 평행하게 복수 개의 엔코더센서가 배치된 제2센서군을 갖는 센서모듈 그리고 복수 개의 상기 홀센서를 3n개로 그룹화 하여, 그룹화된 홀센서로부터 데이터를 수신하는 센서컨트롤보드를 포함하는 코일센서부; 및 센서컨트롤보드와 연결되어 데이터를 수신하여 코일모듈에 입력되는 전류를 제어하는 구동드라이버부를 포함한다.

Description

운반대 진입 상태를 감지하는 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템{Conveyor System Including Linear Motor Control Device For Detecting State Of Carrier Entering}

본 발명은 운반대 진입 상태를 감지하는 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템에 관한 기술로서, 보다 구체적으로 자석과 코일 간 발생하는 자기장의 힘으로 운반대를 이동시키며, 운반대의 위치를 정확하고 신속하게 감지할 수 있는 반송시스템의 기술에 관한 것이다.

이송시스템은 생산공장의 생산라인에서 제품의 부품 및 조립품을 이송하는 장치이다. 이러한 이송시스템은 가로 및 세로 방향으로 라인이 일부 연결된 구조로 형성되어, 제품 및 조립품을 가로 및 세로 방향으로 이동시킬 수 있다. 이와 같은 이송시스템은 제품의 생산효율을 향상시킨다는 점에서 공정 라인의 중요한 구성으로 여겨지고 있다.

이송시스템은 공정 라인의 생산효율뿐 아니라, 작업환경을 개선한다는 점에서 많이 사용되고 있으며, 공정 라인의 생산효율과 작업환경을 보다 개선할 수 있는 시스템으로 끊임없이 개발되고 있다.

종래에는 부품을 조립하는 공정 라인에서는 프리플로우 컨베이어 타입의 이송장치가 많이 사용되어 왔다. 그러나 프리플로우 컨베이터 타입은 제품의 표면에 스크래치를 발생시키고, 미세한 입자를 떨어뜨리는 문제가 있다.

현재에는 이러한 문제를 해결할 수 있는 이송 장치 개발이 활발하게 진행되고 있다. 일례로 대한민국 공개특허 10-2012-0019298호와 같이 리니어 모터를 이용하는 반송 장치 및 그 반송 장치의 제어방법이 개발되었다.

그러나 일례로 개시된 공개특허뿐 아니라, 개발된 대다수의 반송 장치들은 이송되는 운반대의 위치를 신속하게 감지하지 못하고, 운반대의 방향전환을 신속히 처리하지 못한다. 이에, 공정 라인의 생산효율 및 작업환경 개선에 큰 효과를 나타내고 있지 못하고 있다.

더욱이, 개발된 대다수의 반송 장치들은 레일 상에서 이동되는 운반대의 최초 진입 상태가 정상진입 또는 비정상 진입 인지를 정확하게 감지하지 못해, 비상적으로 진입한 상태의 운반대를 이송시키며 작업을 진행함으로써 비정상제품을 양산시키는 문제 또한 발생 시키고 있다.

한국공개특허 제10-2004-0039477호 (공개일자: 2005년 12월 06일)

이에, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 운반대의 위치를 신속하게 감지하고 운반대의 이동방향을 신속하게 전환 시켜 진행시킬 수 있도록 하는 것이다.

또한, 레일에 진입하는 운반대의 최초 진입이 정상적으로 진행되었는지 또는 비정상적으로 진행되었는지 등을 정확하게 감지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 운반대 진입 상태를 감지하는 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템은,

가이드레일이 설치된 프레임부;
상측면에 운반대상물이 탑재되는 로딩판모듈의 하측면 모서리에 각각 연결되어 상기 가이드레일 상에서 왕복 운동하는 이동모듈과
상기 로딩판모듈의 모서리에 설치된 상기 이동모듈 간 사이에 상기 가이드레일을 따라, 복수 개의 영구자석이 양극과 음극이 교대로 마주보도록 배열된 자석모듈이 설치된 로딩판모듈을 포함하는 운반대부;
상기 이동모듈은 상기 로딩판모듈의 하측면에 모서리에 각각 연결되는 상기 가이드레일에 일정 간격으로 배치되며 상기 자석모듈과 자기력을 발생시키는 코일모듈과 상기 코일모듈을 중심으로 일측과 타측에 배치된 센서보드에 자극거리(Pole pitch)의

(n: 자연수)에 해당하는 간격으로 상기 영구자석과 평행하게 복수 개의 홀센서가 배치되어,
상기 자극거리 내에 배치되는 1n개의 홀센서는 2n개의 홀센서와 서로 다른 극성을 감지하는 제1센서군과
상기 센서보드에 상기 영구자석 간 거리(Magnet pitch)의

