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파츠피더의 종류와 특징 살펴보기 파츠피더의 종류와 특징 살펴보기 관리자 기자입력 2007-06-25 15:31:00

1. 파츠피더의 개념

일반적으로 󰡐파츠피더(Parts Feeder)󰡑란 인서트 성형의 자동화 시스템에서, 워크를 로봇이 취급할 수 있도록 일정의 방향 자세를 갖도록 워크 정렬 공급장치의 일종으로 진동식 피더를 말한다.
개별 부품을 취급하는 자동화 시스템에서 가장 많이 채용되고 있고, 사출성형기에서 행하는 인서트 성형의 자동화에도 넓게 사용되고 있다.
진동식 파트피더에는 볼형 원형의 진동 피더와 직진형 진동피더 2종류가 있는데, 일반적으로는 볼형과 직진형의 조합으로 되어있는 것이 많다. 먼저 볼형 피더로 방향 자세를 잡고, 다음에 직진 피더로 로봇 등이 잡기 쉬운 위치까지 워크를 정렬하여 이송하는 방법이 주를 이룬다.
또, 방향 자세의 판별 방법은 외형이나 워크의 중심 차이를 이용한 기계적인 방법과 각종 센서로 형상의 판별을 하는 방법이 있다.
종래 개별 워크에 맞추어 볼의 형상 센서의 배치 등이 고정되어 워크의 변경시 장치 전체를 다시 제작할 필요가 있었지만, 최근에는 화상처리 방식 및 각종 산업용 로봇의 보급으로 크기 및 형상이 유사한 워크는 프로그램 전환(부품 변경 없이)으로 대응 가능한 시스템도 개발되어 있다.
이러한 방법을 채용함으로써 인서트 성형의 자동화를 보다 잘 진행할 수 있으며, 이미 전자제품, 기계부품, 화장품 등과 같은 여러 산업분야의 자동화에 활용되고 있다.

●생산성 향상과 제조원가 절감

치열한 상품경쟁시대의 기업의 이윤증대는 생산성 향상과 제조원가의 절약에 의한 대량생산이 그 확실한 비결이다.
이러한 시대적 환경요구에 부응하여 개발된 것이 바로 부품 자동 정렬공급기인 파츠피더 시스템(Parts Feeder System)이다. 종래의 수작업으로 행하여지던 공정의 부품공급을 완전 자동화함으로 지속적인 생산성향상과 제조원가의 절감을 손쉽게 이룰 수 있게 된 것이다.

● 작업자의 위험감소
복합적인 작은 부품에서부터 작업자의 위험이 수반되는 각종 산업기계 및 공작기계 등의 작업에서 작업자의 위험 부담을 덜고 불필요한 작업인원의 감축으로 기능을 발휘하여 왔다.
이에 따라 전자부품 생산라인, 사출작업, 탭핑 프레스 작업, 연속조립작업, 나사전조반, 각종 자동반, 각종 전용기, 자동제품검사기, 자동조립기 등 다양한 산업전반에 걸쳐 부품 및 재료의 송출작업에 필수 불가결한 시스템이 되고 있다.

● 불량품 선별기능

또한 공급되는 부품중 불량품을 인력이 아닌 파츠피더 자체의 공급과정에서 선별하는 기능도 갖추고 있다.

● 인력절감 효과

파츠피더의 채택으로 생산공정에서 오는 인력절감은 인건비의 대폭적인 절약과 직결된다.

2볼형 파츠피더

가. 볼의 선정

파츠피더의 도입에서 최초로 선정해야 하는 것이 볼(BOWL)이다. 그렇다면 어떠한 볼을 사용해야 할까?
검토 요인은 여러 가지 생각되어 지지만 일반적으로는 부품의 길이, 중량을 기초로 볼의 사이즈를 선정한 다음 부품의 형상에 따라 볼의 종류를 선정한다.
다음은 볼 사이즈의 선정식 이지만 볼의 종류에 따라 모두는 적용할 수 없다. 단지 개략적인 참조 사항으로 알아두면 좋겠다.

