KR20210008107A - 플리퍼 장치 및 이를 이용한 대상물 검사방법 - Google Patents

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Abstract

개시된 실시예에 따른 플리퍼 장치는, 대상물을 잡아 Y축을 중심으로 상기 대상물을 회전시키도록 구성되는 Y축 플리퍼 유닛; 상기 대상물을 잡아 X축을 중심으로 상기 대상물을 회전시키도록 구성되는 X축 플리퍼 유닛; 상기 Y축 플리퍼 유닛이 상기 대상물을 잡을 수 있는 제1 위치 및 상기 X축 플리퍼 유닛이 상기 대상물을 잡을 수 있는 제2 위치로 상기 대상물을 이동시키도록 구성되는 이송 유닛; 및 상기 Y축 플리퍼 유닛, 상기 X축 플리퍼 유닛 및 상기 이송 유닛을 지지하는 프레임을 포함한다.

Description

플리퍼 장치 및 이를 이용한 대상물 검사방법
본 개시는 대상물을 잡고 회전시키는 플리퍼 장치 및 플리퍼 장치를 이용하여 대상물을 검사하는 방법에 관한 것이다.
각종 물품들을 제조하여 그대로 유통하거나 다른 물품과의 조립을 하는 경우에 있어서 물품(대상물)의 제조상태 또는 조립상태에 대한 검사를 수행하는 것은 제품의 신뢰성을 높이기 위해 필수적인 공정이다. 종래 물품의 검사는 육안으로 검사되어 왔으나, 최근 검사 장비를 이용하여 정밀도를 향상시키고 작업 속도를 높이는 기술이 개발되고 있다.
이러한 검사 공정은 공정 자동화가 도입되면서 검사 대상을 자동으로 이송하는 방식을 채용하게 되었으며, 가장 보편적인 방법으로는 컨베이어 이송 벨트를 이용하여 물품을 이송하는 것이다. 자동으로 이송되어온 물품을 검사 장비로 검사하는 경우, 물품의 상면을 검사한 후 물품의 하면을 검사하기 위해서, 물품의 상하면을 전환시키는 작업이 필요하다. 물품의 상하면을 전환시키는 작업은 통상적으로 수작업으로 이루어 지거나 별도의 뒤집기 장치(플리퍼 장치)를 구비하여 이루어진다.
종래에는, 대상물을 이송레일로 이동시키면서 상면 및 측면을 검사하기 위해서는 대상물의 상면 및 측면에 각각 카메라 장치가 필요하며, 카메라 장비는 매우 고가이어서 검사장치의 비용이 상당하다는 문제가 있다. 또한, 종래에는, 대상물의 상면 및 측면뿐만 아니라 대상물의 하면, 전방면 및 후방면의 검사가 불편하다는 문제가 있다. 본 개시의 실시예들은 전술한 종래기술의 문제를 해결한다.
종래에는 대상물이 전체적으로 원기둥 형상인 부분을 포함할 경우 대상물의 여러 면을 검사하기 곤란한 문제가 있다. 본 개시의 실시예들은 이러한 문제를 해결한다.
종래에는 대상물을 신속하고 효율적으로 검사하기 곤란한 문제가 있다. 본 개시의 실시예들은 이러한 문제를 해결한다.
본 개시의 일 측면은 플리퍼 장치의 실시예들을 제공한다. 대표적 실시예에 따른 플리퍼 장치는, 대상물을 잡아 Y축을 중심으로 상기 대상물을 회전시키도록 구성되는 Y축 플리퍼 유닛; 상기 대상물을 잡아 X축을 중심으로 상기 대상물을 회전시키도록 구성되는 X축 플리퍼 유닛; 상기 Y축 플리퍼 유닛이 상기 대상물을 잡을 수 있는 제1 위치 및 상기 X축 플리퍼 유닛이 상기 대상물을 잡을 수 있는 제2 위치로 상기 대상물을 이동시키도록 구성되는 이송 유닛; 및 상기 Y축 플리퍼 유닛, 상기 X축 플리퍼 유닛 및 상기 이송 유닛을 지지하는 프레임을 포함한다.
실시예들에 있어서, 상기 이송 유닛은 X축 방향으로 상기 대상물을 이동시키도록 구성될 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 이송 유닛은, 상기 프레임에 X축 방향으로 슬라이딩 가능하게 배치되는 슬라이더; 및 상기 슬라이더에 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 대상물이 안착되도록 구성되는 지그를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 이송 유닛은, 상기 대상물을 지지하기 위해 +Z축 방향으로 돌출되고 Y축 방향으로 서로 이격되는 한 쌍의 대상물 지지부를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 이송 유닛은, -Z축 방향으로 함몰된 홈을 형성하고, 복수의 대상물을 지지하기 위해 X축 방향으로 서로 이격되는 복수의 안착부를 포함할 수 있다. 상기 Y축 플리퍼 유닛은 상기 복수의 대상물을 각각 잡을 수 있도록 구성되는 복수의 Y축 홀더를 포함할 수 있다. 상기 X축 플리퍼 유닛은 상기 복수의 대상물을 각각 잡을 수 있도록 구성되는 복수의 X축 홀더를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 Y축 플리퍼 유닛은 상기 프레임에 대해 Z축 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 상기 X축 플리퍼 유닛은 상기 프레임에 대해 Z축 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 플리퍼 장치는, 상기 이송 유닛이 X축 방향으로 상기 대상물을 이동시키도록 구동력을 제공하는 이송 구동부; 상기 Y축 플리퍼 유닛이 상기 프레임에 대해 Z축 방향으로 이동하도록 구동력을 제공하는 Y축 플리퍼 승강 구동부; 및 상기 X축 플리퍼 유닛이 상기 프레임에 대해 Z축 방향으로 이동하도록 구동력을 제공하는 X축 플리퍼 승강 구동부를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 Y축 플리퍼 유닛은, 상기 프레임에 지지되고, 상기 프레임에 대해 Z축 방향으로 이동하도록 구성되는 Y축 플리퍼 베이스; 상기 Y축 플리퍼 베이스에 지지되고, Y축 방향으로 서로 좁혀지거나 벌려지게 작동하도록 구성되는 한 쌍의 바디 프레임; 및 대응되는 상기 한 쌍의 바디 프레임에 지지되고, 상기 한 쌍의 바디 프레임에 대해 Y축을 중심으로 회전하도록 구성되고, 사이에서 상기 대상물을 잡을 수 있도록 구성되는 한 쌍의 Y축 홀더를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 한 쌍의 Y축 홀더 중 어느 하나는, 상기 바디 프레임에 Y축을 중심으로 회전 가능하게 지지되는 아우터 샤프트; 상기 아우터 샤프트와 일체로 회전하고 상기 아우터 샤프트에 대해 Y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 상기 아우터 샤프트에 결합되는 이너 샤프트; 및 상기 이너 샤프트에 지지되고, 상기 대상물에 Y축 방향으로 접촉되도록 구성되는 Y축 컨택터를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 어느 하나의 Y축 홀더는, 일단이 상기 아우터 샤프트에 지지되고 타단이 상기 이너 샤프트 또는 상기 Y축 컨택터에 지지되고, 상기 Y축 컨택터가 상기 대상물에 접촉되어 상기 이너 샤프트가 상기 아우터 샤프트에 대해 Y축 방향으로 이동할 때 탄성 압축되도록 구성되는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 어느 하나의 Y축 홀더는 상기 이너 샤프트에 고정되는 센싱 타겟을 더 포함할 수 있다. 상기 플리퍼 장치는 상기 이너 샤프트가 상기 아우터 샤프트에 대한 설정된 상대 위치에 배치될 때 상기 센싱 타겟을 감지하도록 구성되는 센서를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 한 쌍의 Y축 홀더 중 어느 하나는, 상기 대상물에 Y축 방향으로 접촉되도록 구성되는 Y축 컨택터; 및 상기 Y축 컨택터가 분리 가능하게 결합되고 회전하도록 구성되는 컨택터 안착부를 포함할 수 있다. 상기 Y축 컨택터 및 상기 컨택터 안착부 중 어느 하나는 다른 하나로 돌출되고 상기 컨택터 안착부의 회전 방향을 바라보는 측면을 가진 돌기, 및 자석을 포함할 수 있다. 상기 Y축 컨택터 및 상기 컨택터 안착부 중 다른 하나는 상기 자석에 붙는 부재를 포함하고, 상기 돌기가 삽입되는 홈을 형성할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 Y축 플리퍼 유닛은, 상기 한 쌍의 바디 프레임이 상기 Y축 플리퍼 베이스에 대해 Y축 방향으로 이동하는 구동력을 제공하는 Y축 이동 구동부; 및 상기 Y축 홀더가 상기 바디 프레임에 대해 회전하는 구동력을 제공하는 Y축 홀더 회전 구동부를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 X축 플리퍼 유닛은, 상기 프레임에 지지되고, 상기 프레임에 대해 Z축 방향으로 이동하도록 구성되는 X축 플리퍼 베이스; X축 방향으로 이동 가능하게 상기 X축 플리퍼 베이스에 지지되는 사이드 프레임; 및 상기 사이드 프레임에 지지되고, 상기 사이드 프레임에 대해 X축을 중심으로 회전하도록 구성되고, 상기 대상물을 잡을 수 있도록 구성되는 X축 홀더를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 이송 유닛은 X축 방향으로 상기 대상물을 이동시키도록 구성될 수 있다. 상기 사이드 프레임은 상측에서 바라볼 때 Y축 방향으로 돌출되게 연장되는 연장 프레임부를 포함할 수 있다. 상기 X축 홀더는 상기 연장 프레임부에 회전 가능하게 배치될 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 X축 홀더는 X축에 수직한 방향으로 좁혀지며 상기 대상물을 잡을 수 있도록 구성되는 한 쌍의 그립부를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 X축 플리퍼 유닛은, 상기 사이드 프레임이 상기 X축 플리퍼 베이스에 대해 X축 방향으로 이동하는 구동력을 제공하는 X축 이동 구동부; 및 상기 X축 홀더가 상기 사이드 프레임에 대해 회전하는 구동력을 제공하는 X축 홀더 회전 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 측면은 상기 플리퍼 장치와 상기 대상물의 +Z축 방향을 바라보는 대상면을 검사하는 카메라 장치를 이용한 대상물 검사방법의 실시예들을 제공한다. 대표적 실시예에 따른 대상물 검사방법은, 상기 Y축 플리퍼 유닛이 상기 이송 유닛에 안착된 상기 제1 위치의 상기 대상물을 잡고 +Z축 방향으로 이동시키는 제1 준비 단계; 상기 Y축 플리퍼 유닛이 상기 대상물을 Y축을 중심으로 회전시키고, 상기 카메라 장치가 상기 대상물을 검사하는 제1 검사 단계; 상기 Y축 플리퍼 유닛이 상기 대상물을 -Z축 방향으로 이동시켜 상기 이송 유닛에 안착시키는 제1 종료 단계; 상기 이송 유닛이 상기 대상물을 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동시키고, 상기 X축 플리퍼 유닛이 상기 제2 위치의 상기 대상물을 잡고 +Z축 방향으로 이동시키는 제2 준비 단계; 상기 X축 플리퍼 유닛이 상기 대상물을 X축을 중심으로 회전시키고, 상기 카메라 장치가 상기 대상물을 검사하는 제2 검사 단계; 및 상기 X축 플리퍼 유닛이 상기 대상물을 -Z축 방향으로 이동시켜 상기 이송 유닛에 안착시키는 제2 종료 단계를 포함한다.
