KR102071308B1 - 자동 가진제어 방식의 진동형 볼 피더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 가진제어 방식의 진동형 볼 피더에 관한 것으로서, 볼 피더에 볼 변위 센서, 부품이송검출센서, 출구부품검출센서 및 설정입력부가 연결된 제어부를 포함하여 구성시켜, 상기 설정입력부로 상기 볼 피더의 부품이송률을 설정입력시키면, 상기 제어부는 최소구동전압상태에서 상기 전자석 가진기를 최소 가진주파수에서 최대 가진주파수까지 변화시키면서 구동시켜 상기 볼 변위센서의 변위를 입력받아 상기 볼 변위가 최대로 나타나는 최적 가진주파수를 획득하고, 상기 최적 가진주파수에서 상기 전자석 가진기를 볼 피더 가진전압으로 조정시키면서 상기 부품이송검출센서를 지나가는 부품들의 이송을 검출하여 부품평균이송속도와 부품이송률를 연산하며, 상기 연산된 부품이송률을 상기 설정입력시킨 부품이송률과 비교하여, 오차, 오차변화, 오차누적을 감안하여 설정된 부품이송률 오차 범위내로 상기 전자석 가진기 인가전압을 조절하여 최적 가진전압을 정하여 상기 전자석 가진기를 구동시킴으로써, 상기 제어부로 부품이송률을 설정입력시키면, 자동으로 최적 부품이송 제어가 실시되는 것을 특징이 있다.
본 발명에 의하여, 부품의 이송 적체에 대한 대응 순발력이 빠르며, 부품의 이송속도와 부품 대기량이 최적 자동 조절되는 자동 가진제어 방식의 진동형 볼 피더가 제공되는 이점이 있다.

Description

자동 가진제어 방식의 진동형 볼 피더{Vibratory bowl feeder with automatic excitation control}

본 발명은 자동 가진제어 방식의 진동형 볼 피더에 관한 것으로서, 볼 피더에 희망하는 부품이송률과 부품 대기량을 설정 입력시키면, 자동으로 최적 가진주파수와 최적 가진전압을 선택하여 볼 피더 내 부품이 이송되게 하는 볼 피더에 관한 것이다.

일반적으로 볼 피더는 전자부품 생산라인, 사출작업, 연속조립작업 등 부품공급을 필요로하는 산업분야에 널리 이용되고 있는 장치로서, 파츠피더(Parts feeder)로도 알려지고 있다.

상기 볼 피더의 구조를 살펴보면, 전자석과 판스프링의 작용에 의해 복원력을 갖는 진동기의 진동이 원통형 공급통인 볼에 가해지게 함으로써 공급통 내의 부품이 그 진동에 의해 차례로 이송 공급되게 한다.

그러나, 종래기술방식의 볼 피더는 레벨 및 진폭을 제어하는 콘트롤러의 일방적인 신호에 의해 진동강도가 주어지므로, 공급통에 공급된 부품 잔류량이 많아 그 무게가 가중되면 진동부하가 증가하므로 부품 이송이 느리게 진행되거나 심지어 부품하중에 의한 정지현상까지 나타나는 문제점이 있다.

이와 반대로 부품 잔류량이 적어 무게가 가벼워지면 상대적으로 강한 진동강도가 주어져 심한 소음이 발생되므로 작업환경이 저하 됨은 물론 표준진동강도를 유지하지 못해 부품의 공급중단이나 또는 이송자세 이탈로 인한 불필요한 공수발생으로 원활한 부품공급을 기대할 수 없어서 작업능률이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 부품의 잔류량에 따른 진동폭이 불일치 하는 경우에는 수동에 의한 수시조작으로 적정 진폭을 유지해 줄 수는 있으나, 이는 조작방법이나 조작정도가 상이한 기기별로 별도의 작업자가 상시 대기하여야 하므로 현실적으로 적정진폭을 유지해 줄수가 없으며, 또 부품이 공급통 내에 가득 공급되면 다 소모되기까지 최소한 2, 3회에 걸쳐 수동으로 진폭을 조정을 해 주어야 하므로 조정작업이 매우 번거롭고 인력이 많이 소요되며 특히 무인 자동화는 기대할 수 없는 문제점이 있다.

