KR20150065707A

KR20150065707A - 진동식 부품 반송 장치

Info

Publication number: KR20150065707A
Application number: KR1020157008784A
Authority: KR
Inventors: 도모미 이시카와
Original assignee: 엔티엔 가부시키가이샤
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2013-10-03
Publication date: 2015-06-15
Also published as: TWI585018B; WO2014057857A1; CN104736460A; JP6153308B2; JP2014076881A; TW201425181A; CN104736460B

Abstract

복합 진동식의 부품 반송 장치에 있어서, 부품 반송 속도를 유지하면서 부품 반송 부재(1)의 피칭 운동을 억제할 수 있도록 한다. 중간 진동체(4) 및 베이스(3)에 발생하는 회전 진동(수평 방향 진동의 회전 진동 모드)의 고유 진동수를, 부품 반송 부재(1) 및 상부 진동체(2)에 발생하는 회전 진동(연직 방향 진동의 회전 진동 모드)의 고유 진동수보다 크게 한 후에, 베이스(3)의 피칭 운동의 진폭(수평 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨)이, 부품 반송 부재(1)의 베이스(3)에 대한 상대적인 피칭 운동의 진폭(연직 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨)에 근접하도록 베이스(3)의 질량을 조정함으로써, 바닥 위에서 본 부품 반송 부재(1)의 피칭 운동을 억제하면서, 수평 방향 진동의 병진 진동 모드의 고유 진동수가 낮아지지 않고, 부품 반송 속도를 유지할 수 있다.

Description

진동식 부품 반송 장치{VIBRATING PARTS TRANSPORT DEVICE}

본 발명은 가진(加振) 기구의 구동에 의해 부품 반송 부재를 진동시켜 부품을 반송하는 진동식 부품 반송 장치에 관한 것이다.

진동식 부품 반송 장치에는, 부품 반송 부재에 대해 부품 반송에 최적의 진동을 부여하는 것을 목적으로 하여, 연직 방향을 향한 수평 진동용 판스프링으로 바닥 위에 설치되는 베이스와 중간 진동체를 연결하고, 수평 방향을 향한 연직 진동용 판스프링으로 부품 반송 부재와 중간 진동체를 연결하여, 부품 반송 부재의 수평 방향의 진동과 연직 방향의 진동을 각각 조정할 수 있는 구성으로 한 복합 진동식의 것이 있다.

그런데, 이러한 복합 진동식의 부품 반송 장치에서는, 부품 반송 부재(이것에 부착되는 상부 진동체 등도 포함함)의 무게 중심(G) 주위의 회전 운동(이하, 「피칭 운동」이라고 칭함)이 발생하여 부품 반송이 불안정하게 되는 경우가 있으며, 이 피칭 운동을 방지하기 위해서, 연직 진동용 판스프링을 2장 1세트로 하여, 부품 반송 부재 및 중간 진동체와 함께 라멘(Rahmen) 구조를 구성하도록 배치하는 것이 제안되어 있다(하기 특허문헌 1 참조).

그러나, 특허문헌 1에서 제안된 연직 진동용 판스프링의 배치를 취해도, 반송하는 부품의 성상(性狀)이나 부품 공급 상대의 구조 등에 따라 부품 반송 부재가 길어지거나 질량이 증가한 경우에는, 부품 반송 부재의 무게 중심(G) 주위의 모멘트가 커지기 때문에, 피칭 운동이 발생하는 경우가 있다. 또한, 부품 반송 부재가 비대칭의 형상이 되어, 그 무게 중심(G)의 위치가 가진 기구를 구성하는 전자석의 흡인 위치로부터 어긋난 경우에는, 그 흡인력이 무게 중심(G)으로부터 어긋난 위치에 작용하기 때문에, 그 흡인력에 의해 무게 중심(G) 주위의 모멘트가 발생하여, 피칭 운동이 발생한다.

이에 대해, 본 출원인은 부품 반송 부재의 피칭 운동이, 부품 반송 부재의 베이스에 대한 상대적인 피칭 운동(이하, 간단히 「상대적 피칭 운동」이라고도 칭함)과, 이것과 역위상의 베이스의 피칭 운동을 합성한 것이 된다고 생각해서, 베이스에 추를 설치하여, 베이스의 피칭 운동의 진폭이 부품 반송 부재의 상대적 피칭 운동의 진폭에 근접하도록 베이스의 질량을 조정함으로써 부품 반송 부재의 피칭 운동을 억제하는 기술을 개발하고, 이것을 본원에 앞서 출원하였다(일본 특허 출원 제2011-243393).

