WO2020009323A1 - 진공 그리퍼 장치 - Google Patents

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WO2020009323A1
WO2020009323A1 PCT/KR2019/005605 KR2019005605W WO2020009323A1 WO 2020009323 A1 WO2020009323 A1 WO 2020009323A1 KR 2019005605 W KR2019005605 W KR 2019005605W WO 2020009323 A1 WO2020009323 A1 WO 2020009323A1
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WO
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ball
housing
spring
gripper device
support
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/005605
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English (en)
French (fr)
Inventor
조호영
Original Assignee
(주)브이텍
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00—Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90—Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B65G47/91—Devices for picking-up and depositing articles or materials incorporating pneumatic, e.g. suction, grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B25J15/0616—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum gripper device, and more particularly, to a vacuum gripper device applied for gripping an article in a vacuum transfer system.
  • the vacuum transfer system refers to a system in which a vacuum pump is operated by compressed air to forcibly discharge the air inside the suction pad, and the product is gripped and transferred to a predetermined position using the negative pressure obtained therein.
  • the suction pad is connected with a separately provided pipe body to form a vacuum gripper device, which is connected to the vacuum pump via the body.
  • Adsorption pads applied to this system are traditionally rigidly fixed to the body, but recently, angular displacements have been proposed to be able to adapt adaptively to the surface shape of the object to be transported.
  • the 'vacuum cup assembly' of Korean Patent No. 10-0932775 proposed by the present inventor.
  • the vacuum cup assembly 100 is rotatably connected to a pipe-shaped ball joint 102 and a distal ball 103 of the ball joint 102 inserted into the cylindrical body 101.
  • the pad part 104 to be fastened, the ring-member 105 seated while covering the upper surface of the pad part 104, and are coaxially disposed on the outside of the body 101 to elastically pressurize the ring-member 105.
  • the coil spring 106 is made to include.
  • the inner space S of the pad part 104 communicates with the outside through the ball joint 102 and the inner passages 107 and 108 of the body 101.
  • the inner space S of the pad part 104 is exhausted by the operation of the vacuum pump connected to the upper end of the body 101, and the object to be conveyed P is gripped by the generated negative pressure.
  • the article P is conveyed with the vacuum cup assembly 100 to a predetermined position and separated therefrom, and the vacuum cup assembly 100 returns to its original position for the next operation.
  • the vacuum cup assembly 100 of this structure is capable of angular displacement ( ⁇ 1, ⁇ 2) and equilibrium return of the pad portion 104 corresponding to the surface shape or inclination of the object to be conveyed (P), and the ring-member ( By using the up-down method of 105, the pad part 104 may be easily separated and assembled.
  • the pad portion 104 is configured to be directly coupled to the ball portion 103 of the ball joint 102 including a ball support and a flexible pad attached and fixed to the lower portion thereof.
  • the excessive load caused by the load of the article causes the conveyance operation to become unstable, as well as the arrangement of the elements such as the pad part 104, the ring member 105, the spring 106, and the ball joint 102.
  • the assembly relationship is quite fragile.
  • the present invention is proposed to solve the above problems of the prior art. It is an object of the present invention to configure the pad part direction in advance to be adjustable and set, and to automatically return to the adjusted and set forward direction even when the pad part is arbitrarily rotated about the ball joint, so that it is always accurate in the forward direction when holding the article. It is to provide a gripper device to be gripped.
  • Another object of the present invention is to provide a rigid ball-housing separately from the pad part and to organically configure the pad part and the exhaust passage, thereby improving durability and stability of the device, while also focusing on the ball joint. It is an object of the present invention to provide a gripper device that can be rigidly configured and maintained.
  • the gripper device of the present invention is vertically disposed and includes a support including a ball joint with a ball portion formed at a lower end, a ball housing rotatably fastened to the ball portion, and fixed to a lower portion of the ball housing to rotate together with the ball housing. And a coil spring, the coil pad being coaxially disposed on an outer side of the support and having an upper end contacting the support to pressurize the ball-housing longitudinally.
  • Means for securing said spring said spring comprising a key bent at both ends, said support and ball-housing comprising a plurality of key-grooves corresponding to said key;
  • the key grooves are spaced apart along the outer periphery formed in the support and the ball housing, respectively.
  • the ball-housing includes a container-type ball-cup portion for accommodating the ball portion, and a block-shaped body coupled to a lower portion of the ball-cup portion and having a suction pad portion fixed thereto;
  • the key groove is formed at the outer circumference of the ball-cup portion.
