KR102007957B1

KR102007957B1 - 대상물 이송용 가변식 컨베이어 장치

Info

Publication number: KR102007957B1
Application number: KR1020170077602A
Authority: KR
Inventors: 강인수; 이명훈
Original assignee: 주식회사 유니코어; 강인수; 이명훈
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2019-10-21
Also published as: KR20180137835A

Abstract

본 발명은 다수의 대상물을 이송하기 위한 컨베이어 장치에 있어서: 무한궤도를 형성하는 본체(10); 상기 본체(10) 상의 캐리어(25)에 대상물을 수용하는 이송수단; 상기 캐리어(25) 상의 파지대(31)에 대상물을 파지하는 파지수단; 상기 파지대(31)의 자세변동을 유발하도록 설치되는 변환수단; 및 상기 이송수단, 파지수단, 변환수단을 제어기(52)에 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 양산 현장으로 투입되는 PCB가 일련의 경로를 거치는 과정에서 공정에 요구되는 자세로 신속하고 유연하게 변동되어 이동하도록 조력하여 생력화에 의한 생산성 향상을 도모하는 효과가 있다.

Description

대상물 이송용 가변식 컨베이어 장치{Variable type conveyor apparatus for transferring objects}

본 발명은 컨베이어 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 양산 현장에서 로딩된 대상물이 일련의 공정을 거치도록 이동을 유발하는 대상물 이송용 가변식 컨베이어 장치에 관한 것이다.

각종 제품의 전장부품을 탑재한 기판(PCB)의 양산에 있어서 칩을 실장하고 솔더링(리플로우)을 거쳐 세척과 검사에 이르는 일련의 공정 자동화 설비가 필수적으로 도입되고 있다. 각종 기능성 제품의 경박단소화 추세에 발맞추어 PCB의 소형화ㆍ고밀도화가 진행되면서 컨베이어 장치에 대한 정밀성은 물론 유연성을 높이는 설계가 요구되기도 한다.

이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 등록특허공보 제0387312호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1164595호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1은 회전전동기의 회전중심축에 설치되어 회전전동기에서 발생되는 회전력을 전달받아 회전함과 아울러 소정의 폭과 깊이를 갖는 복수개의 지지부재홈이 외주면에 형성된 제1 및 제2로울러; 및 상기 제1 및 제2로울러 사이에 설치되어 인쇄회로기판의 선단을 지지하여 이송하는 이송부로 구성된다. 이에, 인쇄회로기판의 이송간격에 관계없이 안정되게 지지하는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 베이스판과; 상기 베이스판상에 서로 평행하게 배치되며, 각각 인쇄회로기판을 이송하고 지지하는 제1, 2 작업레인과; 상기 제1 작업레인과 제2 작업레인 사이로 인쇄회로기판을 이송시키는 이송수단을 포함한다. 이에, 폭이 작은 두 장의 인쇄회로기판을 동시에 작업하여 속도 효율을 높이거나 폭이 큰 인쇄회로기판을 중앙에 위치시켜 작업 효율을 높인다.

그러나, 상기한 선행문헌에 의한 이송부나 이송수단으로 다양한 규격으로 투입되는 대상물(PCB)에 대한 일련의 공정을 신속하면서 유연한 방식으로 수행하기에 한계성을 보여 개선의 여지가 있다.

