KR101633658B1

KR101633658B1 - 전동 그리핑 장치

Info

Publication number: KR101633658B1
Application number: KR1020140120845A
Authority: KR
Inventors: 최병일
Original assignee: 최병일
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2014-09-12
Publication date: 2016-07-08
Also published as: KR20160031189A

Abstract

본 발명은 하나의 캠 구동에 의하여 다수개의 그러퍼를 동시에 구동하여 구조가 간단하며 제어가 용이하고 정확한 전동 그리핑 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 전동 그리핑 장치는, 회전 동력을 제공하는 모터; 상기 모터의 회전축에 결합되어 회전하며, 다수개의 나선 이동홈이 전면에 형성되는 캠 플레이트; 상기 모터의 전면이 개방된 상태로 상기 모터를 외부에서 감싸는 모터 커버; 상기 모터 커버의 전면에 결합되어 설치되며, 상기 회전축이 관통되는 회전축 관통홀이 형성되는 모터 브라켓; 상기 모터 브라켓의 전면에 결합되어 설치되며, 상기 캠 플레이트의 회전에 간섭되지 않는 상태에서 상기 캠 플레이트를 감싸는 척 바디; 일단이 상기 다수개의 나선 이동홈에 삽입되고 중앙 부분은 상기 척 바디를 관통하여 설치되며, 상기 캠 플레이트의 회전에 의하여 상기 나선 이동홈을 따라 동시에 슬라이딩 구동되는 다수개의 구동축; 상기 구동축의 말단에 결합되어 설치되며, 상기 구동축의 구동에 의하여 목적물을 파지 또는 방임하는 그리퍼; 상기 척 바디의 전면에 고정되어 설치되며, 상기 그리퍼과 결합되어 상기 그리퍼의 구동 방향을 안내하는 구동 안내부;를 포함한다.

Description

전동 그리핑 장치{A APPARATUS FOR GRIPPING A MATTER}

본 발명은 전동 그리핑 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 캠 구동에 의하여 다수개의 그러퍼를 동시에 구동하여 구조가 간단하며 제어가 용이하고 정확한 전동 그리핑 장치에 관한 것이다.

자동화 공정에 의하여 제조 공정이 진행되는 제조 분야에서는 취급되는 물건을 특정한 위치에서 다른 공정 위치로 이동시키거나 특정한 공정을 수행하기 위하여 개별 파지하는 경우가 많다. 이 경우에 전동 그리퍼(gripper)가 많이 사용된다. 전동 그리퍼는 대한민국공개특허 제10-2010-53808에 개시된 바와 같이, 모터 구동에 의하여 한 쌍 또는 다수개의 그리퍼를 구동시켜 특정한 물체를 파지하는 구조를 가진다.

그런데 종래의 전동 그리퍼는 다수개의 그리퍼를 구동시키는 경우에 각 그리퍼를 구동시키는 구조가 매우 복잡하고, 다수개의 그리퍼를 정확한 위치로 구동시키는 제어가 어려운 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 하나의 캠 구동에 의하여 다수개의 그러퍼를 동시에 구동하여 구조가 간단하며, 제어가 용이하면서도 임의의 위치에 대하여 정확한 그리핑 동작이 가능한 전동 그리핑 장치를 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전동 그리핑 장치는, 회전 동력을 제공하는 모터; 상기 모터의 회전축에 결합되어 회전하며, 다수개의 나선 이동홈이 전면에 형성되는 캠 플레이트; 상기 모터의 전면이 개방된 상태로 상기 모터를 외부에서 감싸는 모터 커버; 상기 모터 커버의 전면에 결합되어 설치되며, 상기 회전축이 관통되는 회전축 관통홀이 형성되는 모터 브라켓; 상기 모터 브라켓의 전면에 결합되어 설치되며, 상기 캠 플레이트의 회전에 간섭되지 않는 상태에서 상기 캠 플레이트를 감싸는 척 바디; 일단이 상기 다수개의 나선 이동홈에 삽입되고 중앙 부분은 상기 척 바디를 관통하여 설치되며, 상기 캠 플레이트의 회전에 의하여 상기 나선 이동홈을 따라 동시에 슬라이딩 구동되는 다수개의 구동축; 상기 구동축의 말단에 결합되어 설치되며, 상기 구동축의 구동에 의하여 목적물을 파지 또는 방임하는 그리퍼; 상기 척 바디의 전면에 고정되어 설치되며, 상기 그리퍼과 결합되어 상기 그리퍼의 구동 방향을 안내하는 구동 안내부;를 포함한다.

