KR20090090934A - 전동 피더의 모터위상 보정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동 피더의 모터위상 보정방법을 제공한다. 상기 모터위상 보정방법은 부품공급을 위한 전동 피더의 전원 오프시의 모터 입력위상을 메모리부에 저장하는 단계를 포함한다. 상기 메모리부에 저장된 모터 입력위상과 같아지도록 상기 전동 피더의 전원 인가시에 초기화된 드라이버의 위상을 조절하는 단계를 포함한다. 상기 드라이버를 인에이블시켜 전원 오프시의 모터 입력위상에 맞추어 상기 모터에 전류를 공급하는 단계를 포함한다.

드라이버, 모터 입력위상, 메모리부

Description

전동 피더의 모터위상 보정방법{Method for compensating motor phase of electric feeder}

본 발명은 전동 피더의 모터위상 보정방법에 관한 것으로, 특히 전동 피더의 전원오프시에 저장된 모터 입력위상과 같아지도록 드라이버 위상을 조절하는 전동 피더의 모터위상 보정방법에 관한 것이다.

칩마운터와 같은 부품실장기는 전자부품을 공급하는 테이프 피더와 작업위치를 결정하는 X-Y 겐트리, 작업할 인쇄회로기판을 반송하는 컨베이어부, X-Y 겐트리에 의해 고속 이동하면서 테이프 피더로부터 전자부품을 픽업하여 인쇄회로기판 상에 실장하는 헤드부 등으로 구성된다.

테이프 피더는 전자부품이 테이프의 요입홈 내에 삽입되어 비닐로 덮인 테이프를 비닐이 벗겨진 상태로 1피치씩 이송시켜 요입홈 내의 전자부품을 헤드부의 노즐이 순차적으로 1개씩 픽업(pick-up)할 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 크게 부품피딩부와 부품권취릴 및 비닐회수릴로 구성된다.

부품피딩부는 피딩모터와 피딩기어 등의 작동에 의해 테이프를 1피치씩 이동시키며 전자부품을 공급하는 역할을 한다. 그리고, 부품권취릴에는 부품피딩부로 공급할 전자부품이 패킹(packing)된 테이프가 감겨있고, 비닐회수릴에는 테이프에서 벗겨진 비닐이 회수되면서 감겨지게 된다.

부품피딩부가 테이프를 이동시키며 전자부품을 공급하도록 하는 피딩모터는 기계의 이송속도와 이송거리를 결정하는바 정밀하게 제어할 필요가 있다. 모터를 회전구동하여 부품피딩부의 위치를 제어함에 있어서, 프로그램에서 인식하는 위치와 실제 기계의 위치를 일치시키기 위하여 운전 전에 원점 복귀 제어를 수행할 필요가 있다.

종래의 경우, 모터를 회전하여 처음 위치로 되돌아가게 하는 호밍(homing)을 할 때, 모터의 정지 위치가 항상 드라이버의 초기 위치가 되도록 맞추었다. 일반적으로 피치 단위로 움직이게 되면 모터가 정지하는 위상은 항상 일정하므로, 위상에 대해서는 특별히 신경을 쓰지 않아도 된다. 상기 모터가 스텝모터인 경우에는 스텝모터의 분해능(resolution)을 이용한 위치 보정을 할 수 없다는 단점이 있다. 즉, 스텝모터의 경우 펄스 하나당 모터의 회전수가 일정한데 펄스 단위로 보정을 할 수가 없으므로 항상 1 사이클 기준으로 움직여야 하는 제한이 있다. 또한, 이 경우 동시 픽업 등의 적용을 위해 피더간 위치 보상 기능을 사용할 수 없게 된다.

