KR102629706B1

KR102629706B1 - Gripper apparatus

Info

Publication number: KR102629706B1
Application number: KR1020220004428A
Authority: KR
Inventors: 김복기; 고현두
Original assignee: (주) 인텍플러스
Priority date: 2022-01-12
Filing date: 2022-01-12
Publication date: 2024-01-29
Also published as: KR20230108834A

Abstract

본 발명은 그리퍼 장치에 관한 것이다. 콜릿 샤프트는 액추에이터에 의해 승강하는 승강 블록에 관통된 상태로 승강 가능하게 지지된다. 콜릿(collet)은 하측에 둘레 방향을 따라 간격을 두고 배열된 파지편들을 구비해서 콜릿 샤프트의 하단에 고정된다. 조임 노즈는 콜릿 샤프트를 관통시킨 상태로 콜릿을 상방으로 인입시키거나 하방으로 인출시킴에 따라 파지편들의 간격을 좁히거나 넓힌다. 파지 메커니즘은 콜릿을 조임 노즈로 인입시키는 방향으로 콜릿에 탄성력을 가하는 제1 스프링과, 콜릿 샤프트의 상부 헤드를 승강 블록에 자력으로 부착시켜 콜릿을 조임 노즈로부터 인출시킨 상태로 유지시키는 제1 영구자석을 구비하여, 승강 블록의 하강시 콜릿에 대상물에 의한 압력이 가해짐에 따라 콜릿 샤프트의 상부 헤드를 승강 블록으로부터 분리시키면서 콜릿을 조임 노즈로 인입시켜 대상물을 파지한다. 해지 메커니즘은 승강 블록의 승강과 연계하여 콜릿을 해지 동작시키고 해지 상태로 복귀시킨다.The present invention relates to a gripper device. The collet shaft is supported to be capable of being raised and lowered while being penetrated by an elevating block that is raised and lowered by an actuator. The collet is fixed to the lower end of the collet shaft by having grip pieces arranged at intervals along the circumferential direction on the lower side. The tightening nose narrows or widens the gap between the grip pieces by retracting the collet upward or withdrawing it downward while penetrating the collet shaft. The gripping mechanism includes a first spring that applies elastic force to the collet in the direction of drawing the collet into the tightening nose, and a first permanent magnet that magnetically attaches the upper head of the collet shaft to the elevating block to maintain the collet in a state pulled out from the tightening nose. When the lifting block is lowered, the object is applied to the collet and the upper head of the collet shaft is separated from the lifting block, and the collet is drawn into the tightening nose to grip the object. The release mechanism operates the collet in conjunction with the lifting and lowering of the lifting block and returns it to the released state.

Description

Gripper apparatus {Gripper apparatus}

본 발명은 그리퍼 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 산업 분야에서 대상물을 집어서 이동시키기 위해 사용되는 그리퍼 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gripper device, and more specifically, to a gripper device used to pick up and move an object in various industrial fields.

일반적으로, 그리퍼 장치는 각종 산업 분야에서 대상물을 집어서 이동시키기 위해 사용되고 있다. 종래의 그리퍼 장치는 대상물을 파지(grip) 및 해지(release)하는 그립부를 동작시키기 위한 액추에이터와, 대상물의 파지를 위해 그립부를 대상물로 이동시키고 대상물을 파지한 그립부를 설정 위치로 이동시키기 위한 액추에이터를 포함하여 구성된다.Generally, gripper devices are used in various industrial fields to pick up and move objects. A conventional gripper device includes an actuator for operating a grip part that grips and releases an object, an actuator for moving the grip part to the object for gripping the object, and an actuator for moving the grip part holding the object to a set position. It consists of:

이와 같이, 종래의 그리퍼 장치는 그립부의 파지 및 해지 동작을 위한 액추에이터가 그립부의 이동을 위한 액추에이터와 별개로 구성되므로, 제어가 복잡할 수 있고, 고장 확률이 높아질 수 있으며, 에너지 소비가 많아질 수 있는 등 여러 문제가 발생될 수 있다.As such, in the conventional gripper device, the actuator for gripping and releasing the grip portion is configured separately from the actuator for moving the grip portion, so control may be complicated, the probability of failure may increase, and energy consumption may increase. Various problems can occur, such as:

등록특허공보 제10-2161788호(2020.07.01, 공개)Registered Patent Publication No. 10-2161788 (2020.07.01, published)

본 발명의 과제는 제어를 단순화할 수 있고, 고장 확률을 낮출 수 있으며, 에너지 소비를 절감할 수 있는 그리퍼 장치를 제공함에 있다.The object of the present invention is to provide a gripper device that can simplify control, reduce the probability of failure, and reduce energy consumption.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 그리퍼 장치는 승강 블록과, 액추에이터와, 콜릿 샤프트와, 콜릿(collet)과, 조임 노즈와, 파지 메커니즘, 및 해지 메커니즘을 포함한다. 승강 블록은 지지대에 승강 가능하게 지지된다. 액추에이터는 승강 블록을 승강시킨다. 콜릿 샤프트는 승강 블록에 관통된 상태로 승강 가능하게 지지된다. 콜릿은 하측에 둘레 방향을 따라 간격을 두고 배열된 파지편들을 구비해서 콜릿 샤프트의 하단에 고정된다. 조임 노즈는 콜릿 샤프트를 관통시킨 상태로 콜릿을 상방으로 인입시키거나 하방으로 인출시킴에 따라 파지편들의 간격을 좁히거나 넓힌다. 파지 메커니즘은 콜릿을 조임 노즈로 인입시키는 방향으로 콜릿에 탄성력을 가하는 제1 스프링과, 콜릿 샤프트의 상부 헤드를 승강 블록에 자력으로 부착시켜 콜릿을 조임 노즈로부터 인출시킨 상태로 유지시키는 제1 영구자석을 구비하여, 승강 블록의 하강시 콜릿에 대상물에 의한 압력이 가해짐에 따라 콜릿 샤프트의 상부 헤드를 승강 블록으로부터 분리시키면서 콜릿을 조임 노즈로 인입시켜 대상물을 파지한다. 해지 메커니즘은 승강 블록의 승강과 연계하여 콜릿을 해지 동작시키고 해지 상태로 복귀시킨다.The gripper device according to the present invention for achieving the above object includes a lifting block, an actuator, a collet shaft, a collet, a tightening nose, a gripping mechanism, and a release mechanism. The elevating block is supported on a support base so that it can be raised and lowered. The actuator raises and lowers the lifting block. The collet shaft is supported to be raised and lowered while being penetrated by the lifting block. The collet is fixed to the lower end of the collet shaft by having grip pieces arranged at intervals along the circumferential direction on the lower side. The tightening nose narrows or widens the gap between the grip pieces by retracting the collet upward or withdrawing it downward while penetrating the collet shaft. The gripping mechanism includes a first spring that applies elastic force to the collet in the direction of drawing the collet into the tightening nose, and a first permanent magnet that magnetically attaches the upper head of the collet shaft to the elevating block to maintain the collet in a state pulled out from the tightening nose. When the lifting block is lowered, the object is applied to the collet and the upper head of the collet shaft is separated from the lifting block, and the collet is drawn into the tightening nose to grip the object. The release mechanism operates the collet in conjunction with the lifting and lowering of the lifting block and returns it to the released state.

