KR101784780B1

KR101784780B1 - 진공 그리퍼

Info

Publication number: KR101784780B1
Application number: KR1020160088769A
Authority: KR
Inventors: 이세용; 이한웅; 전성진
Original assignee: (주)엔에스
Priority date: 2016-07-13
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2017-10-16

Abstract

본 발명은, 진공 그리퍼에 관한 것으로서, 내부에 형성되는 부압 챔버와, 상기 부압 챔버와 연통되는 흡입 포트를 구비하는 그리퍼 본체; 상기 흡입 포트와 연결되며, 상기 흡입 포트를 통해 상기 부압 챔버의 내부 공기를 흡입하여 상기 부압 챔버에 부압을 인가하는 진공 펌프; 및 상기 부압이 전달되도록 상기 부압 챔버와 연결되며, 상기 부압을 통해 파지 대상물을 흡착하여 파지하는 그립 포트를 구비하며, 상기 부압에 의해 상기 부압 챔버를 따라 왕복 이송될 수 있도록 상기 부압 챔버에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 그립탭을 포함한다. 이러한 본 발명에 의하면, 진공 그리퍼를 이용해 파지한 파지 대상물을 부압의 조절을 통해 진동시킬 수 있으므로, 진공 그리퍼에 직접적으로 파지된 파지 대상물에 정전기력 기타 부착력에 의해 부착된 파지 대상물을 상기 진동을 통해 상기 진공 그리퍼에 직접적으로 파지된 파지 대상물로부터 분리할 수 있다.

Description

진공 그리퍼{Vacuum Gripper}

본 발명은 진공 그리퍼에 관한 것이다.

진공 그리퍼는, 진공 펌프에 의해 인가된 부압을 이용해 파지 대상물을 흡착하여 파지하는 장치이다. 일반적으로 진공 그리퍼는 물품을 이송하기 위한 이송장치에 설치되어 사용되고 있다.

한편, 다단으로 적층된 복수의 파지 대상물들 중 어느 하나의 파지 대상물을 진공 그리퍼를 이용해 파지하는 경우에, 상기 어느 하나의 파지 대상물에 정전기력 기타 부착력에 의해 부착된 파지 대상물이 함께 파지되는 경우가 있다.

그런데, 종래의 진공 그리퍼는, 정전기력 기타 부착력에 의해 서로 부착된 복수의 파지 대상물들이 함께 파지되는 경우에, 단일의 파지 대상물만이 진공 그리퍼에 의해 파지될 수 있도록 함께 파지된 복수의 파지 대상물들을 서로 분리 가능한 구성을 구비하고 있지 않다. 따라서, 종래의 진공 그리퍼는, 복수의 파지 대상물들을 서로 부착된 상태로 함께 공급할 수밖에 없으므로, 파지 대상물을 이용해 제조한 제품에 불량을 일으킬 우려가 있다는 문제점이 있다.

본 발명의 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 단일의 파지 대상물만 선택적으로 파지할 수 있도록 구조를 개선한 진공 그리퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공 그리퍼는, 내부에 형성되는 부압 챔버와, 상기 부압 챔버와 연통되는 흡입 포트를 구비하는 그리퍼 본체; 상기 흡입 포트와 연결되며, 상기 흡입 포트를 통해 상기 부압 챔버의 내부 공기를 흡입하여 상기 부압 챔버에 부압을 인가하는 진공 펌프; 및 상기 부압이 전달되도록 상기 부압 챔버와 연결되며, 상기 부압을 통해 파지 대상물을 흡착하여 파지하는 그립 포트를 구비하며, 상기 부압에 의해 상기 부압 챔버를 따라 왕복 이송될 수 있도록 상기 부압 챔버에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 그립탭을 포함한다.

바람직하게, 상기 진공 펌프는, 상기 파지 대상물이 상기 그립 포트에 파지된 경우에, 상기 그립탭은 상기 부압에 의해 상기 부압 챔버를 따라 왕복 이송되어 진동되되 상기 파지 대상물은 상기 그립 포트로부터 이탈되지 않도록 상기 부압의 크기를 조절한다.

