KR20190027709A

KR20190027709A - 워크 반송 장치 및 워크 반송 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR20190027709A
Application number: KR1020180085706A
Authority: KR
Inventors: 미네타카 마에다
Original assignee: 신포니아 테크놀로지 가부시끼가이샤
Priority date: 2017-09-07
Filing date: 2018-07-24
Publication date: 2019-03-15
Also published as: TW201912542A; CN109466914A; JP2019048678A

Abstract

진동 특성이 다른 영역이 있는 경우에도, 워크를 안정 반송할 수 있는 워크 반송 장치 및 워크 반송 장치의 제조 방법을 제공한다.
워크를 적재한 상태에서 반송하는 반송부와, 위상이 다른 정재파가 합성됨으로써 상기 반송부를 휨 진동시키기 위한 진행파를 발생시키는 진행파 발생 수단(5)을 구비하고, 상기 반송부는, 진동 특성이 다른 복수의 영역(411, 412, 413, 414)으로 구성되어 있는 워크 반송 장치에 있어서, 상기 휨 진동시키기 위한 정재파의 파장을 λ로 했을 때, 상기 각 영역(411, 412, 413, 414)의 반송 방향의 길이가 nλ 또는 (n+1/2)λ(n은 양의 정수)이며, 또한 상기 반송부에 있어서 진동하는 부분의 전체 길이가 λ의 정수배이다.

Description

워크 반송 장치 및 워크 반송 장치의 제조 방법{WORK TRANSFER DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF WORK TRANSFER DEVICE}

본 발명은, 반송부를 휨 진동시키는 진행파를 발생시킴으로써 워크를 반송하는 워크 반송 장치 및 워크 반송 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 워크 반송 장치로서, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 이 워크 반송 장치는, 원반상의 보울 피더측의 반송부와, 해당 반송부로부터의 워크를 수취하여 반송하는 타원 형상의 리니어 피더측의 반송부를 구비하고 있다. 그리고, 각 반송부에 구비하는 압전체를 구동함으로써 각 반송부를 휨 진동시키는 진행파를 발생시킨다. 이 진행파에 의해, 각 반송부의 각 위치에 타원 운동이 발생하게 되고, 해당 반송부에 적재된 워크는 이 타원 운동에 수반하여, 진행파의 진행 방향과는 역방향으로 반송되어 간다.

상세하게 설명하면, 상기 워크 반송 장치는, 대칭 위치에 배치된 2군에 속하는 복수의 압전체를, 군마다 다른 위상(예를 들어 90도 다른 위상)에서 구동시켜 발생하는 2개의 정재파가 합성됨으로써 이상적인 진행파를 발생시킨다. 그런데, 특허문헌 1의 워크 반송 장치를 구성하는 반송부는, 주회 가능한 형상의 진동부를 갖는 구조(예를 들어, 원반상이며 중앙부를 고정한 구조)로 되어 있으며, 이하에 있어서 2개의 이유에 의해 이상적인 진행파에 접근하는 것이 곤란하다. 먼저 제1 이유에 대하여 설명한다. 상기 진동부는, 주회하는 경로를 따라서 물결치는 정재파 모드를 복수 가지고, 이들 복수의 정재파 모드에는, 고유 주파수가 가깝고, 또한 공간적 위상차가 대략 90° 어긋난 2개의 정재파 모드가 복수조 존재한다. 이들 2개의 정재파 모드(예를 들어 A 모드, B 모드라 함)의 고유 주파수 부근에서 진동부의 어느 부분을 가진하면, A 모드와 B 모드가 중첩된 정재파가 여기되지만, 가진 위치나 가진 주파수에 의해, A 모드와 B 모드가 포함되는 비율이 바뀌기 때문에, 이상적인 진행파에 근접시키는 것이 곤란하다. 이어서, 제2 이유에 대하여 설명한다. 상기 진행파를 생성하는 경우에는, A 모드의 배 위치와 B 모드의 배 위치를, 동일 주파수에서 위상을 어긋나게 하여 가진한다. 이에 의해, A 모드의 정재파와 B 모드의 정재파가 소정의 시간적 위상차를 가지고 여기되고, 이 시간적 위상차가 90°로 되도록 조정함으로써 진행파가 생성된다. 그러나, A 모드와 B 모드가 중첩된 정재파는, A 모드와 B 모드의 고유 주파수의 차이나 감쇠의 영향에 의해, 가진하는 위치에 의해 진동의 위상차가 다른 파(즉, 실제로는 진행파와 정재파가 혼재한 파)가 되기 때문에, 이상적인 진행파에 근접시키는 것이 곤란하다.

상기한 바와 같이, 가진 위치나 가진 주파수에 의해, A 모드와 B 모드가 포함되는 비율이 바뀌는 것이나 2개의 정재파 모드의 고유 주파수의 차이나 감쇠의 영향이 있는 것 이외에도, 반송부를 완전한 대칭 형상으로 제작할 수 없는 것, 특히 상기 타원 형상의 리니어 피더측의 반송부를 구성하는 직선부 영역과 곡선부 영역에서, 예를 들어 강성의 차이가 있는 것 등의 이유로부터, 직선부 영역과 곡선부 영역에서 진동 특성이 상이하였다. 그러나, 그것들의 상이한 진동 특성을 고려하면서, 2개의 정재파를 발생시키도록 하고 있지 않았기 때문에, 2개의 정재파에 있어서 진폭 등에 차가 발생할 뿐만 아니라, 균일하게 90° 위상이 어긋난 파로 할 수 없어, 이상적인 진행파에 근접시키는 것이 곤란하다. 그 결과, 반송부의 위치에 의해 진행파의 진폭 크기가 변동되어버리기 때문에, 반송부의 위치에 의해 워크의 반송 속도가 변동되어버려, 워크의 안정 반송을 할 수 없는 일이 일어날 수 있었다.