여기서, 해지 메커니즘은 플런저와, 실린더와, 해지 블록과, 제2 스프링과, 제2 영구자석, 및 복귀 스토퍼를 포함할 수 있다. 플런저는 승강 블록의 하측으로부터 돌출된 상태로 콜릿 샤프트를 관통시킨다. 실린더는 플런저를 상측으로부터 끼운 상태로 매달려 플런저의 승강을 안내하고, 하측에 조임 노즈를 고정한 상태로 콜릿 샤프트를 관통시킨다. 해지 블록은 지지대에 고정된 상태로 승강 블록의 하사점 이동에 따라 조임 노즈를 통과시키면서 실린더를 정지시켜, 플런저의 하강 동작에 의해 콜릿 샤프트를 밀어 콜릿을 조임 노즈로부터 인출시킨다. 제2 스프링은 실린더를 플런저로부터 하방으로 밀어내는 방향으로 실린더에 탄성력을 가한다. 제2 영구자석은 실린더를 승강 블록에 자력으로 부착시켜 콜릿을 조임 노즈로부터 인출시킨 상태로 유지시킨다. 복귀 스토퍼는 승강 블록의 상사점 이동에 따라 콜릿 샤프트의 상승 동작과 실린더의 상승 동작을 제한해서, 실린더를 승강 블록으로부터 분리시키고 콜릿 샤프트의 상부 헤드를 승강 블록에 밀착시킨다.Here, the release mechanism may include a plunger, a cylinder, a release block, a second spring, a second permanent magnet, and a return stopper. The plunger penetrates the collet shaft while protruding from the lower side of the lifting block. The cylinder is suspended with the plunger inserted from the upper side, guides the rise and fall of the plunger, and penetrates the collet shaft with the tightening nose fixed to the lower side. The release block is fixed to the support and stops the cylinder while passing the tightening nose as the bottom dead center of the lifting block moves, and the collet is pulled out from the tightening nose by pushing the collet shaft through the downward motion of the plunger. The second spring applies elastic force to the cylinder in a direction that pushes the cylinder downward from the plunger. The second permanent magnet magnetically attaches the cylinder to the elevating block and maintains the collet pulled out from the tightening nose. The return stopper limits the upward motion of the collet shaft and the upward motion of the cylinder according to the movement of the top dead center of the elevation block, separating the cylinder from the elevation block and bringing the upper head of the collet shaft into close contact with the elevation block.

본 발명에 따르면, 액추에이터의 1축 구동으로 콜릿의 이동 동작과 콜릿의 파지 및 해지 동작을 수행할 수 있으므로, 제어를 단순화할 수 있고, 고장 확률을 낮출 수 있으며, 에너지 소비를 절감할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the moving operation of the collet and the gripping and releasing operation of the collet can be performed by single-axis driving of the actuator, thereby simplifying control, lowering the probability of failure, and reducing energy consumption. There is.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼 장치에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1에 대한 단면도이다.
도 3은 그리퍼 장치가 콜릿을 파지 동작시키는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 그리퍼 장치가 콜릿을 해지 동작시키는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6 및 도 7은 그리퍼 장치가 콜릿을 해지 상태로 복귀시키는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a perspective view of a gripper device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of Figure 1.
Figure 3 is a cross-sectional view for explaining a process in which a gripper device grips a collet.
Figures 4 and 5 are cross-sectional views for explaining the process by which the gripper device releases the collet.
Figures 6 and 7 are cross-sectional views for explaining the process by which the gripper device returns the collet to the released state.

본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will be described in detail with reference to the attached drawings as follows. Here, the same symbols are used for the same components, and repetitive descriptions and detailed descriptions of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention are omitted. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼 장치에 대한 사시도이다. 도 2는 도 1에 대한 단면도이다.1 is a perspective view of a gripper device according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a cross-sectional view of Figure 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼 장치(100)는 승강 블록(110)과, 액추에이터(120)와, 콜릿 샤프트(130)와, 콜릿(collet, 140)과, 조임 노즈(150)와, 파지 메커니즘(160), 및 해지 메커니즘(170)을 포함한다.1 and 2, the gripper device 100 according to an embodiment of the present invention includes a lifting block 110, an actuator 120, a collet shaft 130, and a collet 140. , comprising a tightening nose (150), a gripping mechanism (160), and a release mechanism (170).

승강 블록(110)은 지지대(101)에 승강 가능하게 지지된다. 승강 블록(110)은 리니어 가이드(111) 등에 의해 승강 가능하게 지지될 수 있다.The lifting block 110 is supported on the support 101 so as to be able to be lifted up and down. The lifting block 110 may be supported to be lifted up and down by a linear guide 111 or the like.

