KR100713678B1 - 공구 세팅 장치 - Google Patents

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KR100713678B1
KR100713678B1 KR1020060077844A KR20060077844A KR100713678B1 KR 100713678 B1 KR100713678 B1 KR 100713678B1 KR 1020060077844 A KR1020060077844 A KR 1020060077844A KR 20060077844 A KR20060077844 A KR 20060077844A KR 100713678 B1 KR100713678 B1 KR 100713678B1
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최호규
소순주
한연석
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최호규
소순주
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Abstract

본 발명은 공구 세팅 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일련의 가공순서에 따라 자동으로 공구를 바꾸어주는 자동공구교환장치를 구비한 머시닝센터에 공작물을 세팅하는 과정에서, 머시닝센터의 스핀들에 수직방향으로 자유롭게 신축되는 장치를 장착하고 공작물과 접촉하도록 조절하여 접촉시의 장치의 길이를 파악함으로써, 자동공구교환장치에 포함된 다른 공구들의 길이 옵셋(offset)을 인식하며, 또한 가공의 완료된 공작물을 머시닝센터에서 분리하지 않고 가공상태의 검사도 병행할 수 있는 공구 세팅 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공구 세팅 장치는 가공 순서에 따라 필요한 공구를 자동으로 바꾸어 주는 자동공구교환장치를 구비한 머시닝센터에 공작물을 설치하고, 공작물과 공구사이의 기준거리를 설정하는 장치에 있어서, 원통형의 관으로 이루어지되, 상부 외주연에 수나사홈과 하부 내주연에 암나사홈을 구비하고, 상기 암나사홈의 상측에 근접해서 원통형의 관 일측면에 나사홀이 형성된 몸체부와, 상기 몸체부의 내부에 삽입되어 수직운동하되, 직경이 각기 다른 원형봉부인 안내봉부와 연결봉부로 구분되며, 상기 안내봉부와 상기 연결봉부 사이의 구분 부분에 원판형 고리 형태인 이탈방지판을 일체로 구비한 작동봉과, 상기 작동봉의 안내봉부에 몸체 중심이 끼워져 상기 몸체부의 상단 내부로 삽입되는 원판형 고리 형태의 상부고정판과, 상기 작동봉의 연결봉부에 몸체 중심이 끼워져 상기 몸체부의 하단 내부로 삽입되며, 몸체의 외주연 일측에 나사홀을 구비한 하부고정판과, 상기 몸체부의 나사홀과 상기 하부고정판의 나사홀을 차례로 관통하여 상기 작동봉의 수직높이를 단속하는 조절나사와, 상기 몸체부의 수나사홈과 맞물리는 암나사홈을 내주연에 구비한 원형 마개형태의 머리부몸체와, 상기 머리부몸체의 상단의 중심에 머시닝센터의 콜렛척에 삽입될 수 있는 원기둥 형태를 가지며 중공형으로 이루어진 자루를 일체로 구비한 머리부 및 상기 작동봉의 하단에 결합되어 공작물과 접촉하는 접촉봉을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
머시닝센터, 스핀들, 자동공구교환장치, 터치 프로브

Description

공구 세팅 장치{A tool setting device}
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 공구 세팅 장치를 나타내는 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 공구 세팅 장치의 분해도.
도 3은 본 발명에 따른 공구 세팅 장치를 머시닝센터에 적용하여 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 공구 세팅 장치를 일부 절개하여 나타내는 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 공구 세팅 장치의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10 : 몸체부 20 : 머리부
30 : 밀폐마개 40 : 작동봉
50 : 접촉봉 60 : 상부고정판
70 : 하부고정판 80 : 조절나사
90 : 간이손잡이 100 : 센서
110 : 센서인식바 120 : 디스플레이 장치
본 발명은 공구 세팅 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일련의 가공순서에 따라 자동으로 공구를 바꾸어주는 자동공구교환장치를 구비한 머시닝센터에 공작물을 세팅하는 과정에서, 머시닝센터의 스핀들에 수직방향으로 자유롭게 신축되는 장치를 장착하고 공작물과 접촉하도록 조절하여 접촉시의 장치의 길이를 파악함으로써, 자동공구교환장치에 포함된 다른 공구들의 길이 옵셋(offset)을 인식하며, 또한 가공의 완료된 공작물을 머시닝센터에서 분리하지 않고 가공상태의 검사도 병행할 수 있는 공구 세팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계는 회전하는 주축에 단일 공구 또는 공작물을 고정하고 수동 또는 반자동으로 작업자가 기계를 조작하여 가공을 수행한다. 따라서, 공작물의 가공공정이 복수개로 구분되면, 가공공정의 수와 동일하게 수작업으로 공구교환이 이루어진다.