실시예들에 있어서, 상기 검사방법은, 상기 제1 준비 단계 전에, 설정된 시작 위치에서 상기 대상물이 상기 이송 유닛에 로딩되고, 상기 이송 유닛이 상기 대상물을 상기 제1 위치로 이동시키는 로딩 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 검사방법은, 상기 제2 종료 단계 후에, 상기 이송 유닛이 설정된 종료 위치로 이동하고, 상기 대상물이 상기 이송 유닛으로부터 언로딩되는 언로딩 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 이송 유닛은 X축 방향으로 상기 대상물을 이동시킬 수 있다. 상기 X축 플리퍼 유닛이 +Z축 방향으로 상승된 상태에서, 상기 이송 유닛이 상기 대상물을 상기 제2 위치로 이동시키거나 상기 제2 위치로부터 이동시킬 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 하나의 카메라 장비를 통해서 대상물의 다각도의 표면을 검사할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 어느 한 플리퍼 유닛에 의해 대상물이 검사되는 동안 다른 유닛들이 다른 대상물을 검사 준비시킬 수 있어, 검사 시간을 단축시킬 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 복수의 대상물을 함께 검사할 수 있어, 검사 시간을 단축시킬 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 대상물의 검사 위치를 정확하게 설정할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 대상물의 형태에 따라 홀더의 종류를 편리하게 변경시킬 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 플리퍼 장치(10)의 사시도이다.
도 2는 도 1의 제1 프레임부(15a), 이송 유닛(200) 및 이송 구동부(270)의 사시도이다.
도 3 및 도 4는 제2 프레임부(15b), Y축 플리퍼 유닛(100) 및 Y축 플리퍼 승강 구동부(180)의 사시도들이다.
도 5는 도 4의 Y축 홀더(130)의 분해 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 4의 라인 S1-S1'을 따라 플리퍼 장치(10)를 자른 부분 단면도로서, 도 6a는 탄성 부재(135)가 탄성 압축되기 전 상태를 보여주고, 도 6b는 대상물(M)에 의해 Y축 홀더(130)가 눌림으로써 탄성 부재(135)가 탄성 압축된 상태를 보여준다.
도 7 및 도 8은 도 1의 제3 프레임부(15c), X축 플리퍼 유닛(300) 및 X축 플리퍼 승강 구동부(380)의 사시도이다.
도 9 내지 도 23은 플리퍼 장치(10)의 일 실시예에 따른 작동 과정을 순서대로 보여주는 사시도들로서, 설명의 편의를 위해 프레임(15)의 일부 및 제어 박스(12)가 생략된다.
도 24는 본 개시의 일 실시예에 따른 플리퍼 장치를 이용한 대상물 검사방법의 흐름도이다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 개시에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 개시에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
도면들을 참고하여, 본 개시를 설명하기 위하여, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축에 의한 공간 직교 좌표계를 기준으로 설명한다. 즉, XYZ 직교 좌표 상에서 실시예들의 각 구성을 설명할 수 있다. 각 축방향(X축 방향, Y축 방향, Z축 방향)은, 각 축이 뻗어나가는 양쪽방향을 의미한다. 각 축방향의 앞에 ‘+’부호가 붙는 것(+X축방향, +Y축방향, +Z축방향)은, 각 축이 뻗어나가는 양쪽 방향 중 어느 한 방향인 양의 방향을 의미한다. 각 축방향의 앞에 ‘-’부호가 붙는 것(-X축방향, -Y축방향, -Z축방향)은, 각 축이 뻗어나가는 양쪽 방향 중 나머지 한 방향인 음의 방향을 의미한다. 이는 어디까지나 본 개시가 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 기준이며, 기준을 어디에 두느냐에 각 방향은 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
본 개시에서 사용되는 "상방", "상" 등의 방향지시어는 +Z축 방향을 기준으로 하고, "하방", "하" 등의 방향지시어는 -Z축 방향을 의미한다. 첨부된 도면에 도시하는 플리퍼 장치(10)는 달리 배향될 수도 있으며, 상기 방향지시어들은 그에 맞추어 해석될 수 있다.
본 개시에서 사용되는 "대상물"은 검사의 대상이 되는 물건을 의미하는 것으로서, 본 개시에서는 상기 대상물의 예시로서 휴대폰 케이스를 보여주고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 대상물에서 검사 대상이 되는 외표면 중 어느 한 방향을 바라보는 면을 "대상면"이라 지칭할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 플리퍼 장치(10)의 사시도이다.
도 1을 참고하여, 플리퍼 장치(10)는 대상물(M)을 잡아 Y축을 중심으로 상기 대상물을 회전시키도록 구성되는 Y축 플리퍼 유닛(100)을 포함한다. 플리퍼 장치(10)는 상기 대상물을 잡아 X축을 중심으로 상기 대상물을 회전시키도록 구성되는 X축 플리퍼 유닛(300)을 포함할 수 있다. 플리퍼 장치(10)는 상기 대상물을 이동시킬 수 있도록 구성되는 이송 유닛(200)을 포함할 수 있다.
플리퍼 장치(10)는 Y축 플리퍼 유닛(100), X축 플리퍼 유닛(300) 및 이송 유닛(200)을 지지하는 프레임(15)을 포함한다. 본 개시에서 제1 구성요소가 제2 구성요소를 "지지한다"는 것은, 제1 구성요소에 제2 구성요소가 직접 접촉하여 지지하는 것뿐만 아니라, 제1 구성요소와 제2 구성요소의 사이에 배치되는 제3 구성요소에 의해 제1 구성요소가 제2 구성요소를 지지하는 것까지 포괄하는 것이다.
플리퍼 장치(10)는 각종 실린더나 모터 등의 구동부에 전원을 공급하는 제어 박스(또는 electric box)(12)를 포함한다. 제어 박스(12)는 각종 버튼 및/또는 스위치 등의 입력부를 포함할 수 있다.
플리퍼 장치(10)는 이송 유닛(200)이 대상물(M)을 이동시키도록 구동력을 제공하는 이송 구동부(270)를 포함한다. 이송 구동부(270)는 이송 유닛(200)을 지지하고 이송 유닛(200)을 이동시키도록 구성된다.
플리퍼 장치(10)는 Y축 플리퍼 유닛(100)이 프레임(15)에 대해 Z축 방향으로 이동하도록 구동력을 제공하는 Y축 플리퍼 승강 구동부(180)를 포함한다. Y축 플리퍼 승강 구동부(180)는 Y축 플리퍼 유닛(100)을 지지하고 Y축 플리퍼 유닛(100)을 승강시키도록 구성된다.
플리퍼 장치(10)는 X축 플리퍼 유닛(300)이 프레임(15)에 대해 Z축 방향으로 이동하도록 구동력을 제공하는 X축 플리퍼 승강 구동부(380)를 포함한다. X축 플리퍼 승강 구동부(380)는 Y축 플리퍼 유닛(100)을 지지하고 X축 플리퍼 유닛(300)을 승강시키도록 구성된다.
상기 대상물의 +Z축 방향을 바라보는 대상면을 검사하는 카메라 장치(미도시)가 플리퍼 장치(10)의 상측에 구비될 수 있다. 상기 카메라 장치는 -Z축 방향으로 바라보며 대상면을 검사할 수 있다. 상기 카메라 장치는 X축 및/또는 Y축으로 이동 가능하게 구비될 수 있다.
상기 대상물을 플리퍼 장치(10)로 이동시켜 주는 이송 장치(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 이송 장치는 컨베이어 벨트 및/또는 로봇 암 등의 장치를 포함할 수 있다. 상기 이송 장치와 이송 유닛(200) 중 어느 하나에서 다른 하나로 상기 대상물이 이동 가능하도록, 상기 이송 장치가 구비될 수 있다.
도 2는 도 1의 제1 프레임부(15a), 이송 유닛(200) 및 이송 구동부(270)의 사시도이다.
도 2를 참고하여, 프레임(15)은 이송 유닛(200)을 X축 방향으로 슬라이딩(sliding) 가능하게 지지하는 제1 프레임부(15a)를 포함한다. 제1 프레임부(15a)는 이송 유닛(200)의 이동을 안내하는 가이드 레일(15a1)을 포함한다. 가이드 레일(15a1)은 X축 방향으로 연장될 수 있다. 복수의 가이드 레일(15a1)이 구비될 수 있다.
제1 프레임부(15a)는 이송 유닛(200)의 +X축 방향으로의 최대 이동 위치를 제한하는 제1 스토퍼(15a2) 및 -X축 방향으로의 최대 이동 위치를 제한하는 제2 스토퍼(15a3)를 포함한다. 제1 스토퍼(15a2) 및 제2 스토퍼(15a3)는 이송 유닛(200)에 접촉 가능하게 구성된다.
이송 유닛(200)은 Y축 플리퍼 유닛(100)이 대상물(M)을 잡을 수 있는 제1 위치 및 X축 플리퍼 유닛(300)이 상기 대상물을 잡을 수 있는 제2 위치로 상기 대상물을 이동시키도록 구성된다. 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치는 X축 방향으로 이격될 수 있다. 이송 유닛(200)은 X축 방향으로 대상물(M)을 이동시키도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 하나의 이송 유닛(200)이 구성되나, 도시되지 않은 다른 실시예에서 가이드 레일(15a1)을 따라 서로 독립적으로 이동 가능하게 구성된 복수의 이송 유닛이 구성될 수도 있다.
이송 유닛(200)은 프레임(15)에 X축 방향으로 슬라이딩 가능하게 배치되는 슬라이더(210)를 포함한다. 슬라이더(210)는 가이드 레일(15a1)에 의해 안내받아 이동할 수 있다. 슬라이더(210)는 지그(230)가 안착되는 안착면(211)을 포함한다. 슬라이더(210)는 센서(261, 262)에 의해 감지되는 센싱 타겟(218)을 포함한다.
이송 유닛(200)은 슬라이더(210)에 탈부착 가능하게 결합되는 지그(230)를 포함한다. 지그(230)는 대상물(M)이 안착되도록 구성된다. 지그(230)에 안착된 대상물(M)은 지그(230) 및 슬라이더(210)와 함께 X축 방향으로 이동할 수 있다. 도면에는 일 실시예에 따른 지그(230)가 도시되나, 상기 대상물의 종류에 따라 다양한 형태의 지그(230)가 구현되어 슬라이더(210)에 결합될 수 있다.
지그(230)는 -Z축 방향으로 함몰된 홈을 형성하는 안착부(231)를 포함한다. 안착부(231)의 상기 홈에 대상물(M)이 안착될 수 있다. 안착부(231)의 상기 홈은 Y축 방향을 따라 연장될 수 있다. 지그(230)는 복수의 대상물(M1, M2)을 지지하기 위해 X축 방향으로 서로 이격되는 복수의 안착부(231a, 231b)를 포함할 수 있다.
지그(230)는 대상물(M)을 지지하기 위해 +Z축 방향으로 돌출되는 대상물 지지부(232)를 포함할 수 있다. 대상물 지지부(232)의 상단부에는 상기 복수의 홈이 형성된 복수의 안착부(231a, 231b)가 형성될 수 있다.