그리고 본 발명의 전동 그리핑 장치에는, 상기 구동축과 상기 나선 이동홈 사이에 베어링이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 구동 안내부는, 상기 척 바디 전면에 상기 척 바디의 중심에서 외측 방향으로 방사형으로 설치되어 상기 구동축이 상기 척바디의 중심과 외측으로 직선 구동하도록 안내하는 리니어 가이드인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 척 바디에는, 상기 구동축이 관통하는 구동축 관통공이 다수개 형성되되, 각 구동축 관통공은 상기 척바디의 중심에서 외곽측으로 길게 형성되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 그리퍼에는, 상기 전방으로 절곡된 절곡부가 구비되고, 상기 절곡부의 표면에는 신축성이 있는 접촉부재가 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 하나의 모터와 이에 연결되어 있는 캠 플레이트를 정확하게 회전구동 제어함으로써, 다수개의 그리퍼를 정확하면서도 용이하게 동작 제어할 수 있으며, 특히 그리핑 과정에서 임의의 그리핑 위치에 대하여 정확한 동작 제어가 가능하므로 다양한 크기의 물체를 그리핑할 수 있는 현저한 효과를 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 그리핑 장치의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캠 플레이트의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼 및 구동 안내부의 결합 상태를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 척 바디의 구조를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 그리핑 장치의 구조를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캠 플레이트의 구조를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 척 바디의 구조를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 캠 플레이트의 회전 구동에 의하여 그리퍼가 직진 구동하는 과정을 도시하는 도면들이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 전동 그리핑 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 모터(110), 캠 플레이트(120), 모터 커버(130), 모터 브라켓(140), 척 바디(150), 구동축(160), 그리퍼(170) 및 구동 안내부(180)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 실시예에서 상기 전동 그리핑 장치에 대한 설명을 함에 있어서, 설명의 편의를 위하여 상기 그리퍼가 4개 설치되는 구조를 가지고 설명하지만, 상기 그리퍼는 도 5에 도시된 바와 같이, 3개가 구비될 수도 있고, 5개 이상이 구비될 수도 있음은 매우 자명하다.

먼저 상기 모터(110)는 회전 동력을 제공하는 구성요소로서, 정확한 수치제어가 가능한 모터인 것이 바람직하다. 따라서 상기 모터는 수치제어가 가능한 다양한 모터가 사용될 수 있으며, 예를 들어 스테핑 모터 또는 서보 모터 등이 사용될 수 있다.

다음으로 상기 캠 플레이트(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 모터(110)의 회전축(112)에 결합되어 설치되며, 상기 회전축(112)의 회전에 의하여 동시에 회전하는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 캠 플레이트(120)는 전체적으로 하나의 원형 플레이트 형태를 가지며, 그 전면에는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 그리퍼 개수 만큼의 나선 이동홈(122)이 나선 형태로 형성된다. 또한 상기 캠플레이트(120)의 중앙 부분에는 상기 회전축(112)과 결합되는 결합부(124)가 형성된다.

그리고 상기 나선 이동홈(122)은, 상기 캠 플레이트(120)의 전면에 일정한 깊이로 음각되어 형성되며, 일측 말단(122a)은 상기 캠 플레이트(120)의 원주면에 근접하게 형성되고, 타단(122b)은 상기 캠 플레이트(120)의 중심에 근접하게 형성되되, 전체적으로 연결되어 나선 형태로 형성된다.

다음으로 상기 모터 커버(130)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 모터(110)의 전면이 개방된 상태로 상기 모터(110)를 외부에서 감싸는 구성요소이다. 본 실시예에서는 상기 모터 커버(130)가 다양한 구조를 가질 수 있으며, 상기 모터(110)를 고정하여 설치할 수 있는 공간을 제공하며, 후술하는 모터 브라켓(140)과 결합하여 상기 모터(110)를 완벽하게 외부 공간과 차단한다.