  • the pad portion penetrates through the body, and preferably penetrates in the cross-direction, and communicates with the formed exhaust passage.
  • a vacuum pump may be disposed in the lateral exhaust passage.
  • the spring is a conical spring, in which a key at the wide end of the spring is selectively fitted into a plurality of key-grooves formed at the outer circumference of the ball-cup portion.
  • the gripper device of the present invention is set so that the forward direction of the pad part is adjustable, and is configured to automatically return to the forward direction set by the action of the spring even if the pad part rotates in any direction about the ball joint during the article transfer operation. Accordingly, since the pad portion always grips the article in the forward direction with respect to the orientation of the article, there is a significant effect to improve the stability and speed of the article transfer operation.
  • the gripper device of the present invention is provided with a rigid ball-housing separately from the pad part and organically designed therein the pad part and the exhaust passage, thereby improving durability and stability of the device, There is an effect that the combination of elements can be firmly constructed and maintained.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional vacuum cup assembly or gripper device.
  • FIG. 2 is a perspective view of a gripper device according to the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded view of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 5 is a functional diagram of FIG.
  • 'vacuum gripper device' hereinafter referred to as 'gripper device'
  • 'gripper device' the gripper device according to the present invention is denoted by reference numeral 10.
  • the gripper device 10 of the present invention is disposed vertically and includes a support 11 including a ball joint 16 having a ball portion 17 formed at the bottom thereof, and rotating the ball portion 17.
  • a ball-housing 12 which is possibly fastened, a suction pad part 13 fixed to the bottom of the ball-housing 12 and rotating together with the ball-housing 12, wherein the support 11 It further comprises a coil spring (14) coaxially disposed on the outer side of the upper end and in contact with the support (11) for urging the ball-housing (12) longitudinally elastically.
  • the support part 11 is configured to include a vertical plug 15 and a pipe-shaped ball joint 16 installed below the plug 15 integrally.
  • the plug 15 here is an element that allows the gripper device 10 of the present invention to be connected to a vacuum transfer system.
  • the plug 15 is coupled to the ball joint 16.
  • the plug 15 and the ball joint 16 may be integrally molded.
  • the ball joint 16 is fixed to the upper end is inserted into the lower end of the plug 15 integrally, wherein the end ball 17 of the ball joint 16 protrudes downwardly.
  • the ball housing 12 accommodates the ball portion 17 of the ball joint 16 and is rotatably fastened about the ball portion 17. Specifically, the ball-housing 12 is coupled to the lower portion of the ball-cup portion 18 and the container-type ball-cup portion 18 is fastened to the covering 21 while receiving the ball portion 17 It includes a block-shaped body 19 to which the suction pad portion 13 is fixed.
  • Reference numeral 20 in the figure is a plate provided for bolt connection between the outward flange portion of the top of the ball-cup section 18 and the body 19.
  • the plug 15 of the support part 11 and the ball-cup part 18 of the ball housing 12 which face each other include a plurality of key grooves 22 and 23 spaced apart along each outer circumference.
  • the body 19 of the ball-housing 12 includes an exhaust passage 24 formed through the cross-direction.
  • the suction pad part 13 is fastened to the lower part of the ball housing 12 and rotates together with the ball housing 12, and the inner space S communicates with the outside via a predetermined passage.
  • the pad portion 13 is adhesively or screwed tightly fixed to the lower end of the body 19 of the ball-housing 12, in the present embodiment illustrates a plate-shaped pad formed with a plurality of space (S)
  • S space
  • only porous pads or cup pads may be applied without limitation.
  • the pad part 13 penetrates through the body 19, preferably in the transverse direction, and communicates with the formed exhaust passage 24.
  • a vacuum pump communicating with the exhaust passage 24 is disposed inside or outside the exhaust passage 24 and high-speed compressed air is discharged through the vacuum pump 24, the space S inside the pad part 13 ) Air is drawn into the vacuum pump by the air pressure and discharged with the compressed air (see solid arrow).
  • reference numeral 25 denotes a compressed air supply port as one opening of the exhaust passage 24, which is opened and utilized when the vacuum ejector is disposed inside the exhaust passage 24, but closed otherwise.
  • the other opening of the exhaust passage 24 is an air outlet.
