KR200158748Y1

KR200158748Y1 - Automatic apparatus having a self testing function

Info

Publication number: KR200158748Y1
Application number: KR2019950050847U
Authority: KR
Inventors: 최현
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1999-10-15
Also published as: KR970028021U

Abstract

본 고안에 따르면, 고정 프레임(11,11')과; 이동 프레임(12)과; 구동수단(13,13')과; 구동력 전달 수단(14,14')과; 상기 구동력 전달 수단(14,14')이 지지되는 베어링(15,15')을 구비한 자동화 장치에 있어서, 상기 온도 센서(16,16'), 변형 센서(17,17') 및, 진동센서(18,18')등의 센서 수단, 상기 센서 수단에서 검출된 물리량을 증폭시킬 수 있는 증폭기, 상기 증폭된 물리량을 소정의 기준치와 비교할 수 있는 비교기 및, 상기 비교기에서 비교된 검출 물리량이 소정의 범위에 있을 때 이를 표시할 수 있는 표시기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동화 장치가 제공된다. 본 고안에 따른 자동화 장치의 자기 진단장치는 장치에서 발생할 수 있는 초기의 이상 상태가 실제의 고장으로 악화되기 이전에 작업자가 이를 예측하여 사전에 대응할 수 있게 하므로 장치의 고장 예방에 매우 효과적이다.According to the present invention, the fixed frame (11, 11 '); A moving frame 12; Drive means (13, 13 '); Drive force transmission means (14,14 '); In the automation device having bearings 15 and 15 'on which the driving force transmission means 14 and 14' are supported, the temperature sensor 16 and 16 ', the deformation sensor 17 and 17' and the vibration sensor Sensor means such as (18,18 '), an amplifier capable of amplifying the physical quantity detected by the sensor means, a comparator capable of comparing the amplified physical quantity with a predetermined reference value, and a detected physical quantity compared by the comparator An automation device is provided further comprising an indicator capable of displaying it when in range. Self-diagnosis apparatus of the automated device according to the present invention is very effective in preventing the failure of the device because the operator can predict and respond in advance before the initial abnormal state that may occur in the device is aggravated by the actual failure.

Description

Automated device with self-diagnosis

제1도는 본 고안에 따른 자동화 장치의 개략적인 일부 사시도이다.1 is a schematic partial perspective view of an automation device according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

11,11' : 고정 프레임 12 : 이동 프레임11,11 ': Fixed frame 12: Moving frame

13,13' : 구동 모터 14,14' : 볼 스크류13,13 ': Drive motor 14,14': Ball screw

15,15' : 베어링 16,16' : 온도 센서15,15 ': Bearing 16,16': Temperature sensor

17,17' : 스트레인 게이지 18,18' : 진동 센서17,17 ': Strain gage 18,18': Vibration sensor

본 고안은 자기 진단 기능을 구비한 자동화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동화 장치에서 발생할 수 있는 온도, 진동 및 외력등에 의한 이상을 자가 진단하여 사전에 예방할 수 있도록 하는 자동화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automated device having a self-diagnostic function, and more particularly, to an automated device that can prevent in advance by self-diagnosing abnormalities caused by temperature, vibration, and external force that may occur in the automated device.

최근의 자동화 장치의 특징은 고정밀도 및 고정도에 대한 요구를 충족시키는 고가의 장비가 많이 개발되고 있다는 점이다. 이러한 고가 장비들이 기능적인 이유 또는 환경상의 이유로 고장이 발생하게 되면 막대한 제품 생산의 차질 및 사후 보상 문제로서 막대한 피해를 보게 된다. 따라서, 고가 장비의 고장을 예측할 수 있는 자기 진단 기능이 부여되고, 자기 진단 기능에 따라 사용자가 장치의 이상 유무를 사전에 예상할 수 있다면 고장을 예방할 수 있게 되고 사전 조치를 취할 수 있을 것이다.A feature of recent automation devices is that a lot of expensive equipment has been developed to meet the demand for high precision and high accuracy. If these expensive equipments fail due to functional or environmental reasons, they will suffer enormous damage as a result of enormous disruptions and post-compensation problems. Therefore, the self-diagnosis function is provided to predict the failure of expensive equipment, and if the user can predict the abnormality of the device according to the self-diagnosis function, the failure can be prevented and the precautions can be taken.

