KR101977429B1 - 진동식 부품 반송 장치 - Google Patents

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Abstract

복합 진동식의 부품 반송 장치에 있어서, 부품 반송에 적합한 원하는 진동을 용이하게 부품 반송 부재에 부여할 수 있도록 한다. 트로프(부품 반송 부재)가 부착되는 상부 진동체(2)와 베이스(3) 사이에 중간 진동체(4)를 설치하고, 중간 진동체(4)와 베이스(3)를 2개의 수평 진동용 판스프링(5)으로 연결하고, 상부 진동체(2)와 중간 진동체(4)를 수직 진동용 판스프링(6)으로 연결한 진동식 부품 반송 장치에 있어서, 각 수평 진동용 판스프링(5)을, 부품 반송 방향(X 방향)과 직교하는 동일 수평선상의 2개소의 고정 위치에서 고정하도록 하고, 그 2개소의 고정 위치의 위치 관계가 부품 반송 방향에서 교체되도록 배치했다. 이에 따라, 수평 방향의 진동에 기인하는 수직 방향의 진동의 발생을 억제하고, 수평면내에서 부품 반송 방향과 직교하는 방향(Y 방향)의 진동도 억제할 수 있어, 그 결과, 부품 반송에 적합한 원하는 진동을 용이하게 트로프에 부여할 수 있다.

Description

진동식 부품 반송 장치{VIBRATING ARTICLE-CONVEYING APPARATUS}
본 발명은, 가진 기구의 구동에 의해 부품 반송 부재를 진동시켜 부품을 반송하는 진동식 부품 반송 장치에 관한 것이다.
진동식 부품 반송 장치에는, 부품 반송 부재에 대하여 부품 반송에 최적의 진동을 부여하는 것을 목적으로, 수직 방향을 향하는 수평 진동용 판스프링으로 베이스와 중간 진동체를 연결하고, 수평 방향을 향하는 수직 진동용 판스프링으로 부품 반송 부재와 중간 진동체를 연결하여, 부품 반송 부재의 수평 방향(부품 반송 방향)의 진동과 수직 방향의 진동을 각각 조정할 수 있는 구성으로 한 복합 진동식인 것이 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
그러나, 상기와 같은 복합 진동식의 부품 반송 장치는, 수평 진동용 판스프링이 수직 방향의 2개소의 고정 위치에서 고정되어 있기 때문에, 수평 방향으로 진동할 때에 수직 방향으로도 진동을 발생시켜 버린다. 또한, 통상, 부품 반송 부재(이것에 부착되는 상부 진동체 등도 포함)의 무게 중심(G)과 지점(支点)의 높이 방향 위치에 차이가 있기 때문에, 부품 반송 부재가 수평 방향으로 변위했을 때에 무게 중심(G) 둘레의 회전 운동(이하 「피칭 운동」이라고 칭함)이 생겨 버린다. 따라서, 실제로 부품 반송 부재에 원하는 진동을 부여할 수는 없어, 안정된 부품 반송이 어렵다고 하는 문제가 있었다.
이에 대하여, 본 출원인은, 수평 진동용 탄성 부재(판스프링 등)를 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선상의 2개소의 고정 위치에서 고정함으로써, 그 수평 방향의 변형이 수직 방향의 변위로 이어지지 않도록 하여, 수평 방향(부품 반송 방향)의 진동에 기인하는 수직 방향의 진동의 발생을 억제하는 기술을 개발했다(특허문헌 2).
한편, 특허문헌 3에서는, 복합 진동식의 부품 반송 장치에 있어서, 수직 진동용 판스프링을 2장 1조로 하여, 부품 반송 부재 및 중간 진동체와 함께 라멘(Rahmen) 구조를 구성하도록 배치함으로써, 피칭 운동의 발생을 방지하는 것이 제안되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 소55-84707호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2012-41107호 공보 특허문헌 3 : 일본 특허 공개 제2003-40418호 공보
그런데, 특허문헌 2에서는, 수평 진동용 판스프링의 배치를 2개소 이상이어도 된다고 하고 있기 때문에, 예컨대 도 15 내지 도 17에 나타낸 바와 같이 수평 진동용 판스프링을 배치한 진동식 부품 반송 장치도 고려된다. 이 부품 반송 장치는, 직선형의 반송로(51a)를 갖는 트로프(부품 반송 부재)(51)가 부착된 상부 진동체(52)와 베이스(53) 사이에 중간 진동체(54)를 설치하고, 중간 진동체(54)와 베이스(53)를 2개의 수평 진동용 판스프링(55)으로 연결하고, 상부 진동체(52)와 중간 진동체(54)를 4개의 수직 진동용 판스프링(56)으로 연결하고, 수평 방향(부품 반송 방향, 도면 중의 X 방향)의 진동을 발생시키는 제1 가진 기구(57)와 수직 방향(도면 중의 Z 방향)의 진동을 발생시키는 제2 가진 기구(58)를 설치한 것이다. 그 2개의 수평 진동용 판스프링(55)은, 양단의 고정 위치가 부품 반송 방향(X 방향)과 직교하는 동일 수평선상에 위치하도록, 일단부를 베이스(53)의 일측(도 16의 하측, 도 17의 좌측)에 세워져 설치된 판스프링 부착부(53a)에 고정하고, 타단부를 중간 진동체(54)의 타측(도 16의 상측, 도 17의 우측)에 설치된 판스프링 부착부(54a)에 고정하고 있다.
