KR20220117112A - Flexible parts feeder - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플렉시블 부품 공급 장치에 관한 것으로서, 특히, 공진구동형 선형 액츄에이터를 구비한 플렉시블 부품 공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a flexible component feeding device, and more particularly, to a flexible component feeding device having a resonance-driven linear actuator.
일반적으로 부품 공급 시스템은 로봇에 의해 부품(parts)을 파지할 수 있도록 하기 위한 표면을 형성하는 부품수용부 및 부품수용부를 진동할 수 있도록 배치되는 진동 수단을 구비하는 진동 장치를 제공한다. 이때, 진동하기 위한 진동 수단으로 보이스 코일 모터(Vioce Coil Motor), 전자 코일, 압전소자, 공압, 유압 등이 사용되어 왔다. 여기서, 가장 많이 사용되는 보이스 코일 모터는 소형 진동 액츄에이터의 한 방식으로 영구자석과 코일을 사용하여 진동하는 구조로써 빠른 응답성과 정밀성 그리고 선형성을 갖는다. BACKGROUND ART In general, a parts supply system provides a vibrating device having a parts accommodating portion forming a surface for enabling gripping of parts by a robot and vibrating means arranged to vibrate the parts accommodating portion. In this case, a voice coil motor, an electromagnetic coil, a piezoelectric element, pneumatic pressure, hydraulic pressure, etc. have been used as a vibration means for vibrating. Here, the most used voice coil motor is a small vibration actuator and has a structure that vibrates using a permanent magnet and a coil, and has fast response, precision, and linearity.
그러나, 상술한 구조의 소형 진동 액츄에이터는 코일에서 발생하는 자기력에 의해서만 구동되므로 구동전력이 많이 소모되는 문제점이 있다. 또한, 액츄에이터의 응답성을 향상시키기 위해 코일의 권선수를 증가시킬 경우 구동전력을 더 많이 소비하게 되는 원인이 된다. 나아가, 소비전력이 높아지게 되는 문제점이 있다. However, since the small vibration actuator having the above-described structure is driven only by the magnetic force generated from the coil, there is a problem in that a large amount of driving power is consumed. In addition, when the number of windings of the coil is increased to improve the responsiveness of the actuator, it causes more driving power to be consumed. Furthermore, there is a problem in that power consumption is increased.
또한, 상술한 구조의 소형 진동 액츄에이터를 구비한 진동 장치의 경우, 구동 시 직선 왕복 운동으로 인한 소음과 진동 장치를 지지하는 바닥면으로 잔여 진동을 유발시킨다는 문제점이 있다. In addition, in the case of the vibration device having the compact vibration actuator having the above-described structure, there is a problem in that noise due to linear reciprocating motion and residual vibration are caused to the floor surface supporting the vibration device during operation.
일 예로, 해외 플렉시블 부품 공급 시스템의 경우 진동 장치를 지지하는 바닥면으로 전달되는 진동에 의해 카메라 및 로봇이 흔들리는 문제점을 발생되었다. 이를 해소하기 위하여 진동 장치가 설치되는 바닥면에 200~300KG 이상의 서브베이스를 설치하는 것을 권장하고 있다.As an example, in the case of an overseas flexible parts supply system, there was a problem in that the camera and the robot were shaken by the vibration transmitted to the bottom surface supporting the vibration device. In order to solve this problem, it is recommended to install a sub-base of 200~300KG or more on the floor where the vibration device is installed.
종래의 미국 등록특허 제8550233호에 개시된 소형 구성 부품을 수송하기 위한 부품 공급 시스템은 부품수용부(3) 및 공간의 3개 방향 중의 하나에서 부품수용부(3)를 진동할 수 있도록 3개의 방향 x, y 및 z의 어떠한 조합에도 대응하는 방향으로 부품수용부(3)를 진동할 수 있도록 배치되는 진동 수단(12)을 구비하는 진동 장치(2)를 포함한다. 이 목적 때문에 진동 수단은 각각, 적어도 5자유도에서 이동하도록 배치되는 진동 요소를 포함한 진동 액츄에이터(12)를 포함한다. The parts supply system for transporting small component parts disclosed in the prior US Patent No. 8550233 has three directions so as to vibrate the part accommodating part 3 and the part accommodating part 3 in one of the three directions of the space. and a vibrating device (2) having vibrating means (12) arranged to vibrate the component receiving section (3) in a direction corresponding to any combination of x, y and z. For this purpose, the vibrating means each comprise a vibrating actuator 12 comprising a vibrating element which is arranged to move in at least five degrees of freedom.
그러나, 상기 발명은 고가의 장치로 작업 현장에 공급되고 있으며, 특히, 진동 수단의 진동으로 인한 소음과 발열이 발생되고 잔여 진동으로 인해 작업환경이 악화되는 문제점이 있다.However, the invention is supplied to the work site as an expensive device, and in particular, there is a problem in that noise and heat are generated due to the vibration of the vibration means, and the work environment is deteriorated due to the residual vibration.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공진구동형 선형 액츄에이터를 구비함으로써 소음과 발열 및 수직 하방의 잔여 진동을 줄이고 소비전력을 낮춘 플렉시블 부품 공급 장치를 제공하는 것이다. The present invention is to solve the above problems, and to provide a flexible component supply device that reduces noise, heat, and vertical downward residual vibration and lowers power consumption by providing a resonance-driven linear actuator.
