KR102595453B1 - 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼는 베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트의 양측면에 설치되는 측면 플레이트, 상기 베이스 플레이트 및 측면 플레이트의 내측에 승강되게 설치되는 매니폴드, 상기 매니폴드의 일면에 설치되고, 진공으로 박스를 흡착하는 진공패드, 및 상기 측면 플레이트의 가장자리를 따라 이동가능하게 설치되고, 상기 진공패드가 상기 박스를 흡착한 상태에서 상승된 후 상기 박스의 하방에 위치하도록 이동되어 상기 박스의 낙하를 방지하는 낙하 방지부를 포함할 수 있다.

Description

다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼{Palletizing gripper for gripping various box}

본 발명은 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼에 관한 것이다.

현대 산업사회의 다양한 분야에서 있어서 제품의 생산성을 증가시키고, 제품의 품질을 향상시키며, 제품의 생산비용을 절감시키기 위하여 산업자동화의 중요성이 부각되고 있다. 특히, 산업용 로봇은 부품의 조립, 부품의 이송, 물체의 선별 등의 다양한 분야에서 이용되고 있다.

이러한 산업용 로봇 중에서 대량 생산된 물건을 유통하기 위해서 팔레타이징 로봇들이 개발되고 있으며, 팔레타이징 로봇은 수작업으로 진행되는 팔레트(화물 운반대) 위 박스 적재 업무를 대신하여 작업한다.

팔레타이징 로봇을 이용하여 팔레타이징 작업 수행 시 그리퍼(Gripper)의 진공패드 만으로 대상물(박스 등)을 흡착하여 파지하는 경우 로봇의 고속 이동에서 발생하는 관성 또는 진공패드의 마모로 박스가 낙하하고 이로 인한 손실이 발생하는 문제가 있었다.

본 발명은 다종 박스를 파지한 상태에서 중력방향을 포함한 모든 방향으로 박스를 고정시켜 박스가 고속 이동 시에 낙하하는 것을 방지할 수 있는 구조를 가진 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 양측면에 설치되는 측면 플레이트; 상기 베이스 플레이트 및 측면 플레이트의 내측에 승강되게 설치되는 매니폴드; 상기 매니폴드의 일면에 설치되고, 진공으로 박스를 흡착하는 진공패드; 및 상기 측면 플레이트의 가장자리를 따라 이동가능하게 설치되고, 상기 진공패드가 상기 박스를 흡착한 상태에서 상승된 후 상기 박스의 하방에 위치하도록 이동되어 상기 박스의 낙하를 방지하는 낙하 방지부를 포함할 수 있다.

상기 베이스 플레이트에는 상기 매니폴드의 승강을 가이드하는 가이드봉이 설치되고, 상기 가이드봉은 상기 베이스 플레이트에 설치된 실린더에 의해 구동될 수 있다.

상기 낙하 방지부는, 상기 측면 플레이트의 모서리에 각각 설치되는 스프라킷; 상기 측면 플레이트의 가장자리를 감싸도록 상기 스프라킷에 맞물리는 체인; 상기 체인에 양측 단부가 각각 연결되어 상기 측면 플레이트의 가장자리를 따라 이동되는 복수개의 지지롤러를 포함할 수 있다.

상기 베이스 플레이트에 설치되고, 상기 체인의 구동을 위한 구동력을 제공하는 체인 구동부; 및 상기 체인 구동부에 의해 회전가능하고, 양측 단부가 상기 스프라킷 중 어느 하나에 결합되는 구동축을 더 포함할 수 있다.

상기 체인의 외측면에는 롤러 지지부재의 일단이 결합되고, 상기 롤러 지지부재의 타단은 상기 지지롤러와 결합될 수 있다.

상기 측면 플레이트의 하단에는 상기 체인의 하부를 지지하여 상기 체인의 처짐을 방지하는 체인 가이드가 설치될 수 있다.