이와 같은 종래기술방식의 문제점을 해소하기 위하여 선특허 출원 10-2017-7023811 '진동 피더용 제어 장치 및 진동 피더'와 선특허등록 10-0337147 '파츠피더 제어장치'가 출원되었다.

상기 선특허등록 10-0337147 '파츠피더 제어장치'에 따르면, 파츠피더(Parts feeder)를 표준레벨과 진동센서에 의한 쌍방 제어방식으로 제어하여 항상 일정한 진폭으로 진동되게 하고, 부품공급장치로부터 부품을 공급받고자하는 경우에는 진동기의 부하감지로 작동되도록 하며, 이러한 전반적인 운용상황을 결정하는 마이콤은 외부 인터페이스를 통하여 서로 제어할 수 있도록 함으로써 부품 소모에 따른 소음발생을 억제시켜 작업환경을 개선하고, 부품의 원활한 공급으로 불필요한 작업공수의 발생을 방지하여 작업능률을 향상시키고, 무인자동화할 수 있게 한 것이다.

그러나, 상기 선특허등록 10-0337147 '파츠피더 제어장치'에 의한 경우에 부품의 무게로 부하량을 연산하므로 부품의 이송 적체에 대한 대체가 순발력있게 제어될 수 없으며, 부품의 이송속도와 부품 대기량이 적정 조절되지 못하는 문제점이 있다.

선특허 출원 10-2017-7023811 '진동 피더용 제어 장치 및 진동 피더'는 진동 피더 본체측에 변위 센서가 없는 경우라도, 전압과 변위의 위상차가 미리 정해진 소정의 관계로 되는 구동 주파수로 제어할 수 있음과 함께, 배선이 간단하고 신뢰성이 높은 진동 피더용 제어 장치, 및, 이 제어 장치를 이용한 저렴한 진동 피더를 제공하고 있다.

그러나, 상기 선특허 출원 10-2017-7023811의 경우에도 구동 주파수 f를 공진 주파수에 일치시키는 제어를 행하도록 구성하였지만, 볼 피더 본체의 특성에 따라서 공진 주파수를 획득하는 연산이 지나치게 까다로워 실제 제어 실행이 어렵고, 부품의 이송 상태에 대한 대응 순발력이 약하다는 문제점이 있다.

[특허문헌 0001] 특허출원 10-2017-7023811 진동 피더용 제어 장치 및 진동 피더 [특허문헌 0002] 특허등록 10-0337147 파츠피더 제어장치

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 부품의 이송 적체에 대한 대응 순발력이 빠르며, 부품의 이송속도와 부품 대기량이 최적 자동 조절되는 자동 가진제어 방식의 진동형 볼 피더를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 볼 내부에 트랙이 형성되고, 전자석 가진기에 의해 가진되어 내부 부품을 상기 트랙으로 이송시키는 볼 피더에 있어서, 상기 볼 피더의 외측에 형성되어 볼 피더의 진동 변위를 측정하는 볼 변위 센서; 상기 볼 피더의 트랙에 설치되어 트랙으로 이송되는 부품을 계수하는 부품이송검출센서; 상기 볼 피더의 트랙 출구에 형성되어 출구에 대기 중인 부품을 계수하는 출구부품검출센서 및; 상기 볼 피더에 요구되는 부품이송률을 설정입력시킬 수 있는 설정입력부가 연결되고, 상기 볼 변위센서, 부품이송검출센서 및 출구부품검출센서가 연결되어 상기 각 센서의 센싱 신호를 입력받으며, 상기 전자석 가진기의 파워드라이버에 연결되어 상기 전자석 가진기의 구동제어신호를 출력시키는 제어부를; 포함하여 구성되어, 상기 설정입력부로 상기 볼 피더의 설정 부품이송률을 입력시키면, 상기 제어부는 최소구동전압상태에서 상기 전자석 가진기를 최소 가진주파수에서 최대 가진주파수까지 변화시키면서 구동시켜 상기 볼 변위센서의 변위를 입력받아 상기 볼 변위가 최대로 나타나는 최적 가진주파수를 획득하고, 상기 최적 가진주파수에서 상기 전자석 가진기를 '볼 피더 가진전압'으로 조정시키면서 상기 부품이송검출센서를 지나가는 부품들의 이송을 검출하여 '검출 부품이송률'를 연산하며, 상기 '검출 부품이송률'을 상기 '설정 부품이송률'과 비교하여, 오차, 오차변화, 오차누적을 감안한 설정 부품이송률 오차 범위내로 상기 검출 부품이송률이 들어오도록 상기 '볼 피더 가진전압'을 추가 조절한 '최적 가진전압'으로 상기 전자석 가진기를 구동시킴으로써, 상기 제어부로 설정 부품이송률을 설정입력시키면, 자동으로 설정 부품이송률에 맞추어 부품 이송제어가 실시되는 것을 특징으로 하는 자동 가진제어 방식의 진동형 볼 피더를 기술적 요지로 한다.