일본 특허 공개 제2017-43431호 공보

여기에서 본 발명은, 진동 특성이 다른 영역이 있는 경우에도, 워크를 안정 반송할 수 있는 워크 반송 장치 및 워크 반송 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은, 워크를 적재한 상태에서 반송하는 반송부와, 위상이 다른 정재파가 합성됨으로써 상기 반송부를 휨 진동시키기 위한 진행파를 발생시키는 진행파 발생 수단을 구비하고, 상기 반송부는, 진동 특성이 다른 복수의 영역으로 구성되어 있는 워크 반송 장치에 있어서, 상기 휨 진동시키기 위한 정재파의 파장을 λ로 했을 때, 상기 각 영역의 반송 방향의 길이가 nλ 또는 (n+1/2)λ(n은 양의 정수)이며, 또한 상기 반송부에 있어서 진동하는 부분의 전체 길이가 λ의 정수배인 것을 특징으로 하는 워크 반송 장치이다.

상기한 바와 같이, 각 영역의 반송 방향의 길이가 nλ 또는 (n+1/2)λ(n은 양의 정수)이면, 각 영역에서의 정재파의 배의 수와 절의 수를 동일수로 할 수 있다. 이렇게 하면, 2개의 정재파에 있어서, 파의 배의 영향과 절의 영향이 동일하게 발생하게 되고, 진폭 등에 차가 없으며, 게다가 균일하게 90° 공간적 위상이 어긋난 파가 되기 쉽다. 따라서, 2개의 정재파가 합성되어 형성되는 진행파를 이상적인 진행파에 근접시킬 수 있다. 이에 의해, 반송부의 어느 위치에 있어서도 동일한 크기의 진폭의 진동이 부여되기 쉬워지고, 워크의 반송 속도의 변동을 억제하여 안정 반송을 행할 수 있다.

또한, 상기 진행파 발생 수단은, 소정 피치를 두고 배치된 복수의 진동 발생부로 이루어지고, 해당 소정 피치를 상기 정재파의 파장과 대략 동일하게 해도 된다.

상기한 바와 같이, 소정 피치를 정재파의 파장과 대략 동일하게 해두면, 원하는 파장의 정재파를 발생시키기 쉽다.

또한, 상기 반송부에 있어서 워크를 반송하는 반송로가, 평면에서 보아 가늘고 긴 형상이어도 된다.

상기한 바와 같이, 워크를 반송하는 반송로가, 가늘고 긴 형상인 경우, 긴 변측 영역과 짧은 변측 영역에서 진동 특성이 현저하게 다른 경우가 있지만, 최적인 진행파 발생이 가능해진다.

또한, 상기 반송부에, 반송 방향과 대략 직교하는 방향으로 연장되는 슬릿이 반송 방향으로 소정 간격을 두고 복수 형성되고, 상기 슬릿의 소정 간격이 상기 정재파의 파장 λ의 1/4의 길이로 설정되어 있어도 된다.

상기한 바와 같이, 반송부에 복수의 슬릿을 형성함으로써, 반송부를 진행파의 진행 방향으로 변형시키기 쉽게 하여, 워크를 튀지 않게 효율적으로 이동시킬 수 있다. 게다가, 슬릿의 소정 간격이 정재파의 파장 λ의 1/4의 길이로 설정되어 있으면, 2개의 정재파가, 공간적으로 위상이 균일하게 90° 어긋난 파가 되기 쉽기 때문에, 진행파비의 저하가 발생하기 어려워, 안정 반송을 행할 수 있다.

또한, 본 발명은, 워크를 적재한 상태에서 반송하는 반송부와, 위상이 다른 정재파가 합성됨으로써 상기 반송부를 휨 진동시키기 위한 진행파를 발생시키는 진행파 발생 수단을 구비하고, 상기 반송부는, 진동 특성이 다른 복수의 영역으로 구성되어 있는 워크 반송 장치를 제조하는 방법이며, 상기 휨 진동시키기 위한 정재파의 파장을 λ로 했을 때, 상기 반송부에 있어서 진동하는 부분의 전체 길이가 λ의 정수배가 되도록, 상기 각 영역의 반송 방향의 길이를, nλ 또는 (n+1/2)λ(n은 양의 정수)로 설정하여 해당 반송부를 제조하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 워크 반송 장치의 제조 방법이다.

상기한 바와 같이, 반송부에 있어서 진동하는 부분의 전체 길이가 λ의 정수배가 되도록, 각 영역의 반송 방향의 길이를, nλ 또는 (n+1/2)λ(n은 양의 정수)로 설정하여 반송부를 제조하는 공정을 구비하고 있으면, 각 영역에서의 정재파의 배의 수와 절의 수를 동일수로 할 수 있을 뿐 아니라, 진동하는 부분의 전체 길이에 있어서도, 발생하는 정재파의 배의 수와 절의 수를 동일수로 할 수 있으므로, 이들 2개의 정재파를 90° 위상이 어긋난 상태로 할 수 있다. 따라서, 2개의 정재파가 합성되어 형성되는 진행파를 이상적인 진행파에 근접시킬 수 있다. 이에 의해, 반송부의 어느 위치에 있어서도 동일한 크기의 진폭의 진동이 부여되기 쉬워지고, 워크의 반송 속도의 변동을 억제하여 안정 반송을 행할 수 있는 워크 반송 장치를 제조할 수 있다.

본 발명에 따르면, 각 영역의 반송 방향의 길이를 nλ 또는 (n+1/2)λ로 하며, 또한 반송부에 있어서 진동하는 부분의 전체 길이를 λ의 정수배로 함으로써, 진동 특성이 다른 영역이 있는 경우에도, 워크를 안정 반송할 수 있는 워크 반송 장치 및 워크 반송 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 워크 반송 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 상기 워크 반송 장치의 보울 피더와 리니어 피더의 일부를 나타내는 주요부 확대 사시도이다.
도 3은 상기 워크 반송 장치의 블록도이다.
도 4는 진행파비의 개념을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 리니어 피더의 측면도이다.
도 6은 다른 형태의 워크 반송 장치의 블록도이다.
도 7은 리니어 피더측 반송부의 개략적인 평면도이다.
도 8은 전체 길이가 동일하며 직선부의 길이가 다른 타원 형상의 판상의 모델에 각각, 파장이 λ가 되는 2개의 정재파 모드를 더했을 때에 2개의 정재파의 고유 주파수의 차를 계산한 결과를 플롯한 그래프이다.

