KR100600912B1 - 착탈식 알미늄휠 내경 클램프 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직형 CNC선반에 있어 가공물을 클램프하는 클램프 장치에 관한 것이다.

종래에는 비회전부(200)를 베이스(220)에 설치하고 회전부(100)를 스핀들(120)에 고정볼트(14)를 이용하여 고정되게 조립하고 있어 척 교환에 어려움이 있었다.

따라서 본 발명은 척의 착탈이 쉽고 빠르면서도 에어 공급과 차단도 자동으로 이루어 질수 있도록 하여 연속적으로 척 교환이 이루어 질수 있도록 하고, 낮은 압력의 에어 압력으로도 높은 클램프력을 발생하게 하고, 클램프 이상 유무도 함께 감지할 수 있도록 클램핑장치에 그 특징이 있는 것임.

Description

착탈식 알미늄휠 내경 클램프 장치{AL wheel clamping device}

도 1은 종래 에어척의 구성을 나타낸 예시도,

도 2는 본 발명에 따른 클램프장치의 구성을 나타낸 예시도,

도 3은 본 발명에 따른 클램프장치가 장착되는 것을 나타낸 예시도,

도 4는 본 발명이 적용된 클램프/언클램프 입출밸브의 예시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 아래쪽 본체 2: 클램프 웨지

3: 실린더 4: 피스톤 축

5: 역류방지밸브 6:아래쪽 플런저

7: 플런저 핀 8: 핑거 바

9: 죠 11: 위쪽 플런저

12: 볼 부쉬 14: 웨지 바

16: 베이스 죠 17: 센터링 죠

18: 로케이터 19: 가이드 핀

20: 상부판 21: 위쪽 본체

27: 플러그 28: 척 베이스

30: 척 31: 에어 캡

32: 시일 38: 로크 플레이트

42: 아버 43: 슬리브

44: 콜렛

본 발명은 수직형 CNC선반에 있어 가공물을 클램프하는 클램프 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 척의 착탈이 신속하고 용아하며, 에어 공급과 차단도 자동으로 이루어질 수 있게 하여 연속적으로 척 교환도 가능하도록 한 것이다.

또한 본 발명은 낮은 압력의 에어 압력으로도 높은 클램프력을 발생할 수 있고 클램프 이상유무도 감지 하는 클램프 장치를 제공함에 있는 것이다.

도 1에서와 같이 종래의 에어척은 회전부(100)와 비회전부(200)로 나누어지고, 회전부(100)는 어답터(110)에 의해 스핀들(120)에 고정되고, 비회전부(200)는 브라켓(210)에 의해 베이스(220)에 고정된다.

비회전부(200)에는 가공물을 클램프 또는 언클램프 할 수 있는 에어 공급어답터(230)가 설치되고 클램프 어답터(232)에 에어가 공급되면 실린더에 에어가 공급되어 피스톤(160)이 후진하고 피스톤(160)에 연결된 구배진 "T"너트가 이동하면 죠(300)가 센터 방향으로 이동하여 가공물을 클램핑하게 하고, 반대로 어클램프 어답터(234)에 에어가 공급되면 죠(300)가 반대로 작동되어 언클램프 시키도록 되어 있다.

그리고 비회전부가 없는 척은 스핀들 뒤쪽에 실린더를 설치하여 실린더의 피스톤과 척의 피스톤을 드로우바로 연결하여 가공물을 클램프/언클램프하게 된다.

이와 같이 종래의 에어척은 비회전부(200)를 베이스(220)에 설치하고 회전부(100)를 스핀들(120)에 고정볼트(140)를 이용하여 고정되게 조립하고 있어 척 교환에 어려움이 있었다.

따라서 본 발명은 척의 착탈이 쉽고 빠르면서도 에어 공급과 차단도 자동으로 이루어 질수 있도록 하여 연속적으로 척 교환이 이루어 질수 있도록 하고, 낮은 압력의 에어 압력으로도 높은 클램프력을 발생하게 하고, 클램프 이상 유무도 함께 감지할 수 있는 클램핑장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적 달성을 위해 본 발명에서는, 가공물 셋업부의 척 베이스(28)에 가공물 클램프/언클램프용 에어밸브를 통해 공급되는 에어에 의해 척(30)을 회전시키고, 척 베이스(28)에 있는 가공물 클램프/언클램프용 에어밸브 위치와 척(30)의 아래쪽본체(1)에 가설된 에어 캡의 위치와 일치할 때 척(30)을 하강시켜 척베이스(28)에 안착시키고, 아래쪽본체(1)의 클램프용 에어 입출밸브를 통해 아래쪽본체(1)에 내장된 역류방지밸브(5)를 통해 피스톤축(4)을 통해 각 실린더로 공급된 공압에 의해 피스톤(41)이 상,하 작동하여 콜렛(44)에 알루미늄 휘일(W)의 내경을 클램핑하고, 알루미늄 휠이 클램핑되면 실린더 및 아래쪽 플런저(6)가 하강하면서 핑거바(8)의 경사진 홈에 삽입된 플러저핀(7)에 의해 죠(9)는 가공물 클램프 위치로 회전시키고, 아래쪽 플런저(6)와 서로 밀착된 위쪽 플런저(7a)가 안내 바(13)과 볼 부쉬(12)를 따라 하강하여 가공물의 중심과 스핀들의 중심을 일치시키고, 아래쪽 플런저(6)가 계속해서 하강하여 핑거바(8)의 밑면 단차와 로크 플레이트(38)와 일치하면 회전을 멈추고 죠(9)를 하강시켜 가공물을 로케이터(18)를 클램핑시키는 구성으로 됨을 특징으로 하고 있다.

