KR20220025492A - 흡착 유닛, 흡착 유닛 제조방법 및 흡착장치 - Google Patents

흡착 유닛, 흡착 유닛 제조방법 및 흡착장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 구형의 물체 또는 비정형의 물체에 대해서도 강한 흡착력을 유지할 수 있는 흡착 유닛, 흡착 유닛 제조방법 및 흡착장치를 제공한다. 여기서, 흡착 유닛은 유연 흡착패드 그리고 지지부를 포함한다. 유연 흡착패드는 유연한 격벽에 의해 구획되어 형성되는 복수 개의 흡인셀을 가지고, 전단부에 흡착 대상 물체가 접촉된다. 지지부는 유연 흡착패드의 후단부에 결합되는 베이스와, 베이스에 돌출 형성되어 흡인셀에 삽입되고 외부에서 제공되는 부압이 흡인셀에 전달되어 접촉된 흡착 대상 물체가 흡착되도록 흡인셀과 연통되는 연결공이 형성되는 소켓을 가지고, 유연 흡착패드를 지지한다.

Description

흡착 유닛, 흡착 유닛 제조방법 및 흡착장치{ABSORPTION UNIT, METHOD OF MANUFACTURING ABSORPTION UNIT AND ABSORPTION APPARATUS INCLUDING ABSORPTION UNIT}
본 발명은 흡착 유닛, 흡착 유닛 제조방법 및 흡착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구형의 물체 또는 비정형의 물체에 대해서도 강한 흡착력을 유지할 수 있는 흡착 유닛, 흡착 유닛 제조방법 및 흡착장치에 관한 것이다.
흡착장치는 진공 펌프에 의해 인가된 부압을 이용해 파지 대상물을 흡착하여 파지하는 장치이다. 일반적으로 흡착장치는 물품을 이송하기 위한 이송장치에 설치되어 사용되고 있다.
흡착 하고자 하는 물체의 크기에 따라 흡착장치에는 단일 개의 흡착패드가 사용되거나, 또는 복수 개의 흡착패드가 사용된다.
단일 개의 흡착패드가 사용되는 경우, 흡착패드가 접촉되는 영역에 관통되는 구멍이 있는 물체의 경우 흡착력이 발생하기 어렵기 때문에 흡착이 불가능하게 되는 문제점이 있다. 물론, 이러한 문제점을 해결하기 위해 작은 흡착패드를 사용하여 흡착 대상 물체의 관통 영역을 피한 부분에 부착할 수도 있지만, 이 경우 흡착되는 면적이 작아져서 흡착력이 작아지는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 물체를 안정적으로 흡착하기 위해 소프트한 흡착패드가 사용되고도 있다. 그런데 이러한 흡착패드는 구형의 물체나, 비정형의 물체에 대해서는 강한 흡착력을 유지하지 못하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제1784780호(2017.10.16. 공고)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 구형의 물체 또는 비정형의 물체에 대해서도 강한 흡착력을 유지할 수 있는 흡착 유닛, 흡착 유닛 제조방법 및 흡착장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 유연한 격벽에 의해 구획되어 형성되는 복수 개의 흡인셀을 가지고, 전단부에 흡착 대상 물체가 접촉되는 유연 흡착패드; 그리고 상기 유연 흡착패드의 후단부에 결합되는 베이스와, 상기 베이스에 돌출 형성되어 상기 흡인셀에 삽입되고 외부에서 제공되는 부압이 상기 흡인셀에 전달되어 접촉된 상기 흡착 대상 물체가 흡착되도록 상기 흡인셀과 연통되는 연결공이 형성되는 소켓을 가지고, 상기 유연 흡착패드를 지지하는 지지부를 포함하는 흡착 유닛을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 흡인셀의 중심 간의 제1간격은 상기 소켓의 중심 간의 제2간격보다 짧게 형성되고, 상기 소켓은 상기 유연 흡착패드의 후단부가 신장된 상태에서 상기 흡인셀에 삽입되어 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유연 흡착패드는 전단부로 갈수록 단면적이 작아지도록 형상이 변형되어 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유연 흡착패드의 전단부는 오목한 형태로 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유연 흡착패드의 후단부에는 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지의 후면은 상기 베이스에 밀착되며, 상기 플랜지의 전면에 밀착되고, 체결부재에 의해 상기 지지부와 결합되는 결합링을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 격벽은 두께가 동일할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 흡인셀은 중심축 방향에 수직한 단면의 형상 및 크기가 같은 다각형 형상일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 흡인셀의 내부에 구비되고, 상기 흡인셀의 축방향 강성보다 큰 폭방향 강성을 가지도록 형성되어 상기 흡인셀의 폭방향 