도 1에, 본 실시 형태에 따른 워크 반송 장치로서의 파츠 피더(1)를 나타내고 있다. 이 파츠 피더(1)는, 베이스부(2) 상에 원반상의 보울 피더(3)와, 보울 피더(3)의 직경 밖으로 연장되도록 접속된 리니어 피더(4)를 구비한다.

보울 피더(3)는 원반상의 부재로 구성되는 보울 피더측 반송부(31)를 구비한다. 이 보울 피더측 반송부(31)는 중앙에 위치하는 고정부(32)에서 베이스부(2)에 고정되어 있다. 이 고정은, 본 실시 형태에서는 원반을 통해 1개의 볼트 고정에 의해 이루어져 있지만, 볼트의 수량은 한정되지 않고, 또한 다른 수단에 의할 수도 있다. 보울 피더측 반송부(31)의 상면은, 도시한 바와 같이, 중앙으로부터 일단 하강한 후에 주연을 향해 상승하고 있다. 보울 피더(3)에는, 워크(W)를 반송하기 위한 반송 트랙으로서, 보울 피더(3)의 상면에 나선 형상의 홈인 나선 트랙(33)이 보울 피더측 반송부(31)의 내주 위치로부터 외주 위치에 걸쳐 형성되어 있다. 나선 트랙(33)은, 워크(W)가 접촉하는 반송면(331)을 갖는다. 나선 트랙(33)의 외주 단부(332)는, 워크(W)를 리니어 피더(4)의 메인 트랙(43)에 걸칠 수 있는 위치에 형성되어 있다. 보울 피더(3)의 운전 중, 워크(W)는 도 2에 화살표로 나타낸 것과 같이 나선 트랙(33)을 밀려 올라가듯이 이동하고, 외주 단부(332)로부터 메인 트랙(43)으로 전달된다.

리니어 피더(4)는 평면에서 보아 직사각형의 부재로 구성되는 리니어 피더측 반송부(41)를 구비한다. 이 리니어 피더측 반송부(41)는 폭 방향 중앙에 위치하는 고정부(42)에서 베이스부(2)에 고정되어 있다. 보울 피더(3)와 동일하게, 이 고정은, 본 실시 형태에서는 볼트 고정에 의해 이루어져 있지만, 다른 수단에 의할 수도 있다. 리니어 피더(4)에 있어서의 반송 트랙은, 메인 트랙(43)과 리턴 트랙(44)에 의해 구성되어 있다. 메인 트랙(43)은 리니어 피더(4)의 상면에 이송측에 있어서 긴 방향으로 연장되는 직선상의 홈을 갖는다. 리턴 트랙(44)은 리니어 피더(4)의 상면에 폭 방향의 일방측(이하 「이송측」) 및 폭 방향의 타방측(이하 「복귀측」)에 있어서 긴 방향으로 연장되는 직선상의 홈과, 상기 각 홈을 리니어 피더(4)에 있어서의 보울 피더(3)로부터 먼 측의 단부 근방에서 접속하는 만곡된 홈을 갖는다. 메인 트랙(43) 및 리턴 트랙(44)은, 워크(W)가 접촉하는 반송면(431, 441)을 가지고, 이 반송면(431, 441)에 워크(W)를 적재한 상태에서 반송하는 반송로를 구성하고 있다. 이 반송로는, 평면에서 보아 가늘고 긴 형상이며, 구체적으로는 타원 형상이다. 이와 같이, 워크(W)를 반송하는 반송로가, 가늘고 긴 형상인 경우, 긴 변측 영역과 짧은 변측 영역에서 진동 특성이 현저하게 다른 경우가 있지만, 최적인 진행파 발생이 가능해진다.

본 실시 형태에서는, 메인 트랙(43)과 리턴 트랙(44)이 평행하게 형성되어 있고, 메인 트랙(43)으로부터 보울 피더(3)에 되돌려져야 할 워크(W)는, 도시하지 않은 이동 수단(에어 노즐 등)에 의해 이동됨으로써, 메인 트랙(43)으로부터 리턴 트랙(44)으로 바꿔 실을 수 있다.

이와 같이, 보울 피더(3) 및 리니어 피더(4)는 고정부(32, 42)의 주위를 주회하는 형상이며, 상기 형상을 갖는 부분 중 적어도 일부가, 워크(W)를 적재한 상태에서 반송하는 반송면(331, 431, 441)으로 된 반송부(보울 피더측 반송부(31), 리니어 피더측 반송부(41))로 되어 있다. 또한, 상기 「주회하는 형상」이란, 반송면으로 구성되는 워크(W)를 반송하는 반송로가 도중에 끊어지지 않고 일주하고 있는 형상의 것을 말하는 것이 아니라, 진행파를 발생하는 부분(환언하면, 발생하는 진행파에 의해 반송부(보울 피더측 반송부(31), 리니어 피더측 반송부(41))에 있어서 진동하는 부분)가 주회하는 형상으로 되어 있는 것을 말한다. 이 때문에, 이 「주회하는 형상」은, 원반상인 보울 피더측 반송부(31)는 물론, 고정부(42) 주위에 타원 형상의 영역이 존재하는 리니어 피더측 반송부(41)도 해당된다.

보울 피더(3) 및 리니어 피더(4)는, 반송부(보울 피더측 반송부(31), 리니어 피더측 반송부(41))를 휨 진동시키는 진행파를 발생시키는 진행파 발생 수단을 구비한다. 이 진행파 발생 수단은 초음파 영역(구체적으로는 20kHz 이상)의 주파수에서 구동된다. 이 구동에 의해, 각 반송면(331, 431, 441)을 물결치게 진동시킴으로써, 상기 각 반송면에 상기 주회하는 방향으로 진행해가는 진행파를 발생시킨다.

