KR20080010313A - 포착기 장치 - Google Patents

Abstract

복수의 포착기(5)들을 구비한 포착기 장치(1)가 설명되는데, 이것은 포착기(5)들의 간격 변경을 구조적으로 간단한 방식으로 용이하게 한다. 포착기(5)들은 제1 위치에서 제1의 미리 정해진 간격(A)을 갖는다. 포착기(5)들을 적어도 하나의 제2 위치로 이동시키기 위한 구동 장치(7)가 제공되는데, 제2 위치에서 상기 포착기(5)들은 서로에 대해 제2의 미리 정해진 간격(B)을 갖는다.

Description

포착기 장치{Gripper device}

본 발명은, 예를 들어 제품을 포착(捕捉)하고 운송하기 위한 운반 및 처리 설비에서 사용되는 포착기 장치에 관한 것이다.

이러한 포착기 장치들이 다수 알려져 있고, 이들은 종종 다수의 단일한 포착기들이 조합되어 있는 포착 헤드(gripping head)로서 형성되거나 또는 흡입 헤드(suction head)로서 형성된다. 다수의 포착기들은 프레임 상에 제공되어 함께 이동되는데, 구체적으로 말하면 집혀질 제품들 위로 낮춰지고 집혀진 제품들과 함께 상승되며 그리고 측방으로 이동된다. 이 기능을 수행할 수 있기 위해서는, 포착기들 간의 간격이 이동될 제품들의 간격과 정확히 일치되어야 한다. 그러나, 제품들 간의 간격이 축소 또는 확대되어야 하는 운반 및 전달 작업도 생각할 수 있다.

본 발명은, 제품들 간의 간격 변경을 위한 것으로서 구조적으로 단순하고 효과적인 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은 청구항 1 의 기재사항들에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 실시예를 통하여, 상기 간격 변경은 임의의 경우에 물체들을 이동시키는 포착기 장치에 의하여 수행된다. 결과적으로, 본 발명에 따른 실시예는 예를 들어 채워진 음료 파우치(pouch)들 또는 이와 유사한 제품들을 운반하는 것과 같이 높은 운반 속도가 요망되는 운반 작업에 특히 적합하다.

유리한 추가적 개선사항들은 종속항들로부터 알 수 있다.

본 발명에 의하여, 제품들 간의 간격 변경을 위한 것으로서 구조적으로 단순하고 효과적인 장치가 제공된다.

도 1 및 도 2 에서, 본 발명에 따라 형성된 포착기 장치(1)가 운반장치(2) 의 부분으로서 도시되어 있다. 그러나, 상기 포착기 장치(1)는 생산 기계 또는 이에 유사한 품목의 부분일 수도 있다.

상기 운반장치(2)는 도시되지 않은 물체들(예를 들어 음식료품용 포장재, 특히 채워지는 플라스틱 파우치(예를 들어 공지의 음료용 직립 파우치(stand-up pouch)))의 고속 운송을 위하여 특별히 설계된 것이다. 여기서, 포착기 장치(1)는 예를 들어 운반장치(2)로부터 물체들을 제거하고 그들을 예를 들어 외부 포장재 내에 놓기 위하여 적합하다.

상기 운반장치(2)는 대량의 운반레인(conveyor lane; 3)들을 포함하는데, 본 실시예에서는 6개의 운반레인들(3.1 내지 3.6)이 도시되어 있다. 도시된 실시예에서, 상기 운반레인(3)들은 물체들의 상부가 개방된 채로 놓여져서 운송되는 컨베이어 벨트로서 형성되어 있다. 상기 운반레인(3)들은 운반 방향(F)으로 구동된다.

상기 포착기 장치(1)는 적어도 수평방향(H)(운반 방향(F)에 대해 종방향으로 및/또는 횡방향으로)으로의 이동을 위하여 운반레인(3)들 위에 배치되어, 운반레인(3)들 위의 도시된 위치로부터 운반레인(3)들의 외측에 물건들이 놓일 수 있는 위치로 이동될 수 있다. 상기 포착기 장치(1)는 프레임(4)을 포함하는데, 여기에 다수의 포착기(5)들이 배치되며, 바람직하게는 공통의 일 평면 상에 배치된다. 상기 포착기 장치(1)는 포착기(5)들이 수직방향(V)으로 이동될 수 있도록 형성되는 것이 바람직한데, 이로써 그들이 물체 위로 낮춰질 수 있고 운반레인(3)으로부터 물체와 함께 또는 물체로부터 높여질 수 있다. 이중 화살표(V) 방향의 이동은 단일의 포착기(5)에 의하여 그리고/또는 프레임(4)에 의하여 수행될 수 있다.

