KR102116019B1 - 평면 진공 그리퍼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평면 진공 그리퍼(60)로서, 하우징(12), 즉 파지할 공작물의 흡착을 위한 흡착 개구부(20)를 갖는 하우징(12), 상기 하우징의 단부면을 밀폐하는 적어도 하나의 커버 플레이트(24), 및 상기 하우징에 삽입 가능한 삽입 요소(28)를 포함하되, 상기 삽입 요소는 상기 커버 플레이트(24)에 고정 가능하고 또한 적어도 하나의 개구부(32), 즉 상기 하우징(12)의 흡착 개구부(20)와 흐름 연결되는 개구부를 가지며, 상기 커버 플레이트(24)는 압축공기 유입구(26)를 갖는, 평면 진공 그리퍼에 관한 것이다. 상기 삽입 요소(28)는 상기 삽입 요소(28)의 상기 개구부(32)를 통과하는 흐름을 제어하기 위해 기능 장치(34)를 포함한다.

Description

평면 진공 그리퍼{Area Vacuum Gripper}
본 발명은 평면 진공 그리퍼로서, 하우징, 이 하우징의 단부면을 밀폐하는 적어도 하나의 커버 플레이트, 및 이 하우징에 삽입 가능한 삽입 요소를 포함하되, 삽입 요소는 커버 플레이트에 고정 가능하고 또한 적어도 하나의 개구부, 즉 하우징의 흡착 개구부와 흐름 연결되는 개구부를 가지며, 커버 플레이트는 압축공기 공급장치를 연결할 수 있는 압축공기 유입부를 갖는 평면 진공 그리퍼에 관한 것이다.
평면 그리퍼 장치들은 공지된 방식으로는 진공 발생기, 예컨대 이젝터 제어를 위해 필요한 밸브가 하우징 또는 커버 플레이트 외부에 설치되는 방식으로 형성된다. 공작물을 분리하기 위해 압축공기 임펄스를 생성하는 밸브 유닛도 하우징 또는 커버 플레이트 외부에 설치된다. 이러한 평면 진공 그리퍼는 다른 진공 발생기에 옮겨서 설치하기란 상대적으로 어렵다. 또한 외부에 장착된 컨트롤 밸브는 설치공간을 필요로 하고 손상 위험에도 노출된다.
본 발명은 또 다른 진공 발생기로 간단하게 작동되거나 또 다른 기능으로 간단하게 교체되며, 신뢰할만 하게 운전 가능한 평면 진공 그리퍼를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적은 청구항 1에 따른 평면 진공 그리퍼에 의해 달성된다. 커버 플레이트에 고정 가능한 삽입 요소는 적어도 하나의 개구부를 가지며, 이 개구부는 흡착 개구부들과 흐름 연결된다. 삽입 요소 안에는 삽입 요소의 개구부를 통과하는 흐름을 제어하기 위한 기능 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 평면 진공 그리퍼는 모듈식으로 형성되며, 일반적으로 이용 가능한 커버 플레이트를 지니고, 이 커버 플레이트에 기능 장치를 포함한 삽입 요소가 장착될 수 있고, 특히 분리 가능하게 고정 또는 조립될 수 있다. 평면 진공 그리퍼를 교체하려는 경우 하우징에서 커버 플레이트를 제거한 후 삽입 요소를 교체하기만 하면 된다. 바람직하게는 커버 플레이트도 분리 가능하게 하우징에 설치될 수 있다. 삽입 요소의 기능 장치의 형태에 따라 평면 진공 그리퍼는 내부 진공 생성을 위해 사용될 수도 있고 또는 외부의 진공 발생장치에 연결될 수도 있다.
컨트롤 밸브가 커버 플레이트에 통합되므로, 모든 이용 사례에 대해 커버 플레이트를 이용할 수 있다. 이에 따라 커버 플레이트가 삽입 요소 안에 제공되는 기능 장치의 구동을 위해 적어도 하나의 컨트롤 밸브를 갖는다. 특히 압축공기 유입부에 대한 적어도 하나의 차단 장치가 커버 플레이트에 통합된다.
모듈식 구조 덕분에 평면 진공 그리퍼를 다른 기능으로 변경하거나 다른 진공 발생장치에 적은 비용으로 이전 설치할 수 있다. 커버 플레이트에 통합된 컨트롤 유닛은 내부 진공 생성을 위해 또는 외부 진공 발생장치와의 연결을 활성화하거나 차단하기 위해 이용될 수 있다.
기능 장치는 바람직하게는 진공 발생기 (특히, 삽입 요소의 개구부 내에서 진공을 생성하기 위해), 및/또는 삽입 요소의 개구부에 대한 차단 장치이다.
