KR101759357B1 - 비접촉 진공 그리퍼 - Google Patents

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조세프 침머만
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침머만 & 쉴프 한트하붕스테히닉 게엠베하
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Abstract

본 발명은 비접촉 진공 그리퍼, 특히 태양전지, 웨이퍼, 평면화면 용 패널과 같이 표면이 예민한 공작물의 섬세한 그립 그리고 서로 중첩되게 쌓아 놓았다가 위에 있는 것부터 들어올려야 하는 무거운 유리플레이트 또는 표면이 매우 매끄러운 기타 소재의 플레이트의 그립을 위한 비첩촉 진공 그리퍼에 관한 것이다. 이때 비접촉 진공 그리퍼는 다음과 같은 특징을 갖는다. 비접촉 진공 그리퍼는 하나의 평면형 또는 곡선형 그리퍼플레이트(2)를 구비하며, 그리퍼플레이트(2)가 구비된 최소 하나의 흡입용개방구(3; 3a)를 갖되, 흡입용개방구(3) 주위를 빙 둘러 공작물-스로틀-면(6)이 형성되어 있고, 그리퍼플레이트(2)의 공작물을 향하는 쪽 면에 위치하며 흡입용개방구(3)를 중심으로 했을 때 공작물-스로틀-면(6) 바깥 쪽에 구비된 최소 하나의 홈(4)을 가지며, 각 홈(4) 내에 구비된 최소 하나의 환풍구멍(5)을 갖는다.

Description

비접촉 진공 그리퍼 {CONTACTLESS VACUUM GRIPPER}
본 발명은 비접촉 진공 그리퍼, 특히 태양전지, 웨이퍼, 평판디스플레이용 패널과 같이 표면이 예민한 공작물의 섬세한 그립 그리고 서로 중첩되게 쌓아 놓았다가 위에 있는 것부터 들어올려야 하는 무거운 유리플레이트 또는 표면이 매우 매끄러운 기타 소재의 플레이트의 그립을 위한 비접촉 진공 그리퍼에 관한 것이다.
비접촉 진공 그리퍼는 일반적으로 잘 알려져 있으며 적용될 상황 즉, 그립할 대상물에 맞춰 구조적으로 조정된다. 표면이 예민한 공작물을 그립 할 용도의 그리퍼라면 특수한 조치가 취해져야 공작물의 표면이 그립 시 손상되지 않는다.
기본적으로 진공 그리퍼에는 두 가지 종류가 있다.
하나는 공작물 위에 배치되며, 그립프로세스 초기에 공작물의 표면과 접촉하는 진공 그리퍼 즉, 공작물의 표면과 그리퍼 사이의 압착을 가능케 하는 실링 립(sealing lip)을 구비하여 그리퍼 내부에 진공 발생 시 외부 공기압에 의해 공작물이 실링 립에 가압되는 원리가 적용되는 진공 그리퍼다. 이 그리퍼의 경우 높은 표면압 때문에 의도하지 않게 공작물의 표면에 변형이 일어날 수 있다.
다른 하나는 공작물과 일정한 간격을 유지한 위치에서 그리퍼 쪽으로 공작물을 흡입하여 그리퍼표면과 접촉하지 않은 채 공작물을 그리퍼표면 가까이에 고정시키는 그리퍼다. 이 원리는 예를 들어 그리퍼표면을 공기베어링으로 형성함으로써 실현된다. 공기베어링은 압축공기를 배출하는 노즐필드를 통하여 또는 EP 1387808 B1에 기술되어 있는 것과 같은 진동 플레이트를 통하여 형성될 수 있는데, 공기베어링에 대해서는 본 설명에서 전반적으로 다룬다.
진공 그리퍼의 표면 가까이에 공작물이 고정되면, 외부의 공기압에 의해 공작물은 그리퍼표면을 향해 가압된다. 그러나 공기베어링에 의해 공작물이 그리퍼 표면과 접촉하지는 않는다. 결과적으로 공작물은 그리퍼 표면 아래 정해진 간격을 유지한 채 부유하는 상태를 유지하여, 공작물의 표면은 전혀 접촉하지 않는다. 그러나 이러한 설명은 정적 상태에서만 가능하다. 상기 원리에 입각한 실질 그립프로세스에서는 다음과 같은 문제가 발생한다.
