KR20000070096A - 운송 시스템 - Google Patents

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KR20000070096A
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라이스너에른스트
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클라우스 포스, 게오르그 뮐러
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Abstract

속도프로필(43)을 사용하여, 운송개체를 작업대(24) 또는 교차지점(18 내지 21)에 유입- 및/또는 송출하기 위한 운송장치(10)로써, 속도프로필은 기본속도(V1)를 기본으로 하여 0이 아닌 제 2의 속도(V3)를 취한 다음 다시 기본속도(V1)로 환원한다.

Description

운송시스템{Transport system}
DE 40 39 265 C2 호에 컨베이어를 사용하여 작업대로 제품운반기가 유입 및/또는 송출되는 운반시스템이 알려져 있다. 컨베이어 운송벨트는 캠에 의해 단편으로 나뉘어지며 여기에 제품운반기가 설치된다. 작업대 전, 내지 후의 단편에 미가공 내지는 가공된 부품 및/또는 조립품이 놓인다. 운송은 반복되는 속도프로필에 의해 수행된다. 이것은 제품 통과량을 증가시키는 역할을 한다. 속도프로필은 예컨대 속도-경로-도표 또는 속도-시간-도표로 나타낸다. 컨베이어는 속도 0으로부터 일정속도까지 증가한 다음 0으로 환원한다. 컨베이어용 속도프로필은 주파수 정류기, 제동교류전동기, 웜기어 및 원판 캠 기어에 의해 생성된다. 감속 교류전동기는 주파수정류기에 의해 다양한, 하지만 매 경우마다 일정한 회전수로 작동된다. 웜기어는 삼상 교류전동기 회전수를 낮은 회전수로 변환한다. 교류 전동기의 회전수가 비교적 높기 때문에 이러한 종류의 웜기어는 삼상 교류전동기를 사용하는 모든 운송시스템에 반드시 필요하다. 일단, 원판 캠 기어가 웜기어의 일정한 구동회전수를 속도프로필에 직접 비례하는 컨베이어 구동회전수로 변환시킨다.
작업 사이클동안에 컨베이어는 정지한다.
작업이 마무리되고 출구가 비어있을 때에만 컨베이어는 이동한다. 하지만, 작업이 끝난 후 제품운반기가 진입하지 않는 경우가 발생하는 것은 바람직하지 않다. 컨베이어가 비어있는 단편을 이동시켜 작업대에서 부품 및/또는 조립부품이 없는 제품운반기에 대한 작업을 하거나 또는 다음 제품 운반기를 기다려야 하므로 컨베이어는 정지한다. 이 시간 동안에는 부품 운반기가 전달되지 않는다. 부품 운반기에 공백이 생기며 이 공백은 다시는 보충할 수 없다.
주 운송구간 및 유입-내지는 송출레일을 포함한 전체 운송시스템에 컨베이어 이론을 적용한다는 의미는, 각 작업대에 유연한 운송시스템이 아닌 견고하게 상호 고리로 연결된 운송 시스템을 사용하는 것이라고 할 수 있을 것이다. 즉, 이 경우 부품운반기는 캠 내지는 단편 사이에 갇혀 있으므로 유연하게 운송될 수 없다.
또한, 컨베이어 길이는 단편 길이의 정수배이므로 컨베이어 길이를 자유롭게 구성할 수 없다.
기존의 운송시스템 외에도 부품 운반기 통과량을 높이기 위해, 매우 높은 운송 레일속도의 운송시스템이 있다. 하지만, 이 시스템 역시 높은 속도의 부품 운반기가 스토퍼 또는 정지상태의 부품운반기아 충돌한다는 단점이 있다. 따라서, 완충기 또는 부품운반기를 안정시키기 위한 추가의 시간이 소모되어, 다시금 지체를 유발한다.
본 발명은 독립 청구항의 개념에 따른 운송시스템에 관한 것이다.
도 1은 이동시스템 단면으로써의 운송시스템을 도시한 도면.
도 2는 운송시스템의 접속도.
도 3a 내지 도 3c는 주파수정류기에 나타나는 시간 t에 대한 전압 U의 그래프.
