KR200285287Y1 - 리니어 모터를 이용한 전자부품 조립용 스티칭 머신 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전자제품의 CPU 등에 적용되는 부품중 플라스틱 재질로 이루어진 판형 부품에 다수의 금속재 핀을 자동으로 꼿아줄 수 있도록 리니어 모터의 직선 왕복운동과 서보모터에 의한 캠의 상하운동을 조합시켜 이루어진 리니어 모터를 이용한 전자부품 조립용 스티칭 머신에 관한 것이다.

이를 위해, 본 고안은 플라스틱 판형 구성품이 조립위치로 공급되도록 투입로 역할을 하는 투입몸체와; 상기 투입몸체의 하단부 전방쪽에 좌우로 왕복운동 가능하게 위치하는 리니어 모터(linear motor)와; 상기 투입몸체의 하단부로 빠져나온 플라스틱 판형 구성품을 잡아주도록 상기 리니어 모터와 결합되는 홀더(holder)부와; 상기 홀더부에 고정된 플라스틱 판형 구성품의 각 핀 삽입홀에 금속재 핀을 자동으로 삽입시키도록 제자리에서 고속 왕복운동하는 핀 삽입용 실린더와; 상기 리니어 모터의 저부에 설치되어 리니어 모터 전체를 상하로 운동시키는 캠과; 상기 캠에 소정의 피치각으로 회전운동하는 구동력을 제공하는 서보모터와; 상기 투입몸체의 하단부의 밑쪽에 위치하여 좌우로 길게 연장된 이송레일로 구성된 다.

Description

리니어 모터를 이용한 전자부품 조립용 스티칭 머신{Stitching machine for manufacturing electronic parts}

본 고안은 전자부품 조립용 스티칭 머신에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자제품의 CPU등에 적용되는 부품중 플라스틱 재질로 이루어진 판형 부품에 다수의 금속재 핀을 자동으로 꼿아줄 수 있도록 리니어 모터의 직선 왕복운동과 서보모터에 의한 캠의 상하운동을 조합시켜 이루어진 리니어 모터를 이용한 전자부품 조립용 스티칭 머신에 관한 것이다.

통상적으로 전자제품 CPU의 구성부품에는 첨부한 도 4에 도시한 바와 같은 플라스틱 판형 구성품(10)이 포함되어 있다.

상기 플라스틱 판형 구성품(10)은 수십에서 수백개 가량의 핀 삽입용 홀(12)이 매트릭스 배열로 관통 형성되어 있는 바, 상기 다수의 핀 삽입용 홀(12)에 수십에서 수백개의 금속재 핀(14)이 삽입되어야만 전자부품으로서의 제역할을 수행할 수 있게 된다.

상기 플라스틱 판형 구성품의 수십에서 수백개 가량의 핀 삽입용 홀에 일일이 수동으로 금속재 핀을 삽입시키는 작업을 하는 것은 매우 비효율적이므로, 상기 수십에서 수백개 가량의 핀 삽입용 홀에 금속재 핀을 자동으로 꼿아줄 수 있는 장치의 개발이 절실히 요구되었다.

한편, 잘 알려진 바와 같이 리니어 모터는 직선으로 직접 구동되는 모터로서, 회전모터를 잘라 펼쳐놓은 것이 리니어 모터이다. 리니어 모터는 일렬로 배열된 자석사이에 위치한 코일에 전류를 흐르게 함으로써 힘을 얻는다. 이러한 리니어 모터 시스템은 산업전반에 걸친 기초 기반 제품으로 직선운동이 필요한 매우 다양한 분야 즉, 공장자동화, 물류시스템용 이송장치와 와이어본더와 다이본더 등의 반도체 생산기계, 차세대 엘리베이터, 모노레일, 계측장비, 의료기기, 영상 및 오락산업의 모션카메라, 모션 시뮬레이터등의 분야에 폭넓게 적용된다.

특히,리니어 모터 시스템은 직접 구동식이므로 기존 선형 운동 시스템에 비하여 구조가 매우 간단하고 차지하는 공간이 적으며, 비접촉식이므로 소음 및 마모가 없어 반영구적으로 사용가능하다. 성능면에서 최소 2배이상의 빠른 이동속도, 10배 이상의 강한 추력, 5배 이상의 정밀한 위치제어가 가능하다.