바람직하게, 상기 진공 펌프는, 상기 파지 대상물이 상기 그립 포트에 파지된 경우에, 상기 그립탭은 상기 부압에 의해 상기 부압 챔버를 따라 왕복 이송되어 진동되되 상기 파지 대상물은 상기 그립 포트로부터 이탈되지 않도록 미리 설정된 온-오프 주기에 따라 온-오프된다.

바람직하게, 상기 그리퍼 본체는, 상기 흡입 포트 쪽으로 이송된 상기 그립탭을 상기 흡입 포트에서 먼 쪽으로 탄성 가압할 수 있도록 상기 부압 챔버에 설치되는 탄성 부재를 더 구비한다.

바람직하게, 상기 탄성 부재는, 압축 코일 스프링으로 구성된다.

바람직하게, 상기 그립탭은 상기 그립 포트에 파지된 상기 파지 대상물에 탄성 밀착되도록 마련되는 흡착 패드를 더 구비한다.

바람직하게, 상기 그립탭은, 상기 부압 챔버의 내측면과 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 둘레를 따라 형성된 오목홈을 더 구비한다.

바람직하게, 상기 그리퍼 본체는, 상기 흡입 포트와 연통되며 상기 부압 챔버에 부압이 인가될 수 있도록 상기 진공 펌프에 의해 압축된 압축 공기가 통과되는 인가 포트를 더 구비한다.

본 발명에 따른 진공 그리퍼는, 이를 이용해 파지한 파지 대상물을 부압의 조절을 통해 진동시킬 수 있으므로, 진공 그리퍼에 직접적으로 파지된 파지 대상물에 정전기력 기타 부착력에 의해 부착된 파지 대상물을 상기 진동을 통해 상기 진공 그리퍼에 직접적으로 파지된 파지 대상물로부터 분리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공 그리퍼의 구성을 개력적으로 나타내는 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 진공 그리퍼를 이용해 파지 대상물을 파지하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 진공 그리퍼에 의해 함께 파지된 복수의 파지 대상물을 서로 분리시키는 방법을 설명하기 위한 도면.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공 그리퍼의 구성을 개력적으로 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공 그리퍼(1)는, 그리퍼 본체(10), 진공 펌프(20), 그립탭(30), 탄성 부재(40) 등을 포함할 수 있다.

먼저, 그리퍼 본체(10)는, 파지 대상물(T)을 파지하기 위한 부압이 형성되도록 진공 펌프(20)와 소통되는 부재이다.

그리퍼 본체(10)는, 원통 형상을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리퍼 본체(10)는, 부압 챔버(11)와, 흡입 포트(12)와, 인가 포트(13) 등을 구비할 수 있다.

부압 챔버(11)는, 그리퍼 본체(10)의 내부에 형성된다. 예를 들어, 부압 챔버(11)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 그리퍼 본체(10)의 상부에 형성되는 제1 부압 챔버(14)와, 제1 부압 챔버(14)와 연통되도록 그리퍼 본체(10)의 하부에 형성되는 제2 부압 챔버(15)를 구비할 수 있다. 제2 부압 챔버(15)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 부압 챔버(14)에 비해 작은 직경을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 부압 챔버(15)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 그리퍼 본체(10)의 외부와 연통되도록 하단부에 개방 형성되는 개방구(16)를 구비할 수 있다.

흡입 포트(12)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 부압 챔버(14)와 연통되도록 형성된다. 이러한 흡입 포트(12)는, 제1 부압 챔버(14)를 후술할 인가 포트(13)와 연결한다.

