KR100293298B1

KR100293298B1 - 작업물을가공장치의작업대에소정위치에서고정하는장치

Info

Publication number: KR100293298B1
Application number: KR1019940004536A
Authority: KR
Inventors: 바실오브리스트; 페르디난드트록슬러
Original assignee: 한스 헤이거; 에로바 에이지
Priority date: 1993-03-09
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 2001-09-17
Also published as: KR940021186A; DK0614725T3; US5415384A; BR9400843A; ES2083304T3; ATE134168T1; EP0614725A3; FI941063A0; DE4307342A1; CN1047979C; CA2117207C; AU669044B2; FI108341B; DE4307342C2; CA2117207A1; JPH07132429A; HK158896A; DE59400115D1; EP0614725B1; GR3019886T3

Abstract

본 발명에 따른 작업물을 가공장치의 작업대에 소정 위치에서 고정하기 위한 장치는 가공장치의 작업 구역에 고정된 기부 부재와 이 기부 부재상에 설치되고 이에 고정된 작업물 지지 부재를 포함한다. 기부 부재와 작업물 지지 부재는 서로에 대하여 수직인 3개의 좌표축을 따라 기부 부재에 대하여 그리고 각도 위치로 작업물 지지 부재를 정렬시키도록 쌍으로 협동작동하는 정렬 수단을 각각 포함한다. 정렬 수단에 의해 한정되는 소정 위치에서 기부 부재에 작업물 지지 부재를 고정시키는 고정력을 발생시키도록 구성된 고정 수단이 마련된다. 정렬 수단은 작업물 지지 부재와 기부 부재에 각각 위치한 협동작동하는 기준 표면의 형태로 Z축 상에 작업물 지지 부재의 위치를 한정하기 위한 제1 정렬 요소쌍을 포함하고, 정렬 수단은 또한 X축 상에 작업물 지지 부재의 위치를 한정하기 위한 제2 정렬 요소쌍과 Y축 상에 작업물 지지 부재의 위치를 한정하기 위한 제3 정렬 요소쌍을 포함한다. 제2 및 제3 정렬 요소쌍 모두는 상호 작동하는 선형 정렬 요소쌍의 형태이다. 상호 작동하는 선형 정렬 요소쌍은 각각 웨지형 중심 결정 롤러 부재와 가공 중심 결정 슬릿을 구비한 대응 부재를 포함한다. 고정 수단은 작업물 지지 부재에 고정된 고정핀 부재와 기부 부재 안에 위치한 고정 척 부재를 각각 포함하는 다수의 고정 부재를 포함한다. 작업물 지지 부재는 작업물 지지 부재가 기부 부재에 고정될 때 기부 부재에 대면하는 측면에 기본적으로 수평인 연속 평면 표면을 포함하고, 이 평면 표면은 기준 표면들 중 하나를 부분적으로 형성한다. X 및 Y축 방향으로 작업물 지지 부재의 위치를 한정하기 위한 제2 및 제3 선형 정렬 요소쌍 중 각각의 하나의 부재는 평면 표면에 직접 연결되고, 상기 고정 수다의 각 고정핀 부재는 또한 상기 평면 표면에 직접 연결된다.

Description

작업물을 가공장치의 작업대에 소정 위치에서 고정하는 장치

제1도는 고정장치의 기부 부재의 단면도.

제2도는 고정장치의 작업물 지지 부재의 단면도.

제3도는 고정장치의 기부 부재의 축소 평면도.

제4도는 고정장치의 작업물 지지 부재의 축소 평면도.

제5도는 고정 공정의 중간 단계, 즉 작업물 지지 부재가 기부 부재에 연결되는 중에 있는 제1도 및 제2도에 의한 고정장치의 단면도.

제6도는 작업물 지지 부재가 기부 부재 상에 정확히 위치 결정된 단계의 제1도 및 제2도에 의한 고정장치의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기부 부재 2 : 지지 부재

3 : 판형 하우징 4 : 고정 척 부재

5 : 선형 정렬 요소 8 : 상부 표면

9 : 하부 표면 12, 13 : 나사

14 : 고정 슬리브 16 : 중공 챔버

19 : 체결볼 20 : 피스톤

27, 28 : 기준 표면 30 : 롤러 부재

본 발명은 작업물을 가공장치의 작업대에 소정 위치에서 고정하는 장치에 관한 것이다. 이 장치는 가공장치의 작업 구역에 고정되는 기부 부재와, 이 기부 부재 상에 위치하여 이에 고정되도록 구성된 작업물 지지 부재를 포함한다.

기부 부재와 작업물 지지 부재는 작업물 지지 부재의 위치를 서로 수직하게 연장되는 3개의 좌표축을 따라 기부 부재에 대하여 그리고 각도 위치에 대하여 정렬하기 위하여 쌍을 이루어 협동 작용하는 정렬 수단을 각각 포함한다.

고정 수단은 정렬 수단에 의해 소정 위치에서 작업물 지지 부재를 기부 부재에 고정하기 위한 고정력을 작용시키도록 구성되어 있다.

정렬 수단은 작업물 지지 부재와 기부 부재에 각각 위한 협동 작용 기준 표면들의 형대로 Z축에 작업물 지지 부재의 위치를 한정하기 위한 제1 정렬 요소 쌍과, X축에 작업물 지지 부재의 위치를 한정하기 위한 제2 정렬 요소쌍과, Y축에 작업물 지지 부재의 위치를 한정하기 위한 제3 정렬 요소쌍을 포함하여, 상기 제2 및 제3 정렬 요소쌍은 협동 작용하는 선형 정렬 요소쌍의 형태를 취한다.

이 협동 작용 선형 정렬 요소쌍은 각각 웨지형 중심 결정기 부재와, 가공 중심 결정 슬릿을 갖춘 대응 부재를 포함한다. 고정 수단은 작업물 지지 부재에 고정된 고정핀 부재와 기부 부재에 위치한 고정 수단을 각각 포함하는 복수개의 고정부재를 구비한다.