  • the inner space S of the pad portion 13 is moved to the outside via the body 19 ⁇ ball-cup portion 18 ⁇ ball-joint 16 ⁇ plug 15 in order. It may be designed to extend (see dashed arrow), but in this case the exhaust path is long and inefficient, as well as the organic coupling and action relationship between each element 11-19 is under the influence of high air pressure. Indeed, the above design of the present embodiment is considered to be advantageous.
  • the pad portion 13 is preferably formed in the oval or rectangular contact outer edge to the gripping article.
  • the object to be conveyed is a rectangular shape having a long shape in one direction, a long oval or rectangular pad in the same direction will be effectively applied.
  • the ball-housing 12 rotates freely unless there is a forcing force, and in this case, the pad portion ( The direction of 13) does not coincide with the direction of the article, making accurate and safe gripping of the article impossible.
  • the present invention is designed such that, using the spring 14, the ball-housing 12 can have a constant orientation ('forward') with respect to the article. As long as the forward direction is required, even if the pad portion 13 is circular, it can be effectively applied.
  • the spring 14 is a coil spring that is disposed coaxially to the outside of the support 11 and one end is supported by the support 11 to press the entire ball-housing 12 in the longitudinal direction.
  • the gripper device 10 of the present invention may be adjusted and set in the forward direction of the pad part 13 using the spring 14, and the spring 14 may be rotated after the pad part 13 is rotated in the forward direction.
  • the transverse elasticity of the is designed to act in the opposite direction of its rotation such that the ball-housing 12 and the pad portion 13 automatically return back to the forward direction.
  • the spring 14 has a key (26, 27) formed by bending both ends, the plug 15 and the ball-housing of the support (11)
  • a plurality of key grooves 22, 23 are formed on the outer periphery formed in the ball-cup portion 18 of (12) to selectively correspond to the keys 26,27.
  • a plurality of key grooves formed at both end keys 26 and 27 of the spring 14 are formed in the support part 11 and the ball-housing 12, specifically, the plug 15 and the ball-cup part 18, respectively. It is selectively fitted and fixed to (22, 23), whereby the forward direction of the pad portion 13 relative to the gripping article can be adjusted and set (set).
  • the spring 14 is a conical spring
  • the key 27 of the wide end of the spring 14 is formed in the plurality of key-groove 23 formed on the outer periphery of the ball-cup portion 18. Is fitted and fixed.
  • the gripper device 10 is used when the support 11 plug 15 is connected to a vacuum transfer system.
  • the key grooves 22 and 23 are variously selected to correspond to the keys 26 and 27. By looking at it, the positive direction of the pad part 13 can be adjusted and set.
  • the internal space S of the pad part 13 is an exhaust passage inside the body 19. It is exhausted to the outside through the 24.
  • a negative-pressure is generated in the internal space S, and the article is gripped by the gripper device 10 and transferred to the predetermined place by the negative pressure.
  • the article is then manipulated and removed by the operator, and the gripper device 10 returns to the original position where the article was loaded for repetitive work.
  • the gripper device 10 may adaptively correspond to the surface shape of the object to be conveyed through the angle ( ⁇ 1, ⁇ 2 in FIG. 1) displacement of the pad part 13 in the process of contacting, conveying, and separating.
  • the points that can be maintained, the balance of the pad portion 13 by the longitudinal elasticity of the springs 14, and the like are not functionally different from those of FIG.
  • the pad part 13 may be arbitrarily rotated about the ball part 17 together with the ball housing 12 by an external force such as an operator's force after the transfer.
  • an external force such as an operator's force after the transfer.
  • the ball-housing 12 and the pad portion 13 automatically return to the initially set forward direction by the spring 14 pressing the pad portion 13 in the opposite direction of the external force (see arrow). In this return state, it comes into contact with the surface of the next transfer object.
  • the pad portion 13 is capable of repeatedly holding the article in the forward position at all times.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

본 발명은 진공이송 시스템에 적용되는 진공 그리퍼 장치에 관한 것이다. 이 그리퍼 장치는 볼-조인트를 일체로 포함하는 지지부와, 상기 볼-조인트 끝단의 볼부에 회전 가능하게 체결되는 볼-하우징과, 상기 볼-하우징의 단부에 체결되어 함께 회전하는 패드부를 포함하며, 상기 몸체의 외측에 동축 배치되고 양단이 상기 지지부 및 볼-하우징에 각 끼워져 고정되는 코일 스프링을 더 포함하여 이루어진다. 특히, 상기 스프링의 양단에는 키(key)가 형성되고 이에 대응하여 상기 지지부 및 볼-하우징에는 복수의 키-홈이 형성되어, 이송대상 물품에 대한 상기 볼-하우징의 정방향이 조정 및 설정되며, 이송작업시 볼-하우징 및 패드부가 임의 회전하더라도 상기 스프링에 의해 정방향으로 자동 복귀된다. 따라서 언제나 정확한 방향에서 물품의 파지가 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

진공 그리퍼 장치
본 발명은 진공 그리퍼 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 진공이송 시스템에서 물품의 파지를 위하여 적용되는 진공 그리퍼 장치에 관한 것이다.
