KR100995707B1 - 진공 척 - Google Patents

Abstract

진공 척이 개시된다. 관통홀이 형성되는 부품을 진공 흡착하는 장치로서, 일단에 흡착홀과 삽입홀이 형성되며 일측에 진공홀이 형성되는 하우징과, 삽입홀에 삽입되는 로드와 로드의 일단에 결합되며 하우징에 삽입되고 연통홀이 형성되는 헤드를 포함하는 위치결정핀과, 위치결정핀을 탄성적으로 지지하는 탄성부재 및 하우징의 내부를 감압시키는 진공펌프를 포함하며, 로드의 타단에는 관통홀에 삽입 가능하도록 로드의 길이 방향으로 돌출되는 돌출부가 형성되며, 로드의 길이는 진공홀이 헤드에 의해 개폐되도록, 하우징의 일단으로부터 진공홀까지의 거리와 동일한 것을 특징으로 하는 진공 척은, 관통홀이 형성되는 부품의 불량 여부를 검사함과 동시에 그 부품을 파지할 수 있다.

진공 척, 위치결정핀, 관통홀

Description

진공 척{Vacuum Chuck}

본 발명은 진공 척에 관한 것이다.

통상 제품의 조립 라인에서 가공이 완료된 부품을 파지하여, 조립될 부품에 이동시키는데 진공 척이 이용되고 있다. 진공 척은 부품의 일면에 진공을 형성하여 부품을 파지할 수 있는 장치이다.

이러한 진공 척을 이용하여 부품을 이동시키는 과정을 살펴보면, 먼저 진공 척이 부품의 일면에 진공 척의 흡착면을 접촉시키고, 다음으로 전기적인 제어를 통해 진공 척 내부를 감압시켜 부품을 파지한다. 다음으로, 조립될 부품이 있는 곳으로 진공 척을 이동시킨 다음, 전기적인 제어를 통해 진공 척 내부를 승압시켜 파지한 부품을 조립될 부품에 안착시킨다.

이와 같이, 진공 척은 부품을 파지 또는 안착시키는 과정에서 진공 척 내부의 압력을 변화시키기 위해 복잡한 제어과정과 그에 따른 여러 가지 센서 등이 필요하고, 그로 인해 진공 척의 가격을 상승시키는 원인이 되었다. 또한 가공이 완료된 부품이 정해진 오차범위 내로 가공 되었는지 확인하기 위해 별도의 검사 과정을 거쳐야 하는 문제가 있었다.

본 발명은 불량 부품의 확인과 동시에 부품을 파지할 수 있는 진공 척을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 관통홀이 형성되는 부품을 진공 흡착하는 장치로서, 일단에 흡착홀과 삽입홀이 형성되며 일측에 진공홀이 형성되는 하우징과, 삽입홀에 삽입되는 로드와 로드의 일단에 결합되며 하우징에 삽입되고 연통홀이 형성되는 헤드를 포함하는 위치결정핀과, 위치결정핀을 탄성적으로 지지하는 탄성부재 및 하우징의 내부를 감압시키는 진공펌프를 포함하며, 로드의 타단에는 관통홀에 삽입 가능하도록 로드의 길이 방향으로 돌출되는 돌출부가 형성되며, 로드의 길이는 진공홀이 헤드에 의해 개폐되도록, 하우징의 일단으로부터 진공홀까지의 거리와 동일한 것을 특징으로 하는 진공 척이 제공된다.

여기서, 돌출부의 말단에는 돌출부의 길이 방향으로 돌출되는 돌기부가 형성될 수 있으며, 로드와 돌출부의 단면은 동심원을 이룰 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 부품이 오차범위 내로 가공되어 불량 부품인지 여부를 검사함과 동시에 그 부품을 파지할 수 있다.

본 발명의 특징, 이점이 이하의 도면과 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 진공 척의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척(100)을 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척(100)은, 위치결정핀(110)과 탄성부재(120) 및 하우징(130)을 포함함으로써, 부품(10)의 관통홀(12)이 오차범위 내로 가공되어 불량 부품(10)인지 여부를 검사함과 동시에 그 부품(10)을 파지할 수 있다. 관통홀(12)의 형상은 필요에 따라 다양한 형태로 변경될 수 있으며, 그에 따라 후술할 돌출부(114)의 형상도 관통홀(12)의 형상과 동일하게 변경될 수 있다. 본 실시예에서는 관통홀(12)의 형상이 원인 경우를 예로 들어 설명한다.