흡입을 통하여 공작물을 들어올리기 위해서는 보다 높은 흡입력이 전제된다. 공작물이 최종 위치에 도달 하기 전에 흡입력을 줄일 수 있다면 가장 이상적일 것이다. 왜냐하면 그렇지 않을 경우 질량관성력(mass inertial forces)에 의해 가속도가 붙은 공작물의 속도가 공기베어링의 반작용력을 초과하여 공작물이 그리퍼표면과 충돌할 위험이 있기 때문이다.
현실에서는 원래 공작물의 질량에 따라 결정되는 하중력(weight force)보다 단지 소폭 더 크기만 하면 되는 최대 흡입력의 10배나 큰 최대 흡입력이 종종 요구된다.
최대 흡입력이 이보다 더 커야 하는 그립상황도 있다. 예를 들면 유리플레이트가 유리플레이트 더미 또는 표면이 매우 매끄러운 테이블 위에 놓여 있는 경우다. 이 경우 유리플레이트와 탁자표면 사이에는 공기가 거의 존재하지 않는다. 유리플레이트를 들어올리기 위해서는 플레이트를 들어올릴 때 주변의 공기압을 극복하고 플레이트와 탁자표면 사이에 틈이 생겨 그 틈으로 공기가 유입될 수 있게 해야만 한다. 플레이트와 탁자표면 사이의 틈에 공기가 채워지고 그 틈 속 압력이 외부 공기압과 같아질 때에야 비로소 유리플레이트를 들어올리기 시작한 시점에 발생했던 가압력이 0이 되어, 단지 하중력만 극복하면 되게 된다. 매끄러운 플레이트로부터 공작물을 분리시키기 위하여 추가적으로 요구되는 힘은 이하에서 제거력(tear-off force)이라고 한다.
따라서 공작물과의 물리적 접촉 없이 공작물을 자기 쪽으로 흡입하여 끌어당기는 진공 흡입 그리퍼는 흡입력이 우선 제거력을 초과하고, 그 후 공작물을 중력과 반대방향 즉, 그리퍼 표면 방향으로 이동시켜야 한다. 공작물이 그리퍼 표면 가까이 정해진 일정한 간격을 유지한 위치에 도달하게 되면, 질량관성력에 의하여 그리퍼 표면에 충돌하지 않도록 공작물의 이동속도를 늦출 있다면 이상적일 것이다.
자동화 프로세스에서 들어올려야 하는 공작물들이 모두 동일하고 그로 인하여 공작물의 무게도 모두 같기 때문에, 흡입노즐 뒤 쪽에 빠르게 반응하는 밸브조절기를 장착하여 흡입력이 제거력을 극복한 직후 흡입력을 일단 줄여 플레이트가 기술적으로 이상적인 이동속도를 달성하도록 하는 것은 이론상으로 충분히 가능하다. 플레이트가 정해진 거리만큼 들어올려진 후 재차 흡입력을 줄여, 플레이트가 그리퍼표면 가까이에 있는 최종위치에 도달할 수 있도록 하면 된다.
전문가라면 이와 같은 매우 역동적 프로세스가 극도로 복잡하고, 기체매개는 압축률 때문에 조정하기가 쉽지 않아 상당히 많은 비용과 수고를 요한다는 것을 알 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 신뢰할 수 있고 비용면에서 경제적인 장치, 특히 높은 제거력이 가해져야 하는 매끄러운 플레이트도 접촉 없이 들어올릴 수 있는 장치를 달성하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1에 명시된 것과 같은 진공 그리퍼를 통하여 달성되는데, 이 비접촉 진공 그리퍼는 다음과 같은 특징을 갖는다. 즉, 평면형 또는 곡선형 그리퍼플레이트를 구비한다. 그리퍼플레이트는 평평하여 평면 플레이트를 들어올릴 때 적용될 수 있고, 1차원적으로 휘어져 예를 들어 파이프를 들어올릴 때 적용될 수도 있고, 2차원적으로 휘어져 예를 들어 구 형태의 공작물을 들어올릴 때 적용될 수도 있다. 이하에 기술된 기술적 원리가 유체역학적으로 실현 가능한 한, 그리퍼플레이트는 공작물의 표면이 갖는 형태에 맞춘 형태를 갖는다.
