KR20090131617A - 진공 그리퍼 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고속의 압축공기에 의하여 발생하는 부압을 이용하여 대상물을 파지하는 진공 그리퍼 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 그리퍼 시스템은 진공 및 파기를 위한 구성을 가능한 간편하게 그리고 에너지 효율적으로 설계할 수 있도록 구성된다. 이 그리퍼 시스템은 속이 빈 형태의 몸체와, 상기 몸체의 하단에 결합되는 패드, 그리고 상기 몸체에 횡으로 장착된 진공 이젝터를 포함한다. 특히, 상기 몸체는 내부공간으로 연장되는 파기유로와, 상기 파기유로에 배치된 파기밸브를 포함한다. 상기 파기밸브는 탄성체로 지지되며, 압축공기의 공급 및 중단에 대응하여 유동하면서 상기 파기유로를 폐쇄 및 개방하도록 제어되는 특징을 갖는다.

진공, 그리퍼, 이젝터, 패드, 몸체, 파기, 파기밸브

Description

진공 그리퍼 시스템 {Vacuum Gripper System}

본 발명은 그리퍼 시스템에 관한 것으로, 특히 고속의 압축공기에 의하여 발생하는 부압을 이용하여 대상물을 파지하는 진공 그리퍼 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 진공 그리퍼 시스템은 속이 빈 형태의 몸체와, 상기 몸체의 하단에 연통하여 결합되는 패드와, 상기 몸체와 호스로 연결되는 진공 펌프를 포함한다. 패드가 대상물에 접촉한 상태에서 고속의 압축공기가 진공 펌프를 통과할 때, 패드 내의 공기가 몸체 및 호스를 경유하여 압축공기에 유인되고 압축공기와 함께 펌프의 외부로 배출된다.

이 때 패드 내에는 부압이 발생하는 동시에 이 부압에 의하여 대상물이 파지된다. 그리고 상기 대상물은 자동화 시스템 등에 의하여 정해진 장소로 이송된다. 이 시스템은 여전히 유효하게 이용되고 있으나, 설계 및 배선 등이 복잡한 문제들을 가지고 있다.

이에 비교적 컴팩트하게 개선된 진공 그리퍼 시스템이 제안된 바 있는데, 도 1에 개시된 그리퍼 시스템이 그 예이다. 예시된 그리퍼 시스템(1)은 속이 빈 형태의 몸체(2)와, 상기 몸체(2)의 하단에 몸체(2)와 연통하여 결합되는 패드(3)와, 상기 몸체(2)에 횡으로 장착된 진공 이젝터(4)를 포함한다.

진공용 에어라인(5)과 파기용 에어라인(6)이 각각 몸체(2)에 연결된다. 진공용 압축공기는 진공용 에어라인(5)을 통하여 몸체(2)에 투입되고 진공 이젝터(4)를 통과하여 외부로 배출된다. 이 때 패드(3) 내에는 부압이 발생하는 동시에 이 부압에 의하여 대상물(P)이 파지된다. 한편, 파기용 압축공기는 파기용 에어라인(6)을 통하여 몸체(2)에 투입되고 곧바로 패드(3) 내로 공급된다. 이에 이젝터(4) 내의 진공과 패드(3) 내의 부압이 파기되고, 패드(3)와 대상물(P)은 분리된다.

진공용 또는 파기용의 압축공기 공급은 진공용 에어라인(5)과 파기용 에어라인(6)을 각각 단속하는 솔레노이드 밸브(7,8)의 전자적 제어에 의하여 선택적으로 이루어지며, 진공과 파기가 반복적으로 이루어지면서 대상물(P)의 반복적인 이송작업이 수행될 수 있는 것이다.

상기한 도 1의 시스템(1)에서, 진공 이젝터(4)를 속이 빈 형태의 몸체(2) 내에 장착함으로써 일반적인 것에 비하여 구조적으로 단순화된 장점이 있다.

그러나 이 시스템(1)은:

진공용 에어라인(5)과 파기용 에어라인(6)을 전혀 별도로 구비해야 하는 점;

진공이든 파기이든 언제나 압축공기가 사용되어야 하는 점;

각 에어라인(5,6)의 제어구조를 전자적으로 복잡하게 설계하여야 하는 점;

그에 따라 장애가 빈번해지고, 그에 대한 진단 및 처치가 쉽지 않은 점;

등의 많은 문제들을 가지고 있다.

