KR20100116851A - 이송대차의 분기운행 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이송대차에 분기운행을 위한 절환장치를 구비하고, 이송대차로 하여금 분기 명령에 따라 절환장치를 구동시켜 해당 분기 방향으로 운행하도록 하여 이송대차의 운행효율을 향상시키는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 하나 이상의 분기 구간을 구비한 이송대차용 트랙과; 이송대차의 버기상에 설치되어 분기지령에 의해 회전동작하는 분기용 회전 작동기와; 상기 분기용 회전 작동기의 구동축에 회전 가능하게 설치되어 소정 각도만큼 수평방향으로 회전운동하는 샤프트와; 상기 샤프트에 의해 수평방향으로 소정 거리만큼 직선운동하는 Y자형 장착브라킷과; 상기 Y자형 장착브라킷의 양쪽 끝단에 각기 설치되어 이 Y자형 장착브라킷의 수평이동에 따라 이송대차가 외측트랙으로 주행하도록 외측분기레일을 따라 안내주행하는 외측분기휠 및, 내측트랙으로 주행하도록 내측분기레일을 따라 안내주행하는 내측분기휠을 구비하는 것에 의해 달성된다.
이송대차, 분기레일,분기휠, 분기운행,선형전동기

Description

이송대차의 분기운행 장치{BRANCH OPERATION APPARATUS FOR MOVING CART}
본 발명은 이송대차의 분기트랙 운행기술에 관한 것으로, 특히 분기 구간을 갖는 트랙을 구비하고 이송대차로 하여금 분기 트랙을 자유롭게 분기운행할 수 있도록 한 이송대차의 분기운행 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이송대차는 이송트랙과 함께 설치되어 물류를 이송시키기 위한 목적으로 사용되며, 이송대차의 구동장치로써 선형전동기를 사용할 수 있다.
최근에 반도체 및 엘씨디(LCD) 산업의 고속성장에 힘입어 물류 이송효율과 시스템의 신뢰성을 향상시키기 위한 연구개발이 꾸준하게 진행되어 왔으며, 그 결과 이송대차를 곡선 이송트랙에도 적용할 수 있게 되었다.
도 1은 종래 기술에 의해 이송대차가 트랙상에서 운행되는 것을 나타낸 개략적인 예시도이다.
이송대차(117)에는 선형전동기(110), 주행 휠(115), 주행 휠(115)의 회전수를 검출하기 위한 회전형 인코더(120), 센서부(130), 메모리부(140) 및 제어부(150)가 구비된다. 그리고, 상기 이송대차(117)에는 선형전동기의 이동자가 설치되고 운행되는 트랙상에는 선형전동기의 고정자(112)가 연속적으로 배치된다. 또한, 위치검 출을 위해 상기 이송대차(117)의 주행경로와 평행하게 절대위치 검출대상(135)이 설치되고, 직선구간과 곡선구간을 판정하기 위한 센서검출대상(132A,132B)이 설치된다.
도 2는 종래 기술에 의해 이송대차의 하부에 설치된 선형전동기 및 주변장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
제1버기(202a)에 복수의 이동자코어(212)와 영구자석(214)이 교호적으로 배치되고 외부로부터 전류를 공급받는 이동자권선(216)이 권선된 한 쌍의 제1이동자(210a,210b)가 일체로 고정 설치되며, 상기 제1버기(202a)는 이송대차(117)의 주행방향의 전단부에 회전 가능하게 고정된다.
주행 휠(220)은 상기 제1이동자(210a,210b)의 양 측면에 한 쌍의 휠로 이루어져 제1버기(202a)에 회전 가능하게 설치된다.
사이드 휠(230)은 상기 제1버기(202a)의 전후단 양 측면에 각각 설치되어 주행시 이송대차(117)의 이탈을 방지하는 역할을 한다.
상기 트랙상에 설치된 고정자(112)와 상기 제1버기(202a) 상의 이동자코어(212) 간에 작용하는 자기력에 의해 선형전동기(110)가 구동되고, 이에 의해 상기 주행 휠(220)이 회전되어 이송대차(117)가 트랙을 따라 정방향 또는 역방향으로 주행하게 된다.