(상기 '볼 피더 가진전압'은
판스프링과의 하중-변위 관계식은

에서,

를 구하고,

에 의해 구해진다.
Fm : '설정부품이송률'에 대한 힘의 크기
V : 볼 피더 가진전압

삭제

삭제

삭제

삭제

I : 전류실효치

ω : 가진 각주파수

t : 시간

R : 코일 저항

L : 코어 인덕턴스

F : 전자석 가진기에서 볼을 베이스로 당기는 흡인력

전자석 가진기는 볼에 결합된 코어와 코일이 권선된 코어로 구분되며, 코일이 권선된 코어는 베이스에 결합됨.)

본 발명의 상기 제어부는 상기 설정입력부로 설정 부품대기량을 입력시키면 상기 출구부품검출센서에서 감지되는 출구의 버퍼에 대기 중인 부품의 갯수를 입력받아 상기 설정 부품대기량과 비교하여, 상기 설정 부품대기량에 정합되도록 상기 최적 가진전압을 재설정시키는 것을 특징으로 하는 자동 가진제어 방식의 진동형 볼 피더로 되는 것이 바람직하다.

또한. 상기 제어부에는 제어신호에 의하여 정보를 출력시키는 표시부가 더 포함되어 구성되어 상기 설정입력부로 입력되는 부품이송률과 검출 부품이송률 및 상기 설정 부품대기량과 실제 부품 대기량을 표시하는 것을 특징으로 하는 자동 가진제어 방식의 진동형 볼 피더로 되는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명에 의하여, 부품의 이송 적체에 대한 대응 순발력이 빠르며, 부품의 이송속도와 부품 대기량이 최적 자동 조절되는 자동 가진제어 방식의 진동형 볼 피더가 제공되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 회로 구조도
도 2는 본 발명의 단면 구조도
도 3은 본 발명의 볼 평면구조도
도 4는 본 발명의 작동 블럭도

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하의 도 1은 본 발명의 회로 구조도이며, 도 2는 본 발명의 단면 구조도이며, 도 3은 본 발명의 볼 평면구조도이며, 도 4는 본 발명의 작동 블럭도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 자동 가진제어 방식의 진동형 볼 피더에 관한 것으로서, 크게 볼(30) 내부에 트랙이 형성되고, 볼(30) 하부에 파워드라이버(12)에 의해 가진되는 전자석 가진기(20)가 형성된 볼 피더에 볼 변위센서(40), 부품이송검출센서(50), 출구부품검출센서(60) 및; 설정입력부(16)와 표시부(15)가 구비된 제어부(14)를 포함하여 구성된다.

상기 볼 피더는 도 2에 도시된 바와 같이 전자석 가진기(20)을 구동원으로 하는 발진구동 부품이송장치로서, 모바일 폰이나 휴대용 전자기기 생산 라인의 조립 공정에 투입되는 초박판 부품을 자동으로 정렬, 공급하는 공지의 장치이다.