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2003-40418호 공보

상기 선행 출원에서는, 부품 반송 부재에 작용하는 관성 모멘트가 큰 경우(부품 반송 부재가 긴 경우나 질량이 큰 경우)에는, 부품 반송 부재의 상대적 피칭 운동의 진폭이 커지기 때문에, 베이스의 질량을 늘려 베이스의 피칭 운동의 진폭을 크게 하면 된다고 하고 있다. 그러나, 이 경우, 부품 반송 부재 뿐만 아니라 베이스의 질량도 증가하기 때문에, 부품 반송 방향과 동일 방향인 수평 방향의 고유 진동수가 저하된다. 그리고, 통상은, 큰 진폭이 필요한 수평 방향의 진동 변위가 효율적으로 얻어지도록, 전자석에 부여하는 전원 전압 파형의 주파수(구동 주파수)를 이 수평 방향의 고유 진동수 부근의 주파수로 설정하여 공진 진동을 발생시키기 때문에, 수평 방향의 고유 진동수가 저하되면 구동 주파수도 저하되어, 부품 반송 속도가 느려져 버린다.

그래서, 본 발명은 복합 진동식의 부품 반송 장치에 있어서, 부품 반송 속도를 유지하면서 부품 반송 부재의 피칭 운동을 억제할 수 있도록 하는 것을 과제로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 부품 반송로가 형성된 부품 반송 부재와, 상기 부품 반송 부재가 부착되는 상부 진동체와, 바닥 위에 설치되는 베이스와, 상기 상부 진동체와 베이스 사이에 설치되는 중간 진동체와, 상기 중간 진동체와 베이스를 연결하는 제1 탄성 부재와, 상기 상부 진동체와 중간 진동체를 연결하는 제2 탄성 부재를 포함하고, 상기 제1 탄성 부재와 제2 탄성 부재 중 한쪽을 수평 진동용 탄성 부재, 다른쪽을 연직 진동용 탄성 부재로 하며, 상기 수평 진동용 탄성 부재와 제1 가진 기구로 부품 반송 부재에 수평 방향의 진동을 부여하고, 상기 연직 진동용 탄성 부재와 제2 가진 기구로 부품 반송 부재에 연직 방향의 진동을 부여하도록 한 진동식 부품 반송 장치에 있어서, 상기 중간 진동체 및 베이스에 발생하는 회전 진동의 고유 진동수를, 상기 부품 반송 부재 및 상부 진동체에 발생하는 회전 진동의 고유 진동수보다 크게 한 구성을 채용하였다. 이하에, 본 발명이 이 구성을 채용한 이유를 설명한다.

일반적인 진동식 부품 반송 장치에서는, 병진 진동하는 모드와 회전 진동하는 모드의 2가지가 존재한다. 피칭 운동의 요인이 되고 있는 것은 후자의 회전 진동 모드이고, 그 고유 진동수는 병진 진동 모드의 고유 진동수 부근에 있다. 그리고, 복합 진동식의 것에서는, 수평 방향과 연직 방향으로 진동 가능하게 되어 있기 때문에, 각각의 진동 방향에 대해 병진 진동 모드와 회전 진동 모드가 존재한다.

도 7은 복합 진동식의 부품 반송 장치의 간이 모델을 도시한다. 이 간이 모델에서의 상부 강체(剛體)(A)는, 부품 반송 부재(상부 진동체를 포함함)에 해당한다. 또한, 스프링(Ka)은 연직 진동용 탄성 부재에, 하부 강체(B)는 중간 진동체 및 베이스에, 스프링(Kb)은 하부 강체(B)와 바닥면(F) 사이에 설치되는 방진 부재에 각각 해당한다. 그리고, 무게 중심(Ga)은 상부 강체(A)의 무게 중심을, 무게 중심(Gb)은 하부 강체(B)의 무게 중심을 나타내고 있다. 한편, 실제로는 중간 진동체와 베이스는 수평 진동용 탄성 부재로 연결되어 있으나, 수평 진동용 탄성 부재는 연직 방향으로는 작용하지 않기 때문에, 이 간이 모델에서는 고려하지 않는다.

상기 간이 모델에 있어서, 하부 강체(B)의 무게 중심(Gb) 주위의 피칭 운동이 수평 방향 진동의 회전 진동 모드, 상부 강체(A)의 무게 중심(Ga) 주위의 피칭 운동이 연직 방향 진동의 회전 진동 모드가 된다. 한편, 전자석의 구동 주파수는, 전술한 바와 같이, 수평 방향 진동에서의 병진 진동 모드의 고유 진동수 부근이 된다.

수평 방향 진동의 병진 진동 모드의 고유 진동수는, 하부 강체(B)의 질량, 스프링(Kb)의 구성을 변경함으로써 조정할 수 있다. 마찬가지로, 연직 방향 진동의 병진 진동 모드의 고유 진동수도, 상부 강체(A)의 질량, 스프링(Ka)의 구성을 변경함으로써 조정할 수 있다. 한편, 각 회전 진동 모드의 고유 진동수는, 병진 진동 모드의 고유 진동수에 추종하지만, 관성 모멘트를 변화시킴으로써 병진 진동 모드의 고유 진동수와의 관계를 조정할 수 있다. 단, 관성 모멘트를 변화시키기 위해서는 단부의 질량을 변경함으로써 행하는 것이 일반적이기 때문에, 병진 진동 모드와 회전 진동 모드의 고유 진동수의 차의 조정에는 한계가 있다.