액추에이터(120)는 승강 블록(110)을 승강시킨다. 일 예로, 액추에이터(120)는 스크류(121), 및 회전 모터(122)를 포함한다. 스크류(121)는 지지대(101)에 수직으로 세워진 상태로 수직축을 중심으로 회전 가능하게 지지되어 승강 블록(110)에 나사 결합된다. 스크류(121)는 상단이 회전 모터(122)의 구동축에 동일 축상으로 고정되고 하단이 해지 블록(173) 또는 지지대(101)에 베어링 등에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다.The actuator 120 elevates the lifting block 110. As an example, the actuator 120 includes a screw 121 and a rotation motor 122. The screw 121 is supported rotatably about a vertical axis while standing vertically on the support 101 and is screwed to the lifting block 110. The upper end of the screw 121 may be fixed on the same axis to the drive shaft of the rotation motor 122, and the lower end may be rotatably supported by a bearing or the like on the release block 173 or support 101.

회전 모터(122)는 지지대(101)에 장착되어 스크류(121)를 정,역 회전시킴에 따라 승강 블록(110)을 승강시킨다. 회전 모터(122)는 몸체로부터 인출된 구동축을 정,역 회전시키도록 구성된다. 회전 모터(122)는 구동축이 수직으로 세워져 하측을 향한 상태로 몸체가 지지대(101)에 고정될 수 있다. 회전 모터(122)는 구동축에 스크류(121)를 동일 축상으로 고정해서 스크류(121)를 수직축을 중심으로 정,역 회전시킬 수 있다.The rotation motor 122 is mounted on the support 101 and rotates the screw 121 forward and backward to raise and lower the lifting block 110. The rotation motor 122 is configured to rotate the drive shaft pulled out from the body forward and reverse. The body of the rotation motor 122 may be fixed to the support 101 with the drive shaft standing vertically and facing downward. The rotation motor 122 can rotate the screw 121 forward and backward about a vertical axis by fixing the screw 121 to the drive shaft on the same axis.

콜릿 샤프트(130)는 승강 블록(110)에 관통된 상태로 승강 가능하게 지지된다. 콜릿 샤프트(130)는 하단에 콜릿(140)의 상단과 결합되는 결합 블록(131)을 갖는다. 결합 블록(131)은 콜릿(140)의 상측 부위를 끼움 결합하거나 나사 결합하도록 구성될 수 있다. 결합 블록(131)은 후술할 플런저(171)의 하강시 플런저(171)의 하단과 맞닿아, 콜릿(140)을 조임 노즈(150)로부터 하방으로 인출시킬 수 있게 한다.The collet shaft 130 is supported to be lifted up and down while penetrating the lifting block 110. The collet shaft 130 has a coupling block 131 at its lower end coupled to the upper end of the collet 140. The coupling block 131 may be configured to fit or screw the upper portion of the collet 140. The coupling block 131 contacts the lower end of the plunger 171 when the plunger 171, which will be described later, is lowered, and allows the collet 140 to be drawn downward from the tightening nose 150.

콜릿 샤프트(130)는 승강 블록(110)으로부터 인출되는 상단에 상부 헤드(132)를 구비한다. 상부 헤드(132)는 영구자석에 붙을 수 있는 철 등의 자성 재질로 이루어져 콜릿 샤프트(130)의 상단에 결합될 수 있다. 따라서, 콜릿 샤프트(130)는 상부 헤드(132)가 승강 블록(110)에 접한 상태에서 승강 블록(110)의 제1 영구자석(162)에 부착된 상태로 유지될 수 있다.The collet shaft 130 has an upper head 132 at the upper end pulled out from the lifting block 110. The upper head 132 is made of a magnetic material such as iron that can attach to a permanent magnet and can be coupled to the top of the collet shaft 130. Accordingly, the collet shaft 130 may be maintained attached to the first permanent magnet 162 of the lifting block 110 with the upper head 132 in contact with the lifting block 110.

콜릿(140)은 하측에 둘레 방향을 따라 간격을 두고 배열된 파지편(141)들을 구비해서 콜릿 샤프트(130)의 하단에 고정된다. 콜릿(140)은 파지편(141)들에 의해 둘러진 내부 공간으로 대상물(1)의 파지 부위를 출입시킬 수 있다. 파지편(141)들은 동일한 크기의 슬릿들에 의해 등간격을 이루어 원형으로 배열될 수 있다.The collet 140 is fixed to the lower end of the collet shaft 130 by having grip pieces 141 arranged at intervals along the circumferential direction on the lower side. The collet 140 can allow the gripping part of the object 1 to enter and exit the internal space surrounded by the gripping pieces 141. The grip pieces 141 may be arranged in a circle at equal intervals with slits of the same size.

파지편(141)들은 각 상단이 콜릿 몸체(142)에 고정된 상태로 각 하단이 자유로운 상태로 놓일 수 있다. 콜릿(140)은 탄성이 좋은 금속 재질 등으로 이루어질 수 있다. 파지편(141)들은 조임 노즈(150)로 인입되면 콜릿 몸체(142)에 연결된 상단 부위가 탄성 변형되어 간격이 좁아진 후, 조임 노즈(150)로부터 인출되면 콜릿 몸체(142)에 연결된 상단 부위가 복원되어 간격이 다시 넓어질 수 있다. 따라서, 콜릿(140)은 파지편(141)들의 간격이 좁아지고 넓어짐에 따라 대상물(1)을 파지하고 해지할 수 있다.The grip pieces 141 may be placed in a state where each upper end is fixed to the collet body 142 and each lower end is free. The collet 140 may be made of a metal material with good elasticity. When the grip pieces 141 are introduced into the tightening nose 150, the upper part connected to the collet body 142 is elastically deformed to narrow the gap, and then when withdrawn from the tightening nose 150, the upper part connected to the collet body 142 is It can be restored and the gap can be widened again. Accordingly, the collet 140 can grip and release the object 1 as the gap between the grip pieces 141 narrows and widens.