1. 한국 등록특허공보 제0387312호 "리플로우시스템의 인쇄회로기판 이송장치" (공개일자 : 2002.10.30.) 2. 한국 등록특허공보 제1164595호 "부품실장기용 인쇄회로기판 이송장치 및 이를 이용한 인쇄회로기판 이송방법" (공개일자 : 2008.07.03.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 양산 현장으로 투입되는 대상물이 일련의 경로를 거치는 과정에서 공정에 요구되는 자세로 신속하고 유연하게 변동되어 이동하도록 조력하는 대상물 이송용 가변식 컨베이어 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다수의 대상물을 이송하기 위한 컨베이어 장치에 있어서: 무한궤도를 형성하는 본체; 상기 본체 상의 캐리어에 대상물을 수용하는 이송수단; 상기 캐리어 상의 파지대에 대상물을 파지하는 파지수단; 상기 파지대의 자세변동을 유발하도록 설치되는 변환수단; 및 상기 이송수단, 파지수단, 변환수단을 제어기에 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체는 다수의 안내홈을 지닌 알루미늄 프로파일을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 이송수단은 이송벨트를 통하여 캐리어의 이송을 유발하고, 지지롤러를 통하여 캐리어의 하중을 지지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 파지수단은 대상물의 중앙 부근을 지지하도록 중간대를 더 구비하고, 중간대는 변위부 상에 자세변동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 변환수단은 링크와 나선축을 이용하여 양측 파지대의 접근 또는 이격을 위한 동시 운동을 유발하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 변환수단은 파지대의 상하운동을 유발하는 신축부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 파지대의 파지상태와 자세변동을 검출하는 검출부, 제어와 관련된 신호를 무선으로 송수신하는 통신부, 급전코일과 대향하며 전원을 생성하는 수전코일을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 양산 현장으로 투입되는 대상물이 일련의 경로를 거치는 과정에서 공정에 요구되는 자세로 신속하고 유연하게 변동되어 이동하도록 조력하여 생력화에 의한 생산성 향상을 도모하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 평면에서 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 장치를 정면에서 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 장치의 파지수단을 나타내는 확대도
도 4는 본 발명에 따른 장치의 자세변동을 나타내는 구성도
도 5는 본 발명에 따른 장치의 제어수단을 나타내는 볼륵도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 다수의 대상물을 이송하기 위한 컨베이어 장치에 관하여 제안한다. 도 1 및 도 2를 참조하면 대상물은 기판(P)으로 예시하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 기판(P)은 부품(칩)이 실장되지 않은 PCB는 물론 부품 실장, 솔더링, 세척, 검사에 이르는 일련의 공정에서 생성되는 것을 포함한다. 컨베이어는 공지의 벨트 방식, 체인 방식, 롤러 방식 등을 포함한다.

본 발명에 따른 본체(10)는 컨베이어 장치에 소요되는 무한궤도를 형성하는 구조이다. 전자회로기판 양산 공정의 경우 본체(10)는 PCB 로딩, 칩 실장, 솔더링, 세척, 검사 등에 적어도 부분적으로 무한궤도 방식으로 연결되도록 설치된다. 일련의 공정을 거치면서 대상물의 자세변동이 생산성 향상에 유리하기도 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체(10)는 다수의 안내홈(15)을 지닌 알루미늄 프로파일을 사용하는 것을 특징으로 한다. 알루미늄 프로파일은 충분한 강도를 지니면서 경량성과 성형 용이성을 기반으로 하는 경제성을 확보한다. 도 2에서 정사각 단면의 4면에 안내홈(15)을 구비한 알루미늄 프로파일을 예시하지만 이러한 형태의 본체(10)에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명에 따르면 이송수단이 상기 본체(10) 상의 캐리어(25)에 대상물을 수용한다. 캐리어(25)는 본체(10)의 무한궤도 상에 일정한 간격으로 설치되어 다수의 대상물의 공정간 이동을 유발한다. 도면에 예시하는 것처럼 캐리어(25)는 대상물보다 작게 형성되어도 무방하다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 이송수단은 이송벨트(21)를 통하여 캐리어(25)의 이송을 유발하고, 지지롤러(23)를 통하여 캐리어(25)의 하중을 지지하는 것을 특징으로 한다. 이송벨트(21)는 풀리(미도시) 상에 장착되는 것으로, 본체(10)의 안내홈(15) 내부에 수용하는 것이 좋다. 지지롤러(23)는 본체(10)의 안내홈(15)을 이용하여 일정한 간격으로 회전 가능하게 설치한다. 캐리어(25)는 이송벨트(21)에 연결되는 상판과 지지롤러(23)에 지지되는 하판으로 구성한다. 이에 따라, 캐리어(25)에 작용하는 하중에 지지롤러(23)로 지지되므로 이송벨트(21)와 연결되는 부분의 부담을 경감한다.

