KR20050053339A

KR20050053339A - 진공발생장치

Info

Publication number: KR20050053339A
Application number: KR1020040100020A
Authority: KR
Inventors: 나가이시게카즈; 이토요시하루; 시라이요스케
Original assignee: 에스엠씨 가부시키 가이샤
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2004-12-01
Publication date: 2005-06-08
Also published as: CN1624337A; DE102004057882A1; US20050118032A1; JP2005163619A

Abstract

주몸체부(20)는 수지제 재료로 구성된 제1 내지 제3블럭부재(12,14,16)를 포함한다. 노즐홀(28)과 디퓨저홀(30)이 상기 제3블럭부재(16)에 일체로 형성된다. 흡입통로(64)가 상기 노즐홀(28)과 상기 디퓨저홀(30) 사이에 공급된다.

Description

진공발생장치{VACUUM-GENERATING UNIT}

본 발명은 흡입패드와 같은 흡입기구에 부압(負壓)을 적용할 수 있는 진공발생장치에 관한 것이다.

진공공급장치는 흡입패드에 부압을 공급하는 방법으로 사용되어 왔다. 그런 진공공급장치는 일반적으로, 부압발생용 이젝터; 튜브를 통해 흡입패드와 같은 흡입기구와 연통하는 진공포트; 압력유체공급 솔레노이드밸브와 상기 이젝터에 압축공기를 이송하고 차단하는 진공단속 솔레노이드밸브로 구성되는 밸브기구; 및 상기 진공포트에서 발생된 부압을 탐지하는 진공스위치를 포함한다.(예를 들어, 일본실개소 61-9599 참조)

이러한 배열에서, 상기 이젝터는 각각 분리된 부재로 형성되고, 각각 몸체부의 구멍에 동축으로 체결된 노즐과 디퓨저를 포함한다.

상기 종래의 진공공급장치의 작동에 대해서 개략적으로 설명한다.

압축공기는 상기 밸브기구부를 통하여 이젝터에 공급되어 부압을 발생시킨다. 상기 이젝터에서 발생된 상기 부압은 진공포트에 연결된 상기 튜브를 경유하여 상기 흡입패드에 공급된다. 상기 흡입패드에서 발생된 부압의 작용에 의해 상기 흡입패드는 자재를 끌어당기거나 유지한다. 상기 흡입패드는 자재를 끌어당기거나 유지하는 동안, 로봇암이 소정의 위치로 자재를 운송하여 변위시킨다.

그리고, 자재를 떼어놓기 위해 상기 진공포트와 연락되는 통로를 경유하여 상기 밸브기구부로부터 흡입패드에 압축공기(양압(陽壓))가 공급되어서, 상기 흡입패드의 부압의 효과는 감쇠하다가 소멸된다. 따라서, 상기 흡입패드는 원하는 위치에서 자재를 위치시켜 놓을 수 있다.

현재까지 가능한 한 외경의 치수를 줄여서 소형화 및 경량화를 달성하고, 조립공정의 수를 줄이는 것에 의해 제조비용을 낮출 필요성이 있었다. 왜냐하면, 예를 들어 매니폴드를 제작하기 위해 복수의 진공공급장치가 연속적으로 공급될 경우, 모든 기구에서 외경 치수를 줄이는 것에 의해 극히 소형 및 경량을 가지는 솔레노이드밸브 매니폴드를 얻는 것과, 설치공간을 효과적으로 사용할 수 있는 것이 가능하다.

본 발명의 목적은 모든 기구의 외경치수를 줄이는 것에 의해 소형화 및 경량화를 가능하게 하고, 제조비용을 감소할 수 있는 진공발생장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압력유체공급원과 연결된 압력유체공급포트와, 흡입기구에 연결된 진공포트와, 외측에 상기 압력유체공급포트로부터 공급되는 압력유체를 방출하기 위한 배출포트(66)를 가지는 주몸체부; 및 상기 주몸체부에 일체로 형성된 노즐홀과 디퓨저홀을 포함하여, 상기 압력유체공급포트로부터 공급된 상기 압력유체에 근거하여 부압을 발생하는 이젝터를 포함하는 진공발생장치이다.