그리퍼플레이트는 정해진 부압이 발생하는 흡입용개방구를 최소한 하나 구비한다. 그리고 흡입용개방구 주위를 빙 둘러 공작물-스로틀-면이 존재한다. 공작물-스로틀-면이란 공작물을 흡입할 때 공작물의 표면과 정해진 간격을 유지하며 마주하는 면을 말한다. 최종위치에 도달한 공작물은 대부분의 부분에서 상기 간격을 유지한 상태로 그리퍼플레이트와 마주하게 된다. 따라서 공작물-스로틀-면은 자신의 표면에서 발생하는 흡입력이 반대 방향으로 작용하는, 공작물의 질량에 따라 달라지는 공작물의 하중력보다 커야 한다.
그 밖에도 공작물과 마주하는 그리퍼플레이트의 면에 최소 하나의 홈이 구비된다. 이 홈은 본 발명의 기술적 원리에 입각하여, 항시 공작물-스로틀-면 바깥 쪽에 배치된다. 다시 말해, 흡입되는 공기는 그리퍼플레이트 가장자리에서부터 그리퍼플레이트를 따라 흡입용개방구를 향해 이동하며, 그 과정에서 흡입용개방구와 함께 배치되는, 즉 흡입용개방구보다 가장자리에 위치하는 이 홈을 지나게 된다. 상기 홈은 최소 하나의 환풍구멍을 갖는다.
이하에서는 비접촉 진공 그리퍼의 기능이 기술된다.
그리퍼의 아랫면이 공작물의 표면 위에 약 2mm 내지 0, 5mm의 간격을 이루도록 접근하면, 진공 그리퍼는 기존의 진공 그리퍼와 동일하게 작용한다. 다시 말해, 그리퍼의 가장자리로부터 공기가 흡입되어 흡입용개방구를 향해 흘러간다. 그리퍼의 전 면적 위로 부압이 발생하는데, 이 부압은 그리퍼의 가장자리 쪽으로 약해진다. 홈이 나 있는 부분에서는 부압이 일정한 수준을 유지한다. 정해진 공기의 체적유량이 환풍구멍을 통하여 흡입된다. 이 체적유량은 그리퍼표면 위에 존재하는 2mm 내지 0, 5mm 너비의 틈에서 흡입되는 공기의 체적유량보다 현저히 적다.
그리퍼는 이러한 상태에서 일정하게 일정한 흡입력과 그리퍼플레이트의 면적이 주어졌을 때 최대의 지지력을 발휘한다.
공작물이 그리퍼표면에 가깝게 접근할수록, 둘 사이의 틈은 더욱 작아지고 외부 즉, 그리퍼플레이트의 가장자리로부터 공기가 유입되는 유입로의 단면이 작아지게 된다. 그러나 환풍구멍의 단면적을 그대로 유지된다. 그 결과 환풍구멍을 통하여 외부공기가 지속해서 공급되기 때문에 홈에서 부압이 더 이상 커질 수 없게 된다. 이 현상은 가장자리로부터 유입되는 공기의 유입로의 단면이 작을수록 심화된다. 그로 인하여 홈은 더 이상 흡입력에 기여하지 못하게 된다. 다시 말해 흡입력은 유효흡입면적과 흡입압의 상호작용을 통해 형성되고 유효흡입면적은 공작물-스로틀-면 영역으로만 제한되므로, 유효흡입면적은 공작물의 표면으로부터 그리퍼표면이 더 멀리 떨어져 있는 경우보다 몇 배 이상 작다. 이로써 흡입력도 공작물의 표면으로부터 그리퍼 표면이 더 멀리 떨어져 있는 경우보다 몇 배 이상 작다.
이로써 목표했던 효과가 달성되는데, 진공 그리퍼는 그립 할 공작물의 표면으로부터 멀리 떨어져 있을 때 매우 높은 흡입력을 발휘하다가 공작물의 표면과 진공 그리퍼 사이의 간격이 줄어들면 급격히 흡입력이 떨어져, 그리퍼가 적절한 크기만 갖춘다면 공작물이 그리퍼에 충돌하는 것이 방지된다.
