KR950011672B1 - 연속식 워크피이스 운반조작에 의해서 워크피이스를 운반하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연속식 워크피이스 운반조작에 의해서 워크피이스를 운반하는 방법 및 장치

제1도는 본 발명에 의한 워크피이스 운반장치의 제1실시예의 개략측면도.

제2도는 제1도 장치의 주요부의 세부 횡단면도.

제3도는 제1도 장치의 로타리헤드의 세부 측면도.

제4도는 제1도 장치의 주요부의 다른 구성의 세부 횡단면도.

제5도는 제1도 장치의 전동작을 설명키 위한 개략 측면도.

제6도는 제1도의 장치에서 위크피이스(work piece)를 지지하기 위한 흡입노즐 끝(tip)의 원형 궤적도.

제7도는 제1도 장치의 동작의 일태양을 설명키 위한 개략측면도.

제8도는 제1도 장치의 전동작의 일태양을 설명키 위한 개략측면도.

제9도는 제1도의 장치에 의해 운반되는 워크피이스의 하나의 가능한 궤적도.

제10도는 제1도의 장치에 의해 운반되는 워크피이스의 다른 가능한 궤적도.

제11도는 본 발명에 의한 워크피이스 운반장치의 제2실시예의 주요부의 세부 횡단면도.

제12도는 제11도의 장치의 개략측면도.

제13도는 제11도 장치의 전동작을 설명키 위한 개략 측면도.

본 발명은 워크피이스를 한 장소에서 다른 장소로 운반하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래에는 반도체 칩등의 비교적 소형 워크피이스를 공급부에서 포착하여 그것을 후속 제조공정의 지정된 장소로 운반하는 각종 장치가 알려져 있다.

예를 들어, 워크피이스를 지지한 상태에서 운반하여 그것을 지정위치에서 해방하는 장치의 일예로서, 일본 특개소 62-114290호 공보에 개시된 것이 있다.

종래의 워크피이스 운반장치에서는 회전테이블 변부상에 설치된 수직가동 흡입헤드가 상기 테이블이 흡입부에서 정치된 후 하강되어 워크피이스를 흡입한 후 상승된다.

다음, 상기 흡입헤드가 워크피이스를 흡입한채로 상기 테이블이 지정된 각도만큼 회전하여 실장부에 도달한 다음, 하강후, 상기 테이블이 상기 실장부에서 정지된후 상기 워크피이스를 해방시켜줌으로써, 상기 실장부에 배치된 프린트 기판상에 칩이 실장되는 식으로 동일한 동작이 반복된다.

그러나, 상기 종래의 워크 피이스 운반장치는 상기 흡입헤드에 의한 워크피이스의 픽업(pick up)시와 흡입헤드로부터 상기 워크피이스의 해방시에, 상기 테이블의 회전이 정지됨으로써, 상기 회전테이블이 단속적인 회전동작을 행할 것이 필요하며, 이것은 핀연적으로 상기 회전테이블의 정지중에 시간손실을 초래하며, 그러므로, 워크피이스 운반동작의 효율면에서 좋지 않다는 단점이 있다.

또한 상기와 같은 종래의 워크피이스 운반장치는, 워크피이스용 운반통로가 회전테이블 변부상으로 제한되므로써, 장치의 응용성이 심각히 제한되는 특수성이 높은 장치이다.

또한, 상기 종래의 워크피이스 운반장치에서는, 그에 의해서 운반되는 워크피이스들의 크기가 동일해야 한다. 이러한 단점은, 운반되는 워크피이스의 크림에 따라서 흡입헤드를 변경함으로써 부분적으로 해결할 수는 있으나, 여러크기의 워크피이스들을 다루기는 여전히 불가능하다.

또한, 상기 종래의 워크피이스 운반장치에서는, 워크피이스가 흡입부에서 흡입헤드에 의해서 정확한 방향에서 어긋난 부정확한 방향으로 흡입되어 픽업될때, 워크피이스를 정확한 배향으로 적절히 실장하기가 불가능해진다.

그러므로, 본 발명의 한 목적은, 워크피이스 운반동작 효울을 높일 수 있는 워크피이스 운반방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 모든 크기의 모든 종류의 워크피이스를 다룰 수 있는, 워크피이스 운반방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 각 워크피이스를 정확한 배향으로 적절히 실장할 수 있는, 원크피이스 운반방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 연속식 워크피이스 운반동작을 실현할 수 있는, 워크피이스 운반방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 워크피이스 픽업위치와 워크피이스 해방위치간의 기간을 적절히 조정할 수 있는, 워크피이스 운반방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 워크피이스의 운반통로를 특징의 운반통로에 한정하지 않는, 워크피이스 운반 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발며에 1태양에 의하면, 운반통로 형성용 안내부재와 : 상기 안내부재를 따라서 수평면상에서 직선이동 가능한 가동부재와; 워크피이스를 지지하기 위한 적어도 하나의 홀더(holder)수단을 갖으며, 상기 홀더 수단의 중심으로부터 익겨된 회전축을 중심으로 수직면상에서 회전가능한 상기 가동부재상에 설비되는 워크피이스 지지부재와; 상기 홀더수단이 워크피이스를 하방으로 향하게 지지하는 배향으로 상기 워크피이스 지지부재를 유지시킨 상태에서, 상기 워크피이스 지지 부재를 상기 회전축을 중심으로 수직면상에서 회전동작으로 구동시키는 구동기구와; 상기 홀더수단이 회전동작중 상기 워크피이스의 지지와, 상기 워크피이스 지지부재의 하한위치에서 워크피이스의 해방을 순차로 행하도록 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 워크피이스 운반장치가 제공된다.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 워크피이스 지지부재상에 설치된 적어도 하나의 홀더수단에 의해서 워크피이스를 지지하고; 상기 워크피이스 지지부재가 위에 설치돼 있는 가동부재를, 안내부재에 의해 형성된 운반통로를 따라서 수평면상에서 직선동작으로 구동하고 : 상기 워크피이스 지지부재의 중심으로부터 이격된 회전축을 중심으로 수직면상에서 회전동작으로 상기 워크피이스 지지부재를 구동하는 한편, 상기 워크피이스 지지부재는, 상기 홀더수단중 하나가 상기 워크피이스가 하방으로 향하게 지지하는 배향을 유지하고 : 상기 홀더수단이 회전동작중, 상기 워크피이스의 지지와 워크피이스 지지부재의 하한위치에서 워크피이스의 해방을 순자로 행하도록 제어함으로써, 행하는, 워크피이스 운반방법이 제공된다.