포착기(5)들은 흡입 헤드(suction head)로서 형성되는 것이 바람직하고, 공압식으로 작동될 수 있는데, 이는 포착기 장치들에 관하여 이미 알려진 것이다.

상기 포착기(5)들은 그룹들(5.1 내지 5.6)로 조합되는데, 여기서 각 그룹(5.1 내지 5.6)은 복수의 포착기(5)들을 포함하며, 상기 포착기(5)들은 서로에 대해 미리 정해진 간격(a, b)을 두고 보유기(carrier; 6)에 배치된다. 도시된 실시예에서, 6개 그룹(5.1 내지 5.6)의 포착기들이 제공되고, 그들은 각 경우에 있어서 그들 자신의 보유기들(6.1 내지 6.6)에 배치되는데, 그룹들의 수와 보유기들의 수는 운반레인(3)들의 수와 대응된다.

각 그룹(5.1 내지 5.6)은 동일한 수의 포착기(5)들을 포함한다. 도시된 실시예에서, 각 그룹(5.1 내지 5.6)은 각 경우에 있어서 2행의 포착기들을 포함하며, 이들은 운반레인(3)의 운반방향(F)으로 열지어 뒤로 배치된다. 상기 2행 내의 포착기(5)들은 쌍을 이루어 서로에 대해 대향하도록 위치되는데, 행들 간의 고정된 간격(a)과 일 행 내의 포착기들의 고정된 간격(b)(도 2 에서는 일 예로서만 표시됨)은 모든 그룹들과 각 그룹 내의 모든 포착기(5)들에 대하여 동일하다. 각 그룹(5.1 내지 5.6)의 보유기들(6.1 내지 6.6)은 운반레인들(3.1 내지 3.6)에 실질적으로 평행하게 그리고 운반레인들의 방향으로 연장된다.

도시된 실시예에서, 포착기(5)들의 일 그룹(5.1 내지 5.6)은 운반장치(2)의 운반레인(3.1 내지 3.6) 각각에 배정되는데, 각 보유체(6.1 내지 6.6)은 일 운반 레인(3)에 배정된 모든 포착기(5)들을 보유한다. 그러나, 운반레인(3) 당 보유기(6)들의 수, 그룹 당 포착기들의 수, 및/또는 그들의 배치는 운반되는 물체에 따라 적합화 및 변경될 수 있다. 극단적인 경우에서는 각 그룹이 단 하나의 포착기만을 포함할 수 있다.

도시된 실시예에서, 그룹들(5.1 내지 5.6) 또는 그들의 보유기들(6.1 내지 6.6)은 운반방향(F)에 대해 횡방향으로의 제1 간격(A)을 갖는데, 이것은 운반레 인(3)들의 간격(A')에 적합화된 것이며, 이로써 각 그룹(5.1 내지 5.6)의 포착기(5)들이 운반레인(3) 상으로 화살표(V)의 방향으로 낮춰질 때에, 배정된 운반레인들(3.1 내지 3.6) 상에서 도착하는 물체들과 상기 포착기(5)들이 구속되지 않은 접촉을 하게 된다.

본 발명에 따른 포착기 장치(1)에서, 그룹들 간의 운반방향(F)에 대한 횡방향으로의 간격을 변경하는 것이 가능하다. 이것은 구동기(7)를 이용함으로써 이루어질 수 있는데, 구동기(7)에 의하여 포착기(5)들이 프레임(4)에 대하여 상대적으로 이동되고, 그룹들(5.1 내지 5.6) 간의 간격이 감소 또는 증가된다.

도시된 실시예에서, 이것은 적어도 부분적으로는 기계적으로 작동하는 구동기(7)를 통하여 이루어지는데, 상기 구동기(7)는 실린더(8), 특히 공압식 실린더와 바람직하게는 보유기(6)들 각각에 있는 기계적 전달 조인트(joint; 9)를 가지는데, 포착기들의 그룹들(5.1 내지 5.6) 또는 그들의 보유기들(6.1 내지 6.6)은 상기 기계적 전달 조인트를 통하여 프레임(4)에 대해 상대적인 이중 화살표(S)의 방향으로 서로를 향해 또는 서로로부터 멀어지도록 이동될 수 있다. 그러나, 보유기들 중의 하나를 프레임(4)에 고정되도록 배치시키고 다른 보유기들을 그 고정된 보유기를 향하여 그리고 그 고정된 보유기로부터 멀어지도록 이동시키는 것도 가능하다.