도 2에서 전자석 가진기(20)는 볼(30)에 결합된 철심코어(22)와 코일(23)이 권선된 철심코어(21)로 구분되며, 코일이 권선된 철심코어(21)는 베이스(200)에 결합되고, 볼(30)에 결합된 철심코어(22)와 코일(23)이 권선된 철심코어(21) 사이에는 판스프링(25)이 결합되어 진다.

도 1에서 보여지는 바와 같이 상기 볼 피더에는 전원과 연결되고, 제어부(14)에 의해 제어되는 파워드라이버(12)에 의해 출력이 제어되는 전자석 가진기(20)가 널리 알려진 장치로 사용되고 있다.

전자석으로 이루어진 전자석 가진기는 볼(30)에 결합되어 가진 구동하는 진동 철심코어(22)와 전자석의 구동 철심코어로 구성되어, 전자석 가진기(20) 구동에 따라 볼(30)에 결합된 진동 철심코어가 진동하여 볼 내부에 위치한 초박판 부품이 상기 트랙을 따라 이송되게 한다.

본 발명의 볼 변위센서(40)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 볼(30)의 외측에 형성되어 상기 볼 피더의 진동 변위를 측정하는 장치이다.

상기 볼(30)은 상기 전자석 가진기(20)의 구동에 따라 20㎛ 이상의 변위를 갖고, 400Hz 이하의 진동수로 진동된다.

이와 같은 볼(30)의 미세변위는 와전류식 변위센서(0.4㎛ 분해능, 40000Hz 샘플링 가능) 또는 레이저 변위센서(0.02㎛ 분해능, 1000Hz 샘플링 가능)과 같은 비접촉식 센서를 사용함으로써 측정할 수 있다.

본 발명의 부품이송검출센서(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 볼 피더의 트랙에 설치되어 트랙으로 이송되는 부품을 계수하는 센서이다.

상기 부품이송검출센서(50)는 상기 트랙의 일점을 통과하는 부품을 센싱하는 장치로서, 이러한 센싱 신호를 이용하여 부품간 거리, 부품의 이송속도를 연산할 수 있다.

예를 들어 본 발명의 일실시예에 사용되는 상기 부품이송검출센서(50)로 레이저 스트라이프를 볼의 트랙에 투광하고, 1차원 CCD 어레이 센서(PSD)로 반사되는 스트라이프를 측정하는 장치를 구성하여, 부품의 이송 여부를 판정하고, 일정 시간 이내에 이동하는 부품을 계수할 수 있다.

본 발명의 출구부품검출센서(60)는 상기 부품이송검출센서(50)와 동일 센서장비로 형성시킬 수 있으며, 설치 위치가 다른 차이점이 있다.

상기 출구부품검출센서(60)는 상기 볼 피더의 트랙 출구에 형성되어 출구에 대기 중인 부품을 계수하기 위하여 설치된다.

도 1에서 보여지는 바와 같이 본 발명의 제어부(14)는 상기 볼 피더에 요구되는 부품이송률을 설정입력시킬 수 있는 설정입력부(16)가 연결되고, 상기 볼 변위센서(40), 부품이송검출센서(50) 및 출구부품검출센서(60)가 연결되어 상기 각 센서의 센싱 신호를 입력받으며, 상기 전자석 가진기(20)의 파워드라이버(12)에 연결되어 상기 전자석 가진기(20)의 구동제어신호를 출력시키는 회로부이다.

상기 볼 변위센서(40), 부품이송검출센서(50) 및 출구부품검출센서(60)의 센싱 신호는 도 1에 도시된 바와 같이 신호변환부를 거쳐 상기 제어부의 해석 가능한 신호로 변환시킬 수 있다.

상기 설정입력부(16)는 상기 제어부(14)로 사용자가 희망하는 부품이송률과 출구의 버퍼에 대기 시킬 부품의 갯수를 설정 부품대기량으로 입력시킬 수 있는 입력장치이다.