도 4a는 경로 S에 대한 신호 전송기의 신호의 그래프.
도 4b는 경로 S에 대한 속도프로필의 속도 V 및 △V 의 그래프.
그에 반해 청구항1의 특성을 가진 본 발명에 의한 운송시스템은 작업동안에도 부품운반기를 공급할 수 있다는 장점이 있다. 부품운반기가 진입하지 않을 경우에도, 작업을 마친 부품 및/또는 조립품이 있는 부품운반기를 운송할 수 있다. 하지만, 일반적으로 작업대 앞에 다수의 부품운반기가 존재하므로, 장시간 동안 새로운 부품운반기가 진입대에 도착하지 않는다 할지라도, 기존 부품운반기의 부품 및/또는 조립품에 대한 작업이 가능하며, 그 다음 부품운반기를 인도할 수 있다.
본 발명에 따른 운송시스템의 중요한 장점은 작업대에서 뿐 아니라 예컨대 교차지점 같은 전달 위치에도 적용할 수 있으며, 따라서, 한 운송레일로부터 다른 운송레일로 부품운반기를 전달할 때 소요되는 시간이 현저히 감소되며, 이것 역시 운송시스템의 유연성이 그대로 유지되면서 수행된다. 또 다른 장점으로써, 원판 캠기어를 사용하지 않고, 예컨대, 주파수 정류기와 같은 전자제어장치를 사용하므로 부품운반기 운송 속도프로필을 자유롭게 설정할 수 있다. 따라서, 다양한 상황에 맞는 속도프로필을 설정할 수 있다. 예컨대, 어떠한 상황에서 교차지점으로부터 부품운반기를 송출할 때, 긴 구간에서 유지되는 높은 속도를 사용할 수 있다.
분리기에 접근하게 되면 속도가 감소되어 부품운반기가 분리기에 충돌함이 없이 진행한다. 분리기 바로 뒤에 작업대가 따라온다. 이러한 짧은 구간에 대해 부품운반기는 구간에 적절한 별도의 속도프로필로 운송된다.
기존 기술분야와는 대조적으로 원판 캠기어나 제동장치가 없으므로 비용이 절감된다.
운송 레일의 길이가 단편의 길이와는 무관하므로 레일의 길이를 자유롭게 선택할 수 있다.
본 발명에 따른 운송시스템/방법의 또 다른 장점 및 확장 형태는 종속 청구항과 실시예에 있다.
도 1은 피운송체 특히 부품운반기(11)의 운반을 위한 운송시스템(10)이다. 주 운송레일(12)과 평행으로 일정거리를 두고 부 운송레일(13)이 설치된다. 주 운송레일(12)과 부 운송레일(13)은 동일한 운송방향을 갖는다. 두 레일은 주 운송레일(12)과 부 운송레일(13)에 수직으로 배치된 유입레일(14)과 송출레일(15)로 연결된다. 두 레일의 진행방향은 상호 반대이다. 운송레일(12 내지 15)의 각 레일은 하나의 삼상 교류모터와 웜기어로 구성된 자체의 운송수단 구동장치(17)를 가진다. 운송레일(12 내지 15)의 모든 운송레일은 이중벨트형식으로, 구조와 작동방식은 이미 알려져 있다. 교차지점(18 내지 21), 즉 운송레일(12 내지 15)의 각 중첩영역에 각각 하나씩의 전단운송기(22)가 설치된다. 이것은 부품운반기(11)를 한 운송레일에서 다른 운송레일로 이동시킨다. 부 운송레일(13) 영역에 작업을 위한 작업대(24)가 있다. 교차지점(18 내지 21) 및 작업대(24)는 전달 위치이며, 이곳에서 부품운반기가 한 운송레일에서 다른 운송레일로, 운송레일에서 작업대로 또는 작업대로부터 운송레일로 넘겨진다. 다수의 운송시스템(10)을 차례로 조립하여 검사할 수 있다. 이렇게 하려면 여러 개의 운송시스템(10)을 상응하는 작업대(24)와 함께 교차지점(18 내지 22)에 열을 지어 연결해야 한다. 부 운송레일(13)을 따라 교차지점(19)에 제 1신호 전송기(26), 작업대(24)에 제 2신호 전송기, 교차지점(20)에 제 3신호 전송기(28)가 설치된다. 교차지점(19 내지 20) 앞에 분리기(30 내지 31)가 설치된다. 교차지점(22) 앞, 송출레일(15)위에 분리기(32)가 있으며 주 운송레일(12)에 분리기(33)가 설치된다. 분리기는 부품운반기 정지에 사용된다. 또한 분리기는 진입- 및 진출이 가능한 정지장치를 가진다. 부품운반기가 분리기에서 정지 또는 통과할 것인가를 조회하기 위해 분리기에 신호 전송기가 내장된다.