상기와 같이 수평 진동용 판스프링(55)을 배치한 부품 반송 장치에서는, 각 수평 진동용 판스프링(55)의 중간 진동체(54)에 대한 고정 위치와 베이스(53)에 대한 고정 위치의 위치 관계가 동일하기 때문에, 중간 진동체(54)를 부품 반송 방향(X 방향)으로 가진하면, 도 18에 나타낸 바와 같이, 수평 진동용 판스프링(55)이 X 방향뿐만 아니라 수평면 내에서 X 방향과 직교하는 방향(Y 방향)으로도 진폭 y가 되는 진동을 발생시켜 버린다. 그리고, 이 Y 방향의 진동이 트로프(51)에 전달되어 반송로(51a) 상에서의 부품의 사행을 야기하여, 실질적인 부품 반송 속도의 저하를 초래한다. 또한, 트로프(51)에 X 방향과 Z 방향의 진동 이외에 Y 방향의 진동이 부여됨으로써, 트로프(51)의 진동을 부품 반송에 최적인 것으로 조정하는 것이 어려워진다.
또한, 특허문헌 3에서 제안되어 있는 바와 같이 수직 진동용 판스프링을 배치한 부품 반송 장치에서도, 반송하는 부품의 성상이나 부품 공급 상대의 구조 등에 따라서 부품 반송 부재가 길어지거나 질량이 증가하거나 한 경우에는, 부품 반송 부재의 무게 중심(G) 둘레의 모멘트가 커지기 때문에, 피칭 운동이 발생하는 경우가 있다. 또한, 부품 반송 부재가 비대칭 형상이 되어, 그 무게 중심(G)의 위치가 가진 기구를 구성하는 전자석의 흡인 위치로부터 어긋난 경우는, 그 흡인력이 무게 중심(G)으로부터 어긋난 위치에 작용하기 때문에, 그 흡인력에 의해 무게 중심(G) 둘레의 모멘트가 생겨 피칭 운동이 발생한다.
한편, 특허문헌 1 등에 기재된 일반적인 복합 진동식의 부품 반송 장치에서도, 외부로의 진동의 전파를 차단하기 위해 베이스와 바닥면 사이에 방진 고무나 코일 스프링 등의 방진 부재를 설치한 경우에는, 가진 기구의 전자석에서 발생시키는 흡인력의 반력이나 부품 반송 부재의 진동에 따르는 반력이 베이스의 무게 중심(G') 둘레의 모멘트를 발생시켜 피칭 운동을 발생시킨다. 이 베이스의 무게 중심(G') 둘레의 피칭 운동은 부품 반송 부재의 진동에도 영향을 미쳐, 부품 반송 부재의 무게 중심(G) 둘레의 피칭 운동을 발생시켜 버린다.
전술한 바와 같이, 종래의 복합 진동식 부품 반송 장치에서는, 부품 반송 부재의 무게 중심(G) 둘레의 피칭 운동의 발생을 확실하게 억제할 수는 없고, 피칭 운동의 발생에 의해서 부품 반송 부재의 수평 방향의 진동과 수직 방향의 진동을 원하는 것으로 조정할 수 없게 되어, 부품 반송이 불안정해질 우려가 있다.
본 발명의 과제는, 복합 진동식의 부품 반송 장치에 있어서, 부품 반송에 적합한 원하는 진동을 용이하게 부품 반송 부재에 부여할 수 있도록 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 부품 반송로가 형성된 부품 반송 부재와, 상기 부품 반송 부재가 부착되는 상부 진동체와, 바닥 위에 설치되는 베이스와, 상기 상부 진동체와 베이스 사이에 설치되는 중간 진동체와, 상기 중간 진동체와 베이스를 연결하는 제1 탄성 부재와, 상기 상부 진동체와 중간 진동체를 연결하는 제2 탄성 부재를 구비하고, 상기 제1 탄성 부재와 제2 탄성 부재 중의 하나를 수평 진동용 탄성 부재, 다른 하나를 수직 진동용 탄성 부재로 하고, 상기 수평 진동용 탄성 부재와 제1 가진 기구로 부품 반송 부재에 수평 방향의 진동을 부여하고, 상기 수직 진동용 탄성 부재와 제2 가진 기구로 부품 반송 부재에 수직 방향의 진동을 부여하도록 한 진동식 부품 반송 장치에 있어서, 상기 수평 진동용 탄성 부재는, 부품 반송 방향으로 복수 설치되며, 각각의 상기 중간 진동체에 대한 고정 위치와 상기 베이스 또는 상부 진동체에 대한 고정 위치가 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선상에 위치하고, 또한 그 2개소의 고정 위치의 위치 관계가 부품 반송 방향에서 교대로 교체되도록 배치되는 것으로 했다. 이에 따라, 도 19에 나타낸 바와 같이 수평 진동용 탄성 부재(EA)의 부품 반송 방향(X 방향)의 진동에 기인하는 수직 방향(Z 방향)의 진동의 발생이 억제되고, 수평면내에서 부품 반송 방향과 직교하는 방향의 진동도 억제할 수 있기 때문에, 부품 반송에 적합한 원하는 진동을 용이하게 부품 반송 부재에 부여할 수 있다.
여기서, 베이스와 바닥면 사이에 방진 부재를 설치하면, 바닥 위에서 본 부품 반송 부재의 피칭 운동은, 부품 반송 부재의 베이스에 대한 상대적인 피칭 운동(이하, 단순히 「상대적 피칭 운동」이라고도 칭함)과, 이것과 역위상의 베이스의 피칭 운동을 합성한 것이 되기 때문에, 베이스에 추를 설치하여, 베이스의 피칭 운동의 진폭이 부품 반송 부재의 상대적 피칭 운동의 진폭에 근접하도록 베이스의 질량을 조정함으로써, 바닥 위에서 본 부품 반송 부재의 피칭 운동을 확실하게 억제할 수 있다.