나아가, 저비용으로 고효율의 플렉시블 부품 공급 장치를 제공할 수 있다.Furthermore, it is possible to provide a high-efficiency flexible component supply device at low cost.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 부품 공급 장치는 부품들을 수용하는 수용홈을 구비하는 부품수용부; 상기 부품수용부를 지지하는 상판; 상기 상판과 결합되며, 직선 왕복 운동을 수행하는 복수 개의 선형 액츄에이터; 및, 상기 복수 개의 선형 액츄에이터와 연결되어, 상기 복수 개의 액츄에이터를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, a flexible component supply device according to an embodiment of the present invention is a component receiving portion having a receiving groove for accommodating the components; an upper plate supporting the part receiving part; a plurality of linear actuators coupled to the upper plate and performing a linear reciprocating motion; and a controller connected to the plurality of linear actuators to control the plurality of actuators.
또한, 상기 수용홈의 바닥면은 상기 부품의 형상에 따라 플랫(flat), 망(mesh), 허니컴(honeycomb), 홀(holes), 그루브(grooves), 브이자홀(V-holes) 중 어느 하나의 무늬 형태로 구현될 수 있다.In addition, the bottom surface of the receiving groove is any one of flat, mesh, honeycomb, holes, grooves, and V-holes according to the shape of the part. It can be implemented in the form of a pattern of
또한, 상기 제어부는, 상기 복수 개의 선형 액츄에이터를 각각 제어하여 진동 모션을 구현할 수 있다.In addition, the controller may implement a vibration motion by controlling each of the plurality of linear actuators.
또한, 상기 선형 액츄에이터는, 몸체 내부에 배치되며, 코일이 삽입된 제1 코어와 상기 제1 코어의 내주면과 이격되어 배치되는 제2 코어, 및 상기 제1 코어와 상기 제2 코어 사이에 배치되는 마그넷을 구비하는 구동부; 상기 구동부의 중심축을 관통하여 배치되며, 상기 구동부에 의해 직선 왕복 운동을 수행하는 구동축; 상기 구동축의 일단과 타단에 배치되며, 상기 구동축의 회전을 방지하는 너트; 및, 상기 구동부의 상하부에 배치되되, 상기 너트의 외주면에 이격되어 배치되고, 상기 구동부의 운동에 반대되는 방향의 힘을 기동하는 공진스프링;을 포함할 수 있다.In addition, the linear actuator is disposed inside the body, a first core into which a coil is inserted, a second core spaced apart from an inner circumferential surface of the first core, and a second core disposed between the first core and the second core a driving unit having a magnet; a driving shaft disposed through the central axis of the driving unit and performing a linear reciprocating motion by the driving unit; Nuts disposed at one end and the other end of the drive shaft to prevent rotation of the drive shaft; and a resonance spring disposed on the upper and lower portions of the driving unit, spaced apart from the outer circumferential surface of the nut, and activating a force in a direction opposite to the movement of the driving unit.
또한, 상기 선형 액츄에이터는, 상기 제1 코어와 상기 제2 코어의 중심축은 상기 마그넷의 중심축과 일치하도록 일직선상으로 배치할 수 있다.In addition, the linear actuator may be disposed in a straight line so that the central axis of the first core and the second core coincide with the central axis of the magnet.
또한, 상기 선형 액츄에이터는, 상기 제2 코어를 고정하는 코어 고정부; 및, 상기 제2 코어와 상기 구동축이 면 대향하는 부분에서의 상기 코어 고정부와의 마찰을 억제하기 위한 도피부;를 더 포함할 수 있다.In addition, the linear actuator may include a core fixing part for fixing the second core; and an escape portion for suppressing friction between the second core and the core fixing part in a portion where the driving shaft faces each other.
또한, 상기 공진스프링은 상기 구동부의 하부 양쪽에 배치되어 밀어 올리는 역할을 하되, 상기 구동축 하강 시 스프링이 압축되고, 상기 구동축 상승 시 압축되었던 스프링이 힘을 증폭시킬 수 있다.In addition, the resonance spring is disposed on both sides of the lower portion of the driving unit and serves to push up, the spring may be compressed when the driving shaft is lowered, and the spring compressed when the driving shaft is raised may amplify the force.
또한, 상기 공진스프링은 상기 구동부의 상부 양쪽에 배치되어 누르는 역할을 하되, 상기 구동축 상승 시 스프링이 압축되고, 상기 구동축 하강 시 압축되었던 스프링이 힘을 증폭시킬 수 있다.In addition, the resonance spring is disposed on both sides of the upper portion of the driving unit and serves to press, and the spring is compressed when the driving shaft is raised, and the spring compressed when the driving shaft is lowered can amplify the force.