진공이송 시스템이란 압축공기로 진공펌프를 작동하여 흡착패드 내부의 공기를 강제로 배출시키면서, 이때 그 내부에 얻어지는 부압을 이용하여 물품을 파지하고 정해진 위치로 이송시키는 시스템을 말한다. 이 시스템에서, 상기 흡착패드는 별도로 제공되는 파이프형 몸체와 연결되어 진공 그리퍼 장치를 구성하며, 상기 몸체를 매개로 하여 진공펌프에 접속된다.
이 시스템에 적용되는 흡착패드는 전통적으로 몸체에 견고하게 고정되는 구조이나, 최근에는 이송대상 물품의 표면 형태에 적응적으로 대응할 수 있도록 각 변위가 가능하게 고정되는 것들이 제안되고 있다. 예컨대 본 발명자에 의하여 제안된 대한민국 특허 제10-0932775호의 '진공컵 어셈블리'가 그것이다.
도 1을 참조하면, 상기한 진공컵 어셈블리(100)는 원통형 몸체(101) 내부에 삽입된 파이프형 볼-조인트(102), 상기 볼-조인트(102)의 말단 볼부(103)에 회전 가능하게 체결되는 패드부(104), 상기 패드부(104)의 상면을 감싸면서 안착되는 링-부재(105), 상기 몸체(101)의 외측에 동축 배치되어 상기 링-부재(105)를 탄력적으로 가압하는 코일 스프링(106)을 포함하여 이루어진다. 물론 상기 패드부(104)의 내부공간(S)은 볼-조인트(102) 및 몸체(101)의 내부 통로(107,108)를 통해 외부와 소통한다.
당연하게 상기 패드부(104)의 내부공간(S)은 상기 몸체(101) 상단에 접속되는 진공펌프의 작동에 의하여 배기되며, 이때 생성된 부압에 의하여 이송대상 물품(P)이 파지된다. 이 상태에서 상기 물품(P)은 진공컵 어셈블리(100)와 함께 정해진 위치로 이송되고 그로부터 분리되며, 상기 진공컵 어셈블리(100)는 다음 작업을 위하여 원위치로 돌아간다.
이 구조의 진공컵 어셈블리(100)는 이송대상 물품(P)의 표면 형태나 기울기에 대응하여 상기 패드부(104)의 각 변위(θ1, θ2) 및 평형복귀가 가능하며, 상기 링-부재(105)의 업-다운(Up-Down) 방식을 이용하여 패드부(104)의 분리 및 조립이 편리한 이점이 있다.
그러나 여기에는 다음의 주요한 문제가 있다.
첫째, 상기한 파지-이송-분리-복귀 과정에서 상기 패드부(104)가 볼-조인트(102)를 중심으로 자유롭게 회전됨에 따라 반복 공정에서 소정의 방향 또는 자세에서 물품의 정확한 파지가 이루어지지 못하게 된다. 이는 물품 이송작업의 안정성에 큰 위험을 야기할 수 있으므로 그에 대한 대책이 필요할 것이나, 구조적으로는 해결되지 못하고 있는 실정이다. 이에 현장에서는 작업자가 손으로 잡고 패드부(104)의 방향을 조절하지만, 공정상 비경제적인 것은 당연하다.