예컨대, 부품 반송 부재에 작용하는 모멘트가 작은 경우(부품 반송 부재가 짧은 경우나 질량이 작은 경우)는, 부품 반송 부재의 상대적 피칭 운동의 진폭이 작아지기 때문에, 베이스의 질량을 줄여 베이스의 피칭 운동의 진폭을 작게 하면 된다. 한편, 부품 반송 부재에 작용하는 모멘트가 큰 경우(부품 반송 부재가 긴 경우나 질량이 큰 경우)에는, 부품 반송 부재의 상대적 피칭 운동의 진폭이 커지기 때문에, 베이스의 질량을 늘려 베이스의 피칭 운동의 진폭을 크게 하면 된다.
또, 부품 반송 부재의 질량을 조정하더라도, 상기와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있지만, 부품 반송 부재의 질량을 증가시킨 경우에는, 부품 반송 부재의 고유 진동수가 작아지고, 그 고유 진동수 부근에 설정되는 구동 주파수(진동 주파수)도 낮아져, 부품 반송 속도가 느려지거나 가진 기구의 전자석에 대한 부하가 커지거나 하기 때문에, 베이스의 질량을 조정하는 편이 바람직하다.
상기 추는, 복수의 추편(錘片)으로 이루어지며, 그 추편의 수를 증감함으로써 질량 조정이 가능한 것으로 하는 것이 좋고, 상기 베이스의 단부에 설치하는 것이 바람직하다. 베이스의 질량을 변화시키는 부위가 무게 중심으로부터 멀수록, 질량의 증감에 의한 피칭 운동의 진폭에 미치는 영향이 커져, 질량 조정이 용이해지기 때문이다.
또한, 상기 추는 복수 개소에 설치하는 것이 바람직하다. 베이스의 1개소만 질량을 변화시키면 베이스의 무게 중심이 이동하고, 피칭 운동의 중심이 어긋나 조정이 어려워지지만, 추의 설치 개소를 복수로 하면, 베이스의 무게 중심이 이동하지 않도록 추의 질량을 조정할 수 있기 때문이다. 반대로, 복수 개소에 설치한 추의 질량을 조정하여 베이스의 무게 중심의 위치를 장치 중심 부근으로 이동시킴으로써, 반송 거동의 안정화를 도모할 수도 있다. 또한, 상기 추의 설치 위치를 수직 방향으로 조정 가능하게 하더라도, 베이스의 무게 중심을 장치 중심 부근으로 이동시켜 안정된 반송 거동을 얻을 수 있도록 할 수 있다.
한편, 상기 수직 진동용 탄성 부재는, 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선상의 2개소의 고정 위치에서 고정하거나, 부품 반송 방향과 평행한 동일 수평선상의 2개소의 고정 위치에서 고정하거나 하면 된다.
또한, 상기 수평 진동용 탄성 부재의 고유 진동수를, 수평 방향과 수직 방향에서 상이하게 하거나, 상기 수평 진동용 탄성 부재의 수직 방향의 강성을, 수평 방향의 강성보다 높게 하거나 함으로써, 수평 방향의 진동에 기인하는 수직 방향의 진동을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 구성에서, 상기 수평 진동용 탄성 부재로는, 표리면이 부품 반송 방향을 향하는 판스프링을 이용할 수 있지만, 바람직하게는, 표리면이 부품 반송 방향을 향하는 판스프링을 부품 반송 방향을 따라서 복수 나열하고, 각 판스프링의 고정 개소 사이에 스페이서를 설치한 것을 이용하는 것이 좋다. 이것은, 제1 가진 기구의 설치시의 기울기 등에 의해서 중간 진동체에 모멘트가 작용하는 경우, 수평 진동용 탄성 부재가 비틀림 강성이 낮은 1장의 판스프링이면, 도 20에 나타낸 바와 같이 판스프링(EB)이 비틀어지고, 이 비틀림이 수평 방향의 진동에 따른 비틀림 진동이 되어 중간 진동체에 부품 반송 방향에 대한 피칭 진동을 발생시켜, 부품 반송에 최적의 원하는 진동을 실현하기 어려워지기 때문이다. 즉, 수평 진동용 탄성 부재로서 복수의 판스프링 사이에 스페이서를 끼운 비틀림 강성이 높은 것을 이용함으로써, 중간 진동체에 모멘트가 작용하는 경우에도, 도 21에 나타낸 바와 같이 수평 진동용 탄성 부재(EC)의 비틀림이 억제되어 원하는 진동을 실현하기 쉬워진다.
한편, 상기 수직 진동용 탄성 부재로는, 표리면이 수직 방향을 향하는 판스프링을 이용할 수 있다.
상기 각각의 가진 기구를 전자석과 가동 철심으로 구성하고, 그 중의 하나의 전자석에 대한 인가 전압 설정 회로에, 인가 전압의 기준 파형을 발생시키는 기준 파형 발생 수단과, 상기 기준 파형에 대하여 진폭을 조정하는 파형 진폭 조정 수단을 설치하고, 다른 하나의 전자석에 대한 인가 전압 설정 회로에는, 상기 기준 파형에 대하여 정해진 위상차를 갖는 파형을 발생시키는 위상차 조정 수단과, 위상차 조정 수단에 의해 발생한 파형에 대하여 진폭을 조정하는 파형 진폭 조정 수단을 설치하여, 각각의 전자석에 대한 인가 전압의 파형, 주기, 위상차 및 진폭을 자유롭게 제어할 수 있도록 하면, 수평 방향의 진동과 수직 방향의 진동을 용이하게 원하는 진동에 가깝게 할 수 있다.