상기 체인 가이드는 "ㄷ"자 형상의 플레이트이고 그 사이에 상기 체인이 안착되어 지지될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다종 박스를 파지한 상태에서 중력방향을 포함한 모든 방향으로 박스를 고정시켜 박스가 고속 이동 시에 낙하하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼의 전면을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼의 후면을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼의 우측면을 도시한 사시도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼가 지지롤러를 구동시켜 박스를 지지하는 과정을 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서 전체에서, "연결된다"라고 할 때, 이는 둘 이상의 구성요소가 직접적으로 연결되는 것만을 의미하는 것이 아니고, 둘 이상의 구성요소가 다른 구성요소를 통하여 간접적으로 연결되는 것, 물리적으로 연결되는 것뿐만 아니라 전기적으로 연결되는 것, 또는 위치나 기능에 따라 상이한 명칭들로 지칭되었으나 일체인 것을 의미할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼의 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼의 전면을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼의 후면을 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼의 우측면을 도시한 사시도이다.

이에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼는 베이스 플레이트(1), 상기 베이스 플레이트(1)의 양측면에 설치되는 측면 플레이트(2), 상기 베이스 플레이트(1) 및 측면 플레이트(2)의 내측에 승강되게 설치되는 매니폴드(10), 상기 매니폴드(10)의 일면에 설치되고, 진공으로 박스(50)를 흡착하는 진공패드(16), 및 상기 측면 플레이트(2)의 가장자리를 따라 이동가능하게 설치되고, 상기 진공패드(16)가 상기 박스(50)를 흡착한 상태에서 상승된 후 상기 박스(50)의 하방에 위치하도록 이동되어 상기 박스(50)의 낙하를 방지하는 낙하 방지부를 포함할 수 있다.

베이스 플레이트(1)는 평평한 플레이트 형상을 가지며, 베이스 플레이트(1)의 양측면에는 측면 플레이트(2)가 수직하게 설치된다. 측면 플레이트(2)는 베이스 플레이트(1)의 양측에서 하방으로 연장되도록 설치되어 베이스 플레이트(1)와 함께 협력하여 내측에 박스(50)가 위치하는 공간을 형성한다.

베이스 플레이트(1)의 상면에는 그리퍼의 구동을 위한 각종 부품들이 설치될 수 있다. 베이스 플레이트(1)의 상면에는 매니폴드(10)의 승강을 위한 실린더(4) 및 실린더 밸브(6)가 각각 설치된다. 본 실시예에서 매니폴드(10)의 승강을 위한 구동력으로서 공압을 이용하는데 이에 제한되는 것은 아니다. 그리고, 베이스 플레이트(1)의 상면 중앙부에는 로봇(60)과의 연결을 위한 어댑터(8)가 설치된다.

매니폴드(10)는 실린더(4)에 의해 구동되는 가이드봉(12)의 단부에 결합되어 승강될 수 있다. 즉, 가이드봉(12)은 베이스 플레이트(1)의 하방에서 이동가능하게 설치되고, 매니폴드(10)는 가이드봉(12)과 함께 승강되게 이동되면서 박스(50)를 승강시키게 된다.

이를 위해 매니폴드(10)의 일측에는 공압이 작용하는 호스(14)가 설치되고, 매니폴드(10)의 하면에는 복수개의 진공패드(16)가 복수개의 열 및 행으로 배치될 수 있다.

낙하 방지부는 박스(50)의 낙하를 방지하기 위해 구비되는 구성으로서, 측면 플레이트(2)의 모서리에 각각 설치되는 스프라킷(20), 상기 측면 플레이트(2)의 가장자리를 감싸도록 상기 스프라킷(20)에 맞물리는 체인(22), 및 상기 체인(22)에 양측 단부가 각각 연결되어 상기 측면 플레이트(2)의 가장자리를 따라 이동되는 복수개의 지지롤러(30)를 포함할 수 있다.

스프라킷(20)은 사각형상의 플레이트인 측면 플레이트(2)의 4개의 모서리에 각각 회전가능하게 설치된다. 본 실시예에서 스프라킷(20)을 이와 같이 배치한 것은 스프라킷(20)에 맞물리는 체인(22)이 측면 플레이트(2)의 가장자리를 따라 원활하게 이동될 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 측면 플레이트(2)의 하단에는 체인(22)의 하부를 지지하여 체인(22)의 처짐을 방지하는 체인 가이드(24)가 설치될 수 있다. 스프라킷(20)에 맞물리는 체인(22) 중에서 가장 하단에 위치한 체인(22)의 경우 자중에 의해 처짐이 발생할 수 있다. 이때, 체인(22)이 처지지 않고 원활하게 지지롤러(30)를 이동시킬 수 있도록 체인 가이드(24)로 체인(22)의 하부를 지지하도록 한 것이다.