둘째, 구성상 상기 패드부(104)가 볼 지지대 및 그 하부에 부착 고정된 유연패드를 포함하여 상기 볼-조인트(102)의 볼부(103)에 직접 결합하게 됨에 따라 상기 패드부(104)에 물품 하중에 의한 부하가 과도하게 발생하여 이송작업이 불안정하게 됨은 물론, 볼-조인트(102)를 중심으로 한 패드부(104), 링-부재(105), 스프링(106) 등 요소의 배치 및 조립 관계가 상당히 취약하게 된다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것이다. 본 발명의 목적은, 상기 패드부 방향을 미리 조정 및 설정 가능하도록 구성하고, 상기 패드부가 볼-조인트를 중심으로 임의 회전하더라도 애초에 조정 및 설정된 정방향으로 자동 복귀되도록 함으로써, 물품 파지시 항상 정방향에서 정확한 파지가 이루어지게 되는 그리퍼 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 패드부와는 별도로 견고한 볼-하우징을 구비하고 거기에 패드부 및 배기 통로 등을 유기적으로 구성함으로써 장치의 내구성 및 안정성을 향상시키는 한편, 볼-조인트를 중심으로 한 요소의 결합이 견고하게 구성되고 유지될 수 있는 그리퍼 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 그리퍼 장치는 수직적으로 배치되고 하단에 볼부가 형성된 볼-조인트를 포함하는 지지부, 상기 볼부에 회전 가능하게 체결되는 볼-하우징, 상기 볼-하우징의 하부에 고정되어 볼-하우징과 함께 회전되는 흡착 패드부, 상기 지지부의 외측에 동축 배치되고 상단이 상기 지지부에 접촉되어 상기 볼-하우징을 종-방향 탄력으로 가압하는 코일 스프링을 포함하는 그리퍼 장치를 기반으로 한다.
여기에서,
상기 스프링이 고정되도록 하기 위한 수단으로서, 상기 스프링은 양단에 절곡 형성된 키(key)를 포함하고, 상기 지지부 및 볼-하우징은 상기 키에 대응하는 복수의 키-홈을 포함하며;
상기 스프링의 양단 키가 상기 지지부 및 볼-하우징의 키-홈에 선택적으로 끼워져 고정됨에 따라, 파지 대상 물품에 대한 상기 패드부의 정방향이 조정 및 설정될 수 있으며;
상기 볼-하우징이 임의 회전되면 상기 스프링이 그 반대 방향으로 가압하여, 상기 볼-하우징 및 패드부가 상기 설정된 정방향으로 자동 복귀되도록 하는 것;
을 특징으로 한다.
상기 키-홈은 지지부 및 볼-하우징에 각각 형성된 외주연을 따라 이격적으로 형성된다.
바람직하게,
상기 볼-하우징은 상기 볼부를 수용하는 용기형 볼-컵부와, 상기 볼-컵부의 하부에 결합되고 그 하부에 흡착 패드부가 고정되는 블록형 몸체를 포함하며;
상기 키-홈은 볼-컵부의 외주연에 형성된다.
상기 패드부는 상기 몸체를 관통하여, 바람직하게는 횡-방향으로 관통하여, 형성된 배기통로와 연통하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 횡-방향 배기통로에는 진공펌프가 배치될 수 있다.
상기 스프링은 원추형 스프링으로, 상기 스프링의 넓은 쪽 단부의 키가 상기 볼-컵부의 외주연에 형성된 복수의 키-홈에 선택적으로 끼워져 고정된다.
본 발명의 그리퍼 장치는 패드부의 정방향이 조정 가능하게 설정되며, 물품 이송작업시 패드부가 볼-조인트를 중심으로 임의 방향으로 회전하더라도 상기 스프링의 작용에 의하여 설정된 정방향으로 자동 복귀되도록 구성된다. 이에 물품의 방향성에 대하여 상기 패드부가 항상 정방향으로 대응하여 물품을 파지하므로, 물품 이송작업의 안정성 및 신속성을 향상시키는데 상당한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 그리퍼 장치는 패드부와는 별도로 견고한 볼-하우징을 구비하고 거기에 패드부 및 배기 통로 등을 유기적으로 설계함으로써 장치의 내구성 및 안정성을 향상시키는 한편, 볼-조인트를 중심으로 한 요소의 결합이 견고하게 구성되고 유지될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 진공컵 어셈블리 또는 그리퍼 장치의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 그리퍼 장치의 사시도.
도 3은 도 2의 분해도.
도 4는 도 2의 단면도.
도 5는 도 2의 작용도.
[부호의 설명]
10. 그리퍼 장치
11. 지지부
12. 볼-하우징
13. 패드부
14. 스프링
15. 플러그
16. 볼-조인트
17. 볼부
18. 볼-컵부
19. 몸체
20. 판재
21. 커버링
22,23. 키-홈
24. 배기통로
25. 공급포트
26,27. 키
S. 내부공간
이상에 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명 '진공 그리퍼 장치'(이하 '그리퍼 장치'라 함)의 특징과 작용효과들은, 이하에서 첨부도면을 참조하여 설명하는 실시예 기재를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 도 2 이하의 도면에서 본 발명에 따른 그리퍼 장치가 부호 10으로 표시되어 있다.