이러한 종류의 고정장치는 대응하는 치수를 가질 때에 비교적 크고 무거운 작업물을 가공장치의 작업 구역에 양호하게 한정된 위치에 유지시키는데 사용된다. 또한, 이러한 작업물을 가공 및 금속 절단하는 경우에는 고정장치는 이러한 작동중에 발생하는 현저한 힘에 대하여 가공될 작업물의 위치 정확도에 나쁜 영향을 미치지 않고 견디어야 한다.

크고 무거운 고정장치는 작은 고정장치에서 얻어진 경험에 기초하여 개발되었다. 비교적 작은 구조의 고정장치 중 공지된 한 형태는 X-Y 좌표계에서 X축과 Y축을 따라 양호하게 형성된 각도 위치를 형성하기 위해 중심 고정 수단 주위의 원을 따라 2개의 선형 정렬 요소쌍을 고정장치의 양 부재들 상에 구비한다. 고정 수단이 3개의 좌표축에서 유효하게 연장되는 선은 Z축이다. 웨지형 중심 결정기 부재의 작동 플랜지와 대응 중심 결정 슬릿의 작동 모서리는 Z축에 대하여 반경 방향으로 연장된다.

중심 결정 슬릿은 Z축 방향으로 축방향으로 탄성적인 공통 판 부재에 있는 구멍의 형태이다. 이 판 부재는 작업물 지지 부재에 고정되고 상기 중심 결정기 부재는 고정장치의 기부 부재에 고정된다. 중심적으로 배열된 고정 수단은 기부 부재에 끼워지는 볼 체결 기구를 갖춘 고정 척 부재와 이로부터 돌출하여 작업물 지지 부재에 고정된 고정펀 부재를 포함한다. 작업물 지지 부재를 기부 부재에 고정하기 위하여 고정핀 부재가 고정 척 부재 안엔 도입되고 볼 체결 기구가 작동된다. Z축에 작업물 지지 부재의 위치를 한정하기 위하여 작업물 지지 부재가 기부부재 상에 마련된 기준 표면상의 이들의 정면 표면에 대하여 놓이는 중심 대칭형으로 배열된 핀 부재들을 구비한다.

이러한 구조의 고정장치는 작업물 지지 부재를 기부 부재 상에 매우 높은 위치 재조종성을 갖고 고정할 수 있는 능력에 특징이 있으며, 이 기술 분야에서 상기 능력의 가치는 오랜 시간 동안 특히 가공 작업중에 작업물 지지 부재에 의해 지지된 작업물 상에 작용된 힘이 비교적 낮은 경우에, 예를 들어 작업물을 전기 부식 가공하는 경우에 증명된다.

금속 절단공정에 의한 가공중에 이러한 고정장치의 유용성은 이들의 하중 취급 능력에 의해 제한된다. 따라서, 작업물 지지 부재의 치수보다 크지 않은 치수를 갖는 고정장치를 사용하므로써 단지 작업물만을 가공할 수 있다. 더 큰 작업물을 가공하면 일정한 상황하에서 고정장치에 힘이 발생할 가능성이 있고 또 이 힘이 선형 정렬 요소와 고정 척 부재가 과도하게 변형되어 가공될 작업물의 정확한 위치를 제공하도록 적절한 작업 위치에 더 이상 있지 않게 되는 크기까지 도달하게 될 가능성도 있다.

특히 임계적인 상황은 가공력에 의해서 Z축에 대하여 작업물 지지 부재에 부가된 토오크력에 의해서 발생되는데, 이러한 토오크력은 X 방향 및 Y 방향에서 그리고 각도 방향에 대하여 작업물 지지 부재의 정확한 위치를 유지해주어야 하는 정렬 요소쌍의 작동 플랜지에서 극도로 높은 압력을 생성할 수 있게 된다. 그 결과, 정확하고 양호하게 한정된 작업물 지지 부재의 위치는 더 이상 보장할 수 없게 된다. 이들 압력은 더 큰 작업물을 가공하기 위하여 더 크고 무거운 고정 장치를 마련하여, 이로써 상기 정렬 요소쌍이 이에 대응하여 치수가 커서 더 강하고 Z축으로부터 더 큰 방경방향 거리를 가짐으로써 이상적인 한계내에 유지될 수 있다.

그러나, 상술한 고정장치는 이의 구조에 기인하여 이의 치수를 단지 선형 확대하므로써 매우 크고 무거운 작업물을 가공하기에는 부적합하다. 특히, 고정 수단의 중심 위치는 단일 고정 척 부재가 높은 고정력이 필요해서 매우 큰 치수를 갖기 때문에 이러한 방법으로는 부적합하다. 이러한 경우에 매우 큰 치수 및 중량을 갖는 고정장치는 취급이 불가능하다.

또 다른 문제점은 Z축에 작업물 지지 부재의 위치를 한정하기 위한 기준핀의 위치에 있다. 이 기준핀이 고정력의 작용선으로부터 현저하게 멀리 위치하면 작업자는 작업물 지지 부재의 위치 정확도를 해치는 이의 편향을 고려해야 한다. 또 다른 경우로서, 기준핀이 고정력의 작용선 가까이에 위치하면, 경사 모멘트가 발생하게 되는데 이것도 상기와 동일한 이유로 바람직하지 못하다.

