KR100684608B1 - 자력 및 진공을 이용한 흡착장치 - Google Patents

자력 및 진공을 이용한 흡착장치

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KR100684608B1 KR1020050097438A KR20050097438A KR100684608B1 KR 100684608 B1 KR100684608 B1 KR 100684608B1 KR 1020050097438 A KR1020050097438 A KR 1020050097438A KR 20050097438 A KR20050097438 A KR 20050097438A KR 100684608 B1 KR100684608 B1 KR 100684608B1
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Abstract

본 발명은 자력 및 진공을 이용한 흡착장치에 관한 것으로서, 평면체로 된 비금속성 물체, 금속성 물체를 하나의 흡입장치를 통해 흡착할 수 있도록 함으로써 자석식 흡착기구와 별도의 진공패드를 번갈아 사용해야 하는 시간적인 손실을 없애 물류공정에서의 물체이동에 따른 작업성을 보다 향상시킬 수 있도록 한 것으로, 이를 위해 본 발명은 상부 중앙에 작동 아암(A)을 연결하기 위한 나사홈(11)이 형성되고, 측면으로부터 내측 상,하부측에 진공압 유입구(12) 및 배기구(13)가 마련되며, 하부 외측둘레에 수나사부(14)가 마련되며, 상기 진공압 배기구(13)로부터 공기통로(13-1)가 마련된 실린더 본체(10)와; 상기 실린더 본체(10) 내에서 주어지는 진공압에 의해 상,하 동작되며, 그 내측에 금속체를 흡착시키기 위해 자력을 발생하는 영구자석(21)이 내장 설치된 피스톤(20)과; 상기 실린더 본체(10) 하부에 위치되어 영구자석(21)과 흡착물체 간의 일정거리를 유지하기 위한 스페이서(30)와; 상기 실린더 본체(10)의 하부측 외측둘레에 내경이 압입되어 설치되는 진공 패드(40)와; 상기 실린더 본체(10)의 수나사부(14)에 체결되는 암나사부(51)가 형성되고, 밑면이 평판형으로 이루어지며, 밑면의 소정위치에 상기 실린더 본체(10)측의 배기구(13)측과 연통되는 공기통로(13-1)에 연통되는 공기유로(52)가 마련되고, 공기유로(52)상에 바닥면으로부터 물체의 접촉을 감지하는 감지밸브부재(53)가 설치된 흡착 캡(50)과; 상기 실린더 본체(10)의 진공압 유입구(12) 및 배기구(13)측으로부터 진공압라인(P) 상에 설치되어 진공압을 발생시키는 진공펌프(60)와; 상기 진공펌프(60)로부터 발생시키는 진공압을 제어하는 진공제어밸브(70);로 구성된 것을 특징으로 한다.
자력, 진공, 흡착, 실린더, 피스톤, 영구자석, 밸브

Description

자력 및 진공을 이용한 흡착장치{Apparatus of absorption using magnetic force and vacuum}
도 1a 및 도 1b는 종래 자석식 흡착장치의 구성을 도시한 종단면도,
도 2는 종래 진공패드를 이용한 흡착장치의 구성을 도시한 종단면도,
도 3a 내지 도 3c는 본 발명인 진공 및 자력흡착장치 및 작동상태를 도시한 종단면도,
도 4는 본 발명에 따른 감지밸브부재를 도시한 확대단면도,
도 4a 및 도 4b는 감지밸브부재의 작동상태를 도시한 단면도,
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 일 실시예의 진공 및 자력흡착장치 및 작동상태를 도시한 종단면도,
도 6은 도 5a에서의 체크밸브를 도시한 확대단면도.
◀ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ▶
10: 실린더 본체 20: 피스톤
21: 영구자석 30: 스페이서
40: 진공패드 50: 흡착 캡
53: 감지밸브부재 54: 체크밸브
60: 진공펌프 70: 진공제어밸브
80: 진공흡착제어밸브 W: 물체
본 발명은 자력 및 진공을 이용한 흡착장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 금속체를 자력으로 흡착할 수 있도록 한 장치에 있어, 진공흡착기능을 부가하여 금속이 아닌 비금속체를 용이하게 흡착할 수 있도록 함으로써 물류공정에서의 흡착모드를 쉽게 변환정도로 금속체와 비금속 평면체의 흡착을 하여 물류공정에 따른 시간적인 손실을 줄여 작업성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 각종 물체를 특정장소까지 흡착하여 운반하는 자동화 시스템 라인상 등에 있어, 물류의 소재와 형상에 따라서는 클램핑 타입의 로봇 아암을 이용하거나, 벨트 콘베이어, 흡착기구 등이 이용됨으로서, 물체를 특정장치 또는 장소에 운반할 수 있도록 함으로써, 제품의 제작, 포장, 생산라인 등에서 유용하게 사용된다.