도시된 실시예에서, 보유기(6)들은 그룹들로 조합되는데, 그룹들 각각은 공통의 구동수단(여기서는 공압식 실린더들과 전달 조인트)에 의하여 구동된다. 따라서 보유기들(6.1 내지 6.3)은 하나 이상의 제1 공압 실린더(8.1)에 의하여 함께 구동되고, 보유기들(6.4 내지 6.6)은 하나 이상의 제2 공압 실린더(8.2)에 의하여 함께 구동된다. 상기 전달 조인트(9)는 포착기 그룹(5.1 내지 5.6) 또는 그들의 보유기들(6.1 내지 6.6)이 각 경우에 있어서 소정의 변위(W)만큼 이동되는 것을 확실하게 하는데, 이것은 포착기 그룹에 따라서 상이할 수 있고, 사실은 큰 간격(A)과 작은 간격(B) 둘 다가 각 경우에 있어서 모든 보유기(6)들 또는 포착기 그룹들 간에 동일하다.

도시된 실시예에서, 상기 전달 조인트(9)는 상이한 이동경로(W)를 제공하는 이동 전이부(movement translation; 10)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 상기 전달 조인트(9)는 레버 기어(lever gear)로서 형성되었는데, 이것은 보유기(6) 당 적어도 하나의, 바람직하게는 두 개의 링크(link)들을 포함한다. 도 3 및 도 4 에서의 보다 나은 검토를 위하여, 포착기 장치(1)의 절반만이 도시되고 아래에서 설명되는데, 여기서 다른 절반은 (도 1 및 도 2 에서 쉽게 이해되는 바와 같이) 대칭적으로 동일하게 형성된다. 상기 전달 조인트(9)는 보유기(6) 당 하나, 바람직하게는 두 개의 링크들(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 및 9.6)을 포함한다. 링크들(9.1 내지 9.6) 각각은 각 경우에 있어서 프레임(4) 상의 제1 회전지점(11) 및 보유기(6) 상의 제2 회전지점(12)에 결합된다. 각 경우에 있어서 보유기(6)에 배정된 두 개의 링크들(9.1 및 9.2; 9.3 및 9.4; 9.5 및 9.6)은 각각 서로에 대해 평행하게 배치된다. 링크들(9.1 내지 9.6) 모두는 동등한 길이를 갖는다. 보유기(6)에 각각 배정된 회전지점들(11 또는 12)의 간격은 모든 보유기(6)에 대하여 동일하다. 따라서 보유기(6)들 각각 또는 포착기 그룹 각각은 각 경우에 배정된 링크의 회전지점(11, 12)에 대하여 회전(swivel)될 수 있고, 따라서 평행하게 변위될 수 있다.

도시된 실시예에서, 구동기(7)의 공압 실린더(8.1)는 중앙 보유기(6.2)에 결합된다. 이것은 그 링크들 중의 하나, 즉 링크(9.3)가 프레임(4) 상의 결합지점(11.3)을 넘어서 연장됨으로써 이루어질 수 있는데, 이로써 링크(9.3)는 양측 레버(double-sided lever)를 형성한다. 공압 실린더(8.1)는 회전지점(8a)을 통하여 링크(9.3)에 결합되고, 중앙 보유기(6.2)의 직접적 회전구동을 위하여 회전지점(11.3)을 중심으로 링크(9.3)를 회전시킨다.

직접적으로 구동되는 보유기(6.2)는 그 이동의 전달을 위하여 다른 두 개의 보유기(6.1, 6.3)에 결합되는데, 이로써 세 개의 보유기들(6.1, 6.2, 6.3) 모두가 공압 실린더(8.1)에 의하여 회전될 수 있다. 그 연결은 이동 전이부(10)의 연결요소(10.1 및 10.2)를 통하여 이루어진다. 상기 연결요소(10.1)는 피구동 보유기(6.2)를 인접한 보유기들 중의 하나, 즉 외측 보유기(6.1)로 연결함에 반하여, 연결요소(10.2)는 피구동 보유기(6.2)를 다른 인접한 보유기(6.3)로 연결한다. 여기서, 상기 연결요소(10.1)는 보유기(6.2)의 회전지점(12.3), 및 인접한 보유기(6.1)의 부착된 링크(9.3) 상에 있는 그 자신의 회전지점(13)에 결합된다. 연결요소(10.2)는 다른 인접한 보유기(6.3)의 회전지점(12.5)을 중심으로 회전될 수 있고, 회전을 위하여 피구동 보유기(6.2)의 인접한 링크(9.4) 상에 있는 그 자신의 회전지점(14)에 결합된다.