본 발명은 종래 기술에 따른 진공 그리퍼 시스템의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것이다. 본 발명의 목적은 콤팩트하면서도 진공 및 파기를 위한 구성을 가능한 간편하게 그리고 에너지 효율적으로 설계할 수 있는 진공 그리퍼 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 진공 및 파기를 위한 구성이 견고하게 유지되며, 장애 발생시의 진단 및 조치가 신속하게 될 수 있는 진공 그리퍼 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 진공 그리퍼 시스템은:

내부공간을 갖으며, 외측면으로부터 상기 내부공간으로 연장되는 진공용 제1유로 및 파기용 제2유로를 갖는 몸체와;

상기 몸체의 하단에 상기 내부공간과 연통하여 결합되는 패드와;

직렬로 조립된 노즐과 측벽에 형성된 통공을 포함하며, 상기 몸체 내부에 삽입 장착되었을 때 일단의 유입구는 상기 제1유로와 연통하고, 상기 내부공간과는 통공을 통하여 소통하게 되는 이젝터와;

상기 제2유로에 배치되고 탄성체로 지지되어, 압축공기의 공급 및 중단에 대 응하여 유동하면서 상기 제2유로를 폐쇄 및 개방하도록 제어되는 파기밸브;

를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제1유로와 제2유로 간에 연결통로를 형성하여, 상기 제1유로로 공급된 압축공기의 일부가 상기 파기밸브에 공급되도록 함으로써 상기 제2유로를 폐쇄하도록 한다. 다르게는, 제1유로에 접속하는 에어라인을 분기 형성하여, 제1유로로 공급된 압축공기의 일부가 상기 파기밸브에 공급되도록 함으로써 상기 제2유로를 폐쇄하도록 할 수도 있다.

본 발명의 진공 그리퍼 시스템은 파기용 제2유로에 배치되는 파기밸브를 포함한다. 그리고 상기 파기밸브는 진공용 압축공기의 공급 및 중단에 의하여 유동하면서 상기 제2유로를 폐쇄 및 개방할 수 있다.

따라서 진공 및 파기를 위하여 압축공기를 계속적으로 그리고 진공용/파기용으로 전환 제어하여 공급해야 하는 종래의 시스템에 비하여,

(1) 진공 그리퍼 시스템 콤팩트하게 할 수 있고 동시에 진공 및 파기를 위한 구성을 가능한 간편하게 그리고 에너지 효율적으로 설계할 수 있으며,

(2) 진공 및 파기를 위한 구성이 견고하게 유지되며, 장애 발생시의 진단 및 조치가 신속하게 될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 특징과 효과들은, 이하에서 첨부도면을 참조하여 설명하는 실시예 기재를 통하여 보다 명백해질 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 진공 그리퍼 시스템은 부호 10으로 표시된다. 상기 그리퍼 시스템(10)은 몸체(11)와, 몸체(11) 하단에 결합된 패드(12), 상기 몸체(11)에 횡으로 장착된 진공 이젝터(13)를 포함한다. 여기에서 부호 14는 상기 그리퍼 시스템(10)이 다른 장치 예컨대 이송 프레임 등에 결합될 수 있도록 하는 수단으로, 본 발명에서 반드시 필요로 하는 것은 아니다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 몸체(11)는 속이 빈 형태로서 내부공간(S)을 갖는다. 그리고 외측면으로부터 상기 내부공간(S)으로 각각 연장되는 진공용 제1유로(15) 및 파기용 제2유로(16)를 갖는다.

상기 몸체(11)의 하단에는 물품 또는 대상물의 표면에 접촉하게 되는 패드(12)가 결합되며, 이 때 패드(12)의 내부 공간은 상기 몸체(11)의 내부공간(S)과 연통한다. 상기 패드(12)의 형태는 도시된 컵형 이외에도 평면형 또는 기타의 것들이 적용될 수 있다.

상기 진공 이젝터(13)는 상기 몸체(11)의 일측을 관통하여 상기 몸체(11)의 내부에 삽입 장착된다. 도면에서, 상기 이젝터(13)는 직렬로 조립된 두 개 이상의 노즐(17,18,19)과 측벽에 형성된 통공(20)을 포함하는 통상의 이젝터이다. 당연하게, 이젝터(13)의 삽입된 일단이 공기 유입구(21)이고, 몸체(11)로부터 돌출된 맞은편 타단이 배출구(22)이다. 다만, 본 발명이 이젝터의 구체적인 형태에 한정되는 것은 아니다.

상기 진공 이젝터(13)가 몸체(11) 내부에 삽입 장착되었을 때, 그 일단 유입구(21)는 상기 제1유로(15)와 연통한다. 예컨대 상기 유입구(21)가 제1유로(15)를 관통하여 돌출될 수도 있으며, 이 경우 상기 유입구(21)가 제1유로(15)를 기능적으로 대체할 수 있을 것이다. 상기 진공 이젝터(13)가 몸체(11) 내부에 삽입 장착되었을 때, 상기 진공 이젝터(13)는 측벽에 형성된 통공(20)을 통하여 상기 몸체(11)의 내부공간(S)과 소통하게 된다. 부호 23은 상기 진공 이젝터(13)의 타단 배출구(22) 측에 결합되는 사일렌서이다.

파기밸브(24)가 상기 제2유로(16)에 장착되고 탄성체(25)로 지지되어, 압축공기의 공급 및 중단에 따라 상기 제2유로(16)를 폐쇄 및 개방하도록 유동한다. 즉, 탄성체(25)의 압력보다 조금 센 공기압에 의하여 파기밸브(24)가 유동하면서 상기 제2유로(16)는 폐쇄되며, 압축공기의 공급이 중단되면 파기밸브(24)가 탄성에 의하여 원위치로 복귀하면서 제2유로(16)는 개방된다.