본 발명의 다른 특장점들은, 첨부도면을 참조한 하기 설명으로부터 명백할 것이다.

제1~10도를 참조하여, 본 발명에 의한 워크피이스 운반장치의 제1실시예를 상세히 설명한다.

제1도에 도시된 바와 같이 제1실시에의 장치(5)는 통상적으로 운반통로를 형성하는 1쌍의 안내레일(9)과, 안내레일(9)을 따라서 수평면상에서 롤러(7)에 의해서 직선이동 가능하게 상기 안내레일의 상부와 하부 부재간에 설치된 판상 가동부재(1)와, 상기 안내레일(9)을 따라 직선동작 상태로 상기 가동 부재(1)를 구동하는 체인(3)을 구비하고 있다. 상기 장치(5)는 상기 안내레일(9)에 의해 형성된 운반통로를 따라서 제1도의 것과 유사한 가동부재(1)를 복수개 구비할 수 있다.

상기 가동부재(1)는 워크피이스 지지부재(11)를 구비하고 있으며, 이 워크피이스 지지부재는 회전헤드(15)를 구비하고 있으며, 상기 회전헤드(15)의 변부를 따라서 상기 회전헤드(15)로부터 방사상으로 뻗힐 수 있으며, 또한 상기 워크피이스를 지지할 수 있는 상이한 크기의 4개의 흡입노즐(13)이 상호 90°의 간격으로 배열되어 있다. 상기 워크피이스 지지부재(11)는 상세히 후술되는 가동부재(1)내에 설치된 전달제어기구에 의하여, 상기 워크피이스 지지부재(11)의 중심으로부터 이격된 회전축을 중심으로 수직면상에서 회전가능하다.

제2도에 상세히 도시된 바와 같이, 상기 흡입노즐들(13)이 파이프(23)를 통해서 진공펌프(21)에 접속돼 있으므로, 이 흡입노즐(13)에 의한 워크피이스의 지지 및 해방을 상기 파이프(23)상에 설치된 밸브(25)에 의해서 제어할 수 있다.

상기 파이프(23)와 밸브(25)는 상기 가동부재(1)를 따라서 이동가능하며, 파이프(23)의 일단부는 스프링(30)에 의해서 회전헤드(15)의 후면에 탄성적으로 설치된 디스크부재(27)상의 접속홀(hole)(29)에 접속돼있다.

이 접속홀(29)은 상기 흡입노즐(13) 각각에 대응하여 상기 회전헤드(15)내부에 설치된, 접속경로(31)에 대향하는 위치에 설치되어 있어 상기 회전헤드(15)가 90°회전될때마다, 상기 접속홀(29)이 흡입노즐들(13)중 하나와 접속한다.

제2도에 상세히 도시된 바와 같이, 상기 워크피이스 지지부재(11)를 구동하는 전달제어기구(19)는 통상, 상기 회전축을 한정하는 슬리브샤프트(sleeve shaft)(33)와, 이 슬리브샤프트(33)에 고정된 링크(35)와, 상기 링크(35)에 의해서 상기 워크피이스 지지부재(11)와 함께 상기 회전축을 중심으로 회전동작하는 상기 워크피이스 지지부재(11)에 접속된 제1, 제2 및 제3샤프트(37,39,41)를 구비하고 있다.

상기 제1샤프트(37)는 흡입노즐 회전제어기구(42)용 전달계이며, 제2샤프트(39)내에 자유회전 가능하게 설치돼 있다.

상기 제1샤프트(37)의 일단부는 흡입노즐 구동풀리(43)에 부착되는 한편, 상기 제1샤프트(37)의 다른 단부는 사이드(side)기어(45)에 부착돼 있으며 여기서 상기 사이드기어(45)는 상기 흡입노즐들(13)의 기부에 부착된 피니언기어(47)와 맞물려 있다. 따라서 상기 흡입노즐 구동폴리(43)가 회전동작할때, 상기 제1샤프트(37)가 회전되고, 이 제1샤프트(37)의 회전이 상기 사이드기어(45)와 상기 피니언기어(47)를 통해서 전달되어 상기 흡입노즐들(13) 각각이 제3도에 도시된 바와 같이 θ방향으로 자전됨으로써 기준선 W에 관하여 상기 흡입노즐(13) 각각에 의해 지지된 워크피이스 P의 방향이 적당히 조절될 수 있다.

제2샤프트(39)는 흡입노즐 선택제어기구(49)용 전달계이며, 상기 제3샤프트(41)내에 자유회전 가능하게 설치돼 있다.

상기 제2샤프트(39)의 일단부는 회전헤드(15)에 부착되는 한편, 제2샤프트(39)의 다른 단부는 회전헤드 구동폴리(51)에 부착돼 있다. 따라서 상기 회전헤드 구동풀리(51)가 회전이동하면 상기 제2샤프트(39)가 회전되고, 그 회전이 회전헤드(15)에 전달되어 회전헤드(15)를 적절히 회전시킴으로써 상기 흡입노즐들(13)중 적절한 것이 항상 하방으로 향하도록 선택될 수 있다.

상기 제3샤프트(41)는 상기 전달제어기구(19)용 전달계이다.