또한 본 발명에서는 아래쪽본체(1)과 위쪽본체(21) 상부판(20)으로 공급된 에어는 로케이터(18)에 부설된 가이드핀(19)에 의해 에어를 누출시키다가 죠(9)의 클램프력에 의해 가이드핀(19)이 하강하여 누출을 차단하여 유로의 압력이 상승할 때 그 압력차로 가공물의 클램프 이상 유,무를 감지하는 구성을 포함하고 있다.

또한, 본 발명은 로터리테이블(29)에 의해 척(30)이 상승하여 척베이스(28)로부터 이탈되면 클램프/언클램프용 에어밸브의 노즐(25)와 에어캡(31)의 시일(32)이 분리되어 에어 공급은 차단하여 가공물을 클램프하고 있는 클램프력을 유지하도록 구성됨을 특징으로 하고 있다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용 효과를 첨부된 예시 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 2에서와 같이 스핀들(S)과 결합하는 척의 아래쪽에는 스핀들테이퍼와 동일한 형상을 갖고 클램프웨지(2)가 부설되는 설치공간이 구비되고, 스핀들과 접촉되는 하단부에는 클램프/언클램프용 유로 입구가 각각 형성되어 내부의 실린더로 에어를 공급하고 각각의 유로중간에는 역류방지 밸브가 설치되어 역류를 방지 할수 있도록 아래쪽 본체(1)에 설치된다.

아래쪽 본체(1)의 중앙부에는 "라", "마", "바", "사", "아", "자" 부의 공간을 갖는 실린더(3)가 부설되고 실린더(3)의 피스톤축(4)에는 "라", "마", "바", "사", "아", "자" 부에 에어를 공급하는 다수개의 유로가 형성되어 있다.

실린더(3)의 원주상에 아래쪽 플런저(6)가 설치되고, 원주상에는 내마모성을 갖는 플런저핀(7)이 설치되고, 그 하단부에는 아래쪽 본체(1)을 관통하는 로드바(10)가 부설되어 아래쪽 플런저(6)의 상,하 작동을 안내하여 클램프 확인스위치가 클램프를 감지하도록 되어 있다.

또한 플런저핀(7)이 상하로 작동시 클래프 죠(9)가 상,하 작동과 회전운동 할 수 있도록 핑거바(8)의 원주상에 경사 방향으로 플런저핀(7)을 안내하는 홈(80)이 설치되어 있다.

아래쪽 플런저(6)의 위쪽에는 위쪽 플런저(7a)가 위치하고 아래쪽본체(1)에는 다수의 안내바(13)이 가설되어 볼부쉬(12)에 의해 위쪽플런저(7a)가 안내되어 상,하 작동을 원할히 할수 있게 하고 있다.

위쪽플런저(7a)의 원주부에는 자공으로 경사지게 관통된 다수의 웨지바(14)와 다수의 스프링 하우징(22)이 번갈아 설치되어 있다.

위쪽플런저(7a)의 상부에 내경콜렛(44)과 함께 피스톤(41), 슬리브(43), 아버(42), 콜렛(44)이 조립되고 있다.

상기한 장치들은 위쪽본체(21)과 상부판(20)에 의해 보호하도록 되어 있다.

상부판(20)의 상부에는 다수의 키이 홈(201,201,…)이 평행하게 가공된 다수의 베이스죠(16)이 원주방향으로 결합되어 웨지바(14)와 연동되어 움직일수 있도록 되고, 베이스죠(16)의 키이 홈(201,201,…)에 센터링 죠(17)가 슬라이딩 하도록 되어 있다.

또한 상부판(20)의 상부에는 가공물의 위치를 일정하게 유지할 수 있는 로케이터 블록(18)을 설치하고, 로케이터블럭(18)의 내부에는 에어를 차단 및 방출을 번갈아 하도록 된 가이드핀(19)이 결합되고 있다.

