KR20230108834A

KR20230108834A - Gripper apparatus

Info

Publication number: KR20230108834A
Application number: KR1020220004428A
Authority: KR
Inventors: 김복기; 고현두
Original assignee: (주) 인텍플러스
Priority date: 2022-01-12
Filing date: 2022-01-12
Publication date: 2023-07-19
Also published as: KR102629706B1

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 so as to be able to move up and down in a state of being passed through a lift block that moves up and down by an actuator. A collet has gripping pieces arranged at intervals along the circumferential direction on its lower side and is fixed to the lower end of the collet shaft. The clamping nose narrows or widens the distance between the gripping pieces as the collet is drawn upward or drawn downward while penetrating the collet shaft. The gripping mechanism includes a first spring that applies an elastic force to the collet in a direction in which the collet is drawn into the tightening nose, and a first permanent magnet that magnetically attaches the upper head of the collet shaft to the lifting block to maintain the collet drawn out from the tightening nose. When the lifting block is lowered, as pressure is applied to the collet by the object, 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 releases the collet in association with the elevation of the elevation block and returns it to the release 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 particularly, 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.In general, gripper devices are used to pick up and move objects in various industrial fields. A conventional gripper device includes an actuator for operating a grip unit that grips and releases an object, and an actuator for moving the grip unit to an object for gripping an object and moving the grip unit holding the object to a set position. consists of including

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 described above, in the conventional gripper device, since the actuator for holding and releasing the grip unit is configured separately from the actuator for moving the grip unit, control may be complicated, the probability of failure may increase, and energy consumption may increase. A number of problems may arise.

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.An object of the present invention is to provide a gripper device capable of simplifying control, reducing the probability of failure, and reducing 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.A 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 releasing mechanism. The elevating block is supported on the support so as to be elevating. The actuator elevates the elevating block. The collet shaft is supported so as to be able to move up and down while passing through the up and down block. The collet has gripping pieces arranged at intervals along the circumferential direction on its lower side, and is fixed to the lower end of the collet shaft. The clamping nose narrows or widens the distance between the gripping pieces as the collet is drawn upward or drawn downward while penetrating the collet shaft. The gripping mechanism includes a first spring that applies elastic force to the collet in a direction in which the collet is drawn into the tightening nose, and a first permanent magnet that magnetically attaches the upper head of the collet shaft to the lifting block to keep the collet drawn out from the tightening nose. When the lifting block is lowered, as pressure is applied to the collet by the object, 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 releases the collet in association with the elevation of the elevation block and returns it to the release 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 guides the elevation of the plunger by being suspended in a state where the plunger is inserted from the upper side, and the collet shaft passes through the lower side in a state where the tightening nose is fixed. The release block stops the cylinder while passing through the tightening nose according to the bottom dead center movement of the lifting block while being fixed to the support, and the collet shaft is pushed by the descending operation of the plunger to withdraw the collet from the tightening nose. The second spring applies an elastic force to the cylinder in a direction pushing the cylinder downward from the plunger. The second permanent magnet magnetically attaches the cylinder to the lifting block to hold the collet withdrawn from the tightening nose. The return stopper limits the lifting operation of the collet shaft and the lifting operation of the cylinder according to the top dead center movement of the lifting block, separating the cylinder from the lifting block and bringing the upper head of the collet shaft into close contact with the lifting 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, since the movement of the collet and the gripping and releasing operations of the collet can be performed by driving one axis of the actuator, control can be simplified, the probability of failure can be reduced, and energy consumption can be reduced. 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;
3 is a cross-sectional view illustrating a process of gripping the collet by the gripper device.
4 and 5 are cross-sectional views illustrating a process of releasing the collet by the gripper device.
6 and 7 are cross-sectional views illustrating a process in which the gripper device returns the collet to a 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 accompanying drawings. Here, the same reference numerals are used for the same components, and repeated descriptions and detailed descriptions of well-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 clarity.

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 lift block 110, an actuator 120, a collet shaft 130, a collet 140, and , 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 move up and down. The elevation block 110 may be supported by a linear guide 111 or the like to be capable of elevation.