또한, 상기 구동축은 볼 가이드 홈이 마련될 수 있다.In addition, the drive shaft may be provided with a ball guide groove.
또한, 상기 너트는, 내측에 배치되어, 상기 볼 가이드 홈을 따라 구름 운동을 하는 볼; 및, 내측면에 형성된 실링부재;를 포함할 수 있다.In addition, the nut is disposed on the inside, the ball rolling along the ball guide groove; and a sealing member formed on the inner surface.
상기와 같은 본 발명에 따른 플렉시블 부품 공급 장치는 공진구동형 선형 액츄에이터를 구비함으로써 소음과 발열 및 수직 하방의 잔여 진동을 줄일 수 있다. 나아가, 소비전력을 낮출 수 있는 효과가 있다.The flexible component supply apparatus according to the present invention as described above can reduce noise and heat generation and residual vibration in the vertical direction by providing a resonance-driven linear actuator. Furthermore, there is an effect of lowering power consumption.
더 나아가, 저비용으로 고효율의 플렉시블 부품 공급 장치를 제공함으로써 작업환경이 개선되고 작업효율이 향상되는 효과가 있다.Furthermore, by providing a high-efficiency flexible component supply device at a low cost, there is an effect that the working environment is improved and the working efficiency is improved.
또한, 선형 액츄에이터를 개별적으로 제어가 가능하여 부품에 대한 진동 모션을 다양하게 제공함으로써 부품의 공급이 용이하고 생산성이 향상되는 효과가 있다.In addition, it is possible to individually control the linear actuator to provide a variety of vibration motion for the parts, there is an effect that the supply of parts is easy and productivity is improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 부품 공급 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 부품 공급 장치의 좌측면도와 우측면도를 나타내는 투시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부품수용부를 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액츄에이터를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액츄에이터를 나타내는 상면도이다.
도 6은 도 4의 A-A' 단면을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 너트가 결합된 구동축을 나타내는 상면도와 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 너트가 결합된 구동축을 나타내는 예시도이다.1 is a perspective view showing a flexible component supply device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing a left side view and a right side view of the flexible component supply device according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing a component accommodating unit according to another embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a linear actuator according to an embodiment of the present invention.
5 is a top view showing a linear actuator according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a cross section AA′ of FIG. 4 .
7 is a top view and a side view illustrating a drive shaft to which a nut is coupled according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary view illustrating a drive shaft to which a nut is coupled according to an embodiment of the present invention.
이하에서 본 발명의 기술적 사상을 명확화하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 도면들 중 실질적으로 동일한 기능구성을 갖는 구성요소들에 대하여는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들을 부여하였다. 설명의 편의를 위하여 필요한 경우에는 장치와 방법을 함께 서술하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to clarify the technical spirit of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or component may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Elements having substantially the same functional configuration in the drawings are given the same reference numbers and reference numerals as much as possible even though they are shown in different drawings. For convenience of explanation, if necessary, the device and method will be described together.