수축 변형에 대한 저항력을 제공하는 유연 지지체를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유연 지지체는 상기 흡인셀의 내주면에 접촉되는 코일 스프링일 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 유연한 격벽에 의해 구획되어 형성되는 복수 개의 흡인셀을 가지는 유연 흡착패드를 마련하는 유연 흡착패드 마련단계; 베이스와, 상기 베이스에 돌출 형성되고 외부에서 제공되는 부압이 상기 흡인셀에 전달되도록 하는 연결공을 가지는 소켓을 가지는 지지부를 마련하는 지지부 마련단계; 그리고 상기 소켓을 상기 흡인셀에 삽입하여 결합하는 결합단계를 포함하는 흡착 유닛 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 결합단계에서는, 상기 유연 흡착패드의 후단부를 신장시킨 상태에서 상기 흡인셀에 상기 소켓을 삽입하여 결합할 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 바디부; 상기 바디부에 연결되고, 상기 바디부의 외측으로 연장되는 연장부; 상기 연장부의 일단부에 구비되는 흡착 유닛; 일단부가 상기 바디부에 각각 결합되고, 일정간격으로 이격된 타단부가 서로 가까워지도록 이동하는 복수의 암; 그리고 상기 암의 타단부에 구비되고, 상기 암이 서로 가까워지도록 이동하면 상기 흡착 대상 물체를 가압하여 홀딩시키는 홀딩부를 포함하는 흡착장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유연 흡착패드의 전단부가 오목하게 형성됨에 따라, 가장자리 부분의 흡인셀이 흡착 대상 물체와 밀착되지는 않더라도 그 사이의 간격이 작아 질 수 있다. 이에 따라, 흡인셀의 내부에 흡인력이 발생되면 가장자리 부분의 흡인셀은 흡착 대상 물체에 좀 더 용이하게 밀착되면서 감싸 안게 될 수 있다. 이를 통해, 흡착 대상 물체를 흡착하는 흡인셀의 표면적이 커질 수 있고, 흡착 대상 물체는 좀 더 강하게 흡착될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 흡착 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도1의 흡착 유닛의 분해사시도이다.
도 4는 도 1의 흡착 유닛의 유연 흡착패드 및 지지부의 분해 단면예시도이다.
도 5는 도 4의 흡착 유닛의 조립 단면을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 6은 도 5의 흡착 유닛의 작동예시도이다.
도 7은 제1의 흡착 유닛의 지지부의 다른 예를 나타낸 평면예시도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 흡착 유닛을 나타낸 분해사시도이다.
도 9는 도 8의 흡착 유닛의 단면예시도이다.
도 10은 도 8의 흡착 유닛의 체크 밸브를 중심으로 나타낸 단면예시도이다.
도 11 및 도 12는 도 10의 체크 밸브의 작동예시도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 유닛 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착장치를 나타낸 예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 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.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 흡착 유닛을 나타낸 사시도인데, 도 1의 (a)는 흡착 유닛을 내려다 본 상태로 나타낸 것이고, 도 1의 (b)는 흡착 유닛을 올려다 본 상태로 나타낸 것이다. 그리고, 도 2 및 도 3은 도1의 흡착 유닛의 분해사시도이다.
도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 흡착 유닛(1000)은 유연 흡착패드(100) 그리고 지지부(200)를 포함할 수 있다.
유연 흡착패드(100)는 유연한 격벽(110)에 의해 구획되어 형성되는 복수 개의 흡인셀(120)을 가질 수 있다. 유연 흡착패드(100)의 전단부에는 흡착 대상 물체가 접촉될 수 있다.
지지부(200)는 유연 흡착패드(100)의 후단부에 결합되는 베이스(210)와, 베이스(210)에 돌출 형성되어 흡인셀(120) 각각에 삽입되고 흡인셀(120)과 연통되는 연결공(221)이 형성되는 소켓(220)을 가질 수 있다. 외부에서 제공되는 부압이 연결공(221)을 통해 흡인셀(120)에 전달되면 접촉된 흡착 대상 물체는 유연 흡착패드(100)에 흡착될 수 있다. 지지부(200)는 결합된 유연 흡착패드(100)를 지지할 수 있다.
상세히, 유연 흡착패드(100)는 유연한 격벽(110)에 의해 구획되어 형성되는 복수 개의 흡인셀(120)을 가질 수 있다.
격벽(110)은 유연한 소재로 형성될 수 있으며, 격벽(110)으로 구획되어 형성되는 흡인셀(120)은 양단부가 모두 개방되도록 관통 형성될 수 있다.