본 발명은 이와 같이 공지의 볼 피더에 상기 볼 변위센서(40), 부품이송검출센서(50), 출구부품검출센서(60) 및; 설정입력부(16)와 표시부(15)가 구비된 제어부(14)를 포함하여 구성되어, 상기 설정입력부(16)로 입력되는 부품이송률과 설정 부품대기량에 따라 부품을 자동이송시키는 장치이다.

이를 위하여 본 발명의 상기 제어부(14)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 전자석 가진기(20)의 최적 가진주파수와 최적 가진전압을 자동 설정하여 제어한다.
이하 이를 순차 설명하면 다음과 같다.

1) 최적 주파수 설정
도 4에서 보여지는 바와 같이 상기 설정입력부(16)로 상기 볼 피더의 '설정부품이송률'을 입력시키면, 상기 제어부(14)는 우선 상기 전자석 가진기(20)의 최소구동전압에서 구동시킨다.
상기 제어부(14)는 상기 전자석 가진기(20)를 최소 가진주파수에서 최대 가진주파수까지 순차 변화시키면서 상기 볼 변위센서(40)의 변위를 입력받아 상기 볼 변위가 최대로 나타나는 주파수를 '최적 가진주파수'로 설정한다.
본 발명에서 상기 최적 가진주파수의 설정은 상기 전자석 가진기(20)를 최소 가진주파수에서 최대 가진주파수까지 변화시키면서 구동시키거나, 다시 최대 가진주파수에서 최소 가진주파수까지 왕복 변화시키거나, 이를 수차 반복하여 설정할 수 있다.

2) 볼 피더 가진전압 설정
상기 제어부(14)는 상기 최적 가진주파수를 설정한 후, '볼 피더 가진전압'을 연산한다.
본 발명에서 상기 제어부(14)에는 상기 볼 피더의 '설정부품이송률'에 대응하여 필요한 힘의 크기(Fm)가 메모리 되어져 있다.
이에 따라 상기 설정입력부(16)로 '설정부품이송률'을 입력시키면 '볼 피더 가진전압'은 아래와 같이 구해진다.
전자석 가진기(20)에서 볼(30)을 베이스(21)로 당기는 흡인력 F는 볼의 진동 진폭이 주어지면, 판스프링과의 하중-변위 관계에서 크기와 위상을 가지는 관계식으로 유도된다.
이에 따라, 판스프링과의 하중-변위 관계식은

이므로
전자석의 전류 크기는 힘의 크기 Fm을 알면

로 계산할 수 있다.
'설정부품이송률'에 대한 힘의 크기 Fm은 제어부(14)에 메모리되어 있으므로, 상기 제어부(14)에서 전류 I가 연산되고, 상기 '볼 피더 가진전압'은

에 의해 구해진다.
Fm : '설정부품이송률'에 대한 힘의 크기
V : 볼 피더 가진전압
I : 전류실효치
ω : 가진 각주파수
t : 시간
R : 코일 저항
L : 코어 인덕턴스
k : 전자석 가진기 상수 (투자율, 코어 길이, 코어 단면적, 공극, 코일 권선수 등에 따라 결정되는 상수)

삭제

삭제

3) 최적 가진전압 설정
본 발명은 상기 최적 가진주파수에서 상기 전자석 가진기(20)를 상기 '볼 피더 가진전압'으로 구동시키면서 상기 부품이송검출센서(50)를 지나가는 부품들의 이송을 검출하여 '검출 부품이송률'을 연산한다.

삭제

상기 제어부(14)는 상기 연산된 '검출 부품이송률'을 상기 '설정 부품이송률'과 비교하여, 오차, 오차변화, 오차누적을 감안한 '설정 부품이송률'의 오차 범위내로 상기 검출부품이송률이 들어오도록 전자석 가진기의 인가전압을 추가 조절하여 이를 '최적 가진전압'으로 설정하여 구동시킨다.