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 lifts the lifting block 110 . For example, the actuator 120 includes a screw 121 and a rotation motor 122 . The screw 121 is rotatably supported about a vertical axis in a state of standing upright on the support 101 and screwed to the lifting block 110 . The screw 121 may have an upper end coaxially fixed to the drive shaft of the rotary motor 122 and a lower end rotatably supported by the release block 173 or the support 101 by a bearing or the like.

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 lift the lift block 110 . The rotation motor 122 is configured to rotate the drive shaft drawn out from the body forward and backward. The body of the rotation motor 122 may be fixed to the support 101 in a state in which the driving shaft is vertically erected and directed downward. The rotary motor 122 may fix the screw 121 to the drive shaft on the same axis and rotate the screw 121 forward and backward about a vertical 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 so as to be able to move up and down while passing through the lift block 110 . The collet shaft 130 has a coupling block 131 coupled to the upper end of the collet 140 at its lower end. The coupling block 131 may be configured to fit or screw the upper portion of the collet 140 . The coupling block 131 makes contact with the lower end of the plunger 171 when the plunger 171, which will be described later, descends, allowing 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 an upper end drawn from the lifting block 110 . The upper head 132 is made of a magnetic material such as iron that can be attached to a permanent magnet and can be coupled to the upper end of the collet shaft 130 . Accordingly, the collet shaft 130 may remain attached to the first permanent magnet 162 of the lifting block 110 while the upper head 132 is 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 gripping pieces 141 arranged at intervals along the circumferential direction on the lower side. The collet 140 can move the gripping part of the object 1 in and out of the inner space surrounded by the gripping pieces 141 . The gripping pieces 141 may be arranged circularly at equal intervals by slits having 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 gripping pieces 141 may be placed in a state in which each lower end is free while each upper end is fixed to the collet body 142 . The collet 140 may be made of a metal material having good elasticity. When the gripping pieces 141 are drawn into the tightening nose 150, the upper end connected to the collet body 142 is elastically deformed to narrow the gap, and then, when pulled out from the tightening nose 150, the upper end connected to the collet body 142 It can be restored and the gap widened again. Accordingly, the collet 140 can grip and release the object 1 as the distance between the gripping 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 clamping nose 150 narrows or widens the distance between the gripping pieces 141 as the collet 140 is drawn upward or drawn downward while passing through the collet shaft 130 . The tightening nose 150 supports the collet shaft 130 and the collet 140 so as to be able to move up and down by inserting the collet shaft 130 and the collet 140 into the passage passing vertically.

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 may be supported by inserting the collet 140 into the sleeve 102 mounted in the passage. The tightening nose 150 may be formed to gradually narrow the gap between the gripping pieces 141 when the gripping pieces 141 are drawn in. The tightening nose 150 may be formed with grooves for seating the lower portions of the first and second springs 161 and 174 at an upper end.

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 holding mechanism 160 includes a first spring 161 and a first permanent magnet 162 . The first spring 161 applies an elastic force to the collet 140 in a direction in which the collet 140 is drawn into the tightening nose 150. The first spring 161 may be formed 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 wrapping 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 interposed between the tightening nose 150 and the coupling block 131. Stand by 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 an elastic restoring force, so that the collet 140 ) can be drawn 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 to maintain the collet 140 withdrawn from the tightening nose 150. The magnetic force of the first permanent magnet 162 is set greater than the elastic force of the first spring 161 . The first permanent magnet 162 may be disposed facing the upper head 132 and embedded in the lifting block 110 . As another example, the first permanent magnet 162 may be mounted on the upper head 132, and a 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 the pressure from the object 1 is applied to the collet 140 when the lifting block 110 descends. While doing so, the collet 140 is drawn 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 releases the collet 140 in conjunction with the elevation of the elevation block 110 and returns to the release state. For 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. 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 penetrates the collet shaft 130 while protruding from the lower side of the lifting block 110 . The plunger 171 supports the collet shaft 130 so as to be able to move up and down by inserting the collet shaft 130 into the passage through which it passes vertically. The plunger 171 may support the collet shaft 130 by inserting it into the sleeves 102 mounted in the passage. An upper portion of the plunger 171 may be inserted into and fixed to a 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 lower outer diameter than an upper portion and be stepped. The plunger 171 may have a groove at the lower end of which the upper portion of the second spring 174 is seated. The groove of the plunger 171 may be sized to smoothly enter and exit the coupling block 131 of the collet shaft 130.