이러한 문제를 해결하는 방법이 유럽 특허 명세서 제0,403,428호에 개시되어 있다. 여기에 개시된 고정장치는 상술한 것과 대체로 동일한 구조를 취하는 4개의 고정 부재를 포함하는데 이들은 매우 작으며 장방형 팔렛의 네 모서리 구역에 위치한다. 4개의 고정 부재 모두는 Z 방향에서 작업물 지지 부재를 한정하기 위한 정렬 요소쌍을 구비한다. 그러나, 4개의 고정 부재 중에서 제1 고정 부재만 X축에서의 위치 한정을 위한 2개의 정렬 요소쌍과 Y축에서의 위치 한정을 위한 2개의 정렬 요소쌍을 구비한다. 제1 고정 부재에 인접한 제2 고정 부재는 X축에서의 위치 한정을 위한 1개의 정렬 요소쌍을 구비하고, 제1 고정 부재에 인접한 제3 고정 부재는 Y축에서의 위치 한정을 위한 1개의 정렬 요소쌍을 구비한다. 제1 고정 부재의 정반대편에 위치한 제4 고정 부재는 X축 또는 Y측에서의 위치 한정을 위한 정렬 요소쌍을 갖지 않는다. 따라서, 전체 장치의 X-Y축에서의 좌표계의 개시 지점은 작업물 지지 부재의 모서리이다. 이 장치에서는 열 효과, 특히 작업물 지지 부재의 여러 부재에서 상이하게 열이 발생하는 단점이 있는데, 이는 고정장치의 전체 길이 및 폭에 걸쳐 나쁜 영향을 미친다.

각각의 경우에 고정 부재들의 중심 위치에 대하여 그리고 이의 균일한 무경사 하중과 관련하여, X축 및 Y축에서의 위치 한정을 선형 정렬 요소쌍은 2개의 선형 정렬 요소쌍이 기하학적인 이유에 기인하여 충분하더라도 전체적으로 4개의 선형 정렬 요소쌍이 이들 축의 방향과 관련되도록 상술한 3개의 고정 부재에서 정반대의 배열 상태로 2중 배열 상대로 마련된다. 4개의 정렬 요소쌍의 상호 배열관계는 구조가 기하학적으로 너무 한정되어 위치 결정의 반복 가능성이 손상되지 않도록 하기 위하여 예외적으로 높은 정도의 설치 정확도를 필요로 한다. 또한, 고정 부재와 그 부속품을 각각 포함하는 4개의 완전한 고정 부재로 인해서 작업물의 양호하게 한정된 고정을 위해서는 매우 높은 비용이 소요된다.

이러한 관점에서 더 간단한 방법이 종래 기술에 개시되어 있는데, 여기서는 4개의 완전한 수단 및 그 부속품 대신에 단지 하나의 고정 수단에 상기한 종류의 4개의 고정 부재를 마련하므로써 고정 부재의 각각의 고정 척 부재가 기부 부재에 설치된다. 그러나, 이 경우에는 고정 척 부재가 원추형 구조를 취하며, 외측에 위치한 볼 체결 기구를 갖는다. 체결 핀 부재는 주조 재료로 제조된 작업물 지지 부재내에 주조되는 체결 슬리브 부재에 의해 대체된다. X축 및 Y축에서의 한정을 위해서 X-Y 좌표계의 개시 지점이 고정장치의 모서리가 되도록 중심적으로 대칭인 관계로 위치한 4개의 정렬 요소쌍이 마련된다. 이러한 구조는 기부 부재와 작업물 지지 부재의 상이한 열 특성이 고정장치의 4개의 모서리 중 하나에 개시 지점을 위치시키는 것에 관여하는 한 매우 바람직하다. 이러한 장치에서 기부 부재에 마련된 선형 정렬 요소들은 웨지형 홈을 갖는 돌출 부재에 의해 구성되고, 상기 돌출 선형 정렬 요소와 협동 작용하는 작업물 지지 부재에 마련된 선형 정렬 요소들은 작업물 지지 부재 안에 삽입되어 이의 양단부에서 고정된 탄성 슬리브 부재들에 의해 구성된다. 고정 슬리브 부재들의 돌출 전방면은 고정 척 부재 주위의 원을 따라 배열된 복수개의 돌기를 형성하는 한편, 기부 부재에 대하여 작업물 지지 부재의 Z축의 위치 한정을 기준 표면을 구성한다.

이러한 구조를 취하는 고정 장치의 단점은 X축 및 Y축에서의 위치를 한정하기 위한 선형 정렬 요소들이 측방향으로 발생하는 힘으로부터 충분히 해제되지 못할 가능성이 있다는 것이다. 이러한 측방향 힘은 상기한 구조를 갖는 모든 고정장치에서 측방향 힘이 Z 방향의 위치 한정을 위한 기준 표면을 따르는 마찰력에 의해서만 흡수되는 효과를 가질 수 있다.

상술한 경우에서, 이들 기준 표면은 비교적 작고 (즉, 고정 부재 당 3개의 작은 치수의 정지 표면), 그 결과로 고정력이 매우 높더라도 마찰에 의해 생성된 보상력이 작업물의 가공에 의해 생성된 측방향 힘을 흡수해서 보상하기에는 불충분 해지게 된다. 따라서, 기부 부재에 대한 작업물 지지 부재의 정확하고 필요로 하는 각도 위치는 작업물 지지 부재의 선형 정렬 요소를 작동시키는 탄성 슬리브 부재가 작업물의 가공 중에 편향되지 않으면서 측방향 힘을 더 이상 흡수할 수 없기 때문에 더 이상 보장되지 않는다. 또 다른 단점은 작업물 지지 부재의 구조가 매우 복잡하고 매우 비싸다는 것이다. 또한, 작업물 지지 부재는 돌출 고정 슬리브 부재가 있음으로써 예를 들어, 추가의 지지 부재와 같은 보조 수단 없이도 평표면상에 고정될 수 있다. 이와 달리, 고정 슬리브 부재의 정면 표면에 위치한 기준 표면이 손상될 위험이 있으며, 그 결과 Z 방향에서의 고정 정확도가 나빠진다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 고정장치의 단점을 피할 수 있는 것으로 작업물 지지 부재 상에 수납된 작업물 상에 특히 큰 가공력이 작용할 때 작업물을 가공 장치의 작업대에 소정 위치에서 고정하기 위한 장치를 마련하는 것이다.

가공 플랜트에서 작업물 지지 부재가 기부 부재보다 더 많은 개수로 필요하다는 관점에서, 본 발명의 다른 목적은 위치 결정의 정확도를 해치지 않으면서 작업물 지지 부재의 제조 비용을 현저하게 감소시킬 수 있는 작업물을 가공장치의 작업대에 소정 위치에서 고정하기 위한 장치를 마련하는 것이다.