삭제

삭제

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삭제

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삭제

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본 발명의 제어부(14)는 상기한 바와 같이 상기 전자석 가진기(20)를 최소 가진주파수에서 최대 가진주파수까지 변화시키면서 상기 볼 변위센서(40)의 변위를 입력받아 상기 볼 변위가 최대로 나타나는 최적 가진주파수를 구한 후, 설정 부품이송률에 대한 볼 피더 가진전압 V를 연산한다.
또한, 상기 볼 피더 가진전압 V일 때, 실제 부품들의 이송율을 검출하여 설정 부품이송률과 비교하고, 설정 부품이송률의 오차 범위에 근접하도록 전압을 추가 조정하여 최적 가진전압을 구해지도록 전자석 가진기(20)를 자동제어시킨다.

본 발명은 이와 같이 상기 제어부(14)로 '설정 부품이송률'을 입력시키면, 자동으로 상기 전자석 가진기(20)를 구동시켜 부품들이 설정 부품이송률에 따라 이송되는 장치가 제공되는 특징이 있다.

삭제

또한, 본 발명의 상기 제어부(14)는 상기 설정입력부로 '설정 부품대기량'을 입력시키면 상기 출구부품검출센서(60)에서 감지되는 출구의 버퍼에 대기 중인 부품의 갯수를 입력받아 상기 설정 부품대기량과 비교하여, 상기 설정 부품대기량에 정합되도록 상기 최적 가진전압을 재설정시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 상기 '설정 부품이송률'에 따라 최적 가진주파수와 최적 가진전압을 구하여 우선 구동된다.
그러나, '설정 부품이송률'에 의해 이송되는 부품의 출구부 대기량이 기대하는 부품 대기량과 다를 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 제어부(14)에 상기 기대하는 부품 대기량을 '설정 부품대기량'으로 입력시킬 수 있게 하고, 상기 제어부(14)는 상기 '설정 부품대기량'이 설정 입력되면 실제 부품대기량이 '설정 부품대기량'이 되도록 상기 최적 가진전압을 가변 조율시켜 부품 이송율을 변동시킨다.

또한. 상기 제어부(14)에는 제어신호에 의하여 정보를 출력시키는 표시부(15)가 더 포함되어 구성되어 상기 설정입력부(16)로 입력되는 '설정 부품이송률'과 '검출 부품이송률' 및 상기 '설정 부품대기량'과 실제 부품대기량을 표시하여 사용자 편의성을 강화시킨다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 볼 피더에 희망하는 부품이송률과 부품 대기량을 설정 입력시키면, 자동으로 최적 가진주파수와 최적 가진전압을 선택하여 볼 피더 내 부품이 이송되게 하는 특징이 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 부품 잔류량 유무와 무관하게 부품이송률과 부품 대기량에 따라 진동 강도가 자동 설정되므로 부품의 공급중단이나 또는 이송자세 이탈로 인한 불필요한 공수발생 문제가 해소되고 원활한 부품공급에 의해 작업능률이 향상되는 이점이 있다.

또한, 부품 대기량에 따른 진동 강도의 조절로 인하여 불필요한 수동 조작의 개입 필요성이 없고 부품의 이송 현환에 대한 대응 순발력이 빠른 특징이 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 종래기술방식에서 조작방법이나 조작정도가 상이한 기기별로 별도의 작업자가 상시 대기하여 적정진폭을 조정하던 수동 조절 필요성이 없으므로 인력 비용과 노력이 줄어들고, 자동화 신뢰성이 강화되어 무인 자동화에 크게 기여할 수 있는 이점이 있다.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

11 : 전원부
12 : 파워드라이버
14 : 제어부
15 : 표시부
16 : 설정입력부
20 : 전자석 가진기
30 : 볼
40 : 볼 변위센서
50 : 부품이송검출센서
60 : 출구부품검출센서

Claims (3)

