KR101289309B1 - 소형 및 경량 픽커 액츄에이터 - Google Patents

소형 및 경량 픽커 액츄에이터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 칩 이송 및 LED 칩 분류기 등 작은 부품을 이송하기 위하여 원통형으로 설계 제작되어 볼을 수용할 수 있는 다수의 볼 수용홈이 원통형의 전체 면에 형성된 볼 케이지를 구비하며, 상기 원통형 볼 케이지와 삽입 체결되어 볼을 수용하는 하우징을 구비하며, 상기 볼을 수용한 케이지의 내부에 삽입 체결되어 볼의 구름운동으로 직선왕복운동을 하는 원통형 가이드포스트를 구비한 원통형 가이드를 제작하고, 제작된 원통형 가이드의 가이드포스트와 실린더의 로드를 고정 브라켓으로 체결 고정하며, 원통형가이드의 하우징과 실린더 하우징을 일체로 형성하여 동력원인 실린더에 의하여 일정거리를 직선왕복운동을 하도록 구성함으로써 고하중, 고내구성 및 고진직도를 구비한 소형 및 경량 픽커 액츄에이터에 관한 것이다.

Description

원통형 가이드를 구비한 소형 및 경량 픽커 액츄에이터{Picker actuator with cylindrical type guide}
본 발명은 반도체 칩 이송 및 LED 칩 분류기 등 작은 부품을 이송하기 위하여 원통형으로 설계 제작되어 볼을 수용할 수 있는 다수의 볼 수용홈이 원통형의 전체 면에 형성된 볼 케이지를 구비하며, 상기 원통형 볼 케이지와 삽입 체결되어 볼을 수용하는 하우징을 구비하며, 상기 볼을 수용한 케이지의 내부에 삽입 체결되어 볼의 구름운동으로 직선왕복운동을 하는 원통형 가이드포스트를 구비한 원통형 가이드를 제작하고, 제작된 원통형 가이드의 가이드포스트와 실린더의 로드를 고정 브라켓으로 체결 고정하며, 원통형가이드의 하우징과 실린더 하우징을 일체로 형성하여 동력원인 실린더에 의하여 일정거리를 직선왕복운동을 하도록 구성함으로써 고하중, 고내구성 및 고진직도를 구비한 소형 및 경량 픽커 액츄에이터에 관한 것이다.
픽커 액츄에이터(picker actuator)는 주로 반도체 칩 이송 및 LED 칩 분류기 등 작은 부품을 이송하는 시스템에 적용되는 것으로서 주로 공기압 실린더를 적용하여 픽앤 플레이스 액츄에이터(pick & place Actuator)에 사용하고 있다.
기존의 픽커 액츄에이터(picker actuator)에 적용되어 있는 가이드의 경우를 살펴보면, 회전을 방지할 수 있는 구조로 설계 제작되어 있으며, 크게 2가지로 나눌 수 있다.
그 하나는 에어 실린더와 LM(linear Motion) 가이드를 체결하여 설계 제작되어 미니츄어 타입으로 주로 이용되고 있고, 다른 하나는 에어 실린더와 미그럼 가이드를 이용하여 설계 제작된 것으로 4각 형태를 채택 적용하고 있다.
이들 두가지 형태 모두 진직도에 대한 내구성이 짧고, 스트로크내의 위치 정확도가 떨어져 흔들림(약 0.2 - 0.4mm 정도)이 크게 발생하는 문제점이 있다.
또한, 미끄럼 타입의 경우에는 LM 가이드 타입의 수명과 대비하여 약 1/3배 정도로 수명이 짧은 문제점이 있다.
종래의 공기압 실린더와 LM 가이드와의 결함 및 에어 실린더와 미그럼 가이드의 결합하여 설계 제작된 픽커 액츄에이터에서 발생하는 상기 문제점을 해결하여 진직도에 대한 내구성이 우수하고, 정도를 높일 수 있는 가이드를 연구 개발하고, 이를 이용한 픽커 액츄에이터의 설계 제작이 요구되고 있다.