각각 이동되는 링크(9.2 및 9.4)의 회전지점(11.2 또는 11.4)에 대한 결합지점들(13, 14)의 위치는, 공압 실린더(8.1)가 피구동 보유기를 이동시키는 때에 각각의 연결된 보유기가 이동되는 변위(W)를 결정한다. 도시된 실시예에서, 링 크(9.2)를 따라 있는 연결요소(11.1)의 회전지점(13)은 링크(9.2)의 회전지점(11.2)에 대한 간격(x)을 가지고; 링크(9.4)에 있는 연결요소(10.2)의 회전지점(14)은 링크(9.4)의 회전지점(11.4)로부터 간격(y)을 갖는다. 상기 간격(x)은 간격(y)보다 큰 데, 이로써 두 개의 링크들(9.3 및 9.2)의 동일한 각도 회전에 대해, 회전지점(11.4)에 대한 회전지점(14)의 이동경로 보다, 회전지점(11.2)에 대한 회전지점(13)의 이동경로가 더 크게 된다. 이것은 보유기(6.1)가 보유기(6.2) 보다 긴 경로를 이동하고, 보유기(6.3)이 보유기(6.2) 보다 짧은 경로를 이동한다는 것을 의미한다. 동등하게 큰 간격(A)들을 가정할 때, 회전 후 간격(B)들이 보유기들(6.1, 6.2, 6.3) 모두 간에 동일하게 되는 것을 보장하기 위하여, 보유기들(6.1, 6.2, 6.3)에 의하여 이동되는 경로들은 5:3:1 의 비율을 가져야 한다. 즉, 공압 실린더(8.1)가 도 3 에 도시된 우측한계 정지위치로부터 도 4 에 도시된 좌측한계 정지위치까지 이동할 때, 내측 보유기(6.3)에 의하여 이동되는 경로(A 와 B 의 차이의 절반)가 1 이면, 중앙 보유기(6.2)는 그 3배만큼 이동되어야 하며, 외측 보유기(6.1)는 그 5배만큼 이동되어야 한다.

이동 전이부(10)와 함께하는 전달 조인트(9) 및 실린더(8)들의 한계 정지위치들은, 보유기들(6.1 내지 6.3)이 간격(A)과 간격(B) 사이에서 중력에 의하여 한정되는 그들의 영점 위치(zero position)를 중심으로 하여 대칭적으로 회동하도록 맞춰져야 하는바, 이로써 간격(A)과 간격(B) 모두에서의 보유기들(6)이 운반레인(3) 위로 동일한 수직 간격을 갖게 된다. 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 이것은 변화하는 큰 치수를 갖는 초기 편차에 의하여 달성될 수 있다. 변화하는 긴 이동경로(W)에 기인하는 수직높이의 차이는, 변화되도록 설계된 구성부품, 예를 들어 포착기(5)들의 높이들에 의하여 보상될 수 있다. 따라서 물체를 집어 올리는 포착기(5)들 모두가 운반 평면에 본질적으로 평행하게 연장된 평면에 배치되는 것이 보장된다.

예를 들어, 만일 큰 간격(A)으로 도착하는 물체들이 운반 레인(3)으로부터 본 발명에 따른 포착기 장치(1)에 의하여 제거되는 경우에는, 포착기 장치(1)가 상기 운반 레인들(3.1 내지 3.6) 위로 평행하게 포착기 그룹들(5.1 내지 5.6)과 정렬된다. 상기 포착기 장치(1) 또는 포착기(5)들은 물체를 향해 낮춰지고 물체들을 잡는다. 그 후 상기 포착기 장치(1) 또는 포착기(5)들은 올려지고, 그 물체들을 운반 레인(3)으로부터 상승시킨다. 그 후, 상기 포착기 장치(1)는 수평방향(H), 바람직하게는 운반방향(F)에 대해 횡방향으로 이동되어 물체들을 운반장치(2)의 영역으로부터 이탈시킨다. 물체들이 작은 간격(B)으로 놓여지는 경우에는, 구동기(7)가 작동된다. 이 방식으로, 실린더들은 도 4 에 도시된 한계 정지위치로 이동되고, 포착기 그룹들(5.1 내지 5.6)은 포착기 그룹들 간의 간격이 작은 간격(B)로 최소화될 때까지 또는 그 간격이 완전히 없어질 때까지 포착기 장치의 종방향 중앙 평면의 방향으로 함께 이동되는데, 바람직한 실시예에서는 인접한 포착기 그룹들 간에 서로 대면하는 포착기(5)들이 각 포착기 그룹 내에서 포착기(5)들이 서로에 대해 갖는 간격과 동일한 간격을 갖도록 상기 간격(B)의 치수가 정해진다.