한편, 상기 제1버기(202a)에 결합된 이동자, 주행 휠, 회전형 인코더 및 사이드 휠과 동일한 구성으로 이루어진 제2버기(202b)가 이송대차(117)의 주행방향 후단부에 회전 가능하게 설치된다.
이와 같이 종래의 이송대차의 운행 시스템에 있어서는 이송대차가 직선구간 및 곡선구간으로 이루어진 하나의 트랙을 주행하면서 물류를 이송시키게 되어 있었다.
그런데, 보다 많은 물류 이동을 위해 트랙상에 여러 대의 이송대차를 운용하게 되는데, 종래와 같이 분기 구간을 갖지 않는 하나의 트랙으로 이루어진 시스템에서는 여러 대의 이송대차 중 하나의 이송대차가 문제가 발생되는 경우 다른 이송대차의 물류 이송에도 영향을 주게 되어 전체 물류 이송효율 향상에 어려움이 있었다. 따라서 물류 이송시 보다 효율적인 이송 대차를 운용하기 위해서 분기구간이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 분기 구간을 갖는 트랙을 구비함과 아울러 이송대차에 분기운행을 위한 구동장치와 절환장치를 구비하고, 이송대차로 하여금 분기 명령에 따라 절환장치를 구동시켜 해당 분기 방향으로 운행하도록 하는데 있다.
본 발명의 목적들은 앞에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래 설명에 의해 더욱 분명하게 이해될 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
분기 구간 구동을 위해 직선 구동력과 곡선 구동력 모두를 동시에 발생시키기 위한 선형전동기와;
적어도 하나 이상의 분기 구간을 구비한 이송대차용 트랙과;
이송대차의 버기상에 설치되어 분기지령에 의해 회전 동작하는 분기용 회전 작동기와;
상기 분기용 회전 작동기의 구동축에 회전 가능하게 설치되어 소정 각도만큼 수평방향으로 회전운동하는 샤프트와;
상기 샤프트에 의해 수평방향으로 소정 거리만큼 직선운동하는 Y자형 장착브라킷과;
상기 Y자형 장착브라킷의 양쪽 끝단에 각기 설치되어 이 Y자형 장착브라킷의 수평이동에 따라 이송대차가 외측트랙으로 주행하도록 외측분기레일을 따라 안내주행 하는 외측분기휠 및, 내측트랙으로 주행하도록 내측분기레일을 따라 안내주행하는 내측분기휠을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
본 발명은 분기 구간을 갖는 트랙을 구비함과 아울러 이송대차에 분기운행을 위한 구동장치와 절환장치를 구비하고, 이송대차로 하여금 분기 명령에 따라 절환장치를 구동시켜 원하는 방향으로 분기 운행할 수 있도록 함으로써, 이송대차는 다른 이송지점으로 운행 시 분기트랙을 이용하여 멀리 돌아가지 않고 앞선 이송대차의 흐름을 방해하지 않게 이동할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 트랙상에서 여러 대의 이송대차를 운용할 때 이송대차의 운송효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 의한 분기 구간을 갖는 트랙의 예를 나타낸 것으로 분기 구간을 갖는 트랙은 여러 가지가 있을 수 있는데, 여기에서는 이송트랙(301)과 2개의 분기트랙(302)으로 이루어진 트랙을 예시적으로 나타낸 것이다.
이와 같은 경우 4 군데의 제1-4분기 구간(303A-303D)이 존재하며, 복수대의 이송대차(304)들이 후술하는 바와 같이 분기운행이 가능하므로 이송트랙(301)과 분기트랙(302)을 자유롭게 주행할 수 있게 된다.
그리고, 제1-4분기 구간(303A-303D)에서 선형전동기의 고정자(305)는 직선구간 구동력과 곡선구간 구동력 모두를 발생 가능한 구조로 제작되어 배치된다.