도 2의 신호 전송기(26 내지 28)는 분리기(30 내지 33)에 내장된 신호 전송기 및 추후 SPS(35)로 명명되는 메모리 프로그램이 가능한 제어장치(35)의 입력을 가지는 작업대(24)와 연결된다. SPS(35)의 출력에 4개의 주파수 정류기(37)가 연결되며, 이것은 다시 운송레일(12 내지 15)의 운송수단 구동장치(17)의 삼상 교류모터와 연결된다. 또한 SPS(35) 출력에, 교차지점(18 내지 21)의 전단수송기(22), 작업대(24) 및 분리기(30 내지 33)가 연결된다. 이렇게 하여 SPS35는 전체 운송시스템(10)을 제어한다.
하나의 SPS 는 입력신호 내지는 출력신호용의 여러 개의 입력 내지는 출력을 가진다. 일반적으로 AND- 내지는 OR-결합으로 이루어진 그곳 메모리에 저장된 프로그램을 사용하여 상황에 따라서는 시간적으로 지연되어 입력신호가 출력신호로 가공된다.
도 3a 내지 3c는 단상 교류를 사용하여 주파수정류기 작동방식을 보여준다. 예컨대 전류공급망으로부터의 입력전압(Ue)이 직류전압(Ug)으로 변환된 다음 주파수 설정이 가능한 출력전압(Ua)으로 변환된다. 도 3a 내지 3c에 해당 단계의 시간(t)에 따른 전압의 진행도를 나타냈다. 출력전압(Ua)으로 해당 모터의 회전수가 제어된다. 삼상 교류전류망에도 동일한 이론이 적용되며 교류모터에 연결된다는 것만이 차이점이다. 출력전압(Ua)의 진동수는 수동 또는 예컨대 SPS 를 사용하여 설정할 수 있다. 주파수는 급격하게 또는 완만하게 증가 또는 감소시킬 수 있다.
도 4a는 전압-경로-도표상의 두 신호(41, 42)를 나타냈다. 도 4b는 속도-경로-도표상에 개별속도(V)의 속도프로필(43)을 나타낸다. 초기속도는 기본속도()이며 12m/분이다. 그 다음, 속도는 기울기(△V)로 V2는 42m/분으로 증가한다. 그 다음 기울기 △V4로 다시 기본속도 V1으로 감소한다. 개별속도(V)는 운송레일(12 내지 15)의 속도에 해당한다. 운송레일(12 내지 15)은 운송수단 구동장치(17)에 의해 가동되며, 이 장치는 다시 주파수 정류기(37)에 의해 제어된다. 따라서 속도(V)는 주파수 정류기(37)가 생성한 주파수에 비례한다. 또한, 기울기(△V2및 △V4) 역시 주파수 정류기의 주파수 상승 또는 주파수 감소에 비례한다. △V2와 △V4는 신호(41, 42)로 발생된다. 신호(41, 42)는 SPS(35)에 의해 생성된다.