이러한 공구교환의 문제를 해결하여 복수의 가공공정이 자동으로 이루어지도록 작업자의 지정된 명령에 의한 일련의 가공순서에 따라 필요한 공구를 자동으로 바꾸어 주는 자동공구교환장치(Automatic Tool Changer;ATC)를 머시닝센터 등의 공작기계에 일체화하여 사용한다.
공작물을 자동으로 가공하기 위해 ATC가 부착된 머시닝센터의 동작은 수치제어(Numerical Control;NC)장치에 의해 정밀 제어된다.
자동으로 공작물을 가공하기 위해서는 머시닝센터에 고정된 공작물의 위치와, 공작물과 머시닝센터에 장착된 공구와의 거리를 인식하는 공구세팅 과정이 선 행되며, 특히 자공공구교환장치에 구비되는 공구들은 제각기 그 길이가 다르기 때문에 각각 공구에 따른 공작물과 공구사이의 거리를 파악하여야 한다.
종래의 공작물과 머시닝센터에 장착되는 공구 사이의 거리를 파악하는 방법에 대해서 살펴보면, 우선 인디게이터(indicator)식 측정기를 사용하는 방법은 머시닝센터에 고정된 공작물 위에 인디게이터식 측정기를 올려놓고, 공구가 장착된 머시닝센터의 스핀들을 기준점으로부터 하강시켜 측정기의 윗판에 접촉시켜 누르면, 측정기를 누르는 정도에 따라 게이지의 바늘이 회전하기 때문에 측정기 윗판을 누르는 수직길이를 측정할 수 있다. 따라서 스핀들의 기준점으로부터 스핀들이 수직방향으로 이동한 거리에 인디게이터식 측정기의 게이지에 표시된 수치를 가감하여 공작물과 공구 사이의 거리를 측정할 수 있다.
이와 같은 인디게이터식 측정기를 사용하여 공작물과 공구 사이의 거리를 측정하는 방법은 인디게이터식 측정기가 놓이는 공작물의 표면이 일정한 면적의 평면으로 이루어져야 하는 문제점과, 순간적인 과도한 누름으로 인한 측정기의 파손을 방지하기 위해서 스핀들이 측정기에 저속으로 접근하여 세팅시간이 많이 소요되는 문제점을 지닌다.
또 다른 종래의 방법으로서 블럭게이지(block gauge)를 이용하는 방법은, 일정한 높이 값을 가지는 블럭게이지를 공작물 위에 올려놓고, 블럭게이지 위로 공구를 접근시키도록 스핀들을 하강시켜 블럭게이지와 공구 끝이 접촉되었다고 판단되면, 블럭게이지를 작업자의 감각으로 넣고 빼는 과정을 반복하여 공작물과 공구 사이의 거리를 측정하는 방법이다. 이때 공작물과 공구 사이의 거리는 블럭게이지의 높이 값과 스핀들의 수직이동 거리를 가산한 값이다.
이와 같이 블럭게이지를 이용하는 방법은 작업자의 숙련도에 따라 오차의 값이 각기 다르며, 공구를 직접 블럭게이지와 접촉시키기 때문에 공구의 끝부분이 파손될 가능성이 있다.
전술한 종래의 방식 이외에도 투영기와, 터치 프로브의 장비를 사용하는 방법이 있으나, 이와 같은 방법들은 장비가 고가이며, 작은 취급 부주의에도 파손의 위험성이 높은 문제점을 지닌다.
또한, 장비가 고가이기 때문에 여유분의 대체 장비를 동시에 보유하기 어려워 수리가 필요한 경우에 용이하게 대체할 대안이 없는 문제점이 있다.
한편, 일반적으로 일련의 가공공정을 거쳐 공작물의 가공이 완료되면 공작물의 가공정도를 검사하는 과정이 필수적으로 뒤따른다.
공작물의 가공상태를 측정하는 종래의 방법들을 살펴보면, 우선 버니어캘리퍼스, 마이크로미터 또는 하이트게이지 등의 수동 측정기기를 통해 공작물을 측정하는 방법이 있다. 이와 같은 수동 측정기기는 작업자의 수작업을 통해 측정이 이루어지기 때문에 작업자의 숙련도, 측정방법 및 측정환경 등에 따라 측정시 오차가 발생할 가능성이 크며, 가공이 완료된 공작물을 머시닝센터에서 분리한 상태에서 대부분 측정이 실시되기 때문에 측정결과가 재가공을 필요로 하는 경우에 머시닝센터에 공작물을 다시 세팅해야 하는 문제점을 가진다.