유연 흡착패드(100)의 전단부에는 흡착 대상 물체가 접촉될 수 있으며, 부압 제어부(500)에 의해 흡인셀(120)의 내부 부압이 제어될 수 있어 흡인력이 발생되면 흡착 대상 물체는 유연 흡착패드(100)에 흡착될 수 있다.
격벽(110)은 공기가 통과하지 못하는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 유연 흡착패드(100)는 유연 폴리머 소재로 형성될 수 있다. 따라서, 어느 흡인셀(120)로 흡입되는 공기는 격벽(110)을 통과해서 다른 흡인셀(120)로 이동될 수는 없다.
흡인셀(120) 사이의 격벽(110)은 모두 두께가 동일할 수 있다. 그리고, 흡인셀(120)은 흡인셀(120)의 중심축 방향에 수직한 단면의 형상 및 크기가 모두 같은 다각형 형상일 수 있다. 다각형 형상은 예를 들면, 삼각형, 사각형 및 육각형 중 어느 하나일 수 있다. 본 발명에서는 육각형 형상으로 설명하며, 이에 따르면, 유연 흡착패드(100)는 허니콤(Honeycomb) 형태일 수 있다. 흡인셀(120)은 얇은 격벽(110)에 의해 구획되기 때문에 흡인셀(120) 사이 사이의 빈 공간이 줄어들게 되어 전체적인 흡착 면적이 증가될 수 있고, 흡착 효율성이 높아질 수 있다. 특히, 흡인셀(120)이 육각형 형상의 단면을 가지도록 형성됨으로써, 흡착 대상 물체에 의해 흡인셀(120)이 가압될 때, 흡인셀(120)의 형상이 붕괴되면서 흡인셀(120)이 막히게 되는 현상이 효과적으로 방지될 수 있다.
그리고, 흡착 유닛(1000)은 유연 지지체(180)를 포함할 수 있다. 유연 지지체(180)는 흡인셀(120)의 내측 공간에 구비될 수 있다. 흡인셀(120)의 축방향(A1)을 기준으로 축방향(A1)에 수직한 방향을 폭방향으로 정의할 때, 유연 지지체(180)는 흡인셀(120)의 축방향(A1) 강성보다 큰 폭방향 강성을 가질 수 있다. 이를 통해, 격벽(110)이 함몰되면서 흡인셀(120)의 폭방향 수축 변형이 발생하더라도 유연 지지체(180)는 흡인셀(120)의 폭방향 수축 변형에 대한 저항력을 제공하여 흡인셀(120)이 닫히게 되는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해, 흡착 대상 물체에 대한 흡착력이 안정적으로 발생될 수 있도록 할 수 있다.
유연 지지체(180)는 흡인셀(120)의 내주면에 접촉되는 코일 스프링일 수 있다. 코일 스프링은 원형으로 감기는 형태로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 흡인셀(120)의 폭방향 단면 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수도 있다. 즉, 흡인셀(120)의 폭방향 단면이 육각형인 경우, 코일 스프링도 육각형상으로 형성될 수 있다.
유연 흡착패드(100)의 후단부에는 흡인셀(120)과 연결되는 결합공(130)이 관통 형성될 수 있다. 결합공(130)은 흡인셀(120)의 단면 크기보다 작게 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 흡인셀(120)의 단면 크기에 대응되도록 형성될 수도 있다.
그리고, 유연 흡착패드(100)의 후단부에는 플랜지(140)가 구비될 수 있다.
또한, 플랜지(140)의 중앙에는 안착홈(160)이 형성될 수 있다. 결합공(130)은 안착홈(160)을 통해 후방으로 노출될 수 있다.
지지부(200)는 베이스(210) 및 소켓(220)을 가질 수 있다.
베이스(210)는 플랜지(140)에 대응되도록 형성될 수 있으며, 베이스(210)의 전면(211)에는 플랜지(140)의 후면(142)이 밀착될 수 있다.
소켓(220)은 베이스(210)의 전면에 돌출 형성될 수 있으며, 흡인셀(120)에 삽입될 수 있다. 본 실시예에서는 소켓(220)은 흡인셀(120)의 개수에 대응되는 개수로 형성될 수 있으며, 각각의 흡인셀(120)에 삽입될 수 있다. 소켓(220)은 중심축 방향으로 관통 형성되는 연결공(221)을 가질 수 있다. 소켓(220)이 흡인셀(120)에 삽입되면, 연결공(221)은 흡인셀(120)의 내측과 연결될 수 있다.