에 해당하는 간격으로 상기 영구자석과 평행하게 복수 개의 엔코더센서가 배치된 하나의 제2센서군을 갖는 센서모듈 그리고 복수 개의 상기 홀센서를 3n개로 그룹화하여, 그룹화된 상기 홀센서로부터 데이터를 수신하는 센서컨트롤보드를 포함하는 코일센서부; 및
상기 센서컨트롤보드와 연결되어 데이터를 수신하여 상기 코일모듈에 입력되는 전류를 제어하는 구동드라이버부를 포함하되,
상기 복수 개의 엔코더센서는 영구자석의 위상 차가 90°나도록 두 개 배치되어, 수신되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 얻을 수 있고,
상기 센서컨트롤보드는 상기 제1센서군의 홀센서를 3n개로 그룹화하여 데이터를 수신하되, 두 개의 센서보드에 설치된 복수 개의 홀센서들에서 수신되는 데이터를 처리하고, 상기 제1센서군에 포함되는 상기 홀센서가 절반 이상 온(on) 되면, 복수 개의 엔코더센서를 작동시키고,
상기 코일센서부는 상기 제1센서군을 기준으로 상기 센서보드의 상측에 적어도 하나의 홀센서로 형성된 제1엣지센서와 상기 센서보드의 하측에 적어도 하나의 홀센서로 형성된 제2엣지센서가 서로 대칭되도록 배치된 엣지센서군을 더 포함하고,

상기 엣지센서군은 상기 운반대부가 제1엣지센서와 제2엣지센서에 동시에 접하였을 때 비정상 진입으로 감지하고, 상기 제1엣지센서와 상기 제2엣지센서에 순차적으로 접하였을 때 정상 진입으로 감지한다.

삭제

삭제

삭제

삭제

상기 가이드레일은, 상기 프레임부에 고정된 고정레일과 일면이 상기 고정레일과 접하며, 상기 프레임부에서 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하는 회전레일을 포함할 수 있다.

상기 로딩판모듈은 베어링을 포함하고, 상기 이동모듈은 상기 베어링에 축 연결되어 상기 회전레일의 회전방향과 대응하여 회전할 수 있다.

삭제

상기 엣지센서군은, 상기 센서보드 상에 상기 코일모듈과 가장 근접 한 위치에 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템은, 프레임부에 운반대부의 이동방향 즉, 수평방향으로 배치된 복수 개의 홀센서 가운데 절반 이상의 홀센서로부터 온 신호가 인가되면 운반대부를 진입 상태로 감지한다. 이를 통해, 프레임부 상에서 이동하는 운반대부의 이송상태를 신속하고 정확하게 감지할 수 있다.

또한, 운반대부의 이송방향으로 코일모듈 양측부에 복수 개의 홀센서가 일정 간격으로 배치되어, 운반대부가 코일부에 진입한 경우에도 운반대부의 위치를 정확하게 파악할 수 있다. 이를 통해, 복수 개의 운반대부 제어를 용이하게 진행할 수 있다.

아울러, 본 발명의 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템은 운반대부를 수평방향에서 수직한 방향인 제2이동방향으로 용이하게 전환시킬 수 있으며 전환된 방향으로 이동시킬 있다.

또한, 본 발명의 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템은 레일에 진입하는 운반대의 최초 진입이 정상적으로 진입되었는지 아니면 비정상적으로 진입되었는지를 정확하게 판별할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1의 운반대부의 이동모듈 및 이동모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 코일센서모듈의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 코일센서모듈에서 커버를 제외한 평면도이다.
도 6은 도 5의 제1센서군과 제2센서군을 포함하는 센서모듈을 확대 도시한 도면이다.
도 7은 도 5의 제1센서군과 제2센서군이 배치되는 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 도 5의 제1센서군과 제2센서군의 배치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 5의 제1센서군의 홀센서가 그룹화되는 상태를 도시한 도면이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예의 운반대부가 이동될 때, 코일센서모듈이 작동되는 상태를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예의 센서모듈을 나타낸 도면이다.
도 14는 도 13의 센서모듈이 설치된 프레임부를 운반대부가 이동하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 15는 도 13의 코일센서모듈의 엣지센서군에 비정상적으로 진입하는 운반대부를 감지하는 엣지센서군의 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

오히려, 이들 실시 예들은 본 개시를 단지 충실 및 완전하게 하여, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것일 뿐이다.

또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 아울러, 본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시 예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 부재, 요소 및 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이다.

이하, 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 이상적인 실시 예들을 개략적으로 도시한 도면들을 참조하여 설명된다.

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 운반대 진입 상태를 감지하는 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템(1)에 대해 개략적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운반대 진입 상태를 감지하는 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템을 나타내는 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 운반대 진입 상태를 감지하는 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템(1, 이하 반송시스템)은 프레임부(10)에 운반대부의 이동방향 즉, 수평방향으로 배치된 복수 개의 홀센서 가운데 절반 이상의 홀센서(3111h)로부터 극성 감지 신호 즉, 온 신호가 인가되면 운반대부(20)를 진입한 상태로 감지할 수 있다.