지그(230)는 Y축 방향으로 서로 이격되는 한 쌍의 대상물 지지부(232a, 232b)를 포함할 수 있다. 하나의 대상물(M1 또는 M2)을 지지하기 위한 하나의 안착부(231a 또는 231b)는 한 쌍의 대상물 지지부(232a, 232b)에 의해 구성될 수 있다. 한 쌍의 대상물 지지부(232a, 232b) 사이에는 Y축 방향으로 이격된 간극(232h)이 형성될 수 있다. 간극(232h)은 X축 방향으로 연장될 수 있다. 간극(232h)의 X축 방향의 양측방은 오픈(open)될 수 있다.
지그(230) 및 슬라이더(210)가 서로 분리 가능하게 결합되기 위해, 이송 유닛(200)은 잠금 장치(216, 236)를 포함할 수 있다. 잠금 장치(216, 236)는 서로 결합 가능한 지그(230)의 잠금부(236) 및 슬라이더(210)의 잠금 대응부(216)를 포함할 수 있다. 잠금 장치(216, 236)의 잠김 상태에서 지그(230) 및 슬라이더(210)는 서로 결합되고, 잠금 장치(216, 236)의 잠김 해제 상태에서 지그(230) 및 슬라이더(210)가 서로 분리될 수 있다. 본 실시예에 개시된 잠금 장치(216, 236) 외에도 다양한 방식의 잠금 장치가 적용될 수 있다.
플리퍼 장치(10)는 이송 유닛(200)의 소정의 위치를 감지하는 이송 유닛 센서(261, 262)를 포함할 수 있다. 이송 유닛(200)이 프레임(15)에 대해 소정의 상대 위치에 배치되면, 이송 유닛 센서(261, 262)는 이송 유닛(200)에 고정된 센싱 타겟(238)을 감지한다.
이송 구동부(270)는 이송 유닛(200)이 대상물(M)을 X축 방향으로 이동시키도록 구동력을 제공한다. 이송 구동부(270)는 프레임(15)에 지지된다. 이송 구동부(270)는 모터(271)와, 모터(271)의 구동력을 이송 유닛(200)에 전달하는 구동력 전달부(273)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 구동력 전달부(273)는 모터(271)의 회전축에 고정되어 회전하는 풀리(273a)와, 풀리(273a)에 감겨 회전력을 전달받는 벨트(273b)와, 벨트(273b)에 걸려 회전력을 전달받는 풀리(273c)를 포함할 수 있다. 구동력 전달부(273)는 풀리(273c)에 결합되어 풀리(273c)와 일체로 회전하는 리드 스크류(lead screw)(273d)를 포함할 수 있다. 리드 스크류(273d)가 일 방향으로 회전 시 이송 유닛(200)은 리드 스크류(273d)를 따라 +X축 방향으로 이동하고, 리드 스크류(273d)가 타 방향으로 회전 시 이송 유닛(200)은 리드 스크류(273d)를 따라 -X축 방향으로 이동할 수 있다.
도 3 및 도 4는 제2 프레임부(15b), Y축 플리퍼 유닛(100) 및 Y축 플리퍼 승강 구동부(180)의 사시도들이다. 도 4에는 Y축 홀더(130)의 회전축인 Y축(Y)이 도시된다. 본 실시예에서, 복수의 Y축 홀더(130-1, 130-2)의 각각의 Y축(Y1, Y2)은 서로 평행하다.
도 3 및 도 4를 참고하여, 프레임(15)은 Y축 플리퍼 유닛(100)을 Z축 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지하는 제2 프레임부(15b)를 포함한다. 제2 프레임부(15b)는 Y축 플리퍼 유닛(100)의 이동을 안내하는 가이드 레일(15b1)을 포함한다. 가이드 레일(15b1)은 Z축 방향으로 연장될 수 있다. 복수의 가이드 레일(15b1)이 구비될 수 있다.
Y축 플리퍼 유닛(100)은 프레임(15)에 대해 Z축 방향으로 이동 가능하도록 구성된다. Y축 플리퍼 유닛(100)은 Y축 플리퍼 승강 구동부(180)에 지지된다. Y축 플리퍼 유닛(100)은 Y축을 중심으로 대상물(M)을 회전 동작시킬 수 있도록 구성된다. Y축 플리퍼 유닛(100)은 한 쌍의 Y축 홀더(130a, 130b)를 Y축 방향으로 좁히거나 벌릴 수 있도록 구성된다. Y축 플리퍼 유닛(100)의 Y축 홀더(130)는 대상물(M)이 상기 제1 위치에 있을 때 대상물(M)을 잡을 수 있도록 구성된다.
Y축 플리퍼 유닛(100)은 프레임(15)에 지지되는 Y축 플리퍼 베이스(110)를 포함한다. Y축 플리퍼 베이스(110)는 프레임(15)에 Z축 방향으로 이동 가능하도록 구성된다. Y축 플리퍼 베이스(110)는 한 쌍의 바디 프레임(120a, 120b)을 지지한다. Y축 플리퍼 베이스(110)는 프레임(15)의 가이드 레일(15b1)을 따라 Z축 방향으로 슬라이딩하게 구성되는 Z축 슬라이더(115)를 포함할 수 있다. Y축 플리퍼 베이스(110)는 센서(141, 142)에 의해 감지되는 센싱 타겟(118)을 포함한다.
Y축 플리퍼 유닛(100)은 Y축 플리퍼 베이스(110)에 지지되는 바디 프레임(120)을 포함한다. 바디 프레임(120)은 Y축 플리퍼 베이스(110)에 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지된다. 한 쌍의 바디 프레임(120a, 120b)은 Y축 방향으로 서로 좁혀지거나 벌려지게 작동하도록 구성된다. 한 쌍의 바디 프레임(120a, 120b)은 +Y축 방향에 배치되는 제1 바디 프레임(120a)과 -Y축 방향에 배치되는 제2 바디 프레임(120b)을 포함한다.
Y축 플리퍼 유닛(100)은 대상물(M)의 Y축 방향에서 대상물(M)을 잡도록 구성되는 Y축 홀더(130)를 포함한다. Y축 홀더(130)는 바디 프레임(120)에 지지된다. Y축 플리퍼 유닛(100)은 대응되는 한 쌍의 바디 프레임(120a, 120b)에 지지되는 한 쌍의 Y축 홀더(130a, 130b)를 포함한다. 한 쌍의 Y축 홀더(130a, 130b)는 +Y축 방향에 배치되는 제1 Y축 홀더(130a)와, -Y축 방향에 배치되는 제2 Y축 홀더(130b)를 포함한다.
한 쌍의 Y축 홀더(130a, 130b)는 한 쌍의 바디 프레임(120a, 120b)에 대해 Y축을 중심으로 회전하도록 구성된다. 한 쌍의 Y축 홀더(130a, 130b)의 사이에서 대상물(M)을 잡을 수 있도록 구성된다. 한 쌍의 Y축 홀더(130a, 130b)는 Y축 방향으로 대상물(M)을 잡을 수 있도록 구성된다.
Y축 플리퍼 유닛(100)은 복수의 대상물(M1, M2)을 각각 잡을 수 있도록 구성되는 복수의 Y축 홀더(130-1, 130-2)를 포함할 수 있다. 여기서, 복수 쌍의 Y축 홀더(130-1, 130-2)가 구성될 수 있다.
플리퍼 장치(10)는 Y축 플리퍼 베이스(110)의 소정의 위치를 감지하는 Z축 이동 센서(141, 142)를 포함할 수 있다. Y축 플리퍼 베이스(110)가 프레임(15)에 대해 소정의 상대 위치에 배치되면, Z축 이동 센서(141, 142)는 Y축 플리퍼 베이스(110)에 고정된 센싱 타겟(118)을 감지한다. 플리퍼 장치(10)는 Y축 홀더(130)의 소정의 회전 각의 위치를 감지하도록 Y축 홀더(130)의 회전 시 회전하는 센싱 타겟(138)을 감지하는 Y축 회전 홈 센서(143)를 포함할 수 있다. 플리퍼 장치(10)는 바디 프레임(120)이 Y축 플리퍼 베이스(110)에 대해 소정의 상대 위치로 이동한 경우 어느 한 바디 프레임(120a)과 일체로 이동하는 센싱 타겟(128)을 감지하는 Y축 이동 센서(146, 147)를 포함할 수 있다. Y축 이동 센서(146, 147)는, 한 쌍의 바디 프레임(120a, 120b)이 Y축 방향으로 좁혀진 상태 및 벌어진 상태를 감지할 수 있다.
Y축 플리퍼 유닛(100)은 한 쌍의 바디 프레임(120a, 120b)이 Y축 플리퍼 베이스(110)에 대해 Y축 방향으로 이동하는 구동력을 제공하는 Y축 이동 구동부(160)를 포함한다. Y축 이동 구동부(160)는 Y축 플리퍼 베이스(110)에 지지된다. Y축 이동 구동부(160)는 모터(161)와, 모터(161)의 구동력을 한 쌍의 바디 프레임(120a, 120b)에 전달하는 구동력 전달부(163)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 구동력 전달부(163)는 모터(161)의 회전축에 고정되어 회전하는 풀리(163a)와, 풀리(163a)에 감겨 회전력을 전달받는 벨트(163b)와, 벨트(163b)에 걸려 회전력을 전달받는 풀리(163c)를 포함할 수 있다. 구동력 전달부(163)는 풀리(163c)에 결합되어 풀리(163c)와 일체로 회전하는 리드 스크류(lead screw)(163d)를 포함할 수 있다. 리드 스크류(163d)가 일 방향으로 회전 시 한 쌍의 바디 프레임(120a, 120b)은 리드 스크류(163d)를 따라 이동하여 Y축 방향으로 서로 좁혀지고, 리드 스크류(163d)가 타 방향으로 회전 시 한 쌍의 바디 프레임(120a, 120b)은 리드 스크류(163d)를 따라 이동하여 Y축 방향으로 서로 멀어질 수 있다.
Y축 플리퍼 유닛(100)은 Y축 홀더(130)가 바디 프레임(120)에 대해 회전하는 구동력을 제공하는 Y축 홀더 회전 구동부(170)를 포함한다. Y축 홀더 회전 구동부(170)는 Y축 홀더(130)의 아우터 샤프트(131)를 회전시킬 수 있다. Y축 홀더 회전 구동부(170)는 Y축 플리퍼 베이스(110) 및 바디 프레임(120)에 지지된다. Y축 홀더 회전 구동부(170)는 모터(171)와, 모터(171)의 구동력을 Y축 홀더(130-1, 130-2)에 전달하는 구동력 전달부(173a, 173b, 173c, 173d, 173e)를 포함할 수 있다.