상기의 주몸체부는 수지제 재료로 구성되는 복수의 블럭부재를 포함하고, 상기 노즐홀과 디퓨저홀은 상기 블럭부재 중 어느 하나에 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 진공포트로부터 유도되는 상기 부압을 탐지하고, 튜브조인트에 의해 상기 주몸체부에 분리 및 교체가 가능하도록 연결되는 압력센서를 더 포함할 수 있다.

상기 노즐홀과 상기 디퓨저홀은 각각 동축으로 배열되고, 상기 노즐홀을 오리피스를 포함하며, 사기 디퓨저홀은 상기 노즐홀의 직경보다 큰 직경과 축방향으로 소정의 길이를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 배출포트는 상기 디퓨저홀의 출구단에 형성되고, 소음기는 공급된 상기 압력유체의 방출하기 위한 배출포트에서 외측에 걸쳐 제공되는 것을 특징으로 한다.

상기 흡입통로는 상기 노즐홀과 상기 디퓨저홀 사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 진공발생장치는 매니폴드를 구성하기 위해 수개가 연속적으로 연결될 수 있다.

(실시예)

도 1과 도 2에서, 도면부호 10은 본 발명의 실시예에 의한 진공발생장치를 지시한다.

상기 진공발생장치(10)는, 수지재 재료로 형성되고 길이방향으로 상호 연결된 제1블럭부재(12), 제2블럭부재(14), 및 제3블럭부재(16)를 포함하는 주몸체부(20); 상기 주몸체부(20)의 상부에 배열된 압력유체공급 솔레노이드밸브(22)와 진공단속 솔레노이드밸브(24)를 포함하는 솔레노이드밸브 어셈블리(26); 상기 제3블럭부재(16)에 일체로 형성된(예를 들어, 하나의 구성요소로 형성된) 노즐홀(28)과 디퓨저홀(30)(도2 참조)을 포함하는 이젝터(32); 및 하기(下記)하는 진공포트로부터 유도된 부압을 탐지하는 탐지기(34)를 포함한다.

상기 압력유체공급 솔레노이드(22)와 상기 진공단속 솔레노이드밸브(24)는 각각 같은 구성요소를 가지며, 평상상태에서는 각각 닫혀있다. 상기 솔레노이드밸브(22,24)는 상기의 평상상태에서 폐쇄타입으로 한정되는 것은 아니다. 상기 솔레노이드밸브(22,24)는 예를 들어 자기유지(Self-retained) 또는 타이머장치에 의해 평상상태에서 개방될 수 있다.

상기 제1 내지 제3블럭부재(12,14,16)는 실질적으로 상호 동일한 폭을 가지고, 얇은 벽을 가지도록 형성된다.(도 1참조) 제1블럭부재(12)는 상기 이젝터(32)에서 압축공기(양압)를 공급하기 위한 압축공기공급포트(압력유체공급포트)(36)를 포함한다.

상기 제2블럭부재(14)는 그 내부의 챔버(40)에 제1 온오프밸브(42)를 포함하고, 상기 제1온오프밸브(42)는 파일롯 압력을 공급하면 오프상태에서 온상태로 스위칭된다. 상기 제3블럭부재(16)는 그 내부의 방에 도시되지 않은 제2온오프밸브를 포함하고, 상기 제2온오프밸브는 파일롯 압력을 공급하면 오프상태에서 온상태로 스위칭된다.