1. 볼(30) 내부에 트랙이 형성되고, 전자석 가진기(20)에 의해 가진되어 내부 부품을 상기 트랙으로 이송시키는 볼 피더에 있어서,
   상기 볼 피더의 외측에 형성되어 볼 피더의 진동 변위를 측정하는 볼 변위센서(40);
   상기 볼 피더의 트랙에 설치되어 트랙으로 이송되는 부품을 계수하는 부품이송검출센서(50);
   상기 볼 피더의 트랙 출구에 형성되어 출구에 대기 중인 부품을 계수하는 출구부품검출센서(60) 및;
   상기 볼 피더에 요구되는 부품이송률을 설정입력시킬 수 있는 설정입력부(16)가 연결되고, 상기 볼 변위센서(40), 부품이송검출센서(50) 및 출구부품검출센서(60)가 연결되어 상기 각 센서의 센싱 신호를 입력받으며, 상기 전자석 가진기(20)의 파워드라이버(12)에 연결되어 상기 전자석 가진기(20)의 구동제어신호를 출력시키는 제어부(14)를;
   포함하여 구성되어,
   상기 설정입력부(16)로 상기 볼 피더의 '설정 부품이송률'을 입력시키면,
   상기 제어부(14)는
   최소구동전압상태에서 상기 전자석 가진기(20)를 최소 가진주파수에서 최대 가진주파수까지 변화시키면서 구동시켜 상기 볼 변위센서(40)의 변위를 입력받아 상기 볼 변위가 최대로 나타나는 최적 가진주파수를 획득하고,
   상기 최적 가진주파수에서 상기 전자석 가진기(20)를 '볼 피더 가진전압'으로 조정시키면서 상기 부품이송검출센서(50)를 지나가는 부품들의 이송을 검출하여 '검출 부품이송률'를 연산하며,
   상기 '검출 부품이송률'을 상기 '설정 부품이송률'과 비교하여, 오차, 오차변화, 오차누적을 감안한 '설정 부품이송률'의 오차 범위내로 상기 검출 부품이송률이 들어오도록 상기 '볼 피더 가진전압'을 추가 조절한 '최적 가진전압'으로 상기 전자석 가진기(20)를 구동시킴으로써,
   상기 제어부(14)로 설정 부품이송률을 설정입력시키면, 자동으로 설정 부품이송률에 맞추어 부품 이송제어가 실시되는 것을 특징으로 하는 자동 가진제어 방식의 진동형 볼 피더.
   (상기 '볼 피더 가진전압'은
   판스프링과의 하중-변위 관계식은

   

   에서,
   

   

   를 구하고,
   

   

   에 의해 구해진다.
   Fm : '설정부품이송률'에 대한 힘의 크기
   V : 볼 피더 가진전압
   I : 전류실효치
   ω : 가진 각주파수
   t : 시간
   R : 코일 저항
   L : 코어 인덕턴스
   F : 전자석 가진기에서 볼을 베이스로 당기는 흡인력
   k : 전자석 가진기 상수
   전자석 가진기는 볼에 결합된 철심코어와 코일이 권선된 철심코어로 구분되며, 코일이 권선된 철심코어는 베이스에 결합됨.)
   
2. 제1항에 있어서, 상기 제어부(14)는
   상기 설정입력부(16)로 '설정 부품대기량'을 입력시키면
   상기 출구부품검출센서(60)에서 감지되는 출구의 버퍼에 대기 중인 부품의 갯수를 입력받아 상기 '설정 부품대기량'과 비교하여, 상기 '설정 부품대기량'에 정합되도록 상기 '최적 가진전압'을 재설정시키는 것을 특징으로 하는 자동 가진제어 방식의 진동형 볼 피더.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 제어부(14)에는
   제어신호에 의하여 정보를 출력시키는 표시부(15)가 더 포함되어 구성되어
   상기 설정입력부로 입력되는 '설정 부품이송률'과 '검출 부품이송률' 및
   상기 '설정 부품대기량'과 실제 부품대기량을 표시하는 것을 특징으로 하는 자동 가진제어 방식의 진동형 볼 피더.

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