이를 통해, 본 발명의 반송시스템(1)은 절반 이상의 홀센서(3111h)와 운반대부(20)가 겹쳐지는 순간부터 운반대부(20)의 이송을 제어하며, 프레임부(10)상에서 이동하는 운반대부의 이송 상태를 보다 신속하고 정확하게 감지할 수 있다.

또한, 본 발명의 반송시스템(1)은 코일모듈 양측에 복수 개의 홀센서가 일정 간격으로 배치되어 코일모듈(310)에 운반대부(20)가 진입한 후, 양측으로 이동하는 경우에도 운반대부의 위치를 정확하게 파악할 수 있다. 아울러, 본 발명의 반송시스템(1)은 회전레일(112)의 작동을 통해 운반대부(20)의 이동을 가이드 하는 가이드레일의 경로를 변경하며, 운반대부(20)를 수평방향인 제1이동방향(MH, 도 14참조)에서 제1이동방향과 수직 한 방향인 제2이동방향(MV, 도 14참조)으로 전환 시킬 수 있다. 그리고 전환된 방향으로 이동시킬 수 있다.

이를 통해, 본 발명의 반송시스템(1)은 운반대부의 이동방향을 자유롭게 제어하며 다양한 공정 라인으로 운반대부를 이동시키며, 운반대부에 실려 이송되는 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.

아울러, 본 발명의 반송시스템(1)은 센서보드(321) 상에 설치된 엣지센서군(3213)을 통해, 가이드레일(110)에 진입하는 운반대부의 최초 진입이 정상적으로 진입되었는지 아니면 비정상적으로 진입되었는지를 판별할 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여, 운반대부의 위치를 정확하게 파악할 수 있는 특징은 갖는 반송시스템(1) 그리고 이와 같은 반송시스템(1)을 구성하는 구성요소에 대해 설명한다.

도 2는 도 1의 평면도이고, 도 3은 도 1의 운반대부의 이동모듈 및 이동모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1의 코일센서모듈의 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 코일센서모듈에서 커버를 제외한 평면도이다. 그리고 도 6은 도 5의 제1센서군과 제2센서군을 포함하는 센서모듈을 확대 도시한 도면이다.

반송시스템(1)은 가이드레일이 설치된 프레임부(10), 가이드레일 상에서 왕복 운동하는 운반대부(20), 제1센서군(3211)과 제2센서군(3212)을 포함하는 센서모듈(320)과 센서컨트롤보드(330)를 포함하는 코일센서부(30) 및 구동드라이버부(40)를 포함한다.

먼저, 프레임부(10)는 운반대상물이 바닥으로부터 일정 높이에서 운반될 수 있도록 하는 반송시스템의 골조이다. 이러한 프레임부(10)는 바닥으로부터 수직 방향으로 설치된 복수 개의 수직지지대와 수직지지대를 서로 연결하는 수평지지대가 연결되며 형성된다.

이러한 구조의 프레임부(10)의 상부 면에는 운반대상물을 운반하는 운반대부(20)의 이동을 가이드 하는 가이드레일(110)이 설치된다.

여기서, 가이드레일(110)은 프레임부(10)의 길이 방향으로 설치되어, 운반대부(20)의 왕복 운동 즉, 슬라이딩 이동을 가능하게 한다. 이러한 가이드레일(110)은 다양한 이송 경로의 형태에 따라 직선형, 분기형 또는 이들의 조합으로 구현되는 형태 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.

가이드레일(110)은 고정레일(111)과 회전레일(112)을 포함할 수 있다. 가이드레일(110)은 고정레일(111)이 프레임부(10)상에서 고정되고, 회전레일(112)이 고정레일(111)에서 회전하는 구조를 통해, 운반대부(20)를 최초 진입한 방향의 슬라이딩 이동하는 방향으로 이동 그리고 운반대부(20)의 이동방향을 전환 시킬 수 있다.

여기서, 고정레일(111)은 프레임부(10)에 프레임부(10)의 길이방향을 따라 용접 또는 볼트 등으로 고정되어, 운반대부(20)의 이동을 가이드 할 수 있다. 반면, 회전레일(112)은 프레임부(10)에 유공압실린더 또는 서보모터 등과 연결되어, 시계 및 반 시계방향으로 회전하며 운반대부(20)의 경로를 변경할 수 있다.

운반대부(20)는 가이드레일 상에서 왕복 운동하는 이동모듈(210)과 하측면이 이동모듈(210)과 연결되는 로딩판모듈(230)을 포함한다.

로딩판모듈(230)은 하측면의 각 모서리에 이동모듈(210)이 연결되고, 상측면에 운반대상물을 실을 수 있는 비자성체 재질의 사각형 판으로 형성될 수 있다. 로딩판모듈(230)의 형상은 이로써 한정되는 것은 아니며, 물품 탑재를 용이하게 탑재할 수 있는 현상에 한에서 직사각형 형상 이외에 다른 형상으로 얼마든지 변형 형성될 수 있다.

이와 같은 로딩판모듈(230)의 하측면에는 가이드레일(110)을 따라 복수 개의 영구자석이 양극과 음극이 교대로 마주보며 일정한 자극거리(Pole pitch)로 배열된 구조의 자석모듈(220)이 설치된다.