또한, 전술한 수동 측정기기보다 고가의 측정장비인 3차원 측정기를 사용하는 방법은 수동 측정기기의 측정시 발생하는 오차를 줄여 보다 정밀한 측정이 가능 하고, 3축 치수측정이 가능하다는 장점이 있으나, 측정장비의 가격이 고가이며, 측정장비가 차지하는 부피가 큰 단점과, 이 방법 또한 머시닝센터에서 공작물을 분리한 후에 측정이 이루어져야 하는 문제점이 있다.
한편, 버니어캘리퍼스 등의 측정기기와 3차원 측정기를 사용하여 공작물의 가공상태를 검사하는 방법과 달리 공작물을 머시닝센터에서 분리하지 않고 검사할 수 있는 인디게이터를 사용는 방법이 있으나, 이 방법은 인디게이터를 다관절 구조물에 결합되고, 다관절 구조물의 조작을 통해 인디게이터를 이동시키므로 공작물의 가공표면을 전반적으로 검사하는데 한계를 가지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 자동공구교환장치를 통해 교환되는 공구처럼 머시닝센터의 스핀들에 장착가능하며 수직방향으로 길이가 자유롭게 신축되는 구조로 이루어져, 공구 세팅에 있어 소요되는 시간을 단축시키며, 작업자의 숙련도에 따라서도 측정치에 차이가 없으며 별도의 보조 게이지를 필요로 하지 않아 작업의 효율성을 증진시킬 수 있는 공구 세팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 가공이 완료된 공작물을 머시닝센터에서 분리하지 않은 상태에서 바로 공작물을 측정함으로써, 공작물의 가공상태를 검사하는데 소요되는 시간과 비용을 절감시킬 수 있는 공구 세팅 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 공구 세팅 장치는 가공 순서 에 따라 필요한 공구를 자동으로 바꾸어 주는 자동공구교환장치를 구비한 머시닝센터에 공작물을 설치하고, 공작물과 공구사이의 기준거리를 설정하는 장치에 있어서, 원통형의 관으로 이루어지되, 상부 외주연에 수나사홈(12)과 하부 내주연에 암나사홈을 구비하고, 상기 암나사홈의 상측에 근접해서 원통형의 관 일측면에 나사홀(16)이 형성된 몸체부(10)와, 상기 몸체부(10)의 내부에 삽입되어 수직운동하되, 직경이 각기 다른 원형봉부인 안내봉부(42)와 연결봉부(44)로 구분되며, 상기 안내봉부(42)와 상기 연결봉부(44) 사이의 구분 부분에 원판형 고리 형태인 이탈방지판(46)을 일체로 구비한 작동봉(40)과, 상기 작동봉(40)의 안내봉부(42)에 몸체 중심이 끼워져 상기 몸체부(10)의 상단 내부로 삽입되는 원판형 고리 형태의 상부고정판(60)과, 상기 작동봉(40)의 연결봉부(44)에 몸체 중심이 끼워져 상기 몸체부(10)의 하단 내부로 삽입되며, 몸체의 외주연 일측에 나사홀(72)을 구비한 하부고정판(70)과, 상기 몸체부(10)의 나사홀(16)과 상기 하부고정판(70)의 나사홀(72)을 차례로 관통하여 상기 작동봉(40)의 수직높이를 단속하는 조절나사(80)와, 상기 몸체부(10)의 수나사홈(12)과 맞물리는 암나사홈(26)을 내주연에 구비한 원형 마개형태의 머리부몸체(22)와, 상기 머리부몸체(22)의 상단의 중심에 머시닝센터의 콜렛척에 삽입될 수 있는 원기둥 형태를 가지며 중공형으로 이루어진 자루(24)를 일체로 구비한 머리부(20) 및 상기 작동봉(40)의 하단에 결합되어 공작물과 접촉하는 접촉봉(50)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하기 로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 공구 세팅 장치를 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 공구 세팅 장치의 분해도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공구 세팅 장치는 원통형의 관으로 이루어진 몸체부(10)와, 몸체부(10)에 삽입되는 작동봉(40)과, 작동봉(40) 상부에 끼워져 몸체부(10)의 상단 내부로 삽입되는 상부고정판(60)과, 작동봉(40) 하부에 끼워져 몸체부(10)의 하단 내부로 삽입되는 하부고정판(70)과, 몸체부(10)와 하부고정판(70)의 일측면을 차례로 관통하여 삽입되는 조절나사(80)와, 몸체부(10)의 상단에 결합하되 머시닝센터의 콜렛척에 끼워지는 자루(24)를 구비한 머리부(20)와, 작동봉(40)의 하단에 결합하는 접촉봉(50)과, 몸체부(10)의 하단에 결합하되 몸체 중심에 작동봉(40)이 관통하는 밀폐마개(30)과, 밀폐마개(30) 하부로 돌출된 작동봉(40)의 외주연에 끼워지는 간이손잡이(90)로 구성된다.
