KR101761375B1 - 로봇팔용 진공 흡착장치 - Google Patents

로봇팔용 진공 흡착장치 Download PDF

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Abstract

로봇팔용 진공 흡착장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 로봇팔용 진공 흡착장치는: 로봇팔에 설치되는 바디부와, 바디부의 하측에 결합되고, 상측에서 측면으로 형성된 측면관통공과 하측으로 연통되어 개방되는 삽입공이 형성되는 연결부재와, 측면관통공에 설치되어 진공호스가 설치되는 호스설치부재와, 연결부재의 삽입공에 삽입되어 컨베이어를 따라 이송되는 다수개의 제품봉지를 진공 흡착하는 진공흡착부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

로봇팔용 진공 흡착장치{VACUUM ABSORBER FOR ROBOT ARM}
본 발명은 로봇팔용 진공 흡착장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 흡착부재를 일렬로 배열된 제품봉지에 접촉시킨 상태에서 진공 흡착하므로 제품의 파손을 방지하고, 이송되는 제품봉지의 단차가 다르더라도 흡착부재의 높이를 탄성부재를 이용하여 용이하게 조절할 수 있으며, 흡착부재를 제품봉지에 균형이 맞지 이노는 경우, 균형유지부를 이용하여 흡착부재의 좌우 균형을 유지시킬 수 있는 로봇팔용 진공 흡착장치에 관한 것이다.
일반적으로, 막대형 아이스크림을 포함한 다양한 제품들은 가공후 비닐봉지에 포장되는 상태로 포장 시스템의 컨베이어를 통해 개별 이송되어 포장박스 등에 수작업으로 포장된다.
기존의 막대형 아이스크림등의 제품은 비닐봉지에 투입되어 밀봉 공정을 통해 밀봉된 후, 컨베이어를 통해 소정 장소로 이송되고, 소정 장소에 배치된 작업자의 손을 통해 개별 제품들을 포장박스에 일일히 집어 넣어 포장한다.
이때, 컨베이어를 통해 이송하는 제품들이 무작위로 이송됨에 따라 작업자가 포장할 때, 시간이 많이 걸리고, 제품의 정렬이 다수개 씩 정확하게 이루어지지 않음에 따라 작업성이 현저하게 저하되어 작업성 및 생산성이 나빠지는 문제점이 있다.
이를 개선하기 위해 최근에는 로봇팔을 이용하여 아이스크립을 이송하는 장치가 개발되어져 사용되고 있으나, 아이스크림을 잡는 방식이 그립방식으로서, 막대형 아이스크림을 잡는 과정에서 파손될 우려가 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명에 대한 배경기술은 한국 공개특허 제 2010-0051138호(발명의 명칭: 자동공급 이송시스템, 공개일: 2010.05,17(가 제시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 흡착부재를 일렬로 배열된 제품봉지에 접촉시킨 상태에서 진공 흡착하므로 제품의 파손을 방지하고, 이송되는 제품봉지의 단차가 다르더라도 흡착부재의 높이를 탄성부재를 이용하여 용이하게 조절할 수 있으며, 흡착부재를 제품봉지에 균형이 맞지 이노는 경우, 균형유지부를 이용하여 흡착부재의 좌우 균형을 유지시킬 수 있는 로봇팔용 진공 흡착장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 로봇팔용 진공 흡착장치는, 로봇팔에 설치되는 바디부; 상기 바디부의 하측에 결합되고, 상측에서 측면으로 형성된 측면관통공과 하측으로 연통되어 개방되는 삽입공이 형성되는 연결부재; 상기 측면관통공에 설치되어 진공호스가 설치되는 호스설치부재; 및 상기 연결부재의 삽입공에 삽입되어 컨베이어를 따라 이송되는 다수개의 제품봉지를 진공 흡착하는 진공흡착부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공흡착부는, 상기 제품봉지에 접촉되어 진공흡착하는 흡착부재; 상기 흡착부재의 상측에 결합되고, 상기 삽입공에 삽입되어 승강하는 승강부재; 상기 승강부재의 측면에 개장 형성되어 상승시 상기 측면관통에 대응 형성ㄷ어 공기의 차단을 방지하는 측면개방공; 및 상기 삽입공에 설치되어 상기 승강부재의 상측 이동시 하측으로의 탄서탄성복귀력을 제공하는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 승강부재는 이동제한부에 의해 상기 연결부재에서 하측 이동이 제한되고, 상기 이동제한부는, 상기 승강부재의 상측 직경에 비해 하측 직경을 작게 하여 형성되는 제한턱부; 상기 연결부재의 하단부 둘레에 돌출 형성되는 플랜지부; 및 상기 제한턱부에 걸리면서 상기 플랜지부 저면에 결합되어 상기 연결부재에서 상기 승강부재의 하측이동을 제한하는 고정부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정부재는, 상기 제한턱부의 일측에 걸리면서 상기 플랜지부 저면에 체결부재로 결합되는 제1고정부재; 및 상기 제1고정부재의 반대측에 구비되고, 상기 제한턱부의 나측에 걸리면서 상기 플랜지부 저면에 체결부재로 결합되는 제2고정부재;를 포함하고, 상기 측면개방공은 측면에서 볼 ?? 