로딩판모듈(230)은 자석모듈(220)을 통해 코일센서부(30)와 형성되는 자기력 그리고 코일센서부(30)와 형성되는 전기력에 의해 일 방향에서 타 방향으로 원활하게 이동할 수 있다.

아울러, 로딩판모듈(230)은 이동모듈(210)이 연결되는 지점의 하측면에 베어링을 포함할 수 있다. 베어링에는 이동모듈(210)이 설치될 수 있다.

따라서, 로딩판모듈(230)은 이동모듈(210)의 방향 전환되며, 전환된 방향으로 이동할 수 있다.

여기서, 이동모듈(210)은 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 가이드레일(110)과 연결되며 종단면 형상이‘┍┑’와 유사한 형상의 가이드블록(210-1) 또는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 가이드레일(110)과 연결되며 종단면 형상이‘├┤’와 유사한 형상의 가이드바퀴(210-2) 등으로 형성될 수 있다.

코일센서부(30)는 자석모듈(220)과 자기장을 형성하며 자기력 및 전기장을 발생시킬 수 있다. 이러한 코일센서부(30)는 중심에 코일모듈(310)이 형성되고, 코일모듈(310)의 일측과 타측에 센서모듈(320)이 설치된 센서보드(321)가 각각 배치되는 구조로 형성될 수 있다. 여기서, 센서모듈(320)은 복수 개의 홀센서가 배치된 제1센서군(3211)과 두 개의 엔코더센서가 배치된 제2센서군(3212)을 포함할 수 있다. 아울러, 센서모듈(320)은 필요에 따라, 제1센서군(3211)을 기준으로 상측 및 하측에 복수 개의 홀센서(3213h)로 형성된 엣지센서군(3213)을 더 포함할 수 있다. 이러한 제1센서군(3211), 제2센서군(3212) 및 엣지센서군(3213) 대한 특징 및 구조에 대해서는 후술하도록 한다.

아울러, 코일센서부(30)는 제1센서군(3211)의 복수 개의 홀센서(3211h)를 3n개(n은 자연수)로 그룹화 한 후, 그룹화된 홀센서(3211)로부터 데이터를 수신하는 센서컨트롤보드(330)를 포함할 수 있다.

센서컨트롤보드(330)는 데이터를 수신하여 처리하는 연산기가 될 수 있다. 센서컨트롤보드(330)는 제1센서군(3211)의 홀센서(3211h)를 3n개로 그룹화하여 데이터를 수신할 수 있다. 이러한, 센서컨트롤보드(330)은 코일센서부(30)에 1개 설치되어, 두 개의 센서보드(321)에 설치된 복수 개의 홀센서(3211h)들에서 수신되는 데이터를 처리할 수 있다.

이와 같은 센서컨트롤보드(330)는 데이터를 연산한 후, 구동드라이버부(40)로 전송할 수 있다.

구동드라이버부(40)는 센서컨트롤보드(330)와 연결되어, 센서컨트롤보드(330)로부터 홀센서(3213h)의 운반대부(20)의 감지 여부 신호에 대응하는 데이터를 수신한다.

아울러, 센서컨트롤보드(330)는 복수 개의 홀센서들의 신호 조합 및 절차를 통하여 유효한 엔코더 센서 신호를 생성 및 출력할 수 있다.

일례로, 센서컨트롤보드(330)는 제1센서군(3211)에 포함되는 홀센서들(3213h)을 기반으로, 절반 이상이 온(on)신호를 인가받으면 복수 개의 엔코더센서(3212e)를 작동시킬 수 있다.

또한, 구동드라이버부(40)는 수신한 신호를 연산하여 코일모듈(310)에 인가하는 전류 값을 연산할 수 있다. 그리고 코일모듈(310)에 전류를 인가할 수 있다. 이러한 구동드라이버부(40)는 하나의 코일센서부(30)에 하나씩 연결되어, 독립적으로 코일센서부(30)에 출력되는 전류를 제어할 수 있다.

이러한 구동드라이버부(40)는 도시되어 있지 않지만 구동드라이버부(40)의 작동을 제어하는 프로그램이 설치된 컴퓨터에 연결되어 작동 제어될 수 있다. 아울러, 컴퓨터는 전술한 회전레일(112)의 유공압실린더와 연결되어, 유공압실린더의 작동을 제어하며, 회전레일(112)의 회전을 제어할 수 있다.

이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여, 코일센서부(30)에 포함되는 제1센서군(3211)과 제2센서군(3212) 그리고 제1센서군의 홀센서가 그룹화되는 상태에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

도 7은 도 5의 제1센서군과 제2센서군이 배치되는 상태를 도시한 도면이고, 도 8은 도 5의 제1센서군과 제2센서군의 배치의 다른 예를 나타낸 도면이다. 그리고 도 9는 도 5의 제1센서군의 홀센서가 그룹화되는 상태를 도시한 도면이다.

