KR101950332B1 - 부품 공급장치 - Google Patents

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서형진
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(주)산쇼코리아
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Abstract

본 발명은 미리 설정된 정렬방향 및 상/하면이 반전되지 않은 정자세를 갖는 부품들을 선별하여 이송수단을 통해 후속 공정으로 공급하는 부품 공급장치에 관한 것으로서, 본체 및 상기 본체 상부에 회전 가능하게 설치되고, 외부로부터 공급되는 부품들이 안착되는 회전 스테이지 및 상기 회전 스테이지에 회전력을 제공하는 회전력 제공수단 및 상기 본체 일측에 설치되고, 상기 회전 스테이지의 저면 일측을 타격하여 상기 부품들이 미리 설정된 정렬방향 및 정자세를 취하도록 유도하는 타격수단 및 상기 회전 스테이지에 안착된 부품들을 촬영하는 촬영수단 및 상기 촬영수단에 의해 촬영된 영상을 분석하여 미리 설정된 정렬방향 및 정자세를 취한 부품들을 선별하는 영상분석수단을 포함하여 이루어진다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 공급되는 부품의 형상에 구애받지 않아 다양한 형상을 가지는 다종의 부품들의 선별작업에 유동적으로 대응할 수 있게 된다.
또한, 공급되는 부품들의 정렬 방향 뿐 아니라 상/하부가 반전된 역자세의 부품들까지도 정자세로 용이하게 정렬하여 공급함에 따라 부품을 실장하는 후속공정에서 제품의 불량이 발생되는 것을 확실하게 방지할 수 있게 된다.

Description

부품 공급장치{The apparatus for feeding parts}
본 발명은 부품 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공급되는 부품의 형상에 구애받지 않고, 공급되는 부품의 정렬 방향 뿐 아니라 상/하면이 반전된 역자세의 부품까지도 상/하면이 반전되지 않은 정자세로 용이하게 정렬하여 공급할 수 있도록 한 부품 공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 부품 공급장치는 불량부품을 선별하거나 부품의 실장을 위해 원하는 방향으로 부품을 신속하게 정렬하기 위해 사용된다.
한편, 종래의 부품 공급장치들은 나선상의 이동로가 형성된 피더에 진동을 인가하여 단순히 이동로를 따라 이송되는 부품들의 정렬 방향만을 정렬하여 후속공정으로 부품을 공급한다.
그러나, 위와 같은 종래의 부품 공급장치들은 공급되는 부품이 나선상의 이동로의 제한된 공간 안에 수용되어야 함에 따라 정렬하여 공급하고자 하는 부품의 형상이 제한될 뿐 아니라 나선상의 이동로에 진동을 인가하여 단순히 부품의 정렬 방향만을 정렬하여 후속공정으로 공급함에 따라 상/하면이 반전된 역자세의 부품의 경우에는 상/하면이 반전되지 않은 정자세로 정렬하여 공급하기 어려운 문제가 발생하게 된다.
이에 따라 부품이 제대로 정렬되지 않은 상태로 제품에 실장되어 결국 제조되는 제품의 불량을 초래하는 문제가 발생하게 된다.
일본실용신안등록공보 제2504933호 “진동 부품 공급 장치”
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 공급되는 부품의 형상에 구애받지 않고, 공급되는 부품의 정렬 방향 뿐 아니라 상/하부가 반전된 역자세의 부품까지도 정자세로 용이하게 정렬하여 공급할 수 있도록 한 부품 공급장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 미리 설정된 정렬방향 및 상/하면이 반전되지 않은 정자세를 갖는 부품들을 선별하여 이송수단을 통해 후속 공정으로 공급하는 부품 공급장치에 있어서, 본체 및 상기 본체 상부에 회전 가능하게 설치되고, 외부로부터 공급되는 부품들이 안착되는 회전 스테이지 및 상기 회전 스테이지에 회전력을 제공하는 회전력 제공수단 및 상기 본체 일측에 설치되고, 상기 회전 스테이지의 저면 일측을 타격하여 상기 부품들이 미리 설정된 정렬방향 및 정자세를 취하도록 유도하는 타격수단 및 상기 회전 스테이지에 안착된 부품들을 촬영하는 촬영수단 및 상기 촬영수단에 의해 촬영된 영상을 분석하여 미리 설정된 정렬방향 및 정자세를 취한 부품들을 선별하는 영상분석수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 공급장치가 제공된다.