여기서, 수평 방향 진동의 회전 진동 모드[하부 강체(B)에 발생하는 회전 진동]의 고유 진동수를, 연직 방향 진동의 회전 진동 모드[상부 강체(A)에 발생하는 회전 진동]의 고유 진동수보다 작게 한 경우, 그 진동수와 진동 레벨 및 위상의 관계는 도 8과 같이 된다. 도 8 중의 수평 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨은 도 7에서의 바닥 위에서 본 B1점의 피칭 운동, 연직 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨은 도 7에 있어서 B1점에서 본 A1점의 상대적인 피칭 운동을 각각 나타내고 있다. 한편, 간략화를 위해서, 연직 방향 진동의 병진 진동 모드는 도시하고 있지 않다. 또한, 전자석의 구동 주파수는, 수평 방향 진동에서의 병진 진동 모드의 고유 진동수 부근이 되기 때문에, 수평 방향 진동의 회전 진동 모드와 연직 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 파형의 위상은 거의 동일해진다. 따라서, 부품 반송 부재의 피칭 운동(바닥 위에서 본 A1점의 절대적인 피칭 운동)은, 수평 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨과 연직 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨의 합이 된다.

이제, 도 8 중의 실선의 상태일 때에, 부품 반송 부재의 피칭 운동이 억제되어 있다고 하자. 이 상태에서 부품 반송 부재를 질량 및 관성 모멘트가 큰 것으로 교환한 경우, 연직 방향 진동의 병진 및 회전 진동 모드의 고유 진동수가 낮아진다(도 8 중의 파선). 한편, 실제로는 수평 방향 진동의 병진 및 회전 진동 모드의 고유 진동수도 저하되지만, 여기서는 무시한다. 이때, 구동 주파수에서의 연직 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨이 커지기 때문에, 부품 반송 부재의 피칭 운동이 커진다.

상기한 피칭 운동의 증폭을 억제하기 위해서는, 수평 방향 진동의 회전 진동 모드의 고유 진동수를 올려, 구동 주파수에서의 수평 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨을 저하시키거나, 또는 수평 방향 진동의 병진 진동 모드의 고유 진동수(전자석의 구동 주파수)를 낮춰, 연직 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨을 저하시키는 것이 고려된다.

전자의 경우에는, 수평 방향 진동의 회전 진동 모드의 고유 진동수를 올리기 위해서, 하부 강체(B)의 질량을 줄여 관성 모멘트를 작게 하게 되지만, 전술한 바와 같이, 병진 진동 모드와 회전 진동 모드의 고유 진동수를 크게 분리하기는 어렵다. 따라서, 수평 방향 진동의 병진 진동 모드의 고유 진동수도 올라가 버리고, 이에 따라 전자석의 구동 주파수도 올라가기 때문에, 연직 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨이 더욱 커져, 피칭 운동을 억제하는 것은 곤란하다.

한편, 후자의 경우, 수평 방향 진동의 병진 진동 모드의 고유 진동수를 낮추기 위해서, 하부 강체(B)의 질량을 늘려 관성 모멘트를 크게 하게 된다. 이때에는, 도 9의 파선으로 나타내는 바와 같이, 수평 방향 진동의 회전 진동 모드의 고유 진동수도 낮아지고, 그 진동 레벨은 거의 변하지 않으나, 연직 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨이 저하되기 때문에, 피칭 운동의 억제가 가능하다. 단, 이 경우에는, 전자석의 구동 주파수가 낮아지기 때문에 부품 반송 속도가 저하되어 버린다.

다음으로, 수평 방향 진동의 회전 진동 모드의 고유 진동수를, 연직 방향 진동의 회전 진동 모드의 고유 진동수보다 크게 한 경우에 대해 설명한다. 이 경우의 진동수와 진동 레벨 및 위상의 관계를 도 10에 도시한다. 이때, 전자석의 구동 주파수에서의 수평 방향 진동의 회전 진동 모드와 연직 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 파형은 역위상이 된다. 따라서, 부품 반송 부재의 피칭 운동은, 수평 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨과 연직 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨의 차로 나타나게 된다.

도 10 중의 실선의 상태에서는, 구동 주파수에서의 수평 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨과 연직 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨이 동일하기 때문에, 부품 반송 부재의 피칭 운동은 발생하지 않는다. 이 상태에서 부품 반송 부재를 질량 및 관성 모멘트가 큰 것으로 교환한 경우, 연직 방향 진동의 병진 및 회전 진동 모드의 고유 진동수가 낮아진다(도 10 중의 파선). 한편, 실제로는 수평 방향 진동의 병진 및 회전 진동 모드의 고유 진동수도 저하되지만, 여기서는 무시한다. 이때, 구동 주파수에서의 수평 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨과 연직 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨에 차이가 발생하기 때문에, 부품 반송 부재의 피칭 운동이 발생한다.