체인 가이드(24)는 측면 플레이트(2)의 하단에서 체인(22)의 하부를 지지할 수 있도록 측면 방향으로 돌출되는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 또한, 체인 가이드(24)는 체인(22)의 하부뿐만 아니라 상부도 지지할 수 있도록 "ㄷ"자 형상의 플레이트일 수 있다. 이와 같이 체인 가이드(24)가 "ㄷ"자 형상을 가지면 그 사이에 체인(22)이 안착되어 안정적으로 지지될 수 있다.

지지롤러(30)는 체인(22)에 양측 단부가 각각 연결되어 측면 플레이트(2)의 가장자리를 따라 이동되는 것으로서, 박스(50)를 지지할 수 있는 정도의 면적을 가지도록 복수개가 연결될 수 있다. 지지롤러(30)는 베이스 플레이트(1)의 좌우 폭에 대응되는 길이를 가지며, 롤러 지지부재(32)에 지지되어 아이들 상태로 회전가능하다.

체인(22)의 외측면에는 롤러 지지부재(32)의 일단이 결합되고, 롤러 지지부재(32)의 타단은 지지롤러(30)와 결합될 수 있다. 롤러 지지부재(32)는 체인(22)의 외측면에 일단이 결합되기 때문에 체인 가이드(24) 측을 지지롤러(30)가 통과할 때에도 간섭이 발생하지 않게 된다. 롤러 지지부재(32)는 지지롤러(30)의 양측 단부에 각각 한 쌍이 구비될 수 있다.

낙하 방지부는 상기 베이스 플레이트(1)에 설치되고, 상기 체인(22)의 구동을 위한 구동력을 제공하는 체인 구동부(40), 및 상기 체인 구동부(40)에 의해 회전가능하고, 양측 단부가 상기 스프라킷(20) 중 어느 하나에 결합되는 구동축(42)을 더 포함할 수 있다.

상기 체인(22)을 측면 플레이트(2)를 따라 이동되게 하려면 구동력이 필요한데 이는 베이스 플레이트(1)에 설치된 체인 구동부(40)에서 제공한다. 체인 구동부(40)는 모터 등의 구동원이 사용될 수 있으며, 체인 구동부(40)에는 구동축(42)이 회전가능하게 구비된다. 체인 구동부(40)와 구동축(42)은 베이스 플레이트(1)의 후방 측에 설치되어 체인(22)을 구동시킬 수 있다.

구동축(42)의 양측 단부는 각각 스프라킷(20)에 결합되고, 구동축(42)의 회전에 연동하여 스프라킷(20)이 회전되고 체인(22)이 측면 플레이트(2)를 따라 이동하게 된다. 여기에서 구동축(42)은 측면 플레이트(2)의 모서리에 설치된 4개의 스프라킷(20) 중 어느 하나와 결합되어 구동력을 전달하므로 구동축(42)과 결합된 스프라킷(20)은 구동 스프라킷(20)으로 볼 수 있다.

이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼의 작동 과정을 상세하게 설명한다. 도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼가 지지롤러를 구동시켜 박스를 지지하는 과정을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 우선 그리퍼는 로봇(60)의 암 부분에 어댑터(8)를 통해 연결될 수 있다. 그리퍼는 로봇(60)의 동작에 의해 바닥에 놓인 박스(50)를 파지하게 된다. 먼저, 작업자는 그리퍼가 하강한 상태에서 박스(50)의 상면에 진공패드(16)를 접촉시킨 후 진공압으로 박스(50)를 흡착시킨다. 이때, 지지롤러(30)는 베이스 플레이트(1)의 후방 측에 배치되어 상승되는 박스(50)와 간섭되는 것을 방지한다.

이 상태에서 도 5와 같이 실린더(4)를 구동시키면 매니폴드(10) 및 진공패드(16)가 가이드봉(12)을 따라 상승하면서 박스(50)를 함께 상승시킨다. 상승한 박스(50)는 베이스 플레이트(1) 및 측면 플레이트(2)가 형성하는 내부공간에 위치하게 된다.