부품을 피딩하기 위한 기구물은 가격과 성능을 고려하여 스텝모터를 사용하는 경우가 많다. 이는 스텝모터가 입력 펄스에 따라 회전각이 결정되기 때문에 엔코더를 달지 않아도 되는 장점이 있기 때문이다. 또한, 스텝모터는 마이크로 스텝 기능을 이용하여 정밀도를 높일 수도 있다. 이 경우 전동 피더의 전원이 오프되는 시점의 스텝 모터 입력위상은 마이크로 스텝 사이클의 임의의 위치, 어느 곳에도 있을 가능성이 있다. 그러나, 다시 전동 피더에 전원이 인가되면 일반적으로 드라이버의 위상은 초기값으로 설정되어, 전원이 인가되는 동시에 스텝 모터가 입력위상에 맞게 틀어지게 된다. 이 경우, 전동 피더의 홈(home)을 다시 잡고 시작하면 상관없으나, 그렇지 않은 경우에는 부품위치가 틀어지게 되어 에러가 발생할 수가 있다. 일반적으로 전동 피더는 도킹 카트에서 설정을 완료하고 전원을 오프한 후, 장비로 이동, 장착하면서 전원이 바로 인가되며, 별도의 조정없이 바로 장비 운전이 시작될 수 있다. 그러므로, 전원 인가에 의한 모터 상의 변화는 장비 운전에 치명적인 영향을 줄 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 전동 피더의 전원이 오프된 후 다시 전원이 인가될 때, 드라이버의 위상이 초기화되어 전원 오프시의 모터의 입력위상과 달라 발생하는 모터의 틀어짐을 방지하기 위한 모터위상 보정방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 전동 피더의 모터위상 보정방법을 제공한다. 상기 모터위상 보정방법은 부품공급을 위한 전동 피더의 전원 오프시의 모터 입력위상을 메모리부에 저장하는 단계를 포함한다. 상기 메모리부에 저장된 모터 입력위상과 같아지도록 상기 전동 피더의 전원 인가시에 초기화된 드라이버의 위상을 조절하는 단계를 포함한다. 상기 드라이버를 인에이블(enable)시켜 전원 오프시의 상기 모터 입력위상에 맞추어 상기 모터에 전류를 공급하는 단계를 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 상기 메모리부는 비휘발성 메모리소자로 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 초기화된 드라이버의 위상을 조절하는 단계는 상기 드라이버가 디스에이블(disable)한 상태에서 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 모터 입력위상을 상기 메모리부에 저장하는 단계는 상기 전동 피더의 인가전원을 모니터부에서 감지하고, 상기 모니 터부에서 감지된 상기 인가전원이 일정값 이하일 때, 제어부에 의해 모터구동 시퀀스를 종료시키고, 상기 모터구동 시퀀스가 종료되는 시점의 모터 입력위상을 상기 메모리부에 저장하는 것을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 드라이버의 위상 및 상기 제어부의 위상카운터를 리셋하는 단계, 상기 모터를 호밍(homing)하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따른 전동 피더의 모터위상 보정방법은 전동 피더의 전원 오프시의 모터 입력위상을 저장하고, 전동 피더의 전원 인가시에 드라이버의 위상을 저장된 모터 입력위상에 맞게 조절하여 모터에 전류를 공급함으로써, 전원 인가시 모터가 움직이지 않도록 하여 부품피딩부에서 부품위치가 틀어지는 것을 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동 피더의 모터위상 보정방법을 설명하기 위해 모터 입력위상을 저장하는 순서를 나타내는 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 모터구동으로 부품을 부품공급부로 이송하는 장치인 전동 피더에 있어서, 상기 전동 피더의 인가전원값을 감지할 수 있다(S100). 일반적으로 도킹 카트에는 수십개의 전동 피더들이 장착되어 있는데 상기 전동 피더들이 장착 된 도킹 카트를 부품실장장비로 이동, 장착하면 전원이 바로 인가된다. 상기 전동 피더들 중 일부에 문제가 생기거나, 테이프 교환 등이 필요한 경우 개별 피더들을 상기 도킹 카트에서 분리하게 되면 상기 개별 피더들은 전원이 차단될 수 있다. 상기 전동 피더의 인가전원값을 감지하는 이유는 상기 전동 피더의 전원 오프시의 모터 입력위상을 저장하는 시점을 파악하기 위함이다. 상기 전동 피더의 인가전원은 모니터부에서 감지될 수 있다.

상기 전동 피더의 인가전원을 항시 상기 모니터부에서 감지하는 동안에 상기 인가전원값이 초기에 정의된 값 이하로 떨어지는지를 판단할 수 있다(S110). 예를 들어, 전동 피더가 동작할 때의 인가전원이 24V이고, 초기에 정의된 값이 20V이라면 상기 모니터부에서 상기 인가전원이 20V이하가 되는 것을 감지하여 신호를 제어부에 보낼 수 있다. 일반적으로, 상기 제어부는 프로그램된 속도와 위치 프로파일을 발생시켜 그 정보를 드라이버에 전달하게 되며, 이 드라이버는 그 정보 또는 신호를 모터를 구동하기 위한 전류, 전압 등으로 변환 또는 증폭하여 모터의 회전운동을 결정할 수 있다.

판단결과, 초기에 정의된 값 이상의 인가전원이 유지되고 있다면, 상기 전동 피더는 동작을 계속할 것이고, 상기 인가전원이 초기에 정의된 값 이하로 떨어진다면, 상기 제어부에 의해 모터구동 시퀀스가 종료될 수 있다(S120). 상기 모터구동 시퀀스를 종료시키는 이유는 전원이 완전히 오프되기 전까지 모터가 동작할 수 있으므로 저장하고자 하는 모터 입력위상의 기준을 정하기 위함이다.