구동력 전달부(173a, 173b, 173c, 173d, 173e)는 모터(171)의 회전력을 제1 구동력 전달부(173b) 및 제2 구동력 전달부(173c)에 전달하는 기초 구동력 전달부(173a)를 포함할 수 있다. 구동력 전달부(173a, 173b, 173c)는 기초 구동력 전달부(173a)로부터 회전력을 전달받아 제1 Y축 홀더(130a)에 전달하는 제1 구동력 전달부(173b)와, 기초 구동력 전달부(173a)로부터 회전력을 전달받아 제2 Y축 홀더(130b)에 전달하는 제2 구동력 전달부(173c)를 포함할 수 있다. 구동력 전달부(173a, 173b, 173c, 173d, 173e)는 모터(171)로부터 회전력을 전달받아 어느 한 쌍의 Y축 홀더(130-1)에 전달하는 제1 및 제2 구동력 전달부(173b, 173c)와, 제1 및 제2 구동력 전달부(173b, 173c)로부터 회전력을 전달받아 추가적인 한 쌍의 Y축 홀더(130-2)dp 전달하는 제1 및 제2 추가 구동력 전달부(173d, 173e)를 포함한다.
일 실시예에서, 기초 구동력 전달부(173a)는 모터(171)의 회전축에 고정되어 회전하는 풀리(173a1)와, 풀리(173a1)에 감겨 회전력을 전달받는 벨트(173a2)와, 및 벨트(173a2)에 걸려 회전력을 전달받는 풀리(173a3)를 포함할 수 있다. 기초 구동력 전달부(173a)는 풀리(173a3)에 결합되어 풀리(173a3)와 일체로 회전하는 세레이티드 샤프트(serrated shaft)(173a4)를 포함할 수 있다. 상기 세레이티드 샤프트는 외주면에 돌기나 홈이 샤프트의 연장 방향으로 길게 연장된 샤프트를 의미한다. 모터(171) 및 기초 구동력 전달부(173a)는 Y축 플리퍼 베이스(110)에 지지될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 구동력 전달부(173b)는 세레이티드 샤프트(173a4)와 결합되어 회전력을 전달받되 세레이티드 샤프트(173a4)를 따라 Y축 방향으로 이동 가능하게 구성된 풀리(173b1)를 포함할 수 있다. 제1 구동력 전달부(173b)는 풀리(173b1)에 감겨 회전력을 전달받는 벨트(173b2)와, 벨트(173b2)에 걸려 회전력을 전달받고 제1 한 쌍의 Y축 홀더(130-1) 중 제1 Y축 홀더(130a)를 회전시키는 풀리(173b3)를 포함할 수 있다. 제1 구동력 전달부(173b)는 제1 바디 프레임(120a)에 지지된다.
일 실시예에서, 제2 구동력 전달부(173c)는 세레이티드 샤프트(173a4)와 결합되어 회전력을 전달받되 세레이티드 샤프트(173a4)를 따라 Y축 방향으로 이동 가능하게 구성된 풀리(173c1)를 포함할 수 있다. 제2 구동력 전달부(173c)는 풀리(173c1)에 감겨 회전력을 전달받는 벨트(173c2)와, 벨트(173c2)에 걸려 회전력을 전달받고 제1 한 쌍의 Y축 홀더(130-1) 중 제2 Y축 홀더(130b)를 회전시키는 풀리(173c3)를 포함할 수 있다. 제2 구동력 전달부(173c)는 제2 바디 프레임(120b)에 지지된다.
일 실시예에서, 제1 추가 구동력 전달부(173d)는 풀리(173b3)와 일체로 회전하는 풀리(173d1)와, 풀리(173d1)에 감겨 회전력을 전달받는 벨트(173d2)와, 벨트(173d2)에 걸려 회전력을 전달받고 제2 한 쌍의 Y축 홀더(130-2) 중 제1 Y축 홀더(130a)를 회전시키는 풀리(173d3)를 포함할 수 있다. 제1 추가 구동력 전달부(173d)는 제1 바디 프레임(120a)에 지지된다. 본 실시예에서 센싱 타겟(138)은 풀리(173d3)에 고정될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 추가 구동력 전달부(173e)는 풀리(173c3)와 일체로 회전하는 풀리(173e1)와, 풀리(173e1)에 감겨 회전력을 전달받는 벨트(173e2)와, 벨트(173e2)에 걸려 회전력을 전달받고 제2 한 쌍의 Y축 홀더(130-2) 중 제2 Y축 홀더(130b)를 회전시키는 풀리(173e3)를 포함할 수 있다. 제2 추가 구동력 전달부(173e)는 제2 바디 프레임(120b)에 지지된다.
Y축 플리퍼 승강 구동부(180)는 프레임(15)에 지지될 수 있다. Y축 플리퍼 승강 구동부(180)는 모터(181)와, 모터(181)의 구동력을 Y축 플리퍼 유닛(100)에 전달하는 구동력 전달부(183)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 구동력 전달부(183)는 모터(181)의 회전축에 고정되어 회전하는 풀리(183a)와, 풀리(183a)에 감겨 회전력을 전달받는 벨트(183b)와, 벨트(183b)에 걸려 회전력을 전달받는 풀리(183c)를 포함할 수 있다. 구동력 전달부(183)는 풀리(183c)를 관통하며 배치되어 풀리(183c)의 회전 시 Z축 방향으로 이동하는 이동식 볼 스크류(183d)를 포함할 수 있다. 풀리(183c)가 일 방향으로 회전시 이동식 볼 스크류(183d)에 고정된 Y축 플리퍼 베이스(110)는 볼 스크류(183d)와 함께 +Z축 방향으로 이동하고, 풀리(183c)가 타 방향으로 회전 시 Y축 플리퍼 베이스(110)는 볼 스크류(183d)와 함께 -Z축 방향으로 이동할 수 있다. 일 예로, 볼 스크류(183d)로서 제조사 THK의 모델 BLR1616-3.6UU+230LC7T를 적용할 수 있다.
도 5는 도 4의 Y축 홀더(130)의 분해 사시도이다. 도 6a 및 도 6b는 도 4의 라인 S1-S1'을 따라 플리퍼 장치(10)를 자른 부분 단면도로서, 도 6a는 탄성 부재(135)가 탄성 압축되기 전 상태를 보여주고, 도 6b는 대상물(M)에 의해 Y축 홀더(130)가 눌림으로써 탄성 부재(135)가 탄성 압축된 상태를 보여준다. 도 5 내지 도 6b를 참고하여, 이하에서 설명되는 Y축 홀더(130)는 설명은 복수의 Y축 홀더 중 적어도 어느 하나에 적용될 수 있다. 어느 한 Y축 홀더(130)에서 제1 방향(D1)은 Y축 방향 중 대상물(M)을 향한 방향을 의미하고, 제2 방향(D2)은 제1 방향(D1)의 반대 방향을 의미한다.
도 5 내지 도 6b를 참고하여, Y축 플리퍼 유닛(100)은 Y축 홀더(130)를 회전 가능하게 지지하는 회전 조인트(121)를 포함한다. Y축 홀더(130)의 아우터 샤프트(131)는 Y축을 중심으로 회전 가능하게 회전 조인트(121)에 지지될 수 있다. 예를 들어, 회전 조인트(121)는 베어링을 포함할 수 있다.
Y축 홀더(130)는 바디 프레임(120)에 Y축을 중심으로 회전 가능하게 지지되는 아우터 샤프트(131)를 포함한다. 아우터 샤프트(131)는 대응되는 바디 프레임(120)을 Y축 방향으로 관통하며 배치될 수 있다. 아우터 샤프트(131)는 바디 프레임(120)의 회전 조인트(121)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. 아우터 샤프트(131)에 구동력 전달부(173)의 풀리가 고정되어, 아우터 샤프트(131)는 모터(171)의 회전력을 전달받을 수 있다.
아우터 샤프트(131)는 구동력 전달부(173)로부터 회전력을 전달 받는 회전 종동부(131a)와, 이너 샤프트(132)에 회전력을 전달하는 회전 주동부(131b)를 포함한다. 회전 종동부(131a)는 회전 주동부(131b)의 외주면에 결합될 수 있다. 아우터 샤프트(131)에는 Y축 방향을 따라 관통되는 중앙 홀이 형성된다.
Y축 홀더(130)는 아우터 샤프트(131)와 일체로 회전하는 이너 샤프트(132)를 포함한다. 이너 샤프트(132)는 아우터 샤프트(131)에 대해 Y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 아우터 샤프트(131)에 결합된다. 이너 샤프트(132)는 Y축 방향으로 아우터 샤프트(131)를 관통하며 배치된다. 이너 샤프트(132)는 회전 주동부(131b)의 내주면에 접촉될 수 있다. 이너 샤프트(132)는 회전 종동부(131a)의 내주면으로부터 이격되게 배치될 수 있다.
이너 샤프트(132)는 Y축 방향으로 아우터 샤프트(131)에 삽입되는 관통부(132a)를 포함한다. 관통부(132a)는 Y축 방향으로 연장되는 봉 형상으로 형성될 수 있다. 관통부(132a)의 외주면에는 Y축 방향으로 연장되는 적어도 하나 이상의 홈 또는 돌기가 형성되어, 아우터 샤프트(131)로부터 회전력을 전달 받되 아우터 샤프트(131)에 대해 Y축 방향으로 슬라이딩할 수 있다.
이너 샤프트(132)는 Y축 컨택터(134)가 분리 가능하게 결합되는 컨택터 안착부(132b)를 포함한다. 컨택터 안착부(132b)는 Y축 컨택터(134)와 함께 회전하도록 구성된다. 컨택터 안착부(132b)는 관통부(132a)에 결합될 수 있다. 컨택터 안착부(132b)는 관통부(132a)의 제1 방향(D1)의 말단에 고정될 수 있다. 이너 샤프트(132)는 컨택터 안착부(132b)를 관통부(132a)에 체결하는 체결 부재(132c)를 포함할 수 있다.
컨택터 안착부(132b)는 Y축 컨택터(134)의 제2 방향(D2)의 측면이 접촉되는 안착면(132b2)을 포함한다. 컨택터 안착부(132b)는 Y축 컨택터(134)의 Y축을 중심으로 한 둘레면을 안내하는 가이드 리브(132b3)를 포함한다. 가이드 리브(132b3)는 안착면(132b2)의 둘레를 따라 연장된다. 안착면(132b2)에는 체결 부재(132c)가 관통하는 체결 홀(132bh)이 형성될 수 있다.
Y축 홀더(130)는 대상물(M)에 Y축 방향으로 접촉되도록 구성되는 Y축 컨택터(134)를 포함한다. Y축 컨택터(134)는 이너 샤프트(132)에 지지된다. Y축 컨택터(134)는 이너 샤프트(132)의 컨택터 안착부(132b)에 지지된다. Y축 컨택터(134)는 제1 방향(D1)의 말단에 대상물(M)에 접촉하는 접촉면(134b)을 포함한다.
Y축 컨택터(134) 및 컨택터 안착부(132b) 중 어느 하나는 자석(ma)을 포함하고 다른 하나는 자석(ma)에 붙는 부재(mb)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자석(ma)에 붙는 부재(mb)는 금속 또는 다른 자석이 될 수 있다. 본 실시예에서 부재(mb)의 기능을 금속 재질로 형성된 체결 부재(132c)의 헤드가 수행하나, 다른 다양한 방식으로 부재(mb)가 구성될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 Y축 컨택터(134)가 자석(ma)을 포함하고 컨택터 안착부(132b)가 부재(mb)를 포함하나, 도시되지 않은 다른 실시예에서 Y축 컨택터(134)가 부재(mb)는 포함하고 컨택터 안착부(132b)가 자석(ma)을 포함할 수 있다. 자석(ma) 및 부재(mb)의 인력(자력)에 의해 Y축 컨택터(134) 및 컨택터 안착부(132b)가 분리 가능하게 결합될 수 있다.