흡입력의 저하는 이로써 자동적으로 일어나는 것이다. 공작물의 무게와 흡입압의 높이를 고려하여 전문적으로 산출된 진공 그리퍼의 적절한 크기가 전제되면, 공작물이 부유하게 된다. 다시 말해 공작물의 표면이 진공 그리퍼에 접촉하지 않은 채 부유하게 된다. 이 경우 공작물을 들어올리는 흡입력과 공작물을 아래로 잡아당기는 하중력 사이에 힘의 균형이 달성된다. 만약 흡입력의 크기가 변하면, 예를 들어 약화되면 공작물의 높이는 다소 아래로 떨어질 것이다. 이로써 유효흡입면적은 커지게 되므로 공작물은 다시 위쪽으로 당겨진다.
이러한 부유상태는 계속해서 유지되며 공작물 표면의 특성과 무관하다. 따라서 이러한 그리퍼를 이용할 경우 표면이 매우 매끄러운 유리플레이트 외에도 표면이 거친 목재플레이트도 들어올릴 수 있다.
청구항 2에 입각한 비접촉 진공 그리퍼의 유리한 변형형의 경우 환풍구멍의 구멍횡단면이 다양한 크기로 형성된다. 이로써 흡입력을 공작물표면과 그리퍼 사이의 주어진 간격에 맞게 쉽게 조정할 수 있다.
청구항 3에 입각한 비접촉 진공 그리퍼의 유리한 변형형의 경우 홈 마다 다수의 환풍구멍이 구비되어 있고, 이들 구멍은 임의대로 폐쇄할 수 있다. 이로써 흡입력을 공작물표면과 그리퍼 사이의 주어진 간격에 맞게 쉽게 조정할 수 있다.
청구항 4에 입각한 비접촉 진공 그리퍼의 유리한 변형형의 경우 황풍구멍에 다공성 물질이 채워져 있어 스로틀 역할을 한다. 이로써 환풍구멍의 단면이 더 큰 크기를 가질 수 있고, 이는 작은 그리퍼의 경우 제조에 있어 장점이 될 수 있다.
청구항 5에 입각한 비접촉 진공 그리퍼의 유리한 변형형의 경우 다공성 물질이 개기공(open pore) 플라스틱폼으로 구성된 플러그이다. 이 플러그는 생산 및 교체하기가 용이하다.
청구항 6에 입각한 비접촉 진공 그리퍼의 유리한 변형형의 경우 다공성 물질 대신 환풍구멍에 공기필터를 장착하는데, 이 공기필터는 스로틀의 역할을 담당하며 역시 교체하기 용이하다.
청구항 7에 입각한 비접촉 진공 그리퍼의 유리한 변형형의 경우 환풍구멍이 나사구멍으로 형성되어 있고, 이 나사구멍에는 다양한 기하학적 구조를 갖는 즉, 정해진 공기유입패턴을 갖는 노즐이 나사고정 된다.
청구항 8에 입각한 비접촉 진공 그리퍼의 유리한 변형형의 경우 환풍구멍에 조종 가능한 플로우 밸브가 구비되어 있다. 이 밸브를 통하여 공작물을 끌어당기는데 있어 공기흐름의 양을 적극적으로 조종할 수 있어, 특정 조건 하에서 진공 그리퍼의 흡입 및 홀딩 능력이 개선 될 수 있다.
청구항 9에 입각한 비접촉 진공 그리퍼의 유리한 변형형의 경우 홈의 크기가 변형 가능하여, 다른 공작물에 그리퍼를 사용할 경우 새 공작물에 맞게 그리퍼를 신속하게 변형시킬 수 있다. 홈의 크기 변형은 물질의 투입을 통하여 달성 될 수 있다. 예컨대 그리퍼가 강철 그리퍼일 경우, 홈에 별도로 고정하지 않아도 되는 자석을 투입할 수 있다. 나사를 나사고정 하는 방법도 있는데, 나사머리가 홈 내부에서 홈의 크기를 축소시켜준다.