진행파 발생 수단은 복수의 진동 발생부로 구성되고, 그 진동 발생부의 구체예로서는, 통전에 의해 신축하도록 변형되는 압전 소자를 예시할 수 있지만, 통전에 의해 어떠한 동작을 이루는 바이브레이터, 편심 모터, 솔레노이드 등의 다른 수단을 채용할 수도 있다. 진행파 발생 수단은, 보울 피더측 반송부(31) 및 리니어 피더측 반송부(41)의 이면측, 즉, 상기 각 반송면(331, 431, 441)이 형성된 측과 반대측에 설치되어 있다. 상기 압전 소자는, 전기적으로 절연시키기 위한 절연체인 세라믹부와 세라믹부의 양측면에 형성된 전극으로 구성되어 있다.

상기 보울 피더측 반송부(31) 및 리니어 피더측 반송부(41)의 이면측에 설치되는 진행파 발생 수단 중, 리니어 피더측 반송부(41)에 설치되는 진행파 발생 수단에 대하여 설명하면, 도 3에 도시한 바와 같이, 진행파 발생 수단인 복수의 진동 발생부(5)가, 출력 위상이 다른 이송측의 군 5F와 복귀측의 군 5B의 2군이, 리니어 피더측 반송부(41)의 주위 방향에 있어서의 다른 위치로 나뉘어, 각각 길이 방향으로 소정 피치를 두고 배열되어 있다. 도 3에서는, 설명의 편의상, 각 군에서 4개의 진동 발생부(5)로 설명하지만, 실제로는 리니어 피더측 반송부(41)의 이면측에는, 도 5에 도시한 바와 같이, 각 군에서 8개의 진행파 발생 수단(5)이 설치되어 있다. 이 진동 발생부(5)의 수는, 리니어 피더측 반송부(41)의 크기나 설정되는 워크의 반송 속도 등에 따라서 결정하게 된다. 도 3으로 돌아가서, 각 군 5F, 5B에 속하는 복수의 진동 발생부(5)는, 인접하는 진동 발생부(5)의 극성(도시하는 「+」「-」)이 반대가 되도록 배열되어 있다. 그리고, 리니어 피더(4)에 있어서 이송측에 설치된 복수의 진동 발생부(5)와, 복귀측에 설치된 복수의 진동 발생부(5)는, 리니어 피더측 반송부(41)의 길이 방향으로 1/4 파장(도시하는 「λ/4」)의 공간적 위상차가 있는 상태에서 배치되어 있다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 이송측의 군 5F에 속하는 복수의 진동 발생부(5)는 제1 증폭기(611)에 접속되고, 복귀측의 군 5B에 속하는 복수의 진동 발생부(5)는 제2 증폭기(612)에 접속되어 있다. 이들 제1 증폭기(611) 및 제2 증폭기(612)에는, 2상 교류 신호를 공급하기 위한 2상 교류 신호 발신기(6A)가 접속되어 있다.

2상 교류 신호 발신기(6A)에 의해, 이송측의 진동 발생부(5)와 복귀측의 진동 발생부(5)에서 시간적으로 위상이 90° 어긋난 정현파 진동을 발생시킬 수 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 증폭기(611)에 의해 여기되는 정재파 모드를 「90° 모드」로 하고, 제2 증폭기(612)에 의해 여기되는 정재파 모드를 「0° 모드」로 한다. 2상 교류 신호 발신기(6A)에 의한 가진에 의해 여기되는 2개의 정재파를, 진폭 등에 차이가 없고, 균일하게 90° 공간적 위상이 어긋난 파로 함으로써, 이들 2개의 정재파를 합성한 진행파를 이상적인 진행파에 근접시켜 안정 반송을 실현한다. 일반적으로, 구조물의 구조(부품의 형상이나 재료, 고정 상태 등)가 결정되면, 그 구조물에 고유한 진동 용이 주파수와 진동 형상이 결정된다. 어떤 구조물의 정재파 모드(진동 모드라고도 함)는, 구조물의 고유한 진동 상태를 가리킨다. 상기 고유한 진동 용이 주파수는 「고유 주파수」 또는 「공진 주파수」 등이라 불리고, 또한 상기 고유한 진동 용이 진동 형상은 「진동 모드 형상」 등이라 불린다.

상기 워크 반송 장치를 구성하는 반송부는, 주회 가능한 형상의 진동부를 갖는 구조(예를 들어, 원반상이며 중앙부를 고정한 구조)로 되어 있으며, 이하에 있어서 2개의 이유에 의해 이상적인 진행파에 근접시키는 것이 곤란하다. 먼저 제1 이유에 대하여 설명한다. 상기 진동부는, 주회하는 경로를 따라서 물결치는 정재파 모드를 복수 가지고, 이들 복수의 정재파 모드에는, 고유 주파수가 근접하고, 또한 공간적 위상차가 대략 90° 어긋난 2개의 정재파 모드가 복수조 존재한다. 이들 2개의 정재파 모드(예를 들어 A 모드, B 모드로 함)의 고유 주파수 부근에서 진동부의 어느 부분을 가진하면, A 모드와 B 모드가 중첩된 정재파가 여기되지만, 가진 위치나 가진 주파수에 의해, A 모드와 B 모드가 포함되는 비율이 바뀌기 때문에, 이상적인 진행파에 근접시키는 것이 곤란하다. 이어서, 제2 이유에 대하여 설명한다. 상기 진행파를 생성하는 경우에는, A 모드의 배 위치와 B 모드의 배 위치를, 동일 주파수에서 위상을 어긋나게 하여 가진한다. 이에 의해, A 모드의 정재파와 B 모드의 정재파가 소정의 시간적 위상차를 가지고 여기되고, 이 시간적 위상차가 90°로 되도록 조정함으로써 진행파가 생성된다. 그러나, A 모드와 B 모드가 중첩된 정재파는, A 모드와 B 모드의 고유 주파수의 차이나 감쇠의 영향에 의해, 가진하는 위치에 의해 진동의 위상차가 다른 파(즉, 실제로는 진행파와 정재파가 혼재한 파)가 되기 때문에, 이상적인 진행파에 근접시키는 것이 곤란하다. 이러한 상황에 있어서, 후술하는 바와 같이, 리니어 피더측 반송부(41)에 있어서 진동하는 부분의 전체 길이를 λ의 정수배로 설정함으로써, 가진 위치나 가진 주파수에 의해, A 모드와 B 모드가 포함되는 비율이 변하는 것을 억제할 수 있음과 함께, 2개의 정재파 모드의 고유 주파수의 차이나 감쇠의 영향을 받는 일이 없어, 2개의 정재파에 있어서, 파의 배의 영향과 절의 영향이 동일하게 발생하게 되고, 진폭 등에 차가 없으며, 게다가 균일하게 90° 공간적 위상이 어긋난 파가 되기 쉽다. 따라서, 2개의 정재파가 합성되어 형성되는 진행파를 이상적인 진행파에 근접시킬 수 있다.

