KR101136271B1 - 진동정렬장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동정렬장치에 관한 것이다. 본 발명은 베이스(30)와, 상기 베이스(30)에 설치되고 진동을 위한 구동력을 제공하는 모터(32)와, 상기 모터(32)의 모터축(33)에 연결되어 함께 회전하면서 진동을 발생시키는 진동유니트(36)와, 상기 진동유니트(36)가 일체로 설치되고 상기 베이스(30) 상에 탄성지지부재(44)에 의해 하면이 지지되어 설치되는 진동판(42)과, 상기 진동유니트(36)에 의해 진동되는 상기 진동판(42) 상부에 승강실린더(46)에 의해 승강되게 설치되고 상면의 정렬홈(3)에 부품(5)이 수납된 템플레이트(1)가 안착되는 테이블(50)을 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 진동정렬장치에 의하면, 상대적으로 소형인 부품의 정렬이 보다 용이하게 이루어지고, 템플레이트에 부품이 끼여 있을 때 평소와 다른 방향의 진동을 주어 다른 부품에 영향을 주지 않으면서 부품이 낀 상태를 해결할 수 있으며, 진동판에서 발생할 수 있는 정전기의 영향을 부품이 받지 않으며, 진동판이 기구적으로 구속되어 있는 구성이 아니므로 장치의 내구성이 좋은 이점이 있다.

진동, 부품, 정렬

Description

진동정렬장치{A patrs alignment device using vibration}

도 1은 일반적인 템플레이트에 이에 부품이 정렬되는 것을 보인 측단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 진동정렬장치의 구성을 보인 부분단면 측면도.

도 3은 본 발명에 의한 진동정렬장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 개략 측단면도.

도 4는 본 발명 실시예의 요부 구성을 보인 평단면도.

도 5a에서 도 5c는 본 발명 실시예가 동작되는 것을 순차적으로 보인 동작상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30: 베이스 32: 모터

33: 모터축 34: 커플링

36: 진동유니트 38: 진동축

40: 진동케이스 42: 진동판

45: 베어링 46: 승강실린더

48: 승강로드 50: 테이블

52: 지지봉 54: 고정핀

56: 지지대 58: 연장암

60: 타진실린더 62: 타진로드

본 발명은 진동정렬장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상대적으로 크기가 작은 부품을 템플레이트에 형성된 다수개의 안착홈 내에 진동을 이용하여 하나씩 안착시켜 정렬하는 진동정렬장치에 관한 것이다.

인쇄회로기판 등에 부품을 실장함에 있어서, 부품을 1개씩 인쇄회로기판에 실장하는 방법과 여러개의 부품을 템플레이트에 쏟아 붇고 정렬하여 차례로 또는 한꺼번에 인쇄회로기판에 실장하는 방법이 있다.

도 1에는 템플레이트와 이에 안착되는 부품이 도시되어 있다. 이에 따르면, 판상의 템플레이트(1)의 상면에는 다수개의 정렬홈(3)이 요입되어 형성되어 있다. 상기 정렬홈(3)은 다수개가 일정하게 배열된다. 상기 정렬홈(3)에는 부품(5)이 하나씩 안착되어, 전체적으로 템플레이트(1)에 다수개의 부품(5)이 일정 방향으로 정렬된다. 이를 위해 상기 정렬홈(3)의 내면 구성은 부품(5)이 일정한 방향으로 안착되도록 된다.

이와 같이 템플레이트(1)에 부품(5)을 정렬하는 것은 상기 템플레이트(1)에 진동을 주어서 수행한다. 상기 템플레이트(1)에 진동을 제공하는 것은 도 2에 도시된 바와 같은 진동정렬장치이다.

도 2에 따르면, 프레임(10)의 일측에는 실린더(12)가 설치된다. 상기 실린더 (12)는 다수개가 구비될 수 있다. 상기 실린더(12)의 구동로드(14)는 실린더(12)의 내외부로 입출된다. 상기 구동로드(14)의 선단에는 상기 템플레이트(1)가 안착되는 테이블(16)이 지지된다. 상기 테이블(16)은 이전의 공정으로부터 상기 템플레이트(1)를 전달받아 아래에서 설명될 진동유니트(26)에 밀착되게 하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 테이블(16)은 상기 구동로드(14)가 실린더(12)의 내외부로 입출됨에 따라, 승강된다.

상기 프레임(10)의 일측에는 모터(18)가 설치된다. 상기 모터(18)의 모터축(19) 선단에는 커플링(20)에 의해 진동축(22)이 편심되게 설치된다. 상기 진동축(22)은 상기 프레임(10)의 일측을 관통하여 상기 테이블(16)방향으로 연장되는 것이다. 도면부호 24는 진동조정자이다.