상기 압축공기공급포트(36)는 실질적으로 L형상으로 절곡된 제1통로를 통하여 제1온오프밸브(42)가 배열된 상기 제2블럭부재(14)의 챔버(40)의 내부와 연락된다. 상기 제1통로(48)에서 분기된 도시되지 않은 제2통로는 상기 압력유체공급솔레노이드밸브(22)에 연락되도록 형성된다. 상기 제1통로(48)에서 분기된 도시되지 않은 제3통로는 상기 진공단속 솔레노이드밸브(24)에 연락되도록 형성된다. 상기 제1통로(48)에서 분기된 도시되지 않은 제4통로는 상기 제2온오프밸브(도시생략)와 연락되도록 형성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 파일롯 통로(58)는 상기 압력유체공급 솔레노이드밸브(22)와 상기 제1온오프밸브(42) 사이에 형성된다. 상기 솔레노이드밸브(22)는 온상태가 되도록 에너지가 가해진 경우, 상기 제1파일롯 통로(58)를 통해 상기 제1온오프밸브(42)에 파일롯 압력을 제공한다. 제2파일롯 통로(60)는 상기 진공단속 솔레노이드밸브(24)와 상기 도시되지 않은 제2온오프밸브 사이에 형성된다. 상기 솔레노이드밸브(24)는 온상태가 되도록 에너지가 가해진 경우, 상기 제2파일롯 통로(60)를 통해 상기 제2온오프밸브(도시생략)에 파일롯 압력을 제공한다.

상기 이젝터(32)는 예를 들어 수지제 몰딩으로 일체로 형성된 제3블럭부재(16)에 제공된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 이젝터(32)는 상기 제3블럭부재(16)에 일체의 방법으로 형성된 상기 노즐홀(28)과 상기 디퓨저홀(30)을 포함한다. 상기 노즐홀(28)과 상기 디퓨저홀(30)은 각각 동축으로 배열된다. 상기 노즐홀(28)은 작은 직경을 가지는 오리피스를 포함한다. 한편, 상기 디퓨저홀(30)은 상기 노즐홀(28)의 직경보다 큰 직경을 가지고, 축방향으로 소정의 길이를 가진다.

흡입통로(64)는 상기 이젝터(32)를 구성하는 노즐홀(28)과 디퓨저홀(30) 사이에 형성된다. 상기 흡입통로(64)는 진공포트(62)와 연락되고, 실질적으로 L형상으로 절곡된다. 상기 이젝터(32)에서 발생되는 부압은 예를 들어 튜브를 경유하여 튜브조인트(65)와 연결된 도시되지 않은 흡입패드와 같은 흡입기구에 공급된다.

상기 디퓨저홀(30)의 출구단은 상기 제3블럭부재(16)에 형성된 배기포트(배출포트)(66)과 연결된다. 상기 이젝터(32)에 공급된 상기 압축공기는 상기 배기포트(66)과 연락된 소음기(68)를 경유하여 외부로 배출된다.

상기 진공단속 솔레노이드밸브(24)가 온상태에서, 파일롯 압력이 도시되지 않은 제2온오프밸브에 제공된다. 상기 파일롯 압력이 공급될 때, 상기 도시되지 않은 제2온오프밸브는 온상태가 되고, 압축공기(양압)는 상기 진공포트(62)와 연결된 상기 흡입통로(64)에 공급된다. 따라서, 부압의 효과는 감쇠하다가 소멸된다.

성가 제1온오프밸브(42)와 상기 도시하지 않은 제2온오프밸브는 각각 같은 구성요소를 가진다. 각각의 상기 밸브는, 실질적으로 수평방향으로 소정의 거리만큼 변위될 수 있는 밸브플러그(72); 및 상기 챔버(40)에 고정되고, 상기 밸브플러그(72)를 둘러쌓는 실린더 형상으로 형성된 리테이너(74)를 포함한다.(도 2참조)

제1링부재(78)는 상기 밸브플러그(72)의 외주면의 일측단에 설치된다. 상기 링부재(78)는 상기 챔버(40)를 폐쇄하는 상기 리테이너(74)의 자리부(76)에 안착된다. 제2링부재(80)는 상기 밸브플러그(72)의 외주면의 타측단에 설치된다. 상기 제2링부재(80)는 상기 리테이너(74)의 내부 벽면을 따라 미끄럼운동이 가능하다. 상기 제1 및 제2링부재(78,80) 각각은 천연고무 또는 합성고무와 같은 탄성재료로 제작된다.

상기 제1온오프밸브(42)가 오프상태일 때, 상기 이젝터(32)에 압축공기의 공급이 멈춰진다. 또, 상기 제1온오프밸브(42)가 온상태일 때, 상기 이젝터(32)에 압축공기가 공급된다.