작업물 지지 부재가 가능한 한 간단한 구조로 되어 있는 고정장치의 시스템을 작업물 지지 부재를 사용하는 사람이 마련해야 하는 관점에서, 본 발명이 또 다른 목적은 사용자가 고정장치의 제조업자 또는 판매업자에 의해 제공되는 간단한 몇몇 안내지침만으로 자신이 작업물 지지 부재를 설계할 수 있는 상기한 종류의 고정장치 시스템을 마련하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 작업물 지지 부재가 관련되는 한 간단하고 저렴하며 실제의 어떤 작업에도 적용할 수 있는 동시에 높은 정밀도로 가공하기 위하여 작업물 지지 부재에 고정된 작업물이 기부 부재에 연결되었을 때 필요로 하는 위치정확도를 보장할 수 있는 작업물을 가공장치의 작업대에 소정 위치에서 고정하기 위한 장치를 마련하는 것이다.

상기 목적 및 기타의 목적을 얻기 위하여 본 발명은 가공장치의 작업 구역에 고정되는 기부 부재와 이 기부 부재 상에 위치하여 이에 고정되는 작업물 지지 부재를 포함하는 양호하게 설정된 위치에서 작업물을 가공장치의 작업대에 고정하기 위한 장치를 마련한다.

기부 부재와 작업물 지지 부재 각각은 작업물 지지 부재의 위치를 서로 수직하게 연장되는 3개의 좌표축을 따라 기부 부재에 대하여 그리고 각도 위치에 대하여 정렬하기 위하여 쌍으로 양호하게 협동 작용하는 정렬 수단을 포함한다.

고정 수단은 정렬 수단에 의해 설정되는 양호하게 설정된 위치에서 작업물 지지 부재를 기부 부재에 고정시키는 고정력을 생성하기에 적합하게 마련되며, 상기 정렬 수단은 작업물 지지 부재와 기부 부재에 각각 위치한 협동작용 기준 표면의 형태로 Z축에서 작업물 지지 부재의 위치 결정을 위한 제1 정렬 요소쌍을 포함한다.

이 정렬 수단은 X축에서 작업물 지지 부재의 위치를 결정하기 위한 제2 정렬 요소쌍과, Y축에서 작업물 지지 부재의 위치를 결정하기 위한 제3 정렬 요소쌍을 포함하며, 상기 제2 및 제3 정렬 요소쌍은 협동작용하는 선형 정렬 요소쌍의 형태를 취한다.

이들 협동작용하는 선형 정렬 요소쌍은 웨지형 중심 결정기 부재와 정합 중심결정 슬릿을 갖춘 대응 부재를 각기 포함하며, 고정 수단은 작업물 지지 부재에 고정된 고정핀 부재와 기부 부재에 위치한 고정 척 부재를 각각 갖춘 복수개의 고정 부재를 포함한다.

작업물 지지 부재는 이 작업물 지지 부재가 기부 부재에 고정되면 기부 부재에 대면하는 그의 측면에서 기준 표면중 하나를 부분적으로 형성하는 평평한 연속 평표면을 포함하며, X축 및 Y축에서 작업물 지지 부재의 위치 결정을 위한 제2 및 제3 선형 정렬 요소쌍 중 하나의 부재는 평표면에 직접 연결되고 고정 수단의 고정핀 부재도 각각 평표면에 직접 연결된다.

이러한 개념에서 작업물 지지 부재는 평행한 상부 및 하부 표면을 갖는 매끄러운 평판 부재에 의해 구성될 수 있다. 대개, 선형 정렬 요소의 고정핀 부재 및 작업물을 나사에 의해 각각 고정하기 위해 매끄러운 구멍 및 나사형성 구멍들을 상기 판 부재에 마련하기만 하면 된다. 이러한 구조는 제조 비용이 매우 저렴한 동시에 크기 및 평행성 등에서 일정한 최소 요구 조건이 유지되는 한 기부 부재로서 사용자 자신이 제조한 또는 또다른 제조업자에 의해 제조된 작업물 지지 부재를 사용할 수 있는 가능성을 제공한다.

양호하게는, 판 부재는 선형 정렬 요소를 고정시키기 위한 나사 수단를 삽입하는 연속적 보어와 기부 부재에 대향인 측면으로부터 모든 나사 수단이 확실히 작동가능하도록 하는 고정핀을 구비하고 있다.

나사 수단의 반경방향 간격이 보장되도록 이 보어들 내에 수납된 나사 수단의 직경보다 큰 직경을 연속적으로 보어가 갖는다면, 느슨히 연결된 고정핀 부재와 선형 정렬된 요소를 갖는 작업물 지지 부재가 다듬질된 기부 부재에 놓이고 고정되도록 고정핀 부재, 특히 선형 정렬 요소의 정확한 위치가 조절될 수 있다. 그러므로써, 판 부재에 고정된 부품은 기부 부재에 이미 고정된 대응 부재와 정렬된다. 이제, 작업물 지지 부재의 고정핀 부재와 선형 정렬 요소는 상기 언급한 나사 수단을 죔으로써 확실히 고정될 수 있다. 이러한 방법으로, 이러한 부재를 수납하기 위해 통상 필요로 하는 고정밀의 시트(seat)는 더 이상 불필요하고, 이 부재 및 부품의 설치 비용은 이러한 구경 조정 방법에 의해 상당히 감소하게 된다. 또한, 사용자가 그 자신의 사양에 의하여 이러한 작업물 지지 부재를 직접 제조하여 고정핀 부재와 선형 정렬 요소를 단지 판매한다면, 작업물 지지 부재에 요하는 정밀도로 이 핀과 정렬 요소를 장착시키는 것이 훨씬 용이하게 된다.