도 4는 이송대차의 분기운행 장치의 구현예를 나타낸 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 이송대차(304)의 주행을 위한 동력을 발생하기 위한 선형전동기(417), 트랙상에서 이송대차(304)의 주행위치를 검출하기 위한 위치센서부(418), 무선수신기(401)를 통해 분기지령이 수신될 때 상기 이송대차(304)가 해당 방향으로 분기운행 되도록 절환기능을 수행하는 분기운행 동작부(422)를 포함하여 구성된다.
상위 제어장치로부터 임의의 이송대차(304)의 무선수신부(401)를 통해 위치지령이 하달되면, 위치/속도지령 프로파일 발생부(402)가 감산기(403)의 일측단자에 위치지령 프로파일을 출력함과 아울러, 스위치(405)의 타측단자에 속도지령 프로파일을 출력한다.
감산기(403)는 상기 위치/속도지령 프로파일 발생부(402)로부터 입력되는 위치값에서
현재위치 계산부(419)로부터 입력되는 현재 위치값을 감산하여 그 결과값을 출력한다.
위치제어부(404)는 상기 감산기(403)에서 출력되는 차값에 상응되는 속도지령을 생성하여 상기 스위치(405)의 일측단자에 출력한다.
감산기(406)는 상기 무선수신부(401)에서 출력되는 위치지령값에서 상기 현재위치 계산부(419)로부터 입력되는 현재 위치값을 감산하여 그 결과값을 출력한다.
절대치 크기 판정부(407)는 상기 감산기(406)에서 출력되는 감산 결과값의 절대치 크기를 판정하여 그 결과를 위치/속도 제어부(408)에 출력한다.
위치/속도 제어부(408)는 상기 절대치 크기 판정부(407)에서 출력되는 절대치 크기 판정신호에 따라 상기 스위치(405)의 가동단자를 절환하여 상기 위치제어부(404)에서 출력되는 속도지령을 선택하거나, 상기 위치/속도지령 프로파일 발생부(402)에서 출력되는 속도지령을 선택하여 출력한다.
속도계산부(409)는 상기 현재위치 계산부(419)에서 출력되는 현재위치값을 미분처리하여 그에 따른 현재속도값을 출력한다.
감산기(410)는 상기 위치/속도 제어부(408)에서 출력되는 속도지령값에서 상기 속도계산부(409)으로부터 출력되는 현재속도값을 감산하여 그 감산결과값을 출력한다.
속도제어부(411)는 상기 감산기(410)에서 출력되는 속도지령값에 상응하는 추력지령을 생성하여 출력한다.
전류지령발생부(412)는 상기 속도제어부(411)에서 출력되는 속도지령에 상응하는 이동자 A상 전류지령과 이동자 B상 전류지령을 출력하는데, 분기구간 위치계산부(421)로부터 입력되는 이동자 위치정보를 근거로 하여 직선구간보다 곡선구간에서 보다 높은 전류지령값을 출력한다.
감산기(413A)는 상기 전류지령발생부(412)에서 출력되는 이동자 A상 전류지령값에서 상기 선형전동기(417)의 실제 A상전류값을 감산하여 그 결과값을 출력한다. 또 다른 감산기(413B)는 상기 전류지령발생부(412)에서 출력되는 이동자 B상 전류지령값에서 상기 선형전동기(417)의 실제 B상전류값을 감산하여 그 결과값을 출력한다.
전류제어부(414)는 상기 감산기(413A),(413B)에서 각기 출력되는 A,B상 전류지령에 상응되는 A,B상 전압지령값을 출력함에 있어서, 상기 속도계산부(409)에서 출력되는 현재속도값과 상기 분기구간 위치계산부(421)에서 출력되는 이동자 위치정보를 참조하여 출력하게 된다.
펄스폭변조신호 발생부(415)는 상기 전류제어부(414)에서 출력되는 A,B상 전압지령값에 상응되는 펄스폭변조(PWM) 신호를 출력한다.