개개의 진동 발생부(5)에 의해, 각 반송면(431, 441)을 물결치게 휨 진동시킬 수 있다. 여기서, 전술한 바와 같은 구성에 의해, 이송측의 진동 발생부(5)와 복귀측의 진동 발생부(5)에서 시간적으로 위상이 90° 어긋난 정현파 진동을 발생시킬 수 있다. 이 때문에, 반송부(31, 41)에 발생한 공간적 또한 시간적으로 어긋난 2개의 정재파(배와 절이 나타나는 진동에서, 일정한 위치에서 단순히 상하 이동하는 파)가 중첩됨(합성됨)으로써, 상기 각 반송면(431, 441)에, 보울 피더(3) 및 리니어 피더(4)에 있어서의 상기 주회하는 방향으로 진행해가는 진행파를 발생시킬 수 있다. 본 실시 형태의 진행파는 평면에서 보아 반시계 방향으로 진행한다. 그러나, 본 실시 형태의 파츠 피더(1)에서는, 각 반송면(431, 441)에 이상적인 진행파가 나타나는 것이 아니라, 반송면의 위치에 의해 진폭의 크기가 변동된 진행파가 나타난다. 이것은, 2개의 반송부(31, 41)를 완전한 대칭 형상으로 제작할 수 없는 것이나, 후술하는 바와 같이 타원 형상의 리니어 피더측 반송부(41)를 구성하는 직선부 영역(411, 412)과 곡선부 영역(413, 414)에서 예를 들어 강성의 차이가 있는 것 등의 이유로부터, 직선부 영역(411, 412)과 곡선부 영역(413, 414)에서 진동 특성이 상이하기 때문이다. 진동 특성이 다른 이유로서는, 강성의 차이 외에도, 질량의 차이 또는 형상의 차이 또는 재질의 차이, 또한 지지하는 개소의 차이 등을 들 수 있다.

전술한 바와 같이, 진행파가 발생하고 있는 각 반송면(431, 441)의 한점에는 타원 운동이 발생하고 있다. 이 타원 운동의 움직이는 방향은, 정상부에 있어서 진행파의 진행 방향과 반대로 되어 있다. 그리고, 각 반송면(431, 441)과 워크(W) 사이의 마찰에 의해, 각 반송면(431, 441) 상의 워크(W)에 추진력이 발생하여, 워크(W)는 진행파와는 역방향으로 반송되어 간다.

도시하지는 않지만, 보울 피더(3)에 대해서도 마찬가지이며, 보울 피더측 반송부(31)의 중앙을 사이에 두고 일방측의 반주분과 타방측의 반주분의 관계가 리니어 피더(4)에 있어서의 이송측, 복귀측과 동일한 관계로 되고, 진행파 발생 수단이 상기 리니어 피더(4)의 경우와 동일하게 배치되어 구동된다.

리니어 피더측 반송부(41)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 강성이 다른 등의 이유에 의해 진동 특성이 다른 복수의 영역으로 구성되어 있다. 구체적으로는, 리니어 피더측 반송부(41)는, 제1 진동 특성을 갖는 이송측 직선부 영역(411) 및 제1 진동 특성을 갖는 복귀측 직선부 영역(412)을 구비함과 함께, 제1 진동 특성과는 다른 제2 진동 특성을 갖고 이송측 직선부 영역(411)의 종단부로부터 복귀측 직선부 영역(412)에 워크(W)를 수수하기 위해 만곡 형성된 전달용 곡선부 영역(413) 및 상기 제2 진동 특성을 갖고 복귀측 직선부 영역(412)의 종단부와 이송측 직선부 영역(411)의 시단부를 연결하는 연결용 곡선부 영역(414)을 구비하고 있다. 또한, 이들 4개의 영역, 이송측 직선부 영역(411), 복귀측 직선부 영역(412), 전달용 곡선부 영역(413), 연결용 곡선부 영역(414)을 도 1에 도시하고, 전달용 곡선부 영역(413)에는, 만곡되는 리턴 트랙(44)이 설치되어 있다. 한편, 연결용 곡선부 영역(414)에는, 직선상의 메인 트랙(43)이 설치되어 있다. 또한, 이송측 직선부 영역(411)의 반송 방향의 길이와 복귀측 직선부 영역(412)의 반송 방향의 길이가 동일하고, 전달용 곡선부 영역(413)의 반송 방향의 길이와 연결용 곡선부 영역(414)의 반송 방향의 길이가 동일하다. 이러한 진동 특성이 다른 복수의 영역으로 구성된 리니어 피더측 반송부(41)에서는, 반송면(431, 441)에 이상적인 진행파가 나타나는 것이 아니라, 반송면의 위치에 의해 진폭의 크기가 변동된 진행파가 나타난다. 이 때문에, 반송면(431, 441)에는, 진폭이 큰 위치(파형을 도 4의 「최대 시」에 나타냄)와 진폭이 작은 위치(파형을 도 4의 「최소 시」에 나타냄)가 교대로 나타난다.