제3샤프트(41)의 일단부는 링크(35)에 부착돼 있는 한편, 제3샤프트(41)의 다른 단부는 상기 디스크부재(27)의 기부에 회전가능하게 부착돼 있으며, 여기서 상기 디스크부재(27)의 기부는 풀리(53)를 구비하고 있다.

상기 풀리(53)는 상기 슬리브샤프트(33)내부에 내장된 고정샤프트(55)의 일단부에 고정 부착된 말단풀리(57)와, 벨트(59)를 통해서 연결돼 있는 한편, 상기 고정 샤프트(55)의 다른 단부는 상기 가동부재(1)상에 설치된 브라켓(61)에 의해서 고정적으로 지지되고 있다.

상기 흡입노즐 구동풀리(43)와 회전헤드 구동풀리(51)는 후술하는 제2와 제3전달경로(70,71)의 말단풀리들(63), (65)과, 벨트(67)를 통해서 각각 접속돼 있다.

따라서, 말단풀리들(63), (65)이 정지해 있는 동안, 상기 링크(35)는 후술하는 제1전달경로(69)에 의해 전달된 구동력에 의해서 회전이동하면, 회전헤드(15)가 상기 회전축을 중심으로 회전하면서 자전하는 유성기어기구가 실현된다.

폴리 쌍들(43,65), (51,63), (53,57) 각각에 대한 폴리 비율은 1:1로 동등하게 설정된다.

상기 유성기어기구에서, 상기 기재된 벨드들(59), (67)로 된 벨트전달계를 사용한 상기 폴리쌍들(43,65), (51,63) 및 (53,57)간의 접속은 제4도에 도시된 바와같이 결합된 기어쌍들(43',65'), (51',63') 및 (53',57')로 된 기어전달계를 사용한 접속으로 대체할 수도 있음을 밝혀둔다.

따라서, 본 제1실시에에서는 상기 유성기어기구에 의하여, 상기 워크피이스 지지부재(11)의 회전헤드(15)가 상기 슬리브샤프트(33)에 의해서 한정된 회전축을 중심으로 회전동작을 할 수 있는 한편, 상기 흡입노즐들(13)중 하나가 항상 하방을 향하는 방향을 유지할 수 있다.

제1전달경로(69)는 상기 가동부재(1)상에 설치된 제1모터 M1에 의해 발생된 구동력과 상기 안내레일들(9)을 따라 설치된 랙(rack)(73)으로부터의 구동력이 차동기어(75)를 통해서 동시에 전달되는 전달계로 되어 있다.

상기 차동기어(75)는 통상하모닉(harmonic)기어로서 알려진 것이며, 제1모터 M1로부터의 구동력을 입력풀리(77)로 전달키 위한 모터전달계와, 전달기어(79)로서, 상기 랙(73)으로부터의 구동력을 슬리브샤트(33)로 전달하는 랙 전달계의 2개의 전달계를 구비하고 있고, 상기 가동부재(1)의 직선동작에 응답해서 상기 랙(73)에 의하여 자전된다.

상기 입력풀리(77)는 자전하면서 태양(solar)기어(81)의 주위를 자전하면서 공전하는 유성기어(83)에 부착돼 있고, 여기서 상기 유성기어(83)는 상기 전달기어(79)에 일체로 고정된 링기어(84)와 태양기어(81)간에 맞물려 있다. 따라서 상기 제1모터 M1이 오프인 동안은 상기 가동부재(1)가 제5도에 도시된 화살표 A방향으로 직선이동함에 따라서 상기 랙(73)과 맞물린 전달기어(79)가 자전하면 상기 전달기어(79)의 회전 구동력이 반시계 방향의 회전구동력으로서 상기 차동기어(75)를 통해서 상기 슬리브샤프트(33)에 전달된다.

상기의 워크피이스 지지부재(11)용 유성기어기구와 제1전달경로(69)의 결합의 결과로서, 제6도에 도시된 바와 같이, 각 흡입노즐(13)의 끝이 원형 궤적 N을 따라서 픽업 동작을 반복한다. 다른 한편, 상기 흡입노즐들(13)의 픽업 동작중에, 상기 제1모터 M1에 의해 발생된 구동력을 이용하여, 상기 가동부재(1)의 직성동작과 동일방향으로 상기 입력폴리(77)를 회전시킴으로써, 픽업 동작에 대한 원형 궤적 N의 주기 L을 필요에 따라 더 길거나 더 짧게 조정할 수 있다.

보다 구체적으로는, 상기의 픽업동작 주기의 조정은 하기와 같이 행할 수 있다.

즉, 상기 전달기어(79)가 상기 입력풀리(77)의 정지중에 1회 회전하면, 상기 전달기어(79)의 회전이 상기 유성기어(83)를 통해서 반대방향 회전으로서 상기 태양기어(81)에 전달된다. 여기서, 상기 제1모터 M1을 사용하여, 상기 유성기어(83)를 상기 태양기어(81)를 중심으로 상기 전달기어(79)의 회전방향과 동일방항으로 회전시키므로써 상기 흡입노즐들(13)이 상기 전달기어(79)의 기어비에 대응하는 1사이클 L의 원형 궤적 N을 따라 픽업동작을 할 수 있다. 이 픽업 동작에서는 회전비율이 제5도의 화살표 A방향으로 상기 가동부재(1)의 직선동작으로 인한 흡입노즐들(13) 각각의 끝의 속도가 상기 워크피이스 지지부재(11)의 회전동작으로 인한 흡입노즐(13) 각각의 끝의 속도에 의해 상쇄되도록 설정되어 있기 때문에 워크피이스를 지지하는 상기 흡입노즐들(13)중 하나가 픽업 동작전반에 걸쳐서 하방으로 향하도록 유지될 수 있어 그의 끝이 회전동작중 워크피이스 지지부재(11)의 최하 위치에서 영(0)에 가까운 대지에 대한 속도가 되므로 워크피이스에 대한 픽업 또는 해방동작을 안정하게 할 수 있다. 따라서, 제1모터 M1을 사용하여, 상기 태양 기어(81)를 중심으로 한 유성기어(83)의 회전을 적절히 제어함으로써, 상기 픽업동작에 대한 원형 궤적 N의 주기 L을 적절히 조정할 수 있다.