종래 기술에 따르면, 자동화 장치는 실험 결과에 따라 그 수명을 한정하고, 수명이 다한 장치의 작동을 중지함으로써 고장에 따른 피해를 최소화하는 방법을 사용하여 왔다. 따라서 수명이 다하지 않은 장비에서 발생하는 고장에 대한 사전 진단 기능이 전무했을 뿐만 아니라, 정기 또는 부정기적으로 수행되는 장비의 점검 작업에서 발견되지 아니하는 장치의 이상에 대한 대책이 없었다.According to the prior art, the automation device has used a method of limiting the lifespan according to the experimental results and minimizing the damage caused by the failure by stopping the operation of the device at the end of life. Therefore, there was no pre-diagnosis function for failures occurring at the end of life equipment, and there was no countermeasure against the abnormality of the device which was not found in the inspection work of the equipment performed regularly or irregularly.

본 고안은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 자기 진단 기능을 구비한 자동화 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to provide an automated device with a self-diagnostic function.

본 고안의 다른 목적은 온도, 진동 또는 외력에 의한 이상 유무를 자기 진단하고 이를 표시하는 자기 진단 기능을 구비한 자동화 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an automatic device having a self-diagnostic function for self-diagnosing and displaying an abnormality caused by temperature, vibration, or external force.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따르면, 고정 프레임과; 이동 프레임과; 구동 수단과; 구동력 전달 수단과; 상기 구동력 전달 수단이 지지되는 베어링을 구비한 자동화 장치에 있어서, 상기 온도 센서, 변형 센서 및, 진동 센서등의 센서 수단, 상기 센서 수단에서 검출된 물리량을 증폭시킬 수 있는 증폭기, 상기 증폭된 물리량을 소정의 기준치와 비교할 수 있는 비교기 및, 상기 비교기에서 비교된 검출 물리량이 소정의 범위에 있을 때 이를 표시할 수 있는 표시기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동화 장치가 제공된다.In order to achieve the above object, according to the present invention, and a fixed frame; A moving frame; Drive means; Drive force transmission means; An automation apparatus having a bearing on which the driving force transmission means is supported, comprising: a sensor means such as the temperature sensor, a deformation sensor, a vibration sensor, an amplifier capable of amplifying a physical quantity detected by the sensor means, and the amplified physical quantity. There is provided an automated apparatus further comprising a comparator capable of comparing with a predetermined reference value and an indicator capable of displaying when the detected physical quantity compared in the comparator is within a predetermined range.

본 고안의 특징에 따르면, 상기 온도 센서는 상기 구동 수단에 부착되고, 상기 변형 센서는 상기 고정 프레임에 부착되면, 상기 진동 센서는 상기 이동 프레임 및 상기 베어링에 부착된다.According to a feature of the present invention, when the temperature sensor is attached to the drive means, and the deformation sensor is attached to the fixed frame, the vibration sensor is attached to the moving frame and the bearing.

이하 본 고안을 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings.

제1도에는 본 고안에 따른 자기 진단 기능이 구비된 자동화 장치가 도시되어 있다. 도면에 도시된 자동화 장치는 통상적인 로봇 장치의 일부를 나타낸 것이다. 자동화 장치는 고정 프레임(11,11')의 상부에 구동 모터(13,13') 및 베어링(15,15')이 각각 고정되고, 볼 스크류(14,14')가 상기 베어링(15,15') 사이에 지지된다. 평행한 2개의 볼 스크류(14,14') 사이에는 이동 프레임(12)이 설치된다. 구동 모터(13,13')의 회전은 도시되지 아니한 제어기의 제어를 통해 이루어지며, 구동 모터(13,13')의 구동력에 의해 볼 스크류(14,14')가 회전한다. 볼 스크류(14,14')의 회전 운동은 이동 프레임(12)의 직선 왕복 운동으로 변환된다. 이동 프레임(12)에는 다양한 작동부가 설치될 수 있다. 예를 들면, 칩 마운터의 경우에 반도체를 진공 흡착 시키는 진공 흡착 노즐이 상기 이동 프레임(12)의 길이 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 또한 핸들링 로봇의 경우에는 이동 프레임(12)에 로봇 핸드가 길이 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.1 shows an automated device equipped with a self-diagnostic function according to the present invention. The automation device shown in the figures shows part of a typical robotic device. In the automation device, the drive motors 13 and 13 'and the bearings 15 and 15' are respectively fixed to the upper portions of the fixed frames 11 and 11 ', and the ball screws 14 and 14' are connected to the bearings 15 and 15 '. Is supported between '). A moving frame 12 is installed between two parallel ball screws 14, 14 ′. Rotation of the drive motors 13 and 13 'is made through control of a controller (not shown), and the ball screws 14 and 14' are rotated by the driving force of the drive motors 13 and 13 '. The rotational movement of the ball screws 14, 14 ′ is converted into a linear reciprocating movement of the moving frame 12. The moving frame 12 may be provided with various operation units. For example, in the case of the chip mounter, a vacuum adsorption nozzle for vacuum adsorption of the semiconductor may be installed to be movable in the longitudinal direction of the moving frame 12. In addition, in the case of the handling robot, the robot hand may be installed to be movable in the longitudinal direction on the moving frame 12.