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 guides the elevation of the plunger 171 while being suspended from the top with the plunger 171 inserted therein, and penetrates the collet shaft 130 with the tightening nose 150 fixed at the bottom. The cylinder 172 has a hollow shape and is open at the top and bottom. The cylinder 172 guides the elevation 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.A ring member 172a for preventing the plunger 171 from moving upward is mounted in an upper opening of the cylinder 172 . The ring member 172a has an inner diameter smaller than the outer diameter of the lower part of the plunger 171 and is configured 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 be attached to a permanent magnet. Therefore, the cylinder 172 can be maintained attached to the second permanent magnet 175 of the lifting block 110 in a state where the ring member 172a is 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 so that the collet 140 can be taken in and out.

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 stops the cylinder 172 while passing the tightening nose 150 according to the movement of the bottom dead center of the lift block 110 while being fixed to the support 101, thereby causing the plunger 171 to descend. By pushing the collet shaft 130, the collet 140 is withdrawn from the tightening nose 150. The release block 173 is stopped by hanging the lower periphery of the cylinder 172 around the center hole 173a while passing the tightening nose 150 through the center hole 173a according to the bottom dead center movement of the lifting block 110. 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 in a state where 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 withdrawn from the tightening nose 150 by pushing the coupling block 131 of the collet shaft 130 through a downward motion.

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 pulled out to a shorter intermediate length than the maximum length that is withdrawn from the tightening nose 150 to the initial release state, it is possible to lower the drop height of the object (1) upon release of the object (1). The length by which the collet 140 is withdrawn from the tightening nose 150 may be set by adjusting the distance between the plunger 171 and the coupling block 131 based on the holding 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 an elastic force to the cylinder 172 in a direction of pushing the cylinder 172 downward from the plunger 171 . The second spring 174 may be formed of a compression coil spring. The second spring 174 may be disposed between the plunger 171 and the tightening nose 150 while wrapping 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 an 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 to maintain the collet 140 withdrawn from the tightening nose 150. Therefore, by maintaining the release state of the collet 140, the gripped object 1 can be smoothly pulled out. The magnetic force of the second permanent magnet 175 is set 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 embedded in the lifting block 110 . As another example, the second permanent magnet 175 may be mounted on the ring member 172a, and a 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 lifting motion of the collet shaft 130 and the lifting motion of the cylinder 172 according to the top dead center movement of the lifting block 110, thereby separating the cylinder 172 from the lifting block 110 and the collet shaft ( The upper head 132 of 130 is brought into close contact with the lifting block 110. In the return stopper, the stopper body 176 may be disposed on the upper side of the lifting block 110 to face the upper head 132 and be fixed to the support 101 via the stopper bracket 176a. The position of the stopper body 176 is set so that the lifting block 110 reaching the top dead center comes into close contact with the upper head 132 . The lower end of the stopper bracket 176a is positioned so that it can hit the upper end of the cylinder 172 before the elevating 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 stops the collet shaft 130 by coming into contact with the upper head 132 that rises together by the top dead center movement of the lifting block 110 . In this state, when the lifting block 110 continues to move to the top dead center, the lifting block 110 and the rising 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, while the cylinder 172 attached to the lifting block 110 is separated by the second permanent magnet 175, it 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 the top dead center, so that the collet 140 is withdrawn from the tightening nose 150 and released. 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 operation example of the above-described gripper device 100 will be described with reference to FIGS. 3 to 7 together with FIG. 2 . Here, FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a process of gripping the collet by the gripper device. 4 and 5 are cross-sectional views illustrating a process of releasing the collet by the gripper device. 6 and 7 are cross-sectional views illustrating a process in which the gripper device returns the collet to a 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 When attached to the lifting block 110 by the permanent magnet 162, the collet 140 is withdrawn 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 an elastic restoring force is applied to the collet 140 in the direction of drawing 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 gripping pieces 141 of the collet 140, and 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 pulled into the tightening nose 150 by the elastic restoring force of the first spring 161, and the distance between the gripping 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 trying to release the object 1, as shown in FIG. 4, the lifting block 110 descends, passing the tightening nose 150 through the center hole 173a of the release block 173 and , the cylinder 172 is stopped by hooking it around the central hole 173a of the release block 173.