또한, 상기 태양기어(81)를 중심으로 한 유성기어(83)의 회전을, 상기 유성기어(83)의 회전이 상기 전달기어(81)의 회전과 완전히 일치되도록 제어함으로써, 상기 회전헤드(15)가 자전없이 상기 회전축 주위에서 회전할 수 있다.

상기 제2전달경로(70)는 상기 흡입노즐들(13)의 상기 θ각도 보정을 위한 전달계이며, 여기서는 상기 가동부재(1)상에 설치된 제2모터 M2에 의해 발생된 구동력이 일력풀리(85)를 통하여 상기 흡입노즐 구동풀리(43)내로 입력된다. 상기 입력풀리(85)는 말단풀리(65)의 기부에 고정돼 있고, 벨트전달계를 통하여 상기 제2모터 M2와 연동되는 모터풀리(87)와 접속돼 있다.

제3전달경로(71)는 상기 흡입노즐들(13)의 상기 선택을 위한 전달계이며, 여기서는 상기 가동부재(1)상에 설치된 제3모터 M3에 의해 발생되는 구동력이 입력풀리(89)를 통하여 회전헤드 구동풀리(51)내로 입력된다.

입력풀리(89)는 말단풀리(63)의 슬리브부에 고정돼 있고, 벨트전달을 통하여 제3모터 M3와 연동되는 모터풀리(92)와 접속돼 있다. 이 제3전달경로(71)에 의하여, 상기 회전헤드(15)를 적절히 회전시킴으로써, 상기 흡입노즐들(13)중 적절한 것을 하나 선택할 수 있다.

본 제1실시예의 장치(5)는 제1도에 도시된 바와 같이, 가동부재(1)상에 설치된 제어부 SL을 더 구비하고 있다. 이 제어부 SL은 흡입노즐들(13)에 의한 워크피이스의 지지상태를 확인하는 화상인식센서, 가동부재(1)에 의해 이동한 거리를 측정키 위한 거리센서등과 같은 장치(5)내에 설치된 각종 센서(도시안함)로부터의 각종 입력정보를 수신한다. 이러한 각종 입력정보를 사용하여, 상기 제어부 SL은 밸브(25)의 개폐시기와, 상기 제1, 제2 및 제3모터 M1, M2 및 M3의 온, 오프시기를 적절히 제어키 위한 제어신호들을 출력한다.

다음은, 상기 제1실시예의 워크피이스 운반장치의 전동작을 설명한다.

즉, 상기 가동부재(1)는 연속해서 직선으로 동작하고, 상기 워크피이스 지지부재(11)는 상기 흡입노즐들(13)중 선택된 것이 하방으로 향하도록 유지시키면서 상기 회전축을 중심으로 연속적으로 회전운동을 한다. 그 결과, 상기 흡입노즐들(13)중 선택된 것이 연속적으로 최하 위치들간에서 주기 L의 원형 궤적 N을 따라 픽업동작을 행한다. 이러한 픽업동작에서, 상기 흡입노즐들(13)중 선택된 것의 끝이 하한 위치에서 실질상 영(0)과 동등한 대지속도가 되므로 대지 레벨에서 워크피이스에 대해서 안정한 픽업 또는 해방 동작이 행해질 수 있다.

여기서, 상기 픽업동작에서는 단속적 동작이 없으므로, 워크피이스 운반동작에서 시간손실이 없고, 연속적인 워크피이스 운반동작을 실현할 수 있다.

또한 상기 픽업동작에 대한 원형 궤적 N의 주기 L을 적절히 조정함으로써 임의의 바람직한 픽업 및 해방위치를 포함한 워크피이스 운반동작을 실현할 수 있으므로, 워크피이스 운반동작의 효율을 높일 수 있다.

또한 크기가 다른 복수의 흡입노즐들(13)을 설치하고, 회전헤드(15)를 회전시켜 적절한 것을 선택함으로써, 임의의 크기의 임의의 종류의 워크피이스를 다루는 것이 가능해진다.

또한, 상기 흡입노즐들(13) 각각의 자전을 이용하여 θ각도 보정을 행함으로써, 각 워크피이스의 적정한 실장을 정확한 방향으로 행하는 것이 가능해진다.

상기 제1실시에의 워크피이스 운반장치는 하기와 같이 변형할 수도 있다.

즉, 상기 디스크부재(27)상의 접속홀(29)을 상기 회전헤드(15)의 접속경로(31)에 대해 대향하도록 형성함으로써, 상기 회전헤드(15)가 상기 흡입노즐들(13)중 하나가 하방으로 향하는 위치로부터 45°회전될 때까지, 상기 접속홀(29)을 통해 전달된 진공흡입력이 상기 흡입노즐들(13)중에 하나에 전달될 수 있다.

상기의 접속홀(29)의 구성에 의하면, 제7도에 도시된 바와 같이 상기 회전헤드 구동풀리(51)가 회전동작으로 구동되어 45°만큼 상기 회전헤드(15)를 회전시키면, 제8도에 도시된 바와 같이 직하방을 향하고 있는 한 흡입노즐(13)에 의해 지지된 워크피이스가 대지 레벨 G위로 소정높이 H만큼 상승될 수 있으므로 워크피이스 운반에 관한 원형 궤적에 따른 픽업 동작중에 워크피이스 P와 대지 G간의 가능한 간섭을 회전동작중 워크피이스 지지부재(11)의 최하 위치들에서도 방지할 수 있다.