본 고안의 특징에 따르면, 써모커플(thermocouple)과 같은 온도 센서가 장치의 소정 위치에 부착될 수 있다. 제1도에서 온도 센서는 도면 번호 16 및 16'로 지시되어 있으며, 이들은 구동 모터의 표면에 부착된다. 이는 전체적인 장치에 있어서 열이 발생할 가능성이 가장 높은 부분이 구동 모터이기 때문이다. 전기력을 기계적인 힘으로 변환시키는 구동 모터는 과전류나 과부하를 받을 경우 과열될 수 있으며, 이로 인해 모터에 화재가 나는등의 고장이 발생할 수 있다. 통상적으로 자동화장치에서 많이 사용되는 서보 모터의 경우 과전류가 흐르지 않도록 토크리미트 제어를 하지만, 장치가 외부 환경에 노출되어 외부의 온도에 영향을 받을때는 토크 리미트 제어가 기능을 발휘하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해서 온도 센서(16,16')를 구동모터(13,13')에 부착하고 온도를 항상 측정할 수 있도록 한다.According to a feature of the present invention, a temperature sensor, such as a thermocouple, can be attached to a predetermined location of the device. In FIG. 1 the temperature sensors are indicated by reference numerals 16 and 16 ', which are attached to the surface of the drive motor. This is because the driving motor is the most likely part of heat generation in the whole apparatus. Drive motors that convert electrical forces into mechanical forces can overheat when overcurrent or overloaded, resulting in a fire such as a fire in the motor. In general, the servo limit control of the servo motor used in the automation device does not flow the over current, but when the device is exposed to the external environment and affected by the external temperature, the torque limit control may not function. have. To prevent this, the temperature sensors 16 and 16 'are attached to the drive motors 13 and 13' and the temperature can be measured at all times.

또한 이동 프레임(12) 및 고정 프레임(17')의 일측에는 스트레인 게이지(strain gauge)와 같이 외력에 의한 변형을 측정할 수 있는 센서를 부착한다. 자동화 장치의 프레임 또는 특정의 부품은 급속하게 이동하면서 소정의 작업을 수행하므로 항상 응력에 의한 피로 상태에 있으며, 가속도에 의한 변형이 발생할 수 있다. 또한 대형 장치의 경우 재료 및 설계의 이상으로 붕괴될 가능성을 배제할 수 없다. 따라서 장치에서 발생하는 변형을 항상 측정함으로써 부품의 파손을 사전에 예방할 수 있다.In addition, one side of the moving frame 12 and the fixed frame 17 'is attached with a sensor that can measure deformation due to external force, such as a strain gauge. Since the frame or certain parts of the automation device perform certain tasks while moving rapidly, they are always in a fatigue state due to stress, and deformation due to acceleration may occur. In addition, in the case of large devices, the possibility of collapse beyond the material and design cannot be ruled out. Therefore, by always measuring the deformation occurring in the device, it is possible to prevent breakage of the component in advance.