조임 노즈(150)는 콜릿 샤프트(130)를 관통시킨 상태로 콜릿(140)을 상방으로 인입시키거나 하방으로 인출시킴에 따라 파지편(141)들의 간격을 좁히거나 넓힌다. 조임 노즈(150)는 상하로 관통된 통로에 콜릿 샤프트(130)와 콜릿(140)을 끼워 상하로 승강 가능하게 지지한다.The tightening nose 150 narrows or widens the gap between the grip pieces 141 by retracting the collet 140 upward or withdrawing it downward while penetrating the collet shaft 130. The tightening nose 150 supports the collet shaft 130 and the collet 140 by inserting them into a vertically penetrating passage so that they can be lifted up and down.

조임 노즈(150)는 통로에 장착된 슬리브(102)에 콜릿(140)을 끼워서 지지할 수 있다. 조임 노즈(150)는 파지편(141)들을 인입시킬 때 파지편(141)들의 간격을 점진적으로 좁히도록 형성될 수 있다. 조임 노즈(150)는 상단에 제1,2 스프링(161, 174)의 각 하측 부위를 안착시키는 홈들이 단차져 형성될 수 있다.The tightening nose 150 can be supported by inserting a collet 140 into the sleeve 102 mounted in the passage. The tightening nose 150 may be formed to gradually narrow the gap between the grip pieces 141 when the grip pieces 141 are introduced. The tightening nose 150 may be formed with stepped grooves at the top for seating the lower portions of the first and second springs 161 and 174.

파지 메커니즘(160)은 제1 스프링(161)과, 제1 영구자석(162)을 구비한다. 제1 스프링(161)은 콜릿(140)을 조임 노즈(150)로 인입시키는 방향으로 콜릿(140)에 탄성력을 가한다. 제1 스프링(161)은 압축 코일 스프링으로 이루어질 수 있다. 제1 스프링(161)은 콜릿(140)을 감싼 상태로 조임 노즈(150)와 콜릿 샤프트(130)의 결합 블록(131) 사이에 배치될 수 있다.The gripping mechanism 160 includes a first spring 161 and a first permanent magnet 162. The first spring 161 applies elastic force to the collet 140 in the direction of retracting the collet 140 into the tightening nose 150. The first spring 161 may be made of a compression coil spring. The first spring 161 may be disposed between the tightening nose 150 and the coupling block 131 of the collet shaft 130 while surrounding the collet 140.

콜릿 샤프트(130)의 상부 헤드(132)가 제1 영구자석(162)에 의해 승강 블록(110)에 부착되면, 제1 스프링(161)은 조임 노즈(150)와 결합 블록(131) 사이에서 압축 변형된 상태로 대기한다. 이 상태에서, 상부 헤드(132)가 승강 블록(110)으로부터 분리되면, 제1 스프링(161)은 탄성 복원력으로 콜릿 샤프트(130)를 조임 노즈(150)로부터 상방으로 밀어냄에 따라 콜릿(140)을 조임 노즈(150)로 인입시킬 수 있다.When the upper head 132 of the collet shaft 130 is attached to the lifting block 110 by the first permanent magnet 162, the first spring 161 is between the tightening nose 150 and the coupling block 131. Wait in a compressed and deformed state. In this state, when the upper head 132 is separated from the lifting block 110, the first spring 161 pushes the collet shaft 130 upward from the tightening nose 150 with elastic restoring force, thereby pushing the collet 140 ) can be introduced into the tightening nose (150).

제1 영구자석(162)은 콜릿 샤프트(130)의 상부 헤드(132)를 승강 블록(110)에 자력으로 부착시켜 콜릿(140)을 조임 노즈(150)로부터 인출시킨 상태로 유지시킨다. 제1 영구자석(162)의 자력은 제1 스프링(161)의 탄성력보다 크게 설정된다. 제1 영구자석(162)은 상부 헤드(132)와 마주하게 배치되어 승강 블록(110)에 내장될 수 있다. 다른 예로, 제1 영구자석(162)은 상부 헤드(132)에 장착되고, 승강 블록(110)은 상부 헤드(132)와 대응되는 부위가 자성 재질로 이루어질 수도 있다.The first permanent magnet 162 magnetically attaches the upper head 132 of the collet shaft 130 to the lifting block 110 and maintains the collet 140 in a state pulled out from the tightening nose 150. The magnetic force of the first permanent magnet 162 is set to be greater than the elastic force of the first spring 161. The first permanent magnet 162 may be disposed to face the upper head 132 and be built into the lifting block 110. As another example, the first permanent magnet 162 may be mounted on the upper head 132, and the portion of the lifting block 110 corresponding to the upper head 132 may be made of a magnetic material.

파지 메커니즘(160)은 승강 블록(110)의 하강시 콜릿(140)에 대상물(1)에 의한 압력이 가해짐에 따라 콜릿 샤프트(130)의 상부 헤드(132)를 승강 블록(110)으로부터 분리시키면서 콜릿(140)을 조임 노즈(150)로 인입시켜 대상물(1)을 파지한다.The gripping mechanism 160 separates the upper head 132 of the collet shaft 130 from the lifting block 110 as pressure from the object 1 is applied to the collet 140 when the lifting block 110 is lowered. While doing so, the collet 140 is introduced into the tightening nose 150 to grip the object 1.

해지 메커니즘(170)은 승강 블록(110)의 승강과 연계하여 콜릿(140)을 해지 동작시키고 해지 상태로 복귀시킨다. 일 예로, 해지 메커니즘(170)은 플런저(171)와, 실린더(172)와, 해지 블록(173)과, 제2 스프링(174)과, 제2 영구자석(175), 및 복귀 스토퍼를 포함할 수 있다.The release mechanism 170 operates the collet 140 in conjunction with the lifting and lowering of the lifting block 110 and returns it to the released state. As an example, the release mechanism 170 may include a plunger 171, a cylinder 172, a release block 173, a second spring 174, a second permanent magnet 175, and a return stopper. You can.