본 발명과 관련한 종래기술로 등록실용신안공보 제20-0456673호에서는 LED 칩(light emitting diode chip)을 이송하는 멀티 픽커 장치에 관한 내용이 개시되어 있으나, 회전 액츄에이터 및 회전 액츄에이터에 의해 회전하는 회전판의 회전축을 중심으로 회전하는 다수의 픽커들을 구비한 픽커 액츄에이터로 직선왕복운동을 하는 본 발명의 픽커 액츄에이터와는 구성 및 작용효과에서 현저한 차이가 있다.
본 발명과 관련한 또 다른 종래기술로 대한민국 등록특허공보 제10-0807106호에서는 업다운 및 회전구동이 동시에 구현되는 업다운과 회전구동 일체형 픽업 실린더를 구비하고 직선운동과 회전운동을 할 수 있도록 구성되어 있으나, 이는 높은 진직성과 내구성을 구비함과 동시에 높은 하중에 견딜 수 있음을 기술적 과제로 하여 설계 제작된 본 발명의 픽커 액츄에이터와는 구성과 작용효과에서 현저한 차이가 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 원통형 볼을 수용하는 볼 케이지를 설계 제작하되, 원통형 상하좌우 일정한 간격으로 수많은 볼을 수용할 수 있는 볼 수용홈이 형성된 일체형 소형 및 경량의 볼 케이지를 구비하고, 형성된 볼 수용홈에 볼을 삽입하여 내부에 위치하는 가이드포스트와 볼이 수용된 케이지 외부에 위치하는 하우징으로 구성된 소형 및 경량의 원통형 가이드의 가이드포스트와 실린더의 로드를 고정 브라켓으로 체결 고정하고, 가이드포스트의 하우징과 실린더 하우징을 일체로 형성하여 내구성과 진직성이 우수하고 소형 및 경량의 픽커 액츄에이터를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 원통형가이드의 볼 케이지 전체 면에 다수의 볼 수용홈을 형성하고, 원통형 볼 케이지 전체면에 형성된 볼 수용홈에 볼을 삽입 체결하여 전체면에서 골고루 볼들이 구름운동을 하는 구성을 채용함으로써 모든 방향에서 등하중을 받을 수 있는 구조로써 안정된 정도로 진동 및 흔들림을 최소화하고 높은 진직성을 가지며, 높은 하중에 견딜 수 있는 원통형 가이드를 채용한 소형 및 경량의 픽커 액츄에이터를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 반도체 칩 이송 및 LED 칩 분류기 등 작은 부품을 이송하기 위하여 원통형으로 설계 제작되어 볼을 수용할 수 있는 다수의 볼 수용홈이 원통형의 전체면에 상하좌우 일정간격으로 형성된 소형 및 경량의 볼 케이지를 구비하며, 상기 볼 수용홈에 볼이 수용된 원통형 볼 케이지 형상에 맞추어서 삽입 체결되도록 원통형 관통구가 형성된 하우징을 구비하며, 상기 볼 수용홈에 볼이 수용된 케이지 내부에 삽입 체결되는 원통형 가이드포스트로 이루어진 원통형 가이드를 설계 제작하고, 상기 원통형 가이드의 가이드포스트와 실린더 로드를 고정 브라켓으로 체결 고정하며, 원통형 가이드의 하우징과 실린더 하우징을 일체로 형성하여 동력원인 실린더를 이용하여 가이드포스트 또는 하우징 측이 일정거리를 직선왕복운동하도록 구성함으로써 내구성이 우수하고 높은 진직성을 가진 소형 및 경량의 픽커 액츄에이터를 구현하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 소형 및 경량의 액츄에이터로 소형의 물체를 잡기 위하여 순간적으로 공기를 흡입하기 위한 공기이동통로를 가이드포스트의 중앙에 형성하고, 잡은 물체를 이동하기 위하여 직선왕복운동을 하도록 실린더 내부에 공기 또는 오일을 주입하거나 배출하기 위한 공기 또는 오일 이동통로, 주입구 및 배출구가 형성된 소형 및 경량의 픽커 액츄에이터를 구현하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 하중에 견디는 능력을 높이기 위하여 원통형가이드 전체면에서 구름운동을 하는 볼의 접촉면적을 넓게 제공하고, 일체형 볼 케이지로 원통형가이드를 제작하고, 상기 원통형 가이드의 가이드포스트와 실린더 로드의 가장자리를 고정 브라켓으로 체결 고정하며, 원통형 가이드의 하우징과 실린더 하우징을 일체로 형성하여 동력원인 실린더를 이용하여 고정 브라켓 또는 하우징 부분이 유한 스트로크를 가지도록 구성함으로써 내구성이 향상된 소형 및 경량의 픽커 액츄에이터를 구현하는데 있다.