상기한 피칭 운동을 억제하기 위해서는, 도 11 중의 파선으로 나타내는 바와 같이, 수평 방향 진동의 회전 진동 모드의 고유 진동수를 올려, 전자석의 구동 주파수에서의 수평 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨과 연직 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨을 동일한 레벨로 하면 된다. 이때, 수평 방향 진동의 병진 진동 모드의 고유 진동수도 올라가게 되지만, 전술한 바와 같이 병진 진동 모드와 회전 진동 모드의 고유 진동수의 관계는 다소 변경되기 때문에, 수평 방향 진동과 연직 방향 진동의 회전 진동 모드의 진동 레벨을 같은 레벨로 하여, 피칭 운동을 억제하는 것이 가능하다. 게다가, 이 경우에는, 수평 방향 진동의 병진 진동 모드의 고유 진동수, 즉 전자석의 구동 주파수가 낮아지지 않기 때문에, 부품 반송 속도를 유지할 수 있다.

이상의 점으로부터, 본 발명에서는, 수평 방향 진동의 회전 진동 모드[도 7에서의 하부 강체(B) 즉 중간 진동체 및 베이스에 발생하는 회전 진동]의 고유 진동수를, 연직 방향 진동의 회전 진동 모드[도 7에서의 상부 강체(A) 즉 부품 반송 부재 및 상부 진동체에 발생하는 회전 진동]의 고유 진동수보다 크게 함으로써, 부품 반송 속도를 유지하면서 부품 반송 부재의 피칭 운동을 억제하는 것을 가능하게 한 것이다.

상기한 구성에서는, 상기 베이스에 추를 설치하는 것이 바람직하다. 추의 질량을 변경함으로써, 중간 진동체 및 베이스에 발생하는 회전 진동의 고유 진동수의 조정을 용이하게 행할 수 있기 때문이다.

상기 베이스와 바닥면 사이에 방진 부재를 설치하고 있는 경우에는, 상기 베이스의 피칭 운동의 진폭이 상기 부품 반송 부재의 베이스에 대한 상대적인 피칭 운동의 진폭에 근접하도록 베이스의 질량을 조정하면 된다.

여기서, 상기 추는 복수의 추편(錘片)으로 이루어지며, 그 추편의 수를 증감함으로써 질량 조정이 가능한 것으로 하면 되고, 상기 베이스의 단부에 설치하는 것이 바람직하다. 베이스의 질량을 변화시키는 부위가 무게 중심으로부터 멀수록, 질량의 증감에 의한 피칭 운동의 진폭에 대한 영향이 커져, 질량 조정이 용이해지기 때문이다.

또한, 상기 추는 복수 개소에 설치하는 것이 바람직하다. 베이스의 1개소만 질량을 변화시키면 베이스의 무게 중심이 이동하여, 피칭 운동의 중심이 어긋나 조정이 곤란해지지만, 추의 설치 개소를 복수로 하면, 베이스의 무게 중심이 이동하지 않도록 추의 질량을 조정할 수 있기 때문이다. 반대로, 복수 개소에 설치한 추의 질량을 조정하여 베이스의 무게 중심의 위치를 장치 중심 부근으로 이동시킴으로써, 반송 거동의 안정화를 도모할 수도 있다. 또한, 상기 추의 설치 위치를 연직 방향으로 조정 가능하게 해도, 베이스의 무게 중심을 장치 중심 부근으로 이동시켜 안정된 반송 거동이 얻어지도록 할 수 있다.

상기 수평 진동용 탄성 부재는, 상기 중간 진동체에 대한 고정 위치와 상기 베이스 또는 상부 진동체에 대한 고정 위치가 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선 상에 위치하도록 배치하면 된다. 이와 같이 하면, 수평 진동용 탄성 부재의 수평 방향의 변형이 연직 방향의 변위로 이어지지 않게 되어, 수평 방향의 진동에 기인하는 연직 방향의 진동의 발생이 억제된다. 이때, 상기 수평 진동용 탄성 부재를 부품 반송 방향으로 복수 설치하고, 각각의 상기 중간 진동체에 대한 고정 위치와 상기 베이스 또는 상부 진동체에 대한 고정 위치의 위치 관계가 부품 반송 방향에서 교대로 교체되도록 배치하면, 수평면 내에서 부품 반송 방향과 직교하는 방향의 진동도 억제할 수 있기 때문에, 반송 거동을 더욱 안정시킬 수 있다.

한편, 상기 연직 진동용 탄성 부재는, 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선 상의 2개소의 고정 위치에서 고정하거나, 부품 반송 방향과 평행한 동일 수평선 상의 2개소의 고정 위치에서 고정하면 된다.

