KR100480943B1 - 스핀들 헤드 툴 클램프 확인장치 - Google Patents

스핀들 헤드 툴 클램프 확인장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 머시닝 센터의 스핀들 헤드에서 툴 언클램프용 실린더 로드와 결합되는 스프링 푸셔와 로드 푸시 어셈블리에 연결되는 커넥팅 너트로 구성되어 툴 클램프시 비정상적인 클램프를 확인하여 툴의 이탈을 방지하고자 하는 스핀들 헤드 툴 클램프 확인장치에 관한 것이다. 이를 위해, 머시닝 센터의 스핀들 헤드 툴 클램핑 장치에 있어서, 일단에 부착된 콜렛에 의하여 툴이 결합 장착되는 로드 푸시 어셈블리의 타단에 결합되어 단부로부터 소정거리 이격되어 외주연에 나란하게 한 쌍의 돌출부를 구비하는 커넥팅 너트;와 상기 커넥팅 너트의 돌출부에 형상적으로 대응하여 관통 가능한 홈부가 내주연에 구비되어 상기 커넥팅 너트에 끼워지고, 상기 홈부를 제외한 내주연의 나머지 부분이 상기 돌출부에 걸리는 걸림턱으로 형성되어 실린더 로드의 일단에 결합되는 스프링 푸셔;를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 커넥팅 너트의 돌출부는 형상적으로 대응하는 상기 스프링 푸셔의 홈에 끼워지고 상호 직각방향으로 회전하여 상기 돌출부와 걸림턱이 상호 맞물려 연결되는 구조이다. 또한, 비정상적인 툴 클램프 동작으로 실린더 로드의 단독 후퇴 동작이 되어지지 않음에 따라 알람이 나타나는 경보수단을 포함하는 것이 특징이다.

Description

스핀들 헤드 툴 클램프 확인장치{Spindle Head Tool Clamp Confirmation Device}
본 발명은 머시닝 센터의 스핀들 헤드에서 툴 클램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 머시닝 센터의 스핀들 헤드에서 툴 언클램프용 실린더 로드와 결합되는 스프링 푸셔와 로드 푸시 어셈블리에 연결되는 커넥팅 너트로 구성되어 툴 클램프시 비정상적인 클램프를 확인하여 툴의 이탈을 방지하고자 하는 스핀들 헤드 툴 클램프 확인장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 머시닝 센터의 스핀들 헤드 툴 클램프 상태의 구성도이고, 도 2는 종래 머시닝 센터의 스핀들 헤드 툴 언클램프 상태의 구성도이다.
종래의 머시닝 센터의 스핀들 헤드(1)에서는 툴(5)의 클램프 또는 언클램프가 이루어지는 곳으로서, 상기 스핀들 헤드(1)에는 콜렛(4)에 의하여 툴(5)의 클램핑이 이루어진다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 스핀들 헤드(1)의 툴(5) 클램프 상태에서 언클램프 과정을 살펴보면, 스핀들 헤드(1)에서 실린더(10)의 제 1유압구(12)로 유압 공급시 실린더 로드(11)가 전진하여 로드 푸시 어셈블리(3)를 밀어낸다.
이 때 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 로드 푸시 어셈블리(3)가 밀어짐에 따라 콜렛(4)도 전진하여 벌어지게 되고 툴 언클램프 상태가 되어 툴(5)은 스핀들 헤드(1)에서 분리 될 수 있다.
또한, 상기 실린더 로드(11)가 전진하면서 이에 연결된 스위치 브라켓(9)이 전진하여 언클램프 스위치(7)에 접촉하여 언클램프 신호를 보내게 되며, 이때 디스크 스프링(6)은 압착되어져 있는 상태가 된다.
아울러, 반대로 실린더(10)의 제 2유압구(13)로 유압 공급시 실린더 로드(11)는 후퇴하게 되고 로드 푸시 어셈블리(3)는 디스크 스프링(6)의 힘에 의해 툴(5)을 클램프상태로 유지하게 된다. 이 때 실린더 로드(11)의 후퇴로 이에 연결된 스위치 브라켓(9)이 후퇴하여 도 1의 클램프 스위치(8)에 접촉하여 클램프 신호를 보내게 된다.