따라서, 선형 운동이 필요한 모든 산업분야에 리니어 모터의 채택이 빠르게 증가하고 있다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 점을 감안하여 고안한 것으로서, 상술한 특징의 리니어 모터의 직선 왕복운동과, 서보모터에 의한 캠의 상하운동을 조합시키는 것을 이용하여, 플라스틱 전자부품의 수십에서 수백개 가량의 핀 삽입용 홀에 자동으로 금속재 핀을 꼿아줄 수 있도록 한 리니어 모터를 이용한 전자부품 조립용 스티칭 머신을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은:

플라스틱 판형 구성품이 조립위치로 공급되도록 투입로 역할을 하는 투입몸체와; 상기 투입몸체의 하단부 전방쪽에 좌우로 왕복운동 가능하게 위치하는 리니어 모터(linear motor)와; 상기 투입몸체의 하단부로 빠져나온 플라스틱 판형 구성품을 잡아주도록 상기 리니어 모터와 결합되는 홀더(holder)부와; 상기 홀더부에 고정된 플라스틱 판형 구성품의 각 핀 삽입홀에 금속재 핀을 자동으로 삽입시키도록 제자리에서 고속 왕복운동하는 핀 삽입용 실린더와; 상기 리니어 모터의 저부에 설치되어 리니어 모터 전체를 상하로 운동시키는 캠과; 상기 캠에 소정의 피치각으로 회전운동하는 구동력을 제공하는 서보모터와; 상기 투입몸체의 하단부의 밑쪽에 위치하여 좌우로 길게 연장된 이송레일로 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 투입몸체는 상하로 길다란 구조로서, 상부에는 플라스틱 판형 구성품의 투입구가 형성되고, 하단부에는 배출구가 형성된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 리니어 모터의 좌우방향 왕복운동에 의하여 상기 플라스틱 판형 구성품의 가로열에 해당하는 핀 삽입홀이 순차적으로 상기 핀 삽입용 실린더와 대응되게 위치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 캠의 회전에 의한 리니어 모터의 상하방향 운동에 의하여 상기 플라스틱 판형 구성품의 그 다음 가로열에 해당하는 핀 삽입홀이 상기 핀 삽입용 실린더와 대응되게 위치되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 전자부품 조립용 스티칭 머신을 나타내는 정면도,

도 2는 본 고안에 따른 전자부품 조립용 스티칭 머신을 나타내는 측면도,

도 3은 본 고안에 따른 전자부품 조립용 스티칭 머신을 나타내는 요부 확대도,

도 4는 본 고안에 따른 전자부품 조립용 스티칭 머신에 적용되는 전자부품을 나타내는 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 플라스틱 판형 구성품 12 : 핀 삽입용 홀

14 : 금속재 핀 16 : 사각홀

18 : 커넥터부 20 : 지지테이블

22 : 이송레일 24 : 투입몸체

26 : 리니어 모터 28 : 레일

30 : 이송체 32 : 홀더부

34 : 핀 삽입용 실린더 36 : 캠

38 : 서보모터

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 고안에 따른 전자부품 조립용 스티칭 머신을 나타내는 정면도이고, 도 2는 측면도이며, 도 3은 요부 확대도이다.

본 고안은 전자제품 CPU의 구성부품중 첨부한 도 4에 도시한 바와 같은 플라스틱 판형 구성품(10)에 수십에서 수백개 가량의 금속재 핀(14)을 자동으로 꼿아줄 수 있도록 하는데 그 주된 특징이 있다.

첨부한 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 플라스틱 판형 구성품(10)은 중앙에 다소 큰 사각홀(16)이 관통되어 있고, 상단에는 마치 요철구조와 같이 커넥터부(18)가 형성되어 있으며, 상기 사각홀(16)을 중심으로 그 사방 주변에는 가로세로 등간격으로 다수의 작은 핀 삽입용 홀(12)이 관통되어 형성되어 있다.

본 고안은 상기와 같은 구조의 플라스틱 판형 구성품(10)의 핀 삽입용 홀(12)에 금속재 핀(14)을 자동으로 꼿아주기 위한 것으로서, 그 주요 구성은 소정의 지지테이블(20)상에 소정의 배열로 장착되어진다.

우선, 상기 지지테이블(20)에는 좌우방향으로 길다랗게 연장된 이송레일(22)이 장착되고, 이송레일(22)의 중간 부분에서 그 위쪽으로는 상기 플라스틱 판형 구성품(10)이 조립위치(핀 삽입홀에 금속재 핀이 꼿아지는 위치)로 공급되도록 투입로 역할을 하는 투입몸체(24)가 설치된다.

상기 투입몸체(24)는 상하로 직사각통의 길다란 구조로서, 상부에는 플라스틱 판형 구성품의 투입구가 형성되고, 하단부에는 배출구가 형성된다.

여기서, 상기 투입몸체(24)의 하단부에서 전방쪽에 좌우로 왕복운동 가능하게 리니어 모터(26)(linear motor)가 설치되는 바, 상기 리니어 모터(26)는 길다란 봉형상의 레일(28)과, 이 레일(28)을 감싸며 위치되어 레일(28)을 따라 좌우로 왕복 운동하는 이송체(30)로 구성되어진다.