본 발명은 원통형 볼을 수용하는 케이지를 설계 제작하되, 원통형 전체 면에 상하좌우 일정한 간격으로 수많은 볼을 수용할 수 있는 볼 수용홈이 형성된 볼 케이지를 구비하고, 형성된 볼 수용홈에 볼을 삽입하여 내부에 위치하는 가이드포스트와 볼이 수용된 케이지 외부에 위치하는 하우징으로 구성된 원통형 가이드를 제공하여 내구성과 진직도를 향상시킬 수 있는 유리한 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 원통형 가이드를 채용한 픽커 액츄에이터를 제공하되, 원통형가이드 전체면에서 구름운동을 하는 볼의 접촉면적을 넓게 제공하기 위하여 일체형 볼 케이지의 전체면에 수많은 볼 수용홈을 형성하고, 전체면에 형성된 볼 수용홈에 볼을 삽입 체결한 일체형 원통형 볼케이지로 안정된 정도로 진동 및 흔들림을 최소화하고 높은 진직성을 가지며, 하중에 견디는 능력 및 내구성을 향상시키는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소형 및 경량의 픽커 액츄에이터를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 소형 및 경량의 미니 원통형 가이드를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 볼 케이지에 형성된 볼 수용홈을 도시한 것이다.
<도면부호에 대한 간단한 설명>
11 ; 가이드 포스트 12 : 볼 케이지
13 : 하우징 또는 일체형 하우징 14 ; 실린더
15 ; 실린더 로드 16 ; 고정 브라켓
17 ; 공기배출구 18 ; 공기흡입구
19 ; 스톱퍼 20 ; 공기 또는 오일주입구
21 ; 공기 또는 오일배출구 22 ; 충격완화용 스프링 X ; 볼 수용홈의 상부 직경
Y ; 볼 수용홈의 하부 직경
본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 살펴본다.
본 발명에 따른 소형 및 경량 픽커 액츄에이터는 주로 반도체 칩 이송 및 LED 칩 분류기 등 작은 부품을 이송하기 위하여 고내구성 및 고정도를 구비한 원통형 가이드의 가이드포스트와 공기압 또는 유압 실린더 로드의 가장자리를 고정 브라켓으로 고정 체결하고, 가이드포스트의 하우징과 실린더의 외부 하우징을 일체로 설계 제작하여 실린더에 공기 또는 오일을 주입하거나 배출하여 가이드포스트 또는 하우징이 유한 스트로그(직선왕복운동)를 가지도록 구성되어 있다.
상기 픽커 액츄에이터의 고내구성, 고하중 및 고진직도를 가지도록 설계 제작하기 위하여 원통형 볼 케이지를 내구성이 우수한 합성수지재 또는 녹슬지 않는 가벼운 금속재질로 일체형으로 성형 제작하되, 전체면에는 볼이 수용되는 다수의 볼 수용홈을 형성하고, 볼 수용홈에 볼을 수용하여 원통형 관통구를 구비한 하우징을 삽입 체결하며, 원통형 전체면에서 가이드포스트와 볼의 외측에 위치하는 하우징사이에서 볼이 구름운동을 하도록 구성되어 있다.