그래서, 상기 진동 발생부(5)의 구동에 의해 발생하는 2개의 정재파의 파장을 모두 λ로 했을 때, 각 영역, 즉, 이송측 직선부 영역(411), 복귀측 직선부 영역(412), 전달용 곡선부 영역(413), 연결용 곡선부 영역(414)의 반송 방향의 길이를 nλ(또는 (n+1/2)λ이어도 됨)(n은 양의 정수)로 하고, 또한 리니어 피더측 반송부(41)에 있어서 진동하는 부분의 전체 길이(여기서는, 2개의 직선부 영역(411, 412)의 반송 방향의 길이와 2개의 곡선부 영역(413, 414)의 반송 방향의 길이의 합)를 λ의 정수배로 설정하고 있다. 이렇게 각 영역, 즉, 이송측 직선부 영역(411), 복귀측 직선부 영역(412), 전달용 곡선부 영역(413), 연결용 곡선부 영역(414)의 반송 방향의 길이가 nλ(또는 (n+1/2)λ이어도 됨)(n은 양의 정수)이면, 각 영역에서의 정재파의 배의 수와 절의 수를 동일수로 할 수 있다. 이렇게 하면, 2개의 정재파에 있어서, 파의 배의 영향과 절의 영향이 동일하게 발생하게 되고, 진폭 등에 차가 없으며, 게다가 균일하게 90° 공간적 위상이 어긋난 파가 되기 쉽다. 따라서, 2개의 정재파가 합성되어 형성되는 진행파를 이상적인 진행파에 근접시킬 수 있다. 이에 의해, 리니어 피더측 반송부(41)의 어느 위치에 있어서도 동일한 크기의 진폭의 진동이 부여되기 쉬워지고, 워크(W)의 반송 속도의 변동을 억제하여 안정 반송을 행할 수 있다.

상기 4개의 영역(411 내지 414)의 반송 방향의 길이를, 예를 들어 다음과 같이 설정해본다. 이송측 직선부 영역(411) 및 복귀측 직선부 영역(412)의 반송 방향의 길이를 각각 9λ로 함과 함께, 전달용 곡선부 영역(413) 및 연결용 곡선부 영역(414)의 반송 방향의 길이를 각각 2λ로 한다. 그러자, 전체 길이가 9λ×2+2λ×2=22λ(파장 λ의 정수배)가 된다. 이 때, 이송측 직선부 영역(411) 또는 복귀측 직선부 영역(412)에서는, 파의 수가 모두 9개이며 배 및 절의 수가 모두 18개의 동일수가 되고, 전달용 곡선부 영역(413) 또는 연결용 곡선부 영역(414)에서는, 파의 수가 모두 2개이며 절 및 배의 수가 모두 4개의 동일수가 된다. 전체 길이에서는, 배 및 절의 수가 모두 44개의 동일수가 된다.

또한, 이송측 직선부 영역(411) 및 복귀측 직선부 영역(412)의 반송 방향의 길이를 각각 (8+1/2)λ로 함과 함께, 전달용 곡선부 영역(413) 및 연결용 곡선부 영역(414)의 반송 방향의 길이를 각각 (2+1/2)λ로 하였다고 해도, 전체 길이는 (8+1/2)λ×2+(2+1/2)λ×2=22λ(파장 λ의 정수배)가 된다. 이 때, 이송측 직선부 영역(411) 또는 복귀측 직선부 영역(412)에서는, 파의 수가 모두 (8+1/2)개이며 배 및 절의 수가 모두 17개의 동일수가 되고, 전달용 곡선부 영역(413) 또는 연결용 곡선부 영역(414)에서는, 파의 수가 모두 (2+1/2)개이며 절 및 배의 수가 모두 5개의 동일수가 된다. 이것은 2개(짝수)의 영역(411, 412) 또는 (413, 414)을 구비하고 있기 때문에, 전체 길이에 있어서도, 배 및 절의 수가 모두 44개의 동일수가 된다. 요컨대, 영역이 짝수인 경우에는, 각 영역을 n+1/2)λ의 길이로 하여도, 각 영역의 배 및 절의 수 및 전체 영역의 합계의 배 및 절의 수를 동일수로 할 수 있다.

상기 전체 길이를 예를 들어 L로 치환한 경우, L=λ/m(m: 양의 정수)으로 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 m은 상기 전체 길이 L에 포함되는 파의 수를 나타내고 있다. 또한, 상기 진동 특성의 다른 각 영역의 길이를 모두 더하면 L이 된다.

이어서, 본 실시 형태의 파츠 피더(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 상기 정재파의 파장을 λ로 했을 때, 반송부(31, 41)에 있어서 진동하는 부분의 전체 길이가 λ의 정수배가 되도록, 상기 각 영역의 반송 방향의 길이를, nλ 또는 (n+1/2)λ(n은 양의 정수)로 설정하여 반송부(31, 41)를 제조하는 공정을 구비하고, 파츠 피더(1)의 제조 방법을 구성하고 있다. 이와 같이 하여 제조된 파츠 피더(1)는, 전술한 바와 같이, 각 영역에서의 정재파의 배의 수와 절의 수를 동일수로 할 수 있다. 이렇게 하면, 2개의 정재파에 있어서, 파의 배의 영향과 절의 영향이 동일하게 발생함으로써, 폭 등에 차가 없고, 게다가 균일하게 90° 공간적 위상이 어긋난 파가 되기 쉽다. 따라서, 2개의 정재파가 합성되어 형성되는 진행파를 이상적인 진행파에 근접시킬 수 있다. 이에 의해, 반송부의 어느 위치에 있어서도 동일한 크기의 진폭의 진동이 부여되기 쉬워지고, 워크의 반송 속도의 변동을 억제하여 안정 반송을 행할 수 있다.