청구항 10에 입각한 비접촉 진공 그리퍼의 유리한 변형형의 경우 그리퍼플레이트 내에 다수의 공작물-스로틀-면이 구비된다. 이러한 구성은, 들어올려야 하는 플레이트가 여러 지점에서 지지되어야 할 경우에 선택된다.
전문가는 공작물-스로틀-면이 반드시 링형태일 필요가 없고, 직선형으로 형성될 수 있다는 것을 아는데, 이에 대하여서는 실시예를 통하여 보다 자세히 기술할 것이다.
청구항 11에 입각한 비접촉 진공 그리퍼의 유리한 변형형의 경우 그리퍼플레이트가 공기배출노즐을 구비한 공기베어링으로 형성된다. 이로써 추가적으로 공작물과 그리퍼의 접촉이 방지된다.
청구항 11에 명시된 변형형의 대안으로서 청구항 12에 입각한 변형형의 경우 그리퍼플레이트가 최소 하나의 초음파-진동기와 연결되며, 그리퍼플레이트의 크기는 예컨대 EP 1387808 B1에 명시된 것 같은 초음파-공기베어링 형성이 가능한 정도이다.
청구항 13에 입각한 비접촉 진공 그리퍼의 유리한 변형형의 경우 다수의 흡입용개방구가 구비되어 있고, 각 흡입용개방구마다 주위를 빙 둘러 공작물-스로틀-면이 형성되어 있다. 이러한 구조는 공작물이 예를 들어 그리퍼가 접하는 면이 평평하고 공작물의 두께가 일정하지 않을 경우 유리하다. 흡입용개방구 별로 상이한 흡입압을 발생시켜, 공작물을 균일하게, 수평으로 들어올릴 수 있다.
본 발명은 신뢰할 수 있고 비용면에서 경제적인 장치, 특히 높은 제거력이 가해져야 하는 매끄러운 플레이트도 접촉 없이 들어올릴 수 있는 장치를 달성할 수 있다.
본 발명은 이하에서 실시예와 첨부된 관련 도해를 통하여 보다 상세히 기술된다.
도 1a, b는 비접촉 진공 그리퍼의 첫 번째 실시예를 도시한다.
도 2a, b는 비접촉 진공 그리퍼의 두 번째 실시예를 도시한다.
도 3a, b 는 비접촉 진공 그리퍼의 세 번째 실시예를 도시한다.
도 4a, b 는 비접촉 진공 그리퍼의 네 번째 실시예를 도시한다.
도 1a, b는 공작물 1을 들어올리는 원 형태의 진공 그리퍼의 단면을 도시하는데, 진공 그리퍼는 다음과 같은 특징을 갖는다. 원형판 형태의 그리퍼플레이트 2는 중심에 흡입용개방구 3를 갖는다. 흡입용개방구 3 주위를 빙 둘러 원형링형태의 공작물-스로틀-면 6이 형성되어 있고, 이 공작물-스로틀-면의 기능방식은 다음 단락에서 기술된다. 그리퍼플레이트 가장자리 방향으로 링형태의 홈 4이 형성되어 있고, 이 홈 4은 본 실시예와 같은 경우 180도 변위 되어 있는 두 개의 환풍구멍을 구비한다. 다시 말해 홈 4은 전체적으로 외부 공기와 연결된다.
도 1a는 공작물 1의 초기 상태를 보여준다. 흡입용개방구 3를 통하여 공기가 흡입되는데, 공기는 대개 2mm 내지 0, 5mm 상당의 틈 7을 따라 측면에서 공급된다. 이러한 상태에서 진공 그리퍼는 최대 흡입력을 발휘하는데, 최대 흡입력은 공작물 1의 하중력보다 크다.
이로써 공작물 1이 들어올려진다. 다시 말해, 공작물표면에 그리퍼의 아랫면이 접근하게 되면, 진공 그리퍼는 기존의 진공 그리퍼와 동일하게 작용한다. 다시 말해, 그리퍼의 가장자리로부터 공기가 흡입되어 흡입용개방구를 향해 흘러간다. 그리퍼의 전 면적 위로 부압이 발생하는데, 이 부압은 그리퍼의 가장자리 쪽으로 약해진다. 홈 4이 나 있는 부분에서는 부압 P이 일정한 수준을 유지하는데, 이는 도해의 그래프 A에서 플래토(plateau) 형태의 선 8을 통하여 확인할 수 있다. 정해진 공기의 체적유량이 환풍구멍을 통하여 흡입된다. 이 체적유량은 그리퍼표면 위에 존재하는 2mm 내지 0, 5mm 너비의 틈에서 흡입되는 공기의 체적유량보다 적다.