상기한 흡착기구 중에는 물체의 소재에 따라 금속체를 흡착할 수 있는 흡착장치와 비금속 평판체를 흡착할 수 있는 흡착장치가 있는바, 자력에 의한 금속체의 흡착과 자력의 해제에 따른 금속체의 해제동작과 아울러, 진공압의 유무제어로서 물체를 흡착, 해제시킬 수 있는 상태가 된다.
상기 자력을 이용하여 금속체를 흡착 들어올 릴 수 있도록 한 장치는, 첨부된 도 1에서 도시된 바와 같이, 상부 중앙에 작동 아암(A)과 연결되기 위한 나사홈(1a)이 형성되고, 측면으로부터 내측 상,하부측에 진공압 유입구(2) 및 배기구(3)가 마련되며, 하부 외측둘레에 수나사부(1-1)가 형성된 실린더 본체(1)와; 상기 실린더 본체(1) 내에서 주어지는 진공압에 의해 상하 동작되며, 그 내측에 금속체 물체(W)를 흡착시키기 위해 자력을 발생하는 영구자석(2-1)이 내장 설치된 피스톤(2)과; 상기 실린더 본체(1)의 수나사부(1-1)에 체결되는 암나사부(5-1)가 내경에 형성되고 밑면이 평판형으로 이루어진 흡착 캡(5) 및; 실린더 본체(1) 하부에 위치되어 영구자석(2-1)과 흡착하고자 하는 물체 간의 일정거리를 유지하기 위한 스페이서(3-1)와; 상기 실린더 본체(1)의 유입구(2) 및 배기구(3)측으로부터 진공압라인(P) 상에 설치되어 진공압을 발생하는 진공펌프(6)와; 진공펌프(6)로부터 발생되는 진공압을 제어하는 진공제어밸브(7);로 구성된다.
이러한 구조는 진공펌프의 가동에 따라 발생되는 진공압은 진공제어밸브의 제어로서 실린더 본체측의 진공압 유입구 및 배기구를 통해 피스톤의 동작을 제어하는 것으로서, 흡착 캡의 밑면으로부터 금속체인 물체를 자력으로 부착시켜 이동시킬 수 있도록 한 구조이다.
상기와 같은 장치는 철판과 같은 금속체 만을 흡착할 수 있기 때문에 물류공정에서 흡착하는 물체들의 일부만 금속체이고, 나머지는 비금속체로 구성되는 경우, 수시로 자석식 흡착기구를 비금속 흡착이 가능한 또 다른 기구로 대체해야 하는 불편이 있었다.
한편, 비금속 물체를 흡착하기 위해 주로 사용되는 진공흡착장치는 첨부된 도 2에서 간략하게 도시된 바와 같이, 진공패드(4)를 이용한 구조를 그 예로 들 수 있다.
이는 일명 흡착식 빨판이라고도 하는 진공패드(4)는 평판형의 비자성 판재 또는 금속형의 판재를 진공압으로 흡착하여 들어올릴 수 있도록 하는데 사용되는 것으로, 진공패드(4) 상에 연결된 진공압라인(P)에는 상기와 같이 진공제어밸브(7)가 마련되고, 이 진공제어밸브(7)는 진공압을 발생시키는 진공펌프(6)와 연결된 구조이다.
상기와 같은 구조는 금속소재로 된 판재타입의 물체를 흡착할 수는 있는 구조이나, 자석타입과 달리 흡착되는 면이 완전 평판형인 물체에만 제한되어야 작동이 가능하다는 제약조건이 있었다.