Y축 컨택터(134) 및 컨택터 안착부(132b) 중 어느 하나는 다른 하나로 돌출되는 돌기(134a)를 포함하고 다른 하나는 돌기(134a)가 삽입되는 홈(132b1)을 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 Y축 컨택터(134)가 돌기(134a)를 포함하고 컨택터 안착부(132b)가 홈(132b1)을 형성하나, 도시되지 않은 다른 실시예에서 Y축 컨택터(134)가 홈(132b1)을 형성하고 컨택터 안착부(132b)가 돌기(134a)를 포함할 수 있다. 돌기(134a) 및 홈(132b1)은 서로 맞물리도록 구성된다.
돌기(134a)는 제2 방향(D2)으로 돌출될 수 있다. 돌기(134a)는 컨택터 안착부(132b)의 회전 방향을 바라보는 측면을 포함한다. 돌기(134a)는 Y축을 중심으로 한 회전 방향으로 홈(132b1)의 측면에 걸림된다. 이를 통해, 돌기(134a)는 홈(132b1)으로부터 제1 방향(D1)으로 이탈 가능하면서도, 컨택터 안착부(132b)에 대해 Y축 컨택터(134)가 회전 방향으로 슬립(slip)되지 않게 할 수 있다.
Y축 홀더(130)는 탄성 부재(135)를 포함한다. 탄성 부재(135)의 일단은 아우터 샤프트(131)에 지지된다. 탄성 부재(135)의 일단은 아우터 샤프트(131)의 제1 방향(D1)의 측면에 접촉되어 지지될 수 있다. 탄성 부재(135)의 타단은 이너 샤프트(132) 또는 Y축 컨택터(134)에 지지된다. 본 실시예에서 탄성 부재(135)의 타단은 이너 샤프트(132)에 지지되나, 도시되지 않은 다른 실시예에서 탄성 부재(135)의 타단은 Y축 컨택터(134)에 지지될 수 있다. 탄성 부재(135)의 타단은 컨택터 안착부(132b)의 제2 방향(D2)의 측면에 지지될 수 있다.
탄성 부재(135)는 Y축 컨택터(134)가 대상물(M)에 접촉되어 이너 샤프트(132)가 아우터 샤프트(131)에 대해 Y축 방향으로 이동할 때 탄성 압축되도록 구성된다(도 6b 참고). 탄성 부재(135)의 탄성력에 의해 컨택터 안착부(132b)가 대상물(M)을 가압할 수 있다. 바디 프레임(120)이 제1 방향(D1)으로 이동하여(도 6b의 화살표 Dy1 참고), Y축 컨택터(134)가 대상물(M)에 의해 제2 방향(D2)으로 눌리고, 탄성 부재(135b)가 압축될 수 있다. 이너 샤프트(132)는 탄성 부재(135)의 중심을 통과하도록 배치될 수 있다.
탄성 부재(135)는 탄성력을 발휘하는 알려진 다양한 방식 중 하나를 이용할 수 있다. 예를 들어, 탄성 부재(135)는 압축 스프링, 인장 스프링, 토크 스프링 등 다양한 방식의 부재를 포함할 수도 있고, 고무 등의 재질로 탄성 압축되게 구성된 부재를 포함할 수도 있다.
Y축 홀더(130)는 이너 샤프트(132)에 고정되는 센싱 타겟(138)을 포함할 수 있다. 센싱 타겟(138)은 이너 샤프트(132)의 제2 방향(D2)의 말단부에 결합될 수 있다. 센싱 타겟(138)은 이너 샤프트(132)와 일체로 Y축 방향으로 이동할 수 있다. 센싱 타겟(138)의 Y축 방향으로의 위치에 따라, 센서(145b, 145a)의 센싱 타겟(138) 감지 여부가 달라진다. 복수의 홀더(130-1, 130-2)에 대응하는 복수의 센서(145b, 145a)가 구비될 수 있다.
플리퍼 장치(10)는 이너 샤프트(132)가 아우터 샤프트(131)에 대한 설정된 상대 위치에 배치될 때 센싱 타겟(139)을 감지하도록 구성되는 센서(145a)를 포함한다. 도 6a를 참고하여, 이너 샤프트(132)가 제1 방향(D1)으로 이동한 상태에서 센서(145a)는 센싱 타겟(138)을 감지하지 못한다. 도 6b를 참고하여, 이너 샤프트(132)가 제2 방향(D2)으로 이동하여, 이너 샤프트(132)가 상기 설정된 상대 위치에 배치될 때 센서(145a)는 센싱 타겟(138)을 감지할 수 있다. 센서(145a)는 Y축 컨택터(134)가 탄성 부재(135)를 압축할 때 신호를 감지할 수 있다. Y축 이동 구동부(160)는 한 쌍의 바디 프레임(120a, 120b)이 서로 가까워지는 방향으로 구동력을 제공하는 중, 센서(145a)에 의해 신호가 감지될 때 구동력의 제공을 중단하게 구성될 수 있다.
Y축 홀더(130)는 이너 샤프트(132)와 센싱 타겟(138) 사이에 배치되는 스페이서(139)를 더 포함할 수 있다. 스페이서(139)는 와셔 형태로 형성될 수 있다. 스페이서(139)는 이너 샤프트(132)의 제2 방향(D2)의 말단에 배치될 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 1의 제3 프레임부(15c), X축 플리퍼 유닛(300) 및 X축 플리퍼 승강 구동부(380)의 사시도이다. 도 8에는 X축 홀더(330)의 회전축인 X축(X)이 도시된다. 본 실시예에서, 복수의 X축 홀더(130-1, 130-2)의 각각의 X축(X1, X2)은 서로 동일하다.
도 7 및 도 8을 참고하여, 프레임(15)은 X축 플리퍼 유닛(300)을 Z축 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지하는 제3 프레임부(15c)를 포함한다. 제3 프레임부(15c)는 Y축 플리퍼 유닛(100)의 이동을 안내하는 가이드 레일(15c1)을 포함한다. 가이드 레일(15c1)은 Z축 방향으로 연장될 수 있다. 복수의 가이드 레일(15c1)이 구비될 수 있다.
X축 플리퍼 유닛(300)은 프레임(15)에 대해 Z축 방향으로 이동 가능하도록 구성된다. X축 플리퍼 유닛(300)은 X축 플리퍼 승강 구동부(380)에 지지된다. X축 플리퍼 유닛(300)은 X축을 중심으로 대상물(M)을 회전 동작시킬 수 있도록 구성된다. X축 플리퍼 유닛(300)은 X축 홀더(330)를 X축 방향으로 이동할 수 있도록 구성된다. X축 플리퍼 유닛(300)은 2개의 X축 홀더(330-1, 330-2)를 X축 방향으로 좁히거나 벌릴 수 있도록 구성된다. X축 플리퍼 유닛(300)의 X축 홀더(330)는 대상물(M)이 상기 제2 위치에 있을 때 대상물(M)을 잡을 수 있도록 구성된다.
X축 플리퍼 유닛(300)은 프레임(15)에 지지되는 X축 플리퍼 베이스(310)를 포함한다. X축 플리퍼 베이스(310)는 프레임(15)에 대해 Z축 방향으로 이동 가능하도록 구성된다. X축 플리퍼 베이스(310)는 사이드 프레임(320)을 지지한다. X축 플리퍼 베이스(310)는 프레임(15)의 가이드 레일(15c1)을 따라 Z축 방향으로 슬라이딩하게 구성되는 승강 슬라이더(315)를 포함할 수 있다. X축 플리퍼 베이스(310)는 센서(341, 342)에 의해 감지되는 센싱 타겟(318)을 포함한다.
X축 플리퍼 유닛(300)은 X축 플리퍼 베이스(310)에 지지되는 사이드 프레임(320)을 포함한다. 사이드 프레임(320)은 X축 방향으로 이동 가능하게 X축 플리퍼 베이스(310)에 지지된다. 한 쌍의 X축 홀더(330-1, 330-2)에 대응하는 한 쌍의 사이드 프레임(320a, 320b)이 X축 방향으로 서로 좁혀지거나 벌려지게 작동하도록 구성될 수 있다. 한 쌍의 사이드 프레임(320a, 320b)은 +X축 방향에 배치되는 제1 사이드 프레임(320a)과 -X축 방향에 배치되는 제2 사이드 프레임(320b)을 포함할 수 있다.
X축 플리퍼 유닛(300)은 대상물(M)을 잡을 수 있도록 구성되는 X축 홀더(330)를 포함한다. X축 홀더(330)는 사이드 프레임(320)에 지지된다. X축 홀더(330)는 사이드 프레임(320)에 대해 X축을 중심으로 회전하도록 구성된다. X축 홀더(330)는 X축에 수직한 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 좁혀지는 한 쌍의 그립부(335a, 335b)의 사이에서 대상물(M)을 잡을 수 있도록 구성될 수 있다.
X축 플리퍼 유닛(300)은 복수의 대상물(M1, M2)을 각각 잡을 수 있도록 구성되는 복수의 X축 홀더(130-1, 130-2)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 X축 홀더(330-1, 330-2)이 대응되는 한 쌍의 사이드 프레임(320a, 320b)에 지지될 수 있다. 한 쌍의 X축 홀더(330-1, 330-2)는 한 쌍의 사이드 프레임(320a, 320b)에 서로 마주보는 부분에 각각 배치될 수 있다.
사이드 프레임(320)은 상측에서 바라볼 때 Y축 방향으로 돌출되게 연장되는 연장 프레임부(325)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 연장 프레임부(325)는 +Y축 방향으로 돌출하여 자유단을 형성한다. 상측에서 바라볼 때, 연장 프레임부(325)는 X축 플리퍼 베이스(310)로부터 Y축 방향으로 이격된 위치까지 돌출되어 연장된다. X축 홀더(330)는 연장 프레임부(325)에 회전 가능하게 배치된다. 이를 통해, 이송 유닛(200)이 대상물(M)을 이동시키는 X축 방향의 경로 상에, X축 홀더(330)를 위치시키거나 이격시키는 동작이 편리해진다.
X축 플리퍼 유닛(300)은 X축 홀더(330)를 회전 가능하게 지지하는 회전 조인트(321)를 포함한다. 회전 조인트(321)는 연장 프레임부(325)에 배치될 수 있다. 연장 프레임부(325)의 Y축 방향의 돌출 부분에 회전 조인트(321)가 배치될 수 있다. X축 홀더(330)의 X축 샤프트(331)는 X축을 중심으로 회전 가능하게 회전 조인트(321)에 지지될 수 있다. 예를 들어, 회전 조인트(321)는 베어링을 포함할 수 있다.
X축 홀더(330)는 사이드 프레임(320)에 X축을 중심으로 회전 가능하게 지지되는 X축 샤프트(331)를 포함한다. X축 샤프트(331)는 대응되는 사이드 프레임(320)을 X축 방향으로 관통하며 배치될 수 있다. X축 샤프트(331)는 사이드 프레임(320)의 회전 조인트(321)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. X축 샤프트(331)에 구동력 전달부(373)의 풀리가 고정되어, X축 샤프트(331)는 모터(371)의 회전력을 전달받을 수 있다.