이와 같이 구성 결합된 본 발명은 도3에서와 같이 가공물 셋업부의 척 베이스(28)에 가공물 클램프/언클램프용 에어밸브를 통해 공급되는 에어에 의해 척(30)이 로터리테이블(29)에 의해 회전되어 척베이스(38a)의 중심과 일치하는 위치에 도달하면 척 베이스(28)에 있는 가공물 클램프/언클램프용 에어밸브 위치와 척(30)의 아래쪽본체(1)에 가설된 에어 캡의 위치와 일치하고 이 위치에서 척(30)이 하강한다.

척(30)이 하강하면 도4와 같이 에어 캡의 시일과 클램프용 에어밸브의 노즐(25)에 삽입되어 스프링(26)을 압착하면서 척베이스(28)에 안착되게 된다.

그러면 플러그(27)에 에어가 공급되어 아래쪽본체(1)의 클램프용 에어 입출밸브를 통해 아래쪽본체(1)에 내장된 역류방지밸브(5)의 밸브본체(33)의 "G" 부위로 에어가 공급되게 되고, 이 때 에어는 밸브 피스톤35)를 들어 올려 "H"로 공급된 에어는 "I"부를 통해 피스톤축(4)의 유로로 연결된다.

피스톤축(4)으로 공급된 에어는 각 실린더의 "마", "라", "아", "차" 부로 각각 공급되어 실린더 2개와 같은 클램프력을 가지면서 먼저 피스톤축(4)를 통해 공급된 공압에 의해 피스톤(41)이 상,하 작동함에 따라 슬리브가(43)가 아버(42)에 안내되어 상,하로 작동한다. 이때 슬리브(43)이 축에 부착되어 있는 콜렛(44)가 알루미늄 휘일(W)의 내경을 클램프/언클램프 하게 된다.

내경을 클램프 한 후 이어서 실린더 및 아래쪽 플런저(6)이 하강하면서 핑거바(8)의 경사진 홈(80)에 삽입된 플런저(7)에 의해 죠(9)가 가공물 클램프 위치로 회전한다.

이와 동시에 아래쪽 플런저(6)와 서로 밀착된 위쪽 플런저(7a)는 스프링(15)의 힘에 의해 안내바(13)과 볼 부쉬(12)를 따라 하강하고, 웨지바(14)의 관통된 장공 홈에 의해 베이스죠(16)과 센터링죠(17)가 원주방향으로 이동하여 가공물의 중심과 스핀들의 중심을 일치시킨다.

아래쪽 플런저(6)는 계속해서 하강하여 핑거바(8)의 밑면 단차와 로크 플레이트(38)의 단차와 일치하면 회전을 멈추고 죠(9)는 하강하여 가공물을 로케이터(18)에 밀착시키며 클램프한다. 이때 아래쪽본체(1)과 위쪽본체(21), 상부판(20) 내부의 유로를 통해 공급된 에어가 로케이터(18) 내부에 가설된 가이드핀(19)을 밀어 올려 에어를 누출시키다가 죠(9)의 클램프력에 의해 가이드핀(19)이 하강하여 누출을 차단시킴에 따라 유로상의 압력은 상승하고, 압력이 상승할 때 그 압력차로 가공물의 클램프 이상 유,무를 감지한다.

이처럼 가공물 클램프가 완료되면 로터리테이블(29)에 의해 척(30)이 상승하고 척베이스(28)로부터 이탈되면 클램프/언클램프용 에어밸브의 노즐(25)와 에어캡(31)의 시일(32)이 분리되어 에어 공급은 차단되게 되고 이제까지 공급되었던 에어가 차단됨에 따라 스프링(37)의 힘에 의해 밸브피스톤(35)이 하강하여 에어 역류를 방지하게 되어 가공물을 클램프하고 있는 클램프력은 계속 유지가 가능하게 된다.

계속해서 로터리테이블(29)이 회전하여 가공물 셋업부의 척(30)중심이 스핀들 센터와 일치하고 스핀들에 내장된 에어밸브(38a)의 중심이 일치하면 회전을 멈추고 하강하게 된다. 이때 스프링(39)의 힘에 의해 노즐(40)은 전진해 있고 유로를 통하여 에어 블로우를 실시하고 있다가 척(30)이 하강하면서 노즐(40)에 아래쪽본체(1)에 가설된 에어캡(31)의 시일(32)에 삽입되고 스프링(39)의 힘을 누르고 노즐(40)이 후퇴하면 유로가 변경되어 아래쪽본체(1)로 통하게 되어 가공물클램프는 다시 이루어진다.

스핀들단면과 테이퍼부에 척(30)이 안착되면 실린더(23)에 의해 클램프웨지(2)가 원주방향으로 이동하여 척(30)을 스핀들과 완전 고정한다.