소켓(220)은 결합공(130)의 지름 이상의 지름을 가지도록 형성될 수 있다. 유연 흡착패드(100)는 유연 소재로 형성되기 때문에 신축성을 가질 수 있으며, 따라서, 소켓(220)의 지름이 결합공(130)의 지름보다 크더라도 결합공(130)을 벌려 소켓(220)이 삽입되도록 할 수 있고, 이를 통해, 흡인셀(120) 및 소켓(220) 사이로 공기의 누출이 방지되도록 할 수 있다.
소켓(220)이 흡인셀(120)에 삽입되고, 연결공(221)의 지름이 흡인셀(120)의 지름보다 작게 형성됨에 따라, 흡인셀(120)의 내부 공간 부피는 줄어들 수 있고, 이를 통해, 흡인력이 좀 더 강하게 형성되도록 할 수 있다.
지지부(200)는 베이스(210)의 전면(211)에 돌출 형성되는 돌출부(230)를 더 가질 수 있다. 돌출부(230)는 유연 흡착패드(100)의 안착홈(160)에 대응되도록 형성될 수 있다. 소켓(220)이 흡인셀(120)에 삽입되어 결합되면, 돌출부(230)도 안착홈(160)에 삽입될 수 있다. 이때, 돌출부(230)의 전면이 안착홈(160)의 저면에 밀착되어 안착홈(160) 및 돌출부(230) 사이로 공기가 누출되는 것이 방지되도록 할 수 있다.
베이스(210)의 후면(212)에는 링홈(240)이 형성될 수 있으며, 링홈(240)에는 기밀링(미도시)이 삽입될 수 있다. 그리고, 베이스(210)의 각 모서리에는 제1관통공(213)이 형성될 수 있다.
흡착 유닛(1000)은 결합링(300) 및 커버부(400)를 가질 수 있다.
결합링(300)은 유연 흡착패드(100)의 플랜지(140)에 대응되도록 형성될 수 있으며, 중앙에는 관통부(310)가 형성될 수 있다. 결합링(300)의 후면(301)은 플랜지(140)의 전면(141)에 밀착될 수 있으며, 유연 흡착패드(100)는 결합링(300)의 관통부(310)를 관통하여 위치될 수 있다.
결합링(300)의 모서리에는 제1관통공(213)에 대응되도록 제2관통공(320)이 형성될 수 있다. 제2관통공(320)을 통해 제1관통공(213)에는 체결부재(350)가 결합될 수 있으며, 이를 통해, 결합링(300)은 지지부(200)와 결합될 수 있다. 유연 흡착패드(100)의 플랜지(140)는 지지부(200)의 베이스(210) 및 결합링(300)의 사이에서 압착될 수 있으며, 이를 통해, 유연 흡착패드(100) 및 지지부(200) 사이로 공기가 누출되는 것이 방지될 수 있다.
커버부(400)는 밀착판(410), 후드(420) 및 통공(430)을 가질 수 있다.
밀착판(410)은 지지부(200)의 베이스(210)에 대응되도록 형성될 수 있다. 밀착판(410)의 전면(411)은 베이스(210)의 후면(212)에 밀착될 수 있으며, 링홈(240)에 결합된 기밀링에 의해 베이스(210) 및 밀착판(410)의 사이는 기밀될 수 있다.
후드(420)는 밀착판(410)의 상측으로 형성될 수 있으며, 통공(430)과 연결될 수 있다. 그리고, 통공(430)은 부압 제어부(500)와 연결될 수 있다.
부압 제어부(500)는 흡인셀(120)의 부압(Negative Pressure)을 제어할 수 있다. 즉, 부압 제어부(500)가 흡인력을 발생하게 되면, 흡인셀(120) 내부의 공기는 소켓(220)의 연결공(221) 및 후드(420)를 통해 빠져나가게 되면서, 흡인셀(120)의 내부에는 흡인력이 발생할 수 있게 된다. 따라서, 유연 흡착패드(100)의 전단부에 흡착 대상 물체가 접촉된 상태에서 부압 제어부(500)가 흡인셀(120)에 부압을 발생시키면 흡인셀(120)에 흡인력이 발생하게 되고, 이에 따라 흡착 대상 물체는 유연 흡착패드(100)의 전단부에 흡착될 수 있다.
밀착판(410)의 모서리에는 제1관통공(213)에 대응되는 제3관통공(412)이 형성될 수 있다. 제2관통공(320), 제1관통공(213)을 통해 제3관통공(412)에는 체결부재(350)가 결합될 수 있으며, 이를 통해, 결합링(300), 유연 흡착패드(100), 지지부(200) 및 커버부(400)는 결합될 수 있다.