한편, 이송수단의 이송벨트(21)는 타이밍 벨트를 사용하고 지지롤러(23)는 우레탄 소재를 사용하는 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 도시에는 생략하나 이송벨트(21)와 같은 접촉식 외에 리니어모터와 같은 비접촉식을 적어도 부분적으로 도입할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 파지수단이 상기 캐리어(25) 상의 파지대(31)에 대상물을 파지한다. 도 1에서 한 쌍의 파지대(31)가 캐리어(25) 상에서 직선운동 가능하게 배치된 상태를 예시한다. 캐리어(25)의 장공(25a)은 파지대(31)의 직선운동을 안내하도록 형성된다. 이와 같이 구성하면 기판(P)의 크기에 따라 파지대(31) 사이의 간격을 조절할 수 있다.

이때, 파지대(31)의 내면에 볼플란저(33)를 설치하여 기판(P)을 안정적으로 지지하면서 공정 종료 시점에서 기판(P)의 분리를 허용한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 파지수단은 대상물의 중앙 부근을 지지하도록 중간대(35)를 더 구비하고, 중간대(35)는 변위부(37) 상에 자세변동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 한다. 기판(P)의 크기가 증대할수록 중간에서 처짐이 발생하여 공정간에 에러를 유발하기 쉽다. 중간대(35)는 캐리어(25)의 중앙 부분에 높이조절 가능하게 설치되어 기판(P)의 설정된 부분에 접촉된다. 기판(P)에 부품이 실장된 상태를 고려하면 간섭을 피하기 위해 중간대(35)의 X축-Y축 이동이 부가될 수 있다. 변위부(37)는 중간대(35)의 자세변동, 즉 X축운동, Y축운동, Z축운동, 회동운동 중의 적어도 하나를 유발하는 구성으로 설치된다.

또한, 본 발명에 따르면 변환수단이 상기 파지대(31)의 자세변동을 유발하도록 설치된다. 파지대(31)의 자세변동은 기판(P)의 크기에 대응하는 운동 외에 공정간에 소요되는 운동을 포함할 수 있다. 어느 경우에나 변환수단에 의하여 공정관리의 유연성을 높이는 발명의 목적을 달성한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 변환수단은 링크(42)와 나선축(44)을 이용하여 양측 파지대(31)의 접근 또는 이격을 위한 동시 운동을 유발하는 것을 특징으로 한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 파지대(31)에 연결된 "ㄱ"자 형상의 링크(42)는 장공(25a)을 통과하여 하측으로 연장되고 하단에 너트를 구비한다. 나선축(44)은 일측의 왼나선과 타측의 오른나선으로 형성되고 일측 링크(42) 및 타측 링크(42)의 너트에 동시에 맞물린다. 나선축(44)의 회전을 유발하기 위한 모터(46)가 캐리어(25) 상에 장착된다. 도 4에서 링크(42), 나선축(44), 모터(46)의 작동으로 기판(P)의 크기에 맞추어 파지대(31)의 간격이 좁혀진 상태를 예시한다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 변환수단은 파지대(31)의 상하운동을 유발하는 신축부(48)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 신축부(48)는 파지대(31)의 상하운동으로 기판(P)의 높이를 증대하는 자세변동을 유발한다. 신축부(48)의 일예로 파지대(31)를 상하로 맞물린 슬라이딩 구조의 중간에 압전소자를 적층하여 구현하는 것이 좋다. 물론 압전소자 외에 소형 솔레노이드, 링크-모터 방식 등을 적용할 수도 있다. 도 4에서 신축부(48)의 작동으로 파지대(31)와 기판(P)이 상승하여 하측의 공간을 확장한 상태를 예시한다. 이러한 상태에서 기판(P)의 하측에 대한 세척과 검사를 수행하기 용이하여 공정 시간을 단축한다.