그러나, 이때 로드 푸시 어셈블리(3)와 실린더 로드(11)는 결합되어져 있지 않고, 툴(5)이 콜렛(4)과 끼어 로드 푸시 어셈블리(3)는 후퇴하지 않지만 실린더 로드(11)는 후퇴할 수 있다. 그러므로, 상기 실린더 로드(11)에 연결된 스위치 브라켓(9)이 후퇴하여 클램프 스위치(8)에 접촉 신호를 발생하여 주축의 회전이나 가공이 진행되게 된다.
따라서, 종래에는 툴(5)과 콜렛(4)이 끼어 로드 푸시 어셈블리(3)가 후퇴하지 않아도 실린더(10)만 후퇴하여 클램프 신호를 발생하여 다음 동작을 수행하게 된다.
만약 정상적인 툴(5) 클램프가 이루어지지 않고 가공하기 위한 스핀들의 회전으로 인한 툴(5)이 스핀들 헤드(1)에서 이탈하거나 비정상적인 상태로 가공이 수행될 경우 가공물의 손상이나 가공정도에 영향을 미칠수가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 제 1목적은 돌출부를 구비하는 커넥팅 너트를 로드 푸시 어셈블리의 단부에 장착하고 상기 돌출부가 끼워지는 홈부를 구비한 스프링 푸셔를 실린더 로드에 장착함으로서, 종래의 툴 클램프 기능을 그대로 유지하면서 비정상적 툴이 클램프되는 것을 차단할 수 있는 스핀들 헤드 툴 클램프 확인장치를 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명의 제 2목적은 머시닝센터에서 툴 클램프 확인장치를 구성함으로 정밀 가공품의 생산에 위험요소를 줄이고, 연속 무인운전이 가능한 스핀들 헤드 툴 클램프 확인장치를 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 목적들은, 머시닝 센터의 스핀들 헤드 툴 클램핑 장치에 있어서,
일단에 부착된 콜렛에 의하여 툴이 결합 장착되는 로드 푸시 어셈블리의 타단에 결합되어 단부로부터 소정거리 이격되어 외주연에 나란하게 한 쌍의 돌출부를 구비하는 커넥팅 너트;와
상기 커넥팅 너트의 돌출부에 형상적으로 대응하여 관통 가능한 홈부가 내주연에 구비되어 상기 커넥팅 너트에 끼워지고, 상기 홈부를 제외한 내주연의 나머지 부분이 상기 돌출부에 걸리는 걸림턱으로 형성되어 실린더 로드의 일단에 결합되는 스프링 푸셔;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 헤드 툴 클램프 확인장치에 의하여 달성된다.
상기 실린더 로드는 툴이 콜렛과 끼어 상기 로드 푸시 어셈블리가 후퇴하지 않는 경우 상기 커넥팅 너트와 스프링 푸셔의 결합으로 인해 상기 실린더 로드의 단독 후퇴 동작이 되어지지 않음에 따라 알람이 나타나는 경보수단을 포함하는 것이 특징이다.
또한, 상기 경보수단은 실린더 로드에 결합되어 연동하는 스위치 브라켓과 스핀들 헤드 본체에 고정되어 있는 클램프 스위치로 구성된 것이 특징이다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 머시닝 센터의 스핀들 헤드 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 머시닝 센터에서 툴(150)의 클램프 또는 언클램프가 이루어지는 스핀들 헤드(100)로서, 상기 스핀들 헤드(100)에는 콜렛(140)에 의하여 툴(150)의 클램핑이 이루어진다.
상기 스핀들 헤드(100)에서 툴(150)의 클램프시 비정상적인 클램프를 확인하여 툴(150)의 이탈을 방지하고자 하는 것으로, 본 발명의 구성은 툴(150) 언클램프용 실린더 로드(120)와 결합되는 스프링 푸셔(220)와 로드 푸시 어셈블리(130)에 연결되는 커넥팅 너트(210)로 구성된다.