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 부품 공급 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 부품 공급 장치의 (a) 좌측면도와 (b) 우측면도를 나타내는 투시도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부품수용부를 나타내는 예시도이다.1 is a perspective view showing a flexible parts supply device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing (a) a left side view and (b) a right side view of the flexible parts supply device according to an embodiment of the present invention and FIG. 3 is an exemplary view showing a component accommodating part according to another embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 플렉시블 부품 공급 장치(100)는 부품수용부(110), 부품수용부(110)를 지지하는 상판(120), 상판(120)과 결합되는 복수 개의 선형 액츄에이터(130), 복수 개의 선형 액츄에이터(130)를 지지하는 하판(125), 제어부(140), 비전부(150), 및 부품이송부(160)를 포함할 수 있다.1 and 2, the flexible
부품수용부(110)는 다양한 크기의 부품들을 수용하기 위한 수용홈을 구비할 수 있다. 또한, 부품수용부(110)는 부품들이 진동에 의해 외부로 이탈되지 않도록 수용홈 둘레에 외곽부를 구비할 수 있다. 부품수용부(110)의 수용홈 바닥은 부품의 형상에 따라 플랫(flat), 망(mesh), 허니컴(honeycomb), 홀(holes), 그루브(grooves), 브이자홀(V-holes) 중 어느 하나의 무늬 형태로 구현될 수 있다. 이에, 플렉시블 부품 공급 장치(100)는 소형의 부품에서부터 대형의 부품까지 수용이 가능하며, 부품에 따라 파지가 용이하게 부품수용부(110)를 제공할 수 있다.The component accommodating
또한, 부품수용부(110)는 상판(120)에 의해 지지될 수 있다. 이때, 부품수용부(110)는 접합 또는 나사 결합을 통해 상판(120)에 고정될 수 있다. In addition, the
다른 실시예로, 도 3을 참조하면, 부품수용부(110)는 원터치 탈부착 방식을 통해 상판(120)에 고정될 수 있다. 이때, 부품수용부(110)는 한 쌍의 손잡이부(113) 및 고정핀(115)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 손잡이부(113)는 부품수용부(110)를 탈부착하기 위한 그립(grip)부분을 제공할 수 있다. 한 쌍의 손잡이부(113)는 상판(120)을 기준으로 수평한 방향으로 눕히면 고정핀(115)과 결합되어 고정될 수 있다. 즉, 한 쌍의 손잡이부(113)는 부품수용부(110)를 상판(120)에 안착시킨 후 손잡이부(113)를 상판(120)을 기준으로 수평한 방향으로 눕히면 고정핀(115)과 일 단이 결합되어 고정될 수 있다. 반대로, 한 쌍의 손잡이부(113)는 상판(120)을 기준으로 수직한 방향으로 세우면 고정핀(115)과의 고정이 해제되어 이송을 위한 손잡이로 사용될 수 있다.As another embodiment, referring to FIG. 3 , the
다시 도 1 및 도 2의 설명으로 돌아와서, 상판(120)은 부품수용부(110)를 지지할 수 있다. Returning to the description of FIGS. 1 and 2 again, the
또한, 상판(120)은 일측은 부품수용부(110)를 지지하고, 타측은 선형 액츄에이터(130)와 결합되어 연결될 수 있다. 이때 상판(120)과 선형 액츄에이터(130)는 고정 수단, 예를 들어 클램프(clamp) 등에 의해 결합될 수 있다. In addition, one side of the
실시예에서, 상판(120)은 사각의 평판 형상으로 각 모서리 영역에 관통홀을 형성할 수 있다. 이에, 상판(120)의 관통홀에 선형 액츄에이터(130)의 일단이 삽입되어 결합될 수 있다. 상판(120)은 각 모서리 영역에 형성된 관통홀의 내측으로 부품수용부(110)를 안착시켜 지지할 수 있다. In an embodiment, the
복수 개의 선형 액츄에이터(130)는 부품을 용이하게 파지할 수 있도록 직선 왕복 운동에 의해 상판(120)을 움직여 부품수용부(110)로 진동을 전달할 수 있다. 즉, 선형 액츄에이터(130)는 상판(120)의 하부에 결합되고, 부품수용부(110)를 진동시킨다. 이에, 선형 액츄에이터(130)의 구동 시 부품수용부(110)가 진동하게 된다. 이때, 부품수용부(110)의 바닥면에 위치한 부품들은 순간적으로 들뜨는 것을 반복하면서 부품수용부(110)의 부품들은 진동 모션에 따라 이동하게 된다. The plurality of
복수 개의 선형 액츄에이터(130)는 하판(125)에 의해 지지되어 고정될 수 있다. 또한, 선형 액츄에이터(130)에서 바닥면으로 전달되는 진동은 하판(125)에 의해 흡수될 수 있다.The plurality of
선형 액츄에이터(130)에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 상세하게 후술한다.The
제어부(140)는 선형 액츄에이터(130)와 결합되어 연결되며, 복수 개의 선형 액츄에이터(130)를 제어할 수 있다. 제어부(140)는 제어를 위한 전자 소자들이 실장된 인쇄회로기판이 내장될 수 있다.The
또한, 제어부(140)는 복수 개의 선형 액츄에이터(130)를 개별적으로 각각 제어가 가능하여 진동 모션을 구현할 수 있다. 여기서, 진동 모션은 상판(120)의 각 모서리 영역에 전달하는 주파수(진동의 양) 및 전압(진동의 세기)을 조절함으로써 구현될 수 있다. 즉, 제어부(140)는 선형 액츄에이터(130)의 직선 왕복 운동의 진폭을 조절하여 진동 모션을 구현할 수 있다. 진동 모션은 부품들을 파지하기 위하여 흐트리거나 모으거나 부품의 크기, 모양 별로 분류할 수 있도록 다양한 모션을 제공할 수 있다.In addition, the
비전부(150)는 부품수용부(110)에 수용된 부품들을 촬영하여 데이터를 수집하고, 영상 데이터를 형성할 수 있다. 비전부(150)는 부품이송부(160)와 연결되며, 형성된 영상데이터를 공유할 수 있다. The
*부품이송부(160)는 로봇으로 구현될 수 있으며, 비전부(150)를 통해 부품을 보거나 파지하고자 하는 부품을 선택하여 이송할 수 있다. * The parts transfer
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액츄에이터를 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액츄에이터를 나타내는 상면도이고, 도 6은 도 4의 A-A' 단면을 나타내는 단면도이다.4 is a perspective view showing a linear actuator according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a top view showing a linear actuator according to an embodiment of the present invention, and FIG. .