그 후, 물체들은 예를 들어 대형의 외부 포장재 내에 놓여질 수 있다. 그 후, 포착기 장치는 다시 운반 레인 위로 이동하고, 포착기 그룹들은 운반 레인(3) 들의 간격과의 정렬을 위하여 큰 간격(A)으로 이동될 수 있다.

도시되고 설명된 실시예의 변형예로서, 본 발명에 따른 포착기 장치는 운반 방향에 대한 횡방향으로의 모든 포착기들 간의 간격이 변화될 수 있도록 형성될 수 있는데, 이것은 각 그룹이 단 하나의 포착기 또는 일 열(row)의 포착기들로 구성된다는 것을 의미한다. 본 발명에 따른 포착기 장치는 대부분의 다양한 작업에 대해 적합화될 수 있고, 포착기들의 구성과 형태에 관하여 변형될 수 있다. 나아가 제어기가 제공될 수 있는데, 이 제어기를 통하여 간격들(A, B) 또는 간격들(A, B) 간의 대부분의 변화된 중간 간격들이 설정될 수 있다.

본 발명의 실시예는 아래의 도면들을 참조하여 상세히 설명된 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 포착기 장치를 구비한 운반장치의 일 부분의 개략적 정면도이고,

도 2 는 도 1 의 평면도이고,

도 3 은 포착기들 간에 제1 간격이 있는 상태로 도 1 의 포착기 장치를 도시한 부분도이고,

도 4 는 포착기들 간에 제2 간격이 있는 상태로 도 1 의 포착기 장치를 도시한 부분도이다.

Claims (10)

1. 제1 위치에서 서로에 대해 제1의 미리 정해진 간격(A)으로 배치된 복수의 포착기(捕捉機, gripper; 5)들을 구비한 포착기 장치(1)로서, 상기 포착기 장치(1)는 포착기(5)들을 적어도 하나의 제2 위치로 이동시키기 위한 구동장치(7)를 구비하고, 제2 위치에서 상기 포착기(5)들은 서로에 대해 제2의 미리 정해진 간격(B)으로 배치되는, 포착기 장치(1).
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동 장치(7)는 두 개의 인접한 포착기(5)들을 상이한 길이의 경로(W)에 걸쳐 이동시키기 위한 이동 전이부(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 포착기 장치(1).
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 구동기(7)는 포착기(5)들에 대한 기계적 전달 조인트(9)를 갖는 것을 특징으로 하는, 포착기 장치(1).
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 전달 조인트(9)는 레버 기어(lever gear)를 갖는 것을 특징으로 하는, 포착기 장치(1).
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 이동 전이부(10)는 레버 기어를 갖는 것을 특징으로 하는, 포착기 장치(1).
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   복수의 포착기(5)들은 그룹(5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6)을 지어 서로에 대해 고정된 간격들(a, b)로 보유기(6)에 배치되고, 보유기들(6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6)은 구동기(7)에 의하여 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 포착기 장치(1).
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 포착기(5)들은 적어도 하나의 열로 배치되고, 상기 포착기(5)들은 열을 지어 함께 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 포착기 장치(1).
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   프레임(4), 서로에 대해 가변적인 거리를 두고 프레임(4)에 배치되는 복수의 보유기(6)들, 서로에 대해 고정된 간격들(a, b)을 두고 각 경우에 있어서 그룹(5.1 내지 5.6)을 지어 보유기에 배치되는 포착기(5)들, 및 보유기(6)들 간의 간격(A, B)을 변경시키기 위하여 적어도 하나의 보유기(6)에 있는 기계적 전달 장치(9, 10) 를 구비한 구동 장치(7)를 포함하는 포착 헤드(gripping head)로서 형성된 것을 특징으로 하는, 포착기 장치(1).
9. 제 3 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   각 포착기 그룹(5.1 내지 5.6)을 위한 전달 조인트(9)는 적어도 하나의 링크(9.1 내지 9.6)를 포함하고, 포착기 그룹(5.1 내지 5.6)은 상기 링크에 매달려서 회전(swivel)될 수 있으며, 구동기는 포착기 그룹들 중의 하나(5.2)의 링크(9.3)에 작용하고, 적어도 하나의 다른 포착기 그룹(5.1, 5.3)의 링크(9.2, 9.5)는 연결요소(10.1, 10.2)를 거쳐서 피구동 링크(9.3)에 결합되는 것을 특징으로 하는, 포착기 장치(1).
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 연결요소(10.1, 10.2)는 이동 전이부(movement translation)로서 형성된 것을 특징으로 하는, 포착기 장치(1).

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