본 발명에서는, 상기와 같이 구동되는 파기밸브(24)를 구성함에 따라 진공의 발생 및 파기를 위한 설계가 합리적으로 단순화될 수 있는 것이다. 도 4 및 도 5는 이와 관련하여, 각각 서로 다른 설계를 보여준다.

먼저 도 4를 참조하면, 상기 몸체(11)는 제1유로(15)와 제2유로(16) 간에 연장되는 연결통로(26)를 포함한다. 그리하여, 상기 제1유로(15)로 공급된 압축공기의 일부가 상기 파기밸브(24)에 공급되고, 이에 파기밸브(24)가 전진 이동하여 상기 제2유로(16)를 폐쇄한다. 이 후, 압축공기는 계속하여 상기 진공 이젝터(13)를 통과하여 외부로 배출된다. 이 과정에서 상기 패드(12) 내의 공기가 고속의 압축공기에 유인되고 압축공기와 함께 외부로 배출되는 것이다(화살표 참조).

이에 몸체(11)의 내부공간(S)에 진공이 발생되는 동시에 패드(도 2의 12) 내에는 부압이 발생되고, 이 부압에 의하여 대상물이 파지되는 것이다. 그리고 예정된 위치로 이송될 것이다.

이송이 완료되면, 압축공기의 공급이 중단된다. 그러면 상기 파기밸브(24)가 탄성체(25)의 탄성에 의하여 원위치로 복귀하면서, 제2유로(16)는 도 3에서와 같이 개방된다. 이 때 외부의 공기가 진공 이젝터(13)을 거치지 않고, 개방된 제2유로(16)를 통하여 몸체(11) 및 패드(12)의 내부로 급속하게 투입된다(도 3의 화살표 참조). 따라서 발생된 진공 및 부압은 파기되고, 패드(12)와 대상물은 서로 신속하게 분리되는 것이다.

도 5를 참조하면, 도 4의 연결통로(26)를 형성하는 대신에, 상기 제2유로(15)로 접속되는 에어라인(27)을 분기하여 도 4와 같은 목적을 달성할 수 있음을 알 수 있다. 즉, 진공용 에어라인(27)을 분기 형성하여, 제1유로(15)로 공급될 압축공기의 일부가 상기 파기밸브(24)에 공급되도록 함으로써 제2유로(16)를 폐쇄할 수 있다(화살표 참조).

그리고 압축공기의 공급이 중단되면, 상기 파기밸브(24)가 원위치로 복귀하면서 제2유로(16)는 개방되고 동시에 패드(12) 내의 부압은 파기되는 것이다. 이에 패드(12)와 대상물은 서로 신속하게 분리된다.

도 1은 종래 기술에 따른 진공 그리퍼 시스템의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 진공 그리퍼 시스템의 실시예를 보인 사시도.

도 3은 도 2의 주요 부분 구성을 설명하기 위한 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 진공 그리퍼 시스템의 작용을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 진공 그리퍼 시스템의 다른 실시예를 보인 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10. 진공 그리퍼 시스템 11. 몸체

12. 패드 13. 이젝터

15. 진공유로 16. 파기유로

24. 파기밸브 25. 탄성체

26. 연결통로 27. 에어라인

Claims (4)

1. 내부공간을 갖으며, 외측면으로부터 상기 내부공간으로 연장되는 진공용 제1유로 및 파기용 제2유로를 갖는 몸체와;

   상기 몸체의 하단에 상기 내부공간과 연통하여 결합되는 패드와;

   직렬로 조립된 노즐과 측벽에 형성된 통공을 포함하며, 상기 몸체 내부에 삽입 장착되었을 때 일단의 유입구는 상기 제1유로와 연통하고 상기 내부공간과는 통공을 통하여 소통하게 되는 이젝터와;

   상기 제2유로에 배치되고 탄성체로 지지되어, 압축공기의 공급 및 중단에 대응하여 유동하면서 상기 제2유로를 폐쇄 및 개방하도록 제어되는 파기밸브;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 그리퍼 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이젝터의 유입구가 상기 몸체의 제1유로를 관통하여 장착되며, 이 때 상기 유입구가 상기 몸체의 제1유로를 대체하는 것을 특징으로 하는 진공 그리퍼 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1유로와 제2유로 간에 연결통로를 형성하여, 상기 제1유로로 공급된 압축공기의 일부가 상기 파기밸브에 공급되도록 함으로써 상기 제2유로를 개폐하도록 된 것을 특징으로 하는 진공 그리퍼 시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1유로로 접속되는 에어라인을 분기 형성하여, 상기 제1유로로 공급된 압축공기의 일부가 상기 파기밸브에 공급되도록 함으로써 상기 제2유로를 개폐하도록 된 것을 특징으로 하는 진공 그리퍼 시스템.

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