상기 원통형 가이드의 가이드포스트의 일측은 공기압 실린더 또는 유압 실린더 로드 가장자리와 고정 브라켓으로 볼트 등으로 체결 고정되며, 원통형 가이드의 하우징과 실린더의 하우징을 일체형으로 제작하거나 체결 고정하여 공기압 실린더 또는 유압 실린더에 공기 또는 오일을 주입 또는 배출하여 일정거리를 직선왕복운동 하도록 설계 제작하되, 하우징을 설비 일측에 고정하고 고정 브라켓에 의하여 체결 고정된 가이드포스트와 실린더 로드가 직선왕복운동을 하도록 구성하거나 고정 브라켓에 의하여 고정된 가이드포스트와 실린더 로드를 설비 일측에 고정하고 하우징을 직선왕복운동을 하도록 구성하여 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴본다.
<실시 예>
본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다. 도 1은 본 발명에 따른 소형 및 경량의 픽커 액츄에이터를 도시한 것이다. 도 2는 본 발명에 따른 소형 및 경량의 미니 원통형 가이드를 도시한 것이다.
본 발명은 주로 반도체 칩 이송 및 LED 칩 분류기 등 작은 부품을 이송하기 위하여 고내구성 및 고정도가 요구되는 소형 및 경량의 픽커 액츄에이터이다.
이러한 소형 및 경량의 픽커 액츄에이터는 높은 진직성을 가지면서 내구성이 우수한 원통형가이드와 원통형 가이드와 체결되어 직선왕복운동이 가능하도록 동력원인 공기압 실린더 또는 유압 실린더의 일측과 서로 체결하여 구성한다.
본 발명에 따른 높은 진직성 및 고내구성을 구비한 소형 및 경량 픽커 액츄에이터를 이루기 위하여 먼저 진직성 및 고내구성을 구비한 원통형 가이드를 설계 제작하고, 설계 제작된 원통형 가이드의 가이드포스트(도1의 11)의 일측과 공기압 또는 유압 실린더 로드(도1의 15)를 고정 브라켓(도1의 16)으로 고정 체결하고, 가이드포스트(도1의 11)의 하우징(도1의 13)과 실린더(도1의 14)의 외부 하우징을 일체로 설계 제작하여 실린더(도1의 14)에 공기 또는 오일을 주입하거나 배출하여 가이드포스트(도1의 11) 또는 하우징(도1의 13)을 일정간격을 직선왕복운동을 하도록 설계 제작한다.
본 발명에 따른 소형 및 경량 픽커 액츄에이터에 채용되는 고내구성, 고하중 및 고진직도를 구비한 원통형 가이드를 설계 제작하기 위하여서는 원통형 전체 면에 다수의 볼을 수용할 수 있는 다수의 볼 수용홈이 상하좌우 일정간격으로 형성된 원통형 볼 케이지(ball cage)를 구비한다.
상기 픽커 액츄에이터의 고내구성, 고하중 및 고진직도를 가지도록 설계 제작하기 위하여 원통형 볼 케이지를 내구성이 우수한 합성수지재 또는 가벼운 금속재질로 일체형으로 성형 제작하는 것이 바람직하다. 물론 일체형이 아닌 구조로 설계 제작할 수도 있다.
원통형 볼 케이지를 일체형으로 성형 제작하므로 볼 케이지의 내구성을 증가시키고, 이는 픽커 액츄에이터의 내구성을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 소형 및 경량의 픽커 액츄에이터를 동작시키는 동력원은 공기압력으로 동작하는 공기압 실린더 또는 오일의 압력에 의하여 동작하는 유압 실린더가 될 수 있다.
도 1에서, 소형 및 경량의 픽커 액츄에이터의 상부 우측에 돌출되게 공기 또는 오일 주입구(도1의 20)와 배출구(도1의 21)가 고정 설치되어 있으며, 그 중에 하나가 공기 또는 오일 주입구이고, 다른 하나는 공기 또는 오일 주입구이다.
본 발명에 따른 소형 및 경량의 픽커 액츄에이터는 5㎜내지 15㎜ 정도의 직선왕복운동을 하도록 구성된 매우 작은 것이므로 작은 물건을 잡기 위한 별도의 구조물을 설치하기가 용이하지 아니하므로 공기의 흡입력을 이용하여 작은 물건을 잡을 수 있도록 가이드포스트 중앙을 공기가 이동할 수 있는 공기이동통로를 형성하고, 가이드포스트 상부에 공기흡입구(도1의 18)가 설치되고, 하부에 공기배출구(도1의 17)를 설치되어 하부의 공기배출구(도1의 17)에서 공기를 흡입하여 공기 흡입력에 의하여 공기흡입구(도1의 18)에서 물체를 잡을 수 있도록 구성할 수 있다.