또한, 복수의 진동 발생부(5)를 배치하는 소정 피치가, 상기 정재파의 파장 λ와 대략 동일(또는 동일해도 됨)하게 설정되어 있다(도 7 참조). 이렇게 소정 피치를 정재파의 파장 λ와 대략 동일하게 해두면, 원하는 파장의 정재파를 발생시키기 쉽다. 또한, 2개의 직선부 영역(411, 412)의 반송 방향에 있어서의 양단에 정재파의 절이 발생하도록 진동 발생부(5)의 위치를 설정함으로써, 2개의 직선부 영역(411, 412) 및 2개의 만곡부 영역(413, 414)에서의 워크(W)의 반송 속도의 변동을 한층 더 억제하여 안정 반송을 확실하게 행할 수 있다. 상기와 같이 복수의 진동 발생부(5)를 배치하는 소정 피치를 파장 λ로 하고, 2개의 가진 영역을 (n±1/4)λ 어긋나게(즉, 공간적 위상차를 90° 어긋나게) 함으로써(n은 0을 포함하는 양의 정수), 2개의 정재파 모드를 각각 단독으로 여기하기 쉽기 때문에, 또한 안정된 진행파의 생성이 가능해진다. 도 3에 있어서, 상기 한쪽의 가진 영역은, 복수의 진동 발생부(5)에 의해 가진하는 이송측의 군 5F에 상당하고, 상기 다른 쪽의 가진 영역은, 복수의 진동 발생부(5)에 의해 가진하는 복귀측의 군 5B에 상당한다.

도 8에, 전체 길이가 동일하며 직선부의 길이가 다른 타원 형상의 판상의 모델에 각각, 1 파장이 λ가 되는 2개의 정재파 모드를 더했을 때에 2개의 정재파의 고유 주파수의 차를 계산한 결과를 플롯한 그래프를 나타내고 있다. 구체적으로는, 타원 형상의 판상의 모델로서, 외주의 길이(전체 길이)를 22λ로 하고, 2개의 직선부의 각각의 길이를 본원 발명의 길이인 mλ(파장 λ의 정수배)와 (n+1/2)λ(파장 λ의 정수배+파장 λ의 1/2배)의 길이로 설정한 2종류와, 본원 발명의 길이와는 다른 길이인 (n+1/4)λ, (n+3/8)λ, (n+5/8)λ, (n+4/3)λ, (n+7/8)λ, (m+1/8)λ, (m+1/4)λ로 설정한 7종류를 사용하여, 모달 해석을 행하였다. 또한, n은 양인 임의의 양수이며, m은 n보다도 하나 큰 양의 정수(m=n+1)이다(계산에 사용한 구체적인 수치는, 여기에서는 나타내지 않음). 이 모달 해석 후에, 파장이 λ가 되는 2개의 정재파 모드의 고유 주파수의 차를 계산하고, 종축에 고유 주파수의 차의 값 Δf(구체적인 수치는, 여기에서는 나타내지 않음)를 취하고, 횡축에 직선부의 길이를 취한 그래프에 플롯하였다. 이 그래프로부터 본원 발명의 mλ와 (n+1/2)λ의 길이로 설정한 2종류가, 다른 7종류의 길이에 비교하여 작은 값이 되고, 직선부의 어느 위치에 있어서도 동일한 크기의 진폭의 진동이 부여되기 쉬워지고, 워크의 반송 속도의 변동을 억제하여 안정 반송을 행할 수 있는 것을 시뮬레이션에 의해 확인할 수 있었다.

또한, 본 실시 형태의 반송부(31, 41)에 있어서의 상부에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 소정 간격을 두고 복수의 슬릿(34, 45)이 형성되어 있다. 보울 피더(3)에 있어서의 슬릿(34)은 직경 방향(반송 방향과 대략 직교하는 방향)으로 연장되도록 형성되어 있고, 리니어 피더(4)에 있어서의 슬릿(45)은 폭 방향(반송 방향과 대략 직교하는 방향)으로 연장되도록 형성되어 있다. 이들 슬릿(34, 45)이 형성됨으로써, 중립축(반송부(31, 41)이 만곡될 때의 굽힘 중심이 되는 가상축)이 하방에 위치하게 되고, 반송부(31, 41)를 진행파의 진행 방향으로 변형시키기 쉽게 하여, 상기 타원 운동에 관한 타원을 가로로 길게 변형할 수 있다. 이 때문에, 워크(W)에 작용하는 힘의 수평 방향을 증대시키고, 수직 성분을 저감시킨다. 따라서, 슬릿이 형성되지 않은 반송부를 사용한 경우에 비교하면, 워크(W)를 튀지 않게 효율적으로 이동시킬 수 있다.

정재파의 파장을 λ로 했을 때, 상기 복수의 슬릿(34, 45)의 소정 간격을 (1/4)λ로 설정하는 것이 바람직하다. 도 5에, 리니어 피더(4)에 형성되어 있는 복수의 슬릿(45)의 소정 간격의 (1/4)λ를 도시하고 있다. 이렇게 슬릿(45)이 (1/4)λ(=90°) 간격으로 균일하게 설치되어 있기 때문에, 전술한 2개의 「0° 모드」와 「90° 모드」의 정재파가, 균일하게 공간적 위상이 90° 어긋난 파가 되기 쉽다. 게다가 정재파의 배와 절의 간격과 슬릿의 간격이 동일해지고, 진행파비의 저하가 발생하기 어려워, 안정 반송을 행할 수 있다.

이상과 같이 구성된 파츠 피더(1)에서는, 진동 특성이 다른 각 영역의 반송 방향의 길이 및 리니어 피더측 반송부(41)에 있어서 진동하는 부분의 전체 길이를 전술한 바와 같이 설정함으로써, 반송면(431, 441)에 이상적인 진행파가 드러나도록 했지만, 진행파비 자체를 다른 수단에 의해 조정함으로써, 진행파비를 1에 더욱 근접시켜도 된다. 구체적으로는, 진행파에 의한 반송면(431, 441)에 있어서의 수직 진폭 중, 가장 크게 진동하는 위치에 있어서의 최대 진폭에 대한, 가장 작게 진동하는 위치에 있어서의 최소 진폭의 비로서 정의되는 진행파비=최소 진폭/최대 진폭을 조정하는 진행파비 조정 수단을 구비하게 된다. 완전한 진행파는, 2상의 정재파가 모두 공간적 위상차, 시간적 위상차가 모두 90도이며 또한 진폭이 동등할 때에 형성된다.