따라서 물체를 흡착시켜 이동시키는 물류공정에서 자석식 흡착기구는 금속물체를 이동시키는 용도에 제한되고, 상기 진공패드의 타입은 비금속 물체이되, 평판형으로 이루어진 물체에만 이동시키는 용도로서 제한되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 금속물체뿐만 아니라 비금속 물체, 또는 금속 평면체를 물류공정상에서 모두 흡착할 수 있도록 하여 작업라인에서의 작업성을 향상시킬 수 있는 진공 및 자력흡착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자력 및 진공을 이용한 흡착장치 는, 상부 중앙에 작동 아암을 연결하기 위한 나사홈이 형성되고, 측면으로부터 내측 상,하부측에 진공압 유입구 및 배기구가 마련되며, 하부 외측둘레에 수나사부가 마련되며, 상기 진공압 배기구로부터 공기통로가 마련된 실린더 본체와; 상기 실린더 본체 내에서 주어지는 진공압에 의해 상,하 동작되며, 그 내측에 금속체를 흡착시키기 위해 자력을 발생하는 영구자석이 내장 설치된 피스톤과; 상기 실린더본체 하부에 위치되어 영구자석과 흡착물체 간의 일정거리를 유지하기 위한 스페이서와; 상기 실린더 본체와 흡착 캡의 외측둘레에 내경이 압입되어 설치되는 진공 패드와; 상기 실린더 본체의 수나사부에 체결되는 암나사부가 형성되고, 밑면이 평판형으로 이루어지며, 밑면의 소정위치에 상기 실린더 본체측의 배기구측과 연통되는 공기통로에 연통되는 공기유로가 마련되고, 공기유로상에 바닥면으로부터 물체의 접촉을 감지하는 감지밸브부재가 삽입 설치된 흡착 캡과; 상기 실린더 본체의 유입구 및 배기구측으로부터 진공압라인 상에 설치되어 진공압을 발생하는 진공펌프와; 진공펌프로부터 발생되는 진공압을 제어하는 진공제어밸브;로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 자력 및 진공을 이용한 흡착장치는, 상부 중앙에 작동 아암을 연결하기 위한 나사홈이 형성되고, 측면으로부터 내측 상,하부측에 진공압 유입구 및 배기구가 마련되며, 하부 외측둘레에 수나사부가 마련되며, 단면상에 복수의 공기통로가 구비되며, 공기유로로부터 진공압을 제어하는 진공흡착제어밸브가 설치된 실린더 본체와; 상기 실린더 본체 내에서 주어지는 진공압에 의해 상,하 동작되며, 그 내측에 금속체를 흡착시키기 위해 자력을 발생하는 영구자석이 내장 설 치된 피스톤과; 상기 실린더본체 하부에 위치되어 영구자석과 피 흡착물체 간의 일정거리를 유지하기 위한 스페이서와; 상기 실린더 본체와 흡착 캡의 외측둘레에 압입되어 설치되는 진공 패드와; 상기 실린더 본체의 수나사부에 체결되는 암나사부가 형성되고, 밑면이 평판형으로 이루어지며, 밑면의 소정위치에 상기 진공압 배기구측과 연통되는 제1공기유로가 마련되고, 상기 진공흡착제어밸브와 전기적으로 연결 설치되어 바닥면으로부터 물체의 누름접촉을 감지하는 감지센서가 설치되며, 감지센서가 설치되는 반대측에는 상기 실린더 본체측의 공기통로와 연통되는 제2공기유로가 상기 암나사의 내경에 마련되며, 상기 공기통로와 연통되도록 밑면으로부터 작용하는 압력정도에 따라 자동으로 개폐되는 체크밸브가 마련된 흡착 캡과; 상기 실린더 본체의 유입구 및 배기구측으로부터 진공압라인 상에 설치되어 진공압을 발생하는 진공펌프와; 진공펌프로부터 발생되는 진공압을 제어하는 진공제어밸브;로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 첨부된 도 3a 내지 도 6을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 3은 본 발명에 따른 진공 및 자력흡착장치를 도시한 종단면도이고, 도 4는 도 3에서의 감지밸브부재를 도시한 확대단면도이다.