복 수의 X축 홀더(330-1, 330-2)가 구비되는 실시예에서, 제3 방향(미도시)은 X축 방향 중 어느 한 X축 홀더가 다른 한 X축 홀더를 바라보는 방향을 의미하고, 제4 방향(미도시)은 상기 제3 방향의 반대 방향을 의미한다.
X축 홀더(330)는 X축 샤프트(331)에 고정되는 그립 구동부(336)를 포함한다. 그립 구동부(336)는 X축 샤프트(331)의 상기 제3 방향의 말단부에 고정될 수 있다. 그립 구동부(336)는 한 쌍의 그립부(335a, 335b)를 X축에 수직한 방향으로 서로 벌어지거나 좁혀지게 작동시킬 수 있다. 예를 들어, 그립 구동부(336)는 공압 실린더를 포함할 수 있다. 일 예로, 그립 구동부(336)로서 제조사 SMC 모델 MHF2-12DR의 공압 실린더를 적용할 수 있다.
X축 홀더(330)는 X축에 수직한 방향으로 서로 벌어지거나 좁혀지게 작동하는 한 쌍의 그립부(335a, 335b)를 포함한다. 한 쌍의 그립부(335a, 335b)는 X축에 수직한 방향으로 좁혀지며 대상물(M)을 잡을 수 있도록 구성된다. 본 실시예에서, 한 쌍의 그립부(335a, 335b)는 Z축 방향으로 좁혀지며 사이의 대상물(M)을 잡을 수 있다. 한 쌍의 그립부(335a, 335b)는 각각 서로 마주보는 표면 상에 홈을 형성할 수 있다.
플리퍼 장치(10)는 X축 플리퍼 베이스(310)의 소정의 위치를 감지하는 승강 이동 센서(341, 342)를 포함할 수 있다. X축 플리퍼 베이스(310)가 프레임(15)에 대해 소정의 상대 위치에 배치되면, 승강 이동 센서(341, 342)는 X축 플리퍼 베이스(310)에 고정된 센싱 타겟(318)을 감지한다. 플리퍼 장치(10)는 X축 홀더(330)의 소정의 회전 각의 위치를 감지하도록 Y축 홀더(130)의 회전 시 회전하는 센싱 타겟(338)을 감지하는 Y축 회전 홈 센서(343)를 포함할 수 있다. 플리퍼 장치(10)는 사이드 프레임(320)이 X축 플리퍼 베이스(310)에 대해 소정의 상대 위치로 이동한 경우 어느 한 사이드 프레임(320a)과 일체로 이동하는 센싱 타겟(328)을 감지하는 X축 이동 센서(346, 347)를 포함할 수 있다. X축 이동 센서(346, 347)는, 한 쌍의 사이드 프레임(320a, 320b)이 X축 방향으로 좁혀진 상태 및 벌어진 상태를 감지할 수 있다.
X축 플리퍼 유닛(300)은 사이드 프레임(320)이 X축 플리퍼 베이스(310)에 대해 X축 방향으로 이동하는 구동력을 제공하는 X축 이동 구동부(360)를 포함한다. X축 이동 구동부(360)는 한 쌍의 사이드 프레임(320a, 320b)이 X축 플리퍼 베이스(310)에 대해 X축 방향으로 이동하는 구동력을 제공할 수 있다. X축 이동 구동부(360)는 X축 플리퍼 베이스(310)에 지지된다. X축 이동 구동부(360)는 모터(361)와, 모터(361)의 구동력을 사이드 프레임(320)에 전달하는 구동력 전달부(363)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 구동력 전달부(363)는 모터(361)의 회전축에 고정되어 회전하는 풀리(363a)와, 상기 풀리에 감겨 회전력을 전달받는 벨트(363b)와, 벨트(363b)에 걸려 회전력을 전달받는 풀리(363c)를 포함할 수 있다. 구동력 전달부(363)는 풀리(363c)에 결합되어 풀리(363c)와 일체로 회전하는 리드 스크류(363d)를 포함할 수 있다. 리드 스크류(363d)가 일 방향으로 회전 시 한 쌍의 사이드 프레임(320a, 320b)은 리드 스크류(363d)를 따라 이동하여 X축 방향으로 서로 좁혀지고, 리드 스크류(363d)가 타 방향으로 회전시 한 쌍의 사이드 프레임(320a, 320b)은 리드 스크류(363d)를 따라 이동하여 X축 방향으로 서로 멀어질 수 있다.
X축 플리퍼 유닛(300)은 X축 홀더(330)가 사이드 프레임(320)에 대해 회전하는 구동력을 제공하는 X축 홀더 회전 구동부(370)를 포함한다. X축 홀더 회전 구동부(370)는 X축 샤프트(331)를 회전시킬 수 있다. X축 홀더 회전 구동부(370)는 X축 플리퍼 베이스(310) 및 사이드 프레임(320)에 지지된다. X축 홀더 회전 구동부(370)는 모터(371)와, 모터(371)의 구동력을 복수의 X축 홀더(330-1, 330-2)에 전달하는 구동력 전달부(373a, 373b, 373c)를 포함할 수 있다.
구동력 전달부(373a, 373b, 373c)는 모터(371)의 회전력을 제1 구동력 전달부(373b) 및 제2 구동력 전달부(373c)에 전달하는 기초 구동력 전달부(373a)를 포함할 수 있다. 구동력 전달부(373a, 373b, 373c)는 기초 구동력 전달부(373a)로부터 회전력을 전달받아 X축 홀더(330)에 전달하는 홀더 구동력 전달부(373b, 373c)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 기초 구동력 전달부(373a)는 모터(371)의 회전축에 고정되어 회전하는 풀리(373a1)와, 풀리(373a1)에 감겨 회전력을 전달받는 벨트(373a2)와, 및 벨트(373a2)에 걸려 회전력을 전달받는 풀리(373a3)를 포함할 수 있다. 기초 구동력 전달부(373a)는 풀리(373a3)에 결합되어 풀리(373a3)와 일체로 회전하는 세레이티드 샤프트(373a4)를 포함할 수 있다. 모터(371) 및 기초 구동력 전달부(373a)는 X축 플리퍼 베이스(310)에 지지될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 홀더 구동력 전달부(373b)는 세레이티드 샤프트(373a4)와 결합되어 회전력을 전달받되 세레이티드 샤프트(373a4)를 따라 X축 방향으로 이동 가능하게 구성된 풀리(373b1)를 포함할 수 있다. 제1 홀더 구동력 전달부(373b)는 풀리(373b1)에 감겨 회전력을 전달받는 벨트(373b2)와, 벨트(373b2)에 걸려 회전력을 전달받고 X축 홀더(330-1)를 회전시키는 풀리(373b3)를 포함할 수 있다. 제1 홀더 구동력 전달부(373b)는 제1 사이드 프레임(320a)에 지지된다.
일 실시예에서, 제2 홀더 구동력 전달부(373c)는 세레이티드 샤프트(373a4)와 결합되어 회전력을 전달받되 세레이티드 샤프트(373a4)를 따라 X축 방향으로 이동 가능하게 구성된 풀리(373c1)를 포함할 수 있다. 제2 홀더 구동력 전달부(373c)는 풀리(373c1)에 감겨 회전력을 전달받는 벨트(373c2)와, 벨트(373c2)에 걸려 회전력을 전달받고 X축 홀더(330-2)를 회전시키는 풀리(373c3)를 포함할 수 있다. 제2 홀더 구동력 전달부(373c)는 제2 사이드 프레임(320a)에 지지된다.
X축 플리퍼 승강 구동부(380)는 프레임(15)에 지지될 수 있다. X축 플리퍼 승강 구동부(380)는 모터(381)와, 모터(381)의 구동력을 Y축 플리퍼 유닛(100)에 전달하는 구동력 전달부(383)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 구동력 전달부(383)는 모터(381)의 회전축에 고정되어 회전하는 풀리(383a)와, 풀리(383a)에 감겨 회전력을 전달받는 벨트(383b)와, 벨트(383b)에 걸려 회전력을 전달받는 풀리(383c)를 포함할 수 있다. 구동력 전달부(383)는 풀리(383c)를 관통하며 배치되어 풀리(383c)의 회전 시 Z축 방향으로 이동하는 이동식 볼 스크류(383d)를 포함할 수 있다. 풀리(383c)가 일 방향으로 회전시 이동식 볼 스크류(383d)에 고정된 Y축 플리퍼 베이스(110)는 볼 스크류(383d)와 함께 +Z축 방향으로 이동하고, 풀리(383c)가 타 방향으로 회전 시 Y축 플리퍼 베이스(110)는 볼 스크류(383d)와 함께 -Z축 방향으로 이동할 수 있다. 일 예로, 볼 스크류(383d)로서 제조사 THK의 모델 BLR1616-3.6UU+230LC7T를 적용할 수 있다.
도 9 내지 도 23은 플리퍼 장치(10)의 일 실시예에 따른 작동 과정을 순서대로 보여주는 사시도들로서, 설명의 편의를 위해 프레임(15)의 일부 및 제어 박스(12)가 생략된다.
도 9를 참고하여, 이송 유닛(200)이 소정의 시작 위치로 이동한다. 본 실시예에서 상기 시작 위치는 이송 유닛(200)이 -X축 방향으로 이동 완료한 위치이나, 상기 시작 위치는 다른 위치로 설정될 수도 있다. 이송 유닛(200)이 상기 시작 위치에 있는 상태에서, 대상물(M)이 이송 유닛(200)으로 로딩(loading)된다.
도 10을 참고하여, 이송 유닛(200)은 대상물(M)을 상기 제1 위치로 이동시킨다(화살표 Mc1 참고). 본 실시예에서 이송 유닛(200)은 +X축 방향으로 이동한다. 이에 따라, 지그(230) 위에 올려진 대상물(M)은 +X축 방향으로 이동한다.
도 11을 참고하여, Y축 플리퍼 유닛(100)의 한 쌍의 바디 프레임(120a, 120b)은 Y축 방향으로 서로 좁혀진다(화살표 Dy1 참고). 한 쌍의 Y축 홀더(130a, 130b)는 상기 제1 위치에 배치된 대상물(M)을 잡는다. 여기서, 한 쌍의 Y축 홀더(130a, 130b)는 대상물(M)의 Y축 방향 양단에 접촉하고, 탄성 부재(135)는 탄성 변형된다. 복수 쌍의 Y축 홀더(130-1, 130-2)가 복수의 대상물(M1, M2)을 Y축 방향으로 잡는다.
도 12를 참고하여, Y축 플리퍼 유닛(100)은 프레임(15)에 대해 +Z축 방향으로 이동한다(화살표 Dz1 참고). 대상물(M)이 상승하여, 이송 유닛(200)과 Z축 방향으로 이격된 상태가 된다. Y축 홀더(130)는 Y축을 중심으로 회전 운동을한다(화살표 Ry 참고). Y축 홀더(130)에 의해 회전되는 대상물(M)의 +Z축 방향의 대상면을 상기 카메라 장치가 검사할 수 있다. 대상물(M)이 전체적으로 원기둥인 실시예에서, 상기 카메라 장치는 대상물(M)의 Y축 방향을 중심으로 한 둘레면을 검사할 수 있다.