상측으로 개방되고, 하측이 골곡진 U자 형상으로 형성되며, 제1고정부재와 상기 고정부재는 상호 대칭되도록 반원 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 흡착부재는 균형유지부에 의해 좌우 균형이 유지되고, 상기 균형유지부는, 상기 흡착부재의 형상에 대응되도록 상기 연결부재의 하단 둘레에 돌출 형성되는 지지부재; 상기 흡착부재의 상면과 상기 지지부재의 저면에 상하측으로 각각 돌출 형성되는 제1걸림돌부; 상기 흡착부재의 상면과 상기 지지부재의 저면에 상하측으로 각각 돌출 형성되되, 상기 제1걸림돌부의 반대측에 구비되는 제2걸림돌부; 상기 제1걸림돌부에 삽입되어 탄성력을 가하는 제1코일스프링; 및 상기 제2걸림돌부에 삽입되어 탄성력을 가하는 제1코일스프링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 로봇팔용 진공 흡착장치는, 흡착부재를 일렬로 배열된 제품봉지에 접촉시킨 상태에서 진공 흡착하므로 제품의 파손을 방지하고, 이송되는 제품봉지의 단차가 다르더라도 흡착부재의 높이를 탄성부재를 이용하여 용이하게 조절할 수 있으며, 흡착부재를 제품봉지에 균형이 맞지 이노는 경우, 균형유지부를 이용하여 흡착부재의 좌우 균형을 유지시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔용 진공 흡착장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔용 진공 흡착장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 조립 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔용 진공 흡착장치에서 균형유지부가 더 구비된 상태 단면도이다.
도 4의 도 4의 분해 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔용 진공 흡착장치를 설명하도록 한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔용 진공 흡착장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔용 진공 흡착장치의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 조립 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔용 진공 흡착장치에서 균형유지부가 더 구비된 상태 단면도이며, 도 4의 도 4의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔용 진공 흡착장치는, 바디부(100), 연결부재(200), 호스설치부재(250) 및 진공흡착부(300)를 포함한다.
바디부(100)는 로봇팔(110)에 설치되는 구성으로서, 로봇팔(100)이 상하좌우 사방으로 동작할 때, 로봇팔(100)에서 전달되는 전달력에 의해 함께 동작한다. 바디부(100)는 강도유지를 위해 금속재로 형성되는 것이 바람직하다.
로봇팔(110)은 다관절 로봇팔로서, 일반적인 구성이므로 설명을 생략한다.
연결부재(200)는 바디부(100)의 하측에 결합되고, 상측에서 측면으로 형성된 측면관통공(210)과 하측으로 연통 개방되는 삽입공(220)이 형성되는 구성이다.
연결부재(200)는 금속재를 적용하는 것이 바람직하고, 바디부(100)와 용접을 통해 일체로 고정될 수 있다. 물론, 연결부재(200)와 바디부(100)는 필요에 따라 나사 결합 등 다양한 다른 방식으로 결합될 수 있다.
연결부재(200)는 원통 파이프 형태로 형성된다.
측면관통공(210)은 상측부위 일측면에 형성된다.
호스설치부재(250)는 측면관통공(210)에 설치되어 진공호스(260)가 설치되는 구성이다.
호스설치부재(250)는 ㄴ자 형상으로 구부려져 상측으로 연결되는 파이프이다. 호스설치부재(250)의 단부 둘레에는 진공호스(260)를 조립할 때 이탈을 방지하기 위해 요철홈부가 다수개 형성된다.