인가 포트(13)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 중간부가 흡입 포트(12)와 연통되도록 형성된다. 인가 포트(13)는, 그리퍼 본체(10)의 외부와 연통되도록 일측 단부에 개방 형성되는 유입구(17)와, 그리퍼 본체(10)의 외부와 연통되도록 타측 단부에 개방 형성되는 배출구(18)를 구비할 수 있다. 배출구(18)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 연결관(50)이 연결된다.

도 2는 도 1에 도시된 진공 그리퍼를 이용해 파지 대상물을 파지하는 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 2에 도시된 진공 그리퍼에 의해 함께 파지된 복수의 파지 대상물(T)을 서로 분리시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

다음으로, 진공 펌프(20)는, 파지 대상물(T)을 파지하기 위한 부압을 형성하는 부재이다.

진공 펌프(20)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 인가 포트(13)의 배출구(18)에 연결된 연결관(50) 상에 설치된다. 진공 펌프(20)는, 인가 포트(13)의 유입구(17)를 통해 외부의 공기(A1)를 흡입하여 압축한다. 인가 포트(13)의 유입구(17)에 유입된 외부 공기(A1)(이하, '압축 공기(A1)')는, 인가 포트(13)를 따라 고속으로 이동하다가 배출구(18)를 통해 연결관(50)으로 전달된다. 연결관(50)으로 전달된 압축 공기(A1)는, 진공 펌프(20)에 유입된 후, 진공 펌프(20)에 의해 다시 외부로 배출된다. 이처럼 고속의 압축 공기(A1)가 인가 포트(13)를 통과하면, 인가 포트(13)와 부압 챔버(11) 사이에 발생한 압력차에 의해 부압 챔버(11)의 내부 공기(A2)(이하, '내부 공기(A2)'라고 함)가 흡입 포트(12)를 통해 인가 포트(13)로 흡입되고, 인가 포트(13)로 흡입된 내부 공기(A2)는 압축 공기(A1)와 함께 진공 펌프(20)로 전달된다. 그러면, 부압 챔버(11)에는 파지 대상물(T)을 파지하기 위한 부압이 인가된다.

다음으로, 그립탭(30)은 부압을 이용해 파지 대상물(T)을 파지하는 부재이다.

그립탭(30)은, 부압 챔버(11)에 슬라이딩 이동 가능하게 설치된다. 그립탭(30)은, 부압 챔버(11)에서 인가된 부압이 전달되도록 부압 챔버(11)와 연결되며, 부압을 통해 파지 대상물(T)을 흡착하여 파지하는 그립 포트(31)와, 그립 포트(31)에 의해 파지된 파지 대상물(T)과 탄성 밀착되도록 마련되는 흡착 패드(32)를 구비할 수 있다.

그립탭(30)은 일부분이 그리퍼 본체(10)의 외부로 돌출되도록 마련되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 그립탭(30)의 상부(33)는 제2 부압 챔버(15)에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입되고, 그립탭(30)의 하부(34)는 제2 부압 챔버(15)의 개방구(16)를 통해 그리퍼 본체(10)의 외부로 돌출될 수 있다.

그립탭(30)의 상부(33)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 부압 챔버(15)를 따라 슬라이딩 이동 가능하도록 제2 부압 챔버(15)의 직경과 대응하는 직경을 갖는다. 그립탭(30)의 상부(33)에는, 제2 부압 챔버(15)의 내측면과 그립탭(30)의 상부(33)의 외측면 사이를 밀봉하기 위한 오링 기타 밀봉 부재(미도시)가 설치될 수 있다. 또한, 그립탭(30)의 상부(33)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 부압 챔버(15)의 내측면과 그립탭(30)의 상부(33)의 외측면이 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 둘레를 따라 오목홈(35)이 형성될 수 있다.

그립탭(30)의 하부(34)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 부압 챔버(15)의 개방구(16)를 통해 그리퍼 본체(10)의 외부로 돌출될 수 있도록 제2 부압 챔버(15)의 개방구(16)의 직경과 대응하는 직경을 갖는다.