결과적으로, 제9도에 도시된 바와 같이 상기 워크피이스 운반궤적을 실험하는 것이 가능해지며, 여기서 워크피이스 P가 대지 레벨의 위치 X1에 픽업된 후에, 대지 레벨의 위치 X2에서 워크피이스 P가 해방될때까지의 계속적인 픽업동작들이 상기 흡입노즐들(13)의 최하 위치들이 상기 대지 레벨위로 소정 높이 H만큼 상승되는 원형 궤적을 따라 행해질 수 있으므로 상기 워크피이스 P가 상기 픽업위치 X1가 해방위치 X2간에서 안전하게 운반될 수 있다.

또한, 상기 제1실시에의 워크피이스 운반장치에서는 제10도에 도시된 바와 같이,상기 원형 궤적의 주기를 1사이클로써 상기 픽업위치 X1과 해방위치 X2간의 거리를 커버하도록 조정할 수 있으며, 여기서 상기 픽업위치 X1과 해방위치 X2간의 거리가 상기 주기 L의 3배이고, 따라서 이러한 경우, 주기L로써 더 짧은 원형 궤적을 따라서 픽업 동작을 3회 반복하는 대신에, 주기 3L로써 더 긴 원형 궤적을 따라서 픽업동작을 행할 수 있음을 주목해야 한다.

이러한 조건에 의하면, 워크피이스 P가 픽업위치 X1과 해방위치 X2에 위치된 회전동작중의 워크피이스 지지부재(11)의 하방위치들에서만 대지 레벨에 근접하기 대문에, 워크피이스 운반용 원형 궤적에 따른 픽업 동작중 워크피이스 P와 대지간의 가능한 간섭을 방지할 수 있는 만큼 워크피이스를 또한 안전하게 운반할 수 있다. 결과적으로 상기 워크피이스를 운반키 위한 운반통로에 어떠한 제한을 가할 필요가 없다.

또한, 워크피이스를 지지할 목적으로, 상기 실시예에서 사용되는 흡입노즐들(13)의 진공흡입을, 전자석, 패스너등을 상요한 것들과 같은 임의의 다른 지지수단으로 대체할 수도 있음을 주목해야 한다.

또한, 바람직한 운반통로를 따라서 상기 가동부재(1)를 안내할 목적으로 상기 실시예에서 사용된 안내레일들(9)은 상기 가동부재(1)의 직선동작을 제어하기 위해서 가동부재(1) 자체상에 설치된 내장 방향 및 속도 제어수단으로 대체할 수도 있음을 주목해야 한다.

제11~13도를 참조해서, 본 발명에 의한 워크피이스 운반장치의 제2실시예를 상세히 설명한다.

제11도와 제12도에 도시된 바와 같이, 본 제2실시에에서는 장치(105)가 통상적으로 운반통로를 형성하는 1쌍의 안내레일(109)과; 안내레일들(109)을 따라 수평면상에서 롤러들(107)에 의해 직선이동 가능하게 상기 안내레일들(109)의 상부와 하부부재간에 설치된 판상 가동부재(101) 및 , 상기 안내레일들(109)을 따라 상기 가동부재(101)를 직선운동으로 구동키 위한 체인(103)을 구비하고 있다. 상기 장치(105)는 상기 안내레일(109)에 의해 형성된 운반통로를 따라서, 제12도에 도시된 것과 유사한 복수의 가동부재(101)를 구비할 수 있다.

상기 가동부재(101)는 워크피이스를 지지하기 위한 흡입노즐(111a)을 갖는 워크피이스 지지부재(111)를 구비하고 있다. 상기 워크피이스 지지부재(111)는 상기 가동부재(1)내에 설치된 4-조인트 링크기구(113)에 의하여, 상기 워크피이스 지지부재(11)의 선회 샤프트(127)로부터 이격된 회전축을 중심으로 수직면상에서 회전할 수 있다.

상기 4-조인트 링크가구(113)는 상부 회전샤프트(115)의 일단부에 부착된 일단부를 갖는 제1링크(117)와, 하부 회전샤프트(119)의 일단부에 부착된 일단부를 갖는 제2링크(121) 및 상기 제1링크(117)와 제2링크(121)의 다른 단부들을 서로 자유회전 가능하게 접속시키는 제3링크(125)를 구비하고 있으며, 여기서 상기 상부 회전샤프트(115)와 하부 회전샤프트(119)의 다른 단부들은 상기 가동부재(101)상에 설치된 베이링부재들(123)에 의해서 자유회전 가능하게 지지돼 있다.

싱기 제1링크(117)와 제3링크(125)간의 결합은 상기 워크피이스 지지부재(111)의 기부에 부착된 선회샤프트(127)에 의해서 저유회전 가능하도로고 돼있는 한편, 상기 제2링크(121)와 제3링크(125)간의 결합은 결합 핀(129)에 의해 자유회전 가능하도록 돼있고, 제1링크(117)와 제2링크(121)의 길이비는 1:1로 설정돼있다.

상기 4-조인트 링크기구(113)에서 구력이 상부 회전샤프트(115)와 하부 회전샤프트(119)에 공급되면, 상기 위크피이스 지지부재(111)가 상기 상부 회전샤프트(115)에 의해 한정된 회전축을 중심으로 회전하는 한편 흡입노즐(111a)을 하방으로 향하게 유지시켜 준다.

상기 상부 회전샤프트(115)와 하부 회전샤프트(119)는 하기에 상세히 설명하는 차동기어 제어기구(131)용 전달계이며, 여기서, 상기 상부와 하부 회전샤프트(115, 119)는 이들 회전샤프트(115, 119)상에 설치된 풀리(133)에 감긴 전달벨트(135)에 의해 접속돼 있다.