여기서, 상기 회전 스테이지는 광투과성 재질로 형성되되, 상기 촬영수단과 대응되는 상기 본체 일측에 설치되고, 상기 회전 스테이지의 하부에서 상부로 광을 조사하여 상기 회전 스테이지 상에 균일색의 배경을 형성하는 조명수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 회전 스테이지의 상면은 홈구조, 돌기구조 또는 기모구조 중 선택된 어느 하나의 구조에 의해 조면처리가 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 본체 일측에 설치되되, 상기 타격수단과 대응되는 상기 회전 스테이지의 상부에 수평하게 배치되고, 상기 타격수단의 타격으로 발생되는 충격에 의해 상기 부품들이 상기 회전 스테이지의 외부로 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지 플레이트 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
아울러, 상기 본체 일측에 설치되되, 상기 회전 스테이지 상부에 상기 회전 스테이지의 반경 방향으로 수직하게 배치되고, 하단이 상기 회전 스테이지의 상면과 일정 간격 이격되게 배치되어 상기 회전 스테이지 상에서 상호 적층된 부품들을 상기 회전 스테이지 상에서 분산 배치시키는 분산 플레이트를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 공급되는 부품의 형상에 구애받지 않아 다양한 형상을 가지는 다종의 부품의 선별작업에 유동적으로 대응할 수 있게 된다.
또한, 공급되는 부품의 정렬 방향 뿐 아니라 상/하부가 반전된 역자세의 부품까지도 정자세로 용이하게 정렬하여 공급함에 따라 부품을 실장하는 후속공정에서 제품의 불량이 발생되는 것을 확실하게 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 부품 공급장치의 일례를 도시한 종단면도.
도 2는 본 발명에 따른 부품 공급장치의 본체의 일례를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 부품 공급장치의 본체 내부 구성을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 부품 공급장치의 회전 스테이지의 일례를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 부품 공급장치의 회전 스테이지의 다른 일례를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 부품 공급장치의 일례를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 부품 공급장치의 일례를 도시한 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 부품 공급장치의 다른 일례를 도시한 사시도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 부품 공급장치의 일례를 도시한 종단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 부품 공급장치의 본체의 일례를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 부품 공급장치의 본체 내부 구성을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 부품 공급장치의 회전 스테이지의 일례를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 부품 공급장치의 회전 스테이지의 다른 일례를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 부품 공급장치의 일례를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 부품 공급장치의 일례를 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 부품 공급장치(1)는 미리 설정된 정렬방향 및 상/하면이 반전되지 않은 정자세를 갖춘 부품(P)들을 선별하여 이송수단을 통해 후속 공정으로 공급하기 위한 것으로서, 본체(10), 회전 스테이지(20), 회전력 제공수단(30), 타격수단(40), 촬영수단(50), 영상분석수단(미도시), 조명수단(60), 이탈방지 플레이트(70) 및 분산 플레이트(80)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 본 발명의 이송수단은 도 7에 도시된 바와 같이, 전후, 좌우 및 상하의 6축 방향으로 변위 가능한 복수의 관절을 가지는 이송로봇(R)이 사용될 수 있으며, 이러한 이송로봇(R)은 선단에 적어도 하나의 부품(P)을 파지할 수 있는 클램프가 형성된다. 이하에서는 이송수단을 이송로봇(R)으로 명명하여 설명하기로 한다.
본체(10)는 후술하는 회전 스테이지(20), 회전력 제공수단(30), 타격수단(40), 조명수단(60), 이탈방지 플레이트(70) 및 분산 플레이트(80)의 설치영역을 제공하는 것으로서, 베이스 플레이트(11), 상부 플레이트(12), 이탈방지 턱(13) 및 지지 프레임(14)을 포함한다.
베이스 플레이트(11)는 원판 형상으로 형성되고, 설치대상영역의 지면에 설치된다.
상부 플레이트(12)는 베이스 플레이트(11)와 대응되는 원판 형상으로 형성되고, 베이스 플레이트(11)의 상부에 이격되게 배치된다.
이러한 상부 플레이트(12)는 후술하는 회전력 제공수단(30)의 회전축(31)이 상부로 노출되도록 중앙에 원형의 홀(12a)이 형성되고, 후술하는 조명수단(60)이 상부로 노출되어 회전 스테이지(20)의 저면에 광을 조사할 수 있도록 가장자리 일측에 개구(12b)가 형성된다.