도면 번호 18 및 18'로서 지시된 것은 장치에서 발생하는 진동을 측정할 수 있는 진동 센서이다. 진동 센서(18,18')는 장치에서 진동에 가장 취약한 부분 또는 장치의 작업에 있어 진동에 가장 민감한 부분에 설치하는 것이 바람직스럽다. 도면에 도시된 실시예에서 진동센서(18,18')는 이동 프레임(12) 및 베어링(15')에 설치되어 있다. 진동 센서는 장치 자체에서 발생하는 진동 및, 장치가 장착되어 있는 지지 구조에서 발생되는 진동을 검출할 수 있다. 특히 진동이 장치의 기능에 직접적인 영향을 미치는 경우에 진동 센서의 기능은 매우 중요한 역할을 한다. 예를 들면 하드 디스크 제작 장치의 경우에 미묘한 진동에서도 최종 제품의 성능이 저하될 수 있으므로 진동 발생을 즉시 검지하여 상응하는 조치를 취하여야 한다.Designated as numerals 18 and 18 'are vibration sensors capable of measuring vibrations occurring in the device. The vibration sensors 18, 18 'are preferably installed in the most vulnerable part of the device or in the most sensitive part of the device for the operation of the device. In the embodiment shown in the figure, the vibration sensors 18, 18 'are mounted on the moving frame 12 and the bearing 15'. The vibration sensor can detect vibrations generated in the device itself and vibrations generated in the support structure in which the device is mounted. The function of the vibration sensor plays a very important role, especially when vibration directly affects the function of the device. For example, in the case of a hard disk manufacturing apparatus, even in the case of subtle vibration, the performance of the final product may be deteriorated. Therefore, the occurrence of vibration should be detected immediately and the corresponding measures should be taken.

온도 센서, 응력 센서 및 진동 센서에서 검출된 각각의 물리량은 전기적인 신호로 변환되며, 증폭 장치를 통해 증폭된다. 다음에 비교기에서 미리 설정된 기준치와 각각의 증폭된 물리량을 비교함으로써 장치의 이상 여부를 판단한다. 예를 들면 검출된 온도가 소정의 기준 온도와 비교하여 높을 경우에 이는 과열 상태를 의미하므로, 작업자가 장치의 과열 상태를 인지할 수 있도록 이를 디스플레이 한다. 디스플레이 방식으로서는 예를 들면 경고등이 점등될 수 있다.Each physical quantity detected by the temperature sensor, the stress sensor and the vibration sensor is converted into an electrical signal and amplified by an amplifying device. Then, the comparator determines whether the device is abnormal by comparing the preset reference value with each amplified physical quantity. For example, when the detected temperature is high compared to a predetermined reference temperature, this means an overheating state, and thus the operator can recognize the overheating state of the apparatus. As the display system, for example, a warning lamp may be turned on.

본 고안에 따른 자동화 장치의 자기 진단 장치는 장치에서 발생할 수 있는 초기의 이상 상태가 실제의 고장으로 악화되기 이전에 작업자가 이를 예측하여 사전에 대응할 수 있게 하므로 장치의 고장 예방에 매우 효과적이다. 그에 따라 고가의 자동화 장치에 고장이 발생하였을 때 수반되는 대규모의 피해를 최소화할 수 있다.Self-diagnosis apparatus of the automated device according to the present invention is very effective in preventing the failure of the device because it enables the operator to anticipate and respond in advance before the initial abnormality that may occur in the device is aggravated by the actual failure. This can minimize the massive damage that comes with the failure of an expensive automation device.

본 고안은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것이며, 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면 각각의 온도 센서, 변형 센서 및 진동 센서등은 도면에 도시된 위치 이외에도 다른 장소에 필요에 따라 복수개가 부착될 수 있다. 또한 위에 열거되지 아니한 센서라 할지라도 소정 위치에 설치됨으로써 자동화 장치의 이상 유무를 판단할 수 있을 것이다. 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 결정되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, which are illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent embodiments are possible therefrom. For example, a plurality of temperature sensors, deformation sensors, vibration sensors, and the like may be attached to a plurality of places as needed in addition to the positions shown in the drawings. In addition, even if the sensor is not listed above, it will be possible to determine the abnormality of the automation device by being installed at a predetermined position. The true technical protection scope of the present invention should only be determined by the appended claims.

Claims

Fixed frames 11 and 11 '; A moving frame 12; Drive means (13, 13 '); Drive force transmission means (14,14 '); In the automation device having bearings 15 and 15 'on which the driving force transmission means 14 and 14' are supported, the temperature sensor 16 and 16 ', the deformation sensor 17 and 17' and the vibration sensor Sensor means such as (18,18 '), an amplifier capable of amplifying the physical quantity detected by the sensor means, a comparator capable of comparing the amplified physical quantity with a predetermined reference value, and a detected physical quantity compared by the comparator And an indicator capable of displaying when in range.

2. The temperature sensor (16, 15 ') is attached to the drive means (13, 13'), and the deformation sensors (17, 17 ') are attached to the fixed frame (11, 11'). And the vibration sensor (18,18 ') is attached to the moving frame (12) and the bearing (15,15').