가이드포스트 상부에 공기흡입구(도1의 18) 하부에는 실린더(도1의 14)에 의하여 하우징(도1의 13)이 더 이상 상부로 이동하지 못하도록 하는 스톱퍼(도1의 19)가 고정 설치되어 있다.
일체형으로 성형 제작된 원통형 볼 케이지 전체 면에는 볼이 수용되는 볼 수용홈을 상하좌우 일정간격으로 형성하여 볼을 삽입 체결한 후, 원통형 가이드포스트와 원통형 하우징사이에서 볼이 볼 수용홈을 이탈하지 않으면서 자연스럽게 구름운동을 하도록 구성되어 있다.
원통형 가이드포스트(도1의 11)와 하우징(도1의 13)에 형성된 원통형 관통구사이에서 볼이 굴림운동을 하여 일정거리 유한 직선왕복운동을 하도록 구성하고, 이를 동력원과 연결하여 동력에 의하여 고진직성을 가지고 일정거리 직선왕복운동을 하도록 구성되어 있다.
하우징(도1의 13)의 형상은 도 1과 같은 형상으로 형성할 수 있으며, 직육면체 형상으로 일체형으로 성형 제작하는 것도 하나의 바람직한 기술적 구성이다.
하우징(도1의 13)은 제작 시 도 1에서와 같이 하우징 내부에 공기압 또는 유압 실린더 내부로 공기를 주입 또는 배출하기 위한 공기 또는 오일이 이동하는 공기 또는 오일이동통로(도1의 23)를 구비하고 있다.
상기 동력원은 공기압력으로 동작하는 공기압 실린더 또는 오일의 압력에 의하여 동작하는 유압 실린더가 될 수 있다. 하우징 일측에 공기 또는 오일 주입구(도1의 20) 및 배출구(도1의 21)를 설치하여 실린더 내부로 공기 또는 오일을 주입 및/또는 배출하여 실린더의 피스톤을 이동시킬 수 있는 기술적 구성이면 족하다.
실린더 로드 하부에는 충격을 흡수할 수 있도록 충격완화용 스프링(도1의 22)을 구비하고, 공기 또는 오일 주입 시 또는 물체를 잡거나 놓을 경우에 발생할 수 있는 충격을 흡수할 수 있도록 구성할 수 있다.
동력원과 체결하여 직선왕복운동을 하도록 구성하는 방법은 두가지 기술적 구성으로 이룰 수 있다. 하나는 원통형 가이드의 가이드포스트와 공기압 또는 유압 실린더 로드(도1의 15)의 가장자리를 고정 브라켓(도1의 16)으로 체결 고정하고, 가이드포스트 및 동력원의 하우징(도1의 13)을 설비 일측에 고정하고 고정 브라켓에 의하여 고정된 가이드포스트와 실린더 로드가 직선왕복운동을 하도록 구성하는 것이고, 다른 하나는 고정 브라켓으로 체결 고정된 가이드포스트와 실린더 로드를 설비 일측에 고정하고 하우징을 직선왕복운동을 하도록 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 고하중, 고내구성 및 고진직성을 유지할 수 있는 소형 및 경량 픽커 액츄에이터의 구체적인 하나의 실시 예를 수치를 부여하여 살펴본다. 이러한 실시 예는 하나의 예로 이를 바탕으로 다양하게 변형 실시할 수 있고, 이러한 변형 실시 역시 본 발명의 권리범위에 속한다.
도 1은 본 발명에 따른 원통형 가이드를 이용하여 내구성과 진직도를 높인 소형 및 경량 픽커 액츄에이터를 도시한 것이다.