상기 각 가진 기구를 전자석과 가동 철심으로 구성하고, 그 중 한쪽의 전자석에 대한 인가 전압 설정 회로에, 인가 전압의 기준 파형을 발생시키는 기준 파형 발생 수단과, 상기 기준 파형에 대해 진폭을 조정하는 파형 진폭 조정 수단을 설치하고, 다른쪽의 전자석에 대한 인가 전압 설정 회로에는, 상기 기준 파형에 대해 미리 정해진 위상차를 갖는 파형을 발생시키는 위상차 조정 수단과, 위상차 조정 수단에 의해 발생한 파형에 대해 진폭을 조정하는 파형 진폭 조정 수단을 설치하여, 각 전자석에 대한 인가 전압의 파형, 주기, 위상차 및 진폭을 자유롭게 제어할 수 있도록 하면, 수평 방향의 진동과 연직 방향의 진동을 용이하게 원하는 진동에 근접시킬 수 있다.

또한, 상기 각 가진 기구의 전자석에 대한 인가 전압 설정 회로에, 각각의 상기 파형 진폭 조정 수단에 의해 진폭이 조정된 파형을 PWM(Pulse Width Modulation) 신호로 변환하는 PWM 신호 발생 수단을 설치하여, PWM 방식으로 각 가진 기구를 구동시킬 수 있다.

본 발명의 진동식 부품 반송 장치는, 전술한 바와 같이, 중간 진동체 및 베이스에 발생하는 회전 진동의 고유 진동수를, 부품 반송 부재 및 상부 진동체에 발생하는 회전 진동의 고유 진동수보다 크게 한 것이기 때문에, 부품 반송 속도를 유지하면서, 바닥 위에서 본 부품 반송 부재의 피칭 운동을 억제할 수 있고, 나아가서는 부품 반송 부재에 원하는 진동을 용이하게 부여할 수 있으며, 안정된 부품 반송을 실현할 수 있다.

도 1은 실시형태의 부품 반송 장치의 일부 절취 정면도.
도 2는 도 1의 트로프를 제거한 평면도.
도 3은 도 1의 측면도.
도 4는 도 1의 부품 반송 장치의 각 가진 기구의 인가 전압 설정 회로의 개략도.
도 5는 도 1의 연직 진동용 판스프링의 배치의 변형예를 도시한 일부 절취 정면도.
도 6은 도 5의 트로프를 제거한 평면도.
도 7은 본 발명의 작용을 설명하기 위한 부품 반송 장치의 간이 모델의 정면도.
도 8은 일반적인 부품 반송 장치의 피칭 운동의 증폭 거동을 설명하는 그래프.
도 9는 도 8의 피칭 운동의 억제 방법을 설명하는 그래프.
도 10은 본 발명의 부품 반송 장치의 피칭 운동의 발생 거동을 설명하는 그래프.
도 11은 도 10의 피칭 운동의 억제 방법을 설명하는 그래프.

이하, 도면에 기초하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이 진동식 부품 반송 장치는, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 직선형의 반송로(1a)가 형성된 트로프(부품 반송 부재)(1)를 상부 진동체(2)의 상면에 부착하고, 상부 진동체(2)와 바닥 위에 설치되는 베이스(3) 사이에 중간 진동체(4)를 설치하며, 중간 진동체(4)와 베이스(3)를 2개의 제1 탄성 부재로서의 판스프링(5)으로 연결하고, 상부 진동체(2)와 중간 진동체(4)를 4개의 제2 탄성 부재로서의 판스프링(6)으로 연결하며, 중간 진동체(4)와 베이스(3) 사이에 수평 방향(부품 반송 방향, 도면 중의 X방향)의 진동을 발생시키는 제1 가진 기구(7)를 설치하고, 상부 진동체(2)와 베이스(3) 사이에 연직 방향(도면 중의 Z방향)의 진동을 발생시키는 제2 가진 기구(8)를 설치한 것이다.

상기 베이스(3)는 직사각형 형상으로 형성되고, 그 대각의 2모퉁이에 기둥 형상의 판스프링 부착부(3a)가 세워 설치되어 있으며, 바닥면(F)에 고정된 방진 고무(방진 부재)(18)에 지지되어 있다. 한편, 방진 부재에는 코일 스프링 등을 이용해도 좋다.

또한, 베이스(3)의 부품 반송 방향의 양단에는, 각각 추(19)가 설치되어 있다. 이들 각 추(19)는, 탈착 가능한 복수의 추편(錘片; 19a)으로 이루어지며, 그 추편(19a)의 수를 증감함으로써 질량 조정이 가능한 것으로 되어 있다. 여기서, 도시는 생략하지만, 추(19)의 베이스(3)에 대한 부착 방법은, 각 추편(19a)에 관통 구멍을 형성하고, 볼트 등으로 나사 고정시키는 방법으로 할 수 있다. 이때, 베이스(3)에 형성하는 나사 구멍을 높이 방향으로 복수 배치하고, 추(19)의 베이스(3)에 대한 부착 위치를 연직 방향으로 조정 가능하게 함으로써, 반송 거동의 안정화를 도모하기 위해서 베이스(3)의 무게 중심의 위치를 장치 중심 부근으로 이동시키거나, 추(19)와 다른 기기와의 간섭을 피하는 것을 용이하게 할 수 있게 된다. 한편, 이 실시형태에서는 추(19)를 복수의 추편(19a)으로 구성하였으나, 단체(單體)로 원하는 질량으로 되어 있는 추를 이용해도 좋다.