도 2 내지 4를 참조하면, 본 발명의 그리퍼 장치(10)는 수직적으로 배치되고 하단에 볼부(17)가 형성된 볼-조인트(16)를 포함하는 지지부(11), 상기 볼부(17)에 회전 가능하게 체결되는 볼-하우징(12), 상기 볼-하우징(12)의 하부에 고정되어 볼-하우징(12)과 함께 회전되는 흡착 패드부(13)를 포함하며, 여기에 상기 지지부(11)의 외측에 동축 배치되고 상단이 상기 지지부(11)에 접촉되어 상기 볼-하우징(12)을 종-방향 탄력으로 가압하는 코일 스프링(14)을 더 포함하여 이루어진다.
상기 지지부(11)는 수직형 플러그(15)와 상기 플러그(15)에 하방 설치된 파이프형 볼-조인트(16)를 일체로 포함하여 구성된다. 여기에서의 상기 플러그(15)는 본 발명의 그리퍼 장치(10)를 진공이송 시스템에 연결되도록 하는 요소로서 본 실시예에서는 상기 볼-조인트(16)와 서로 체결되어 구성된 것을 예시하지만, 필요에 따라 상기 플러그(15)와 볼-조인트(16)는 일체로 성형될 수 있다.
구체적으로, 상기 볼-조인트(16)는 상단부가 플러그(15)의 하단부 내측으로 삽입되어 일체로 고정되며, 이때 상기 볼-조인트(16)의 끝단 볼부(17)는 하방으로 돌출 연장된다.
상기 볼-하우징(12)은 볼-조인트(16)의 볼부(17)를 수용하며, 상기 볼부(17)를 중심으로 회전 가능하게 체결되는 것이다. 구체적으로, 상기 볼-하우징(12)은 볼부(17)를 수용하면서 커버링(21)으로 체결되는 용기형 볼-컵부(18)와, 상기 볼-컵부(18)의 하부에 결합되고 그 하부에는 흡착 패드부(13)가 고정되는 블록형 몸체(19)를 포함한다. 도면에서 부호 20은 상기 볼-컵부(18) 상단의 외향 플랜지 부분과 몸체(19) 간 볼트 연결을 위하여 제공된 판재이다.
이상에서, 서로 대향하는 상기 지지부(11)의 플러그(15)와 볼-하우징(12)의 볼-컵부(18)는 각 외주연을 따라 이격 형성된 복수의 키홈(22,23)을 포함한다. 또한, 상기 볼-하우징(12)의 몸체(19)는 횡-방향으로 관통하여 형성된 배기통로(24)를 포함한다.
상기 흡착 패드부(13)는 볼-하우징(12)의 하부에 체결되고 볼-하우징(12)과 함께 회전하며, 그 내부공간(S)은 소정의 통로를 경유하여 외부로 연통된다. 구체적으로, 상기 패드부(13)는 볼-하우징(12)의 몸체(19) 하단부에 접착식 또는 나사식으로 밀착 고정되는 것으로서, 본 실시예에서는 다수의 공간(S)이 형성된 플레이트형 패드를 예시하였으나, 단지 다공질 패드 또는 컵형 패드 등이 제한 없이 적용될 수 있을 것이다.
도 4를 참조하여 보면, 상기 패드부(13)는 상기 몸체(19)를 관통하여, 바람직하게는 횡-방향으로 관통하여, 형성된 배기통로(24)와 연통한다. 예컨대 상기 배기통로(24)와 소통하는 진공펌프가 그 배기통로(24)의 내부 또는 외부에 배치되고 상기 진공펌프를 관통하여 고속의 압축공기가 배출된 때, 패드부(13) 내부공간(S)의 공기가 그 공기압에 의하여 진공펌프 내부로 유인되어 그 압축공기와 함께 배출되는 것이다(실선 화살표 참조). 도면에서 부호 25는 상기 배기통로(24)의 일측 개구로서 압축공기 공급포트이며, 이는 상기 진공 이젝터가 배기통로(24) 내부에 배치되는 경우에 개방 및 활용되지만 그렇지 않은 경우에는 폐쇄된다. 상기 배기통로(24)의 타측 개구가 공기 배출구임은 당연하다.