특히, 상기 투입몸체(24)의 하단부로 빠져나온 플라스틱 판형 구성품(10)을 잡아주도록 상기 리니어 모터(26)의 이송체(30)에는 홀더(holder)부(32)가 일체로 결합되어진다.

상기 홀더부(32)는 플라스틱 판형 구성품(20)의 테두리부분에 분리 가능하게 결착되어 플라스틱 판형 구성품(10)을 고정시킬 수 있는 구조이면 어떠한 구조도 무방하다.

한편, 상기 투입몸체(24)의 하단부에서 후방쪽에는 상기 홀더부(32)에 고정된 플라스틱 판형 구성품(10)의 각 핀 삽입홀(12)에 금속재 핀(14)을 자동으로 삽입시키도록 제자리에서 고속 왕복운동하는 핀 삽입용 실린더(34)가 설치되어진다.

즉, 상기 핀 삽입용 실린더(34)는 균등 분할되어 소정의 형상으로 성형된 금속재 핀(14)을 상기 플라스틱 구성품(10)의 각 핀 삽입홀(12)로 꼿아주는 역할을 한다.

특히, 상기 리니어 모터(26)의 저부에는 리니어 모터 전체를 상하로 운동시키도록 회전 가능한 캠(36)이 설치되는 바, 상기 캠(36)이 소정의 피치각으로 회전 운동하는 동시에 상기 리니어 모터 전체는 상하로 직선 운동을 하게 된다.

또한, 상기 캠(36)의 축에는 캠(36)에 회전력을 제공하는 서보모터(38)가 장착되어진다.

이러한 구성으로 이루어진 본 고안의 전자부품 조립용 스티칭 머신의 작동 관계를 설명하면 다음과 같다.

상기 플라스틱 판형 구성품(10)의 핀 삽입용 홀(12)의 갯수는 규격에 따라 수십에서 수백개가 형성되지만, 본 고안에 따른 머신의 작동관계를 보다 용이하게 설명하기 위하여 핀 삽입용 홀(12)이 20×20의 배열로 형성되었다고 가정하여 설명한다.

우선, 상기 투입몸체(24)의 투입구로 플라스틱 판형 구성품(10)을 삽입시키면, 그 하단부의 배출구로 슬라이드 이동하면서 배출되는 바, 배출되는 플라스틱 판형 구성품(10)의 테두리를 상기 홀더부(32)가 잡아주어 견고하게 고정된 상태가 되어진다.

이때, 상기 플라스틱 판형 구성품(10)의 20×1에 해당하는 핀 삽입용 홀(12)이 상기 핀 삽입용 실린더(34)와 대응되게 위치되어진다.

다음으로, 상기 핀 삽입용 실린더(34)가 구동하여, 금속재 핀(14)을 상기 20×1에 해당하는 핀 삽입용 홀(12)에 꼿아주게 되고, 이와 동시에 상기 리니어 모터(26)가 일방향(20×20에 해당하는 핀 삽입홀쪽으로)으로 직선 운동함에 따라, 20×2, 20×3......20×20에 해당하는 핀 삽입용 홀(12)이 상기 핀 삽입용 실린더(34)와 순차적으로 일치하게 되는 순간, 해당되는 핀 삽입홀(12)로 금속재 핀(14)이 꼿아지게 된다.

이렇게 20×1....20×20에 해당하는 일렬의 핀 삽입용 홀(12)에 대하여 금속재 핀(14)을 꼿아주는 공정이 끝나게 되면, 일방향쪽으로 직선운동하였던 리니어 모터(26)는 원위치로 복귀운동하게 된다.

이와 동시에, 상기 서보모터(38)가 구동함에 따라, 캠(36)이 소정의 피치각으로 회전을 하게 되어, 캠(26)에 받쳐져 있던 리니어 모터 전체가 위쪽으로 약간 직선운동을 하게 된다.

이때, 상기 캠(36)의 회전에 따른 리니어 모터(26)의 상부쪽 직선 운동 거리는 상기 플라스틱 판형 구성품(10)의 19열에 해당하는 핀 삽입용 홀(12)이 상기 핀 삽입용 실린더(34)와 일치되게 하는 거리와 동일하다.

즉, 상기 리니어 모터(26) 전체가 캠(36)의 회전에 따라 위쪽으로 직선 운동하는 동시에 리니어 모터(26)에 체결된 홀더부(32)와, 이 홀더부(32)에 고정된 플라스틱 판형 구성품(10)도 위쪽으로 직선 운동을 하여, 결국 상기 플라스틱 판형 구성품(10)의 19열에 해당하는 핀 삽입용 홀(12)이 상기 핀 삽입용 실린더(34)와 일치하게 되는 것이다.