파워스택(Power Stack)(416)은 상기 펄스폭변조신호 발생부(415)에서 출력되는 A,B상의 펄스폭변조신호에 상응되는 전류를 상기 선형전동기(417)에 공급한다.
이에 따라, 상기 선형전동기(417)는 상위 제어장치가 요구하는 목표 속도로 회전하게 되고, 이에 의해 상기 이송대차(304)가 이송트랙(301)이나 분기트랙(302)을 목표 속도로 운행하면서 물류를 운반하게 된다.
위치센서부(418)는 상기 이송대차(304)의 주행 휠의 회전수를 검출하기 위한 회전형 인코더, 그 이송대차(304)의 절대위치값을 측정하기 위한 광학식 절대위치 검출기 및, 트랙상의 직선구간과 곡선구간의 경계를 검출하기 위한 구간판정 센서를 포함한다.
현재위치 계산부(419)는 상기 위치센서부(418)의 출력신호를 근거로 트랙상의 절대위치를 나타내기 위한 현재위치값을 출력한다.
이에 비하여, 현재구간 판정부(420)는 상기 위치센서부(418)의 출력신호를 근거로 트랙상의 현재 구간을 판정하여 그 판정신호를 출력한다.
분기구간 위치계산부(421)는 상기 현재구간 판정부(420)에서 출력되는 현재 구 간 판정신호를 근거로 현재구간의 선형전동기 이동자의 위치정보를 계산 하여 출력한다.
상기와 같은 일련의 제어과정에 의해 선형전동기(417)가 구동되고, 이에 의해 해당 이송대차(304)가 이송트랙(301)이나 분기트랙(302)을 운행하게 된다.
한편, 상기 상위 제어장치로부터 해당 이송대차(304)에 분기지령이 하달되면, 이에 의해 분기운행 동작부(422)가 동작하여 그 이송대차(304)가 분기된 트랙 중에서 해당 트랙으로 분기운행되는데, 이에 대하여 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5a는 이송대차가 외측트랙을 따라 주행시 분기휠과 분기레일의 결합상태를 나타낸 종단면도이고, 도 5b는 이송대차가 내측트랙을 따라 주행시 분기휠과 분기레일의 결합상태를 나타낸 종단면도이다.
도 6a은 이송대차가 외측트랙을 따라 주행시 분기휠과 분기레일의 결합상태를 나타낸 평면도이고, 도 6b는 이송대차가 내측트랙을 따라 주행시 분기휠과 분기레일의 결합상태를 나타낸 평면도이다.
본 발명에 따른 이송대차의 분기운행을 위한 구동장치는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이,
이송대차의 버기상에 설치되어 상기 분기지령에 의해 회전 동작하는 분기용 회전 작동기(422A)와;
상기 분기용 회전 작동기(422A)의 구동축에 회전 가능하게 설치되어 소정 각도만큼 수평방향으로 회전운동하는 샤프트(423)와;
상기 샤프트(423)에 의해 수평방향으로 소정 거리만큼 직선운동하는 Y자형 장착브라킷(428)과;
상기 Y자형 장착브라킷(428)의 양쪽 끝단에 각기 설치되어 이 Y자형 장착브라킷(428)의 이동에 따라 이송대차가 이송트랙(301)으로 주행하도록 외측분기레일(425A)을 따라 안내주행하는 외측분기휠(424A) 및,
내측트랙(302)으로 주행하도록 내측분기레일(425B)을 따라 안내주행하는 내측분기휠(424B)을 포함하여 구성한다.
평상시 샤프트(423)는 도 6a에서와 같이 오른쪽 방향(2시 방향)으로 절환되어 있거나 도 6b에서와 같이 왼쪽 방향(10시 방향)으로 절환된 상태로 유지된다.
예를 들어, 상기 샤프트(423)가 도 6a에서와 같이 오른쪽 방향으로 절환되어 있는 경우 내측분기휠(424B)은 내측분기레일(425B)과 격리되는 반면, 외측분기휠(424A)은 외측분기레일(425A)과 밀착된 상태로 안내주행되므로, 이에 의해 이송대차(304)가 계속 이송트랙(301)을 주행하게 된다.