원통형 가이드를 이용한 소형 및 경량 픽커 액츄에이터의 진직도는 10㎜ 직선 운동시에 0.01㎜ 이하의 정도를 유지하며, 원통형 볼 케이지를 일체형으로 성형 제작하고, 원통형 전체 면에 볼 수용홈을 상하좌우 일정 간격으로 많이 형성하여 볼의 구름운동 면적을 넓게 유지하여 내구성을 크게 높은 구성이다.
본 발명의 기술적 구성을 도 1 및 도 2에 기초하여 살펴본다.
본 발명에 따른 원통형 가이드는 주로 반도체 칩 이송 및 LED 칩 분류기 등 작은 부품을 이송하기 위한 고정도와 고내구성이 필요한 소형 및 경량의 픽커 액츄에이터(picker actuator)에 채용된다.
본 발명에 따른 픽커 액츄에이터에 채용되는 원통형 가이드의 진직도는 10㎜ 직선 운동시에 0.01㎜ 이하를 유지하는 것이 바람직하다.
하나의 구체적인 실시 예로, 본 발명에 따른 원통형 가이드는 0.5㎜× 0.5㎜ 크기의 LED칩을 이송하는데 채용 사용될 수 있는 픽커 액츄에이터이므로 진직도가 요구된다.
본 발명에 따른 픽커 액츄에이터에 채용되는 원통형 가이드를 설계 제작하기 위하여서는 원통형 전체 면에 다수의 볼을 수용할 수 있는 볼 수용홈이 상하좌우 일정간격으로 배열 형성된 볼 케이지를 구비한다.
도 3은 본 발명에 사용된 볼 케이지에 형성된 볼 수용홈 형상을 구체적인 하나의 실시 예로 도시한 것이다.
도 3에서, 구체적인 하나의 예로 볼의 직경이 0.6㎜ 일 때, 볼이 삽입되는 X의 직경을 0.7㎜ 로 형성하고, 볼을 관통하여 떨어지지 않게 잡아주는 역할을 하는 하부의 볼 걸림부인 Y의 직경은 0.5㎜로 형성한다.
이와 같이 형성하면, 볼을 볼 케이지에 형성된 볼 수용홈에 위치시키면 아래로 관통하여 떨어지지 아니하므로 조립이 용이하다. X의 직경을 0.7㎜로 하는 것은 0.6 ㎜ 직경을 가진 볼이 케이지 내부에서 자유롭게 구름운동을 할 수 있도록 하는데 있다.
볼 수용홈을 형성할 때, 구름운동을 하는 볼과 케이지의 마찰 면적을 최소화하여 효율적인 구름이 이루어지도록 도 3에서와 같이 직경 0.7㎜로 수직되게 최대한 아래로 내려와서 볼을 잡아주는 0.5㎜ 직경의 볼 걸림부를 형성하는 것이 바람직하다.
앞서 구체적인 하나의 실시 예에서와 같은 치수의 가이드포스트, 케이지 및 볼 크기로 제작할 경우에 외측에 위치하는 원통형가이드와 실린더 하우징의 폭을 5㎜내지 9㎜ 정도로 형성할 수 있다.
도 3에서 X와 Y 직경의 크기는 볼의 직경을 고려하여 X의 경우 볼의 직경보다 크게 형성하고, Y의 경우 볼이 통과하지 않을 정도의 크기로 형성하여 조립이 용이하면서 구름운동을 원활하게 하는 구성이면 족하다.
볼 케이지의 두께는 볼의 직경보다 작게 설계 제작하여 내측에 위치하는 가이드포스트와 외부에 위치하는 하우징과의 마찰력을 최대한 줄일 수 있는 구성으로 이루어진다.
상기 일체형으로 원통형으로 성형 제작된 볼 케이지에 형성된 볼 수용홈에 볼을 삽입한 후, 하우징과 체결할 때 수용된 볼이 이탈하지 않으면서 체결 후 자유로운 구름운동을 할 수 있도록 하우징에 원통형 관통구를 형성한다.