플런저(171)는 승강 블록(110)의 하측으로부터 돌출된 상태로 콜릿 샤프트(130)를 관통시킨다. 플런저(171)는 상하로 관통된 통로에 콜릿 샤프트(130)를 끼워 상하로 승강 가능하게 지지한다. 플런저(171)는 통로에 장착된 슬리브(102)들에 콜릿 샤프트(130)를 끼워서 지지할 수 있다. 플런저(171)는 상측 부위가 승강 블록(110)의 하측 부위에 끼워져 고정될 수 있다.The plunger 171 protrudes from the lower side of the lifting block 110 and penetrates the collet shaft 130. The plunger 171 supports the collet shaft 130 so as to be lifted up and down by inserting the collet shaft 130 into the vertically penetrating passage. The plunger 171 can be supported by inserting the collet shaft 130 into the sleeves 102 mounted in the passage. The upper portion of the plunger 171 may be fixed by being inserted into the lower portion of the lifting block 110 .

플런저(171)는 하측 부위가 상측 부위보다 큰 외경을 갖고 단차질 수 있다. 플런저(171)는 하단에 제2 스프링(174)의 상측 부위를 안착시키는 홈을 가질 수 있다. 플런저(171)의 홈은 콜릿 샤프트(130)의 결합 블록(131)을 원활하게 출입시키는 크기로 이루어질 수 있다.The plunger 171 may have a larger outer diameter at the lower portion than the upper portion and may be stepped. The plunger 171 may have a groove at the bottom for seating the upper portion of the second spring 174. The groove of the plunger 171 may be sized to smoothly allow the coupling block 131 of the collet shaft 130 to enter and exit.

실린더(172)는 플런저(171)를 상측으로부터 끼운 상태로 매달려 플런저(171)의 승강을 안내하고, 하측에 조임 노즈(150)을 고정한 상태로 콜릿 샤프트(130)를 관통시킨다. 실린더(172)는 중공을 갖고 상하가 개구된 형태로 이루어진다. 실린더(172)는 중공 내면에 의해 플런저(171)의 승강을 안내한다.The cylinder 172 hangs with the plunger 171 inserted from the upper side, guides the rise and fall of the plunger 171, and penetrates the collet shaft 130 with the tightening nose 150 fixed to the lower side. The cylinder 172 is hollow and has top and bottom openings. The cylinder 172 guides the lifting and lowering of the plunger 171 by its hollow inner surface.

실린더(172)는 상측 개구에 플런저(171)의 상방 이탈을 방지하는 링 부재(172a)가 장착된다. 링 부재(172a)는 플런저(171)의 하측 부위 외경보다 작은 내경을 갖고 플런저(171)의 상측 부위를 감싸는 형태로 이루어져 플런저(171)의 상방 이탈을 방지할 수 있다. 링 부재(172a)는 영구자석에 붙을 수 있는 철 등의 자성 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 실린더(172)는 링 부재(172a)가 승강 블록(110)에 접한 상태에서 승강 블록(110)의 제2 영구자석(175)에 부착된 상태로 유지될 수 있다. 실린더(172)는 하측 개구가 조임 노즈(150)의 상측 개구와 통하게 연결됨으로써 콜릿(140)을 출입시킬 수 있다.The cylinder 172 is equipped with a ring member 172a at the upper opening to prevent the plunger 171 from moving upward. The ring member 172a has an inner diameter smaller than the outer diameter of the lower part of the plunger 171 and is shaped to surround the upper part of the plunger 171 to prevent the plunger 171 from moving upward. The ring member 172a may be made of a magnetic material such as iron that can attach to a permanent magnet. Accordingly, the cylinder 172 may be maintained attached to the second permanent magnet 175 of the lifting block 110 with the ring member 172a in contact with the lifting block 110. The lower opening of the cylinder 172 is connected to the upper opening of the tightening nose 150 to allow the collet 140 to enter and exit.

해지 블록(173)은 지지대(101)에 고정된 상태로 승강 블록(110)의 하사점 이동에 따라 조임 노즈(150)를 통과시키면서 실린더(172)를 정지시켜, 플런저(171)의 하강 동작에 의해 콜릿 샤프트(130)를 밀어 콜릿(140)을 조임 노즈(150)로부터 인출시킨다. 해지 블록(173)은 승강 블록(110)의 하사점 이동에 따라 중앙 홀(173a)을 통해 조임 노즈(150)를 통과시키면서 중앙 홀(173a) 주변에 실린더(172)의 하측 주변을 걸어서 정지시킬 수 있다.The release block 173 is fixed to the support 101 and stops the cylinder 172 while passing the tightening nose 150 according to the movement of the bottom dead center of the lifting block 110, thereby contributing to the lowering operation of the plunger 171. By pushing the collet shaft 130, the collet 140 is pulled out from the tightening nose 150. The release block 173 passes the tightening nose 150 through the central hole 173a as the bottom dead center of the lifting block 110 moves, and hangs around the lower side of the cylinder 172 around the central hole 173a to stop it. You can.

승강 블록(110)은 실린더(172)가 해지 블록(173)에 의해 정지된 상태에서 하사점까지 계속 하강해서 실린더(172)와 밀착되며, 이 과정에서 플런저(171)가 실린더(172)의 안내를 받아 하강 동작해서 콜릿 샤프트(130)의 결합 블록(131)을 밀어냄에 따라 콜릿(140)을 조임 노즈(150)로부터 인출시킬 수 있다.The lifting block 110 continues to descend to the bottom dead center while the cylinder 172 is stopped by the release block 173 and comes into close contact with the cylinder 172, and in this process, the plunger 171 guides the cylinder 172. The collet 140 can be pulled out from the tightening nose 150 by receiving and moving downward to push the coupling block 131 of the collet shaft 130.