그래프 B에서는 그래프 A에서의 압력변화에 추가로 압력변화 9가 도시되어 있는데, 압력변화 9는 홈 4이 없을 경우를 보여준다.
도 1b에 도시되어 있는 것처럼 공작물이 그리퍼표면에 가까이 접근할수록, 외부 즉, 그리퍼플레이트의 가장자리로부터 유입되는 공기의 유입로인 틈 7은 작아지게 된다. 다시 말해 가장자리로부터 공급되는 공기가 지나는 유입로의 단면은 급격히 축소된다. 그러나 환풍구멍의 단면적을 그대로 유지된다. 그 결과 환풍구멍을 통하여 외부공기가 지속해서 공급되기 때문에 홈 4에서 부압이 더 이상 커질 수 없게 된다. 이 현상은 가장자리로부터 유입되는 공기가 지나는 틈 7의 단면이 작을수록 심화된다. 그로 인하여 홈 4은 더 이상 흡입력에 기여하지 못하게 된다. 다시 말해 흡입력은 유효흡입면적과 흡입압의 상호작용을 통해 형성되고 유효흡입면적은 공작물-스로틀-면 영역으로만 제한되므로, 유효흡입면적은 공작물의 표면으로부터 그리퍼표면이 더 멀리 떨어져 있는 경우보다 몇 배 이상 작다. 이로써 흡입력도 공작물의 표면으로부터 그리퍼 표면이 더 멀리 떨어져 있는 경우보다 몇 배 이상 작다.
이로써 목표했던 효과가 달성되는데, 진공 그리퍼는 그립 할 공작물의 표면으로부터 멀리 떨어져 있을 때 매우 높은 흡입력을 발휘하다가 공작물의 표면과 진공 그리퍼 사이의 간격이 줄어들면 급격히 흡입력이 떨어져, 그리퍼가 적절한 크기만 갖춘다면 공작물이 그리퍼에 충돌하는 것이 방지된다.
그래프 A와 B는 각기 홈 4이 있는 경우 그리고 없는 경우의 압력변화를 도시한다.
흡입력의 저하는 이로써 자동적으로 일어나는 것이다. 공작물의 무게와 흡입압의 크기를 고려하여 전문적으로 산출된 진공 그리퍼의 적절한 크기만 전제되면, 공작물이 부유하게 된다. 다시 말해 공작물의 표면이 진공 그리퍼에 접촉하제 않은 채 부유하게 된다. 이 경우 공작물을 들어올리는 흡입력과 공작물을 아래로 잡아당기는 하중력 사이에 힘의 균형이 달성된다. 만약 흡입력의 크기가 변하면, 예를 들어 약화되면 공작물 1의 높이는 다소 아래로 떨어질 것이다. 이로써 유효흡입면적은 커지게 되므로 공작물 1은 다시 위쪽으로 당겨진다.
노즐의 구조와 요구되는 압력 및 부압은 그립 할 공작물의 특성에 의해 결정된다. 대부분의 기술적 프로세스에서 공작물은 항시 동일하기 때문에 노즐과 압력 파라미터는 동일하게 유지될 수 있다. 노즐과 압력 파라미터가 공작물의 크기, 무게, 표면을 비롯한 특징에 따라 결정되므로, 특수한 노즐의 모양이나 기타 파라미터를 제시하는 것은 유의미하지 않다.
이하의 도해들은 비접촉 진공 그리퍼의 기타 실시예를 보여주는데, 실시예들은 모두 도 1에 기술된 기술적 원리를 적용한 것들이다. 따라서 일반 기술 원리에 대한 반복된 설명을 하지 않고, 각 실시예 별로 새롭게 추가되는 특징만 기술하였다.