척(30)의 가공물이 가공 완료되어 배출될 때에는 클램프 웨지(2)가 중심방향으로 이동하는 것을 시작으로 상기 작동의 역순으로 동작을 반복하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 가공물 클램프에 있어서 별도의 실린더를 사용하지 않음과 동시에 척 자체에 비회전부 삭제시킴으로써 스핀들로부터 척의 분리가 가능하게 되는 이점이 있다.

또한, 가공물 클램프도 척 내부에 이중으로 장착함으로써 높은 클램프력을 확보할 수 있고, 일정한 가공 위치를 확보할수 있어 가공정도가 크게 향상되는 이점이 있게된다.

그리고 가공물 클램프 이상 유,무를 감지하고 역류를 방지하여 위험요소를 제거하므로써 스핀들과의 고정을 클램프 웨지로 실시함으로써 척 착탈이 신속하게 용이하게 이루어질 수 있고, 그 작업이 연속적으로 이루어질 수 있게 되는 등의 작용 효과를 가지는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (7)

1. 가공물 셋업부의 척 베이스(28)에 가공물 클램프/언클램프용 에어밸브에 의해 척(30)을 회전시키고, 가공물 클램프/언클램프용 에어밸브와 에어 캡의 위치를 일치할 때 척(30)을 하강시켜 척베이스(28)에 안착하고, 피스톤축(4)으로 공급된 에어는 실린더 및 아래쪽 플런저(6)를 하강시켜 콜렛(44)에 알루미늄 휘일(W)의 내경을 클램핑하고, 핑거바(8)의 경사진 홈에 삽입된 플러저핀(7)에 의해 죠(9)는 가공물 클램프 위치로 회전시키고, 회전을 멈춘 후 죠(9)를 하강시켜 가공물을 로케이터(18)를 클램핑시키는 것을 특징으로 하는 착탈식 알미늄휠 내경 클램프 장치.
2. 제 1항에 있어서, 아래쪽본체(1)과 위쪽본체(21) 상부판(20)으로 공급된 에어는 로케이터(18)에 부설된 가이드핀(19)에 의해 에어를 누출시키다가 죠(9)의 클램프력에 의해 가이드핀(19)이 하강하여 누출을 차단하여 유로의 압력이 상승할 때 그 압력차로 가공물의 클램프 이상 유,무를 감지하는 구성을 포함하는 착탈식 알미늄휠 내경 클램프 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 가공물 클램프가 완료되면 로터리테이블(29)에 의해 척(30)이 상승하여 척베이스(28)로부터 이탈되면 클램프/언클램프용 에어밸브의 노즐(25)와 에어캡(31)의 시일(32)이 분리되어 에어 공급은 차단하여 가공 물을 클램프하고 있는 클램프력을 유지하도록 됨을 특징으로 하는 착탈식 알미늄휠 내경 클램프 장치.
4. 제 1항에 있어서, 스핀들과 접촉되는 하단부에는 클램프/언클램프용 유로 입구가 각각 형성되고, 아래쪽 본체(1)의 중앙부에는 "라", "마", "바", "사", "아", "자" 부의 공간을 갖는 실린더(3)가 부설되고 실린더(3)의 피스톤축(4)에는 "라", "마", "바", "사", "아", "자" 부에 에어를 공급하는 다수개의 유로가 형성되며 각각의 유로중간에는 역류방지 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 착탈식 알미늄휠 내경 클램프 장치.
5. 제 1항에 있어서, 실린더(3)의 원주상에 아래쪽 플런저(6)가 설치되고, 그 하단부에는 아래쪽 본체(1)을 관통하는 로드바(10)가 부설되어 아래쪽 플런저(6)의 상,하 작동을 안내하여 클램프 확인스위치가 클램프를 감지하는 것을 특징으로 하는 착탈식 알미늄휠 내경 클램프 장치.
6. 제 1항에 있어서, 클램프 죠(9)와 결합되는 핑거바(8)의 원주상에 경사 방향으로 플런저핀(7)을 안내하는 홈(80)이 설치되고, 아래쪽본체(1)에는 다수의 안내바(13)이 부설되어 볼 부시(12)에 의해 위쪽 플런저(11)의 상,하 작동을 안내하도록 됨을 특징으로 하는 착탈식 알미늄휠 내경 클램프 장치.
7. 제 4항에 있어서, 피스톤축(4)으로 공급된 에어는 각 실린더의 "마", "라", "아", "차" 부로 각각 공급되어 실린더 2개와 같은 클램프력을 가지면서 먼저 피스톤축(4)를 통해 공급된 공압에 의해 피스톤(41)이 상,하 작동함에 따라 슬리브가(43)가 아버(42)에 안내되어 상,하 작동시 슬리브(43)이 축에 부착되어 있는 콜렛(44)가 알루미늄 휘일(W)의 내경을 클램프/언클램프 하도록 구성됨을 특징으로 착탈식 알미늄휠 내경 클램프 장치.

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