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액츄에이터(130)는 구동부(50)와 결합되어 상하 구동하는 구동축(10), 구동축(10)의 일단을 고정하는 축 고정부(11), 구동축(10)의 타단과 공진 스프링(60_1, 60_2)을 고정하는 제1 지지부(65), 축 고정부(11)와 공진 스프링(60_3, 60_4)을 지지하는 제2 지지부(67)를 포함할 수 있다. 나아가 선형 액츄에이터(130)는 스탠드(70) 및 탄성부재(80)를 더 포함할 수 있다.4 to 6 , the
구동부(50)는 전기에너지를 기계에너지로 변환하는 장치로서, 코일에 전류가 흐르면 제1 코어(20)와 제2 코어(30)에 자기장이 형성되어 마그넷(40)이 상하 구동이 된다. 즉, 구동부(50)는 전원 인가시 작동하여 기계적인 직선 왕복 운동을 수행한다. 구동부(50)는 몸체(51), 몸체(51) 내부에 배치된 코일이 내부에 삽입된 제1 코어(20)와 제2 코어(30), 제1 코어(20)와 제2 코어(30)의 사이에 배치된 마그넷(40), 마그넷(40)을 고정하되, 구동축(10)과 결합되는 마그넷 홀더(45)를 포함할 수 있다. 한편, 공진스프링(60)의 힘과 주변 구조물의 질량을 마그넷(40)이 제1 및 제2 코어(20, 30)의 중심축에 맞도록 설정할 수 있다. 즉, 제1 코어(20)과 제2 코어(30)의 중심축은 마그넷(40)의 중심축과 일치하도록 일직선상으로 배치할 수 있다.The driving
구동축(10)은 일정 길이를 가진 원형 단면의 막대 형상의 스플라인 축으로 형성될 수 있다. 또한, 구동축(10)은 크롬몰리브덴강, 베어링강, 이들의 합금 중 어느 하나의 재질로 구현될 수 있다. The driving
구동축(10)은 구동부(50)의 중심축을 관통하여 배치되며, 구동부(50)에 의해 직선 왕복 운동을 수행할 수 있다. 구동축(10)의 일단은 마그넷 홀더(45)를 관통하여 외부로 돌출되어 축 고정부(11)에 의해 결합 고정될 수 있다. 구동축(10)의 타단은 제1 지지부(65)에 의해 지지될 수 있다. 이때, 구동축(10)의 일단 및 타단에는 너트(13, 15)가 결합 고정될 수 있다. 여기서, 너트(13, 15)는 구동축(10)의 회전 및 흔들림을 방지할 수 있다. 한편, 너트(13)의 양측은 너트 고정부(14)에 의해 고정될 수 있다. 너트 고정부(14)는 몸체(51)와 결합되어 고정될 수 있다. The driving
축 고정부(11)는 제2 지지부(67)에 지지될 수 있다. 이때 제2 지지부(67)는 원통 형상으로 일단에 양측으로 형성된 돌출부분을 통해 축 고정부(11) 및 공진스프링(60_3, 60_4)이 지지될 수 있다. The
축 고정부(11)와 너트 고정부(14)는 상호 교차하는 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.The
제1 코어(20)는 내부에 코일이 삽입될 수 있다. 코일은 제1 및 제2 코어(20, 30)의 주위에 자기장을 형성하여 자기력을 발생시키는 도선이다. 코일은 제1 코어(20)의 내부 둘레에 촘촘하고 균일하게 감겨 일정한 두께의 원통 형상을 이룬다. The
제2 코어(30)는 원통 형상으로 구현되어, 제1 코어(20)의 내주면에 배치될 수 있다. 제2 코어(30)는 코어 고정부(16)의 일단에 의해 고정될 수 있다. 코어 고정부(16)의 타단 외측은 몸체(55)와 결합하여 고정될 수 있다. 코어 고정부(16)의 타단 내측은 너트(15)와 결합하여 고정될 수 있다.The
코어 고정부(16)는 제2 코어(30)와 구동축(10)이 면 대향하는 부분에서의 마찰을 억제하기 위한 도피부(33)를 포함할 수 있다. 도피부(33)는 마찰이 일어나지 않도록 도피공간을 형성하는 것을 의미할 수 있다. 여기서, 도피공간은 코어 고정부(16)의 내측으로 두께가 감소하도록 형성하여 구동축(10)의 상하 왕복 운동시 접촉면을 최소화할 수 있다. The
실시예에 따라, 도피부(33)는 내마모성이 우수한 테프론 재질로 구현될 수 있으며, 구동축(10)과의 마찰에 의한 저항을 줄여 구동축(10)이 원활하게 왕복 운동을 수행할 수 있도록 함과 동시에 마찰에 의해 코어 고정부(16)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 도피부(33)는 적은 마찰 면적을 유지하면서 보강 구조를 이루도록 형성될 수 있다.According to the embodiment, the
마그넷(40)은 코일에 전류가 공급되어 제1 및 제2 코어(20, 30)에 형성된 자기장에 의해 상하 구동될 수 있다. 이때, 마그넷(40)은 마그넷 홀더(45)에 의해 고정되며, 마그넷 홀더(45)와 구동축(10)이 결합되어 함께 상하 구동될 수 있다.The
몸체(51)는 내부에 중공이 형성되어 구동부(50)를 감싸도록 구현될 수 있다. 또한, 몸체(55)는 내부에 중공이 형성되어 코어 고정부(16)와 결합된 너트(15)를 감싸도록 구현될 수 있다. The
공진스프링(60)은 구동부(50)의 구동에 따라 스프링이 압축 및 이완을 반복하면서 힘을 증폭시킬 수 있다.The
공진스프링(60)은 제1 코일(20)에 대응하여 구동부(50)의 외측으로 상하부 양쪽에 하나씩 배치되고, 양끝이 제2 지지부(67)와 구동부(50) 사이 및 구동부(50)과 제1 지지부(65) 사이에 접촉하여 구동부(50)의 운동에 반대되는 방향의 힘을 기동한다. 구동축(10)이 선형 운동함에 따라 공진스프링(60)은 구동축(10)의 구동력을 저장하고 구동축(10)을 역으로 운동시킬 때 탄성 에너지를 방출하여 구동축(10)의 운동을 보조한다.The