진공호스(260)는 플렉시블한 재질로 이루어져 진공발생부(미도시)에 연결되어 진공압력을 전달한다.
호스설치부재(250)는 금속파이프로 이루어져 측면관통공(210) 둘레에서 연결부재(200)와 용접으로 결합된다.
진공흡착부(300)는 연결부재(200)의 삽입공(220)에 적어도 일부가 삽입되어 상하로 동작하고 컨베이어(20)를 따라 이송되는 다수개의 제품봉지를 진공 흡착하여 이동하는 구성이다.
제품봉지는 막대형 아이스바 봉지, 아이스크림 봉지 등 여러가지 제품의 봉지일 수 있다.
진공흡착부(300)는 제품봉지에 접촉되어 진공 흡착하는 흡착부재(310)와, 흡착부재(310)의 상측에 결합되고, 삽입공(220)에 삽입되어 승강하는 승강부재(320)와, 승강부재(320)의 측면에 개방 형성되어 상승시 측면관통공(210)에 대응되도록 개방되어 흡입공기의 차단을 방지하는 측면개방공(330)와, 삽입공(220)에 설치되어 승강부재(320)의 상측 이동시 하측으로의 탄성복귀력을 제공하는 탄성부재(340)를 포함한다.
흡착부재(310)는 직사각형 형태로 형성되고, 하부에 흡입홈부가 형성되어 제품봉지에 진공 흡입력을 발생시켜 흡착하는 구성이다. 흡착부재(310)는 저면에서 볼 때, 마름모꼴 형상과 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
흡착부재(310)는 플라스틱 또는 금속재질을 적용할 수 있다.
승강부재(320)는 흡착부재(310)의 관통공 주변에 플랜지부가 접촉되어 볼트 또는 나사 결합으로 흡착부재(310)에 고정된다.
승강부재(320)는 연결부재(200)의 삽입공(220)에 삽입도어 상측으로 슬라이드 ?乍? 간으하게 조립된다.
측면개방공(330)은 측면에서 볼 ?? 상측으로 개방되고, 하측이 골곡진 U자 형상으로 형성된다.
탄성부재(340)는 코일 스프링을 적용하는 것이 바람직하다.
탄성부재(340)는 평상시 연결부재(200)에서 승강부재(320)를 하측으로 밀어주는 상태로 있다가, 흡착부재(310)에서 제품봉지를 흡착하는 과정에서 단차가 맞지 않는 경우, 승강부재(320)의 상측 이동에 의해 수축되었다가 다시 원상복귀하면서 승강부재(320)를 하측으로 밀어준다.
측면개방공(330)은 평상시에는 연결부재(200)의 측면관통공(210)에 일치하지 않다가 승강부재(320)의 상승에 의해 측면관통공(210)에 일치되더라도 서로 연통되므로 호스설치부재(250)에서 흡입되는 흡입공기의 이동을 차단하지 않는다.
흡착부재(310) 저면에는 장착홈부(312)가 형성되어 패킹부재(314)가 장착된다.
장착홈부(312)는 흡착부재(310)의 테두리에서 하측으로 돌출된 테두리돌부(311)의 저면에 함모 ㄹ형성디어 패킹부재(314)가 압입되어 조립된다.
패킹부재(314)는 물품봉지에 밀착되면서 ?g착부재(310)에서 진공 흡착력을 높여줄 수 있다.
패킹부재(314)는 장착홈부(312)에서 하측으로 약간 더 돌출 형성된다.
승강부재(320)의 상하측으로 함몰 형성되는 가이드홈부(350)를 형성하여 상기 연결부재(200)에서 내측으로 돌출된 가이드부재(360)가 삽입되어 승강부재(320)의 승강을 안내한다.
가이드홈부(350)는 승강부재(320)의 상하 전체 구간 또는 일부 구간에 형성될수 있다.
가이드부재(360)는 연결부재(200)의 수평으로 관통되는 나사공에 체결디어 일ㅈ부가 내측으로 돌출되는 됨으로써, 가이드홈부(350)에 삽입되어 승강부재(3200의 승강시 좌우측으로 회동되거나 유동되는 것 없이 상하방향으로 안정적으로 슬라이드 이동되도록 한다.