본 발명은 상부 중앙에 작동 아암(A)을 연결하기 위한 나사홈(11)이 형성되고, 측면으로부터 내측 상,하부측에 진공압 유입구(12) 및 배기구(13)가 마련되며, 하부 외측둘레에 수나사부(14)가 마련되며, 상기 진공압 배기구(13)로부터 공기통 로(13-1)가 마련된 실린더 본체(10)와; 상기 실린더 본체(10) 내에서 주어지는 진공압에 의해 상,하 동작되며, 그 내측에 금속체를 흡착시키기 위해 자력을 발생하는 영구자석(21)이 내장 설치된 피스톤(20)과; 상기 실린더 본체(10) 하부에 위치되어 영구자석(21)과 흡착물체 간의 일정거리를 유지하기 위한 스페이서(30)와; 상기 실린더 본체(10)의 하부측 외측둘레에 내경이 압입되어 설치되는 진공 패드(40)와; 상기 실린더 본체(10)의 수나사부(14)에 체결되는 암나사부(51)가 형성되고, 밑면이 평판형으로 이루어지며, 밑면의 소정위치에 상기 실린더 본체(10)측의 배기구(13)측과 연통되는 공기통로(13-1)에 연통되는 공기유로(52)가 마련되고, 공기유로(52)상에 바닥면으로부터 물체의 접촉을 감지하는 감지밸브부재(53)가 설치된 흡착 캡(50)과; 상기 실린더 본체(10)의 진공압 유입구(12) 및 배기구(13)측으로부터 진공압라인(P) 상에 설치되어 진공압을 발생시키는 진공펌프(60)와; 상기 진공펌프(60)로부터 발생시키는 진공압을 제어하는 진공제어밸브(70);로 구성된다.
상기 감지밸브부재(53)는 중공형의 밸브 하우징(53-1)과, 밸브하우징(53-1) 내에 설치되어 공기의 유로를 형성하는 역 깔대기 형상의 제1밸브시트(53a) 및, 이 제1밸브시트(53a)와 대응 형성되어 유로를 형성하는 제2밸브시트(53b)와, 상기 제1밸브시트 및 제2밸브시트 사이 내부에 설치되어 유로를 차단하는 체크볼(53c)과, 체크볼(53c)의 저면에 받쳐져 유로를 개폐시키기 위한 접촉감지봉(53d) 및 상기 제2밸브시트(53b)와 접촉감지봉(53d) 사이에 탄력 설치되는 코일스프링(53e)으로 구성된다.
상기 접촉감지봉(53d)은 그 상하부가 납작하게 형성된 평면체가 일체로 형성 되고, 상부측 평면체의 저면 상에는 상기 제2밸브시트의 유로차단시 기밀을 위한 시일 또는 오링이 설치된 구조이다.
첨부된 도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 진공 및 자력흡착장치를 도시한 종단면도로서, 중앙에 작동 아암(A)을 연결하기 위한 나사홈(11)이 형성되고, 측면으로부터 내측 상,하부측에 진공압 유입구(12) 및 배기구(13)가 마련되며, 하부 외측둘레에 수나사부(14)가 마련되며, 단면상에 복수의 공기통로(13-2)(13-4)가 구비되며, 공기유로(13-2)(13-4)로부터 진공압을 제어하는 진공제어밸브(80)가 설치된 실린더 본체와; 상기 실린더 본체(10) 내에서 주어지는 진공압에 의해 상,하 동작되며, 그 내측에 금속체를 흡착시키기 위해 자력을 발생하는 영구자석(21)이 내장 설치된 피스톤(20)과; 상기 실린더 본체(10) 하부에 위치되어 영구자석(21)과 흡착물체 간의 일정거리를 유지하기 위한 스페이서(30)와; 상기 실린더 본체(10)의 하부측 외측둘레에 압입되어 설치되는 진공 패드(40)와; 상기 실린더 본체(10)의 수나사부(14)에 체결되는 암나사부(51)가 형성되고, 밑면이 평판형으로 이루어지며, 밑면의 소정위치에 상기 진공압 배기구(13)측과 연통되는 제1공기유로(52-1)가 마련되고, 상기 진공흡착제어밸브(80)와 전기적으로 연결 설치되어 바닥면으로부터 물체의 누름접촉을 감지하는 감지센서(S)가 설치되며, 상기 감지센서(S)가 설치되는 반대측에는 상기 실린더 본체(10)측의 공기통로(13-4)와 연통되는 제2공기유로(52-2)가 상기 암나사부(51)의 내경에 마련되며, 상기 실린더 본체(10)측의 공기통로(13-4)와 연통되도록 밑면으로부터 작용하는 압력정도에 따라 자동으로 개폐되는 체크밸브(54)가 마련된 흡착 캡(50)과; 상기 실린더 본체(10)의 진공압 유입구(11) 및 배기구(13)측으로부터 진공압라인(P) 상에 설치되어 진공압을 발생하는 진공펌프(60)와; 상기 진공펌프(60)로부터 발생되는 진공압을 제어하는 진공제어밸브(70);로 구성된다.