이에, 공진스프링(60_1, 60_2)은 구동부(50)의 하부 양쪽에 배치되어 밀어 올리는 역할을 하는 스프링으로서, 구동축(10) 하강 시 스프링이 압축되고, 구동축(10) 상승 시 압축되었던 스프링이 힘을 증폭시킬 수 있다.Accordingly, the resonance springs 60_1 and 60_2 are disposed on both sides of the lower portion of the driving
공진스프링(60_3, 60_4)은 구동부(50)의 상부 양쪽에 배치되어 누르는 역할을 하는 스프링으로서, 구동축(10) 상승 시 스프링이 압축되고, 구동축(10) 하강 시 압축되었던 스프링이 힘을 증폭시킬 수 있다.The resonance springs 60_3 and 60_4 are springs that are disposed on both sides of the upper part of the driving
구동부(50)의 구동 원리를 설명하면, 구동부(50)에 전원이 인가되어 코일을 따라 전류가 흐를 경우 제1 및 제2 코어(20, 30)에서 발생한 자기력이 마그넷(40)과 구동축(10)을 상승시킨다. 이에, 공진스프링(60_3, 60_4)은 스프링이 압축되고, 공진스프링(60_1, 60_2)은 압축되었던 스프링이 힘을 증폭시켜 탄성에너지를 방출하게 된다. When explaining the driving principle of the driving
이와 반대로, 제1 및 제2 코어(20, 30)에서 발생한 자기력이 마그넷(40)과 구동축(10)을 하강시킨다. 이에, 공진스프링(60_1, 60_2)은 스프링이 압축되고, 공진스프링(60_3, 60_4)은 압축되었던 스프링이 힘을 증폭시켜 탄성에너지를 방출하게 된다. On the contrary, the magnetic force generated by the first and
스탠드(70)는 구동축(10)과 축고정부(11)를 결합하기 위한 것으로, 스패너의 사용 편의를 위하여 다각형 형상으로 구현될 수 있다. 바람직하게는, 스탠드(70)는 육각형의 기둥 형상으로 구현될 수 있다. 한편, 스탠드(70)는 스패너를 통해 구동축(10)과 축고정부(11)를 결합하기 위한 보조적인 구조이므로, 스패너를 사용할 수 있는 형상으로 다양하게 구현될 수 있다. 이에, 한정하지 않는다.The
탄성부재(80)는 상판(120)의 관통홀에 삽입될 수 있다. 이에, 탄성부재(80)는 선형 액츄에이터(130)가 상판(120)이 결합될 때 사용될 수 있다. 여기서 탄성부재(80)는 고무와 같은 탄성을 가진 부재로 구현될 수 있다. 탄성부재(80)는 플렉시블 부품 공급 장치(100)에 배치된 복수 개의 선형 액츄에이터(130)에 대해 각각의 선형 액츄에이터(130)가 서로 다르게 구동되는 경우에 발생하는 튀틀림을 보정할 수 있다.The
이에 따라, 본 발명은 스프링과 주변 구조물의 질량사이의 기계적 공진구동을 적용한 공진 구동형 선형 액츄에이터를 구비한 플렉시블 부품 공급 장치로서, 구동부의 관성력을 스프링의 탄성에너지로 변환하여 힘을 증폭시킴으로써 구동효율을 높이고, 소음과 발열 및 선형 액츄에이터의 수직 하방으로 전달되는 잔여 진동을 줄일 수 있다. 이에 본 발명은 소비전력을 낮추는 장점을 가진다.Accordingly, the present invention is a flexible component supply device having a resonance-driven linear actuator to which mechanical resonance driving between a spring and a mass of a surrounding structure is applied, and the driving efficiency by converting the inertia force of the driving part into elastic energy of the spring to amplify the force and reduce noise and heat and residual vibration transmitted vertically downward of the linear actuator. Accordingly, the present invention has the advantage of lowering power consumption.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 너트가 결합된 구동축을 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 너트가 결합된 구동축을 나타내는 예시도이다.7 is a view showing a driving shaft to which a nut is coupled according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an exemplary view showing a driving shaft to which a nut is coupled according to an embodiment of the present invention.