진공 척(100)은 관통홀(12)이 형성되는 부품(10)의 일면에 진공을 형성하여 흡착함으로써, 부품(10)을 파지함과 동시에 위치결정핀(110)의 일단이 관통홀(12)에 삽입되어 부품(10)의 관통홀(12)이 오차범위 내로 가공되었는지 여부를 판단하 여 불량여부를 검사할 수 있는 장치이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척(100)의 하우징(130)을 나타낸 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(130)의 일단 즉 저면에는 흡착홀(134)과 삽입홀(132)이 형성된다. 흡착홀(134)은 부품(10)의 일면과 접하며, 부품(10)이 하우징(130)의 일단에 흡착될 수 있도록 진공 척(100)과 부품(10) 간의 압력을 감압시킬 수 있다. 삽입홀(132)은 후술할 위치결정핀(110)의 로드(116)가 삽입되는 구멍을 제공할 수 있다.

하우징(130)의 일측 즉 하우징(130)의 외주면에는 진공홀(136)이 형성된다. 진공홀(136)은 하우징(130)의 일단으로부터 후술할 로드(116)의 길이만큼 이격되는 위치(h1) 형성된다. 진공홀(136)은 위치결정핀(110)의 헤드(111)에 의해 개폐됨으로써, 하우징(130) 내부의 진공을 유지 또는 해제시킬 수 있다.

하우징(130)의 상측에는 흡입홀(138)이 형성된다. 흡입홀(138)은 진공펌프가 동작되어 하우징(130) 내부를 감압시킬 수 있도록 진공펌프와 연결되는 통로를 제공할 수 있다. 진공펌프는 하우징(130) 내부를 감압시키는 구성으로, 본 발명의 진공홀(136) 개폐구조로 인해, 하우징(130) 내부의 감압 제어를 위한 별도의 제어장치가 생략될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척(100)의 위치결정핀(110)을 나타낸 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 위치결정핀(110)은 부품(10)에 가공된 관통홀(12)과 위치결정핀(110)의 말단의 단면의 형상과 단면적의 일치 여부에 따라 삽입되거나 삽입되지 않음으로써 관통홀(12)의 불량여부를 판별할 수 있는 일종의 고노게이지(go nogo gauge)일 수 있다. 위치결정핀(110)은 로드(116)와 헤드(111)를 포함한다.

로드(116)는 삽입홀(132)에 삽입되는 부분으로 길이 방향으로 연장되는 형태를 가진다. 로드(116)의 단면은 원형으로 이루어지며, 그 단면적은 관통홀(12)의 단면적 보다 크게 형성되어, 부품(10)에 형성되는 관통홀(12)의 직경이 허용 가능한 범위 내라면, 로드(116)는 관통홀(12)에 삽입되지 않는 부분이다.

헤드(111)는 로드(116)의 일단에 결합된다. 헤드(111)는 하우징(130)의 내부에 삽입되어, 헤드(111)의 내주면과 하우징(130)의 내주면 사이에 기밀이 유지되도록 할 수 있다. 헤드(111)에는 상측과 하측을 관통하는 연통홀(113)이 형성된다.

연통홀(113)은 흡착홀(134)을 통해 공기가 흡입될 수 있도록 헤드(111)의 상하로 공기가 유동되는 통로를 제공할 수 있다. 헤드(111)의 두께는 로드(116)가 관통홀(12)에 걸려 헤드(111)가 진공홀(136)에 위치하는 경우 진공홀(136)을 폐쇄할 수 있도록, 진공홀(136)의 직경 보다 크게 형성된다.

로드(116)의 길이(h2)는 하우징(130)의 진공홀(136)이 형성되는 위치와 동일하게 형성되어, 로드(116)의 말단이 관통홀(12)에 삽입되지 못하고 걸리는 경우, 헤드(111)가 진공홀(136)을 폐쇄하여 하우징(130) 내부에 진공을 형성되도록 할 수 있다.