이때, 콜릿(140)은 조임 노즈(150)로부터 초기 해지 상태로 인출되는 최대 길이보다 짧은 중간 길이로 인출됨으로써, 대상물(1)의 해지시 대상물(1)의 낙하 높이를 낮출 수 있다. 콜릿(140)이 조임 노즈(150)로부터 인출되는 길이는 콜릿(140)의 파지 상태를 기준으로 플런저(171)와 결합 블록(131)의 간격 조절에 따라 설정될 수 있다.At this time, the collet 140 is drawn out from the tightening nose 150 to an intermediate length shorter than the maximum length drawn out in the initial released state, thereby lowering the falling height of the object 1 when the object 1 is released. The length at which the collet 140 is pulled out from the tightening nose 150 may be set by adjusting the distance between the plunger 171 and the coupling block 131 based on the gripping state of the collet 140.

제2 스프링(174)은 실린더(172)를 플런저(171)로부터 하방으로 밀어내는 방향으로 실린더(172)에 탄성력을 가한다. 제2 스프링(174)은 압축 코일 스프링으로 이루어질 수 있다. 제2 스프링(174)은 콜릿 샤프트(130)를 감싼 상태로 플런저(171)와 조임 노즈(150) 사이에 배치될 수 있다.The second spring 174 applies elastic force to the cylinder 172 in a direction to push the cylinder 172 downward from the plunger 171. The second spring 174 may be made of a compression coil spring. The second spring 174 may be disposed between the plunger 171 and the tightening nose 150 while surrounding the collet shaft 130.

실린더(172)가 제2 영구자석(175)에 의해 승강 블록(110)에 부착되면, 제2 스프링(174)은 플런저(171)와 조임 노즈(150) 사이에서 압축 변형된다. 이 상태에서, 실린더(172)가 승강 블록(110)으로부터 분리되면, 제2 스프링(174)은 탄성 복원력으로 실린더(172)를 승강 블록(110)으로부터 원래 위치까지 분리시킨 상태로 유지시킨다.When the cylinder 172 is attached to the lifting block 110 by the second permanent magnet 175, the second spring 174 is compressed and deformed between the plunger 171 and the tightening nose 150. In this state, when the cylinder 172 is separated from the lifting block 110, the second spring 174 maintains the cylinder 172 separated from the lifting block 110 to its original position with elastic restoring force.

제2 영구자석(175)은 실린더(172)를 승강 블록(110)에 자력으로 부착시켜 콜릿(140)을 조임 노즈(150)로부터 인출시킨 상태로 유지시킨다. 따라서, 콜릿(140)은 해지 상태를 유지함으로써, 파지되어 있던 대상물(1)이 원활히 빠져나가게 할 수 있다. 제2 영구자석(175)의 자력은 제2 스프링(174)의 탄성력보다 크게 설정된다. 제2 영구자석(175)은 실린더(172)의 링 부재(172a)와 마주하게 배치되어 승강 블록(110)에 내장될 수 있다. 다른 예로, 제2 영구자석(175)은 링 부재(172a)에 장착되고, 승강 블록(110)은 링 부재(172a)와 대응되는 부위가 자성 재질로 이루어질 수도 있다.The second permanent magnet 175 magnetically attaches the cylinder 172 to the lifting block 110 and maintains the collet 140 in a state pulled out from the tightening nose 150. Accordingly, the collet 140 maintains the released state, allowing the object 1 being held to be smoothly released. The magnetic force of the second permanent magnet 175 is set to be greater than the elastic force of the second spring 174. The second permanent magnet 175 may be disposed to face the ring member 172a of the cylinder 172 and be built into the lifting block 110. As another example, the second permanent magnet 175 may be mounted on the ring member 172a, and the portion of the lifting block 110 corresponding to the ring member 172a may be made of a magnetic material.

복귀 스토퍼는 승강 블록(110)의 상사점 이동에 따라 콜릿 샤프트(130)의 상승 동작과 실린더(172)의 상승 동작을 제한해서, 실린더(172)를 승강 블록(110)으로부터 분리시키고 콜릿 샤프트(130)의 상부 헤드(132)를 승강 블록(110)에 밀착시킨다. 복귀 스토퍼는 스토퍼 본체(176)가 승강 블록(110)의 상측에 상부 헤드(132)와 마주하게 배치되고, 스토퍼 브래킷(176a)을 매개로 지지대(101)에 고정될 수 있다. 스토퍼 본체(176)의 위치는 상사점에 도달한 승강 블록(110)이 상부 헤드(132)에 밀착되게 설정된다. 스토퍼 브래킷(176a)의 하단은 승강 블록(110)이 상부 헤드(132)에 밀착되기 전에 실린더(172)의 상단에 부딪힐 수 있게 위치된다.The return stopper limits the upward motion of the collet shaft 130 and the upward motion of the cylinder 172 according to the movement of the top dead center of the elevation block 110, separates the cylinder 172 from the elevation block 110, and separates the collet shaft ( The upper head 132 of 130 is brought into close contact with the lifting block 110. The return stopper has a stopper body 176 disposed on the upper side of the lifting block 110 to face the upper head 132, and may be fixed to the support 101 via a stopper bracket 176a. The position of the stopper body 176 is set so that the lifting block 110, which has reached top dead center, is in close contact with the upper head 132. The lower end of the stopper bracket 176a is positioned so that it can hit the top of the cylinder 172 before the lifting block 110 comes into close contact with the upper head 132.

스토퍼 본체(176)는 승강 블록(110)의 상사점 이동에 의해 함께 상승하는 상부 헤드(132)와 맞닿아 콜릿 샤프트(130)를 정지시킨다. 이 상태에서, 승강 블록(110)이 상사점까지 계속 이동하면, 승강 블록(110)과 상승하던 실린더(172)가 스토퍼 브래킷(176a)에 부딪혀 하방으로 힘을 받게 된다.The stopper body 176 comes into contact with the upper head 132, which rises together with the top dead center movement of the lifting block 110, and stops the collet shaft 130. In this state, if the lifting block 110 continues to move to top dead center, the lifting block 110 and the ascending cylinder 172 collide with the stopper bracket 176a and receive downward force.