상기 중간 진동체(4)는 직사각형 프레임 형상으로 형성되고, 그 대각의 2모퉁이가 외주측에서 베이스(3)의 판스프링 부착부(3a)의 상단부와 대향하며, 내주면이 상부 진동체(2)의 하부와 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 그 외주면에는, 베이스(3)의 판스프링 부착부(3a)와 대향하지 않는 대각의 2모퉁이로부터 부품 반송 방향(X방향)으로 돌출하는 판스프링 부착부(4a)가 설치되어 있다.

상기 제1 판스프링(5)은, 표리면이 부품 반송 방향으로 향하고, 양단의 고정 위치가 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선 상에 위치하도록, 일단부가 베이스(3)의 판스프링 부착부(3a)에 타단부가 중간 진동체(4)의 판스프링 부착부(4a)에 각각 고정되어, 중간 진동체(4)를 수평 방향으로 진동 가능하게 지지하는 수평 진동용 판스프링(수평 진동용 탄성 부재)으로 되어 있다. 여기서, 베이스(3)의 2개의 판스프링 부착부(3a)와, 중간 진동체(4)의 2개의 판스프링 부착부(4a)는, 동일한 부착부의 설치 위치끼리를 연결한 직선이 평면에서 보아 교차하도록 설치되어 있기 때문에, 2개의 수평 진동용 판스프링(5)은, 각각의 2개소의 고정 위치의 위치 관계가 부품 반송 방향에서 교체되도록 배치되게 된다.

한편, 상기 제2 판스프링(6)은, 표리면이 연직 방향으로 향하고, 양단의 고정 위치가 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선 상에 위치하도록, 일단부가 상부 진동체(2)의 하부에 타단부가 중간 진동체(4)의 길이 방향 가장자리부에 각각 고정되어, 상부 진동체(2)를 연직 방향으로 진동 가능하게 지지하는 연직 진동용 판스프링(연직 진동용 탄성 부재)으로 되어 있다.

또한, 상기 제1 가진 기구(7)는, 베이스(3) 상에 설치되는 교류 전자석(9)과, 이 전자석(9)과 미리 정해진 간격을 두고 대향하도록 중간 진동체(4)에 부착되는 가동 철심(10)으로 구성되어 있다. 한편, 가동 철심(10)은, 이 예에서는 중간 진동체(4)에 부착하였으나, 상부 진동체(2)에 부착하도록 해도 좋다. 한편, 상기 제2 가진 기구(8)는, 베이스(3) 상에 설치되는 교류 전자석(11)과, 이 전자석(11)과 미리 정해진 간격을 두고 대향하도록 상부 진동체(2)에 부착되는 가동 철심(12)으로 구성되어 있다.

제1 가진 기구(7)의 전자석(9)에 통전하면, 전자석(9)과 가동 철심(10) 사이에 단속적인 전자 흡인력이 작용하고, 이 전자 흡인력과 수평 진동용 판스프링(5)의 복원력에 의해, 중간 진동체(4)에 수평 방향의 진동이 발생하며, 이 진동이 연직 진동용 판스프링(6)을 통해 상부 진동체(2) 및 트로프(1)에 전해진다. 또한, 제2 가진 기구(8)의 전자석(11)에 통전하면, 전자석(11)과 가동 철심(12) 사이에 단속적인 전자 흡인력이 작용하고, 이 전자 흡인력과 연직 진동용 판스프링(6)의 복원력에 의해, 상부 진동체(2) 및 트로프(1)에 연직 방향의 진동이 발생한다. 그리고, 이 수평 방향의 진동과 연직 방향의 진동에 의해, 트로프(1)에 공급된 부품이 직선형 반송로(1a)를 따라 반송된다.

따라서, 각 가진 기구(7, 8)의 전자석(9, 11)에 대한 인가 전압을 따로따로 설정함으로써, 트로프(1)의 수평 방향의 진동과 연직 방향의 진동을 각각 조정할 수 있다.

도 4는 각 가진 기구(7, 8)의 전자석(9, 11)에 인가 전압을 설정하는 회로를 도시한다. 제1 가진 기구(7)의 회로에는, 인가 전압의 기준 파형을 발생시키는 기준 파형 발생 수단(13)이 설치되어 있다. 기준 파형 발생 수단(13)에서는, 파형의 종류(예컨대, 정현파)와 그 파형의 주기(주파수)의 설정값에 따른 기준 파형을 발생시킨다. 한편, 제2 가진 기구(8)의 회로에는, 기준 파형 발생 수단(13)에 의해 발생한 기준 파형에 대해 미리 정해진 위상차를 갖는 파형을 발생시키는 위상차 조정 수단(14)이 설치되어 있다.