도 4는 도 1의 흡착 유닛의 유연 흡착패드 및 지지부의 분해 단면예시도이고, 도 5는 도 4의 흡착 유닛의 조립 단면을 개략적으로 나타낸 예시도이고, 도 6은 도 5의 흡착 유닛의 작동예시도이다. 도 4 내지 도 6에서는 유연 흡착패드(100) 및 지지부(200)를 단순화하여 간략하게 나타내었다.
흡인셀(120)의 중심 간의 제1간격(P1)은 소켓(220)의 중심 간의 제2간격(P2)보다 짧게 형성될 수 있다(도 4의 (a) 참조). 따라서, 흡인셀(120)에 소켓(220)을 삽입하기 위해서는 유연 흡착패드(100)의 후단부에 인장력을 가해 유연 흡착패드(100)의 후단부가 신장(F)되도록 하여 제1간격(P1)이 제2간격(P2)과 동일해지도록 할 수 있다(도 4의 (b) 참조). 그리고, 이렇게 유연 흡착패드(100)의 후단부가 신장된 상태에서 소켓(220)은 흡인셀(120)에 삽입될 수 있다. 흡인셀(120)에 소켓(220)이 삽입된 후 인장력이 제거되면, 유연 흡착패드(100)의 탄성 복원력에 의해 흡인셀(120) 및 소켓(220)은 밀착되어 서로 견고하게 고정될 수 있다.
한편, 유연 흡착패드(100)의 후단부가 신장된 상태에서 소켓(220)이 흡인셀(120)에 삽입되면, 유연 흡착패드(100)는 전단부(121)로 갈수록 단면적이 작아지도록 형상이 변형되어 마련될 수 있다. 그리고, 유연 흡착패드(100)의 전단부(121)는 오목한 형태로 마련될 수 있으며(도 5 참조), 이를 통해, 유연 흡착패드(100)가 석션 컵의 효과를 가지도록 할 수 있다.
구체적으로, 도 6의 (a)에서 보는 바와 같이, 흡착 대상 물체(10)가 타원형 또는 원형과 같이 라운드 지게 형성된 경우, 흡착 대상 물체(10)가 유연 흡착패드(100)의 전단부(121)에 접촉되었을 때, 유연 흡착패드(100)의 전단부(121) 및 흡착 대상 물체(10) 사이의 간격(G)이 작을 수 있다. 즉, 유연 흡착패드(100)의 전단부(121)가 오목하게 형성됨에 따라, 중앙의 흡인셀(120a)은 흡착 대상 물체(10)와 용이하게 밀착될 수 있다. 그리고, 가장자리 부분의 흡인셀(120b)은 흡착 대상 물체(10)와 밀착되지는 않더라도 그 사이의 간격(G)이 작아 질 수 있다.
이에 따라, 흡인셀(120)의 내부에 흡인력이 발생되면 가장자리 부분의 흡인셀(120b)은 흡착 대상 물체(10)에 좀 더 용이하게 밀착되면서 감싸 안게 될 수 있다(도 6의 (b) 참조). 즉, 흡착 대상 물체(10)를 흡착하는 흡인셀의 표면적이 커질 수 있고, 이를 통해, 흡착 대상 물체(10)는 좀 더 강하게 흡착될 수 있다. 흡착 대상 물체(10)에 의해 흡인셀(120)이 가압되면, 유연 지지체(180)도 형상이 변형될 수 있지만, 유연 지지체(180)는 흡인셀(120)의 폭방향 수축 변형에 대한 저항력을 제공하여 흡인셀(120)이 닫히게 되는 것을 방지할 수 있고, 흡착 대상 물체에(10)에는 흡착력이 안정적으로 적용될 수 있다.
유연 지지체(180)는 유연 흡착패드(100) 및 지지부(200)의 결합이 완료된 후에 흡인셀(120)에 삽입될 수 있다. 또는, 유연 지지체(180)는 흡인셀(120)에 먼저 삽입되고, 이후, 유연 흡착패드(100) 및 지지부(200)가 결합될 수 있다.
도 7은 제1의 흡착 유닛의 지지부의 다른 예를 나타낸 평면예시도이다.
도 7에서 보는 바와 같이, 지지부(200)에는 가장자리 부분에 구비되어 연결공(221a)을 가지는 소켓(220a) 만 배치될 수도 있다. 그리고, 이를 제외한 부분에는 소켓은 없이 연결공(221b)만 형성될 수도 있다.
이렇게 되더라도, 가장자리 부분에 구비되는 소켓(220a)에 결합된 유연 흡착패드는 신장된 상태로 고정이 가능할 수 있고, 소켓 및 흡인셀의 결합 공정에 소요되는 시간이 단축되는 효과를 얻을 수 있다.