본 실시예에서는 조명수단(60)의 광을 회전 스테이지(20)의 저면으로 조사하기 위해 상부 플레이트(12)의 가장자리 일측에 개구(12b)를 형성하는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상부 플레이트(12)를 광투과성 재질로 형성하는 방법을 채용할 수도 있다.
또한, 상부 플레이트(12)는 타격수단(40)의 타격헤드(42)가 상부 플레이트(12)의 상부로 이동될 수 있도록 타격수단(40)의 타격헤드(42)와 대응되는 타측에 슬릿(S)이 더 형성된다.
이탈방지 턱(13)는 상부 플레이트(12) 상면 둘레를 따라 상방으로 돌출 형성되고, 후술하는 회전 스테이지(20) 상에 안착된 부품(P)들이 회전 스테이지(20)의 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해 본체 외부로 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다.
지지 프레임(14)은 막대 형상으로서 복수개가 베이스 플레이트(11) 및 상부 플레이트(11)의 가장자리를 따라 일정 간격 이격되게 배치되며, 양단이 베이스 플레이트(11) 및 상부 플레이트(12) 간에 결합되어 베이스 플레이트(11) 및 상부 플레이트(12)를 지지하는 역할을 한다.
회전 스테이지(20)는 탄성과 광투과성을 가지는 원판 형상으로 형성되고, 중앙이 회전력 제공수단(30)의 회전축(32)에 결합되어 상부 플레이트(12)의 상부에 회전 가능하게 결합된다.
이러한 회전 스테이지(20)는 안착된 부품(P)들이 회전력을 충분히 제공받아 후술하는 타격수단(40)의 타격에 의해 상/하면이 반전된 역자세의 부품(P)이 상/하면이 반전되지 않은 정자세를 취할 수 있도록 표면에 마찰계수가 높은 실리콘 재질을 코팅하는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 회전 스테이지(20)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상면에 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치되는 방사상의 홈(21)이 형성되는 구조, 도 5에 도시된 바와 같이, 상면에 미세한 복수개의 돌기(22)가 형성되는 구조를 통해 평탄도는 유지할 수 있는 조면처리가 이루어진 것을 특징으로 한다.
아울러, 전술한 조면처리는 도면에 도시하진 않았으나, 회전 스테이지(20)의 상면에 미세한 기모구조가 형성되는 구조를 취할 수도 있다.
위와 같이, 회전 스테이지(20)의 상면에 조면처리를 실시하는 이유는 후술하는 조명수단(60)에 의해 회전 스테이지(20)의 하부에서 조사되는 광이 난반사를 발생시켜, 조도 및 색채가 균일한 배경을 형성하기 위함이다.
회전력 제공수단(30)은 회전 스테이지(20)에 회전력을 제공하기 위한 것으로서, 베이스 플레이트(11)의 상부에 설치되는 서보모터(31) 및 회전축(32)을 포함하며, 회전축(31)은 상부 플레이트(11)의 중앙에 형성된 홀(12a)을 통해 상부 플레이트(12)의 상부로 노출되도록 설치된다.
여기서, 본 발명은 회전력 제공수단(30)의 구동을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 더 포함하며, 회전력 제공수단(30)은 이러한 제어수단의 구동신호에 따라 회전방향, 회전속도가 제어되거나 구동 및 미구동됨에 따라 회전 스테이지(20) 상에 안착되는 부품(P)들에 가속도변화 또는 원심력 등을 발생시켜 다양한 방향으로 전환될 수 있는 힘을 부여하게 된다.
위와 같은 회전력 제공수단(30)의 구동 제어를 통해 회전 스테이지(20) 상에 안착된 부품(P)들이 미리 설정된 정렬 방향 및 상/하면이 반전되지 않은 정자세로 전환되는 확률이 증가하게 된다.
타격수단(40)은 회전 스테이지(20)의 저면을 타격하여 회전 스테이지(20) 상에 안착된 부품(P)들이 다양한 방향으로 전환될 수 있는 힘을 부여하는 것으로서, 엑츄에이터(41) 및 타격헤드(42)를 포함한다.
엑츄에이터(41)는 상부 플레이트(12)의 하부에 설치되고 타격헤드(42)를 상하 방향으로 이동시키는 역할을 한다.