첨부된 도 6은 도 5에서의 체크밸브를 도시한 종단면도로서, 상기 체크밸브(54)는 중공형의 밸브하우징(54-1) 하부측에 내경측과 통하는 통공(54-2)이 대응되게 형성되고, 밸브하우징 내부에 실린더 본체(10)측의 공기유로(13-4)와 연통되는 역깔대기 형상의 제1밸브시트(54a)와 제2밸브시트(54b)가 삽입 설치되고, 제1밸브시트(54a)와 제2밸브시트(54b) 사이에 압축스프링(54d)을 포함하는 체크볼(54c)이 개재되어 상기 각 시트(54a)(54b) 사이를 진공압에 따라 차단하도록 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 자력 및 진공을 이용한 흡착장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 각각의 실린더 본체(10)의 상부에 마련된 나사홈(11)에는 작동 아암(A)이 연결되는 구조로, 이 작동아암은 물류공정라인(도면에서 생략함)에서 하나 이상으로 다수개 배열되어 상기 흡착장치를 매단 상태에서 각각의 물체(W)를 흡착 운반할 수 있도록 한다.
물체(W)는 금속성과 비금속성에 따라 흡착이 이루어지기 위해서는 자력 또는 진공압의 제어에 의해 이루어진다.
자력발생을 위한 진공펌프(60)의 가동에 있어, 진공제어밸브(70)측의 밸브방향전환이 도 3a에 도시된 바와 같이 제어되는 상태라면, 실린더 본체(10)측 진공압 유입구(12)를 통해 피스톤(20)의 상부로 진공압력이 인가된다.
이때 피스톤(20)이 상승됨으로써 피스톤(20) 내의 영구자석(21)은 실린더 본체(10)의 하부측 수나사부(14)에 암나사부(51)가 체결 설치된 흡착 캡(50)의 밑면으로부터 상기 영구자석(21)의 거리가 멀어지는 상태로서, 이때는 흡착 캡(50)의 밑면으로부터 금속체로 된 물체(W)를 흡착시킬 수 있는 충분한 자력이 발생되지 않는다.
또한, 실린더 본체(10)측과 흡착 캡(50)의 외주연에 내경이 설치된 진공패드(40)에도 진공 압력이 공급되지 않기 때문에 이 상태에서는 물체(W)의 흡착이 이루어지지 않는 상태가 된다.
도 3b에서와 같이 자력과 함께 진공압이 형성되어 작동되는 상태를 예시한 도면으로서, 진공제어밸브(70)측의 밸브방향전환은 실린더 본체(10) 측의 진공압 배기구(13)로부터 진공압이 인가되면, 상승되어 있던 피스톤(20)은 하강하는 상태가 되고, 하강된 피스톤(20) 내의 영구자석(21)은 흡착 캡(50)의 하부측에 위치한 비자성 스페이서(30)에 대해 최대한 물체(W)를 흡착할 수 있는 근접위치까지 하강하게 된다.
이때 영구자석(21)을 통한 충분한 자력이 발생됨으로서, 흡착 캡(50)의 하부로부터는 안치되어 배열된 금속체 물체(W)를 자력으로 흡착할 수 있게 된다.
상기와 같은 상태에서 흡착되는 물체(W)가 비금속체인 경우에는 자력에 의한 흡착이 이루어지지 않고, 동시에 흡착 캡(50)의 하부에 설치된 감지밸브부재(53)의 작동에 의해 물체(W)를 진공으로 흡착할 수 있게 된다.
이는 흡착 캡(50)의 하부에 설치된 감지밸브부재(53)의 접촉감지봉(53d)이 물체(W) 표면상에 접촉됨과 동시에 접촉감지봉(53d)이 눌려짐에 따라 접촉감지봉(53d)의 일단에 일체로 형성된 체크볼(53c)은 밸브하우징(53-1) 내의 제2밸브시트(53b)의 유로차단을 해제하는 상태가 된다.
상기 접촉감지봉(53d)이 눌려짐에 따라 자연스럽게 진공패드(40)는 평판형의 비금속 물체(W)를 흡착하는 것으로 이는 상기 제2밸브시트(53b) 유로가 통하여 짐으로써 진공압으로서 비금속체인 물체를 흡착할 수 있게 된다.
즉, 비금속체인 물체(W)가 평면체라면, 자력에 의한 흡착은 이루어지지 않더라도 진공패드(40)에 의한 흡착이 이루어지게 된다.