상기 원통형 가이드는 볼을 볼 케이지에 형성된 볼 수용홈에 삽입 체결하여 볼 케이지를 하우징에 형성된 원통형 관통구와 체결한 후, 볼의 구름운동에 의하여 직선왕복운동을 할 수 있도록 볼 케이지에 형성된 원통형 구멍에 삽입 체결되는 가이드포스트(guide post)를 구비한다.
본 발명에 따른 가이드포스트는 중앙에 공기이동통로가 형성된 고강도를 가진 배관 형상이다.
상기 원통형 가이드포스트의 직경 및 하우징에 형성되는 원통형 관통구의 크기는 내구성, 강도, 볼 직경의 크기, 구름운동 시 마찰력 및 체결 가능성 등을 고려하여 변형 설계 제작할 수 있다.
상기 하나의 실시 예에서와 같이 빈틈이 없는 치수를 적용하여 설계 제작하고, 일체형 원통형 볼 케이지 전체 면에 형성된 볼 수용홈에 수용된 볼이 회전하여 구름운동을 함에 의하여 가이드포스트를 따라 직선왕복운동을 하도록 구성함으로써 고하중, 고내구성 및 고진직성을 구비한 원통형 가이드의 구현이 가능하다.
본 발명에 따른 픽커 액츄에이터용 원통형 가이드는 유한 스트로크용이다.
본 발명을 위하여 설계 제작된 유한 스트로크용 원통형 가이드는 아주 작은 LED 등을 이동할 때 사용하는 픽커 액츄에이터에 채용 적용되므로 고진직도와 높은 내구성이 요구된다.
먼저, 높은 진직도와 내구성을 얻기 위하여서는 구름운동을 하는 볼을 수용하는 케이지를 내구성이 우수한 합성수지재로 일체형으로 성형 제작하고, 앞서 기술한 구체적인 하나의 실시 예 기초하여 설계 제작하여 형성된 원통형 모든 면에 형성된 볼 수용홈에 삽입 체결하므로 앞뒤좌우에서 안정된 운동을 유지하여 진동 및 흔들림을 최소화하고 진직성 및 내구성을 크게 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 소형 및 경량 픽커 액츄에이터는 상기 원통형 가이드를 채용하며, 원통형 가이드는 동력원으로 공기압 실린더 또는 유압실린더를 이용하여 직선왕복운동을 하도록 설계 제작된다. 이를 이루기 위하여, 가이드포스트와 실린더 로드를 고정 브라켓으로 서로 고정 체결한다.
상기 원통형 가이드의 하우징와 동력원인 실린더의 외측에 위치하는 하우징을 서로 일체로 성형 제작하거나 볼트를 이용하여 고정 체결할 수 있도록 설계하여 소형 및 경량 픽커 액츄에이터를 설계 제작한다.
상기 고정 브라켓으로 체결 고정된 가이드포스트 일측과 실린더 로드 일측을 볼트 등으로 설비 일측에 고정하고, 하우징 부분을 직선왕복운동을 하도록 구성하거나, 하우징을 설비 일측에 고정하고 고정 브라켓에 의하여 고정된 가이드포스트와 실린더 로드가 직선왕복운동을 하도록 구성하여 소형 및 경량 픽커 액츄에이터로 사용할 수 있다.
도 1에 기초하여 앞서 기술한 실시 예에서 설명한 픽커 액츄에이터의 왕복 이동 거리는 10㎜㎜ 정도이다. 이를 바탕으로 하우징을 비롯한 모든 부품들에 대하여 다양한 크기와 형상을 가진 소형 및 경량의 픽커 액츄에이터로 변형 실시 할 수 있으며, 이러한 변형 실시 역시 본 발명의 보호범위에 속한다.
본 발명은 반도체 칩 이송 및 LED 칩 분류기 등 작은 부품을 이송하기 위하여 원통형으로 설계 제작되어 볼을 수용할 수 있는 다수의 볼 수용홈이 원통형의 전체 면에 형성된 볼 케이지를 구비하며, 상기 원통형 볼 케이지와 삽입 체결되어 볼을 수용하는 하우징을 구비하며, 상기 볼을 수용한 케이지의 내부에 삽입 체결되어 볼의 구름운동으로 직선왕복운동을 하는 원통형 가이드포스트를 구비한 원통형 가이드를 제작하고, 제작된 원통형 가이드의 가이드포스트와 실린더의 로드를 고정 브라켓으로 체결 고정하며, 원통형가이드의 하우징과 실린더 하우징을 일체로 형성하여 동력원인 실린더에 의하여 일정거리를 직선왕복운동을 하도록 구성함으로써 고하중, 고내구성 및 고진직도를 구비한 소형 및 경량 픽커 액츄에이터를 제공할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 높다.