삽입 요소는 바람직하게는 평면 진공 그리퍼의 하우징과 다른 별도의 삽입 요소 하우징을 가지며, 이 삽입 요소 하우징 내에 기능 장치가 수용된다. 따라서 장비를 교체하고자 하는 경우, 삽입 요소가 콤팩트한 모듈로 교체될 수 있다. 그러나 기능 장치가 직접, 특히 하우징 없이 커버 플레이트에 고정 또는 조립 설치되는 것도 생각할 수 있다. 이런 방식으로 필요한 설치 공간이 절감될 수 있다.
또 다른 장점, 특성 및 상세한 사항은 종속항에서 드러나며, 이하에서는 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 평면 진공 그리퍼는 또 다른 진공 발생기로 간단하게 작동되거나 또 다른 기능으로 간단하게 교체가능하며 신뢰성있게 운전 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 평면 진공 그리퍼를 도시하는 종단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 평면 진공 그리퍼의 개선 실시예를 도시하는 종단면도이다.
이하 설명 및 도면에서 동일한 또는 상호 일치하는 특징에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
도 1에 도시된 평면 진공 그리퍼(10)는 도시된 예에서 실질적으로 직육면체 형상의 하우징(12)을 가지며, 이 하우징은 도 1에서 종단면도로 도시된다. 하우징(12)은 그 내부에서 진공 챔버(14)를 범위 제한하고, 흡착면(16)을 갖는다. 평면 진공 그리퍼 작동 시 이 흡착면에 미도시되는 공작물이 인접하여 흡착될 수 있다. 또한 하우징(12)은 흡착면(16)과는 다른 단부면(18)을 지니며, 이 단부면은 도시된 예에서 직육면체 형상의 하우징(12)의 좁은 면에 의해 형성된다. 하우징(12)은 다수의 흡착 개구부(20)도 구비하며, 이 개구부는 도시되는 실시예에서 흡착면(16)을 관통함에 따라 진공 챔버(14)와 흐름 연결부를 형성한다.
도 1에 도시된 평면 진공 그리퍼(10)는 작동을 위해 외부 진공 공급장치를 구비하여 형성된다. 이를 위해 하우징(12)은 진공 공급장치 연결부(22)를 지니며, 이 진공 공급장치 연결부는 예컨대 진공관을 연결하기 위해 적절한 연결 노즐을 가질 수 있다. 하우징(12)의 단부면(18)은 바람직하게는 분리 가능하게 설치되는 커버 플레이트(24)로 밀봉된다. 커버 플레이트(24)는 도시된 실시예에서 압축공기 유입부(26)를 지니며, 이 유입부는 압축공기 공급장치와 연결을 위해 이용되고, 예컨대 적절한 연결 노즐을 지닐 수 있다. 다수의 압축공기 유입부도 제공될 수 있다.
하우징(12)에 의해 둘러싸이는 내부 공간에 삽입 요소(28)가 배치되고, 삽입 요소는 도시된 실시예에서 자체 삽입 하우징(30)을 포함하는 삽입 모듈 형식으로 형성된다. 삽입 하우징(30)은 평면 진공 그리퍼(10)의 하우징(12) 안에 삽입되고, 커버 플레이트(24)에 조립된다. 바람직하게는 삽입 요소는 커버 플레이트(24)에 분리 가능하게 고정되고, 따라서 삽입 요소(28)는 평면 진공 그리퍼(10)의 장치 교환 시 교체가 가능하다.
삽입 요소(28)는 기본적으로 평면 진공 그리퍼 작동 시 흡착 개구부(20)를 통과하는 흐름을 제어하고 평면 진공 그리퍼의 기능을 간섭하는 데에 이용된다. 진공 챔버(14)에 지배적인 진공 압력을 바탕으로 흡착 개구부(20)를 통해 공기를 흡수함으로써 공작물을 단부면(18)에 흡착한다. 통제되는 방식으로 공작물을 단부면(18)에서 분리하기 위해 진공 흡착이 조절되거나 또는 흡착 개구부(20)를 통과하여 진공 챔버(14)에서 나가는 흐름의 형태로 블로우오프 임펄스(blow-off impulse)도 이용될 수 있다.