상기 워크피이스 지지부재(111)는 그의 끝 단부에 흡입노즐(111a)을 갖고 있고, 그 기부가 선회 샤프트(127)에 부착돼 있고 브라켓(137)을 통하여 제3링크(125)에 의해서 고정지지된 중앙부를 갖고 있다. 상기 흡입노즐(111a)은 상기 선회샤프트(127)와, 제1링크(117)와, 상부 회전샤프트(115)내에 설치된 접속경로(139)와, 상기 상부 회전샤프트(115)와 진공펌프(141)간에 설치된 파이프(143)를 통해서 진공펌프(141)와 접속돼 있다. 상기 파이프(143)는 밸브(145)를 구비함으로써 이 밸브(145)의 개폐를 제어함으로써, 흡입노즐(111a)에 의한 워크피이스의 지지 및 해방을 제어할 수 있다.

상기 차동기어 제어기구(131)는 상기 가동부재(101)상에 설치된 모터 M에 의해 발생된 구동력과 상기 안내레일들(109)을 따라 설치된 랙(147)으로부터의 구동력이 차동기어 (149)를 통해서 동시에 들어가는 전달계이다.

상기 차동기어(149)는 통상 하모닉기어로서 알려진 것이며, 상기 모터 M으로부터의 구동력을 입력풀리(151)로 전달키 위한 모터전달계와, 전달기어(153)로서, 상기 랙(147)으로부터의 구동력을 하부 회전샤프트(119)로 전달하는 랙 전달계의 2개의 전달계를 구비하고 있고, 상기 가동부재(101)의 직선동작에 응답해서 상기 랙(147)에 의하여 자전된다.

상기 입력폴리(151)는 자전하면서 태양기어(155) 중심으로 회전하는 유성기어(157)에 부착돼 있고, 여기서, 상기 유성기어(157)는 상기 전달기어(153)에 일체로 고정된 링기어(159)와 태양기어(155)간에 맞물려 있다.

따라서 , 상기 모터 M이 오프된 동안은 상기 가동부재(101)가 제13도에 도시된 화살표 A방향으로 직선 이동함에 따라서, 상기 랙(147)과 맞물린 전달기어(153)가 자전하면 상기 전달기어(153)의 회전구동력이 반시계방향의 회전구동력으로서 상기 차동기어(149)를 통해서 상기 하부 회전샤프트(119)에 전달된다.

상기의 워크피이스 지지부재(111)용 유성기어기구와 차동기어 제어기구(131)의 결합의 결과로서 상기 흡입노즐(111a)의 끝이 제1실시예에서 기술한 제6도에 도시된 바와 유사한 원형 궤적 N을 따라서 픽업 동작을 반복한다.

다른 한편, 상기 흡입노즐들(111a)의 픽업동작중에, 상기 모터 M에 의해 발생된 구동력을 이용하여, 상기 가동부재(101)의 직선동작과 동일방향으로 상기 입력풀리(151)를 회전시킴으로써, 픽업 동작에 대한 원형 궤적 N의 주기 L을 필요에 따라 더 길거나 더 짧게 조정할 수 있다.

보다 구체적으로는, 상기의 픽업동작주기의 조정은 하기와 같이 행할 수 있다. 즉, 상기 전달기어(153)가 상기 입력풀리(151)의 정지중에 1회 회전하면, 상기 전달기어(153)의 회전은 상기 유성기어(157)를 통해서 반대 방향 회전으로서 상기 태양기어(155)에 전달된다. 여기서, 상기 모터 M을 사용하여, 상기 유성기어(157)를 상기 태양기어(155)를 중심으로 상기 전달기어(153)의 회전 방향과 동일방향으로 회전시킴으로써 상기 흡입노즐들(111a)이 상기 전달기어(153)의 기어 비에 대응하는 주기 L으로 원형 궤적 N을 따라 픽업 동작을 할 수 있다. 이 픽업동작에서는 회전비율이 제13도의 화살표 A의 방향의 상기 가동부배(101)의 직선동작으로 인한 흡입노즐들(111a)의 끝의 속도가 상기 워크피이스 지지부재(111)의 회전동작으로 인한 흡입노즐(111a)의 끝의 속도에 의해 상쇄 되도록 설정되어 있으므로 워크피이스를 지지하는 상기 흡입노즐(111a)중 하나가 픽업 동작전반에 걸쳐서 하방으로 향하도록 유지될 수 있고, 그의 끝이 회전동작중 워크피이스 지지부재(111)의 최하 위치에서 대지에 대한 속도가 실질상 영(0)이 되므로, 워크피이스에 대한 픽업 또는 해방동작을 안정하게 할 수 있다.

따라서, 상기 모터 M을 사용하여, 상기 태양기어(155)를 중심으로 한 유성기어(157)의 회전을 적절히 제어함으로써, 상기 픽업동작에 대한 원형 궤적 N의 주기 L을 적절히 주정할 수 있다.

또한, 상기 유성기어(157)의 회전이 상기 전달기어(155)의 회전과 완전히 일치되도록 상기 태양기어(155)를 중심으로한 유성기어(157)의 회전을 제어함으로써, 상기 위크피이스 지지부재(111)가 그의 방향을 유지하면서 상기 회전축을 중심으로 회전할 수 있다.

본 제2실시에의 장치(105)는 제11도와 제12도에 도시된 바와 같이, 가동부재(101)상에 설치된 제어부 SL을 더 구비하고 있다. 이 제어부 SL은 흡입노즐들(111a)에 의한 워크피이스의 지지상태를 확인하는 화상인식센서, 가동부재(101)에 의해 이동한 거리를 측정키 위한 거리센서등과 같은 장치(105)내에 설치된 각종 센서(도시안함)로부터의 각종 입력정보를 수신한다.이러한 각종 입력 정보를 사용하여, 상기 제어부 SL은 밸브(145)의 개폐시기와, 상기 모터 M의 온, 오프시기를 적절히 제어키 위한 제어신호들을 출력한다.