Z-방향의 기준 표면에 관한 한, 양호한 실시예는 기부 부재 상의 기준 표면이 고정 척 부재 주위에 동심축 상으로 위치하고 고정핀 부재를 위해 제공된 자유 공간을 즉시 경계짓는 기부 부재 표면으로부터 돌출된 환형 표면의 형태로 설계된 것이 도시될 수 있다. 이러한 방법으로, 고정력을 받는 기준 표면이 고정력의 작용선에 가능한한 근접하게 되도록 할 수 있고, 그러므로써 작업물 지지 부재 내로 유도되는 변형력이 가능한한 낮아지게 된다.

더욱이, 이 기준 표면의 유효 면적은 작업물 지지 부재상에 수납된 작업물 가공 중에 발생한 측면 작용력의 영향하에 기부 부재에 대한 작업물 지지 부재의 상호 이동을 피하게 하는 충분히 큰 마찰력을 보장할 수 있도록 가능한한 커야 한다.

양호하게는, 이 각각의 환경 기준 표면은 그 표면상의 응력이 최대가 되는 위치에 고정핀 부재의 정사각형 단면이 다수이어야 한다. 이러한 상황하에서, X-Y평면 내의 작업물 지지 부재의 위치는 매우 큰 측면력이 발생한다 하더라도 변하지 않으며 선형 정렬 요소는 소정의 내력 한계(tolerable limit)를 초과하여 변형되지 않는다는 것을 보장할 수 있다.

좌표축 X, Y 및 Z를 정의하기 위하여, 선형 정렬 요소쌍은 각각 웨지형 롤러 요소와 중앙 슬릿을 구비한 대응 부재를 포함하는 해결책이 제공된다. 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, X, Y 및 Z 방향으로의 위치 한정을 위한 웨지형 중앙 롤러 요소와 협동작용하는 선형 정렬된 요소의 상기 대체 요소가 Z 방향으로는 탄성이 있으나 상기 언급한 중앙 슬릿 내에 위치하는 X 및 Y 방향으로는 강체가 되는 중앙부를 포함하게 하는 설계가 제안되고 있다. 양호하게는, 상기 중앙 슬릿을 수납하는 부분은 2개의 커넥터 스트립 사이의 상기 대응 부재의 중앙에 위치하고 2개의 탄성 연결 부재에 의해 연결되게 된다. 전술한 바와 같이, 양호하게는 고정장치의 크기에 관하여 대응 부재는 이 대응 부재가 작업물 지지 부재상의 중앙 슬릿을 구비하도록 하기 위하여 선형의 중앙 롤러 부재보다 더 많은 공간을 필요로 하게 된다.

고정장치의 주변부에 근접한 선형 정렬 요소와 고정 수단을 제공함으로써, 이 장치의 중앙에서는 자유 공간이 생기게 된다. 이 자유 공간은 추가적인 고정장치가 동일한 기부 부재상에 소형의 작업물을 고정하기 위한 작은 치수를 갖도록 하는 데에 사용될 수 있다. 그러므로써, 크고 무거운 작업물과 작고 가벼운 작업물이 소정 위치에서 가공장치에 이미 고정된 동일한 기부 부재에 고정될 수 있다.

하기에서, 본 발명에 의한 고정장치의 한 실시예가 첨부 도면을 참조로 하여 더욱 설명될 것이다.

도면에 도시된 고정장치는 기부 부재(1) (제1도 및 제3도) 뿐만 아니라 소정 위치에서 이 기부 부재(1) 상에 위치하도록 설계된 작업물 지지 부재(2) (제2도 및 제4도)를 포함하고 있다.

기부 부재(1)는 가공장치, 또는 궁극적으로는 측정 스테이션의 작업대에 고정되도록 고려된다. 본 예에서, 이 기부 부재(1)는 필수적으로 정사각형 바닥 표면을 갖는 판형 하우징(3)을 포함하고 있다. 이 하우징의 내부에는, 볼 체결 수단을 갖는 4개의 고정 척 부재(4)를 포함하는 고정 기구가 수납되어 있다. 제3도에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 4개의 고정 척 부재(4)는 하우징(3)의 4개의 모서리 구역에 중앙에 대하여 대칭적으로 배치되어 있다. 하우징(3)의 상부에, 2개의 인접하는 고정 척 부재(4) 사이의 상호 간에 대하여 교차하는 관계로 위치하는 4개의 선형 정렬 요소(5)가 구비되어 있다. 하우징(3)의 중앙에는, (제3도에서 점선 원으로 도시된 바와 같이) 본 명세서에서 이미 언급한 것처럼 선행 기술에 의한 작은 치수의 고정장치를 수납하기 위해 사용될 수 있는 자유 공간이 구비되어 있다. 기부 부재(1)를 가공장치의 작업대 또는 작업 테이블에 고정시키기 위한 수단은 이 분야의 숙련자에게 공지되어 있으므로, 도면에 도시하지 않았고 또한 추가 설명도 불필요하다.

기부 부재(1) 상에 위치하도록 또한 소정 위치에 고정되도록 설계된 (제2도 및 제4도에 도시된) 작업물 지지 부재(2)는 통상 상부 표면(8)과 하부 표면(9)을 갖는 판 부재(7)을 포함하고, 이들 2개의 표면은 상호 평행하게 연장하고 있다. 가공되는 (도시되지 않은) 작업물을 공지된 바와 같이 상부 표면(8) 상에 고정될 수 있다. 그러므로, 요구되는 수단, 즉 판 부재(7) 내의 나사형성 보어는 이러한 수단의 설계가 이 분야의 숙련자에게는 자명하기 때문에 도면에는 도시되지 않는다. 상호 간에 연결되어 있다면 기부 부재(1)를 향하고 있는 작업물 지지 부재(2)의 하부 표면(9)은 각각 나사(12, 13)에 의해 이 장치의 고정 수단의 일부가 되는 고정핀 부재(11) 뿐만 아니라 기부 부재(1)에 구비된 정렬 요소(5)와 상호 작용하는 선형 정렬 요소(10)에 연결되는 연속적이고 심지어 평면 설계로 된다. 이러한 목적으로, 이 작업물 지지 부재는 나사가 보어 내에서 소정의 간격을 갖도록 나사(12, 13)를 수납하는 연속형 보어를 구비하고 있다.