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.Subsequently, as shown in FIG. 5 , the lifting block 110 moves to the bottom dead center. Then, the lifting block 110 comes into contact with the cylinder 172 and is attached by the second permanent magnet 174 . During this process, the plunger 171 moves downward under the guidance of the cylinder 172 to push the collet shaft 130 out. Accordingly, the collet 140 is withdrawn by an intermediate length from the tightening nose 150, thereby releasing the object 1 that has been gripped. At this time, the collet 140 can smoothly discharge the object 1 by maintaining the release state as the lifting block 110 remains attached to the cylinder 172.

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 trying to return the collet 140 to the initial released state for gripping the object 1, as shown in FIG. 6, the lifting block 110 is raised. During 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.Subsequently, as shown in FIG. 7 , when the lifting block 110 moves to the top dead center, the cylinder 172 collides with the stopper bracket 176a of the return stopper and receives 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 . 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 the top dead center. Accordingly, the collet 140 can be withdrawn 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.As described above, according to the gripper device 100 of the present embodiment, since the movement operation of the collet 140 and the operation of gripping and releasing the collet 140 can be performed by driving one axis of the actuator 120, control can be simplified. It can reduce the probability of failure and reduce energy consumption.

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 accompanying drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. You will be able to. Therefore, the true protection scope of the present invention should be defined 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.. lifting block
111.. linear guide 120.. actuator
121..screw 122..rotation motor
130.. collet shaft 131.. coupling block
132.. upper head 140.. collet
141.. Paper 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. Cancellation block 173a.. central hall
174.. Second spring 175.. Second permanent magnet
176..stopper body 176a..stopper bracket

Claims

Elevating block supported on the support to be able to move up and down;
an actuator that lifts the lifting block;
a collet shaft that is supported so as to be moved up and down while passing through the lift block;
a collet having holding pieces arranged at intervals along the circumferential direction at a lower side and fixed to a lower end of the collet shaft;
a clamping nose narrowing or widening the distance between the gripping pieces as the collet is drawn upward or drawn downward while passing through the collet shaft;
A first spring for applying an elastic force to the collet in a direction in which the collet is drawn into the tightening nose, and attaching the upper head of the collet shaft to the lifting block by magnetic force to maintain the collet drawn out from the tightening nose A first permanent magnet is provided, and as pressure is applied to the collet by the object 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 tighten the object a gripping mechanism that grips; and
a releasing mechanism for releasing the collet and returning it to a releasing state in association with the lifting of the lifting block;
Gripper device comprising a.

According to claim 1,
The cancellation mechanism,
a plunger penetrating the collet shaft while protruding from the lower side of the lifting block;
a cylinder that guides the elevation of the plunger while hanging the plunger from the upper side and penetrates the collet shaft while fixing the tightening nose to the lower side;
Stopping the cylinder while passing through the tightening nose according to the bottom dead center movement of the lifting block in a state fixed to the support, pushing the collet shaft by the lowering operation of the plunger to withdraw the collet from the tightening nose block;
a second spring for applying an elastic force to the cylinder in a direction of pushing the cylinder downward from the plunger;
a second permanent magnet which magnetically attaches the cylinder to the lifting block to maintain the collet drawn out from the tightening nose; and
a return stopper for separating the cylinder from the lifting block and bringing the upper head of the collet shaft into close contact with the lifting block by limiting the lifting operation of the collet shaft and the lifting operation of the cylinder according to the top dead center movement of the lifting block;
Gripper device comprising a.

According to claim 1,
The actuator,
A screw rotatably supported in a state erected vertically on the support and screwed to the lifting block, and
and a rotation motor mounted on the support and moving the lift block up and down by forward and reverse rotation of the screw.