타격헤드(42)는 엑츄에이터(41)의 상부에 설치되고, 엑츄에이터(41)가 구동되면 상부 플레이트(12)에 형성된 슬릿(S)을 통해 상하 방향으로 이동하면서 회전 스테이지(20)의 저면을 타격하는 역할을 한다.
이러한 타격수단(40)은 전술한 제어부에 의해 회전 스테이지(20)의 저면을 타격하는 타격 강도, 타격 횟수, 타격 시간의 간격 등이 제어될 수 있다.
예를 들면, 타격수단(40)은 회전 스테이지(20) 상에서 역자세를 취한 부품(P)들이 정자세로 충분히 유도될 수 있도록 회전 스테이지(20)의 저면에 강도가 큰 1회의 타격을 가할 수도 잇으며, 회전 스테이지(20) 상의 부품(P)들이 미리 설정된 정렬방향으로 정렬될 수 있도록 회전 스테이지(20)의 저면에 강도가 약한 다수회의 타격을 일정 시간 간격으로 연속적으로 가할 수도 있다.
촬영수단(50)은 본체(10) 외측에 설치되는 별도의 프레임(F)에 일측에 설치되고, 회전 스테이지(20)의 상부에서 회전 스테이지(20) 상에 안착되는 부품(P)들의 영상을 촬영하는 역할을 한다.
영상분석수단(미도시)은 촬영수단(50)으로부터 제공받은 영상을 분석하여 회전 스테이지(20) 상에 안착된 부품(P)들의 공급량, 부품(P)들의 정렬 방향 및 부품(P)들의 역자세 또는 정자세 여부를 검출하는 역할을 한다.
조명수단(60)은 상부 플레이트(12)에 형성된 개구(12b)와 대응되는 베이스 플레이트(11) 상에 별도의 서포트 프레임(SF)을 통해 설치되고, 회전 스테이지(20)의 저면에 광을 조사함으로써, 회전 스테이지(20) 상에 안착된 부품(P)들 테두리가 회전 스테이지(20)의 배경과 명확하게 구분되도록 하는 역할을 한다.
이탈방지 플레이트(70)는 타격수단(40)과 대응되는 회전 스테이지(20)의 상부에 수평하게 배치되고, 타격수단(40)의 타격으로 발생되는 충격에 의해 회전 스테이지(20) 상에 안착된 부품(P)들이 회전 스테이지(20)의 외부로 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다.
분산 플레이트(80)는 이탈방지 플레이트(70)의 양측방에 설치되되, 회전 스테이지(20)의 반경 방향으로 수직하게 배치되고, 하단이 회전 스테이지(20)의 상면과 일정 간격 이격되게 배치된다.
이러한 분산 플레이트(80)는 회전 스테이지(20) 상에서 상호 적층된 부품(P)들을 회전 스테이지(20) 상에서 분산 배치되도록 하는 역할을 한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 부품 공급장치(1)는 호퍼(H)로부터 회전 스테이지(20)로 부품(P)들이 공급되는 부품 공급과정과, 회전 스테이지(20) 상에 공급되어 적층된 상태의 부품(P)들을 회전 스테이지(20) 상에 골고루 분산시킴과 아울러 회전 스테이지(20) 상의 부품(P)들을 미리 설정된 정렬방향 및 상/하면이 반전되지 않은 정자세로 전환하는 확산 굴림과정과, 이송로봇(R)이 미리 설정된 정렬방향 및 상/하면이 반전되지 않은 정자세로 전환된 부품(P)들 중 적어도 하나의 선택하여 이송하는 순서를 결정하고, 해당 순서에 따라 후속 공정으로 이송하는 유지 이송과정을 반복해서 시행하게 된다.
한편, 부품(P) 공급과정에서는 영상분석수단의 영상 분석에 의해 회전 스테이지(20) 상에 공급되는 부품(P)들의 공급량 감소가 감지되면, 외부에 설치된 별도의 진동형 피더로부터 호퍼(H)로 부품(P)들을 공급하여 이를 보충할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 부품 공급장치(1)는 회전 스테이지(20)의 회전방향, 회전속도 제어, 회전 및 정지에 따라 회전 스테이지(20) 상에 안착된 부품(P)들에 가속도변화 및 원심력 등이 작용함과 동시에 타격수단(40)을 통해 회전 스테이지(20)에 강한 충격을 인가함에 따라 회전 스테이지(20) 상에 안착된 부품(P)들의 미리 설정된 정렬 방향 뿐 아니라 상/하부가 반전된 역자세의 부품(P)들까지로 정자세로 용이하게 정렬하여 공급할 수 있게 된다.