다음으로 도 1, 4a 및 4b를 사용하여 본 발명에 따른 운송 시스템(10)의 작동 방식을 설명한다. 예컨대 작업대(24)에 하나의 부품 운반기(11a)가 정지해 있다. 부품 운반기(11b)는 바로 그 뒤에 있다. 작업 종료후, 부 운송레일(13)이 부품운반기(11a)를 계속 이동시키고 부품운반기(11b)를 작업대(24)에 이동시킨다. 작업대(24)에 있는 부품 운송기(11a)를 부품 운송기(11b)로 대체하는 데 필요한 교대 시간으로 명명되는 이 시간동안에, 아무런 작업이 수행되지 않는다. 기본속도(V1)가 12m/분, 부품운반길이가 320mm일 때, 부품운반기(11a) 바로 뒤에 부품운반기(11b)가 대기하므로 만약 교차점을 통과한다면, 교대시간은 부품운반기(11a, 11b)가 길이방향- 및 전단방향운동을 해야하므로, 두 배가되어 3.2초가 소요된다. 이 시간을 감소시키고 현재의 기술분야의 단점을 피하기 위해 다음과 같은 공정이 수행된다. SPS(35)는 작업대(24)로부터 작업종료 보고를 받는다. 그러면 부 운송레일(13)의 기본속도(V1)는 SPS(35)의 신호(41)에 의해 △V2로 연속적으로 속도(V3)로 증가한다. 부품운반기(11a)가 신호 전송기(27)에 도달하면, 이 전송기는 SPS(35)에 신호를 발신한다. 이 과정으로 신호(42)가 발생하며, 속도(V3)는 연속적으로 △V4로 속도(V1)로 감속된다. 부품 운송기(11b)는 충돌함이 없이 작업대(24)에 도착한다. 이렇게 함으로써 부품 운송기교대시에 1.6초 중 약 0.9초가 단축되어 약 56%의 시간 절약을 할 수 있다.
부품 운송기(11b)가 작업대(24)의 위치에 도달하면, SPS(35)는 다시 V3로 속도를 높이며 이 속도는 부품운반기(11a)가 분리기(31)의 신호 전송기에 도달할 때까지 유지된다. 그다음, 부 운송레일(13)은 예컨대 시간차를 두고 감속되어, 부품 운송기(11a)가 충돌하지 않고 교차지점(20)에 진입할 수 있도록 한다. 부 운송레일(13) 속도(V3)와 교차지점(20)에서 주행구간을 알 수 있으며, 따라서, △값의 산출이 가능하므로 시간차 감속을 할 수 있다. 교차지점(20)의 전단운송기(22)는 SPS(35)에 의해 활성상태가 되며 부품운반기(11a)는 송출레일(15)로 보내진다. 그다음, 높은 속도(V3)로 가속된다. 이렇게 함으로써 교차지점을 3.2초가 아닌 1.4초로 통과한다. 교차지점(21)앞의 분리기(32) 전송기에 도달하면, 송출레일(15)이 시간차를 두고 감속되어 부품운반기(11a)가 충돌 없이 교차지점(21)을 통과하도록 한다. 그 다음 부품운반기(11a)는 운송시스템(10)을 떠난다. 주 운송 레일(12)에서, 제 2 부품 운송기(11c)가 교차지점(21)으로 전송되므로, 충돌을 방지하기 위해 교차지점(21)앞 주 운송레일(12)에 분리기(23)를 설치한다.
부품 운송기(11b) 작업초기에 다른 부품 운송기(11d)가 부 운송레일(13)에서, 직접 연결되어 있지 않는다고 가정한다. 하지만, 작업진행동안 유입레일(14)과 특히 부 운송 레일(13)은 정지상태에 있지 않으므로 부품 운송기(11d)는 밀려질 수 있다. 작업종료 보고가 이루어지지 않는 경우, 유입레일(14)과 부 운송레일(13)은 고속(V3)으로 작동되며, 따라서, 부품 운송기(11d)는 최소한의 시간손실로 또한 충돌없이 교차지점(18 내지 19)을 통과하여 작업대(24)로 운송된다. 부품 운송기(11d)가 교차지점(19)에 도달하면, 분리기(30)의 신호 전송기에 의해 유입레일(14)은 그에 상응하여 감속된다. 신호 전송기(27)에 의해 부 운송레일(13)의 속도는 가속되며 신호 전송기(27)에 의해 다시 감속된다.