다음은, 상기 제2실시예의 워크피이스 운반장치의 전동작을 설명한다.

즉, 상기 가동부재(101)가 연속해서 직선으로 동작하고, 또한 상기 워크피이스 지지부재(111)가 상기 흡입노즐들(111a)중 선택된 것이 하방으로 향하도록 유지하면서, 상기 회전축을 중심으로 연속적으로 회전운동을 한다. 이 시점에서, 모터 M으로부터 회전구동력이 상기 입력풀리(151)와 전달기어(153)에 동일방향으로 공급되면 상기 흡입노즐들(111a)이 연속적최하 위치들간에서 주기 L의 원형 궤적 N을 따라 픽업동작을 행한다.

이러한 픽업동작에서, 상기 흡입노즐들(111a)의 끝이 최하 위치에서 대지에 대한 속도가 실질상 영(0)이 되므로, 대지 레벨에서 워크피이스에 대해서 안정한 픽업 또는 해방 동작이 행해질 수 있다.

여기서, 상기 픽업동작에서는 단속적동작이 없으므로, 워크피이스 운반동작에서 시간손실이 없고 연속적인 워크피이스 운반동작을 실현할 수 있다.

또한, 상기 픽업동작에 대한 원형 궤적 N의 주기 L을 적절히 조정함으로써, 임의의 바람직한 픽업 및 해방위치를 포함한 워크피이스 운반동작을 실현할 수 있으므로, 워크피이스 운반동작의 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 제2실시예에서는 상기 워크피이스 운반통로에 대한 어떠한 제한도 가할 필요가 없다.

또한, 본 제2실시예의 장치(105)는 간단한 4-조인트 결합기구를 사용함으로써 더 간단한 구조를 갖고 있다.

또한, 워크피이스를 지지할 목적으로, 상기 실시예에서 사용된 흡입노즐들(111a)의 진공흡입을, 전자석, 패스너등을 사용한 것들과 같은 임의의 다른 지지수단으로 대체할 수도 있음을 주목해야 한다.

또한, 바람직한 운반통로를 따라서 상기 가동부재(101)를 안내할 목적으로 상기 실시예에서 사용된 안내 레일들(109)을 상기 가동부재(101)의 직선동작을 제어하기 위해서 가동부재(101)자체상에 설치된 내장 방향 및 속도제어수다으로 대체할 수도 있음을 주목해야 한다.

또한, 상기 제1과 제2실시예의 설명에서 사용된 직선형 운반통로는 본 발명에서 사용될 수 있는 수평면상 운반통로의 가장 간단한 예에 지나지 않으며, 본 발명의 장치는 수평면상의 복잡하게 구부러진 운반통로 또는 수평면상의 루프형 운반통로에 동등하게 적용될 수 있음을 주목해야 한다.

또한, 본 발명의 장치 복수개를 조합사용하면 더욱 복잡한 워크피이스 운반 조작을 처리할 수도 있다.

또한, 상기 기재한 것들 이외에, 본 발명의 특장점들에서 벗어나지 않는한 상기 실시예들의 다양한 변형이 가능하다. 따라서,이러한 모든 변형들도 청구범위에 포함된다.

Claims (20)