센서모듈(320)의 제1센서군(3211)은 자극거리(Pole pitch)의

(n: 자연수)의 간격으로 영구자석과 평행하게 배치된 복수 개의 홀센서(3211h)를 포함한다. 즉, 제1센서군(3211)은 하나의 양극과 하나의 음극에 홀센서가 적어도 3개 포함하는 그룹을 의미한다.

아울러, 제2센서군(3212)은 영구자석 간 거리(Magnet pitch)의

의 간격으로 영구자석과 평행하게 배치된 복수 개의 엔코더센서(3212e)를 포함한다. 이때, 제2센서군(3212)은 하나로 형성될 수 있다.

일례로, 자극거리(Pole pitch)를 1로 하였을 때, 도 7에 도시된 바와 같이 제1센서군(3211)은 센서보드(321)에 자극거리(Pole pitch)의 1/3 간격으로 9개의 홀센서(3211h)로 형성될 수 있고, 도 8에 도시된 바와 같이 제1센서군(3211)은 센서보드(321)에 영구자석 간 거리 1/6 간격으로 18개의 홀센서(3211h)로 형성될 수 있다. 그리고 제2센서군(3212)은 영구자석 간 거리 1/4 간격으로 2개의 엔코더센서(3212e)로 형성될 수 있다.

이와 같이 제1센서군(3211)은 복수 개의 홀센서를 포함하는 구조로 형성될 수 있으나, 본 명세서상에서는 설명이 간결하고 명확해 질 수 있도록, 9개의 홀센서(3211h)로 이루어진 제1센서군(3211)을 제1센서군(3211)의 일례로 하도록 한다.

제1센서군(3211)의 홀센서(3211h) 가운데 자극거리 내에 배치되는 1n개의 홀센서는 2n개의 홀센서와 서로 다른 극성을 감지할 수 있다.

일례로, 자극거리 1에 홀센서가 1/3간격으로 3개 형성되었을 때, 제1센서군(3211)의 제1홀센서(3211h1)는 음극의 극성을 감지하고, 제2홀센서(3211h2)는 음극의 극성을 감지하고, 제3홀센서(3211h3)는 양극의 극성을 감지하다가, 제1홀센서(3211h1)는 양극의 극성을 감지하고, 제2홀센서(3211h2)는 음극의 극성을 감지하고, 제3홀센서(3211h3)는 음극의 극성을 감지한다.

이와 같이 제1센서군(3211)은 영구자석의 진입과 통과에 따라, 영구자석의 극성 변화를 신속하게 감지할 수 있다.

또한, 엔코더센서(3212e)는 영구자석 간 거리(Magnet pitch)의

간격 즉, Sin/Cos 즉, Magnet Pitch의 90° 위상 차가 나도록 2개 배치된다.

이렇게 배치된 엔코더센서(3212e)는 아날로그(Analog)신호로부터 디지털 신호를 얻을 수 있다. 이때, 디지털 신호는 운반대부(20)의 움직임 및 속도를 계산하는데 사용될 수 있다.

제1센서군(3211)과 제2센서군(3212)에서 발생 된 신호는 센서컨트롤보드(330)에 의해 처리된다.

센서컨트롤보드(330)는 전술한 바와 같이 제1센서군(3211)의 복수 개의 홀센서(3211h)를 3n개로 그룹화 한 후, 그룹화된 홀센서(3211h)로부터 데이터를 수신한다. 일례로, 센서컨트롤보드(330)는 도 9에 도시된 바와 같이, 제1홀센서 내지 제9홀센서 가운데, 제1홀센서 내지 제3홀센서를 제1그룹(Group1)으로 그룹화하고, 제2홀센서 내지 제4홀센서를 제2그룹(Group2)으로 그룹화하고, 제3홀센서 내지 제5홀센서를 제3그룹(Group3)으로 그룹화할 수 있다. 그리고 제4홀센서 내지 제6홀센서를 제4그룹(Group4)으로 그룹화하고, 제5홀센서 내지 제7홀센서를 제5그룹(Group5)으로 그룹화하고, 제6홀센서 내지 제8홀센서를 제6그룹(Group6)으로 그룹화할 수 있다. 그리고 제7홀센서 내지 제9홀센서를 제7그룹(Group7)으로 그룹화할 수 있다. 즉, 센서컨트롤보드(330)는 9개의 홀센서(3211h) 가운데 3개의 홀센서(3211h)를 그룹화하며 총 7개의 홀센서그룹을 형성할 수 있다.

이때, 각 그룹에 포함되는 3개의 홀센서는 전술한 바와 같이, 배치되는 특성 상, 적어도 하나의 홀센서는 다른 홀센서들과 다른 극성에 위치하며 서로 다른 신호를 출력한다.

센서컨트롤보드(330)는 각 홀센서그룹의 홀센서로부터 출력되는 서로 다른 신호를 연산하여, 구동드라이버의 오프상태, 구동 준비 상태 및 구동 상태 등으로 분류 및 정의할 수 있다. 그리고 분류 및 정의하여 생성된 제어 정보를 구동드라이버부(40)에 전송할 수 있다.