진행파비는 완전한 진행파인 경우에는 1이 되고, 진행파가 거의 발생하지 않고 정재파만인 경우에는 0이 된다. 따라서, 진행파비가 1에 근접하도록, 진행파비 조정 수단에 의해 조정하게 된다. 이 진행파비 조정 수단은, 진행파 발생 수단(예를 들어 진동 발생부(5))을 전기적으로 조작함으로써 출력을 조정하는 수단, 반송부(31, 41)에 부분적으로 조정 부재를 설치하여 반송부(31, 41)의 특정 부분의 강성을 조정하는(또는 특정 부분의 질량을 증감시키는) 수단, 반송면(331, 431, 441)의 진동의 감쇠 특성을 조정하는 수단 중 적어도 하나의 수단으로 구성할 수 있다. 또한, 조정 부재의 설치는 접착제 또는 나사 등에 의해 행한다. 상기 전기적으로 조정하는 수단으로서는, 예를 들어 도 6에 나타내는 바와 같이, 이송측의 군 5F에 속하는 각 진행파 발생 수단(5)에 대하여 증폭기(61) 및 전압 조정 수단(62)이 직렬로 접속되고, 복귀측의 군 5B에 속하는 각 진행파 발생 수단(5)에 대해서도 증폭기(61) 및 전압 조정 수단(62)이 직렬로 접속되어 있다. 따라서, 전압 조정 수단(62)의 전압을 조정함으로써, 진행파비를 전기적으로 조정한다. 또한, 이송측의 전압 조정 수단(62)에는, 가진 주파수 조정 수단(63)이 접속되어 있다. 또한, 복귀측의 전압 조정 수단(62)에는, 전기적 위상 조정 수단(64)을 통해 가진 주파수 조정 수단(63)이 접속되어 있다. 또한, 가진 주파수 조정 수단(63)에는, 파형 선택 수단(65)이 접속되어 있다.

또한, 본 발명에 관한 워크 반송 장치는, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.

예를 들어, 각 반송부(31, 41)를 주회하는 형상에 한정되지 않고, 직선상이나 주회하지 않는 만곡 형상이어도 된다.

또한, 반송부에 있어서의 워크를 반송하는 반송로가, 평면에서 보아 타원 형상에 한정되지 않고, 직사각형이나 사다리꼴 형상이나 마름모꼴 형상이나 삼각 형상 등, 어떤 형상의 반송로여도 된다. 각종 형상의 반송로의 경우에는, 반송로에 있어서 진동하는 부분의 전체 길이가 λ의 정수배가 되도록 각 변부의 길이를 nλ 또는 (n+1/2)λ(n은 양의 정수)로 설정하게 된다.

상기 실시 형태에서는, 진행파 발생 수단에 의해 발생하는 진동의 파가 정현파였지만, 구형파, 삼각파 등 다른 형상의 파여도 된다.

1…파츠 피더, 2…베이스부, 3…보울 피더, 4…리니어 피더, 5…진동 발생부, 5B…복귀측의 군, 5F…이송측의 군, 6A…2상 교류 신호 발신기, 31…보울 피더측 반송부, 32, 42…고정부, 33…나선 트랙, 34, 45…슬릿, 41…리니어 피더측 반송부, 43…메인 트랙, 44…리턴 트랙, 61…증폭기, 62…전압 조정 수단, 63…가진 주파수 조정 수단, 64…전기적 위상 조정 수단, 65…파형 선택 수단, 331, 431, 441…반송면, 332…외주 단부, 411…이송측 직선부 영역, 412…복귀측 직선부 영역, 413…전달용 곡선부 영역, 414…연결용 곡선부 영역, 611…증폭기, 612…증폭기, W…워크, λ…파장

Claims

워크를 적재한 상태에서 반송하는 반송부와,
위상이 다른 정재파가 합성됨으로써 상기 반송부를 휨 진동시키기 위한 진행파를 발생시키는 진행파 발생 수단을 구비하고,
상기 반송부는, 진동 특성이 다른 복수의 영역으로 구성되어 있는 워크 반송 장치에 있어서,
상기 휨 진동시키기 위한 정재파의 파장을 λ로 했을 때, 상기 각 영역의 반송 방향의 길이가 nλ 또는 (n+1/2)λ(n은 양의 정수)이며, 또한 상기 반송부에 있어서 진동하는 부분의 전체 길이가 λ의 정수배인 것을 특징으로 하는 워크 반송 장치.
제1항에 있어서, 상기 진행파 발생 수단은, 소정 피치를 두고 배치된 복수의 진동 발생부로 이루어지고, 해당 소정 피치를 상기 정재파의 파장과 대략 동일하게 하고 있는 것을 특징으로 하는 워크 반송 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반송부에 있어서 워크를 반송하는 반송로가, 평면에서 보아 가늘고 긴 형상인 것을 특징으로 하는 워크 반송 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반송부에, 반송 방향과 대략 직교하는 방향으로 연장되는 슬릿이 반송 방향으로 소정 간격을 두고 복수 형성되고, 상기 슬릿의 소정 간격이 상기 정재파의 파장 λ의 1/4의 길이로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 워크 반송 장치.
워크를 적재한 상태에서 반송하는 반송부와,
위상이 다른 정재파가 합성됨으로써 상기 반송부를 휨 진동시키기 위한 진행파를 발생시키는 진행파 발생 수단을 구비하고,
상기 반송부는, 진동 특성이 다른 복수의 영역으로 구성되어 있는 워크 반송 장치를 제조하는 방법이며,
상기 휨 진동시키기 위한 정재파의 파장을 λ로 했을 때, 상기 반송부에 있어서 진동하는 부분의 전체 길이가 λ의 정수배가 되도록, 상기 각 영역의 반송 방향의 길이를, nλ 또는 (n+1/2)λ(n은 양의 정수)로 설정하여 해당 반송부를 제조하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 워크 반송 장치의 제조 방법.