또한, 본 발명에 따르면 제어수단이 상기 이송수단, 파지수단, 변환수단을 제어기(52)에 설정된 알고리즘으로 제어한다. 제어수단은 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 제어기(52)를 기반으로 한다. 제어기(52)의 출력인터페이스에 구동부(58)가 연결된다. 구동부(58)는 변위부(37), 모터(46), 신축부(48)에 연결되어 구동 전원을 단속한다. 제어기(52)의 알고리즘은 메모리에 저장되고 설정된 입력에 대응한 출력을 생성한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 파지대(31)의 파지상태와 자세변동을 검출하는 검출부(54), 제어와 관련된 신호를 무선으로 송수신하는 통신부(55), 급전코일(27)과 대향하며 전원을 생성하는 수전코일(57)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 검출부(54)는 파지대(31)의 파지압력을 검출하는 하중센서, 중간대(35)의 지지압력을 검출하는 하중센서, 신축부(48)에 의한 파지대(31)의 높이변동을 검출하는 변위센서 등을 포함한다. 통신부(55)는 검출된 신호를 외부의 메인제어기(미도시)에 송신하거나 외부의 지령과 정보를 수신하도록 설치된다. 수전코일(57)은 본체(10)에 설치된 급전코일(27)과 비접촉으로 대향하며 전자유도 방식으로 전원을 생성하여 컨베이어 상으로 이동하는 캐리어(25)에 탑재된 제어기(52) 등에 제공한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 본체 15: 안내홈
이송수단 21: 이송벨트
23: 지지롤러 25: 캐리어
27: 급전코일 31: 파지대
33: 볼플란저 35: 중간대
37: 변위부 42: 링크
44: 나선축 46: 모터
48: 신축부 52: 제어기
54: 검출부 55: 통신부
57: 수전코일 58: 구동부

Claims

다수의 대상물을 이송하기 위한 컨베이어 장치에 있어서,
무한궤도를 형성하는 본체(10);
상기 본체(10)의 무한궤도 상에 일정한 간격으로 설치되는 캐리어(25);
상기 캐리어(25)의 하중을 지지하는 지지롤러(23)와, 상기 캐리어(25)의 이송을 유발하는 이송벨트(21)을 가지며, 상기 캐리어(25)를 이송시키는 이송수단;
상기 캐리어(25) 상에서 간격이 조절가능하게 설치되어 대상물을 파지하는 한 쌍의 파지대(31)와, 상기 캐리어(25)의 중앙 부분에 높이조절 가능하게 설치되어 대상물의 중앙 부근을 지지하는 중간대(35)와, 상기 한 쌍의 파지대(31)의 내면에 각각 설치되는 볼플란저(33)를 구비하는 파지수단;
상기 중간대(35)의 자세 변동을 유발하는 변위부(37)와, 한 쌍의 파지대(31)의 접근 또는 이격을 위한 동시 운동을 유발하도록 설치되는 링크(42), 나선축(44), 모터(46)와, 상기 파지대(31)의 상하 운동을 유발하는 신축부(48)를 구비하는 변환수단; 및
상기 이송수단, 파지수단, 변환수단을 제어기(52)에 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 대상물 이송용 가변식 컨베이어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 본체(10)는 다수의 안내홈(15)을 지닌 알루미늄 프로파일을 사용하는 것을 특징으로 하는 대상물 이송용 가변식 컨베이어 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 중간대(35)는 변위부(37) 상에 자세변동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 대상물 이송용 가변식 컨베이어 장치.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제어수단은 상기 파지대(31)의 파지상태와 자세변동을 검출하는 검출부(54), 제어와 관련된 신호를 무선으로 송수신하는 통신부(55), 급전코일(27)과 대향하며 전원을 생성하는 수전코일(57)을 구비하는 것을 특징으로 하는 대상물 이송용 가변식 컨베이어 장치.