도 7의 (a)는 너트가 결합된 구동축을 나타내는 상면도이고, (b)는 너트가 결합된 구동축을 나타내는 측면도이다. 구동축(10)의 일단과 타단에는 너트(13, 15)가 결합될 수 있다. 도 8을 함께 참조하면, 너트(13, 15)의 중심부에는 홈(13_6)이 외주면 둘레에 걸쳐 형성될 수 있다. 너트(13, 15)의 중심부에 형성된 홈(13_6)에는 고정부재(17)가 결합되어 너트(13, 15)를 정위치에 고정할 수 있다.7 (a) is a top view showing a driving shaft to which a nut is coupled, (b) is a side view showing a driving shaft to which a nut is coupled.
구동축(10)은 볼 가이드 홈(10h)이 마련되어 있다. 구동축(10)의 볼 가이드 홈(10h)을 따라 너트(13)의 내측(13_1)에 형성된 볼(13_2)이 구름 운동을 할 수 있다. 너트(13, 15)는 볼부쉬의 형태로 구현될 수 있다. 너트(13)는 내측면(13_1)에 형성된 실링부재(13_5)를 포함할 수 있다. 너트(13)는 실링부재(13_5)에 의해 볼(13_2)이 구름 운동하는 동안 내부 마찰을 줄일 수 있다. The
이에 따라 구동축(10)이 직선 방향으로는 구동이 되지만 볼 가이드 홈(10h)에 의해 회전이 방지될 수 있다.Accordingly, although the
또한, 구동축(10)의 슬라이딩으로 면 마찰이 발생하였으나, 구동축(10)의 볼 가이드 홈(10h)을 따라 너트(13, 15)의 볼(13_2)이 구르면서 면 마찰 현상이 현저하게 감소될 수 있다.In addition, although the sliding of the
이로써, 선형 액츄에이터(130)는 구동축과 볼부쉬 너트를 결합함으로써 원활한 고속의 왕복 운동이 이루어질 수 있다. Accordingly, the
지금까지 본 발명에 대하여 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 중심으로 상세히 살펴보았다. 이러한 실시예들은 이 발명을 한정하려는 것이 아니라 예시적인 것에 불과하며, 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다. 비록 본 명세서에 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 발명의 각 단계는 반드시 기재된 순서대로 수행되어야 할 필요는 없고, 병렬적, 선택적 또는 개별적으로 수행될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 본질적인 기술사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 형태 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 균등물은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 구성요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.So far, the present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiments shown in the drawings. These embodiments are not intended to limit the present invention, but are merely illustrative, and should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims rather than the above description. Although specific terms are used in this specification, they are only used for the purpose of describing the concept of the present invention, and are not used to limit the meaning or scope of the present invention described in the claims. Each step of the present invention does not necessarily have to be performed in the order described, and may be performed in parallel, selectively, or individually. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible without departing from the essential technical spirit of the present invention as claimed in the claims. It is to be understood that equivalents include both currently known equivalents as well as equivalents developed in the future, ie, all elements invented to perform the same function, regardless of structure.
100 : 플렉시블 부품 공급 장치
110 : 부품수용부
120 : 상판
130 : 선형 액츄에이터
140 : 하판
150 : 비전부
160 : 부품이송부
10 : 구동축
10h : 볼 가이드 홈
11 : 축 고정부
13, 15 : 너트
13_1 : 너트의 내측
13_2 : 너트의 볼
13_5 : 실링부재
13_6 : 너트의 홈
14 : 너트 고정부
16 : 코어 고정부
17 : 고정부재
20 : 제1 코어
30 : 제2 코어
33 : 도피부
40 : 마그넷
45 : 마그넷 홀더
50 : 구동부
51 : 상부 몸체
55 : 하부 몸체
60 : 공진스프링
65 : 제1 지지부
67 : 제2 지지부
70 : 스탠드
80 : 탄성부재100: flexible parts supply device 110: parts receiving part
120: upper plate 130: linear actuator
140: lower plate 150: vision part
160: parts transfer unit
10: drive
11:
13_1: inside of nut 13_2: ball of nut
13_5: sealing member 13_6: groove of nut
14: nut fixing part 16: core fixing part
17: fixing member 20: first core
30: second core 33: escape
40: magnet 45: magnet holder
50: driving unit 51: upper body
55: lower body 60: resonance spring
65: first support part 67: second support part
70: stand 80: elastic member
Claims (10)
상기 부품수용부를 지지하는 상판;
상기 상판에 결합되며, 직선 왕복 운동을 수행하는 복수 개의 선형 액츄에이터; 및,
상기 복수 개의 선형 액츄에이터와 연결되어, 상기 복수 개의 선형 액츄에이터를 제어하는 제어부;를 포함하는 플렉시블 부품 공급 장치.a component accommodating part having a receiving groove for accommodating the components;
an upper plate supporting the part receiving part;
a plurality of linear actuators coupled to the upper plate and performing linear reciprocating motion; and,
A flexible component supply device comprising a; a control unit connected to the plurality of linear actuators to control the plurality of linear actuators.