다음으로 상기 모터 브라켓(140)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 모터 커버(130)의 개방된 전면에 결합되어 설치되며, 상기 회전축(112)이 관통되는 회전축 관통홀(142)이 상기 회전축(112)의 회전 운동에 간섭되지 않을 정도의 크기로 형성된다.

다음으로 상기 척 바디(150)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 모터 브라켓(140)의 전면에 결합되어 설치되며, 상기 캠 플레이트(120)의 회전에 간섭되지 않는 상태에서 상기 캠 플레이트(120)를 감싸는 구성요소이다. 따라서 상기 척 바디(150)는 상기 캠 플레이트(120)보다 큰 직경을 가지는 원판(152)과 상기 원판의 가장자리에 절곡되어 형성되는 측면부(154)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 실시예에서 상기 척 바디(150)는 전술한 바와 같이, 상기 모터 브라켓(140)에 결합되어 설치되므로, 상기 캠 플레이트(120)의 회전 운동에 불구하고 고정된 상태를 유지한다.

그리고 상기 척 바디(150)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 그리퍼(170)의 개수 만큼 구동축 관통공(156)이 형성되며, 상기 구동축 관통공(156)에는 일단이 상기 캠 플레이트(120)의 나선 이동홈(122)에 삽입된 구동축(150)이 수직으로 관통하여 설치된다. 이때 상기 구동축 관통공(156)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 척 바디(150)의 중심에서 외곽측 방향 즉, 원주 방향으로 길게 형성되는 것이, 상기 구동축(160)의 직선 왕복 운동에 부합되는 이동 공간을 제공하므로 바람직하다.

다음으로 상기 구동축(160)은 도 1에 도시된 바와 같이, 일단이 상기 다수개의 나선 이동홈(122)에 삽입되고, 중앙 부분은 상기 척 바디(150)의 구동축 관통공(156)을 관통하여 설치되며, 상기 캠 플레이트(120)의 회전에 의하여 상기 나선 이동홈(122)을 따라 동시에 슬라이딩 구동되는 구성요소이다. 즉, 본 실시예에서 상기 다수개의 구동축(160)은 상기 그리퍼(170)의 설치 개수와 동일한 개수로 설치되며, 각 구동축(160)은 각각 다른 나선 이동홈(122)에 일단이 삽입되어 설치되고, 각각 다른 구동축 관통공(156)을 관통하여 설치되는 것이다.

그리고 본 실시예에서 상기 구동축(160)과 상기 나선 이동홈(122) 사이에는 베어링(162)이 더 구비되는 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 베어링(162)은 상기 구동축(160) 중 상기 나선 이동홈(122)에 삽입되는 부분에 설치되며, 상기 구동축(160)이 상기 나선 이동홈(122)을 따라 슬라이딩 구동하는 과정에서 마찰력을 감소시켜 원활한 슬라이딩 구동이 가능하도록 한다.

다음으로 상기 그리퍼(170)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 구동축(160)의 말단에 결합되어 설치되며, 상기 구동축(160)의 구동에 의하여 목적물을 파지 또는 방임하는 구성요소이다. 상기 그리퍼(170)는 파지하는 물체의 형태에 따라 다양한 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 척 바디(150) 표면과 평행하게 설치되는 연결부(172)와, 상기 연결부(172)에서 전방으로 절곡된 절곡부(174)가 구비되는 구조를 가질 수 있다. 상기 절곡부(174)에 의하여 물체(1)를 파지하게 되며, 상기 절곡부(174)의 표면에는 물체(1)의 파지 과정에서 물체에 흠집을 남기거나 파손시키는 등의 현상을 방지하기 위하여 신축성이 있는 접촉 부재(176)가 더 구비될 수 있다.

다음으로 상기 구동 안내부(180)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 척 바디(150)의 전면에 고정되어 설치되며, 상기 그리퍼(170)와 결합되어 상기 그리퍼(170)의 구동 방향을 안내하는 구성요소이다. 상기 구동 안내부(180)는 상기 그리퍼(170)와 동일한 개수로 각 그리퍼(170)와 결합된 상태로 설치되며, 이미 고정되어 설치되는 척 바디(150)에 고정되어 설치되므로, 구동축(160) 및 그리퍼(170)의 이동에 불구하고 고정된 상태를 유지한다.