도 2a, b는 흡입용개방구 3, 3a를 갖는 원형태의 그리퍼플레이트를 도시한다. 두 번째 흡입용개방구 3a는 구멍이 4개인 링형태의 너트로서 형성되는데, 이 부분이 진공상태가 된다. 본 실시예의 경우 4개 구멍의 단면의 합이 흡입용개방구 3의 단면 보다 작기 때문에, 흡입용너트 3a의 흡입효과가 흡입용개방구 3의 흡입효과보다 작다. 필요할 경우에는 흡입용너트 3a의 흡입부의 단면을 더 크게 하여, 적어도 흡입용개방구 3와 동일한 수준의 흡입효과를 달성할 수 있다.
도 3a, b는 선호적으로 사각형인 공작물의 이상적 그립을 위하여 이상적 사각 그리퍼플레이트를 갖는다. 이 실시예의 경우 흡입용개방구 3가 사각형으로 형성되어 있고 너트 형태의 홈 4이 평행하게 마주한다.
도 4a, b는 파이프를 들어올리기 위한, 도 3에 입각한 그리퍼플레이트를 도시한다. 파이프외곽의 곡선에 맞게 그리퍼플레이트가 조정되었다.

Claims (13)

  1. 공작물(1)을 들어올리기 위한 비접촉 진공 그리퍼로서,
    - 하나의 평면형 또는 곡선형 그리퍼플레이트(2)를 구비하며,
    - 그리퍼플레이트(2)의 면의 적어도 중심 위치에 설치되는 최소 하나의 흡입용개방구(3; 3a)를 갖되, 흡입용개방구(3) 주위를 빙 둘러 흡입 유지 면(6)이 형성되어 있고,
    - 그리퍼플레이트(2)의 공작물을 향하는 쪽 면에 위치하며 흡입용개방구(3)를 중심으로 했을 때 흡입 유지 면(6) 바깥 쪽에 구비된 최소 하나의 홈(4)을 가지며,
    - 상기 홈(4)이 외부 공기와 연결되고 외부 공기가 항상 유입가능하도록, 각 홈(4) 내에 구비된 최소 하나의 환풍구멍(5)을 갖는 것을 특징으로 하는 비접촉 진공 그리퍼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    환풍구멍(5)의 횡단면을 변형시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 진공 그리퍼.
  3. 청구항 1에 있어서,
    각 홈 마다 임의대로 폐쇄 가능한 다수의 환풍구멍(5)을 구비하는 것을 특징으로 하는 비접촉 진공 그리퍼.
  4. 청구항 1에 있어서,
    환풍구멍(5)이 다공성 물질로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 진공 그리퍼.
  5. 청구항 4에 있어서,
    다공성 물질이 개기공(open pore) 플라스틱폼으로 구성된 플러그인 것을 특징으로 하는 비접촉 진공 그리퍼.
  6. 청구항 1에 있어서,
    환풍구멍(5)이 교체 가능한 공기필터를 갖는 것을 특징으로 하는 비접촉 진공 그리퍼.
  7. 청구항 1에 있어서,
    환풍구멍(5)이 다양한 기하학적 구조를 갖는 노즐의 나사고정을 위한 나사구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는 비접촉 진공 그리퍼.
  8. 청구항 1에 있어서,
    환풍구멍(5)이 조종 가능한 플로우 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 비접촉 진공 그리퍼.
  9. 청구항 1에 있어서,
    홈(4)의 크기가 변형 가능한 것을 특징으로 하는 비접촉 진공 그리퍼.
  10. 청구항 1에 있어서,
    그리퍼플레이트(2) 내부에 다수의 흡입 유지 면(6)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 진공 그리퍼.
  11. 청구항 1에 있어서,
    그리퍼플레이트(2)가 공기배출노즐을 구비한 공기베어링으로 형성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 진공 그리퍼.
  12. 청구항 1에 있어서,
    그리퍼플레이트(2)가 최소 하나의 초음파-진동기와 기계적 연결(mechanical linked)되어 있고, 그리퍼플레이트(2)는 초음파-공기베어링을 형성할 수 있는 정도의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 비접촉 진공 그리퍼.
  13. 청구항 1에 있어서,
    다수의 흡입용개방구(3)가 구비되어 있고, 각 흡입용개방구(3) 마다 주위를 빙 둘러 하나의 흡입 유지 면(6)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 진공 그리퍼.
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