더하여, 지지부(200)에는 중앙 부분에 구비되어 연결공(221c)을 가지는 소켓(220b)이 더 배치될 수도 있다. 중앙 부분에 구비되는 소켓(220b)의 개수는 특정하게 제한되는 것은 아니며, 지지부(200) 및 유연 흡착패드(100)의 크기에 따라 개수는 적절하게 선정될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 흡착 유닛을 나타낸 분해사시도이고, 도 9는 도 8의 흡착 유닛의 단면예시도이다. 본 실시예에서는 전술한 커버부 대신에 연결라인이 포함될 수 있으며, 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로 반복되는 내용은 가급적 설명을 생략한다.
도 8 및 도 9에서 보는 바와 같이, 지지부(200) 및 부압 제어부(500)는 연결라인(600)에 의해 연결될 수 있다. 연결라인(600)은 일단부가 지지부(200)의 연결공(221)에 연결되고, 타단부는 부압 제어부(500)에 연결될 수 있다. 연결라인(600)은 연결공(221)의 개수에 대응되는 개수로 마련될 수 있다.
그리고, 흡착 유닛은 체크밸브를 포함할 수 있다. 체크밸브는 연결라인(600)의 일부 영역(A)에 구비될 수 있으며, 해당 연결라인(600)을 개별적으로 개폐할 수 있다.
도 10은 도 8의 흡착 유닛의 체크 밸브를 중심으로 나타낸 단면예시도이다.
도 10에서 보는 바와 같이, 체크밸브(700)는 밸브몸체(701), 받침링(703), 볼(705), 멈춤구(706), 탄성부재(707), 결합링(708) 및 압착커버(709)를 가질 수 있다.
밸브몸체(701)는 베이스(210)의 연결공(221)과 나사결합(702)되어 고정될 수 있다. 밸브몸체(701)의 중심은 축 방향으로 관통 형성될 수 있다.
받침링(703)은 밸브몸체(701)의 일단부에 구비될 수 있으며, 중앙에는 관통공(704)이 형성될 수 있다.
볼(705)은 밸브몸체(701)의 내측에 구비될 수 있다. 볼(705)은 받침링(703)의 관통공(704)보다 큰 지름으로 형성될 수 있다.
멈춤구(706)는 밸브몸체(701)의 내측에 밸브몸체(701)의 축 방향으로 연장 형성될 수 있다. 멈춤구(706)의 중앙은 축 방향으로 관통 형성될 수 있으며, 받침링(703)의 관통공(704)과 동일한 중심축을 가질 수 있다. 멈춤구(706)의 내측지름은 볼(705)의 지름보다 작게 형성될 수 있다.
탄성부재(707)는 멈춤구(706)를 감싸도록 구비될 수 있다. 탄성부재(707)의 일단부는 밸브몸체(701)에 밀착되고, 타단부는 볼(705)에 밀착되어 볼(705)을 받침링(703) 방향으로 탄발 지지할 수 있다. 초기 상태에서 볼(705)은 탄성부재(707)에 의해 탄발 지지되어 관통공(704)을 밀폐할 수 있다.
결합링(708)은 연결라인(600)의 일단부에 결합될 수 있으며, 밸브몸체(701)의 타단부에 결합될 수 있다.
압착커버(709)는 밸브몸체(701)의 타단부와 결합되어 결합링(708)을 고정시킬 수 있다. 압착커버(709)는 밸브몸체(701)와 나사 결합될 수 있다.
한편, 체크밸브(700)는 밸브몸체(701)가 베이스(210)에 결합되지 않고, 연결라인(600)에 결합될 수도 있으며, 이를 통해, 체크밸브(700)의 일단부 및 타단부가 모두 연결라인(600)에 결합되도록 구비될 수도 있다.
도 11 및 도 12는 도 10의 체크 밸브의 작동예시도인데, 도 11은 흡착 대상 물체가 흡착된 흡인셀과 연결된 체크밸브의 작동을 나타낸 것이고, 도 12는 흡착 대상 물체가 흡착되지 않은 흡인셀과 연결된 체크밸브의 작동을 나타낸 것이다.