한편, 도 3c와 같은 상태는 흡착하기 위한 물체(W)가 금속체이나, 진공패드(40)와 밀착되지 않는 형태를 띠기 때문에 피스톤(20) 측의 영구자석(21)에 대한 자력으로서의 흡착은 이루어지나, 진공패드(40)에 진공흡착은 불가능한 경우를 나타낸 것이다.
이때에 감지밸브부재(53)의 작동이 이루어지는데, 체크볼(53c)의 상부에는 진공압력이, 그 하부에는 대기압이 작용함으로써, 체크볼(53c)의 상부는 밸브하우징(53-1) 내의 제1밸브시트(53a)에 유로를 차단하게 된다. 이에 따라 흡착 캡(50)의 하부측 감지밸브부재(53)를 통한 과도한 공기가 결국 진공펌프(60)측에 유입되게 함으로써 진공압력의 상승을 자동으로 방지할 수 있어 진공압 부하에 따른 장치를 보호할 수 있다.
상기 감지 밸브부재(53)는 첨부된 도 4 및 도 4a, 도 4b에서 도시된 바와 같이, 흡착하기 위한 물체가 흡착 캡(50)의 밑면에 접촉하면 접촉감지봉(53d)은 그 상부에 위치한 체크볼(53c)을 밀어 상승시키는 구조로, 진공압의 전달통로를 개방시켜 주는 것으로, 만일 진공패드(40)에 대해 도 3c와 같이 흡착하고자 하는 물체(W)가 밀착이 되지 않은 상태에서 대기압 상태의 공기가 상기 감지밸브부재(53)의 제2밸브시트(53b)를 통해 유입된다. 이때 체크볼(53c)의 상부측에는 진공압력이 작용하므로 제1밸브시트(53a)의 유로를 자동 차단하게 되어 결국 진공펌프(70)측으로 공기의 유입을 차단시켜 주는 작동을 한다.
한편, 본 발명에 따른 일 실시예로서, 첨부된 도 5a에서 도시된 바와 같이, 실린더 본체(10)측의 진공압 유입구(11)로부터는 진공제어밸브(70)의 진공압의 밸브방향 전환에 따라 피스톤(20)의 상부측에 진공압력이 인가되면, 피스톤(20)이 상승함에 따라 실린더 본체(10)의 하부측 흡착 캡(50)으로부터는 피스톤의 영구자석(21)이 흡착 캡(50)과 거리가 멀어져 흡착 캡의 밑면으로부터는 금속체 물체를 흡착할 수 있는 충분한 크기의 자력이 발생되지 않는 상태이다. 이때에도 마찬가지로 진공패드(40)측에서도 진공흡착이 이루어지지 않는 상태이므로, 상기와 같이 피스톤(20)의 상승시에는 흡착하고자 하는 물체(W)가 금속체이거나, 비금속체라 할지라도 흡착이 해제되는 상태로서, 이는 물체를 흡착하고 일정 특정장소로 운반한 상태에서 흡착력을 해제시켜 물체를 놓아주는 상태이다.
도 5b에서 도시된 바와 같은 상태는 상기와 반대되는 동작으로서 실린더 본체(10)측의 진공압 배기구(13)로부터는 진공제어밸브(70)의 진공압의 방향 전환에 따라 피스톤(20)의 하부측에 진공압력이 인가되는 경우이다.
이때는 피스톤(20)이 하강함에 따라 실린더 본체(10)의 하부측 흡착 캡(50) 으로부터는 피스톤(20)측의 영구자석(21)이 흡착 캡(50)측에 근접되는 상태가 되고, 이때부터는 금속체인 물체(W)를 흡착하기에 충분한 자력을 형성시켜 금속성 물체를 흡착하여 이동시킬 수 있게 된다.
가령, 흡착하는 물체(W)가 비금속체인 경우는 상기와 반대로 자력은 발생되지만, 흡착력은 발생되지 않는 상태가 된다. 이때는 상기 흡착 캡(50)의 밑면에 구성된 접촉형 감지센서(S)가 비금속체의 물체(W) 상면에 접촉되는 순간, 실린더 본체(10)의 일측에 설치된 진공흡착제어밸브(80)의 작동이 이루어진다. 여기서 상기 진공흡착제어밸브(80)의 작동은 감지센서(S)와 전기적으로 연결 설치되어 있어 감지센서(S)의 작동이 온(On) 상태일 때 진공흡착제어밸브(80)로부터는 진공압에 대한 흡착을 제어할 수 있는 밸브의 방향전환이 이루어진다.