상기 탐지기(34)는 상기 흡입통로(64)와 연결된 도시되지 않은 연락통로를 경유하여 사기 흡입패드에 공급되는 부압을 탐지하기 위한 압력센서(82)를 포함한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 압력센서(82)는 나사부에 의해 상기 제3블럭부재(16)와 연결된 튜브조인트(84)에 분리가 가능하도록 설치된다. 상기 압력센서(82)로부터 출력되는 탐지신호는 리드와이어(86)을 통하여 예를 들어 도시되지 않은 외부의 제어기에 전송된다.

이러한 배치에서, 상기 압력센서(82)는 상기 튜브조인트(84)에 의해 분리가 가능하도록 설치되기 때문에, 도시되지 않은 진공스위치가 설치된 배치와 비교해 볼 때 모든 기구의 소량화와 경량화를 얻을 수 있다. 작동기는 상기 진공포트(62)로부터 유도된 부압의 범위에 상응하는 압력센서(82)를 임의로 선택할 수 있다. 또한, 또 다른 압력센서(82)로 대체하는 것도 용이하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 진공을 단속하기 위하여 압력유체(즉, 파일롯 압력)의 유량을 조절하는 유량조절나사(88)는 상기 압력유체공급 솔레노이드밸브(22) 및 상기 진공단속 솔레노이드밸브(24) 사이에 제공된다. 유량조절나사(88)의 손잡이(88a)는 쥐고 소정의 방향으로 회전할 수 있고, 상기 통로(60)에 대면하는 테이퍼부(88b)는 상기 통로(60)를 통해 흐르는 압력유체의 유량을 조절하기 위해 실린더(90)에 대해 상기 유량조절나사(88)를 수직방향으로 회전시킴에 의해 변위할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 상기 진공발생장치(10)는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 다음에는 상기 진공발생장치(10)의 작동, 기능 및 효과에 대해 설명한다. 상기 압력유체공급 솔레노이드밸브(22)와 진공단속 솔레노이드밸브(24)는 최초상태에서 오프상태인 것으로 가정한다.

도시되지 않은 압축공기공급원으로부터 공급되는 압축공기는 상기 압축공기공급포트(36)를 경유하여 상기 제1통로(48) 속으로 유입된다. 상기 제1통로(48)로 유입된 상기 압축공기는 상기 제1통로(48)와 연결된 제1온오프밸브(42)의 챔버(40) 내부로 공급된다. 상기 밸브플러그(72)는 상기 압축공기의 작동으로 도 2에서 좌측방향으로 변위되지만, 제1온오프밸브(42)는 여전히 오프상태이다.

상기 상태에서, 도시되지 않은 제어기가 상기 압력유체공급 솔레노이드밸브(22)의 작동을 개시시키기 위한 상기 압력유체공급 솔레노이드밸브(22)에 온신호를 보낸다. 이 상태에서, 상기 진공단속 솔레노이드밸브(24)는 여전히 오프상태이다.

상기 압력유체공급 솔레노이드밸브(22)가 온상태가 될 때, 파일롯 압력이 상기 제1파일롯통로(58)를 경유하여 상기 제1온오프밸브(42)에 공급된다. 상기 밸브플러그(72)는 상기 파일롯 압력하에서 도 2의 우측방향으로 변위되어, 상기 제1온오프밸브(42)는 온상태가 된다. 상기 제1온오프밸브(42)가 온상태가 될 때, 상기 제1통로(48)로 유입된 상기 압축공기는 상기 제1온오프밸브(42)를 통하여 통과하고, 상기 압축공기는 상기 이젝터(32)에 공급된다.

상기 이젝터(32)에서, 상기 압축공기는 부압을 발생하기 위한 상기 디퓨저홀(30)을 향하여 상기 노즐홀(28)로부터 분출된다. 상기 부압은 상기 흡입통로(64)와 상기 진공포트(62)와 연결된 상기 튜브를 경유하여 도시하지 않은 흡입패드에 공급된다.