이러한 그립탭(30)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 부압이 인가 또는 상승되는 경우에는 부압에 이끌려 흡입 포트(12) 쪽으로 이송된다. 또한, 그립탭(30)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 부압이 해제 또는 하강되는 경우에는 후술할 탄성 부재(40)에 의해 가압되어 흡입 포트(12)에서 먼 쪽으로 이송된다.

그립 포트(31)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 그리퍼 본체(10)의 외부와 부압 챔버(11)를 연결하도록 그립 포트(31)의 길이 방향을 따라 형성된다. 그러면, 부압 챔버(11)에 인가된 부압이 그립 포트(31)에 전달되고, 그립 포트(31)는 이러한 부압을 통해 그리퍼 본체(10)의 외부의 공기(A3)(이하, '외부 공기(A3)'라고 함)를 흡입할 수 있다. 그립 포트(31)로 유입된 외부 공기(A3)는, 내부 공기(A2)와 함께 진공 펌프(20)로 전달되어 다시 외부로 배출될 수 있다. 이러한 그립 포트(31)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 그립 포트(31)의 바닥면과 대면하게 배치된 파지 대상물(T)을 흡착하여 파지할 수 있다.

흡착 패드(32)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 그립 포트(31)에 의해 파지된 파지대상물(T)과 탄성 밀착될 수 있도록 그립탭(30)의 바닥면에 마련된다. 흡착 패드(32)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 스커트 형상을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 흡착 패드(32)는, 컵 형상을 가질 수도 있다.

다음으로, 탄성 부재(40)는, 부압에 이끌려 이송된 그립탭(30)을 원위치로 복귀시키는 부재이다.

탄성 부재(40)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 부압 챔버(14)의 천장면과 그립탭(30)의 상면 사이에 개재되도록 제1 부압 챔버(14)에 설치된다. 탄성 부재(40)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 압축 코일 스프링으로 구성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 탄성 부재(40)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 부압이 인가 또는 상승되는 경우에, 흡입 포트(12) 쪽으로 이송된 그립탭(30)에 의해 압축된다. 또한, 탄성 부재(40)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 부압이 해제 또는 하강되는 경우에, 그립탭(30)을 흡입 포트(12)에서 먼 쪽으로 탄성 가압하여 원위치로 복귀시킨다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 파지 대상물(T)들이 다단으로 적층된 경우에는, 파지 대상물(T)들 사이에 작용하는 정전기력 기타 부착력에 의해 2개 이상의 파지 대상물(T)들이 함께 파지되는 경우가 있다. 그런데, 파지 대상물(T)이 전극인 경우와 같이, 파지 대상물(T)을 이용해 제조한 제품의 품질이 파지 대상물(T)의 수량과 두께에 따라 현저하게 변화되는 경우에는, 복수의 파지 대상물(T)들이 함께 파지되어 공급됨으로 인해 상기 제품의 불량률이 상승될 우려가 있다.

이를 해결하기 위하여, 진공 펌프(20)는, 파지 대상물(T)이 그립 포트(31)에 파지된 경우에, 그립탭(30)은 부압에 의해 부압 챔버(11)를 따라 왕복 이송되어 진동되되 파지 대상물(T)은 그립 포트(31)로부터 이탈되지 않도록 부압의 크기를 조절할 수 있다. 즉, 부압의 크기가 파지 대상물(T)이 그립 포트(31)로부터 이탈되지 않는 최소 한도 이상으로 유지되는 것을 전제로 하여, 파지 대상물(T)이 부압에 의해 진동되도록 부압의 크기를 연속적으로 상하강시키는 것이다.

이처럼 부압의 크기를 조절하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 진공 펌프(20)는, 그립탭(30)이 부압에 의해 부압 챔버(11)를 따라 왕복 이송되어 진동되되 파지 대상물(T)이 상기 그립 포트(31)로부터 이탈되지 않도록 미리 설정된 온-오프 주기에 따라 온-오프될 수 있다. 진공 펌프(20)의 온-오프 주기는, 특별히 한정되지 않으며, 파지 대상물(T)의 종류, 무게, 면적 등의 공정 조건에 따라 설정될 수 있다.