상기 진동축(22)의 선단에는 진동유니트(26)가 연결된다. 상기 진동유니트(26)는 상기 프레임(10)에 설치되는 것으로, 진동판(27)이 상기 진동축(22)에 의해 일차원 평면상에서 움직이게 된다. 즉, 상기 진동축(22)의 선단이 상기 진동판(27)에 연결되어 있고, 상기 진동판(27)을 평면도로 볼 때, 볼부싱(28)이 진동판(27)을 종횡으로 관통하여 설치된다. 따라서, 상기 진동판(27)은 상기 진동축(22)이 상기 모터축(19)의 회전중심을 중심으로 편심된 길이만큼의 반경을 가지도록 회전됨에 의해 서로 수직방향으로 연장되어 있는 상기 볼부싱(28)을 따라 움직여 진동된다.

상기 진동판(27)의 하면에는 상기 템플레이트(1)의 상면에 밀착되는 밀착판(29)이 구비된다. 상기 밀착판(29)은 고무와 같은 재질로 만들어지는 것으로, 상기 템플레이트(1)의 상면에 밀착되어 상기 진동판(27)의 진동이 상기 템플레이트(1)로 정확하게 전달되도록 한다. 상기 진동판(27)의 하면에는 상기 테이블(16)의 상면 방향으로 수직되게 연장되는 고정핀(29')이 구비된다. 상기 고정핀(29')은 상기 진동판(27)의 진동이 템플레이트(1)로 보다 확실하게 전달되도록 하는 역할을 한다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 기존의 진동정렬장치는 상대적으로 크기가 큰 부품(5)에 적합한 것이다. 즉, 단지 일차원 평면상에서의 진동만을 사용하여 부품(5)을 정렬하도록 되었다. 따라서, 상대적으로 크기가 작은 부품(5)의 경우 정렬이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있다.

그리고, 기존의 진동정렬장치에서 부품(5)이 템플레이트(1)의 정렬홈(3)에 끼어 있을 경우, 상기 진동조정자(26)를 조정하여 진동축(22)의 편심을 달리하여 진동의 세기를 상대적으로 크게 해야 한다. 하지만, 이와 같이 일차원 평면상에서의 진동을 세게 하면 다른 정렬된 부품(5)의 정렬상태에 영향을 주는 문제점이 있다.

또한, 기존에 고무와 같은 재질로 만들어지는 밀착판(29)을 밀착시켜 진동을 가하면, 상기 밀착판(29)에 발생하는 정전기에 의하여 부품이 밀착판(29)에 부착되는 문제점이 발생한다.

그리고, 종래의 진동정렬장치는 상기 진동유니트(26)의 진동판(27)을 종횡으로 관통하여 볼부싱(28)이 설치되고, 서로 직교하는 방향으로 연장되는 상기 볼부싱(28)을 따라서, 예를 들면 각각 X,Y축방향으로 진동판(27)이 이동함에 의해 진동이 발생된다. 따라서, 진동판(27)의 진동폭이 큰 경우 상기 볼부싱(28)이 쉽게 망 가지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상대적으로 작은 크기의 부품을 템플레이트에 정렬하는 진동정렬장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 템플레이트가 평소에 진동되는 방향과 다른 방향으로 소정 크기 이상의 가진력을 제공할 수 있는 진동정렬장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 진동판을 템플레이트의 하부에 두어 템플레이트에 안착된 부품에 정전기 등의 영향이 작용하지 못하도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 템플레이트에 진동을 제공하는 진동판을 베이스상에 스프링으로 지지하여 진동판이 구속되지 않은 상태에서 진동되도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 베이스와, 상기 베이스에 설치되고 진동을 위한 구동력을 제공하는 모터와, 상기 모터의 모터축에 연결되어 함께 회전하면서 진동을 발생시키는 진동유니트와, 상기 진동유니트가 일체로 설치되고 상기 베이스 상에 탄성지지부재에 의해 하면이 지지되어 설치되는 진동판과, 상기 진동유니트에 의해 진동되는 상기 진동판 상부에 승강실린더에 의해 승강되게 설치되고 상면의 정렬홈에 부품이 수납된 템플레이트가 안착되는 테이블을 포함하여 구성된다.

상기 진동유니트는 상기 모터축과 동축으로 연결되어 모터에 의해 회전되는 진동축과, 상기 진동판에 고정되어 설치되고 상기 진동축이 중앙을 관통하면서 내부에서 베어링에 의해 회전가능하게 지지되는 진동케이스와, 상기 진동케이스의 외부로 돌출된 진동축의 선단에 설치된 편심자를 포함하여 구성된다.