그리고, 상기 흡입패드는 도시되지 않은 로봇암의 작동에 의하여 자재에 접촉된다. 상기 흡입패드가 부압 하에 상기 자재를 접촉부착하면, 상기 부압은 좀더 올라간다. 상기 부압은 상기 탐지기(34)의 상기 압력센서(82)에 의해 탐지된다. 상기 압력센서(82)로부터의 탐지신호는 상기 도시되지 않은 제어기에 전송된다. 상기 제어기가 상기 압력센서(82)로부터 탐지신호를 받으면, 상기 흡입패드는 상기 자재를 흡착유지시키는 것이 확실하게 확인된다.

다음으로, 상기 자재를 소정의 거리만큼 변위시킨 후, 상기 흡입패드의 부압이 차단되어 상기 자재를 그로부터 소정의 거리만큼 분리시키는 것에 대해 설명한다.

상기 도시되지 않은 제어기는 상기 압력유체공급 솔레노이드밸브(22)에 오프신호를 전송한다. 따라서, 상기 압력유체공급 솔레노이드밸브(22)는 오프상태가 되고, 제1온오프밸브(42)도 오프상태가 된다. 그리고, 상기 이젝터(32)에 압축공기의 공급이 멈춰지면, 상기 진공포트(62)에서 상기 흡입패드까지 부압의 제공이 멈춰진다.

한편, 상기 도시되지 않은 제어기는 상기 진공단속 솔레노이드밸브(24)에 온신호를 전송하면, 상기 진공단속 솔레노이드밸브(24)는 온상태가 된다. 상기 진공단속 솔레노이드밸브(24)가 온상태가 되면, 파일롯 압력이 상기 제2파일롯 통로(60)를 경유하여 상기 도시되지 않은 제2온오프밸브에 공급된다. 상기 제2온오프밸브의 밸브플러그(72)는 파일롯 압력 하에서 변위되고, 상기 제2온오프밸브는 온상태가 된다. 상기 제2온오프밸브가 온상태가 될 때, 제1통로(48)에 유입된 상기 압축공기는 상기 제2온오프밸브를 통해 상기 진공포트(62)에 공급된다. 따라서, 상기 압축공기공급포트(36)로부터 공급된 상기 압축공기는 상기 진공포트(62)를 통해 통과하고, 상기 압축공기는 상기 흡입패드에 공급된다. 상기 흡입패드는 그로부터 상기 자재를 흡착하는 것을 멈추고 상기 자재를 분리한다.

상기 흡입패드가 그로부터 상기 자재를 분리할 때, 상기 흡입패드의 압력은 부압에서 대기압으로 변한다. 상기 압력센서(82)는 상기 대기압을 탐지하고, 상기 자재가 분리되었다는 사실을 지시하는 탐지신호를 상기 도시하지 않은 제어기에 전송한다. 상기 제어기는 상기 탐지신호를 받으면, 상기 흡입패드가 상기 자재를 분리한 것을 확인된다. 그리하여, 상기 흡입패드로부터 상기 자재를 확실하게 분리하는 것이 가능하다.

본 발명의 실시예에서, 상기 노즐홀(28)과 상기 디퓨저홀(30)은 예를 들어 주몸체부(20)의 제3블럭부재(16)에 몰딩 수지제로 몰드를 사용하는 것에 의해 일체로 형성되거나, 하나의 구성요소로 형성될 수 있다. 따라서, 모든 기구의 소량화 및 경량화의 실현이 가능하다. 그러므로, 상기 진공발생장치(10)가 설치되는 공간을 효과적으로 사용하는 것이 가능하다.

본 발명의 실시예에 의한 복수의 상기 진공발생장치(10)가 매니폴드를 구성하기 위해 연속적으로 연결될 수 있다.

다음에는, 도 5의 본 발명의 적용예에 의한 이젝터(100)와 도 6의 비교예에 의한 이젝터(200)를 비교하여 설명한다.

적용예에 의한 상기 이젝터(100)에서, 노즐홀(104)과 디퓨저홀(106)은 수지제 재료로 구성된 하나의 블럭부재(102)에 일체의 방법으로 동축으로 형성된다. 상기 노즐홀(104)과 디퓨저홀(106) 사이에 흡입포트(108)가 형성된다. 상기 노즐홀(104)에 압력유체를 공급하는 공급포트(110)가 상기 블럭부재(102)의 일측에 형성된다. 상기 디퓨저홀(106)로부터 유도된 압력유체를 방출하기 위한 배출포트(112)는 상기 블럭부재(102)의 타측에 형성된다.