삽입 요소(28)는 적어도 하나의 개구부(32)를 가지며, 이 개구부는 진공 챔버(14)로 개방되고, 따라서 평면 진공 그리퍼(10)의 하우징(12)의 흡착 개구부들(20)과 흐름 연결된다. 삽입 요소(28)는 기능 장치(34)를 포함하는데, 이 기능 장치를 이용하여 삽입 요소(28)의 개구부(32)를 통과하는 공기 흐름과 그와 더불어 흡착 개구부(20)를 통과하는 공기흐름도 제어할 수 있다. 도 1의 경우 기능 장치(34)는 피스톤 형식의 차단 장치(36)를 포함하며, 이 차단 장치는 삽입 요소(28) 내 흡착 위치와 폐쇄 위치 사이에서 변위 가능하다. 흡착 위치에서는 진공 공급장치 연결부(22)가 삽입 요소(28)에 의해 삽입 요소(28)의 개구부(32)와 흐름 연결되고, 따라서 공기가 흡착 개구부들(20)을 통과하여 진공 챔버(14) 안으로 흡인되고, 개구부(32)와 최종적으로 진공 공급장치 연결부(22)를 통과하여 흡인될 수 있다. 폐쇄 위치에서는 진공 공급장치 연결부(22)와 삽입 요소(28)의 개구부(32) 사이의 흐름 연결이 차단된다.
도 1의 경우, 기능 장치(34)의 차단 장치(36)는 공기압 방식으로 구동 가능하다. 이를 위해 차단 장치(36)는 컨트롤 피스톤부(control piston section)(38)를 지니며, 이 컨트롤 피스톤부는 차단 장치(36)가 폐쇄 위치와 흡착 위치 사이에서 변위할 수 있도록 압축 공기를 공급할 수 있는 컨트롤 챔버(40)를 범위 한정한다. 또한 컨트롤 챔버(40)는 도 1에 미도시되는 연결 채널, 즉 단부면(18) 방향으로 삽입 요소(28)를 관통하는 연결 채널을 통해 커버 플레이트(24)의 압축공기 배출부(41) 또는 커버 플레이트(24)에 통합된 컨트롤 밸브(42)의 압축공기 배출부와 연결된다. 컨트롤 밸브(24)를 이용하여 압축공기 유입부(26)와 흐름 연결이 형성될 수 있다. 컨트롤 밸브(42)도 차단 장치, 예컨대, 변위 가능한 컨트롤 피스톤을 가질 수 있다. 차단 장치는 전기적으로 구동될 수 있으며, 적절한 컨트롤 연결부(26')가 커버 플레이트(24)에 배치될 수 있다.
기능 장치(34)는 또 다른 피스톤 형태의 차단 장치(44)를 포함하며, 이 차단 장치(44)는 삽입 요소(28) 내에서 중립 위치와 환기 위치 사이에서 변위 가능하다. 환기 위치에서는 진공 공급장치 연결부(22)와 평면 진공 그리퍼(10)의 환기 개구부(45) 간의 흐름 연결이 예컨대 주변 대기 방향으로 형성될 수 있다. 중립 위치에서는 이 흐름 연결이 바람직하게는 차단된다. 이러한 실시예를 통해 제1 차단 장치(36)의 폐쇄 상태에서는 환기 개구부(45)로부터 진공 공급장치 연결부(22)까지 흐름 연결이 형성될 수 있고, 따라서 연결된 외부 냉각 공기가 흡인되어 과열이 방지될 수 있다. 또 다른 차단 장치(44)도 예컨대 컨트롤 챔버(46)를 통해 공기압 방식으로 구동 가능하며, 이 컨트롤 챔버는 커버 플레이트(46)의 또 다른 컨트롤 밸브(48)를 이용하여 통제되는 방식으로 압축 공기를 공급할 수 있다.
도 2는 또 다른 평면 진공 그리퍼(6)를 도시하며, 이 평면 진공 그리퍼는 삽입 요소(28)의 기능 장치(34)의 형태로 인해 실질적으로 도 1에 도시되는 평면 진공 그리퍼와 차이점이 있다. 기능 장치(34)는 도 2에서 압축 공기에 의해 작동되는 진공 발생기(62)를 포함하고, 진공 발생기는 도시된 실시예에서 연속하는 세 개의 제트 노즐 또는 리시버 노즐을 포함하는 3단계 이젝터로 형성된다. 삽입 요소(28)에 분배 챔버(64)가 형성되고, 분배 챔버는 해당 압축공기 유입부와 흐름 연결되고, 도 2에 미도시되는 연결 채널은 커버 플레이트(24)의 컨트롤 밸브(42)의 배출부와 흐름 연결된다. 이를 통해 분배 챔버(64)는 컨트롤 밸브(42)를 통해 제어되는 방식으로 압축공기 유입부(26)로부터 압축 공기를 공급받을 수 있다. 분배 챔버(64)에 공급되는 압축 공기를 통해 기본적으로 공지된 방식으로 이젝터(62)의 노즐에 공기가 공급되고, 따라서 삽입 요소(28)의 다수의 개구부들(32)을 통과하여 흡착이 가능하다. 또한 삽입 요소(28)는 배기구(66)를 지니며, 이 배기구는 하우징(12)의 해당 관통구를 통해 주변 대기와 연결되며, 따라서 이젝터(62)의 배출 공기를 배출할 수 있다. 따라서 컨트롤 밸브(42)를 이용하여 이젝터(62)의 기능 상태가 통제되는 방식으로 제어될 수 있다.