이와 반대로, 상기 샤프트(423)가 도 6b에서와 같이 왼쪽 방향으로 절환되어 있는 경우 외측분기휠(424A)은 외측분기레일(425A)과 격리되는 반면, 내측분기휠(424B)은 내측분기레일(425B)과 밀착된 상태로 안내주행하므로, 이에 의해 이송대차(304)가 계속 내측트랙(302)을 주행하게 된다.
이와 같은 상태에서 분기주행에 대한 동작을 설명하면, 예를 들어 상기 샤프트(423)가 도 6a에서와 같이 오른쪽 방향으로 절환되어 이송대차(304)가 이송트랙(301)을 주행하고 있는 상태에서 제1분기 구간(303A)에 도달하기 전에 상기 상위 제어장치로부터 분기명령이 하달되면 다음과 같은 과정을 통해 내측트랙(302)으로 분기운행을 하게 된다.
즉, 상기 이송대차(304)가 분기트랙(301)을 주행하고 있는 상태에서 제1분기 구간(303A)에 도달되었을 때 상위 제어장치로부터 분기명령이 하달되면 상기 분기운행 동작부(422)는 분기구간 진입 전 직선구간에서 하달된 분기구간으로 구동하기 위하여 미리 분기용 회전 작동기(422A)를 구동시킨다.
상기 분기용 회전 작동기(422A)는 여러 가지로 구현할 수 있는데, 솔레노이드나 모터 등의 구동소자로 구현하는 것이 바람직하다.
이에 의해, 상기 샤프트(423)가 도 6b에서와 같이 왼쪽 방향으로 절환된다. 이에 따라 상기 외측분기휠(424A)은 외측분기레일(425A)과 격리되는 반면, 내측분기휠(424B)은 내측분기레일(425B) 측으로 절환된다.
참고로, 상기 샤프트(423)가 절환되는 트랙 구간에서는 상기 외측분기레일(425A)과 내측분기레일(425B)의 수직연장면이 생략되어 있으므로 외측분기휠(424A)이나 내측분기휠(424B)이 수평방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 된다.
이와 같은 상태에서 선형전동기의 구동에 의해 이송대차(304)가 앞으로 조금 더 주행하면 내측분기휠(424B)이 내측분기레일(425B)과 밀착된 상태로 안내주행을 시작하게 되므로, 이때부터 이송대차(304)가 내측트랙(302)으로 분기운행을 하게 된다.
다른 예로써, 상기 샤프트(423)가 도 6b에서와 같이 왼쪽 방향으로 절환되어 이송대차(304)가 내측트랙(302)을 주행하고 있는 상태에서 상기 제1분기 구간(303A) 에 도달하기 전에 상기 상위 제어장치로부터 분기명령이 하달되면 다음과 같은 과정을 통해 이송트랙(301)으로 분기운행을 하게 된다.
즉, 상기 이송대차(304)가 분기트랙(302)을 주행하고 있는 상태에서 제1분기 구간(303A)에 도달되었을 때 상위 제어장치로부터 분기명령이 하달되면, 상기 분기운행 동작부(422)는 분기구간 진입 전 직선구간에서 하달된 분기구간으로 구동하기 위하여 미리 분기용 회전 작동기(422A)를 구동시킨다.
이에 의해, 상기 샤프트(423)가 도 6a에서와 같이 오른쪽 방향으로 절환된다. 이에 따라 상기 내측분기휠(424A)은 내측분기레일(425B)과 격리되는 반면, 외측분기휠(424A)은 외측분기레일(425A) 측으로 절환된다.
이와 같은 상태에서 선형전동기의 구동에 의해 이송대차(304)가 앞으로 조금 더 주행하면 외측분기휠(424A)이 외측분기레일(425A)과 밀착된 상태로 안내주행을 시작하게 되므로, 이때부터 이송대차(304)가 이송트랙(301)으로 분기운행을 하게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 종래 기술에 의해 이송대차가 트랙상에서 운행되는 것을 나타낸 개략적인 예시도.