또한, 상기 각각의 가진 기구의 전자석에 대한 인가 전압 설정 회로에, 각각의 상기 파형 진폭 조정 수단에 의해 진폭이 조정된 파형을 PWM(Pulse Width Modulation) 신호로 변환하는 PWM 신호 발생 수단을 설치하여, PWM 방식으로 각 가진 기구를 구동시킬 수 있다.
본 발명의 진동식 부품 반송 장치는, 전술한 바와 같이, 상부 진동체 또는 베이스와 중간 진동체를 연결하는 수평 진동용 탄성 부재를, 그 중간 진동체에 대한 고정 위치와 베이스 또는 상부 진동체에 대한 고정 위치가 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선상에 위치하고, 또한 그 위치 관계가 부품 반송 방향에서 교대로 교체되도록 배치한 것이기 때문에, 수평 진동용 탄성 부재의 부품 반송 방향의 진동에 기인하는 수직 방향의 진동과 수평면 내에서 부품 반송 방향과 직교하는 방향의 진동을 모두 억제할 수 있다.
그리고, 베이스에 추를 설치함으로써, 베이스의 피칭 운동의 진폭이, 이것과 역위상이 되는 부품 반송 부재의 베이스에 대한 상대적인 피칭 운동의 진폭에 근접하도록 베이스의 질량을 조정하여, 바닥 위에서 본 부품 반송 부재의 피칭 운동을 확실하게 억제할 수 있고, 나아가서는 부품 반송 부재에 원하는 진동을 용이하게 부여할 수 있어, 안정된 부품 반송을 실현할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태의 부품 반송 장치의 일부 절취 정면도.
도 2는 도 1의 트로프를 제외한 평면도.
도 3은 도 1의 측면도.
도 4는 도 1의 부품 반송 장치의 각각의 가진 기구의 인가 전압 설정 회로의 개략도.
도 5는 도 1의 수직 진동용 판스프링의 배치의 변형예를 나타내는 일부 절취 정면도.
도 6은 도 5의 트로프를 제외한 평면도.
도 7은 본 발명의 작용을 설명하기 위한 부품 반송 장치의 간이 모델의 정면도.
도 8의 (a), (b)는, 각각 도 7의 간이 모델에서의 피칭 운동의 설명도.
도 9는 일반적인 부품 반송 장치의 피칭 운동의 거동을 나타내는 그래프.
도 10은 도 1의 부품 반송 장치의 피칭 운동의 거동을 나타내는 그래프.
도 11은 일반적인 부품 반송 장치의 다른 피칭 운동의 거동을 나타내는 그래프.
도 12는 도 1의 부품 반송 장치의 다른 피칭 운동의 거동을 나타내는 그래프.
도 13은 제2 실시형태의 부품 반송 장치의 일부 절취 정면도.
도 14는 도 13의 트로프를 제외한 평면도.
도 15는 종래의 부품 반송 장치의 일부 절취 정면도.
도 16은 도 15의 트로프를 제외한 평면도.
도 17은 도 15의 측면도.
도 18은 도 15의 수평 진동용 판스프링의 진동 거동의 설명도.
도 19는 본 발명의 수평 진동용 탄성 부재의 통상의 변형 형태의 설명도.
도 20은 본 발명의 수평 진동용 탄성 부재의 비틀림 변형의 설명도.
도 21은 본 발명의 다른 수평 진동용 탄성 부재의 변형 형태의 설명도.
이하, 도면에 기초하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 도 1 내지 도 3은 제1 실시형태의 진동식 부품 반송 장치를 나타낸다. 이 부품 반송 장치는, 직선형의 반송로(1a)가 형성된 트로프(부품 반송 부재)(1)를 상부 진동체(2)의 상면에 부착하고, 상부 진동체(2)와 바닥 위에 설치되는 베이스(3) 사이에 중간 진동체(4)를 설치하고, 중간 진동체(4)와 베이스(3)를 2개의 제1 탄성 부재로서의 판스프링(5)으로 연결하고, 상부 진동체(2)와 중간 진동체(4)를 4개의 제2 탄성 부재로서의 판스프링(6)으로 연결하고, 중간 진동체(4)와 베이스(3)의 사이에 수평 방향(부품 반송 방향, 도면 중의 X 방향)의 진동을 발생시키는 제1 가진 기구(7)를 설치하고, 상부 진동체(2)와 베이스(3)의 사이에 수직 방향(도면 중의 Z 방향)의 진동을 발생시키는 제2 가진 기구(8)를 설치한 것이다.
상기 베이스(3)는, 직사각형으로 형성되며, 그 대각의 2 모서리에 기둥형의 판스프링 부착부(3a)가 세워져 설치되어 있고, 바닥면(F)에 고정된 방진 고무(방진 부재)(18)에 지지되어 있다. 또, 방진 부재에는 코일 스프링 등을 이용해도 좋다.
또한, 베이스(3)의 부품 반송 방향의 양단에는 각각 추(19)가 설치되어 있다. 이들 각 추(19)는, 탈착 가능한 복수의 추편(19a)으로 이루어지며, 그 추편(19a)의 수를 증감함으로써 질량 조정이 가능한 것으로 되어 있다. 여기서, 도시는 생략하지만, 추(19)의 베이스(3)에 대한 부착 방법은, 각 추편(19a)에 통과 구멍을 형성하여 볼트 등으로 조여서 고정하는 방법으로 할 수 있다. 이때, 베이스(3)에 형성하는 나사 구멍을 높이 방향으로 복수 배치하여, 추(19)의 베이스(3)에 대한 부착 위치를 수직 방향으로 조정 가능하게 함으로써, 반송 거동의 안정화를 도모하기 위해 베이스(3)의 무게 중심의 위치를 장치 중심 부근으로 이동시키거나, 추(19)와 다른 기기의 간섭을 피하거나 하는 것을 용이하게 할 수 있게 된다. 또, 이 실시형태에서는 추(19)를 복수의 추편(19a)으로 구성했지만, 원하는 질량으로 되어 있는 단일체의 추를 이용해도 좋다.