승강부재(320)는 이동제한부(400)에 의해 연결부재(200)에서 하측 이동이 제한도니다.
이동제한부(400)는 승강부재(320)의 상측 직경에 비해 하측 직경을 작게 하여 형성되는 제한턱부(410)와, 연결부재(200)의 하단부 둘레에 돌출 형성되는 플랜지부(420)와, 제한턱부(410)에 걸리면서 플랜지부(420)의 저면에 결합되어 연결부재(200)에서 승강부재(320)의 하측 이동을 제한하는 고정부재(430)를 포함한다.
제한턱부(410)는 승강부재(320)의 중심부위에서 둘레 전체에 형성된다.
플랜지부(420)는 연결부재(200)의 하단 둘레에서 원형으로 돌출 형성된다.
고정부재(430)는 고리형태로 형성되되, 2개 이상으로 분리 형성된다.
고정부재(430)는 제한턱부(410)의 일측에 걸리면서 플랜지부(420)의 저면에 체결부재로 결합되는 제1고정부재(440)와, 제1고정부재(440)의 반대측에 구비되고, 제한턱부(410)의 타측에 걸리면서 플랜지부(420) 저면에 체결부재로 결합되는 제2고정부재(450)를 포함한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1고정부재(440)와 제2고정부재(450)는 상호 대칭되도록 반원 형태로 형성된다,
흡착부재(310)는 균형유지부(500)에 의해 좌우 균형이 유지된다.
균형유지부(500)는 흡착부재(310)의 형상에 대응되도록 연결부재(200)의 하단 둘레에 돌출 형성되는 지지부재(510)와, 흡착부재(310)의 상면과 지지부재(510)의 저면에 상하측으로 각각 돌출 형성되는 제1걸림돌부(520)와, 흡착부재(310)의 상면과 지지부재(510)의 저면에 상하측으로 각각 돌출 형성되되, 제1걸림돌부(520)의 반대측에 구비되는 제2걸림돌부(530)와, 제1걸림돌부(520)에 삽입되어 탄성력을 가하는 제1스프링(540)과, 제2걸림돌부(530)에 삽입되어 탄성력을 가하는 제2스프링(550)을 포함한다.
제1걸림돌부(520)와 제2골림돌부(530)는 원형으로 돌출 형성된다.
제1스프링(540)과 제2스프링(550)는 코일스프링을 적용하도록 한다.
흡착부재(310)이 중심을 기준으로 제1스프링(540)아 제2스프링(55) 간의 거리는 동일함으로써, 로봇팔(110)을 이용하여 흡착부재(310)를 제품봉지에 접착시 좌우 균형이 맞지 않더라도 지지부재(510)에 지지된 제1,2제스프링(540,550)의 탄성력에 의해 흡착부재(310)가 신속하게 균형을 유지하게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔용 진공 흡착장치는, 흡착부재를 일렬로 배열된 제품봉지에 접촉시킨 상태에서 진공 흡착하므로 제품의 파손을 방지하고, 이송되는 제품봉지의 단차가 다르더라도 흡착부재의 높이를 탄성부재를 이용하여 용이하게 조절할 수 있으며, 흡착부재를 제품봉지에 균형이 맞지 이노는 경우, 균형유지부를 이용하여 흡착부재의 좌우 균형을 유지시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
20 : 컨베이어 100 : 바디부
110 : 로봇팔 200 : 연결부재
210 : 측면관통공 220 : 삽입공
250 : 호스설치부재 260 : 진공호스
300 : 진공흡착부 310 : 흡착부재
312 : 함몰홈부 314 : 패킹부재
330 : 승강부재 330 : 측면개방공
340 : 탄성부재 350 : 가이드홈부
360 : 가이드부재 400 : 이동제한부
410 : 제한턱부 420 : 플랜지부
430 : 고정부재 440 : 제1고정부재
450 : 제2고정부재 500 : 균형유지부
510 : 지지부재 520 : 제1걸림돌부
530 : 제2걸림돌부 540 : 제1스프링
550 : 제2스프링

Claims (5)