1. 운반통로 형성용 안내부재(9)와 ; 상기 안내부재를 따라서 수평면상에서 직선이동가능한 가동부재(1)와; 워크피이스(P)를 지지하기 위한 적어도 하나의 홀더수단(13)을 가지며, 상기 홀더수단의 중심으로부터 이격된 회전축(33)을 중심으로 수직면상에서 회전 가능한 상기 가동부재상에 설비되는 워크피이스 지지부재(11)와 ; 상기 홀더 수단이 워크피이스를 하방으로 향하게 지지하는 배향으로 상기 워크피이스 지지부재를 유지시킨 상태에서 상기 워크피이스 지지부재를 상기 회전축을 중심으로 수직면상에서 회전동작으로 구동시키는 구동기구(19)와; 상기 홀더수단이 회전동작중, 상기 워크피이스의 지지와, 상기 워크피이스 지지부재의 최하위치에서 워크피이스의 해방을 순차로 행하도록 제어하는 제어수단(SL)을 구비한 것을 특징으로 하는 워크피이스 운반장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 워크피이스지지부재(11)가; 복수의 워크피이스를 지지할 수 있는 복수의 홀더수단(13)과; 수직면상에서 자전가능하며 그로부터 상기 복수의 홀더수단이 방사상으로 뻗어있는 회전헤드(15)를 구비하고 있고 ; 상기 장치가 상기 회전헤드를 자전동작으로 구동하는 회전헤드 구동기구(69)를 더 구비한 것이 특징인 워크피이스 운반장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 각각의 홀더수단(13)이 자전할 수 있고, 상기 장치가 각각의 홀더수단을 자전하도록 구동하는 홀더구동수단(37)을 더 구비한 것이 특징인 워크피이스 운반장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 복수의 홀더수단(13)이 상이한 크기의 워크피이스들을 지지할 수 있고, 상기 워크피이스 지지부재의 회전동작중 하방으로 향하는 상기 홀더수단중 하나가 상기 회전헤드의 자전 동작에 의해 선택되는 것이 특징인 워크피이스 운반장치.
5. 제2항에 있어서, 하방으로 향한 상기 홀더수단(13)중 하나가 대지 레벨(G)에서 워크피이스를 픽업한 직후에, 상기 회전헤드 구동기구(39)가 상기 회전헤드를 한 방향으로 90°이하의 설정된 각도만큼 회전시키고, 상기 홀더수단중 하나가 대지 레벨에서 워크피이스를 해방하기 직전에 상기 회전헤드를 다른 방향으로 지정된 각도만큼 회전시킴으로써, 상기 홀더수단중 하나에 의해 지지된 상기 워크피이스가, 회전동작중의 상기 워크피이스 지지부재의 최하 위치들에서 대지 레벨보다 높은 레벨까지 하강되는 것이 특징인 위크피이스 운반장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 구동기구(19)가 상기 제어수단(SL)에 의해 제어되어 회전동작중의 상기 워크피이스 지지부재의 최하 위치들중 연속 위치들간의 주기를 조정하는 수단을 구비한 것이 특징인 워크피이스 운반장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 워크피이스(P)가 상기 가동부재(1)에 의한 직선동작과 상기 워크피이스 지지부재(11)에 의한 회전동작의 조합에 의해 형성된 원형 궤적(N)을 따라 운반되는 것이 특징인 워크피이스 운반장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 구동기구(19)가 벨트 전달계(59, 67)를 이용한 유성기어 기구를 구비한 것이 특징인 워크피이스 운반장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 구동기구(19)가 기어전달계(43', 51', 53', 57', 63', 65')를 이용한 유성기어기구를 구비한 것이 특징인 워크피이스 운반장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 구동기구가 4-조인트 링크기구(113)을 구비한 것이 특징인 워크피이스 운반장치.
11. 워크피이스 지지부재상에 설치된 적어도 하나의 홀더수단에 의해서 워크피이스를 지지하고; 상기 워크피이스 지지부재가 위에 설치돼 있는 가동부재를, 안내부재에 의해 형성된 운반통로를 따라서 수평면상에서 직선동작으로 구동하고; 상기 워크피이스 지지부재의 중심으로부터 이격된 회전축을 중심으로 수직면상에서 회전동작으로 상기 워크피이스 지지부재를 구동하는 한편, 상기 워크피이스 지지부재는 상기 홀더수단중 하나가 상기 워크피이스가 하방으로 향하게 지지하는 방향을 유지하고; 상기 홀더수단이 상기 워크피이스의 지지와 회전동작중의 워크피이스 지지부재의 최하위치에서 워크피이스의 해방을 순차로 행하도록 제어함으로써 행하는 워크피이스 운반방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 워크피이스 지지부재상에 설치돼 있고, 수직면상에 자전 가능하고, 그로부터, 복수의 워크피이스를 지지할 수 있는 복수의 홀더수단이 방사상으로 뻗어있는 회전헤드를 자전 동작하도록 구동하는 단계를 더 행하는 것이 특징인 워크피이스 운반방법.
13. 제12항에 있어서, 자전가능한 상기 복수의 지지수단을 각각 자전동작하도록 구동하는 단계를 더 행하는 것이 특징인 워크피이스 운반방법.
14. 제12항에 있어서, 상기 복수의 홀더수단이 상이한 크기의 워크피이스를 지지할 수 있고, 상기 회전헤드를 자선동작하도록 구동하는 단계에서, 상기 워크피이스 지지부재의 회전동적중 하방으로 향하는 홀더수단중 하나가 상기 회전헤드의 자전운동에 의해 선택되는 것이 특징인 워크피이스 운반방법.
15. 제12항에 있어서, 상기 회전헤드를 자전동작하도록 구동하는 단계에서, 하방으로 향한 상기 홀더수단 중 하나가 그라운드 레벨에서 워크피이스를 픽업한 직후에, 상기 회전헤드가 한 방향으로 설정된 90°이하의 각도만큼 회전되고, 상기 홀더수단중 하나가 대지 레벨에서 워크피이스를 해방하기 직전에 상기 회전헤드가 다른 방향으로 지정된 각도만큼 회전됨으로써, 상기 홀더수단중 하나에 의해 지지된 상기 워크피이스가 회전동작중의 상기 워크피이스 지지부재의 최하위치들에서 대지 레벨 보다 높은 레벨까지 하강되는 것이 특징인 워크피이스 운반방법.
16. 제11항에 있어서, 상기 제어단게에서, 회전동작중의 워크피이스 지지부재의 연속된 최하위치들간의 주기가 조정되는 것이 특징인 워크피이스 운반방법.
17. 제11항에 있어서, 상기 워크피이스기 상기 가동부재에 의한 직선동작과 상기 워크피이스 지지부재에 의한 회전동작의 조합에 의해 형성된 원형 궤적(N)을 따라 운반되는 것이 특징인 워크피이스 운반방법.
18. 제11항에 있어서, 상기 워크피이스 지지부재를 구동하는 단계에서, 벨트전달을 이용한 유성기어 기구가 사용되어, 회전동작중의 워크피이스 지지부재를 이 워크피이스 지지부재의 중심으로부터 이격된 회전축을 중심으로 수직면상에서 회전동작하도록 구동하는 한편, 상기 워크피이스를 차지하는 상기 홀더수단중 하나가 하방으로 향하도록 상기 워크피이스 지지부재의 방향을 유지하는 것이 특징인 워크피이스 운반방법.
19. 제11항에 있어서, 상기 워크피이스 지지부재를 구동하는 단계에서 기어전달을 이용한 유성기어 기구가 사용되어, 회전동작중의 워크피이스 지지부재를 이 워크피이스 지지부재의 중심으로부터 이격된 회전축을 중심으로 수직면상에서 회전동작하도록 구동하는 한편, 상기 워크피이스를 지지하는 상기 홀더수단중 하나가 하방으로 향하도록 상기 워크피이스 지지부재의 방향을 유지하는 것이 특징인 워크피이스 운반방법.
20. 제11항에 있어서, 상기 워크피이스 지지부재를 구동하는 단계에서 4-조인트 링크 기구가 사용되어, 회전동작중의 워크피이스 지지부재를 이 워크피이스 지지부재의 중심으로부터 이격된 회전축을 중심으로 수직면상에서 회전동작하도록 구동하는 한편, 상기 워크피이스를 지지하는 상기 홀더수단중 하나가 하방으로 향하도록 상기 워크피이스 지지부재의 방향을 유지하는 것이 특징인 워크피이스 운반방법.