기부 부재(1)에 구비된 각 고정 척 부재(4)는 기부 부재(1)의 하우징(3) 내에 있는 대응 리세스 내에 수납되어 있어서 나사(15)에 의해 고정되는 고정 슬리브 부재(14)를 포함하고 있다. 이 고정 슬리브 부재(14)는 각각 작업물 지지 부재(2)에 고정된 대응되게 위치한 고정핀 부재(11)을 수납하도록 중공의 챔버(16)를 포함하고 있다. 이 고정 슬리브(14)의 중공 챔버(16)는 외부로 개방된 나선형 단면을 갖는 입구부(17)를 포함하고 있다. 제1도에 도시된 바와 같이 이 입구부 아래에는 고정 척 부재(4)의 볼 체결 장치의 일부가 되는 반경방향 변위 가능한 체결 볼(19)의 화환형 링을 포함하고 있다. 고정 작동 중의 이 체결 볼(19)의 작동은 양 방향으로부터 압력 매체가 유입될 수 있는 피스톤(20)에 의해 영향을 받는다. 이 피스톤(20)은 하우징(3)의 원통형 챔버(21) 내에 위치하고 있고, 환형 견부(22)와 함께 고정 슬리브(14)의 환형부(18)를 포함하고 있다. 환경 견부(22)의 다소 나선형인 내부 표면은 상부로 갈수록 나선형이 확장되고, 환형 견부(22)의 이 중공 나선형부는 공지 및 이 분야의 숙련자에게는 자명한 체결 볼(19)과 상호 작용하고 있다. 피스톤(20)의 작동에 필요한 이 압력 매체는 채널(23, 24)을 통해 공급되고, 채널(23)은 피스톤(20)의 상부측에 채널(24)은 피스톤(20)의 하부측에 도입된다. 더욱이, 각 피스톤(20)은 하부측을 향해 원통형 챔버(21)를 밀봉하는 덮개판 부재(26)에 안착하는 압력 스프링(25)의 개수에 따라 영향을 받는다. 모든 고정 슬리브(14)의 상부 표면(27)은 다소 하우징(3)의 표면 위에 있는 평면이며, 작업물 지지 부재의 판 부재(7)의 편평한 하부 표면(9)이 안착하려 하는 환형의 기준 표면을 형성하고 있다. 판 부재(7)에 관련된 표면(28)은 제4도에 사선으로 표시되어 있다. 기준 표면(27,28)과 협동작용하는 이 한 쌍의 표면은 Z축으로 작업물 지지 부재의 위치를 한정하기 위한 정렬된 요소의 쌍을 형성하게 된다. 기부 부재(1)는 예컨대 기준 표면(27, 28)이 상호 접촉하기 직전에 공지된 바와 같이 이 표면에 압축 공기를 불어 줌으로써 이 표면을 세척하게 하는 수단을 구비할 수 있다. 이러한 목적으로, 고정 슬리브(14)의 상부 표면(27)에 통하고 있는 (도면에는 도시되지 않은) 공기 채널이 구비될 수 있다.

기부 부재(1)에 구비된 선형 정렬 요소(5)는, 제1도 및 제3도에 도시된 바와 같이 하우징(3)의 홈(31) 내로 삽입되고 나사(32)에 의해 그 속에 고정된 각주의 중앙 롤러 부재(30)의 형태이다. 중앙 롤러 부재(30)의 돌출된 종축 방향 및 측방향 표면은 웨지형 표면(33)을 형성하기 위한 웨지형이고, 또한 웨지각은 통상 양측면에서 대략 7도 정도이다. 기부 부재(1) 상에 중앙 기준 부재(30)를 장착하는 것은, 중앙 롤러 부재(30)를 고정시킨 후 2개의 직경으로 대면하는 중앙 롤러 부재(30)의 동일한 높이의 웨지형 표면(33)이 정밀한 크기로 통상 연마되므로 정확한 위치에 관한 한 중요하지 않다.

중앙 슬릿을 갖는 대체물로서 설계되고 기부 부재(1)의 대응하여 위치되는 선형 정렬 요소(5)와 상호 작용하게 되는 작업물 지지 부재(2)의 각 정렬 요소(10)는, 제2도 및 제4도에 의하면 2개의 커넥터 스트립 부재(41) 사이에 위치한 중앙부(42)를 갖는 측면의 판 부재(40)가 된다. 이 중앙부(42)는 중앙 슬릿으로서 작용하는 홈(43)을 구비하고 있다. 이 홈(43)은 다소 경사진 2개의 측면 표면(43)을 구비하고, 따라서 중앙 롤러 부재(30)에 형태상 대응되게 된다. 다시, 양측면에서 경사각은 대략 7도가 된다. 이 중앙부(42)는 탄성 연결 부재(45)를 통해 커넥터 스트립 부재(41)에 연결되어 있다. 이러한 방법으로, Z축 방향으로는 탄성 이동 가능하나 Z축과 교차하는 방향으로는 고정이 되는 일부분을 형성할 수 있다. 대응되는 고정 슬리브(14)와 상호 작용하는 각 고정핀 부재(11)는 환형부(51)에 의해 후단부에서 종결되는 자유 단부의 구역에 제5도에 도시된 바와 같이 벌지(50)를 구비하고 있다. 이 환형부에는 고정 슬리브(14)의 체결 볼(19)이 결합되어 있다.

제1도에서, 기부 부재(1)는 정지 또는 비작동 위치 상대로 도시되어 있다. 고정 척 부재(4)의 피스톤(20)은 압축 매체의 영향하에 있지 않으므로, 피스톤(20)을 고정 슬리브(14)와 결합되게 하는 압력 스프링(25)에 의해서만 결합된다. 피스톤(20)의 이 위치에서 QF 체결 장치의 체결 볼(19)은 극한 체결 위치에 있다. 체결 볼(19)이 정상 위치로부터 고정 슬리브(14)의 중공 챔버(16)로 낙하하지 않도록 하게 하는 수단이 제공되어 있음을 알 수 있다.