Claims (8)

  1. 픽커 액츄에이터에 있어서,
    고정도와 내구성을 구비한 소형 및 경량 픽커 액츄에이터를 구성하기 위하여, 원통형으로 제작되어 볼을 수용할 수 있는 다수의 볼 수용홈이 전체면에 형성된 볼 케이지와, 상기 볼 케이지에 형성된 볼 수용홈에 볼을 삽입 체결한 후, 원통형 볼 케이지를 삽입 체결할 수 있도록 원통형 관통구를 구비한 하우징과, 볼이 수용된 케이지의 내부에 삽입 체결되는 가이드포스트를 구비하고, 하우징 또는 가이드포스트가 볼의 구름운동에 의하여 직선왕복운동을 하도록 구성된 원통형 가이드;
    상기 하우징 또는 가이드포스트가 직선왕복운동을 하도록 동력을 부여하기 위한 동력원인 실린더;
    상기 실린더에 공기 또는 오일을 주입 또는 배출하기 위한 공기 또는 오일 주입구 및 배출구; 및
    원통형 가이드의 가이드포스트와 실린더 로드를 고정용 브라켓으로 체결 고정하고, 원통형 가이드의 하우징과 실린더 하우징을 일체형으로 형성하여 하우징 또는 고정용 브라켓을 설비 일측에 고정하며, 고정용 브라켓 또는 하우징을 실린더를 이용하여 직선왕복운동을 하도록 구성된 소형 및 경량 픽커 액츄에이터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 픽커 액츄에이터의 동력원은 공기압 실린더 또는 유압 실린더로 구성된 소형 및 경량 픽커 액츄에이터.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 볼 케이지에 형성된 볼 수용홈은 볼이 구름운동을 할 수 있도록 상부 직경을 볼의 직경보다 크게 형성하고, 하부는 볼이 통과하지 못하도록 볼의 직경보다 작은 볼 걸림부로 형성하되,
    상기 볼 수용홈은 볼과 볼 수용홈의 접촉면적을 줄이기 위하여 볼 수용홈 상부에 형성된 직경을 최대한 아래로 수직하게 형성하고 하부에 불이 통과하지 않고 걸리도록 볼 걸림부를 형성함을 특징으로 하는 소형 및 경량 픽커 액츄에이터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 원통형 가이드는 원통형 전체 면에서 형성되는 가이드포스트와 하우징사이의 간격을 볼 직경 크기로 형성함을 특징으로 하는 소형 및 경량 픽커 액츄에이터.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 소형 및 경량 픽커 액츄에이터의 하우징은 공기압 또는 유압 실린더 내부로 공기를 주입 또는 배출하기 위한 공기 또는 오일이동통로를 더 구비한 소형 및 경량 픽커 액츄에이터.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 원통형 가이드는 유한 스트로크 운동을 하도록 구성함을 특징으로 하는 소형 및 경량 픽커 액츄에이터.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 소형 및 경량 픽커 액츄에이터의 가이드 포스트는 공기의 흡입력으로 소형 물체를 잡거나 내려놓기 위하여 가이드포스트 중앙에 공기이동통로를 형성하고,
    가이드포스트 상부에 공기흡입구를 설치하며, 가이드포스트 하부에는 공기 배출구가 설치됨을 특징으로 하는 소형 및 경량 픽커 액츄에이터.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 소형 및 경량 픽커 액츄에이터의 가이드 포스트 상부에 실린더에 의하여 직선왕복운을 할 때 상부로 이동을 제한하는 스톱퍼를 더 구비한 소형 및 경량 픽커 액츄에이터.
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