이처럼 진공 펌프(20)를 이용해 부압의 크기를 조절하면, 그립 포트(31)에 파지된 파지 대상물(T)들은, 그립탭(30)을 따라 진동된다. 그러면, 도 3에 도시된 바와 같이, 그립 포트(31)에 직접적으로 파지된 파지 대상물(T1)은 여전히 그립 포트(31)에 파지된 상태를 유지하고, 그립 포트(31)에 직접적으로 파지된 파지 대상물(T1)에 부착되었던 파지 대상물(T2)은 진동으로 인해 그립 포트(31)에 직접적으로 파지된 파지 대상물(T1)로부터 분리된다. 이를 통해, 진공 그리퍼(1)는, 단일의 파지 대상물(T1)만을 파지할 수 있으므로, 복수의 파지 대상물(T)이 함께 파지되어 제품에 불량을 일으키는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 진공 그리퍼
10 : 그리퍼 본체
11 : 부압 챔버
12 : 흡입 포트
13 : 인가 포트
20 : 진공 펌프
30 ; 그립탭
31 : 그립 포트
32 : 흡착 패드
40 : 탄성 부재
50 : 연결관
T, T1, T2 : 파지 대상물

Claims

내부에 형성되는 부압 챔버와, 상기 부압 챔버와 연통되는 흡입 포트를 구비하는 그리퍼 본체;
상기 흡입 포트와 연결되며, 상기 흡입 포트를 통해 상기 부압 챔버의 내부 공기를 흡입하여 상기 부압 챔버에 부압을 인가하는 진공 펌프; 및
상기 부압이 전달되도록 상기 부압 챔버와 연결되며, 상기 부압을 통해 파지 대상물을 흡착하여 파지하는 그립 포트를 구비하며, 상기 부압에 의해 상기 부압 챔버를 따라 왕복 이송될 수 있도록 상기 부압 챔버에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 그립탭을 포함하고;
상기 진공 펌프는,
상기 파지 대상물이 상기 그립 포트에 파지된 경우에, 상기 그립탭은 상기 부압에 의해 상기 부압 챔버를 따라 왕복 이송되어 진동되되 상기 파지 대상물은 상기 그립 포트로부터 이탈되지 않도록 상기 부압의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 진공 그리퍼.
삭제
제1항에 있어서,
상기 진공 펌프는,
상기 파지 대상물이 상기 그립 포트에 파지된 경우에, 상기 그립탭은 상기 부압에 의해 상기 부압 챔버를 따라 왕복 이송되어 진동되되 상기 파지 대상물은 상기 그립 포트로부터 이탈되지 않도록 미리 설정된 온-오프 주기에 따라 온-오프되는 것을 특징으로 하는 진공 그리퍼.
제1항에 있어서,
상기 그리퍼 본체는,
상기 흡입 포트 쪽으로 이송된 상기 그립탭을 상기 흡입 포트에서 먼 쪽으로 탄성 가압할 수 있도록 상기 부압 챔버에 설치되는 탄성 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 그리퍼.
제4항에 있어서,
상기 탄성 부재는, 압축 코일 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 그리퍼.
제1항에 있어서,
상기 그립탭은 상기 그립 포트에 파지된 상기 파지 대상물에 탄성 밀착되도록 마련되는 흡착 패드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 그리퍼.
제1항에 있어서,
상기 그립탭은, 상기 부압 챔버의 내측면과 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 둘레를 따라 형성된 오목홈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 그리퍼.
제1항에 있어서,
상기 그리퍼 본체는, 상기 흡입 포트와 연통되며 상기 부압 챔버에 부압이 인가될 수 있도록 상기 진공 펌프에 의해 압축된 압축 공기가 통과되는 인가 포트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 그리퍼.