이러한 구조로서 도 3에 도시된 바와 같이, 스핀들 헤드(100) 툴 클램프 상태에서 언클램프 과정을 살펴보면, 스핀들 헤드(100)에서 실린더(110)의 제 1유압구(190)로 유압 공급시 실린더 로드(120)가 전진하여 로드 푸시 어셈블리(130)를 밀어낸다.
이 때, 상기 실린더 로드(120)에 결합되는 스프링 푸셔(220)가 상기 로드 푸시 어셈블링에 연결되는 커넥팅 너트(210)를 밀어냄으로서, 상기 로드 푸시 어셈블리(130)가 밀어짐에 따라 콜렛(140)도 전진하여 벌어지게 됨으로 툴 언클램프상태가 되어 툴(150)은 스핀들 헤드(100)에서 분리될 수 있다.
또한, 상기 실린더 로드(120)가 전진하면서 이에 연결된 스위치 브라켓(230)이 전진하여 언클램프 스위치(170)에 접촉하여 언클램프 신호를 보내게 되며, 이 때 디스크 스프링(160)은 압착되어져 있는 상태가 된다.
아울러, 반대로 툴(150)을 클램프시 실린더(110)의 제 2유압구(200)로 유압 공급하면 실린더 로드(120)는 후퇴하게 되고 로드 푸시 어셈블리(130)는 디스크 스프링(160)의 힘에 의해 툴(150)을 클램프 상태로 유지하게 된다. 이 때, 실린더 로드(120)의 후퇴로 이에 연결된 스위치 브라켓(230)이 후퇴하여 상기 클램프 스위치(180)에 접촉하여 클램프 신호를 보내게 된다.
도 4a는 본 발명에 따른 커넥팅 너트의 측단면도이고, 도 4b는 본 발명에 따른 스프링 푸셔의 측단면도이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 로드 푸시 어셈블리(130)에 커넥팅 너트(210)를 결합하고 실린더 로드(120)에 스프링 푸셔(220)를 결합하여 상기 커넥팅 너트(210)에 상기 스프링 푸셔(220)가 끼워짐으로서 상기 로드 푸시 어셈블리(130)와 실린더 로드(120)가 결합 연결되는 구조로 이루어진다.
즉, 상기 커넥팅 너트(210)는 단부로부터 소정거리 이격되어 외주연에 나란하게 한 쌍의 돌출부(212)를 구비하여 로드 푸시 어셈블리(130)의 타단에 결합되는 구조이다.
그리고, 상기 스프링 푸셔(220)는 상기 커넥팅 너트(210)의 돌출부(212)에 형상적으로 대응하여 관통 가능한 홈부(222)가 내주연에 구비되어 상기 커넥팅 너트(210)에 끼워지고, 상기 홈부(222)를 제외한 내주연의 나머지 부분이 상기 돌출부(212)에 걸리는 걸림턱(224)으로 형성되는 구조로서 실린더 로드(120)의 일단에 결합된다.
따라서, 상기 커넥팅 너트(210)의 돌출부(212)는 형상적으로 대응하는 상기 스프링 푸셔(220)의 홈부(222)에 끼워지고 상호 직각방향으로 회전하여 상기 돌출부(212)와 걸림턱(224)이 상호 맞물려 연결되는 구조가 된다.
그러므로, 툴 언클램프/클램프시 상기 커넥팅 너트(210)와 상기 스프링 푸셔(220))의 직각방향의 위상에서 비정상적인 툴(150)이 콜렛(140)과 끼어 로드 푸시 어셈블리(130)가 후퇴하지 않을 때 스프링 푸셔(220)가 커넥팅 너트(210)에 걸리게 된다.
즉, 툴(150)이 콜렛(140)과 끼어 로드 푸시 어셈블리(130)가 후퇴하지 않는 경우에 실린더 로드(120)는 후퇴할 수 없다. 그러므로, 상기 실린더 로드(120)에 연결된 스위치 브라켓(230)이 후퇴하여 클램프 스위치(180)에 접촉 신호를 발생하지 못하게 된다.
따라서, 실린더 로드(120)는 후퇴 되어지지 않아 스위치 브라켓(230)이 클램프 스위치(180)에 접촉하지 못하여 클램프 신호를 발생하지 못하게 된다.