커버 플레이트(24)와 삽입 요소(28)의 모듈 구조가 지닌 근본적인 장점은 삽입 요소(28)를 교체하여 평면 진공 그리퍼의 장치를 교체하는 것이 가능하다는 점에 있다. 특히 외부 진공 공급장치(도 1 참조)를 갖는 평면 진공 그리퍼의 구동을 위해 또는 내장된 진공 발생기(도 2 참조)를 이용한 운전을 위해 통합되는 컨트롤 밸브(42)를 지닌, 원칙적으로 동일한 커버 플레이트(24)를 이용할 수 있다.
또 다른 구현 형태를 위해 모든 실시예에서 기능 장치(34)는 적절한 차단 장치를 통해 통제되는 방식으로 개구부(32)와 압축공기 유입부(26) 간에 흐름 연결이생성되고, 그에 따라 흡착된 공작물을 분리하기 위해 삽입 요소(28)의 또 다른 개구부와 흡착 개구부(20)를 통해 압축공기 임펄스가 생성될 수 있도록 제공될 수 있다. 바람직하게는 이 차단 장치도 적절한 컨트롤 밸브 (컨트롤 밸브 42 또는 48의 형식으로)를 통해 커버 플레이트(24)에서 구동될 수 있다. 컨트롤 밸브는 3 - 2방향 밸브일 수 있다. 상기 차단장치(44)는 플랫 슬라이드밸브, 볼밸브(볼코크), 플랩 또는 피스톤요소일 수 있다.

Claims (12)

  1. 파지할 공작물의 흡착을 위한 흡착개구부(20)를 갖는 하우징(12), 상기 하우징(12)의 단부면을 밀폐하는 적어도 하나의 커버플레이트(24) 및 상기 하우징(12)에 삽입 가능한 삽입요소(28)를 포함하되, 상기 삽입요소(28)는 상기 커버플레이트(24)에 고정 가능하며 상기 흡착개구부(20)와 흐름연결되는 적어도 하나의 개구부(32)를 구비하며, 상기 커버플레이트(24)는 압축공기유입부(26)를 구비하는, 평면 진공 그리퍼(10, 60)에 있어서,
    상기 커버플레이트(24)에는 적어도 하나의 컨트롤밸브(42, 48)가 통합되고, 상기 삽입요소(28)는 상기 삽입요소(28)의 개구부(32)를 통과하는 흐름을 제어하기 위한 기능장치(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 진공 그리퍼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기능장치(34)는 진공발생기(62) 또는 상기 삽입요소(28)의 개구부(32)에 대한 차단장치(36, 44)를 구비하는 것을 특징으로 하는 평면 진공 그리퍼.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 삽입요소(28)는 상기 기능장치(34)가 수용되는 자체 삽입 하우징(30)을 구비하는 것을 특징으로 하는 평면 진공 그리퍼.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 커버플레이트(24)에는 상기 압축공기유입부(26)에 대한 적어도 하나의 컨트롤밸브(42, 48)가 통합되는 것을 특징으로 하는 평면 진공 그리퍼.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 압축공기유입부에 대한 컨트롤밸브는 전기적으로 제어 가능한 것을 특징으로 하는 평면 진공 그리퍼.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 압축공기유입부에 대한 컨트롤밸브는 3 - 2방향 밸브인 것을 특징으로 하는 평면 진공 그리퍼.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버플레이트(24)는 적어도 두개의 압축공기배출부(41)를 구비하는 것을 특징으로 하는 평면 진공 그리퍼(10, 60).
  8. 청구항 7에 있어서,
    제 1 압축공기배출부(41)는 상기 기능장치(34)의 진공발생기(62)의 압축공기유입부(64)와 연결되는 것을 특징으로 하는 평면 진공 그리퍼(60).
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    제 2 배출부는 배풍(blow off)장치와 연결되는 것을 특징으로 하는 평면 진공 그리퍼.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 두개의 압축공기배출부는 각각 차단장치에 연결되어 구동되는 것을 특징으로 하는 평면 진공 그리퍼.
  11. 청구항 2에 있어서,
    상기 차단장치(44)는 플랫 슬라이드밸브, 볼밸브(볼코크), 플랩 또는 피스톤요소인 것을 특징으로 하는 평면 진공 그리퍼(10).
  12. 삭제
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