도 11을 더 포함하여 설명하면, 연결라인(600)을 통해 부압이 제공되어 흡인셀에 흡인력이 발생되면 흡인력에 의해 공기(SA)는 흡인되게 되고, 볼(705)은 멈춤구(706) 방향으로 밀리게 된다. 그러면 탄성부재(707)가 압축되어 관통공(704)은 개방되고, 흡인력이 계속해서 제공되면 흡착 대상 물체(10)는 해당 흡인셀에 계속해서 흡착될 수 있다. 그러다가 흡착 대상 물체(10)가 해당 흡인셀을 완전히 밀폐하게 되면 흡인되는 공기 유량은 없게 되어 해당 라인은 진공상태가 되고, 탄성부재(707)의 탄성 복원력에 의해 볼(705)은 관통공(704)을 막게 된다.
한편, 흡착 대상 물체(10)가 유연 흡착패드(100)에 흡착되지 않은 상태에서 각각의 흡인셀에 흡입되는 공기유량을 제1유량이라고 했을 때, 전술한 바와 같이 흡착 대상 물체가 흡착되는 흡인셀에서는 볼(705)이 관통공(704)을 막아 공기의 흐름이 발생하지 않게 되기 때문에, 흡착 대상 물체가 흡착되지 않은 흡인셀에서는 제1유량 큰 제2유량이 발생하게 된다. 그러면, 도 12에서 보는 바와 같이, 탄성부재(707)는 더욱 압축되고 볼(705)은 멈춤구(706)를 밀폐할 수 있게 된다.
제2유량은 체크밸브(700)가 닫히도록 하기 위한 흡인유량으로써 미리 설정될 수 있으며, 따라서, 미리 설정된 흡인유량을 초과하는 흡인유량이 발생하게 되면, 체크밸브(700)가 닫히도록 할 수 있다. 이를 통해, 체크밸브 중에서 흡착 대상 물체가 흡착되지 않은 흡인셀에 연결되는 연결라인에 구비되는 체크밸브는 해당 흡인셀의 흡인력에 의해 밀폐될 수 있다. 유연 흡착패드(100)에 형성된 모든 흡인셀에서 공기의 흡인이 이루어지지 않게 되면, 흡착 대상 물체(10)는 흡착된 흡인셀에 더욱 강하게 흡착될 수 있다.
이하에서는 흡착 유닛의 제조방법에 대해서 설명한다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 유닛 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 13에서 보는 바와 같이, 흡착 유닛 제조방법은 유연 흡착패드 마련단계(S810), 지지부 마련단계(S820) 그리고 결합단계(S830)를 포함할 수 있다.
유연 흡착패드 마련단계(S810)는 유연한 격벽에 의해 구획되어 형성되는 복수 개의 흡인셀을 가지는 유연 흡착패드를 마련하는 단계일 수 있다.
지지부 마련단계(S820)는 베이스와, 베이스에 돌출 형성되고 외부에서 제공되는 부압이 흡인셀에 전달되도록 하는 연결공을 가지는 소켓을 가지는 지지부를 마련하는 단계일 수 있다.
결합단계(S830)는 소켓을 흡인셀에 삽입하여 결합하는 단계일 수 있다. 결합단계(S830)에서는, 유연 흡착패드의 후단부를 신장시킨 상태에서 흡인셀에 소켓을 삽입하여 결합할 수 있다.
소켓이 흡인셀에 삽입된 후 유연 흡착패드를 신장시키는 힘이 제거되면 소켓과 결함된 유연 흡착패드는 전단부로 갈수록 단면적이 작아지도록 형상이 변형되어 마련될 수 있고, 전단부는 오목한 형태로 마련될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착장치를 나타낸 예시도이다.
도 14에서 보는 바와 같이, 흡착장치는 바디부(2000), 연장부(3000), 흡착 유닛(1000), 암(4000) 그리고 홀딩부(4500)를 포함할 수 있다.
연장부(3000)는 바디부(2000)에 연결될 수 있으며, 바디부(2000)의 외측으로 연장될 수 있다. 그리고, 흡착 유닛(1000)은 연장부(3000)의 일단부에 구비될 수 있다. 연장부(3000)는 흡착 유닛(1000)이 바디부(2000)와 가까워지거나 멀어지도록 이동시킬 수 있다. 연장부(3000)는 흡착 유닛(1000)이 바디부(2000)와 가까워지거나 멀어지도록 직선 이동될 수 있다.
흡착 유닛(1000)이 흡착 대상 물체(10)의 상면을 흡착하면, 연장부(3000)는 흡착 유닛(1000)을 상측으로 올릴 수 있다.
암(4000)은 복수개가 구비될 수 있으며, 일단부는 바디부(2000)에 각각 결합될 수 있다. 암(4000)의 타단부는 서로 이격되도록 구비될 수 있으며, 서로 이격된 타단부가 서로 가까워지도록 이동될 수 있다. 암(4000)은 도시된 바와 같이 바디부(2000)와 힌지 연결될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
홀딩부(4500)는 암(4000)의 타단부에 구비될 수 있다. 홀딩부(4500)는 암(4000)이 서로 가까워지도록 이동하면 흡착 대상 물체(10)의 측면을 가압하여 홀딩시킬 수 있다.