기부 부재(1)가 작업물 지지 부재(2)를 손쉽게 수납하도록 하기 위하여, 제5도에 도시된 바와 같이 압축 공기와 같이 압축된 매체는 채널(23)을 통하여 피스톤(20)의 상부 표면과 연통하게 된다. 이것은 피스톤(20)이 스프링(25)의 힘에 대항하여 고정 슬리브(14)로부터 하단부 위치로 멀어지게 하기 때문이다. 그러므로써, 체결 볼(19)이 방해되지 않도록 방사상 방향으로 이동할 수 있기 때문에, 작업물 지지 부재의 고정핀 부재(11)가 고정 슬리브(14)의 내부를 자유로이 관통한다. 더욱이, 고정핀 부재(1)가 대응하는 고정 슬리브 부재(14) 내로 삽입된 동안에 체결볼(19)은 고정핀 부재(11)가 벌지(50, 제2도 참조)의 영향하에서 반경방향으로 밀려진다.

작업물 지지 부재(2)가 기부 부재(1) 상에 놓일 때, 고정핀 부재(11)를 고정 슬리브(14)의 나선형 입구부(17) 내로 관통시킴으로써 정렬된 요소의 쌍(5, 10)과 협동작용하는 쌍이 서로 결합될 수 있도록 기부 부재에 대해 작업물 지지 부재(2)가 예비적으로 대략 위치할 수 있게 해주며, 그러므로써 각 경우에 중앙 기준 부재(20)는 대응하는 정렬 요소(10)의 홈(43)에 결합되게 된다. 작업물 지지 부재(2)가 기부 부재(1) 상에 느슨히 놓이게 되자마자 또한 채널(23)을 통한 압축 공기(PL)의 공급이 방해되자마자 압력 스프링(25)은 고정 슬리브(14)에 대해 피스톤(20)을 압착함으로써 볼 체결 조립체를 체결시킨다. 그러므로써, 피스톤(20)의 환형 견부(22)는 체결 볼(19)이 반경방향 내향 운동을 일으키게 하고 고정핀 부재(11)가 벌지(50)를 결합시킨다. 이 단계의 최후에 (예컨대, 압축 공기를 불어 넣음으로써) 기준 표면(27, 28)을 세척하는 통상 현존하는 수단이 작동하기 시작한다. 더욱이, 잘 공지되어 있는 바와 같이, 이러한 수단은 공기의 램 압력을 측정함으로써 고정 작동을 감시하는 데에 동시에 사용될 수 있다. 제6도에 도시된 바와 같이, 기부 부재(1) 상에 놓인 작업물 지지 부재(1)의 최종적인 고정 작용은 피스톤(20)의 하부측으로 채널(24)을 통해 압축 공기(PL)를 공급함으로써 달성된다. 이것은 체결 볼이 고정핀 부재(11)의 나선형 환형부(51, 제2도 참조)에 대해 증가된 힘으로 반경방향 내향으로 압착되는 결과이다. 따라서, 고정핀 부재(11)는 고정 슬리브(14)의 내부로 끌려 온다. 이 공정 중에, 선형 정렬 요소(5)는 각 웨지형 중앙 롤러 부재(30)가 대체의 정렬 요소(10) 내에 구비된 관련된 홈(43)에 결합하기 때문에 관련된 정렬 요소(10)와 정확히 일치되게 된다. 최종 위치에서, 제6도에 도시된 바와 같이, 웨지형 표면(33, 44, 제1도 및 제2도 참조) 사이의 완전한 표면 접촉이 달성되게 된다.

작업물 지지 부재(2)의 판 부재(7)가 고정 슬리브(14)의 환형 기준 표면(27)상에 마찰 고정식으로 안착하기 선에 상기 언급한 결합 작용이 발생하게 된다. 그러므로써, 기부 부재에 대하여 X축 및 Y축 방향 위치 뿐만 아니라 Z축 주위의 각도에 대해서도 작업물 지지 부재(2)의 잘 한정된 위치는 작업물 지지 부재(2)가 최종 연결되어 기부 부재(1)에 체결되기 전에 보장된다. 고정 공정의 최종 단계에서, 중앙 롤러 부재(30)는 대응하는 정렬 요소(10)의 홈(43) 내로 강하게 압착되고, 따라서 중앙부(42)는 이 고정력을 받아 Z축 방향으로 굴곡되게 된다.

기부 부재(1)에 관한 작업물 지지 부재(2)의 최종 위치는 제6도에 도시되어 있다. 이 단계에서, 작업물 지지 부재(2)의 판 부재(7)의 평평한 하부 표면(9)은 고압하에 기부 부재(1)의 기준 표면(27) 상에 안착된다. 고정밀 치수화된 표면 접촉과 관련하여, 이는 아주 큰 측방향 힘을 흡수할 수 있는 작업물 지지 부재(2)의 기부 부재(1) 사이의 확고한 결합을 발생시킨다. 따라서, 위치 결정 요소로서 작용하는 이 정렬 요소(10)는 측방향의 작용력·을 받지 않는다. 이러한 방법으로, 탄성 연결 부재(45)의 최종적인 확장 또는 전복, 즉 결국 작업물 지지 부재(2)의 측방향 변위는 아주 좁은 한계 내에서 유지될 수 있다.

이미 본원에서 서술된 바와 같이 고정장치의 작업물 지지 부재(2)는 아무런 문제없이 임의의 표면상에 위치될 수 있고, 그러므로써 고정핀 부재(11)은 작업물 지지 부재의 정확한 위치 결정에 관한 한 어떠한 작용도 하지 않으며, 결국 특별한 주의를 해야할 필요가 없게 된다.