  1. 로봇팔(110)에 설치되는 바디부(100); 상기 바디부(100)의 하측에 결합되고, 상측에서 측면으로 형성된 측면관통공(210)과 하측으로 연통 개방되는 삽입공(220)이 형성되는 연결부재(200); 상기 측면관통공(210)에 설치되어 진공호스(260)가 설치되는 호스설치부재(250); 및 상기 연결부재(200)의 삽입공(220)에 적어도 일부가 삽입되어 상기 연결부재(200)에서 상하로 동작하고 컨베이어(20)를 따라 이송되는 다수개의 제품봉지를 진공 흡착하여 이동하는 진공흡착부(300);를 포함하고,
    상기 진공흡착부(300)는, 상기 제품봉지에 접촉되어 진공 흡착하는 흡착부재(310); 상기 흡착부재(310)의 상측에 결합되고, 상기 삽입공(220)에 삽입되어 승강하는 승강부재(320); 상기 승강부재(320)의 측면에 개방 형성되어 상승시 상기 측면관통공(210)에 대응되도록 개방되어 흡입공기의 차단을 방지하는 측면개방공(330); 및 상기 삽입공(220)에 설치되어 상기 승강부재(320)의 상측 이동시 하측으로의 탄성복귀력을 제공하는 탄성부재(340);를 포함하며, 상기 승강부재(320)는 이동제한부(400)에 의해 상기 연결부재(200)에서 하측 이동이 제한되고,
    상기 이동제한부(400)는, 상기 승강부재(320)의 상측 직경에 비해 하측 직경을 작게 하여 형성되는 제한턱부(410); 상기 연결부재(200)의 하단부 둘레에 돌출 형성되는 플랜지부(420); 및 상기 제한턱부(410)에 걸리면서 상기 플랜지부(420)의 저면에 결합되어 연결부재(200)에서 승강부재(320)의 하측 이동을 제한하는 고정부재(430);를 포함하고,
    상기 고정부재(430)는,
    상기 제한턱부(410)의 일측에 걸리면서 상기 플랜지부(420)의 저면에 체결부재로 결합되는 제1고정부재(440); 및
    상기 제1고정부재(440)의 반대측에 구비되고, 상기 제한턱부(410)의 타측에 걸리면서 상기 플랜지부(420) 저면에 체결부재로 결합되는 제2고정부재(450);를 포함하고,
    상기 측면개방공(330)은 측면에서 볼 ?? 상측으로 개방되고, 하측이 골곡진 U자 형상으로 형성되며,
    상기 제1고정부재(440)와 상기 제2고정부재(450)는 상호 대칭되도록 반원 형태로 형성되고,
    상기 흡착부재(310) 저면에는 장착홈부(312)가 형성되어 패킹부재(314)가 장착되며,
    상기 승강부재(320)의 상하측으로 함몰 형성되는 가이드홈부(350)를 형성하여 상기 연결부재(200)에서 내측으로 돌출된 가이드부재(360)가 삽입되어 상기 승강부재(320)의 승강을 안내하는 것을 특징으로 하는 로봇팔용 진공 흡착장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 흡착부재(310)는 균형유지부(500)에 의해 좌우 균형이 유지되고,
    상기 균형유지부(500)는,
    상기 흡착부재(310)의 형상에 대응되도록 상기 연결부재(200)의 하단 둘레에 돌출 형성되는 지지부재(510);
    상기 흡착부재(310)의 상면과 상기 지지부재(510)의 저면에 상하측으로 각각 돌출 형성되는 제1걸림돌부(520);
    상기 흡착부재(310)의 상면과 상기 지지부재(510)의 저면에 상하측으로 각각 돌출 형성되되, 상기 제1걸림돌부(520)의 반대측에 구비되는 제2걸림돌부(530);
    상기 제1걸림돌부(520)에 삽입되어 탄성력을 가하는 제1스프링(540); 및
    상기 제2걸림돌부(530)에 삽입되어 탄성력을 가하는 제2스프링(550);을
    포함하는 것을 특징으로 하는 로봇팔용 진공 흡착장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108237549A (zh) * 2016-12-27 2018-07-03 株式会社石田 吸附装置与组装有该吸附装置的机器人
KR102640979B1 (ko) 2023-11-20 2024-02-27 주식회사 파스이엔지 협동로봇의 엔드 이펙터용 진공발생기
KR102640981B1 (ko) 2023-11-20 2024-02-27 주식회사 파스이엔지 협동로봇의 로봇암에 결합되는 진공발생기

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