도 6을 참조하면, 작업자는 체인 구동부(40)를 구동시켜 구동축(42)을 회전시킨다. 이와 같이 되면 구동축(42)으로부터 구동력을 전달받은 스프라킷(20)이 회전되고, 이에 연동하여 체인(22)이 측면 플레이트(2) 가장자리를 따라 이동하게 된다. 체인(22)의 이동에 연동하여 복수개의 지지롤러(30)는 후방에 위치하였다가 측면 플레이트(2)의 하단 쪽으로 이동하게 된다. 이때 체인 가이드(24)는 체인(22)의 상부 및 하부를 지지하고 있어 체인(22)이 처지는 것을 방지할 수 있다.

도 7을 참조하면, 작업자는 실린더(4)의 밸브(6)로 공압을 배기하게 되고, 가이드봉(12)이 하강하여 박스(50)는 지지롤러(30)의 상면에 안착될 수 있다. 이와 같이 박스(50)가 지지롤러(30)의 상면에 안착되면 로봇(60)을 고속 이동하는 과정에서 박스(50)가 낙하하는 것을 방지할 수 있다. 특히, 박스(60)는 Z축 방향은 지지롤러(30)에 의해 지지되고, X축 및 Y축 방향은 진공패드(16)의 흡착력에 의해 지지되므로 안정적으로 이동이 가능하다. 또한, 박스(60)는 베이스 플레이트(1) 및 측면 플레이트(2)가 형성하는 내부공간에 들어갈 수 있는 사이즈라면 어떠한 크기의 것이라도 그리퍼에 의한 파지가 가능하다.

상기에서는 본 발명의 특정의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 베이스 플레이트 2: 측면 플레이트
4: 실린더 6: 밸브
8: 어댑터 10: 매니폴드
12: 가이드봉 14: 호스
16: 진공패드 20: 스프라킷
22: 체인 24: 체인 가이드
30: 지지롤러 32: 롤러 지지부재
40: 체인 구동부 42: 구동축
50: 박스 60: 로봇

Claims (7)

1. 베이스 플레이트;
   상기 베이스 플레이트의 양측면에 설치되는 측면 플레이트;
   상기 베이스 플레이트 및 측면 플레이트의 내측에 승강되게 설치되는 매니폴드;
   상기 매니폴드의 일면에 설치되고, 진공으로 박스를 흡착하는 진공패드; 및
   상기 측면 플레이트의 가장자리를 따라 이동가능하게 설치되고, 상기 진공패드가 상기 박스를 흡착한 상태에서 상승된 후 상기 박스의 하방에 위치하도록 이동되어 상기 박스의 낙하를 방지하는 낙하 방지부를 포함하고,
   상기 낙하 방지부는,
   상기 측면 플레이트의 모서리에 각각 설치되는 스프라킷;
   상기 측면 플레이트의 가장자리를 감싸도록 상기 스프라킷에 맞물리는 체인; 및
   상기 체인에 양측 단부가 각각 연결되어 상기 측면 플레이트의 가장자리를 따라 이동되는 복수개의 지지롤러를 포함하며,
   상기 체인의 외측면에는 롤러 지지부재의 일단이 결합되고, 상기 롤러 지지부재의 타단은 상기 지지롤러와 결합되는 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼.
2. 제1항에 있어서,
   상기 베이스 플레이트에는 상기 매니폴드의 승강을 가이드하는 가이드봉이 설치되고, 상기 가이드봉은 상기 베이스 플레이트에 설치된 실린더에 의해 구동되는 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 베이스 플레이트에 설치되고, 상기 체인의 구동을 위한 구동력을 제공하는 체인 구동부; 및
   상기 체인 구동부에 의해 회전가능하고, 양측 단부가 상기 스프라킷 중 어느 하나에 결합되는 구동축을 더 포함하는 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 측면 플레이트의 하단에는 상기 체인의 하부를 지지하여 상기 체인의 처짐을 방지하는 체인 가이드가 설치되는 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼.
7. 제6항에 있어서,
   상기 체인 가이드는 "ㄷ"자 형상의 플레이트이고 그 사이에 상기 체인이 안착되어 지지되는 다종 박스 파지용 팔레타이징 그리퍼.