흡착 유닛(1000) 및 홀딩부(4500)의 작동 순서는 특정하게 한정되지는 않는다. 예를 들면, 도 14의 (a)에서 보는 바와 같이, 흡착 유닛(1000)에 흡착 대상 물체(10)가 먼저 흡착된 상태에서 연장부(3000)가 상향 이동하고, 이후, 암(4000)이 서로 가까워지도록 이동하여 홀딩부(4500)가 흡착 대상 물체(10)의 측면을 가압하여 홀딩할 수 있으며(도 14의 (b) 참조), 이를 통해, 흡착 대상 물체(10)는 더욱 안정적으로 홀딩될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 유연 흡착패드 110: 격벽
120: 흡인셀 200: 지지부
210: 베이스 220: 소켓
300: 결합링 400: 커버부
500: 부압 제어부 600: 연결라인
700: 체크밸브 1000: 흡착 유닛
2000: 바디부 3000: 연장부
4000: 암 4500: 홀딩부

Claims (12)

  1. 유연한 격벽에 의해 구획되어 형성되는 복수 개의 흡인셀을 가지고, 전단부에 흡착 대상 물체가 접촉되는 유연 흡착패드; 그리고
    상기 유연 흡착패드의 후단부에 결합되는 베이스와, 상기 베이스에 돌출 형성되어 상기 흡인셀에 삽입되고 외부에서 제공되는 부압이 상기 흡인셀에 전달되어 접촉된 상기 흡착 대상 물체가 흡착되도록 상기 흡인셀과 연통되는 연결공이 형성되는 소켓을 가지고, 상기 유연 흡착패드를 지지하는 지지부를 포함하는 흡착 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡인셀의 중심 간의 제1간격은 상기 소켓의 중심 간의 제2간격보다 짧게 형성되고,
    상기 소켓은 상기 유연 흡착패드의 후단부가 신장된 상태에서 상기 흡인셀에 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 흡착 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유연 흡착패드는 전단부로 갈수록 단면적이 작아지도록 형상이 변형되어 마련되는 것을 특징으로 하는 흡착 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유연 흡착패드의 전단부는 오목한 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 흡착 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유연 흡착패드의 후단부에는 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지의 후면은 상기 베이스에 밀착되며,
    상기 플랜지의 전면에 밀착되고, 체결부재에 의해 상기 지지부와 결합되는 결합링을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡착 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 격벽은 두께가 동일한 것을 특징으로 하는 흡착 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 흡인셀은 중심축 방향에 수직한 단면의 형상 및 크기가 같은 다각형 형상인 것을 특징으로 하는 흡착 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 흡인셀의 내부에 구비되고, 상기 흡인셀의 축방향 강성보다 큰 폭방향 강성을 가지도록 형성되어 상기 흡인셀의 폭방향 수축 변형에 대한 저항력을 제공하는 유연 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡착 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유연 지지체는 상기 흡인셀의 내주면에 접촉되는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 흡착 유닛.
  10. 유연한 격벽에 의해 구획되어 형성되는 복수 개의 흡인셀을 가지는 유연 흡착패드를 마련하는 유연 흡착패드 마련단계;
    베이스와, 상기 베이스에 돌출 형성되고 외부에서 제공되는 부압이 상기 흡인셀에 전달되도록 하는 연결공을 가지는 소켓을 가지는 지지부를 마련하는 지지부 마련단계; 그리고
    상기 소켓을 상기 흡인셀에 삽입하여 결합하는 결합단계를 포함하는 흡착 유닛 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 결합단계에서는, 상기 유연 흡착패드의 후단부를 신장시킨 상태에서 상기 흡인셀에 상기 소켓을 삽입하여 결합하는 것을 특징으로 하는 흡착 유닛 제조방법.
  12. 바디부;
    상기 바디부에 연결되고, 상기 바디부의 외측으로 연장되는 연장부;
    제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 기재되고, 상기 연장부의 일단부에 구비되는 흡착 유닛;
    일단부가 상기 바디부에 각각 결합되고, 일정간격으로 이격된 타단부가 서로 가까워지도록 이동하는 복수의 암; 그리고
    상기 암의 타단부에 구비되고, 상기 암이 서로 가까워지도록 이동하면 상기 흡착 대상 물체를 가압하여 홀딩시키는 홀딩부를 포함하는 흡착장치.
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