도 13을 참고하여, Y축 플리퍼 유닛(100)은 프레임(15)에 대해 -Z축 방향으로 이동한다(화살표 Dz2 참고). 대상물(M)이 하강하여 이송 유닛(200)에 다시 놓여진다. 대상물(M)은 상기 제1 위치에 배치된 상태가 된다.
도 14를 참고하여, Y축 플리퍼 유닛(100)의 한 쌍의 바디 프레임(120a, 120b)은 Y축 방향으로 서로 벌어진다(화살표 Dy2 참고). 한 쌍의 Y축 홀더(130a, 130b)는 상기 제1 위치에 배치된 대상물(M)을 놓는다. 여기서, 한 쌍의 Y축 홀더(130a, 130b)는 대상물(M)의 Y축 방향 양단으로부터 이격하고, 탄성 부재(135)는 탄성 복원된다.
도 15를 참고하여, 이송 유닛(200)은 대상물(M)을 상기 제2 위치로 이동시킨다(화살표 Mc2 참고). 본 실시예에서 이송 유닛(200)은 +X축 방향으로 이동한다. 이에 따라, 지그(230) 위에 올려진 대상물(M)은 +X축 방향으로 이동한다. 여기서, X축 플리퍼 유닛(300)의 한 쌍의 사이드 프레임(320a, 320b)은 서로 벌어진 상태이다. 또한, X축 플리퍼 유닛(300)은 상승된 상태이고, 이송 유닛(200)은 X축 플리퍼 유닛(300)의 간섭없이 대상물을 상기 제2 위치로 이동시킬 수 있다. 또한, 한 쌍의 그립부(335a, 335b)는 서로 벌어진 상태이다.
도 16을 참고하여, X축 플리퍼 유닛(300)은 프레임(15)에 대해 -Z축 방향으로 이동한다(화살표 De2 참고).
도 17을 참고하여, X축 플리퍼 유닛(300)의 한 쌍의 사이드 프레임(320a, 320b)은 X축 방향으로 서로 좁혀진다(화살표 Dx1 참고). 한 쌍의 그립부(335a, 335b)의 사이에 상기 제2 위치의 대상물(M)이 배치된다. 여기서, 한 쌍의 그립부(335a, 335b) 중 하측에 배치된 하나(335b)는 지그(230)의 간극(232h)로 삽입된다.
도 18을 참고하여, 한 쌍의 그립부(335a, 335b)는 Z축 방향으로 서로 좁혀진다(화살표 Dg1 참고). 한 쌍의 그립부(335a, 335b)는 상기 제2 위치에 배치된 대상물(M)을 잡는다. 여기서, 한 쌍의 그립부(335a, 335b)는 대상물(M)의 Z축 방향 양단에 접촉한다. 대상물(M)은 한 쌍의 그립부(335a, 335b)에 형성된 홈에 삽입된다. 복수의 X축 홀더(330-1, 330-2)가 복수의 대상물(M1, M2)을 잡는다.
도 19를 참고하여, X축 플리퍼 유닛(300)은 프레임(15)에 대해 +Z축 방향으로 이동한다(화살표 De1 참고). 대상물(M)이 상승하여, 이송 유닛(200)과 Z축 방향으로 이격된 상태가 된다.
도 20을 참고하여, X축 홀더(330)는 X축을 중심으로 회전 운동을한다(화살표 Rx 참고). X축 홀더(330)에 의해 회전되는 대상물(M)의 +Z축 방향의 대상면을 상기 카메라 장치가 검사할 수 있다. 대상물(M)이 전체적으로 원기둥인 실시예에서, 상기 카메라 장치는 대상물(M)의 양단인 원기둥 형상의 양 밑면을 검사할 수 있다. Y축 홀더(130)는 일 방향으로 90˚한 후 다시 타 방향으로 180˚ 회전하여 대상물(M)의 양단을 번갈아 +Z축 방향으로 향하게 할 수 있다. 그 후, Y축 홀더(130)는 일 방향으로 90˚회전하여 대상물이 최초의 상태로 배향되게 할 수 있다.
도 21을 참고하여, X축 플리퍼 유닛(300)은 프레임(15)에 대해 -Z축 방향으로 이동한다(화살표 De2 참고). 대상물(M)이 하강하여 이송 유닛(200)에 다시 놓여진다. 대상물(M)은 상기 제2 위치에 배치된 상태가 된다.
도 22를 참고하여, 한 쌍의 그립부(335a, 335b)는 Z축 방향으로 서로 벌어진다(화살표 Dg2 참고). 이에 따라, 한 쌍의 X축 홀더(330a, 330b)는 상기 제2 위치에 배치된 대상물(M)을 놓는다. X축 플리퍼 유닛(300)의 한 쌍의 사이드 프레임(320a, 320b)은 X축 방향으로 서로 벌어진다(화살표 Dx2 참고). 또한, X축 플리퍼 유닛(300)은 +Z축 방향으로 이동한다.
도 33을 참고하여, 이송 유닛(200)은 소정의 종료 위치로 이동한다(화살표 Mc3 참고). 여기서, X축 플리퍼 유닛(300)은 상승된 상태이고, 이송 유닛(200)은 X축 플리퍼 유닛(300)의 간섭없이 상기 종료 위치로 이동할 수 있다. 본 실시예에서 상기 종료 위치는 이송 유닛(200)이 +X축 방향으로 이동 완료한 위치이나, 상기 종료 위치는 다른 위치로 설정될 수도 있다. 본 실시예에서 이송 유닛(200)은 +X축 방향으로 이동한다. 이에 따라, 지그(230) 위에 올려진 대상물(M)은 +X축 방향으로 이동한다. 이송 유닛(200)이 상기 종료 위치에 있는 상태에서, 대상물(M)이 이송 유닛(200)으로부터 언로딩(unloading)된다. 그 후, 이송 유닛(200)은 다시 상기 시작 위치로 이동할 수 있다.
도 24는 본 개시의 일 실시예에 따른 플리퍼 장치를 이용한 대상물 검사방법의 흐름도이다. 도 24에 도시된 흐름도에서 프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들 등이 순차적인 순서로 설명되었지만, 그러한 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들은 임의의 적합한 순서로 작동하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 본 개시의 다양한 실시예들에서 설명되는 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들의 단계들이 본 개시에서 기술된 순서로 수행될 필요는 없다. 또한, 일부 단계들이 비동시적으로 수행되는 것으로서 설명되더라도, 다른 실시예에서는 이러한 일부 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도면에서의 묘사에 의한 프로세스의 예시는 예시된 프로세스가 그에 대한 다른 변화들 및 수정들을 제외하는 것을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스 또는 그의 단계들 중 임의의 것이 본 개시의 다양한 실시예들 중 하나 이상에 필수적임을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스가 바람직하다는 것을 의미하지 않는다.
상기 대상물 검사방법은, XYZ 직교 좌표 상에서, 대상물(M)을 잡아서 회전시키는 플리퍼 장치(10)와 대상물(M)의 +Z축 방향을 바라보는 대상면을 검사하는 카메라 장치를 이용한다.
도 24를 참고하여, 상기 검사방법은 로딩 단계(S10)를 포함할 수 있다. 상기 검사방법은 제1 준비 단계(S20), 제1 검사 단계(S30) 및 제1 종료 단계(S40)를 포함한다. 상기 검사방법은 제2 준비 단계(S50), 제2 검사 단계(S60) 및 제2 종료 단계(S70)를 포함한다. 상기 검사방법은 언로딩 단계(S80)를 포함할 수 있다.
로딩 단계(S10)는 제1 준비 단계(S20) 전에 진행될 수 있다. 로딩 단계(S10)에서, 설정된 상기 시작 위치에서 대상물(M)이 이송 유닛(200)에 로딩된다. 로딩 단계(S10)에서, 이송 유닛(200)이 대상물(M)을 상기 제1 위치로 이동시킨다(도 9 및 도 10 참고). 여기서, Y축 플리퍼 유닛(100)의 한 쌍의 바디 프레임(120a, 120b)은 서로 벌어진 상태이다. 여기서, Y축 플리퍼 유닛(100)은 하강된 상태일 수 있다.
제1 준비 단계(S20)에서, Y축 플리퍼 유닛(100)이 이송 유닛(200)에 안착된 제1 위치의 대상물(M)을 잡는다(도 11 참고). 제1 준비 단계(S20)에서, Y축 플리퍼 유닛(100)이 잡은 대상물을 +Z축 방향으로 이동시킨다(도 12 참고).
제1 준비 단계(S20) 후 제1 검사 단계(S30)에서, Y축 플리퍼 유닛(100)이 대상물(M)을 Y축을 중심으로 회전시키고, 상기 카메라 장치가 대상물(M)을 검사한다(도 12 참고). 도시되지는 않았으나, 상기 대상물의 Y축을 중심으로 한 둘레면의 일부에 돌출 부분이 있을 경우, 대상물(M)의 회전 시 대상면이 일정한 높이에 위치하도록 Y축 플리퍼 유닛(100)이 상하방향으로 이동할 수 있다. 여기서, Y축 플리퍼 유닛(100)은 360˚를 n분할하여 대상물(M)을 회전시킬 수 있다. 여기서, n은 2이상의 자연수를 의미한다.
제1 검사 단계(S30) 후 제1 종료 단계(S40)에서, Y축 플리퍼 유닛(100)이 대상물(M)을 -Z축 방향으로 이동시켜 이송 유닛(200)에 안착시킨다(도 13 참고). 제1 종료 단계(S40)에서, Y축 플리퍼 유닛(100)의 한 쌍의 바디 프레임(120a, 120b)은 Y축 방향으로 서로 벌어져 대상물(M)을 놓는다(도 14 참고).
제1 종료 단계(S40) 후 제2 준비 단계(S50)가 진행된다. 제2 준비 단계(S50)에서, 이송 유닛(200)이 대상물(M)을 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동시킨다(도 15 참고). X축 플리퍼 유닛(300)이 +Z축 방향으로 상승된 상태에서, 이송 유닛(200)이 대상물(M)을 상기 제2 위치로 이동시킬 수 있다. 제2 준비 단계(S50)에서 X축 플리퍼 유닛(300)이 상기 제2 위치의 대상물(M)을 잡는다(도 16 내지 도 18 참고). 구체적으로, X축 플리퍼 유닛(300)은 프레임(15)에 대해 -Z축 방향으로 이동하고, X축 플리퍼 유닛(300)의 한 쌍의 사이드 프레임(320a, 320b)은 X축 방향으로 서로 좁혀진 후, 한 쌍의 그립부(335a, 335b)는 Z축 방향으로 서로 좁혀진다. 제2 준비 단계(S50)에서, X축 플리퍼 유닛(300)이 잡은 대상물(M)을 +Z축 방향으로 이동시킨다(도 19 참고).