이하, 도 10 및 도 12를 참조하여, 코일센서모듈이 작동되는 상태에 대해 설명한다.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예의 운반대부가 이동될 때, 코일센서모듈이 작동되는 상태를 도시한 도면이다.

먼저, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 운반대부(20)가 프레임부(10) 외부에 위치하여, 코일센서부(30)의 일측에 위치한 제1센서군(3211)과 제2센서군(3212)에 어떠한 신호도 발생하지 않게 되면, 센서컨트롤보드(330)는 구동드라이버부(40)에 오프 상태 신호를 전송한다.

이후, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 운반대부(20)가 프레임부(10) 일측으로 진입하여, 제1센서군(3211)의 절반 미만에 해당하는 홀센서들이 이를 감지하여 온 신호를 출력하고 제2센서군(3212)에서는 아무런 신호가 출력되지 않게 되면, 센서컨트롤보드(330)는 구동드라이버부(40)를 오프 상태로 유지시킨다.

반면, 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이, 도 10의 (b) 이후 운반대부(20)가 프레임부(10)의 내부로 점차 진입하며, 제1센서군(3211)의 절반 이상의 홀센서들 즉, 제1홀센서 내지 제5홀센서가 온 신호를 출력하고, 제2센서군(3212)에서 디지털 신호가 출력되면, 센서컨트롤보드(330)는 구동드라이버부(40)로 온 상태 신호를 전송한다.

이때, 도 11의 (d)에 도시된 바와 같이, 제2센서군(3212)과 구동드라이버부(40)가 구동된 상태에서, 운반대부(20)가 지속하여 이동하면, 센서컨트롤보드(330)는 제2센서군(3212)에서 발생되는 펄스를 계산하며 구동드라이버부(40)에 온 상태 신호를 전송한다.

아울러, 도 11의 (e)와 (f)에 도시된 바와 같이, 운반대부(20)가 코일센서부(30)의 타측에 위치한 제1센서군(3211)의 절반 이상의 홀센서(3211h)와 제2센서군(3212)의 모든 엔코더센서(3212e)를 통과하고, 정해진 전환 위치에 도달하면, 센서컨트롤보드(330)는 일측의 엔코더센서에서 타측의 엔코더센서로 카운트를 하도록 하고, 전환된 엔코더센서에서 발생 되는 엔코더 신호를 계산하여, 구동드라이버부(40)에 상태 신호를 전송한다.

아울러, 도 12의 (g)에 도시된 바와 같이, 운반대부(20)가 프레임부(10)의 타측으로 이동하며, 제1센서군(3211)의 절반 미만의 홀센서들이 이를 감지하고, 제2센서군(3212)의 모든 엔코더센서(3212e)로부터 디지털 신호가 출력되며, 모듈상의 엔코더 카운트가 종료위치에 이르면, 센서컨트롤보드(330)는 구동드라이버부(40)에 구동 종료 신호를 전송할 수 있다.

그리고 도 12의 (h)에 도시된 바와 같이, 운반대부(20)가 프레임부(10)의 타측으로 이동하며, 제1센서군(3211)에 어떠한 신호도 발생하지 않게 되면, 센서컨트롤보드(330)는 타측의 엔코더센서에서 일측의 엔코더센서로 카운트 연산을 하도록 하고, 전환된 엔코더센서에서 발생 되는 펄스를 계산할 수 있도록 한다. 그리고 구동드라이버부(40)에 오프 상태 신호를 전송할 수 있다.

즉, 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같은 코일센서모듈(320)의 센서모듈(320)은 운반대부(20)의 길이에 따라 엔코더센서의 시작 위치와 종류 위치를 정의할 수 있다. 이때, 센서모듈의 카운트는 진입 방향에 따라 제2센서군의 시작 위치 또는 제2센서군의 종료 위치부터 시작될 수 있다. 그리고 이때 시작되는 카운트는 운반대부의 진행 방향에 따라 증감된다.

이와 같이, 센서모듈(320)이 작동함에 따라, 운반대부(20)가 코일모듈(310)에 진입한 경우에도 운반대부의 위치를 정확하게 파악할 수 있다.

이하, 도 13을 참조하여 다른 실시예의 센서모듈에 대해 설명한다.

여기서, 기술되는 다른 실시예의 센서모듈은 전술한 센서모듈의 엣지센서군(3213)을 더 포함하는 센서모듈을 의미한다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예의 센서모듈을 나타낸 도면이다.

센서모듈(320)은 제1센서군(3211)을 기준으로 센서보드의 상측에 적어도 하나의 홀센서로 형성된 제1엣지센서(32131)와 센서보드의 하측에 적어도 하나의 홀센서로 형성된 제2엣지센서(32132)가 서로 대칭되도록 배치된 엣지센서군(3213)을 더 포함할 수 있다.