상기 모터구동 시퀀스가 종료된 후 전동 피더의 인가전원이 완전히 제로가 되기 전에 상기 모터가 정지한 위치에 해당하는 전원 오프시의 모터 입력위상을 저장할 수 있다(S130). 상기 모터 입력위상은 메모리부에 저장될 수 있다. 상기 메모리부는 비휘발성 메모리소자로 형성될 수 있다. 상기 비휘발성 메모리소자는 롬(ROM) 또는 플래시(Flash) 메모리 등일 수 있다. 상기 메모리부는 인터페이스부에 의해 상기 제어부와 매개될 수 있다. 즉, 상기 제어부가 상기 모니터부에서 전원이 오프되는 신호를 받은 후 상기 인터페이스부를 통해 상기 메모리부에 전원 오프시의 모터 입력위상을 저장하는 명령을 내릴 수 있다. 상기 메모리부에 저장된 모터 입력위상은 다음 전원 인가시에 사용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 드라이버 위상을 조절하는 것을 나타내는 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 전동피더의 전원 오프 이후에 다시 전원을 인가할 수 있다(S200). 이 때, 일반적으로 드라이버의 위상은 초기화될 수 있고, 상기 드라이버의 초기 위치 상태에서, 전원을 인가하여 실제 전류를 모터에 공급하면 그와 동시에 모터가 입력위상에 맞게 틀어질 수 있다. 상기 모터가 틀어진 이후에 메모리부에 저장되어 있는 입력위상으로 상기 모터가 이동하여도 모터 입장에서의 실제 위치는 같아진다. 하지만, 실제 모터는 기어가 연속적으로 배치되어 있는 기구물들과 연결되어 있기 때문에 백래쉬(backlash), 상기 모터가 튀는 등 예상치 못한 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 전원 인가 시에 상기 모터가 움직이지 않도록 하는 것이 중요하다.

상기 모터가 움직이지 않도록 전원 인가시 제어부가 초기화될 때, 상기 드라 이버를 디스에이블(disable)한 상태로 유지시킨다(S210). 이 때, 상기 드라이버에서 상기 모터로 전류가 공급되지 않기 때문에 상기 모터는 전원 오프시 정지해 있던 위치에 그대로 머물러 있을 수 있다.

상기 초기화된 드라이버의 위상을 조절할 수 있다(S220). 구체적으로, 전원 인가시 상기 초기화된 드라이버의 위상을 전원 오프시에 상기 메모리부에 저장된 모터 입력위상에 맞도록 조절할 수 있다. 상기 드라이버가 트랜지스터(Transistor) 또는 전계효과 트랜지스터(FET) 등으로 제작된 경우 상기 드라이버의 위상을 조절하는 방법은 상기 제어부의 커맨더(commander)를 조정하는 것이다.

상기 드라이버의 위상을 조절한 후, 상기 제어부에 의해 상기 드라이버를 인에이블(enable)시킬 수 있다(S230). 상기 드라이버가 인에이블되면 전원 오프시의 상기 모터 입력위상에 맞추어 상기 모터에 전류를 공급할 수 있다. 따라서, 상기 모터는 전원 오프시의 정지위치에서 회전구동을 시작하기 때문에 상기 모터를 안정적으로 구동하여 전동 피더, 상기 전동 피더가 장착된 장비가 원활한 운전을 할 수 있게 한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드라이버 IC 사용시 드라이버 위상을 조절하는 것을 나타내는 흐름도이다.

드라이버가 디스에이블(disable)한 상태에서 상기 드라이버의 위상을 조절하는 방법은 상기 드라이버의 종류에 따라 달라진다. 도 2의 본 발명의 일실시예에서 설명한 것과 같이 상기 드라이버가 단순히 트랜지스터(Transistor) 또는 전계효과 트랜지스터(FET) 등으로 제작된 경우에는 제어부의 커맨더(commander)를 조정하면 된다. 다만, 전용 드라이버 IC를 사용한다면, 상기 드라이버가 디스에이블한 상태에서 디렉션(direction) 및 펄스(pulse) 입력을 이용하여 위상을 조절할 수 있다. 구체적으로, 마이크로 스텝 모드를 설정할 수 있다(S300).

마이크로 스텝의 위상이 풀스텝(Full step)의 경우는 0 내지 3, 하프 스텝(Half step)의 경우에는 0 내지 7의 값을 저장할 수 있다고 할 때, 상기 마이크로 스텝 모드를 설정한 후 디렉션(direction)은 전진 방향의 명령을 주고, 메모리부에 저장된 위상차가 3이라면 그에 해당하는 펄스를 인가하면 된다(S310). 그러면 일반적으로 상기 드라이버의 내부 로직은 변화하여 원하는 위상에 맞출 수 있게 된다.