그리고, 각 가진 기구(7, 8)의 회로에 있어서, 기준 파형 발생 수단(13) 또는 위상차 조정 수단(14)에 의해 발생한 파형을, 파형 진폭 조정 수단(15)에 의해 미리 정해진 진폭으로 조정하고, PWM 신호 발생 수단(16)에 의해 PWM 신호로 변환한 후, 전압 증폭 수단(17)에 의해 승압하여, 각각의 전자석(9, 11)에 인가하도록 되어 있다. 이에 의해, 각 전자석(9, 11)에 대한 인가 전압의 파형, 주기, 위상차 및 진폭을 자유롭게 제어하여, 수평 방향의 진동과 연직 방향의 진동을 각각 조정할 수 있다. 한편, PWM 방식으로 각 가진 기구를 구동시키지 않는 경우에는, PWM 신호 발생 수단(16)은 필요 없어진다.

또한, 장치 전체로서는, 상기 중간 진동체(4) 및 베이스(3)에 발생하는 회전 진동(수평 방향 진동의 회전 진동 모드)의 고유 진동수가, 상기 트로프(1) 및 상부 진동체(2)에 발생하는 회전 진동(연직 방향 진동의 회전 진동 모드)의 고유 진동수보다 커지도록 조정되어 있다. 그 수평 방향 진동의 회전 진동 모드의 고유 진동수는, 수평 진동용 판스프링(5)의 고정 길이, 두께, 매수나, 베이스(3) 및 중간 진동체(4)의 관성 모멘트를 변화시킴으로써 조정한다. 한편, 연직 방향 진동의 회전 진동 모드의 고유 진동수는, 연직 진동용 판스프링(6)의 고정 길이, 두께, 매수나, 트로프(1) 및 상부 진동체(2)의 관성 모멘트를 변화시킴으로써 조정한다.

한편, 실제로는, 고객처에서 트로프(1)가 탑재되는 경우가 많고, 그래서 각 판스프링(5, 6)의 사양이나 상부 진동체(2) 등의 각 부재의 관성 모멘트를 변화시키는 것은 곤란하다. 따라서, 출하 전에, 고객처에서의 탑재가 상정되는 트로프(1)의 질량 및 관성 모멘트의 범위에 있어서 상기한 조정을 행하고, 고객처에서는 탑재하는 트로프(1)에 맞춰 베이스(3)에 설치하는 추(19)의 조정만으로 피칭 운동의 억제가 가능한 상태로 해 두는 것이 바람직하다.

이 진동식 부품 반송 장치는 상기한 구성이며, 제1 가진 기구(7)의 구동에 의해 중간 진동체(4)에 진동이 발생할 때, 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선 상의 2개소의 고정 위치에서 고정된 수평 진동용 판스프링(5)은 수평 방향으로만 변형하고 원래의 상태로 되돌아가는 동작을 반복한다. 이에 의해, 중간 진동체(4)에 발생하는 진동은, 연직 방향의 진동을 거의 포함하지 않고, 거의 수평 방향만의 진동이 된다. 게다가, 2개의 수평 진동용 판스프링(5)의 고정 위치의 위치 관계가 부품 반송 방향에서 교체되도록 배치되어 있기 때문에, 수평면 내에서 부품 반송 방향과 직교하는 방향(도 2, 도 3에서의 Y방향)의 진동도 억제할 수 있다.

그리고, 베이스(3)와 바닥면(F) 사이에 방진 고무(18)를 설치하고, 베이스(3)에 복수의 추편(19a)으로 이루어지는 추(19)를 설치하며, 중간 진동체(4) 및 베이스(3)에 발생하는 회전 진동의 고유 진동수를, 트로프(1) 및 상부 진동체(2)에 발생하는 회전 진동의 고유 진동수보다 크게 하고 있기 때문에, 베이스(3)의 피칭 운동의 진폭이 이것과 역위상이 되는 트로프(1)의 베이스(3)에 대한 상대적인 피칭 운동의 진폭에 근접하도록, 추편(19a)의 수를 증감하여 베이스(3)의 질량을 조정함으로써, 바닥 위에서 본 트로프(1)의 피칭 운동을 확실하게 억제할 수 있고, 안정된 부품 반송을 실현할 수 있다. 게다가, 이와 같이 트로프(1)의 피칭 운동을 억제하기 위해서 베이스(3)의 질량을 조정할 때에도, 부품 반송 속도를 유지할 수 있다(도 11 참조).

도 5 및 도 6은 전술한 실시형태의 연직 진동용 판스프링(6)의 배치의 변형예를 도시한다. 이 변형예에서는, 연직 진동용 판스프링(6)을, 부품 반송 방향(도면 중의 X방향)과 평행한 동일 수평선 상의 2개소의 고정 위치에서, 상부 진동체(2)와 중간 진동체(4)의 폭 방향 가장자리부에 고정하고 있다.