도 2는 종래 기술에 의해 이송대차의 하부에 설치된 선형전동기 및 주변장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 분기 구간을 갖는 트랙의 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 이송대차의 분기운행 장치의 블록도.
도 5a는 본 발명에서 이송대차가 이송트랙을 따라 주행시 분기휠과 분기레일의 결합상태를 나타낸 종단면도.
도 5b는 본 발명에서 이송대차가 분기트랙을 따라 주행시 분기휠과 분기레일의 결합상태를 나타낸 종단면도.
도 6a는 본 발명에서 이송대차가 이송트랙을 따라 주행시 분기휠과 분기레일의 결합상태를 나타낸 평면도.
도 6b는 본 발명에서 이송대차가 분기트랙을 따라 주행시 분기휠과 분기레일의 결합상태를 나타낸 평면도.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
301 : 이송트랙 302 : 분기트랙
303A-303D : 분기구간 305 : 고정자
401 : 무선수신부 402 : 위치/속도지령 프로파일 발생부
403 : 감산기 404 : 위치제어부
405 : 스위치 406,410,413A,413B : 감산기
407 : 절대치 크기 판정부 408 : 위치/속도 제어부
409 : 속도계산부 411 : 속도제어부
412 : 전류지령발생부 413 : 전류제어부
415 : 스폭변조신호 발생부 416 : 파워스택
417 : 선형전동기 418 : 위치센서부
419 : 현재위치 계산부 420 : 현재구간 판정부
421 : 분기구간 위치계산부 422 : 분기운행동작부
423 : 샤프트 424A : 외측분기휠
424B : 내측분기휠 425A : 외측분기레일
425B : 내측분기레일 426 : 사이드휠
427 : 주행휠 428 : 이동자

Claims (8)

  1. 하나 이상의 분기 구간을 구비한 이송대차용 트랙과;
    이송대차의 버기상에 설치되어 분기지령에 의해 회전동작하는 분기용 회전 작동기와;
    상기 분기용 회전 작동기의 구동축에 회전 가능하게 설치되어 소정 각도만큼 수평방향으로 회전운동하는 샤프트와;
    상기 샤프트에 의해 수평방향으로 소정 거리만큼 직선운동하는 장착브라킷과;
    상기 장착브라킷의 양쪽 끝단에 각기 설치되어 이 장착브라킷의 수평이동에 따라 이송대차가 이송트랙 또는 분기트랙으로 주행하도록 안내주행하는 외측분기휠 및 내측분기휠;을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 이송대차의 분기운행 장치.
  2. 제1항에 있어서, 트랙의 분기구간에는 직선구간과 곡선구간에서 요구되는 구동력이 발생되도록 직선부 고정자와 곡선부 고정자가 연결되어 배치된 것을 특징으로 하는 이송대차의 분기운행 장치.
  3. 제1항에 있어서, 분기용 회전 작동기는 솔레노이드인 것을 특징으로 하는 이송대차의 분기운행 장치.
  4. 제1항에 있어서, 분기지령은 상위 제어장치로부터 무선으로 송출된 것을 특징으로 하는 이송대차의 분기운행 장치.
  5. 제1항에 있어서, 외측분기휠 및 내측분기휠은 각각 복수개로 설치된 것을 특징으로 하는 이송대차의 분기운행 장치.
  6. 제1항에 있어서, 장착브라킷은 Y자 구조인 것을 특징으로 하는 이송대차의 분기운행 장치.
  7. 제1항에 있어서, 외측분기휠은 외측분기레일을 따라 안내주행하고, 내측분기휠은 내측분기레일을 따라 안내주행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이송대차의 분기운행 장치.
  8. 제7항에 있어서, 외측분기레일 및 내측분기레일은 상기 분기용 회전 작동기의 동작구간에서 수직연장면이 생략된 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 이송대차의 분기운행 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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