본 발명에 따른 운송시스템(10)용의 벨트 및 부품운반기 소재는 높은 마찰값을 가져야 한다. 벨트소재의 경우 예컨대 피막처리가 되지 않은 벨트소재를 사용할 수 있다. 기울기(△V2및 △V4)는, 부품운반기(11)가 가능한 한 슬립이 없이 운송레일(12 내지 14)에 운송될 수 있도록 설정해야 한다. 이 기울기 값은 실험에 의해 산출할 수 있다.
이 경우, 운송레일의 속도를 기본값에서 높은 값으로 끌어올리는 대신, 더 낮은 값으로 구성된 기본값 속도를 취한 다음 다시 더 높은 값을 택하는 방법도 고려해 불 수 있다.
SPS는 프로그램을 간단하게 변경할 수 있으므로, 일반적으로 운송시스템에서 SPS를 사용한다. 예컨대 조립 또는 검사와 같은 다양한 업무로 이러한 운송시스템을 설정할 수 있다. 무엇보다도 운송시스템에서 단 한가지 작업만을 수행하는 경우 신호 전송기를 주파수 정류기에 직접 연결할 수도 있다.
운송수단 구동장치(17)로써 웜기어의 삼상 교류모터 대신 전동 또는 유압의 배력구동장치도 고려해 볼 수 있다.

Claims (9)

  1. 운송개체(11)를 하나 이상의 전달지점(18 내지 21, 24)에 하나 이상의 운송수단(12 내지 15), 특히 운송수단 구동장치(17)가 설치된 벨트 컨베이어(12 내지 15)를 사용하여 유입- 또는 송출하는 운송시스템(10)에 있어서,
    운송수단(12 내지 15)에 각각의 운송수단 구동장치(17)가 설치되며, 하나 이상의 운송수단(12 내지 15)은 하나 이상의 신호 전송기(26 내지 28, 30 내지 33)를 가지며, 이 전송기의 신호는 하나 이상의 제어장치(37)에 작용하고, 이때 하나 이상의 제어장치(37)는 하나 이상의 운송수단 구동장치(17)용의 하나 이상의 속도프로필(43)을 생성하며, 하나 이상의 속도프로필(43)이 기본값(V)으로부터 0이 아닌 하나 이상의 제 2값(V3)을 취한 다음 다시 기본값(V)을 취함으로써, 하나 이상의 운송수단(12 내지 15)이 중단 없이 운송개체(11)를 운송하는 운송시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 운송개체(11)가 하나 이상의 부품운반기(11)인 것, 및 하나 이상의 전달지점(18 내지 24)이 작업대(24) 또는 교차지점(18 내지 21)인 것을 특징으로 하는 운송시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 하나 이상의 운송수단 구동장치(17)가 전동모터(17)인 것을 특징으로 하는 운송시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 전동모터(17)가 삼상 교류모터(17)인 것을 특징으로 하는 운송시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 하나 이상의 제어장치(37)가 주파수 정류기(37)인 것을 특징으로 하는 운송시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 삼상 교류모터(17)와 벨트 컨베이어(12 내지 15) 사이에 기어가 설치되는 것을 특징으로 하는 운송시스템.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 신호 전송기(26 내지 28, 30 내지 33)와 제어장치(37) 사이에 하나 이상의 메모리 프로그램이 가능한 제어기(35)가 연결되는 것을 특징으로 하는 운송시스템.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 부 운송레일(13)앞에 운송방향으로 유입레일(14) 및 부 운송레일(13)뒤에 운송방향으로 송출레일(15)이 설치되는 것, 및 부 운송레일(13)이 주 운송레일(12)에 평행하게 배치되며, 송출레일(15)과 유입레일(14)이 주 운송레일(12)에 전단으로 연결되는 것, 및 모든 교차지점(18 내지 21)에, 부품 운송기(11)를 직각으로, 한 운송레일에서 다른 운송레일로 방향을 유지한 체로 전달하는 전단운송기(22)가 설치되는 것을 특징으로 하는 운송시스템.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 하나 이상의 운송수단 구동장치(17)가 전기 또는 유압의 배력 구동장치(17)인 것을 특징으로 하는 운송시스템.
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