상기 중간 진동체(4)는, 직사각형 프레임 형상으로 형성되며, 그 대각의 2 모서리가 외주측에서 베이스(3)의 판스프링 부착부(3a)의 상단부와 대향하고, 내주면이 상부 진동체(2)의 하부와 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 그 외주면에는, 베이스(3)의 판스프링 부착부(3a)와 대향하지 않는 대각의 2 모서리로부터 부품 반송 방향(X 방향)으로 돌출된 판스프링 부착부(4a)가 설치되어 있다.
상기 제1 판스프링(5)은, 표리면이 부품 반송 방향으로 향하고, 양단의 고정 위치가 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선상에 위치하도록, 일단부를 베이스(3)의 판스프링 부착부(3a)에, 타단부를 중간 진동체(4)의 판스프링 부착부(4a)에 각각 고정하고, 중간 진동체(4)를 수평 방향으로 진동 가능하게 지지하는 수평 진동용 판스프링(수평 진동용 탄성 부재)으로 되어 있다. 여기서, 베이스(3)의 2개의 판스프링 부착부(3a)와, 중간 진동체(4)의 2개의 판스프링 부착부(4a)는, 동일한 부착부의 설치 위치끼리 연결한 직선이 평면에서 볼 때 교차하도록 설치되어 있기 때문에, 2개의 수평 진동용 판스프링(5)은, 각각의 2개소의 고정 위치의 위치 관계가 부품 반송 방향에서 교체되도록 배치되게 된다.
또한, 이 수평 진동용 판스프링(5)은, 수평 방향의 두께 치수가 수직 방향의 폭치수에 비해 상당히 작아, 수평 방향의 고유 진동수와 수직 방향의 고유 진동수가 크게 상이하고, 또한 수직 방향의 강성이 수평 방향의 강성보다 충분히 높은 것으로 되어 있다.
한편, 상기 제2 판스프링(6)은, 표리면이 수직 방향으로 향하고, 양단의 고정 위치가 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선상에 위치하도록, 일단부를 상부 진동체(2)의 하부에 타단부를 중간 진동체(4)의 길이 방향 가장자리에 각각 고정하고, 상부 진동체(2)를 수직 방향으로 진동 가능하게 지지하는 수직 진동용 판스프링(수직 진동용 탄성 부재)으로 되어 있다.
또한, 상기 제1 가진 기구(7)는, 베이스(3) 상에 설치되는 교류 전자석(9)과, 이 전자석(9)과 정해진 간격을 두고 대향하도록 중간 진동체(4)에 부착되는 가동 철심(10)으로 구성되어 있다. 또, 가동 철심(10)은, 이 예에서는 중간 진동체(4)에 부착했지만, 상부 진동체(2)에 부착하도록 해도 좋다. 한편, 상기 제2 가진 기구(8)는, 베이스(3) 상에 설치되는 교류 전자석(11)과, 이 전자석(11)과 정해진 간격을 두고 대향하도록 상부 진동체(2)에 부착되는 가동 철심(12)으로 구성되어 있다.
제1 가진 기구(7)의 전자석(9)에 통전하면, 전자석(9)과 가동 철심(10) 사이에 단속적인 전자 흡인력이 작용하고, 이 전자 흡인력과 수평 진동용 판스프링(5)의 복원력에 의해, 중간 진동체(4)에 수평 방향의 진동이 발생하고, 이 진동이 수직 진동용 판스프링(6)을 통해 상부 진동체(2) 및 트로프(1)에 전달된다. 또한, 제2 가진 기구(8)의 전자석(11)에 통전하면, 전자석(11)과 가동 철심(12) 사이에 단속적인 전자 흡인력이 작용하고, 이 전자 흡인력과 수직 진동용 판스프링(6)의 복원력에 의해, 상부 진동체(2) 및 트로프(1)에 수직 방향의 진동이 발생한다. 그리고, 이 수평 방향의 진동과 수직 방향의 진동에 의해, 트로프(1)에 공급된 부품이 직선형 반송로(1a)를 따라서 반송된다.
따라서, 각각의 가진 기구(7, 8)의 전자석(9, 11)에 대한 인가 전압을 따로따로 설정함으로써, 트로프(1)의 수평 방향의 진동과 수직 방향의 진동을 각각 조정할 수 있다.
도 4는 각각의 가진 기구(7, 8)의 전자석(9, 11)에 인가 전압을 설정하는 회로를 나타낸다. 제1 가진 기구(7)의 회로에는, 인가 전압의 기준 파형을 발생시키는 기준 파형 발생 수단(13)이 설치되어 있다. 기준 파형 발생 수단(13)에서는, 파형의 종류(예컨대, 정현파)와 그 파형의 주기(주파수)의 설정치에 따른 기준 파형을 발생시킨다. 한편, 제2 가진 기구(8)의 회로에는, 기준 파형 발생 수단(13)에 의해 발생한 기준 파형에 대하여 정해진 위상차를 갖는 파형을 발생시키는 위상차 조정 수단(14)이 설치되어 있다.
그리고, 각각의 가진 기구(7, 8)의 회로에서, 기준 파형 발생 수단(13) 또는 위상차 조정 수단(14)에 의해 발생한 파형을, 파형 진폭 조정 수단(15)에 의해 정해진 진폭으로 조정하고, PWM 신호 발생 수단(16)에 의해 PWM 신호로 변환한 후, 전압 증폭 수단(17)에 의해 승압하여, 각각의 전자석(9, 11)에 인가하도록 되어 있다. 이에 따라, 각 전자석(9, 11)에 대한 인가 전압의 파형, 주기, 위상차 및 진폭을 자유롭게 제어하여, 수평 방향의 진동과 수직 방향의 진동을 각각 조정할 수 있다. 또, PWM 방식으로 각 가진 기구를 구동시키지 않는 경우는, PWM 신호 발생 수단(16)은 불필요해진다.