이와 달리, 필요에 따라서는, 상기 패드부(13)의 내부공간(S)이 몸체(19)→볼-컵부(18)→볼-조인트(16)→플러그(15)를 차례로 경유하여 외부로 연장되는 것으로 설계될 수도 있을 것이나(점선 화살표 참조), 이 경우에는 배기 경로가 길어져 효율적이지 못할 뿐만 아니라, 그로 인하여 각 요소(11-19) 간의 유기적 결합 및 작용 관계가 고속 공기압의 영향하에 놓이게 되므로, 실제로 본 실시예의 위 설계가 유리한 것으로 판단된다.
다시 도 2 내지 4를 참조하면, 바람직하게 상기 패드부(13)는 파지 물품에 대한 접촉 외연이 타원형 또는 장방형으로 형성된 것이다. 예컨대 이송대상 물품이 일방향으로 긴 형태의 장방형이라면 이에 대응하여 같은 방향으로 긴 타원형 또는 장방형 패드가 효과적으로 적용될 것인데, 이때 볼-하우징(12)은 강제력이 없는 한 자유롭게 회전하는 것이고 이 경우 그 패드부(13)의 방향은 물품의 방향과 일치되지 않게 되어 물품의 정확하고 안전한 파지는 불가능해진다.
이에 본 발명은, 상기 스프링(14)을 이용하여, 상기 볼-하우징(12)이 물품에 대하여 일정한 방향성('정방향')을 가질 수 있도록 설계되는 것이다. 정방향이 요구되는 한, 상기 패드부(13)가 원형인 것이어도 유효하게 적용될 수 있다.
상기 스프링(14)은 지지부(11)의 외측에 동축적으로 배치되고 일단이 상기 지지부(11)에 지지되어, 상기 볼-하우징(12) 전체를 종-방향 탄력으로 가압하는 코일 스프링이다. 본 발명의 그리퍼 장치(10)는 특히 상기 스프링(14)을 이용하여 상기 패드부(13)의 정방향이 조정 및 설정될 수 있으며 상기 패드부(13)가 정방향에서 회전된 후에는 스프링(14)의 횡-방향 탄력이 그 회전의 반대 방향으로 작용하여 볼-하우징(12) 및 패드부(13)가 다시 정방향으로 자동 복귀되도록 설계된다.
구체적으로, 상기 스프링(14)이 고정되도록 하기 위한 수단으로서, 상기 스프링(14)은 양단을 절곡하여 형성된 키(26,27)를 가지며, 상기 지지부(11)의 플러그(15) 및 볼-하우징(12)의 볼-컵부(18)에 각 형성된 외주연에는 키-홈(22,23)이 복수로 형성되어 상기 키(26,27)에 선택적으로 대응한다. 이에 상기 스프링(14)의 양단 키(26,27)가 상기 지지부(11) 및 볼-하우징(12), 구체적으로는 플러그(15) 및 볼-컵부(18)에 각각 형성된 복수의 키-홈(22,23)에 선택적으로 끼워져 고정되며, 이에 따라서 파지 물품에 대한 상기 패드부(13)의 정방향이 조정 및 설정(세팅)될 수 있는 것이다.
본 실시예에서 상기 스프링(14)은 원추형 스프링으로서, 상기 스프링(14)의 넓은 쪽 단부의 키(27)가 상기 볼-컵부(18)의 외주연에 형성된 복수의 키-홈(23)에 끼워져 고정된다.
이상의 그리퍼 장치(10)는 상기 지지부(11) 플러그(15)가 진공이송 시스템에 연결되어 사용되는데, 이때 상기 키(26,27)에 대응하여 상기 키-홈(22,23)을 다양하게 선택해 봄으로써 상기 패드부(13)의 정방향을 조정 및 설정할 수가 있다.
도 4 및 5를 참조하면, 상기 패드부(13)가 물품의 표면에 접촉한 상태에서 상기 진공펌프가 작동하면 상기 패드부(13)의 내부공간(S)은 몸체(19) 내부의 배기통로(24)를 통하여 외부로 배기된다. 이 과정에서 내부공간(S)에 부압(negative-pressure)이 생성되고 그 부압에 의하여 물품이 그리퍼 장치(10)에 파지되어 정해진 장소로 이송된다. 그러면 작업자에 의하여 물품이 조작 및 분리되고, 그리퍼 장치(10)는 반복작업을 위하여 물품이 적재된 본래의 위치로 되돌아가게 된다.