상기 진공흡착제어밸브(80)의 작동에 따라 진공패드(40)가 위치한 흡착 캡(50)의 하부에 구비된 체크밸브(54)의 진공압력은 상기 실린더 본체(10)의 내부와 연통되면서 진공압 배기구(13)측과 연통되도록 된 제1공기유로(52-1)를 통해 체크밸브는 개된다.
이때 제2공기유로(52-2)를 통해서는 진공압을 발생시켜 결국 진공패드(40)를 통해 흡입력인 제공되어 진공압으로서 비금속체인 평판형 물체(W)를 흡착하여 들어올릴 수 있게 된다.
이와 같은 상태에서 들어 올려지는 물체(W)는 실린더 본체(10)의 상부측 나사홈(11)에 연결 설치된 작동 아암(A)에 이동경로를 통해 특정위치로 물체를 운반하고, 상기와 같은 도 5a에서와 같은 진공제어밸브(70)의 진공압 방향전환으로 하 여금 물체에 대한 흡착력을 상쇄시켜 물체를 안정적으로 위치시킬 수 있게 된다.
한편, 첨부된 도 5c에서 도시된 바와 같은 상태는 흡착하고자 하는 물체(W)가 진공패드(40)와 밀착되지 못한 상태에서는 흡착 캡(50)의 하부측 체크밸브(54)의 동작은 다음과 같이 작동된다.
진공패드(40)측의 밑변에 발생되는 압력은 거의 대기압에 가까워 체크밸브(54)의 밸브하우징측 내에 제1밸브시트와 제2밸브시트 사이에 개재되어 있는 체크볼(54c)은 압축스프링(54d)을 가압하면서 상승되어 제1밸브시트(54a)의 유로를 처단하여 준다. 이는 진공패드(40) 밑면으로부터 발생되는 압력은 대기압에 가까운 상태로 체크밸브(54)의 체크볼(54c)에 작용하는 압력차가 일정 기준을 초과하여 체크밸브는 결국 닫히는 상태가 된다.
상기의 체크밸브는 밸브하우징(54-1)의 하부에 통공(54-2)을 통해 그 측면상으로부터 상기와 같이 물체가 바르게 접촉되지 않은 상태에서 공기의 흐름을 밸브하우징(54-1)측으로 유도될 수 있도록 한 것이다.
이에 따라 본 발명의 자력 및 진공을 이용한 흡착장치는 흡착하고자 하는 물체가 평판형의 형상을 갖는 금속체이든 비금속체의 물체에 대해 피스톤측의 영구자석에 의한 자력형성에 의한 흡착과 진공패드의 밑면으로부터 진공압형성에 따른 진공흡착을 하나의 장치로서 모두 동시에 병행할 수 있는 이점이 있다.
이상에서와 같이 본 발명은 평면체로 된 비금속성 물체, 금속성 물체를 하나의 흡입장치를 통해 흡착할 수 있도록 함으로써 자석식 흡착기구와 별도의 진공패 드를 번갈아 사용해야 하는 시간적인 손실을 없애 물류공정에서의 물체이동에 따른 작업성을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 상부 중앙에 작동 아암(A)을 연결하기 위한 나사홈(11)이 형성되고, 측면으로부터 내측 상,하부측에 진공압 유입구(12) 및 배기구(13)가 마련되며, 하부 외측둘레에 수나사부(14)가 마련되며, 상기 진공압 배기구(13)로부터 공기통로(13-1)가 마련된 실린더 본체(10)와;
    상기 실린더 본체(10) 내에서 주어지는 진공압에 의해 상,하 동작되며, 그 내측에 금속체를 흡착시키기 위해 자력을 발생하는 영구자석(21)이 내장 설치된 피스톤(20)과;
    상기 실린더 본체(10) 하부에 위치되어 영구자석(21)과 흡착물체 간의 일정거리를 유지하기 위한 스페이서(30)와;
    상기 실린더 본체(10)의 하부측 외측둘레에 내경이 압입되어 설치되는 진공 패드(40)와;