제2 준비 단계(S50) 후 제2 검사 단계(S60)에서, X축 플리퍼 유닛(300)이 대상물(M)을 X축을 중심으로 회전시키고, 상기 카메라 장치가 대상물(M)을 검사한다(도 20 참고). 도시되지는 않았으나, 대상물(M)의 회전 시 대상면이 일정한 높이에 위치하도록 Y축 플리퍼 유닛(100)이 상하방향으로 이동할 수 있다. 본 실시예에서, Y축 플리퍼 유닛(100)은 상기 제2 위치에서의 대상물(M)의 Y축 방향 양단을 번갈아 +Z축 방향으로 향하게 할 수 있다
제2 검사 단계(S60) 후 제2 종료 단계(S70)에서, X축 플리퍼 유닛(300)이 대상물(M)을 -Z축 방향으로 이동시켜 이송 유닛(200)에 안착시킨다(도 21 및 도 22 참고). 구체적으로, X축 플리퍼 유닛(300)은 프레임(15)에 대해 -Z축 방향으로 이동하고, 한 쌍의 그립부(335a, 335b)는 Z축 방향으로 서로 벌려진 후, X축 플리퍼 유닛(300)의 한 쌍의 사이드 프레임(320a, 320b)은 X축 방향으로 서로 벌려진다. X축 플리퍼 유닛(300)의 한 쌍의 사이드 프레임(320a, 320b)은 X축 방향으로 서로 벌려진 후, X축 플리퍼 유닛(300)이 +Z축 방향으로 상승할 수 있다(도 23 참고).
제2 종료 단계(S70) 후 언로딩 단계(S80)가 진행될 수 있다. 언로딩 단계(S80)에서, 이송 유닛(200)이 설정된 상기 종료 위치로 이동한다(도 23 및 도 24 참고). X축 플리퍼 유닛(300)이 +Z축 방향으로 상승된 상태에서, 이송 유닛(200)이 대상물(M)을 상기 제2 위치로부터 이동시킬 수 있다. 이송 유닛(200)이 상기 종료 위치로 이동한 후, 대상물(M)이 이송 유닛(200)으로부터 언로딩된다 그 후, 이송 유닛(200)은 상기 시작 위치로 이동할 수 있다.
상기 검사방법은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 상기 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 개시가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 개시의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 개시의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

Claims (20)

  1. XYZ 직교 좌표 상에서,
    대상물을 잡아 Y축을 중심으로 상기 대상물을 회전시키도록 구성되는 Y축 플리퍼 유닛;
    상기 대상물을 잡아 X축을 중심으로 상기 대상물을 회전시키도록 구성되는 X축 플리퍼 유닛;
    상기 Y축 플리퍼 유닛이 상기 대상물을 잡을 수 있는 제1 위치 및 상기 X축 플리퍼 유닛이 상기 대상물을 잡을 수 있는 제2 위치로 상기 대상물을 이동시키도록 구성되는 이송 유닛; 및
    상기 Y축 플리퍼 유닛, 상기 X축 플리퍼 유닛 및 상기 이송 유닛을 지지하는 프레임을 포함하는,
    플리퍼 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송 유닛은 X축 방향으로 상기 대상물을 이동시키도록 구성되는,
    플리퍼 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 프레임에 X축 방향으로 슬라이딩 가능하게 배치되는 슬라이더; 및
    상기 슬라이더에 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 대상물이 안착되도록 구성되는 지그를 포함하는,
    플리퍼 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 대상물을 지지하기 위해 +Z축 방향으로 돌출되고 Y축 방향으로 서로 이격되는 한 쌍의 대상물 지지부를 포함하는,
    플리퍼 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    -Z축 방향으로 함몰된 홈을 형성하고, 복수의 대상물을 지지하기 위해 X축 방향으로 서로 이격되는 복수의 안착부를 포함하고,
    상기 Y축 플리퍼 유닛은 상기 복수의 대상물을 각각 잡을 수 있도록 구성되는 복수의 Y축 홀더를 포함하고,
    상기 X축 플리퍼 유닛은 상기 복수의 대상물을 각각 잡을 수 있도록 구성되는 복수의 X축 홀더를 포함하고,
    플리퍼 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 Y축 플리퍼 유닛은 상기 프레임에 대해 Z축 방향으로 이동하도록 구성되고,
    상기 X축 플리퍼 유닛은 상기 프레임에 대해 Z축 방향으로 이동하도록 구성되는,
    플리퍼 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이송 유닛이 X축 방향으로 상기 대상물을 이동시키도록 구동력을 제공하는 이송 구동부;
    상기 Y축 플리퍼 유닛이 상기 프레임에 대해 Z축 방향으로 이동하도록 구동력을 제공하는 Y축 플리퍼 승강 구동부; 및
    상기 X축 플리퍼 유닛이 상기 프레임에 대해 Z축 방향으로 이동하도록 구동력을 제공하는 X축 플리퍼 승강 구동부를 더 포함하는,
    플리퍼 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 Y축 플리퍼 유닛은,
    상기 프레임에 지지되고, 상기 프레임에 대해 Z축 방향으로 이동하도록 구성되는 Y축 플리퍼 베이스;
    상기 Y축 플리퍼 베이스에 지지되고, Y축 방향으로 서로 좁혀지거나 벌려지게 작동하도록 구성되는 한 쌍의 바디 프레임; 및
    대응되는 상기 한 쌍의 바디 프레임에 지지되고, 상기 한 쌍의 바디 프레임에 대해 Y축을 중심으로 회전하도록 구성되고, 사이에서 상기 대상물을 잡을 수 있도록 구성되는 한 쌍의 Y축 홀더를 포함하는,
    플리퍼 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 한 쌍의 Y축 홀더 중 어느 하나는,
    상기 바디 프레임에 Y축을 중심으로 회전 가능하게 지지되는 아우터 샤프트;
    상기 아우터 샤프트와 일체로 회전하고 상기 아우터 샤프트에 대해 Y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 상기 아우터 샤프트에 결합되는 이너 샤프트; 및
    상기 이너 샤프트에 지지되고, 상기 대상물에 Y축 방향으로 접촉되도록 구성되는 Y축 컨택터를 포함하는,
    플리퍼 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 어느 하나의 Y축 홀더는,
    일단이 상기 아우터 샤프트에 지지되고 타단이 상기 이너 샤프트 또는 상기 Y축 컨택터에 지지되고, 상기 Y축 컨택터가 상기 대상물에 접촉되어 상기 이너 샤프트가 상기 아우터 샤프트에 대해 Y축 방향으로 이동할 때 탄성 압축되도록 구성되는 탄성 부재를 더 포함하는,
    플리퍼 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 어느 하나의 Y축 홀더는 상기 이너 샤프트에 고정되는 센싱 타겟을 더 포함하고,
    상기 이너 샤프트가 상기 아우터 샤프트에 대한 설정된 상대 위치에 배치될 때 상기 센싱 타겟을 감지하도록 구성되는 센서를 더 포함하는,
    플리퍼 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 한 쌍의 Y축 홀더 중 어느 하나는,
    상기 대상물에 Y축 방향으로 접촉되도록 구성되는 Y축 컨택터; 및
    상기 Y축 컨택터가 분리 가능하게 결합되고 회전하도록 구성되는 컨택터 안착부를 포함하고,
    상기 Y축 컨택터 및 상기 컨택터 안착부 중,
    어느 하나는 다른 하나로 돌출되고 상기 컨택터 안착부의 회전 방향을 바라보는 측면을 가진 돌기, 및 자석을 포함하고,
    다른 하나는 상기 자석에 붙는 부재를 포함하고, 상기 돌기가 삽입되는 홈을 형성하는,
    플리퍼 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 Y축 플리퍼 유닛은,
    상기 한 쌍의 바디 프레임이 상기 Y축 플리퍼 베이스에 대해 Y축 방향으로 이동하는 구동력을 제공하는 Y축 이동 구동부; 및
    상기 Y축 홀더가 상기 바디 프레임에 대해 회전하는 구동력을 제공하는 Y축 홀더 회전 구동부를 포함하는,
    플리퍼 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 X축 플리퍼 유닛은,
    상기 프레임에 지지되고, 상기 프레임에 대해 Z축 방향으로 이동하도록 구성되는 X축 플리퍼 베이스;
    X축 방향으로 이동 가능하게 상기 X축 플리퍼 베이스에 지지되는 사이드 프레임; 및
    상기 사이드 프레임에 지지되고, 상기 사이드 프레임에 대해 X축을 중심으로 회전하도록 구성되고, 상기 대상물을 잡을 수 있도록 구성되는 X축 홀더를 포함하는,
    플리퍼 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이송 유닛은 X축 방향으로 상기 대상물을 이동시키도록 구성되고,
    상기 사이드 프레임은 상측에서 바라볼 때 Y축 방향으로 돌출되게 연장되는 연장 프레임부를 포함하고,
    상기 X축 홀더는 상기 연장 프레임부에 회전 가능하게 배치되는,
    플리퍼 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 X축 홀더는 X축에 수직한 방향으로 좁혀지며 상기 대상물을 잡을 수 있도록 구성되는 한 쌍의 그립부를 포함하는,
    플리퍼 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 X축 플리퍼 유닛은,
    상기 사이드 프레임이 상기 X축 플리퍼 베이스에 대해 X축 방향으로 이동하는 구동력을 제공하는 X축 이동 구동부; 및
    상기 X축 홀더가 상기 사이드 프레임에 대해 회전하는 구동력을 제공하는 X축 홀더 회전 구동부를 더 포함하는,
    플리퍼 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 하나의 플리퍼 장치와 상기 대상물의 +Z축 방향을 바라보는 대상면을 검사하는 카메라 장치를 이용한 대상물 검사방법에 있어서,
    상기 Y축 플리퍼 유닛이 상기 이송 유닛에 안착된 상기 제1 위치의 상기 대상물을 잡고 +Z축 방향으로 이동시키는 제1 준비 단계;
    상기 Y축 플리퍼 유닛이 상기 대상물을 Y축을 중심으로 회전시키고, 상기 카메라 장치가 상기 대상물을 검사하는 제1 검사 단계;
    상기 Y축 플리퍼 유닛이 상기 대상물을 -Z축 방향으로 이동시켜 상기 이송 유닛에 안착시키는 제1 종료 단계;
    상기 이송 유닛이 상기 대상물을 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동시키고, 상기 X축 플리퍼 유닛이 상기 제2 위치의 상기 대상물을 잡고 +Z축 방향으로 이동시키는 제2 준비 단계;
    상기 X축 플리퍼 유닛이 상기 대상물을 X축을 중심으로 회전시키고, 상기 카메라 장치가 상기 대상물을 검사하는 제2 검사 단계; 및
    상기 X축 플리퍼 유닛이 상기 대상물을 -Z축 방향으로 이동시켜 상기 이송 유닛에 안착시키는 제2 종료 단계를 포함하는,
    대상물 검사방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 준비 단계 전에, 설정된 시작 위치에서 상기 대상물이 상기 이송 유닛에 로딩되고, 상기 이송 유닛이 상기 대상물을 상기 제1 위치로 이동시키는 로딩 단계; 및
    상기 제2 종료 단계 후에, 상기 이송 유닛이 설정된 종료 위치로 이동하고, 상기 대상물이 상기 이송 유닛으로부터 언로딩되는 언로딩 단계를 더 포함하는,
    대상물 검사방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 이송 유닛은 X축 방향으로 상기 대상물을 이동시키고,
    상기 X축 플리퍼 유닛이 +Z축 방향으로 상승된 상태에서, 상기 이송 유닛이 상기 대상물을 상기 제2 위치로 이동시키거나 상기 제2 위치로부터 이동시키는,
    대상물 검사방법.
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