상기 수용홈의 바닥면은 상기 부품의 형상에 따라 플랫(flat), 망(mesh), 허니컴(honeycomb), 홀(holes), 그루브(grooves), 브이자홀(V-holes) 중 어느 하나의 무늬 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 부품 공급 장치.According to claim 1,
The bottom surface of the receiving groove has a pattern of any one of flat, mesh, honeycomb, holes, grooves, and V-holes according to the shape of the part. Flexible parts supply device, characterized in that implemented in the form.
상기 제어부는, 상기 복수 개의 선형 액츄에이터를 각각 제어하여 진동 모션을 구현하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 부품 공급 장치.According to claim 1,
The control unit, a flexible component supply device, characterized in that by controlling each of the plurality of linear actuators to implement a vibrating motion.
상기 선형 액츄에이터는,
몸체 내부에 배치되며, 코일이 삽입된 제1 코어와 상기 제1 코어의 내주면과 이격되어 배치되는 제2 코어, 및 상기 제1 코어와 상기 제2 코어 사이에 배치되는 마그넷을 구비하는 구동부;
상기 구동부의 중심축을 관통하여 배치되며, 상기 구동부에 의해 직선 왕복 운동을 수행하는 구동축;
상기 구동축의 일단과 타단에 배치되며, 상기 구동축의 회전을 방지하는 너트; 및,
상기 구동부의 상하부에 배치되되, 상기 너트의 외주면에 이격되어 배치되고, 상기 구동부의 운동에 반대되는 방향의 힘을 기동하는 공진스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 부품 공급 장치.According to claim 1,
The linear actuator is
a driving unit disposed inside the body and including a first core into which a coil is inserted, a second core spaced apart from an inner circumferential surface of the first core, and a magnet disposed between the first core and the second core;
a driving shaft disposed through the central axis of the driving unit and performing a linear reciprocating motion by the driving unit;
Nuts disposed at one end and the other end of the drive shaft to prevent rotation of the drive shaft; and,
Doedoe disposed in the upper and lower portions of the driving unit, the resonant spring is disposed to be spaced apart from the outer circumferential surface of the nut and activates a force in a direction opposite to the movement of the driving unit.
상기 선형 액츄에이터는,
상기 제1 코어와 상기 제2 코어의 중심축은 상기 마그넷의 중심축과 일치하도록 일직선상으로 배치하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 부품 공급 장치.5. The method of claim 4,
The linear actuator is
The central axis of the first core and the second core is a flexible component supply device, characterized in that it is arranged in a straight line to coincide with the central axis of the magnet.
상기 선형 액츄에이터는,
상기 제2 코어를 고정하는 코어 고정부; 및,
상기 제2 코어와 상기 구동축이 면 대향하는 부분에서의 상기 코어 고정부와의 마찰을 억제하기 위한 도피부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 부품 공급 장치.5. The method of claim 4,
The linear actuator is
a core fixing part for fixing the second core; and,
The flexible component supply device further comprising a; escape portion for suppressing friction between the second core and the core fixing portion in the portion where the drive shaft faces each other.
상기 공진스프링은 상기 구동부의 하부 양쪽에 배치되어 밀어 올리는 역할을 하되, 상기 구동축 하강 시 스프링이 압축되고, 상기 구동축 상승 시 압축되었던 스프링이 힘을 증폭시키는 것을 특징으로 하는 플렉시블 부품 공급 장치.5. The method of claim 4,
The resonance spring is disposed on both sides of the lower portion of the driving unit and serves to push up, but the spring is compressed when the driving shaft is lowered, and the spring compressed when the driving shaft is raised is a flexible component supply device, characterized in that it amplifies the force.
상기 공진스프링은 상기 구동부의 상부 양쪽에 배치되어 누르는 역할을 하되, 상기 구동축 상승 시 스프링이 압축되고, 상기 구동축 하강 시 압축되었던 스프링이 힘을 증폭시키는 것을 특징으로 하는 플렉시블 부품 공급 장치.5. The method of claim 4,
The resonance spring is disposed on both sides of the upper portion of the driving unit and serves to press, but the spring is compressed when the driving shaft is raised, and the spring compressed when the driving shaft is lowered amplifies the force.
상기 구동축은 볼 가이드 홈이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉시블 부품 공급 장치. 5. The method of claim 4,
The drive shaft is a flexible component supply device, characterized in that provided with a ball guide groove.
상기 너트는,
내측에 배치되어, 상기 볼 가이드 홈을 따라 구름 운동을 하는 볼; 및,
내측면에 형성된 실링부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 부품 공급 장치.10. The method of claim 9,
The nut is
It is disposed on the inside, the ball rolling along the ball guide groove; and,
Flexible parts supply device comprising a; sealing member formed on the inner surface.
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