이에 따라, 부품(P)을 실장하는 후속공정에서 제품의 불량이 발생되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 부품 공급장치의 다른 일례를 도시한 사시도.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 부품 공급장치(1)는 서로 다른 종류의 부품(P)들을 투입하는 복수개의 호퍼(H)를 구비하여 서로 다른 종류의 부품(P)들을 동시에 회전 스테이지(20) 상에 공급하고, 영상분석수단을 통해 미리 설정된 정렬방향 및 정자세를 취한 부품(P)을 선별하여 이송로봇(R)을 통해 선별된 서로 다른 종류의 부품(P)들을 해당하는 후속 공정으로 이송하도록 구성할 수도 있다.
이는 본 발명이 개방된 회전 스테이지(20) 상에서 정렬됨에 따라 형상에 구애받지 않기 때문이며, 위와 같이 구성함으로써, 다수의 부품(P)을 필요로 하는 제품의 조립공정에 자동화를 기할 수 있게 되어 이에 따른 설비 비용 및 운용 비용을 크게 절감할 수 있게 된다.
비록 본 발명이 상기 바람직한 실시 예들과 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허 청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
1 : 부품 공급장치 10 : 본체
11 : 베이스 플레이트 12 : 상부 플레이트
12a : 홀 12b : 개구
13 : 이탈방지 턱 14 : 지지 프레임
20 : 회전 스테이지 21 : 홈
22 : 돌기 30 : 회전력 제공수단
31 : 서보모터 32 : 회전축
40 : 타격수단 41 : 엑츄에이터
42 : 타격헤드 50 : 촬영수단
60 : 조명수단 70 : 이탈방지 플레이트
80 : 분산 플레이트 R : 이송로봇
H : 호퍼 F : 프레임
SF : 서포트 프레임 S : 슬릿

Claims (5)

  1. 미리 설정된 정렬방향 및 상/하면이 반전되지 않은 정자세를 갖는 부품들을 선별하여 이송수단을 통해 후속 공정으로 공급하는 부품 공급장치에 있어서,
    본체와;
    탄성과 광투과성을 가지는 재질로서 상기 본체 상부에 회전 가능하게 설치되고, 외부로부터 공급되는 부품들이 안착되는 상면이 홈구조, 돌기구조 또는 기모구조 중 선택된 어느 하나의 구조에 의해 조면처리된 회전 스테이지와;
    상기 회전 스테이지에 회전력을 제공하는 회전력 제공수단과;
    상기 본체 일측에 설치되고, 상기 회전 스테이지의 저면 일측을 타격하여 상기 부품들이 미리 설정된 정렬방향 및 정자세를 취하도록 유도하는 타격수단과;
    상기 회전 스테이지에 안착된 부품들을 촬영하는 촬영수단과;
    상기 촬영수단과 대응되는 상기 본체 일측에 설치되고, 상기 회전 스테이지의 하부에서 상부로 광을 조사하여 상기 회전 스테이지 상에 균일색의 배경을 형성하는 조명수단과;
    상기 촬영수단에 의해 촬영된 영상을 분석하여 미리 설정된 정렬방향 및 정자세를 취한 부품들을 선별하는 영상분석수단과;
    상기 회전 스테이지의 저면 일측을 타격하는 상기 타격수단의 타격 강도, 타격 횟수 및 타격 시간의 간격을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 공급장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체 일측에 설치되되,
    상기 타격수단과 대응되는 상기 회전 스테이지의 상부에 수평하게 배치되고, 상기 타격수단의 타격으로 발생되는 충격에 의해 상기 부품들이 상기 회전 스테이지의 외부로 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지 플레이트 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 공급장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체 일측에 설치되되,
    상기 회전 스테이지 상부에 상기 회전 스테이지의 반경 방향으로 수직하게 배치되고, 하단이 상기 회전 스테이지의 상면과 일정 간격 이격되게 배치되어 상기 회전 스테이지 상에서 상호 적층된 부품들을 상기 회전 스테이지 상에서 분산 배치시키는 분산 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 공급장치.
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