상기 편심자는 한쌍이 소정의 각도 간격을 가지도록 상기 진동축 상에 설치된다.

상기 편심자는 편심질량부와, 상기 편심질량부에서 연장되고 상기 진동축의 외주면을 감싸도록 분지되어 구성되는 연결아암과, 상기 연결아암의 분지된 부분을 서로 결합하여 연결아암이 진동축에 고정되게 하는 고정볼트를 포함하여 구성된다.

상기 테이블에는 상기 편심자나 진동축과의 간섭을 방지하기 위한 관통공이 형성되고, 상기 테이블의 상면에는 템플레이트를 지지하는 다수개의 지지봉이 구비되며, 상기 지지봉에는 템플레이트를 고정하기 위한 고정핀이 구비된다.

상기 베이스 상에 설치되는 지지대에는 상기 템플레이트에 상기 탄성지지부재가 지지하는 방향으로 이상진동을 발생시키도록 타진로드를 구비하는 타진실린더가 상기 템플레이트의 상면과 마주보게 설치된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 진동정렬장치에 의하면, 상대적으로 소형인 부품의 정렬이 보다 용이하게 이루어지고, 템플레이트에 부품이 끼여 있을 때 평소와 다른 방향의 진동을 주어 다른 부품에 영향을 주지 않으면서 부품이 낀 상태를 해결할 수 있으며, 진동판에서 발생할 수 있는 정전기의 영향을 부품이 받지 않으며, 진동판이 기구적으로 구속되어 있는 구성이 아니므로 장치의 내구성 이 좋은 이점이 있다.

이하 본 발명에 의한 진동정렬장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3에는 본 발명에 의한 진동정렬장치의 바람직한 실시예가 개략 측단면도로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예의 요부 구성이 평단면도로 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 베이스(30)는 본 발명의 진동정렬장치를 구성하는 부품들이 설치된다. 상기 베이스(30)에는 모터(32)가 구비된다. 상기 모터(32)는 템플레이트(1)에 진동을 발생시키기 위한 구동력을 제공하는 것이다. 상기 모터(32)의 모터축(33)의 선단에는 커플링(34)에 의해 진동유니트(36)가 연결된다. 상기 커플링(34)은 보다 정확하게는 진동유니트(36)의 진동축(38)과 모터축(33)을 연결한다.

상기 모터축(33)의 선단에 설치된 진동유니트(36)에는 진동축(38)이 구비된다. 상기 진동축(38)은 상기 모터축(33)과 연결되어 함께 회전하는 것이다. 상기 진동축(38)의 선단에는 편심자(39)가 설치된다. 상기 편심자(39)는 한쌍이 소정의 각도를 두고 설치되는 것이 바람직하다. 상기 편심자(39)는 상기 진동축(38)의 선단이 편심회전하게 하여 궁극적으로 상기 템플레이트(1)에 진동을 제공하는 것이다.

상기 편심자(39)가 상기 진동축(38)에 설치되는 구성이 도 4에 잘 도시되어 있다. 상기 편심자(39)는 편심질량부(39m)에서 연결아암(39a)이 길게 연장된다. 상 기 연결아암(39a)은 상기 진동축(38)에 편심자(39)를 연결하는 것이다. 상기 연결아암(39a)은 그 선단이 상기 진동축(38)을 둘러싸도록 2갈래로 분지되어 있다. 상기 분지된 부분은 고정볼트(39b)에 의해 죄어져 연결아암(39a)이 진동축(38)에 고정되게 한다. 상기 편심자(39)는 한쌍이 구비되는데, 상기 편심자(39)의 연결아암(39a)사이의 각도를 달리하여 진폭을 제어할 수 있다.

상기 진동축(38)은 진동케이스(40)를 관통하여 설치된다. 상기 진동축(38)은 진동케이스(40) 내에서 베어링(45)에 의해 회전가능하게 지지된다. 상기 진동케이스(40)는 진동판(42)을 관통하여 진동판(42)에 고정된다. 따라서, 상기 진동케이스(40)는 진동판(42)과 함께 진동하게 된다.

상기 진동판(42)은 소정의 면적을 가지는 판상의 것으로, 탄성지지부재(44)에 의해 상기 베이스(30)에 지지된다. 여기서, 상기 진동판(42)의 상면에 대응되는 이차원 평면을 X,Y평면이라고 할 때, 상기 탄성지지부재(44)는 상기 진동판(42)을 Z축 방향으로 지지하여 Z축방향의 진동을 가능하게 한다. 상기 탄성지지부재(44)는 상기 진동판(42)을 안정되게 지지할 수 있도록 적어도 4개 이상이 사용된다.