그에 따라, 제2 영구자석(175)에 의해 승강 블록(110)에 부착되어 있던 실린더(172)가 분리되면서 제2 스프링(174)의 탄성 복원력에 의해 원래 위치로 복귀한다. 또한, 승강 블록(110)은 상사점에서 제1 영구자석(161)에 의해 콜릿 샤프트(130)의 상부 헤드(132)에 부착됨으로써, 콜릿(140)이 조임 노즈(150)로부터 인출되어 해지 상태로 복귀할 수 있게 된다.Accordingly, the cylinder 172 attached to the lifting block 110 by the second permanent magnet 175 is separated and returns to its original position by the elastic restoring force of the second spring 174. In addition, the lifting block 110 is attached to the upper head 132 of the collet shaft 130 by the first permanent magnet 161 at top dead center, so that the collet 140 is pulled out from the tightening nose 150 and is in a released state. You can return to .

전술한 그리퍼 장치(100)의 작용 예에 대해, 도 2와 함께 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 3은 그리퍼 장치가 콜릿을 파지 동작시키는 과정을 설명하기 위한 단면도이다. 도 4 및 도 5는 그리퍼 장치가 콜릿을 해지 동작시키는 과정을 설명하기 위한 단면도이다. 도 6 및 도 7은 그리퍼 장치가 콜릿을 해지 상태로 복귀시키는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.An example of the operation of the above-described gripper device 100 will be described with reference to FIGS. 3 to 7 along with FIG. 2 as follows. Here, Figure 3 is a cross-sectional view for explaining the process of the gripper device gripping the collet. Figures 4 and 5 are cross-sectional views for explaining the process by which the gripper device releases the collet. Figures 6 and 7 are cross-sectional views for explaining the process by which the gripper device returns the collet to the released state.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더(172)가 승강 블록(110)으로부터 분리된 상태로 제2 스프링(174)에 의해 유지되고, 콜릿 샤프트(130)의 상부 헤드(132)가 제1 영구자석(162)에 의해 승강 블록(110)에 부착되면, 콜릿(140)은 조임 노즈(150)로부터 인출되어 해지 상태로 대기한다. 이때, 제1 스프링(161)은 콜릿 샤프트(130)와 조임 노즈(150) 사이에서 압축 변형되어, 콜릿(140)을 조임 노즈(150)로 인입시키는 방향으로 콜릿(140)에 탄성 복원력을 가한다.First, as shown in FIG. 2, the cylinder 172 is maintained by the second spring 174 in a state separated from the lifting block 110, and the upper head 132 of the collet shaft 130 is moved to the first When attached to the lifting block 110 by the permanent magnet 162, the collet 140 is pulled out from the tightening nose 150 and waits in a released state. At this time, the first spring 161 is compressed and deformed between the collet shaft 130 and the tightening nose 150, and applies an elastic restoring force to the collet 140 in the direction of retracting the collet 140 into the tightening nose 150. do.

이 상태에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 승강 블록(110)이 하강함에 따라 콜릿(140)의 파지편(141)들 사이로 대상물(1)이 삽입되면서 콜릿(140)에 상방으로 힘이 가해지면, 콜릿 샤프트(130)의 상부 헤드(132)가 승강 블록(110)으로부터 분리된다. 그에 따라, 콜릿(140)은 제1 스프링(161)의 탄성 복원력에 의해 조임 노즈(150)로 인입되면서 파지편(141)들의 간격이 좁아져 대상물(1)을 파지한다.In this state, as shown in FIG. 3, as the lifting block 110 descends, the object 1 is inserted between the grip pieces 141 of the collet 140, and an upward force is applied to the collet 140. On the ground, the upper head 132 of the collet shaft 130 is separated from the lifting block 110. Accordingly, the collet 140 is drawn into the tightening nose 150 by the elastic restoring force of the first spring 161, and the gap between the grip pieces 141 is narrowed to grip the object 1.

이 상태에서, 대상물(1)을 해지하고자 하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 승강 블록(110)이 하강하여, 조임 노즈(150)를 해지 블록(173)의 중앙 홀(173a)을 통과시키고, 실린더(172)를 해지 블록(173)의 중앙 홀(173a) 주변에 걸어서 정지시킨다.In this state, when the object 1 is to be released, as shown in FIG. 4, the lifting block 110 is lowered and the tightening nose 150 is passed through the central hole 173a of the release block 173. , the cylinder 172 is hung around the central hole 173a of the release block 173 and stopped.

계속해서, 도 5에 도시된 바와 같이, 승강 블록(110)이 하사점까지 이동한다. 그러면, 승강 블록(110)은 실린더(172)에 접촉되어 제2 영구자석(174)에 의해 부착된다. 이 과정에서, 플런저(171)가 실린더(172)의 안내를 받아 하강 동작해서 콜릿 샤프트(130)를 밀어낸다. 그에 따라, 콜릿(140)은 조임 노즈(150)로부터 중간 길이만큼 인출됨으로써, 파지되어 있던 대상물(1)을 해지시킨다. 이때, 콜릿(140)은 승강 블록(110)이 실린더(172)에 부착된 상태로 유지됨에 따라 해지 상태를 유지함으로써, 대상물(1)을 원활히 배출시킬 수 있다.Continuing, as shown in FIG. 5, the lifting block 110 moves to bottom dead center. Then, the lifting block 110 comes into contact with the cylinder 172 and is attached by the second permanent magnet 174. In this process, the plunger 171 moves downward under the guidance of the cylinder 172 to push the collet shaft 130. Accordingly, the collet 140 is pulled out by the middle length from the tightening nose 150, thereby releasing the object 1 that was being gripped. At this time, the collet 140 maintains the released state as the lifting block 110 remains attached to the cylinder 172, thereby allowing the object 1 to be smoothly discharged.