물론, 상기 리니어 모터(26)가 본래의 위치로 복귀되었으므로, 19×1에 해당하는 핀 삽입용 홀(12)이 상기 핀 삽입용 실린더(34)와 일치하게 된다.

따라서, 상기 핀 삽입용 실린더(34)의 구동에 의하여 상기 19×1에 해당하는 핀 삽입용 홀(12)에서부터 19×20에 해당하는 핀 삽입용 홀(12)까지 순차적으로 금속재 핀(14)이 꼿아지게 된다.

마찬가지로, 상기 플라스틱 판형 구성품(10)의 18열, 17열.......2열, 1열에해당하는 핀 삽입용 홀(12)에도 상술한 작동과 동일하게 금속재 핀(14)이 순차적으로 꼿아지게 된다.

이와 같이, 상기 플라스틱 판형 구성품(10)의 모든 핀 삽입용 홀(12)에 금속재 핀(14)을 자동으로 꼿아주는 작동후, 상기 홀더부(32)는 플라스틱 판형 구성품(10)의 고정을 해제하여, 플라스틱 판형 구성품(10)이 상기 이송레일(22)상으로 떨어지게 되고, 이송레일(22)을 따라 상기 플라스틱 판형 구성품(10)은 다음공정으로 이송하게 된다.

이상에서 본 바와 같이, 본 고안에 따른 전자부품 조립용 스티칭 머신에 의하면, 리니어 모터의 직선 왕복운동과 서보모터에 의한 캠의 상하운동을 조합으로, 플라스틱 판형 구성품에 형성된 다수의 핀 삽입용 홀에 금속재 핀을 자동으로 꼿아줄 수 있도록 함으로써, 금속재 핀 삽입을 위한 작업속도를 매우 빠르게 진행할 수 있는 장점을 제공한다.

특히, 플라스틱 판형 구성품에 형성된 다수의 핀 삽입용 홀간의 좌우피치를 리니어모터로 제어하고, 상하피치를 서보모터에 의한 캠의 회전운동을 조합시킴에 따라, 매우 정밀한 금속재 핀 삽입 작업을 달성할 수 있는 장점을 제공한다.

또한, 상기 리니어모터와 캠의 조합은 내구성이 우수하여, 불량율이 전형 없는 장점을 제공한다.

Claims (4)

1. 플라스틱 판형 구성품(10)이 조립위치로 공급되도록 투입로 역할을 하는 투입몸체(24)와;

   상기 투입몸체(24)의 하단부 전방쪽에 좌우로 왕복운동 가능하게 위치하는 리니어 모터(linear motor)(26)와;

   상기 투입몸체(24)의 하단부로 빠져나온 플라스틱 판형 구성품(10)을 잡아주도록 상기 리니어 모터(26)와 결합되는 홀더(holder)부(32)와;

   상기 홀더부(32)에 고정된 플라스틱 판형 구성품(10)의 각 핀 삽입용 홀(12)에 금속재 핀(14)을 자동으로 삽입시키도록 제자리에서 고속 왕복운동하는 핀 삽입용 실린더(34)와;

   상기 리니어 모터(26)의 저부에 설치되어 리니어 모터 전체를 상하로 운동시키는 캠(36)과;

   상기 캠(36)에 소정의 피치각으로 회전 운동하는 구동력을 제공하는 서보모터(38)와;

   상기 투입몸체(24)의 하단부의 밑쪽에 위치하여 좌우로 길게 연장된 이송레일(22)로 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 모터를 이용한 전자부품 조립용 스티칭 머신.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 투입몸체(24)는 상하로 길다란 구조로서, 상부에는 플라스틱 판형 구성품(10)이 투입되는 투입구가 형성되고, 하단부에는 배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 모터를 이용한 전자부품 조립용 스티칭 머신.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 리니어 모터(26)의 좌우방향 왕복운동에 의하여 상기 플라스틱 판형 구성품(10)의 가로열에 해당하는 핀 삽입용 홀(12)이 순차적으로 상기 핀 삽입용 실린더(34)와 대응되게 위치되는 것을 특징으로 하는 리니어 모터를 이용한 전자부품 조립용 스티칭 머신.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 캠(36)의 회전에 의한 리니어 모터(26)의 상하방향 운동에 의하여 상기 플라스틱 판형 구성품(10)의 그 다음 가로열에 해당하는 핀 삽입용 홀(12)이 상기 핀 삽입용 실린더(34)와 대응되게 위치되는 것을 특징으로 하는 리니어 모터를 이용한 전자부품 조립용 스티칭 머신.