로드(116)의 직경(d3)은 관통홀(12)이 가지는 최대허용직경과 동일하게 형성된다. 관통홀(12)의 직경은 미리 정해진 크기를 갖도록 형성될 수 있으나, 제조 상의 오차를 가질 수 있다. 이 때, 부품(10)이 불량으로 판단되지 않으며, 관통 홀(12)이 가질 수 있는 최대 직경을 최대허용직경으로 볼 수 있으며, 로드(116)의 직경(d3)을 이와 동일하게 형성함으로써 로드(116)가 관통홀(12)에 삽입되지 않고 걸리도록 할 수 있다. (여기서, 로드(116)의 직경과 관통홀(12)의 내경이 동일하다면, 로드(116)의 외주면과 관통홀(12)의 내주면이 가지는 표면의 조도 등으로 인해 삽입되지 않는 것으로 본다.) 결국, 관통홀(12)의 직경이 최대허용직경을 가지는 경우, 로드(116)가 관통홀(12)에 삽입되지 않아 불량으로 판단되지 않는다.

도 4, 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척(100)의 불량 검사과정을 나타낸 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 관통홀(12)의 직경이 최대허용직경 이상을 가지는 경우, 로드(116)는 관통홀(12)에 삽입될 수 있고, 헤드(111)가 진공홀(136)의 위치까지 상승하지 못해 하우징(130) 내부는 감압되지 않는다. 따라서, 부품(10)의 일면과 진공 척(100) 사이에는 진공이 형성되지 않아, 부품(10)은 진공 척(100)에 파지되지 않는다. 이 때, 탄성부재(120)는 로드(116)가 하우징(130)의 외측으로 돌출되도록 헤드(111)를 가압한다.

돌출부(114)는 로드(116)의 타단에 관통홀(12)에 삽입 가능하도록 관통홀(12)의 단면의 형상과 단면적이 동일하게 형성될 수 있다. 돌출부(114)는 관통홀(12)과 동일한 형상을 가지도록 형성되며, 그 단면적도 관통홀(12)과 동일하게 형성될 수 있다.

따라서, 돌출부(114)는 관통홀(12)이 허용 가능한 오차를 포함하고 있는 직경으로 형성되었을 때, 관통홀(12)에 삽입될 수 있는 부분이다.

돌출부(114)의 말단에는 돌출부(114)와 형상이 동일하며 돌출부(114) 보다 단면적이 작은 돌기부(112)가 형성될 수 있다. 본 실시예의 돌출부(114)는 원형을 이루고 있으므로, 돌기부(112)의 형상 또한 원형을 가진다. 또한, 로드(116), 돌출부(114) 및 돌기부(112)는 그 중심을 공유하는 복수 개의 원으로 이루어 질 수 있다.

돌출부(114)의 직경(d2)은 돌출부(114)가 관통홀(12)에 삽입 가능하도록 관통홀(12)의 최소허용직경과 동일할 수 있다. 최소허용직경은 부품(10)에 가공된 관통홀(12)이 불량으로 판단되지 않으며, 관통홀(12)이 가질 수 있는 최소 직경으로 볼 수 있다. (여기서, 돌출부(114)의 직경이 관통홀(12)에 삽입 가능하도록 관통홀(12)의 최소허용직경과 동일하다고 함은, 돌출부(114)는 관통홀(12)이 최소허용직경을 가지는 경우 관통홀(12)에 삽입될 수 있는 부분으로, 돌출부(114)의 외경과 관통홀(12)의 직경이 동일하다면, 그들의 표면 상에 조도 등의 영향으로 돌출부(114)는 관통홀(12)에 삽입되지 않을 수 있으므로, 돌출부(114)의 실제 제작 시에는 이를 고려하여 관통홀(12)의 최소허용직경 보다 작게 형성하여, 관통홀(12)에 삽입 가능하도록 함을 말할 수 있다.)

돌기부(112)는 돌출부(114)의 말단에 돌출부(114)의 형상과 동일하게 형성되며, 돌출부(114) 보다 단면적이 작게 형성될 수 있다. 본 실시예의 돌출부(114)는 직경이 d1인 원형을 이루고 있으므로, 돌기부(112)는 돌출부(114)와 동심을 이루며, 돌출부(114) 보다 직경이 작은 원형의 단면을 가질 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척(100)의 불량 검사과정을 나타낸 단면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 관통홀(12)은 최소허용직경 보다 작게 형성 되어 있어, 돌출부(114)는 관통홀(12)에 삽입되지 못하고, 돌기부(112)만이 관통홀(12)에 삽입되어 있다.