이 진동식 부품 반송 장치는, 상기 구성이며, 제1 가진 기구(7)의 구동에 의해서 중간 진동체(4)에 진동이 발생할 때, 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선상의 2개소의 고정 위치에서 고정된 수평 진동용 판스프링(5)은, 수평 방향으로만 변형하여 원래의 상태로 되돌아가는 동작을 반복한다(도 19 참조). 이에 따라, 중간 진동체(4)에 발생하는 진동은, 수직 방향의 진동을 거의 포함하지 않고, 거의 수평 방향만의 진동이 된다. 더구나, 2개의 수평 진동용 판스프링(5)의 고정 위치의 위치 관계가 부품 반송 방향에서 교체되도록 배치되어 있기 때문에, 수평면 내에서 부품 반송 방향과 직교하는 방향(도 2, 3에서의 Y 방향)의 진동도 억제할 수 있다.
또한, 수평 진동용 판스프링(5)은, 수평 방향의 고유 진동수와 수직 방향의 고유 진동수가 크게 상이하기 때문에, 이것에 의해서도 수평 방향의 진동에 기인하는 수직 방향의 진동의 발생이 억제된다.
즉, 일반적으로, 복합 진동식의 부품 반송 장치에서 부품 반송 속도를 크게 하고자 할 때에는, 적은 전력으로 효율적으로 수평 방향의 진동의 진폭을 크게 하기 위해서, 각 가진 기구를 트로프의 수평 방향의 고유 진동수 부근의 주파수로 구동시키는 경우가 많다. 이때, 수평 진동용 판스프링의 수평 방향의 고유 진동수와 수직 방향의 고유 진동수가 동일하거나, 또는 수 Hz 정도만 떨어져 있는 경우에는, 수평 방향의 진동에 의해서 생기는 중간 진동체의 수직 방향의 진동이 무시할 수 없는 크기가 된다. 그러나, 이 실시형태의 부품 반송 장치에서는, 수평 진동용 판스프링(5)의 수평 방향의 고유 진동수와 수직 방향의 고유 진동수에 충분한 차이가 있기 때문에, 수평 진동에 기인하는 중간 진동체(4)의 수직 방향의 진동을 작게 억제할 수 있다.
여기서, 수평 진동용 판스프링은, 예컨대 수평 방향의 두께 치수가 수직 방향의 폭치수보다 큰 형상으로 하더라도, 수평 방향의 고유 진동수와 수직 방향의 고유 진동수를 차이나게 할 수 있지만, 후술하는 강성의 관점에서는, 이 실시형태와 같은 형상을 채택하는 것이 바람직하다.
즉, 이 실시형태에서는, 수평 진동용 판스프링(5)의 수평 방향 치수가 수직 방향 치수보다 상당히 작게 형성되고, 그 수직 방향의 강성이 수평 방향의 강성보다 충분히 높게 되어 있기 때문에, 중간 진동체(4)의 수직 방향의 진동을 더욱 작게 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 이 실시형태의 부품 반송 장치는, 트로프(1)에 발생하는 수직 방향의 진동이 거의 제2 가진 기구(8)와 수직 진동용 판스프링(6)에 의한 진동만이 되어, 수평면 내에서 부품 반송 방향과 직교하는 방향의 진동도 억제할 수 있기 때문에, 수평 방향의 진동과 수직 방향의 진동을 각각 조정함으로써, 부품 반송에 적합한 원하는 진동을 용이하게 트로프(1)에 부여할 수 있다.
도 5 및 도 6은 전술한 제1 실시형태의 수직 진동용 판스프링(6)의 배치의 변형예를 나타낸다. 이 변형예에서는, 수직 진동용 판스프링(6)을, 부품 반송 방향(도면 중의 X 방향)과 평행한 동일 수평선상의 2개소의 고정 위치에서, 상부 진동체(2)와 중간 진동체(4)의 짧은 방향 가장자리에 고정하고 있다.
다음으로, 전술한 제1 실시형태에서의 추(19)의 작용을 도 7 내지 도 12에 기초하여 설명한다. 도 7은 복합 진동식의 부품 반송 장치의 간이 모델을 나타낸다. 이 간이 모델에서의 상부 강체(A)는, 제1 실시형태의 트로프(1)(상부 진동체(2)를 포함)에 해당한다. 또한, 용수철(Ka)은 수직 진동용 판스프링(6)에, 하부 강체(B)는 중간 진동체(4) 및 베이스(3)에, 용수철(Kb)은 방진 고무(18)에 각각 해당한다. 그리고, 무게 중심(Ga)은 상부 강체(A)의 무게 중심을, 무게 중심(Gb)은 하부 강체(B)의 무게 중심을 나타내고 있다. 또, 실제로는 중간 진동체(4)와 베이스(3)는 수평 진동용 판스프링(5)으로 연결되어 있지만, 수평 진동용 판스프링(5)은 수직 방향으로는 작용하지 않기 때문에, 이 간이 모델에서는 고려하지 않는다.