이후, 콜릿(140)을 대상물(1) 파지를 위해 초기 해지 상태로 복귀시키고자 하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 승강 블록(110)을 상승시킨다. 이 과정에서, 콜릿 샤프트(130)의 상부 헤드(132)는 복귀 스토퍼의 스토퍼 본체(176)에 맞닿아 정지한다.Thereafter, when the collet 140 is to be returned to its initial released state for gripping the object 1, the lifting block 110 is raised, as shown in FIG. 6 . In this process, the upper head 132 of the collet shaft 130 comes into contact with the stopper body 176 of the return stopper and stops.

계속해서, 도 7에 도시된 바와 같이, 승강 블록(110)이 상사점까지 이동하면, 실린더(172)가 복귀 스토퍼의 스토퍼 브래킷(176a)에 부딪혀 하방으로 힘을 받게 된다. 그에 따라, 실린더(172)는 승강 블록(110)으로부터 분리되어 제2 스프링(174)의 탄성 복원력에 의해 원래 위치로 복귀한다. 또한, 승강 블록(110)은 상사점에서 제1 영구자석(161)에 의해 콜릿 샤프트(130)의 상부 헤드(132)에 부착된다. 그에 따라, 콜릿(140)은 조임 노즈(150)로부터 최대 길이로 인출되어 해지 상태로 복귀할 수 있게 된다.Continuing, as shown in FIG. 7, when the lifting block 110 moves to top dead center, the cylinder 172 hits the stopper bracket 176a of the return stopper and receives a downward force. Accordingly, the cylinder 172 is separated from the lifting block 110 and returns to its original position by the elastic restoring force of the second spring 174. Additionally, the lifting block 110 is attached to the upper head 132 of the collet shaft 130 by the first permanent magnet 161 at top dead center. Accordingly, the collet 140 can be pulled out from the tightening nose 150 to its maximum length and returned to the released state.

이와 같이, 본 실시예의 그리퍼 장치(100)에 의하면, 액추에이터(120)의 1축 구동으로 콜릿(140)의 이동 동작과 콜릿(140)의 파지 및 해지 동작을 수행할 수 있으므로, 제어를 단순화할 수 있고, 고장 확률을 낮출 수 있으며, 에너지 소비를 절감할 수 있다.In this way, according to the gripper device 100 of this embodiment, the movement operation of the collet 140 and the gripping and releasing operation of the collet 140 can be performed by single-axis driving of the actuator 120, thereby simplifying control. The probability of failure can be reduced, and energy consumption can be reduced.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. The present invention has been described with reference to an embodiment shown in the attached drawings, but this is merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. You will be able to. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

1..대상물 101..지지대
102..슬리브 110..승강 블록
111..리니어 가이드 120..액추에이터
121..스크류 122..회전 모터
130..콜릿 샤프트 131..결합 블록
132..상부 헤드 140..콜릿
141..파지편 142..콜릿 몸체
150..조임 노즈 160..파지 메커니즘
161..제1 스프링 162..제1 영구자석
170..해지 메커니즘 171..플런저
172..실린더 172a..링 부재
173.해지 블록 173a..중앙 홀
174..제2 스프링 175..제2 영구자석
176..스토퍼 본체 176a..스토퍼 브래킷1..Object 101..Support
102..sleeve 110..elevating block
111..Linear guide 120..Actuator
121..screw 122..rotating motor
130..Collet shaft 131..Combining block
132..Upper head 140..Collet
141.. Scrap piece 142.. Collet body
150..Tightening nose 160..Gripping mechanism
161..First spring 162..First permanent magnet
170..Release mechanism 171..Plunger
172..Cylinder 172a..Ring member
173.Revocation block 173a..Central hall
174..2nd spring 175..2nd permanent magnet
176..Stopper body 176a..Stopper bracket

Claims

An elevating block supported to be elevable on a support base;
an actuator that elevates the lifting block;
a collet shaft that is supported to be raised and lowered while penetrating the lifting block;
A collet fixed to the lower end of the collet shaft and having grip pieces arranged on the lower side at intervals along the circumferential direction;
a tightening nose that narrows or widens the gap between the grip pieces by retracting the collet upward or withdrawing it downward while penetrating the collet shaft;
A first spring that applies an elastic force to the collet in the direction of drawing the collet into the tightening nose, and magnetically attaches the upper head of the collet shaft to the lifting block to maintain the collet in a state pulled out from the tightening nose. It is provided with a first permanent magnet, and as the pressure of the object is applied to the collet when the lifting block is lowered, the upper head of the collet shaft is separated from the lifting block and the collet is drawn into the tightening nose to lift the object. a gripping mechanism for gripping; and
a release mechanism that releases the collet in conjunction with the lifting and lowering of the lifting block and returns it to the released state;
A gripper device comprising a.

According to paragraph 1,
The cancellation mechanism is:
a plunger protruding from the lower side of the lifting block and penetrating the collet shaft;
a cylinder that hangs with the plunger inserted from the upper side, guides the rise and fall of the plunger, and penetrates the collet shaft with the tightening nose fixed to the lower side;
In a state fixed to the support, the cylinder is stopped while passing the tightening nose according to the movement of the bottom dead center of the lifting block, and the collet shaft is pushed by the downward motion of the plunger to withdraw the collet from the tightening nose. block;
a second spring that applies an elastic force to the cylinder in a direction to push the cylinder downward from the plunger;
a second permanent magnet that magnetically attaches the cylinder to the lifting block and maintains the collet in a state pulled out from the tightening nose; and
A return stopper that limits the upward motion of the collet shaft and the upward motion of the cylinder according to the movement of the upper dead center of the elevation block, thereby separating the cylinder from the elevation block and bringing the upper head of the collet shaft into close contact with the elevation block;
A gripper device comprising a.

According to paragraph 1,
The actuator is,
A screw rotatably supported in a vertical position on the support and screwed to the elevating block, and
A gripper device comprising a rotation motor mounted on the support and raising and lowering the lifting block by rotating the screw forward and backward.