따라서, 위치결정핀(110)의 헤드(111)는 진공홀(136) 보다 높은 곳에 위치하여 진공홀(136)을 폐쇄하지 못하게 되고, 하우징(130) 내부의 압력은 떨어지지 않아 부품(10)은 진공 척(100)에 파지되지 못한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척(100)의 파지 동작을 나타낸 단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 도 6의 관통홀(12)은 그 최소허용직경과 최대허용직경 사이의 직경을 가지고 있다. 따라서, 진공 척(100)이 하강하면, 돌출부(114)가 관통홀(12)에 삽입되고, 로드(116)의 로드(116)의 말단이 관통홀(12)에 걸려 헤드(111)가 상승하게 된다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척(100)의 조립 동작을 나타낸 단면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 로드(116)의 길이만큼 상승한 헤드(111)는 진공홀(136)을 폐쇄하게 되고, 하우징(130)의 내부는 진공펌프에 의해 감압된다. 따라서, 진공 척(100)과 부품(10) 사이에 압력이 하강하여 진공 척(100)은 부품(10)을 파지할 수 있게 된다. 다음으로, 진공 척(100)이 조립될 부품(15)이 있는 곳으로 이동하여 위치를 정렬하게 된다.

진공 척(100)의 위치가 정렬된 후, 진공 척(100)이 하강하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 위치결정핀(110)이 상승하여 진공홀(136)이 개방된다. 진공홀(136)이 개방되면 하우징(130) 외부의 공기가 유입되어 하우징(130) 내부의 압력은 상승하게 되고, 진공 척(100)과 부품(10) 사이에 압력이 상승하여 진공 척(100)은 부 품(10)을 놓게 된다. 따라서, 부품(10)은 그 부품(10)이 조립될 부품(15)에 안착된다. 다음으로, 진공 척(100)이 상승하고, 부품(10)은 진공 척(100)으로부터 완전히 이탈하게 된다.

결국, 본 실시예의 진공 척(100)은 위치결정핀(110)과 진공홀(136)의 구조적인 위치관계 만으로 하우징(130) 내부의 압력을 조절할 수 있어, 부품(10)의 파지를 제어할 수 있다. 따라서, 하우징(130) 내부의 감압을 위해 별도의 제어 장치가 생략될 수 있다.

또한, 위치결정핀(110)의 말단에 형성되는 로드(116), 돌출부(114), 돌기부(112)의 단면의 형상과 그 단면적의 관계로 인해 파지할 부품(10)에 형성되는 관통홀(12)이 최소허용직경과 최대허용직경 사이의 직경을 가지는지 확인하여, 부품(10)의 불량여부를 동시에 판단할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척을 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척의 하우징을 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척의 위치결정핀을 나타낸 사시도.

도 4, 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척의 불량 검사과정을 나타낸 단면도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척의 파지 동작을 나타낸 단면도.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척의 조립 동작을 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 진공 척 110: 위치결정핀

120: 탄성부재 130: 하우징

Claims (3)

1. 관통홀이 형성되는 부품을 진공 흡착하는 장치로서,

   일단에 흡착홀과 삽입홀이 형성되며, 일측에 진공홀이 형성되는 하우징과;

   상기 삽입홀에 삽입되는 로드와, 상기 로드의 일단에 결합되며 상기 하우징에 삽입되고 연통홀이 형성되는 헤드를 포함하는 위치결정핀과;

   상기 위치결정핀을 탄성적으로 지지하는 탄성부재; 및

   상기 하우징의 내부를 감압시키는 진공펌프를 포함하며,

   상기 로드의 타단에는 상기 관통홀에 삽입 가능하도록 상기 로드의 길이 방향으로 돌출되는 돌출부가 형성되며,

   상기 로드의 길이는 상기 진공홀이 상기 헤드에 의해 개폐되도록, 상기 하우징의 일단으로부터 상기 진공홀까지의 거리와 동일한 것을 특징으로 하는 진공 척.
2. 제1항에 있어서,

   상기 돌출부의 말단에는 상기 돌출부의 길이 방향으로 돌출되는 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 척.
3. 제1항에 있어서,

   상기 로드와 상기 돌출부의 단면은 동심원으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 척.

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