아울러, 상기 실린더 로드(120)는 툴(150)이 콜렛(140)과 끼어 상기 로드 푸시 어셈블리(130)가 후퇴하지 않는 경우 상기 실린더 로드(120)의 단독 후퇴 동작이 되어지지 않음에 따라 알람이 나타나는 경보수단을 포함하여 작업자로 하여금 문제 발생을 인지토록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 스핀들 헤드 툴 클램프 확인장치에 의하면, 돌출부(212)를 구비하는 커넥팅 너트(210)를 로드 푸시 어셈블리(130)의 단부에 장착하고 상기 돌출부(212)가 끼워지는 홈부(222)를 구비한 스프링 푸셔(220)를 실린더 로드(120)에 장착함으로서, 종래의 툴 클램프 기능을 그대로 유지하면서 비정상적 툴(150)이 클램프되는 것을 차단할 수 있게 되었다.
머시닝센터에서 본 발명의 툴 클램프 확인장치를 적용 구성하여 정밀 가공품의 생산에 위험요소를 줄일 수 있게 되었고, 연속 무인운전이 가능하게 되어 나아가 생산성의 향상을 꾀할 수가 있게 되었다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.
도 1은 종래 머시닝 센터의 스핀들 헤드 툴 클램프 상태의 구성도,
도 2는 종래 머시닝 센터의 스핀들 헤드 툴 언클램프 상태의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 머시닝 센터의 스핀들 헤드 구성도,
도 4a는 본 발명에 따른 커넥팅 너트의 측단면도,
도 4b는 본 발명에 따른 스프링 푸셔의 측단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 스핀들 헤드 3 : 로드 푸시 어셈블리
4 : 콜렛 5 : 툴
6 : 디스크 스프링 7 : 언클램프 스위치
8 : 클램프 스위치 9 : 스위치 브라켓
10 : 실린더 11 : 실린더 로드
12 : 제 1유압구 13 : 제 2유압구
100 : 스핀들 헤드 110 : 실린더
120 : 실린더 로드 130 : 로드 푸시 어셈블리
140 : 콜렛 150 : 툴
160 : 디스크 스프링 170 : 언클램프 스위치
180 : 클램프 스위치 190 : 제 1유압구
200 : 제 2유압구 210 : 커넥팅 너트
212 : 돌출부 220 : 스프링 푸셔
222 : 홈부 224 : 걸림턱
230 : 스위치 브라켓

Claims (3)

  1. 머시닝 센터의 스핀들 헤드 툴 클램핑 장치에 있어서,
    일단에 부착된 콜렛(140)에 의하여 툴(150)이 결합 장착되는 로드 푸시 어셈블리(130)의 타단에 결합되어 단부로부터 소정거리 이격되어 외주연에 나란하게 한 쌍의 돌출부(212)를 구비하는 커넥팅 너트(210);와
    상기 커넥팅 너트(210)의 돌출부(212)에 형상적으로 대응하여 관통 가능한 홈부(222)가 내주연에 구비되어 상기 커넥팅 너트(210)에 끼워지고, 상기 홈부(222)를 제외한 내주연의 나머지 부분이 상기 돌출부(212)에 걸리는 걸림턱(224)으로 형성되어 실린더 로드(120)의 일단에 결합되는 스프링 푸셔(220);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 헤드 툴 클램프 확인장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실린더 로드(120)는 툴(150)이 콜렛(140)과 끼어 상기 로드 푸시 어셈블리(130)가 후퇴하지 않는 경우 상기 커넥팅 너트(210)와 스프링 푸셔(220)의 결합으로 인해 상기 실린더 로드(120)의 단독 후퇴 동작이 되어지지 않음에 따라 알람이 나타나는 경보수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 헤드 툴 클램프 확인장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 경보수단은 실린더 로드에 결합되어 연동하는 스위치 브라켓(230)과 스핀들 헤드 본체에 고정되어 있는 클램프 스위치(180)로 구성된 것을 특징으로 하는 스핀들 헤드 툴 클램프 확인장치.
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