상기 간이 모델을 이용하여 일반적인 복합 진동식 부품 반송 장치의 수직 방향의 진동 거동을 나타내면, 도 8의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이, 상부 강체(A)가 무게 중심(Ga) 둘레에 피칭 운동하고, 하부 강체(B)가 무게 중심(Gb) 둘레에 피칭 운동하는 것이 된다. 도 8의 (a)는 상부 강체(A)의 하부 강체(B)에 대한 상대적인 피칭 운동의 진폭이 하부 강체(B)의 피칭 운동의 진폭보다 작은 경우이며, 도 8의 (b)는 도 8의 (a)와 반대의 경우이다.
도 9는, 부품 반송 장치가 도 8의 (a)의 진동 거동을 취하는 경우에 관해, 도 7 중의 상부 강체(A)의 A1점 및 하부 강체(B)의 B1점의 수직 방향 변위의 시간적 변화를 나타내는 것이다. 도 9 중의 점선은 B1점에서 본 A1점의 상대 변위(상부 강체(A)의 상대적 피칭 운동), 일점쇄선은 바닥 위에서 본 B1점의 절대 변위(하부 강체(B)의 피칭 운동), 실선이 바닥 위에서 본 A1점의 절대 변위(상부 강체(A)의 피칭 운동)이다(후술하는 도 10 내지 도 12에 관해서도 동일). A1점의 상대 변위와 B1점의 절대 변위는 역위상이 되고, 그 합성이 A1점의 절대 변위가 된다. 이 경우, 제1 실시형태의 부품 반송 장치에서는, 하부 강체(B)의 질량(베이스(3)에 설치한 추(19)의 질량)을 줄임으로써, 도 10에 나타낸 바와 같이, 하부 강체(B)의 피칭 운동의 진폭을 작게 하여 상부 강체(A)의 상대적 피칭 운동의 진폭에 가깝게 하여, 상부 강체(A)의 피칭 운동을 억제할 수 있다.
도 11은, 부품 반송 장치가 도 8의 (b)의 진동 거동을 취하는 경우의, 상부 강체(A)의 A1점 및 하부 강체(B)의 B1점의 수직 방향 변위의 시간적 변화를 나타낸다. 이 경우에는, 제1 실시형태의 부품 반송 장치에서는, 하부 강체(B)의 질량(베이스(3)에 설치한 추(19)의 질량)을 늘림으로써, 도 12에 나타낸 바와 같이, 하부 강체(B)의 피칭 운동의 진폭을 크게 하여 상부 강체(A)의 상대적 피칭 운동의 진폭에 근접하게 하여, 상부 강체(A)의 피칭 운동을 억제할 수 있다.
또, 실제로는, 상부 강체(A)의 피칭 운동이 감소함에 따라서 하부 강체(B)의 피칭 운동도 감소하기 때문에, 도 10 및 도 11에 나타낸 A1점의 상대 변위나 B1점의 절대 변위도 감소한다.
전술한 바와 같이, 이 실시형태의 부품 반송 장치는, 베이스(3)와 바닥면(F) 사이에 방진 고무(18)를 설치하고, 베이스(3)에 추(19)를 설치하여, 베이스(3)의 피칭 운동의 진폭이, 이것과 역위상이 되는 트로프(1)의 베이스(3)에 대한 상대적인 피칭 운동의 진폭에 근접하도록 베이스(3)의 질량을 조정함으로써, 바닥 위에서 본 트로프(1)의 피칭 운동이 확실하게 억제되도록 했기 때문에, 안정된 부품 반송을 실현할 수 있다.
도 13 및 도 14는 제2 실시형태를 나타낸다. 이 실시형태에서는, 제1 실시형태의 수평 진동용 판스프링(5) 대신에 수평 진동용 탄성 부재(20)로 중간 진동체(4)와 베이스(3)를 연결하고 있다. 이 수평 진동용 탄성 부재(20)는, 표리면이 부품 반송 방향(도면 중의 X 방향)을 향한 2장의 판스프링(21)을 부품 반송 방향을 따라서 나열하고, 각 판스프링(21)의 고정 개소 사이에 스페이서(22)를 설치한 것으로, 제1 실시형태의 수평 진동용 판스프링(5)과 마찬가지로, 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선상의 2개소의 고정 위치에서 고정되고, 그 2개소의 고정 위치의 위치 관계가 부품 반송 방향에서 교체되도록 배치되어 있다. 또한, 수직 진동용 판스프링(6)은, 도 5 및 도 6에 나타낸 예와 같이, 부품 반송 방향과 평행한 동일 수평선상의 2개소의 고정 위치에서, 상부 진동체(2)와 중간 진동체(4)의 짧은 방향 가장자리에 고정되어 있다. 그 밖의 부분의 구성은, 각 가진 기구(7, 8)의 전자석(9, 11)에 대한 인가 전압 설정 회로를 포함해서, 제1 실시형태와 동일하다.
이 제2 실시형태의 부품 반송 장치는, 수평 진동용 탄성 부재(20)의 비틀림 강성이 제1 실시형태의 수평 진동용 판스프링(5)보다 높기 때문에, 제1 가진 기구(7)의 설치시의 기울기 등에 의해서 중간 진동체(4)에 모멘트가 작용하는 경우에도, 수평 진동용 탄성 부재(20)는 비틀어지지 않고, 거의 수평 방향으로만 변형된다(도 21 참조). 따라서, 제1 실시형태의 장치에서는 수평 진동용 판스프링(5)의 비틀림이 발생할 우려가 있는(도 20 참조) 데 비해서, 부품 반송에 적합한 원하는 진동을 실현하기 쉽다.
또, 이 제2 실시형태에 관해서도, 도 1 내지 도 3에 나타낸 예와 같이, 수직 진동용 판스프링(6)을, 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선상의 2개소의 고정 위치에서, 상부 진동체(2)와 중간 진동체(4)의 길이 방향 가장자리에 고정하도록 해도 좋다.