그리고 본 실시예에서 각 상기 구동 안내부(180)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 척 바디(150) 전면에 상기 척 바디(150)의 중심에서 외측 방향으로 방사형으로 설치되어 상기 구동축(160)이 상기 척 바디(150)의 중심과 외측으로 직선 구동하도록 안내하는 리니어 가이드(174)로 구성될 수 있다.

즉, 상기 그리퍼(170)가 상기 리니어 가이드(174)에 결합되고, 이에 구속되어 이동 방향이 안내되므로, 도 8a, 8b에 도시된 바와 같이, 캠 플레이트(120)가 회전 구동하면 상기 구동축(160)의 슬라이딩 구동에 의하여 상기 그리퍼(170)가 상기 캠 플레이트(120)의 중심 방향에서 원주 방향으로 직선 이동하게 된다. 이때 캠 플레이트(120)의 회전에 의하여, 전동 그리핑 장치에 설치되어 있는 모든 그리퍼(170)는 동일한 간격으로 직선 이동하면서 물체(1)를 파지하거나 방임하게 되는 것이다.

따라서 상기 모터(110)의 회전 구동을 통하여 캠 플레이트(120)의 나선 이동홈(122)에 결합되어 있는 모든 그리퍼(170)를 정확하고 간단하게 구동 제어할 수 있는 것이다.

100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 그리핑 장치
110 : 모터 120 : 캠 플레이트
130 : 모터 커버 140 : 모터 브라켓
150 : 척 바디 160 : 구동축
170 : 그리퍼 180 : 구동 안내부
200 : 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 그리핑 장치
210 : 모터 220 : 캠 플레이트
230 : 모터 커버 240 : 모터 브라켓
250 : 척 바디 260 : 구동축
270 : 그리퍼 280 : 구동 안내부
1 : 물체

Claims

회전 동력을 제공하는 모터;
상기 모터의 회전축에 결합되어 회전하며, 다수개의 나선 이동홈이 전면에 형성되는 캠 플레이트;
상기 모터의 전면이 개방된 상태로 상기 모터를 외부에서 감싸는 모터 커버;
상기 모터 커버의 전면에 결합되어 설치되며, 상기 회전축이 관통되는 회전축 관통홀이 형성되는 모터 브라켓;
상기 모터 브라켓의 전면에 결합되어 설치되며, 상기 캠 플레이트의 회전에 간섭되지 않는 상태에서 상기 캠 플레이트를 감싸는 척 바디;
일단이 상기 다수개의 나선 이동홈에 삽입되고 중앙 부분은 상기 척 바디를 관통하여 설치되며, 상기 캠 플레이트의 회전에 의하여 상기 나선 이동홈을 따라 동시에 슬라이딩 구동되는 다수개의 구동축;
상기 구동축의 말단에 결합되어 설치되며, 상기 구동축의 구동에 의하여 목적물을 파지 또는 방임하는 그리퍼;
상기 척 바디의 전면에 고정되어 설치되며, 상기 그리퍼과 결합되어 상기 그리퍼의 구동 방향을 안내하는 구동 안내부;
상기 구동축과 상기 나선 이동홈 사이에는 구비되는 베어링;을 포함하며,
상기 척 바디에는,
상기 구동축이 관통하는 구동축 관통공이 다수개 형성되되, 각 구동축 관통공은 상기 척바디의 중심에서 외곽측으로 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 전동 그리핑 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 구동 안내부는,
상기 척 바디 전면에 상기 척 바디의 중심에서 외측 방향으로 방사형으로 설치되어 상기 구동축이 상기 척바디의 중심과 외측으로 직선 구동하도록 안내하는 리니어 가이드인 것을 특징으로 하는 전동 그리핑 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 그리퍼에는,
전방으로 절곡된 절곡부가 구비되고, 상기 절곡부의 표면에는 신축성이 있는 접촉부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 전동 그리핑 장치.
제1항에 있어서, 상기 구동축 및 그리퍼는,
3개 또는 4개로 구성되는 것을 특징으로 하는 전동 그리핑 장치.
제1항에 있어서, 상기 모터는,
스테핑 모터 또는 서보 모터인 것을 특징으로 하는 전동 그리핑 장치.