Claims

가공장치의 작업 구역에 고정된 기부 부재와 이 기부 부재상에 설치되고 이에 고정된 작업물 지지 부재를 포함하고,

서로에 대하여 수직인 3개의 좌표축을 따라 기부 부재에 대하여 그리고 각도 위치로 작업물 지지 부재를 정렬시키도록 쌍으로 협동작동하는 정렬 수단을 상기 기부 부재와 작업물 지지 부재가 각각 포함하고,

상기 정렬 수단에 의해 한정되는 소정 위치로 상기 기부 부재에 작업물 지지 부재를 고정시키는 고정력을 발생시키도록 구성된 고정 수단을 포함하고,

상기 정렬 수단이 작업물 지지 부재와 기부 부재에 각각 위치한 협동작동하는 기준 표면의 형태로 Z축 상에 작업물 지지 부재의 위치를 한정하기 위한 제1 정렬 요소쌍과 X축 상에 작업물 지지 부재의 위치를 한정하기 위한 제2 정렬 요소쌍 및 Y축 상에 작업물 지지 부재의 위치를 한정하기 위한 제3 정렬 요소쌍을 포함하고,

상기 제2 및 제3 정렬 요소쌍이 협동작동하는 선형 정렬 요소쌍의 형태이며,

상기 협동작동하는 선형 정렬 요소쌍이 각각 웨지형 중심 결정 롤러 부재와 가공 중심 결정 슬릿을 구비한 대응 부재를 포함하고,

상기 고정 수단이 작업물 지지 부재에 고정된 고정핀 부재와 기부 부재 안에 위치한 고정 척 부재를 각각 포함하는 다수의 고정 부재를 포함하는,

작업물을 가공장치의 작업대에 소정 위치에서 고정하기 위한 장치에 있어서,

상기 작업물 지지 부재는 상기 작업물 지지 부재가 상기 기부 부재에 고정될 때 기부 부재에 대면하는 측면에 기본적으로 수평인 연속 평면 표면을 포함하고,

상기 평면 표면은 상기 기준 표면들 중 하나를 부분적으로 형성하고, X 및 Y축 방향으로 작업물 지지 부재의 위치를 한정하기 위한 상기 제2 및 제3 선형 정렬 요소쌍 중 각각의 하나의 부재는 상기 평면 표면에 직접 연결되고, 상기 고정수단의 각 고정핀 부재도 상기 평면 표면에 직접 연결된 것을 특징으로 하는 고정 장치.
제1항에 있어서, 상기 작업물 지지 부재는 수평한 평면 및 평행하게 연장된 상부 및 하부 표면들을 구비한 판 부재로 구성된 것을 특징으로 하는 고정장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 판 부재에는 상기 선형 정렬 요소와 고정핀 부재를 고정시키기 위한 나사 수단을 삽입하기 위한 연속 구멍들을 마련하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
제3항에 있어서, 상기 연속 구멍들은 상기 나사 수단의 반경방향 여유가 형성되도록 연속 구멍들 안에 수납되는 나사 수단의 직경보다 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 고정장치.
제1항에 있어서, 상기 기부 부재 상의 기준 표면들은, 상기 고정 척 부재들에 동심으로 위치하고 고정핀 부재를 위해 마련된 자유 공간에 바로 인접한 상기 기부 부재의 표면으로부터 돌출된 환형 표면의 형태인 것을 특징으로 하는 고정장치.
제5항에 있어서, 각 환형 표면의 면적이 고정핀 부재에서 응력이 최대가 되는 위치에서의 단면적의 복수배인 것을 특징으로 하는 고정장치.
제1항에 있어서, 상기 기부 부재는 볼 체결 기구를 구비한 4개의 고정 척 부재를 마련한 사각 기부 구역을 갖는 판형 하우징 부재를 포함하고, 상기 고정 척부재는 하우징의 네모서리의 구역에 중심 대칭 관계로 위치하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
제5항 또는 제7항에 있어서, 각 고정 척 부재는 체결 볼을 마련한 고정 슬리브 부재를 포함하고, 고정 척 부재는 하우징의 표면으로부터 돌출되고, 그 정면 표면들을 Z축 방향으로 작업물 지지 부재의 위치를 한정하기 위한 기부 부재의 기준 표면들로서 작용하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
제1항에 있어서, 상기 웨지형 중심 결정 롤러 부재와 상호 작동하는 X, Y, Z 좌표축을 한정하기 위한 선형 정릴 요소쌍의 대응 부재는 Z축 빙향으로는 탄성이지만 Z축을 횡단하는 방향으로는 강성인 부분을 포함하고, 이 부분은 상기 중심 결정 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
제9항에 있어서, 상기 중심 결정 슬릿을 포함하는 부분은 두 커넥터 스트립 부재들 사이의 상기 대응 부재의 중심에 위치하고 탄성 스트립 부재에 의해 커넥터 스트립 부재에 연결되는 것을 특징으로 하는 고정장치.
제1항에 있어서, 상기 웨지형 중심 결정 롤러 부재는 상기 기부 부재 안에 마련된 홈 안에 삽입되고 나사 수단에 의해 이에 연결된 각주형 몸체 부재로 구성되고, 중심 결정 롤러 부재의 측면 표면들의 홈 외측으로 돌출된 부분이 웨지 표면들로 설계된 것을 특징으로 하는 고정장치.
제11항에 있어서, 중심 결정 롤러 부재들의 웨지 표면들의 궤지 각도가 양측면에서 약 7도인 것을 특징으로 하는 고정장치.
제1항에 있어서, X, Y, Z 좌표축을 한정하기 위한 상기 선형 정렬 요소쌍은 축들의 교차점이 장치의 중심에 위치하도록 상기 기준 표면들 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
제1항에 있어서, 상기 웨지형 중심 결정 롤러 요소들에 의해 구성된 상기 정렬 요소들이 상기 기부 부재에 고정되고, 상기 중심 정렬 슬릿을 포함하는 대응 부재들이 작업물 지지 부재에 고정되는 것을 특징으로 하는 고정장치.
제7항에 있어서, 하우징 부재의 중심에 작은 치수를 갖는 다른 고정장치를 수납하기 위한 공간을 마련한 것을 특징으로 하는 고정장치.