① 볼 직경= 부품길이×5
② 볼 트랙폭= 부품폭×0.85
③ 볼 트랙피치= 부품높이×1.3

나. 본체의 선정

볼 사이즈 및 종류가 결정되면 다음은 본체이다.
여기서는 본체의 능력(진폭 등)에 대한 부하(부품 투입량, 중량)을 고려해야만 하는데 <그림 1>에 부품과의 간이 선정 그래프를 소개한다.
3. 진동식 피더

볼 내의 워크 중량의 변화에 따라 공급 능력이 변화 하는 경우, 서브 호퍼 또는 진동 센서 등을 부착하는데, 복수의 조합으로 사용하는 경우 공진 대책을 충분히 행해야 한다.
특히, 진동으로 소음이 발생할 가능성이 높으므로 방음 대책을 충분히 한다(볼 표면의 처리 및 방음커버 설치).
워크의 재질에 따라서는 정전기 발생이 있으므로 대책을 고려해야 하며, 진동의 오픈제어이므로 이상부품이나 치수 변화 등이 있으면 고착, 정지할 가능성이 있다. 이상검출장치와의 병용이 불가결하다.

4. 그 외 유사 피더

크기에 비하여 중량이 적은(스폰지 등)워크에 있어서는 볼 전체를 회전시켜 원심력에 의한 공급 방식이나, 얇고 경량의 워크에 대하여는 볼을 반전(반전시의 속도 차이)시켜 공급하는 방식, 부품형상의 홀을 만들어 팔레트를 진동시켜 부품을 홀 안에 쌓아 정렬시키는 장치도 있다.

5. 부품의 형태에 대한 정렬방식

가. 붙임 정렬방식

현재 파츠피더의 대부분이 사용하고 있는 것이 이 방식인데, 기본으로 많은 종류의 붙임과 수만 종류를 취급하는 부품정렬 공급에서 얻은 노하우를 바탕으로 정자세 공급은 물론 2열, 3열 등 다수열 공급, 부품과 부품의 조합공급등도 가능하며 적용부품은 전기․ 전자부품, 기계, 자동차, 공업부품을 위시해서 식품, 약품 등 매우 광범위하다.
붙임 정렬방식은 부품의 외관상의 특징, 중심차를 이용하여 정렬하는 것으로 보통은 볼 내의 트랙에 여러 종류를 설치 그곳을 통과하려고 하는 부품가운데 일정자세의 부품은 통과 또는 제외 혹은 자세를 변환 정렬시킨다.
물론 부품은 천차만 별 하여 붙임도 다종, 다양한 것이 필요하지만 협진자동기계는 기본적인 붙임을 기초로 다양하게 이용한 경험과 노하우를 구사 최적 정렬 및 공급이 가능하다.

나. 광센서 판별 정렬방식

이 정렬방식은 종래의 붙임에 의한 선별기구의 개념을 근본적으로 바꾸어 󰡐광학 검지, 전자판별󰡑에 의해서 모든 부품의 정렬공급을 실현한 방식이다.
확실한 형상과 자세차로 정확히 판별하여 설정된 것만을 정렬 공급하기 때문에 적용 부품이 매우 넓고 정확도의 대폭 향상은 물론 공급능력이 비약적으로 향상된다.
따라서 지금까지 정렬이 곤란하던 형상의 복잡한 부품, 홀이 있는 부품을 비롯하여 얇은 부품이나 형상 차, 중심차가 적은 부품도 확실히 정렬할 수 있다.

다. 전수 정렬방식(부품 정렬기)

이 부품 정렬방식은 광센서 정렬방식보다 진일보된 방식으로 컴퓨터 제어장치를 추가 자세 변환장치에 의해 모든 부품을 필요한 자세로 강제적으로 변환하는 획기적인 방식이다.
특히, 평면 홀이 있는 부품형상 차, 중심차가 적은 부품을 간단히 전수 정렬, 전수 공급할 수 있어 공급능력을 종래방식의 3~4배, 어떤 것은 8배 가까이 향상된다. 전 정렬 프로세스의 컴퓨터(또는 PLC)제어에 의한 신뢰성 증가로 고도의 자동화 라인에 최적이다.
최근에는 화상처리장치와 결합하여 형상과 자세는 물론 컬러를 구분 정렬시켜 공급이 가능하다.
다음과 같은 형상 차가 적은 납작한 부품의 전수정렬을 할 때 볼에서 배출된 자세는 A~D의 4가지를 생각할 수 있지만 이중에 A를 공급자세로 하여 컴퓨터(또는 PLC)에 의해 설정한다.
이것에 의해  A는 그대로 정렬 슈트에 보내지고 B, C, D에 대해서는 자세 변환장치가 작동하여 수평․수직 변환되어 전수 강제적으로 A방향으로 정렬시킨다.

관리자 기자
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