전술한 실시형태에서는, 중간 진동체와 베이스를 연결하는 제1 판스프링을 수평 진동용 판스프링으로 하고, 상부 진동체와 중간 진동체를 연결하는 제2 판스프링을 연직 진동용 판스프링으로 하였으나, 이와는 반대로, 제1 판스프링이 연직 진동용 판스프링, 제2 판스프링이 수평 진동용 판스프링이 되도록 구성해도 좋다. 또한, 판스프링은 각 개소에 1장씩 배치하였으나, 2장 이상 겹친 것을 하나로서 사용해도 좋다.

또한, 수평 진동용 판스프링은 2개소에 배치하였으나, 3개소 이상으로 구성해도 좋으며, 그 경우에도 각각의 중간 진동체에 대한 고정 위치와 베이스에 대한 고정 위치의 위치 관계가 부품 반송 방향에서 교대로 교체되도록 배치하면 된다. 한편, 연직 진동용 판스프링은 4개소에 배치하였으나, 2개소 이상으로 구성해도 좋다.

또한, 실시형태에서는, 수평 진동용 탄성 부재 및 연직 진동용 탄성 부재에 판스프링을 사용하고 있으나, 판스프링 이외의 탄성 부재도 물론 이용할 수 있다. 또한, 각 가진 기구는, 전자석과 가동 철심으로 이루어지는 것을 사용하고 있으나, 이것에 한하지 않고, 동일한 가진력(加振力)을 발생시킬 수 있는 액추에이터이면 된다.

1: 트로프(부품 반송 부재) 2: 상부 진동체
3: 베이스 4: 중간 진동체
5: 제1 판스프링(수평 진동용 판스프링)
6: 제2 판스프링(연직 진동용 판스프링) 7: 제1 가진 기구
8: 제2 가진 기구 9, 11: 전자석
10, 12: 가동 철심 18: 방진 고무(방진 부재)
19: 추 19a: 추편

Claims

부품 반송로가 형성된 부품 반송 부재와, 상기 부품 반송 부재가 부착되는 상부 진동체와, 바닥 위에 설치되는 베이스와, 상기 상부 진동체와 베이스 사이에 설치되는 중간 진동체와, 상기 중간 진동체와 베이스를 연결하는 제1 탄성 부재와, 상기 상부 진동체와 중간 진동체를 연결하는 제2 탄성 부재를 포함하고, 상기 제1 탄성 부재와 제2 탄성 부재 중 한쪽을 수평 진동용 탄성 부재, 다른쪽을 연직 진동용 탄성 부재로 하며, 상기 수평 진동용 탄성 부재와 제1 가진(加振) 기구로 부품 반송 부재에 수평 방향의 진동을 부여하고, 상기 연직 진동용 탄성 부재와 제2 가진 기구로 부품 반송 부재에 연직 방향의 진동을 부여하도록 한 진동식 부품 반송 장치에 있어서, 상기 중간 진동체 및 베이스에 발생하는 회전 진동의 고유 진동수를, 상기 부품 반송 부재 및 상부 진동체에 발생하는 회전 진동의 고유 진동수보다 크게 한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
제1항에 있어서, 상기 베이스에 추를 설치한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 베이스와 바닥면 사이에 방진 부재를 설치하고, 상기 베이스의 피칭 운동의 진폭이 상기 부품 반송 부재의 베이스에 대한 상대적인 피칭 운동의 진폭에 근접하도록 베이스의 질량을 조정한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수평 진동용 탄성 부재는, 상기 중간 진동체에 대한 고정 위치와 상기 베이스 또는 상부 진동체에 대한 고정 위치가 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선 상에 위치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
제4항에 있어서, 상기 수평 진동용 탄성 부재는 부품 반송 방향으로 복수 설치되고, 각각의 상기 중간 진동체에 대한 고정 위치와 상기 베이스 또는 상부 진동체에 대한 고정 위치의 위치 관계가 부품 반송 방향에서 교대로 교체되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연직 진동용 탄성 부재를, 부품 반송 방향과 직교하는 동일 수평선 상의 2개소의 고정 위치에서 고정한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연직 진동용 탄성 부재를, 부품 반송 방향과 평행한 동일 수평선 상의 2개소의 고정 위치에서 고정한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 가진 기구를 전자석과 가동 철심으로 구성하고, 그 중 한쪽의 전자석에 대한 인가 전압 설정 회로에, 인가 전압의 기준 파형을 발생시키는 기준 파형 발생 수단과, 상기 기준 파형에 대해 진폭을 조정하는 파형 진폭 조정 수단을 설치하며, 다른쪽의 전자석에 대한 인가 전압 설정 회로에는, 상기 기준 파형에 대해 미리 정해진 위상차를 갖는 파형을 발생시키는 위상차 조정 수단과, 위상차 조정 수단에 의해 발생한 파형에 대해 진폭을 조정하는 파형 진폭 조정 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.
제8항에 있어서, 상기 각 가진 기구의 전자석에 대한 인가 전압 설정 회로에, 각각의 상기 파형 진폭 조정 수단에 의해 진폭이 조정된 파형을 PWM 신호로 변환하는 PWM 신호 발생 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진동식 부품 반송 장치.