상기 진동판(42)에는 승강실린더(46)가 다수개 설치된다. 본 실시예에서는 상기 승강실린더(46)가 진동판(42)의 하면에 설치되었으나, 반드시 그러한 것은 아니다. 상기 승강실린더(46)의 승강로드(48)는 상기 진동판(42)의 상방으로 돌출된다. 상기 승강로드(48)의 선단에는 테이블(50)이 지지된다. 상기 테이블(50)은 상기 다수개의 승강실린더(48)의 승강로드(48)에 의해 지지되어 승강된다. 상기 테이블(50)의 승강은 테이블(50)상에 템플레이트(1)를 안착시키기 위한 것이다. 즉, 이 전의 공정으로부터 템플레이트(1)를 전달받거나, 다음의 공정으로 전달하기 위해 상기 테이블(50)이 승강된다. 도면부호 50'는 테이블(50)에 형성된 관통공이다.

상기 테이블(50) 상에는 다수개의 지지봉(52)이 구비되고, 상기 지지봉(52)의 선단에는 고정핀(54)이 설치된다. 상기 고정핀(54)은 템플레이트(1)의 하면에 형성된 고정홈(도시되지 않음)에 삽입되어 테이블(50)상에 템플레이트(1)를 안정되게 지지한다.

상기 베이스(30)의 일측에는 지지대(56)가 수직으로 세워지고, 상기 지지대(56)의 상단에는 연장암(58)이 구비된다. 상기 연장암(58)은 상기 지지대(56)에 대해 수직되는 방향으로 연장된다. 상기 연장암(58)의 선단에는 타진실린더(60)가 설치된다. 상기 타진실린더(60)에는 타진로드(62)가 구비되어 상기 템플레이트(1)의 상면을 타격하여 이상진동을 제공한다. 상기 타진실린더(60)는 상기 템플레이트(1)에 안착된 부품(5)이 끼여 진동에 의해 움직이지 않을 때, 이상 진동을 제공하여 상기 부품(5)이 진동에 의해 정렬될 수 있는 상태로 만드는 것이다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 진동정렬장치의 작용을 상세하게 설명한다.

이전의 공정에서 전달되는 상기 템플레이트(1)에는 정렬홈(3)의 내부에 다양한 자세로 부품(5)이 안착되어 있다. 상기 템플레이트(1)를 전달받기 위해서는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 테이블(50)이 상대적으로 하부로 하강되어 있다. 상기 테이블(50)의 하강은 상기 실린더(46)의 구동에 의해 수행된다. 이때, 상기 테이블(50)의 중앙에 형성된 관통공(50')이 진동축(38), 편심자(39)와 테이블(50)의 간섭을 방지한다.

상기 테이블(50)의 지지봉(52)상에 템플레이트(1)가 안착되면, 상기 고정핀(54)이 상기 템플레이트(1) 하면의 고정홈에 안착되어 템플레이트(1)가 상기 테이블(50)에 대해서는 임의로 움직이지 않도록 된다.

이와 같은 상태에서 상기 승강실린더(46)가 동작하여 상기 승강로드(48)가 상승되어 작업위치로 이동된다. 상기 테이블(50)이 상승하여 작업위치에 있는 상태가 도 5b에 도시되어 있다.

상기 테이블(50)이 작업상태에 있게 되면, 상기 모터(32)가 동작된다. 상기 모터(32)가 동작되면 모터축(33)이 회전되면서, 상기 모터축(33)과 커플링(34)에 의해 연결된 진동유니트(36)의 진동축(38)이 회전한다.

이때, 상기 진동축(38)의 상단에 구비된 편심자(39)에 의해, 상기 진동축(38)은 진동을 발생시키면서 회전하게 되고, 상기 진동유니트(36)에는 진동이 발생한다. 상기 진동유니트(36)에 진동이 발생하면, 상기 진동판(42)이 진동을 하게 된다. 즉, 상기 진동판(42)은 주로 그 상면에 평행한 면인 이차원평면상에서 진동을 하고, 일부 상기 탄성지지부재(44)의 지지방향으로도 진동한다. 이와 같은 상태가 도 5c에 도시되어 있다.

이와 같은 진동판(42)의 진동은 상기 테이블(50)을 통해 상기 템플레이트(1)로 전달되고, 상기 템플레이트(1)에 있는 부품(5)들이 정렬홈(3)내에 바른 자세로 안착된다.