비교예에 의한 상기 이젝터(200)는, 그 내부에 형성된 디퓨저홀(202)을 가지는 2개의 블럭부재(203)와, 노즐홀(208)에 형성되고 상기 블럭부재(203)의 개구부(204)에 O링(206)에 의해 공기밀폐가 되도록 상기 블럭부재(203)에 연결된 노즐(210)을 포함한다. 공급포트(212)와 상기 노즐홀(208)이 상기 노즐(210)에 일체로 형성된다. 상기 노즐(210)은 상기 블럭부재(203)의 개구부(204) 속으로 나사부(214)에 의해 삽입된다.

상기 블럭부재(203)에는 상기 개구부(204)와 연결된 흡입포트(216)와, 상기 디퓨저홀(202)에 연결된 배출포트(218)가 각각 함께 형성된다.

그러므로 적용예에 의한 이젝터(100)에서, 비교예에 의한 상기 이젝터(200)와 비교하여 볼 때, 상기 노즐(210)과 상기 O링(206)은 불필요하다. 적용예에 의한 이젝터(100)는 상기 하나의 블럭부재(102)에 의해 구성될 수 있다. 그러므로, 부품의 숫자가 줄어들고, 상기 블럭부재(203)에 상기 노즐(210)을 결합하는 작업수행이 불필요해진다. 따라서, 적용예에 의한 상기 이젝터(100)는 부품의 수를 줄여서 제조비용을 절감시키고, 조립공정의 수를 줄이는 것이 가능하다.

본 발명을 통하여 모든 기구의 외경치수를 줄이는 것에 의해 소형화 및 경량화를 가능하게 하고, 제조비용을 감소할 수 있는 진공발생장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 진공발생장치의 사시도

도 2는 도 1의 진공발생장치의 축방향에서 본 측면도(부분절개)

도 3은 도 2의 이젝터의 길이방향 부품단면도

도 4는 압력센서가 튜브조인트에 분리가능하도록 설치된 상태를 도시한 부품측면도(부분절개)

도 5는 본 발명의 적용예에 의한 이젝터의 길이방향 부품단면도

도 6은 비교예에 의한 이젝터의 길이방향 부품단면도

Claims

압력유체공급원과 연결된 압력유체공급포트와, 흡입기구에 연결된 진공포트와, 외측에 상기 압력유체공급포트로부터 공급되는 압력유체를 방출하기 위한 배출포트(66)를 가지는 주몸체부; 및

상기 주몸체부에 일체로 형성된 노즐홀과 디퓨저홀을 포함하여, 상기 압력유체공급포트로부터 공급된 상기 압력유체에 근거하여 부압을 발생하는 이젝터를 포함하는 진공발생장치.
제1항에 있어서, 주몸체부는 수지제 재료로 구성되는 복수의 블럭부재를 포함하고, 상기 노즐홀과 디퓨저홀은 상기 블럭부재 중 어느 하나에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공발생장치.
제1항에 있어서, 상기 진공포트로부터 유도되는 상기 부압을 탐지하고, 튜브조인트에 의해 상기 주몸체부에 분리 및 교체가 가능하도록 연결되는 압력센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공발생장치.
제1항에 있어서, 상기 노즐홀과 상기 디퓨저홀은 각각 동축으로 배열되고, 상기 노즐홀을 오리피스를 포함하며, 상기 디퓨저홀은 상기 노즐홀의 직경보다 큰 직경과 축방향으로 소정의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 진공발생장치.
제4항에 있어서, 상기 배출포트는 상기 디퓨저홀의 출구단에 형성되고, 소음기는 상기 압력유체의 방출하기 위한 배출포트에서 외측에 걸쳐 제공되는 것을 특징으로 하는 진공발생장치.
제1항에 있어서, 흡입통로는 상기 노즐홀과 상기 디퓨저홀 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 진공발생장치.
제1항에 있어서, 상기 진공발생장치는 매니폴드를 구성하기 위해 수개가 연속적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 진공발생장치.