상기한 접촉, 이송, 분리 등의 과정에서 본 발명의 그리퍼 장치(10)가 상기 패드부(13)의 각(도 1의 θ1,θ2) 변위를 통하여 이송대상 물품의 표면 형태에 적응적으로 대응할 수 있는 점, 스프링(14)의 종-방향 탄력에 의하여 패드부(13)의 평형이 유지되는 점 등은 기능적으로 도 1의 것과 다르지 않다.
한편, 이송 후 작업자의 힘 등 외력에 의하여 상기 패드부(13)는 볼-하우징(12)과 함께 볼부(17)를 중심으로 임의 회전될 수 있다. 그러나 그 외력이 제거되면, 스프링(14)이 그 외력의 반대 방향으로 상기 패드부(13)를 가압함으로써 상기 볼-하우징(12) 및 패드부(13)가 처음 설정된 정방향으로 자동 복귀(화살표 참조)되며, 이와 같이 복귀한 상태에서 다음의 이송대상 물품의 표면에 접촉하게 된다. 따라서 상기 패드부(13)는 항상 정방향 포지션에서 물품의 반복적 파지가 가능해지는 것이다.

Claims (6)

  1. 수직적으로 배치되고 하단에 볼부(17)가 형성된 볼-조인트(16)를 포함하는 지지부(11), 상기 볼부(17)에 회전 가능하게 체결되는 볼-하우징(12), 상기 볼-하우징(12)의 하부에 고정되어 볼-하우징(12)과 함께 회전되는 흡착 패드부(13), 상기 지지부(11)의 외측에 동축 배치되고 상단이 상기 지지부(11)에 접촉되어 상기 볼-하우징(12)을 종-방향 탄력으로 가압하는 코일 스프링(14)을 포함하는 그리퍼 장치에 있어서,
    상기 스프링(14)이 고정되도록 하기 위한 수단으로서, 상기 스프링(14)은 양단에 절곡 형성된 키(26,27)를 포함하고 상기 지지부(11) 및 볼-하우징(12)은 상기 키(26,27)에 대응하는 복수의 키-홈(22,23)을 포함하며;
    상기 스프링(14)의 양단 키(26,27)가 상기 지지부(11) 및 볼-하우징(12)의 키-홈(22,23)에 선택적으로 끼워져 고정됨에 따라, 파지 대상 물품에 대한 상기 패드부(13)의 정방향이 조정 및 설정될 수 있으며;
    상기 볼-하우징(12)이 임의 회전되면 상기 스프링(14)이 그 반대 방향으로 가압하여, 상기 볼-하우징(12) 및 패드부(13)가 상기 설정된 정방향으로 자동 복귀되도록 하는 것이며;
    상기 볼-하우징(12)은 상기 볼부(17)를 수용하는 용기형 볼-컵부(18)와, 상기 볼-컵부(18)의 하부에 결합되고 그 하부에 흡착 패드부(13)가 고정되는 블록형 몸체(19)를 포함하고, 이때 상기 키-홈(22,23)은 볼-컵부(18)의 외주연에 형성되며;
    상기 패드부(13)는 상기 몸체(19)를 횡-방향으로 관통하여 형성된 배기통로(24)와 연통하고, 상기 배기통로(24)와 소통하는 진공펌프가 그 배기통로(24)의 내부에 배치되며, 상기 진공펌프를 관통하여 고속의 압축공기가 배출될 때, 패드부(13) 내부공간(S)의 공기가 그 공기압에 의하여 진공펌프 내부로 유인되어 그 압축공기와 함께 배출되는 것;
    을 특징으로 하는 진공 그리퍼 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 키-홈(22,23)은, 지지부(11) 및 볼-하우징(12)에 각각 형성된 외주연을 따라 이격적으로 형성된 것을 특징으로 하는 진공 그리퍼 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스프링(14)은 원추형 스프링으로, 상기 스프링(14)의 넓은 쪽 단부의 키가 상기 볼-컵부(18)의 외주연에 형성된 복수의 키-홈(22,23)에 선택적으로 끼워져 고정된 것을 특징으로 하는 진공 그리퍼 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 패드부(13)는, 파지 물품에 대한 접촉 외연이 타원형 또는 장방형인 것을 특징으로 하는 진공 그리퍼 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패드부(13)는, 상기 몸체(19)를 관통하여 형성된 배기통로(24)와 연통하는 것을 특징으로 하는 진공 그리퍼 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배기통로(24)의 일측 개구는 압축공기 공급포트(25)인 것을 특징으로 하는 진공 그리퍼 장치.
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