전술한 각 실시형태에서는, 중간 진동체와 베이스를 연결하는 제1 판스프링을 수평 진동용 판스프링으로 하고, 상부 진동체와 중간 진동체를 연결하는 제2 판스프링을 수직 진동용 판스프링으로 했지만, 이것과는 반대로, 제1 판스프링이 수직 진동용 판스프링, 제2 판스프링이 수평 진동용 판스프링이 되도록 구성해도 좋다. 또한, 판스프링은 각 개소에 1장씩 배치했지만, 2장 이상 겹친 것을 하나로서 사용해도 좋다.
또한, 수평 진동용 판스프링은 2개소에 배치했지만, 3개소 이상으로 구성해도 좋으며, 그 경우도 각각의 중간 진동체에 대한 고정 위치와 베이스에 대한 고정 위치의 위치 관계가 부품 반송 방향에서 교대로 교체되도록 배치하면 된다. 한편, 수직 진동용 판스프링은 4개소에 배치했지만, 2개소 이상으로 구성해도 좋다.
또한, 각 실시형태에서는, 수평 진동용 탄성 부재 및 수직 진동용 탄성 부재에 판스프링을 사용하고 있지만, 판스프링 이외의 탄성 부재도 물론 이용할 수 있다. 또한, 각 가진 기구는, 전자석과 가동 철심을 포함하는 것을 사용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 동일한 가진력을 발생시킬 수 있는 액츄에이터이면 된다.
1 : 트로프(부품 반송 부재) 2 : 상부 진동체
3 : 베이스 4 : 중간 진동체
5 : 제1 판스프링(수평 진동용 판스프링)
6 : 제2 판스프링(수직 진동용 판스프링)
7 : 제1 가진 기구 8 : 제2 가진 기구
9, 11 : 전자석 10, 12 : 가동 철심
18 : 방진 고무(방진 부재) 19 : 추
19a : 추편 20 : 수평 진동용 탄성 부재
21 : 판스프링 22 : 스페이서

Claims (16)

  1. 부품 반송로가 형성된 부품 반송 부재와, 상기 부품 반송 부재가 부착되는 상부 진동체와, 바닥 위에 설치되는 베이스와, 상기 상부 진동체와 베이스 사이에 설치되는 중간 진동체와, 상기 중간 진동체와 베이스를 연결하는 제1 탄성 부재와, 상기 상부 진동체와 중간 진동체를 연결하는 제2 탄성 부재를 구비하고, 상기 제1 탄성 부재와 제2 탄성 부재 중의 하나를 수평 진동용 탄성 부재, 다른 하나를 수직 진동용 탄성 부재로 하고, 상기 수평 진동용 탄성 부재와 제1 가진 기구로 부품 반송 부재에 수평 방향의 진동을 부여하고, 상기 수직 진동용 탄성 부재와 제2 가진 기구로 부품 반송 부재에 수직 방향의 진동을 부여하도록 한 진동식 부품 반송 장치에 있어서,
    상기 수평 진동용 탄성 부재는, 부품 반송 방향으로 복수 설치되며, 각각의 상기 중간 진동체에 대한 고정 위치와 상기 베이스 또는 상부 진동체에 대한 고정 위치가 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선상에 위치하고, 또한 그 2개소의 고정 위치의 위치 관계가 부품 반송 방향에서 교대로 바뀌어서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베이스에 추를 설치한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 베이스와 바닥면 사이에 방진 부재를 설치하고, 상기 베이스의 피칭 운동의 진폭이 상기 부품 반송 부재의 베이스에 대한 상대적인 피칭 운동의 진폭에 근접하도록 베이스의 질량을 조정한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 추는 복수의 추편(錘片)으로 이루어지며, 그 추편의 수를 증감함으로써 질량 조정이 가능한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 추를 상기 베이스의 단부에 설치한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 추를 복수 개소에 설치한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 추의 설치 위치를 수직 방향으로 조정 가능하게 한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수직 진동용 탄성 부재를, 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선상의 2개소의 고정 위치에 고정한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수직 진동용 탄성 부재를, 부품 반송 방향과 평행한 동일 수평선상의 2개소의 고정 위치에 고정한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수평 진동용 탄성 부재의 고유 진동수를, 수평 방향과 수직 방향에서 상이하게 한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수평 진동용 탄성 부재의 수직 방향의 강성을, 수평 방향의 강성보다 높게 한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수평 진동용 탄성 부재로서, 표리면이 부품 반송 방향을 향하는 판스프링을 이용한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수평 진동용 탄성 부재로서, 표리면이 부품 반송 방향을 향하는 판스프링을 부품 반송 방향을 따라서 복수 나열하고, 각 판스프링의 고정 개소 사이에 스페이서를 설치한 것을 이용한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수직 진동용 탄성 부재로서, 표리면이 수직 방향을 향하는 판스프링을 이용한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 가진 기구를 전자석과 가동 철심으로 구성하고, 그 중의 하나의 전자석에 대한 인가 전압 설정 회로에, 인가 전압의 기준 파형을 발생시키는 기준 파형 발생 수단과, 상기 기준 파형에 대하여 진폭을 조정하는 파형 진폭 조정 수단을 설치하고, 다른 하나의 전자석에 대한 인가 전압 설정 회로에는, 상기 기준 파형에 대하여 정해진 위상차를 갖는 파형을 발생시키는 위상차 조정 수단과, 위상차 조정 수단에 의해 발생한 파형에 대하여 진폭을 조정하는 파형 진폭 조정 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 각각의 가진 기구의 전자석에 대한 인가 전압 설정 회로에, 각각의 상기 파형 진폭 조정 수단에 의해 진폭이 조정된 파형을 PWM 신호로 변환하는 PWM 신호 발생 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
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