도 13의 (a)에 도시된 바와 같이 제1엣지센서(32131)와 제2엣지센서(32132)는 코일모듈과 가장 인접한 센서보드 상의 위쪽 및 아래쪽에 각각 배치될 수 있다.

아울러, 제1엣지센서(32131)와 제2엣지센서(32132)는 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1센서군(3211)을 기준으로 대칭되도록, 제1센서군(3211)의 상측의 양측과 하측의 양측에 각각 형성될 수 있다.

이와 같이 형성된 엣지센서군(3213)은 이동하는 운반대부(20)를 감지하며 운반대부(20)를 제1이동방향에서 제2이동방향으로 전환될 수 있도록 하거나, 최초 진입되는 운반대부(20)가 제1이동방향(MH, 도 14참조)으로 진입되었는지 또는 제2이동방향(MV, 도 14참조)으로 진입되었는지를 정확하게 판별할 수 있도록 한다.

아울러, 엣지센서군(3213)은 코일모듈의 일측에 있는 센서보드와 타측에 있는 센서보드에 모두 설치되어, 운반대부(20)가 제1이동방향으로 진입할 때, 이를 정상진입으로 감지할 수 있다. 한편, 운반대부(20)가 제2이동방향으로 진입할 때, 이를 비정상 진입으로 감지할 수 있다.

아울러, 여기서 의미하는 정상진입은 운반대부가 도 4에 도시된 코일센서모듈의 코일센서의 좌측에 있는 제1센서보드와 우측에 있는 제2센서보드로 진입하여, 정확한 위치 파악이 가능한 진입 상태를 의미할 수 있다.

그리고 비정상 진입은 제1센서보드와 제2센서보드로 운반대부가 일정한 규칙없이 진입하여 정확한 초기 위치의 파악이 어려운 진입 상태를 의미할 수 있다.

이하, 도 14 및 도 15를 참조하여, 엣지센서군(3213)의 작동에 대해 설명하도록 한다.

다만, 본 명세서상에서는 설명이 간결하고 명확해 질 수 있도록, (b)에 도시된 바와 같이, 형성된 제1엣지센서(32131)와 제2엣지센서(32132)를 기준으로 하여 엣지센서군(3213)의 작동에 대해 설명한다.

도 14는 도 13의 센서모듈이 설치된 프레임부를 운반대부가 이동하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 15는 도 13의 코일센서모듈의 엣지센서군에 비정상적으로 진입하는 운반대부를 감지하는 엣지센서군의 상태를 나타낸 도면이다.

먼저, 엣지센서군(3213)의 작동을 설명하기 앞서, 프레임부(10) 상에는 프레임부(10)의 길이방향으로 설치된 코일센서부(30H)와 프레임부(10)의 너비방향으로 설치된 코일센서부(30V)가 설치될 수 있다.

이와 같이 설치된 코일센서부(30H, 30V)의 엣지센서군(3213)은 이동하는 운반대부(20)를 감지할 수 있다. 이때, 길이방향으로 설치된 코일센서부(30H)의 제1엣지센서(3213Ha, 3213Hb)는 운반대부(20)를 제2엣지센서(3213Hc, 3213Hd)보다 먼저 감지하고, 너비방향으로 설치된 코일센서부(V30)의 제1엣지센서(3213Va, 3213Vb)와 제2엣지센서(3213Vc, 3213Vd)는 운반대부(20)를 동시에 감지할 수 있다.

너비방향으로 설치된 코일센서부(30V)에서 운반대부(20)가 감지되면, 컴퓨터를 이용해, 회전레일(112)을 미작동 상태로 유지시키며 수평자석모듈(220)과 길이방향으로 설치된 코일센서부(30H) 간 형성되는 자기력 및 전기력을 통해 운반대부(20)는 진입한 방향 즉, 제1이동방향(MH)으로 이동할 수 있다.

또는, 너비방향으로 설치된 코일센서부(30V)에서 운반대부(20)가 감지되면, 컴퓨터를 이용해 회전레일(112)을 반시계방향으로 회전시킬 수 있다. 이때, 운반대부(20)는 수직자석모듈(220)과 코일센서부(30)간 형성되는 자기력 및 전기력을 통해 제1이동방향(MH)과 수직한 방향인 제2이동방향(MV)으로 이동할 수 있다.

즉, 운반대부(20)는 수직자석모듈(220)과 길이방향으로 설치된 코일센서부(30H) 그리고 수평자석모듈(220)과 너비방향으로 설치된 코일센서부(30V)를 이용하여 제1이동방향에서 제2이동방향으로 수직 전환하여 이동할 수 있다.

아울러, 엣지센서군(3213)은 운반대부(20)가 도 15에 도시된 바와 같이 좌표축의 X축 방향 다시 말해, 제1엣지센서(32131)와 제2엣지센서(32132)에 접하는 경우, 엣지센서군(3213)은 이를 운반대부(20)가 수직방향으로 진입하는 상태 또는 비정상적으로 진입하는 상태로 감지할 수 있다.