한편, 템플레이트(1)에 있는 부품(5)에서 도저히 바른 자세로 되지 않는 것 이 있는 경우를 위해 타진실린더(60)가 사용된다. 상기 타진실린더(60)는 상기 진동유니트(36)에 의해 발생하는 진동방향과는 전혀 다른 방향인 Z축방향으로 이상진동을 제공한다. 따라서, 템플레이트(1)에서 진동유니트(36)의 진동에 의해 움직이지 않던 부품(5)이 움직일 수 있게 된다.

이후에, 계속하여 상기 진동유니트(36)에 의한 진동이 발생하면, 상기 템플레이트(1)의 정렬홈(3)에 있는 부품(5)은 모두가 바른 자세로 정렬될 수 있게 된다.

한편, 상기 진동유니트(36)에서 발생하는 진동의 진폭을 조정하기 위해서는 상기 한쌍의 편심자(39)가 설치되는 각도를 달리하면 된다. 그리고, 상기 진동판(42)의 상하방향 진동은 상기 탄성지지스프링(44)의 스프링상수 k를 조절함에 의해 진동이 조정된다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

예를 들어 본 발명에서는 상기 타진실린더(60)가 반드시 구비되어야 하는 것은 아니며, 타진실린더(60)가 없더라도 상대적으로 작은 크기를 가지는 부품(5)의 정렬은 충분히 수행할 수 있다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 진동정렬장치에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

먼저, 본 발명에서는 진동판이 별도의 기구적 구성에 의해 구속되어 움직이는 것이 아니라, 탄성지지부재에 의해 지지된 상태에서 진동유니트에서 발생하는 진동에 의해 진동된다. 따라서, 진동정렬장치를 구성하는 부품들 사이에서 마찰에 의한 마모가 발생하지 않은 내구성이 높아지는 효과가 있다.

본 발명에서는 별도의 타진실린더를 사용하여 템플레이트가 평소에 진동되는 방향과 다른 방향으로 소정 크기 이상의 가진력을 제공할 수 있어, 일반적인 진동에 의해 정렬되지 않는 부품을 확실하게 정렬시킬 수 있다.

그리고, 본 발명에서는 진동판이 템플레이트에 안착된 부품과 마주보지 않도록 구성되어 있어, 진동판 등에서 발생하는 정전기 등의 영향이 부품에 작용하지 않는다. 따라서, 상대적으로 작은 크기의 부품도 보다 확실하게 정렬할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 베이스와,

   상기 베이스에 설치되고 진동을 위한 구동력을 제공하는 모터와,

   상기 모터의 모터축에 연결되어 함께 회전하면서 진동을 발생시키는 진동유니트와,

   상기 진동유니트가 일체로 설치되고 상기 베이스 상에 탄성지지부재에 의해 하면이 지지되어 설치되는 진동판과,

   상기 진동유니트에 의해 진동되는 상기 진동판 상부에 승강실린더에 의해 승강되게 설치되고 상면의 정렬홈에 부품이 수납된 템플레이트가 안착되는 테이블을 포함하고,

   상기 진동유니트는,

   상기 모터축과 동축으로 연결되어 모터에 의해 회전되는 진동축과,

   상기 진동판에 고정되어 설치되고 상기 진동축이 중앙을 관통하면서 내부에서 베어링에 의해 회전가능하게 지지되는 진동케이스와,

   상기 진동케이스의 외부로 돌출된 진동축의 선단에 설치된 편심자를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 진동정렬장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 편심자는 한쌍이 소정의 각도 간격을 가지도록 상기 진동축 상에 설치됨을 특징으로 진동정렬장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 편심자는,

   편심질량부와,

   상기 편심질량부에서 연장되고 상기 진동축의 외주면을 감싸도록 분지되어 구성되는 연결아암과,

   상기 연결아암의 분지된 부분을 서로 결합하여 연결아암이 진동축에 고정되게 하는 고정볼트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 진동정렬장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 테이블에는 상기 편심자나 진동축과의 간섭을 방지하기 위한 관통공이 형성되고, 상기 테이블의 상면에는 템플레이트를 지지하는 다수개의 지지봉이 구비되며, 상기 지지봉에는 템플레이트를 고정하기 위한 고정핀이 구비됨을 특징으로 하는 진동정렬장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 베이스 상에 설치되는 지지대에는 상기 템플레이트에 상기 탄성지지부재가 지지하는 방향으로 이상진동을 발생시키도록 타진로드를 구비하는 타진실린더가 상기 템플레이트의 상면과 마주보게 설치됨을 특징으로 하는 진동정렬장치.

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