    상기 실린더 본체(10)의 수나사부(14)에 체결되는 암나사부(51)가 형성되고, 밑면이 평판형으로 이루어지며, 밑면의 소정위치에 상기 실린더 본체(10)측의 배기구(13)측과 연통되는 공기통로(13-1)에 연통되는 공기유로(52)가 마련되고, 공기유로(52)상에 바닥면으로부터 물체의 접촉을 감지하기 위해 중공형의 밸브 하우징(53-1)과, 밸브하우징(53-1) 내에 설치되어 공기의 유로를 형성하는 역 깔대기 형상의 제1밸브시트(53a) 및, 이 제1밸브시트(53a)와 대응 형성되어 유로를 형성하는 제2밸브시트(53b)와, 상기 제1밸브시트 및 제2밸브시트 사이 내부에 설치되어 유로를 차단하는 체크볼(53c)과, 체크볼(53c)의 저면에 받쳐져 유로를 개폐시키기 위한 접촉감지봉(53d) 및 상기 제2밸브시트(53b)와 접촉감지봉(53d) 사이에 탄력 설치되는 코일스프링(53e)으로 이루어진 감지밸브부재(53)가 설치된 흡착 캡(50)과;
    상기 실린더 본체(10)의 진공압 유입구(12) 및 배기구(13)측으로부터 진공압라인(P) 상에 설치되어 진공압을 발생시키는 진공펌프(60)와;
    상기 진공펌프(60)로부터 발생시키는 진공압을 제어하는 진공제어밸브(70);로 구성된 것을 특징으로 하는 자력 및 진공을 이용한 흡착장치.
  2. 삭제
  3. 상부 중앙에 작동 아암(A)을 연결하기 위한 나사홈(11)이 형성되고, 측면으로부터 내측 상,하부측에 진공압 유입구(12) 및 배기구(13)가 마련되며, 하부 외측둘레에 수나사부(14)가 마련되며, 단면상에 복수의 공기통로(13-2)(13-4)가 구비되며, 공기유로(13-2)(13-4)로부터 진공압을 제어하는 진공흡착제어밸브(80)가 설치된 실린더 본체(10)와;
    상기 실린더 본체(10) 내에서 주어지는 진공압에 의해 상,하 동작되며, 그 내측에 금속체를 흡착시키기 위해 자력을 발생하는 영구자석(21)이 내장 설치된 피스톤(20)과;
    상기 실린더 본체(10) 하부에 위치되어 영구자석(21)과 흡착물체 간의 일정거리를 유지하기 위한 스페이서(30)와;
    상기 실린더 본체(10)의 하부측 외측둘레에 압입되어 설치되는 진공 패드(40)와;
    상기 실린더 본체(10)의 수나사부(14)에 체결되는 암나사부(51)가 형성되고, 밑면이 평판형으로 이루어지며, 밑면의 소정위치에 상기 진공압 배기구(13)측과 연통되는 제1공기유로(52-1)가 마련되고, 상기 진공흡착제어밸브(80)와 전기적으로 연결 설치되어 바닥면으로부터 물체의 누름접촉을 감지하는 감지센서(S)가 설치되며, 상기 감지센서(S)가 설치되는 반대측에는 상기 실린더 본체(10)측의 공기통로(13-4)와 연통되는 제2공기유로(52-2)가 상기 암나사부(51)의 내경에 마련되며, 상기 실린더 본체(10)측의 공기통로(13-4)와 연통되도록 밑면으로부터 작용하는 압력정도에 따라 자동으로 개폐되도록 중공형의 밸브하우징(54-1) 하부측에 내경측과 통하는 통공(54-2)이 대응되게 형성되고, 밸브하우징 내부에 실린더 본체(10)측의 공기유로(13-4)와 연통되는 역 깔대기 형상의 제1밸브시트(54a)와 제2밸브시트(54b)가 삽입 설치되고, 제1밸브시트(54a)와 제2밸브시트(54b) 사이에 압축스프링(54d)을 포함하는 체크볼(54c)이 개재되어 상기 각 시트(54a)(54b) 사이를 진공압에 따라 차단하는 체크밸브(54)가 마련된 흡착 캡(50)과;
    상기 실린더 본체(10)의 진공압 유입구(11) 및 배기구(13)측으로부터 진공압라인(P) 상에 설치되어 진공압을 발생하는 진공펌프(60)와;
    상기 진공펌프(60)로부터 발생되는 진공압을 제어하는 진공제어밸브(70);로 구성된 것을 특징으로 하는 자력 및 진공을 이용한 흡착장치.
  4. 삭제
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