상기 드라이버의 위상을 조절한 후, 상기 제어부에 의해 상기 드라이버를 인에이블(enable)시킬 수 있다(S320). 상기 드라이버가 인에이블되면 전원 오프시의 상기 모터 입력위상에 맞추어 상기 모터에 전류를 공급할 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전동 피더의 모터위상 보정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

유저(User)의 판단에 의해 모터의 위치보정이 필요하다고 판단될 때 호밍(Homing)을 할 수 있다. 호밍(Homing)이란 모터를 구동하여 정밀기기의 위치를 제어함에 있어서 프로그램에서 인식하는 위치와 실제 기계의 위치를 일치시키기 위하여 운전 전에 원점복귀 제어를 수행하는 것을 말한다.

전원 오프시의 모터 입력위상을 계속 저장함에 있어서, 기구적인 또는 전기적인 문제가 발생하여 명령을 준 위상과 실제 위상이 불일치하는 경우가 발생할 수 가 있다. 이러한 불일치가 축적되지 않게 하기 위해 상기 호밍(Homing)을 하기 전에 위상을 리셋시켜줄 필요가 있다.

드라이버 IC에 리셋 신호를 주어 상기 드라이버 IC를 초기 위상으로 전환시킬 수 있다(S400). 즉, 드라이버 IC를 리셋시킬 수 있다.

또한, 제어부에 프로그램되어 있는 위상카운터를 0으로 리셋시킬 수 있다(S410).

위상을 리셋하고 나서 호밍(Homing) 시퀀스를 시작할 수 있다(S420). 이것은 드라이버 위상을 조절하여 모터위상을 보정하는 것을 보완하는 역할을 할 수 있다.

이상에서 설명한 모터위상 보정방법의 전체적인 순서를 간략하게 설명하면, 전동 피더의 전원 오프시의 모터 입력위상을 메모리부에 저장할 수 있다. 다시 전원을 인가할 때, 드라이버가 디스에이블한 상태를 유지하는 동안 상기 드라이버를 전원 오프시의 상기 모터 입력위상과 같아지도록 조절할 수 있다. 상기 드라이버를 인에이블시켜 전원 오프시의 모터 입력위상에 맞추어 상기 모터에 전류를 공급함으로써 전원 오프 이후 다시 전원 인가시 상기 모터가 움직이는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 모터위상 보정방법을 설명하면서 언급한 모터는 스텝모터인 것이 바람직하다. 스텝모터는 마이크로 스텝 기능을 이용하여 정밀도를 높일 수 있기 때문이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식 을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형 가능함은 물론이다.

따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동 피더의 모터위상 보정방법을 설명하기 위해 모터 입력위상값을 저장하는 순서를 나타내는 흐름도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 드라이버 위상값을 조절하는 것을 나타내는 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드라이버 IC 사용시 드라이버 위상값을 조절하는 것을 나타내는 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전동 피더의 모터위상 보정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

Claims (5)

1. 부품공급을 위한 전동 피더의 전원 오프시의 모터 입력위상을 메모리부에 저장하는 단계;

   상기 메모리부에 저장된 모터 입력위상과 같아지도록 상기 전동 피더의 전원 인가시에 초기화된 드라이버의 위상을 조절하는 단계; 및

   상기 드라이버를 인에이블(enable)시켜 전원 오프시의 상기 모터 입력위상에 맞추어 상기 모터에 전류를 공급하는 단계를 포함하는 모터위상 보정방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 메모리부는 비휘발성 메모리소자로 형성하는 것을 특징으로 하는 모터위상 보정방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 초기화된 드라이버의 위상을 조절하는 단계는 상기 드라이버가 디스에이블(disable)한 상태에서 수행하는 것을 특징으로 하는 모터위상 보정방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 모터 입력위상을 상기 메모리부에 저장하는 단계는

   상기 전동 피더의 인가전원을 모니터부에서 감지하고,

   상기 모니터부에서 감지된 상기 인가전원이 일정값 이하일 때, 제어부에 의해 모터구동 시퀀스를 종료시키고,

   상기 모터구동 시퀀스가 종료되는 시점의 모터 입력위상을 상기 메모리부에 저장하는 것을 포함하는 모터위상 보정방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 드라이버의 위상 및 제어부의 위상카운터를 리셋하는 단계; 및

   상기 모터를 호밍(homing)하는 단계를 더 포함하는 모터위상 보정방법.

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