이와 같이, 엣지센서군(3213)은 운반대부(20)가 제1엣지센서(32131)와 제2엣지센서(32132)에 동시에 접하거나, 순차적으로 점하는 것을 통해, 운반대부(20)의 진입 상태 여부를 정상 진입 및 비정상 진입로 정확하게 파악할 수 있다.

특히, 엣지센서군(3213)은 운반대부(20)가 비정상 진입 시, 전원리셋을 작동시키고, 엔코더 펄스 계산을 초기화 작동시킨 후, 제2센서군(3212)이 작동되도록 할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

1: 운반대 진입 상태를 감지하는 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템
10: 프레임부 110: 가이드레일
111: 고정레일 112: 회전레일
20: 운반대부 210: 이동모듈
220: 자석모듈 220H: 수평자석모듈
220V: 수직자석모듈 230: 로딩판모듈
30: 코일센서부 310: 코일모듈
320: 센서모듈 321: 센서보드
3211: 제1센서군 3211h: 홀센서
3212: 제2센서군 3212e: 엔코더센서
330: 센서컨트롤보드 3213: 엣지센서군
32131: 제1엣지센서 32132: 제2엣지센서
3213h: 홀센서 40: 구동드라이버부
50: 제어부

Claims (6)

1. 가이드레일이 설치된 프레임부;
   상측면에 운반대상물이 탑재되는 로딩판모듈의 하측면 모서리에 각각 연결되어 상기 가이드레일 상에서 왕복 운동하는 이동모듈과 상기 로딩판모듈의 모서리에 설치된 상기 이동모듈 간 사이에 상기 가이드레일을 따라, 복수 개의 영구자석이 양극과 음극이 교대로 마주보도록 배열된 자석모듈이 설치된 로딩판모듈을 포함하는 운반대부;
   상기 이동모듈은 상기 로딩판모듈의 하측면에 모서리에 각각 연결되는 상기 가이드레일에 일정 간격으로 배치되며 상기 자석모듈과 자기력을 발생시키는 코일모듈과 상기 코일모듈을 중심으로 일측과 타측에 배치된 센서보드에 자극거리(Pole pitch)의

   

   (n: 자연수)에 해당하는 간격으로 상기 영구자석과 평행하게 복수 개의 홀센서가 배치되어,
   상기 자극거리 내에 배치되는 1n개의 홀센서는 2n개의 홀센서와 서로 다른 극성을 감지하는 제1센서군과
   상기 센서보드에 상기 영구자석 간 거리(Magnet pitch)의

   

   에 해당하는 간격으로 상기 영구자석과 평행하게 복수 개의 엔코더센서가 배치된 하나의 제2센서군을 갖는 센서모듈 그리고 복수 개의 상기 홀센서를 3n개로 그룹화하여, 그룹화된 상기 홀센서로부터 데이터를 수신하는 센서컨트롤보드를 포함하는 코일센서부; 및
   상기 센서컨트롤보드와 연결되어 데이터를 수신하여 상기 코일모듈에 입력되는 전류를 제어하는 구동드라이버부를 포함하되,
   상기 복수 개의 엔코더센서는 영구자석의 위상 차가 90°나도록 두 개 배치되어, 수신되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 얻을 수 있고,
   상기 센서컨트롤보드는 상기 제1센서군의 홀센서를 3n개로 그룹화하여 데이터를 수신하되, 두 개의 센서보드에 설치된 복수 개의 홀센서들에서 수신되는 데이터를 처리하고, 상기 제1센서군에 포함되는 상기 홀센서가 절반 이상 온(on) 되면, 복수 개의 엔코더센서를 작동시키고,
   상기 코일센서부는 상기 제1센서군을 기준으로 상기 센서보드의 상측에 적어도 하나의 홀센서로 형성된 제1엣지센서와 상기 센서보드의 하측에 적어도 하나의 홀센서로 형성된 제2엣지센서가 서로 대칭되도록 배치된 엣지센서군을 더 포함하고,
   상기 엣지센서군은 상기 운반대부가 제1엣지센서와 제2엣지센서에 동시에 접하였을 때 비정상 진입으로 감지하고, 상기 제1엣지센서와 상기 제2엣지센서에 순차적으로 접하였을 때 정상 진입으로 감지하는, 운반대 진입 상태를 감지하는 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 가이드레일은, 상기 프레임부에 고정된 고정레일과 일면이 상기 고정레일과 접하며, 상기 프레임부에서 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하는 회전레일을 포함하는, 운반대 진입 상태를 감지하는 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 로딩판모듈은 베어링을 포함하고, 상기 이동모듈은 상기 베어링에 축 연결되어 상기 회전레일의 회전방향과 대응하여 회전하는, 운반대 진입 상태를 감지하는 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 엣지센서군은, 상기 센서보드 상에 상기 코일모듈과 가장 근접 한 위치에 배치되는, 운반대 진입 상태를 감지하는 선형모터제어장치를 포함하는 반송시스템.

Images