몸체부(10)는 원통형으로 이루어진 관으로서, 상부 외주연에 소정의 폭으로 수나사홈(12)이 구비되고, 반대편인 하부 내주연에는 암나사홈(미도시)이 소정의 폭으로 구비되는데, 수나사홈(12)에는 머리부(20)가 결합되며, 암나사홈에는 밀폐마개(30)가 결합된다.
또한, 암나사홈의 상측으로 근접한 위치에 몸체부(10)의 길이방향과 수직방향으로 나사홀(16)이 구비된다. 나사홀(16)에는 조절나사(80)가 결합된다.
작동봉(40)은 몸체부(10)의 내부에 삽입되어 수직으로 운동하며, 직경이 각기 다른 두 원형봉부로 구분된다. 작동봉(40) 상측의 원형봉부는 안내봉부(42)이 며, 하측의 원형봉부는 안내봉부(42)보다 직경이 큰 연결봉부(44)이다. 또한, 안내봉부(42)와 연결봉부(44) 사이에는 원판형 고리인 이탈방지판(46)이 일체로 구성된다. 연결봉부(44)의 하단에는 소정의 깊이로 암나사홈이 형성되어 있어, 접촉봉(50)을 연결할 수 있다.
상부고정판(60)은 작동봉(40)의 안내봉부(42)에 몸체 중심이 끼워져 이탈방지판(46) 상단에 놓이게 되며, 몸체부(10) 상단 내부로 삽입된다. 즉, 상부고정판(60)의 내경은 안내봉부(42)의 직경과 동일하며, 상부고정판(60)의 외경은 몸체부(10)의 내경과 동일하다.
하부고정판(70)은 작동봉(40)의 연결봉부(44)에 몸체 중심이 끼워져 몸체부(10)의 하단 내부로 삽입된다. 하부고정판(70)의 몸체 일측에는 나사홀(72)이 구비되며, 하부고정판(70)의 나사홀(72)의 크기는 몸체부(10)의 나사홀(16)과 동일하다. 또한, 하부고정판(70)이 몸체부(10) 하단 내부에 삽입될 때, 나사홀(72)이 몸체부(10)에 형성된 나사홀(16)과 일직선을 유지하도록 삽입된다.
조절나사(80)는 몸체부(10)의 외부에서 몸체부(10) 하단 일측면에 형성된 나사홀(16)과 하부고정판(70)의 일측면에 형성된 나사홀(72)을 차례로 모두 관통한다. 조절나사(80)는 나사부(82)와 나사머리(84)로 이루어지며, 나사부(82)의 길이는 몸체부(10)의 몸통 두께와 하부고정판(70)의 두께의 합보다 길이가 길어서 조절나사(80)가 몸체부(10) 내부방향으로 진행하면, 조절나사(80)의 끝단이 하부고정판(70)의 나사홀(72)을 관통해서 노출되기 때문에 하부고정판(70)에 끼워지는 몸체부(10)의 연결봉부(44)의 측면을 누르게 되어 몸체부(10)의 수직운동을 정지, 고정 시킨다.
머리부(20)는 몸체부(10)에 구비된 수나사홈(12)과 맞물릴 수 있는 암나사홈(26)을 원형마개 형태의 몸체 내주연에 구비한 머리부몸체(22)와, 머리부몸체(22)의 상단에 위치하여 머시닝센터의 콜렛척에 장착가능한 원형봉 형태의 자루(24)로 구성된다. 자루(24)는 하단이 개방된 중공형이되, 머리부몸쳬(22)와 일체로 이루어져 있으며, 머리부몸체(22)와 연결되는 하단은 머리부몸체(22) 내부로 개방되어 몸체부(10)의 안내봉부(42)가 진입할 수 있다.
접촉봉(50)은 작동봉(40)의 하단에 형성된 암나사홈과 맞물리는 수나사홈이 몸체 상단에 형성되어, 작동봉(40)에서 탈부착이 자유롭게 이루어진다. 접촉봉(50)의 하단 끝부분은 공작물과 직접 접촉하는 부분이고, 그 모양은 평면형, 반구형 또는 원뿔형으로 다양하게 이루어져 공작물의 표면상태에 따라서 접촉봉(50)을 선택하여 부착할 수 있다.
밀폐마개(30)은 몸체부(10)의 하부 내주연에 구비된 암나사홈과 결합하는 수나사홈(32)이 몸체 상단에 형성되고, 몸체 중심에는 작동봉(40)이 삽입될 수 있도록 구멍이 형성되어 있다. 밀폐마개(30)의 몸체의 직경은 몸체부(10)의 직경과 동일하며, 밀폐마개(30)의 내경은 작동봉(40)의 연결봉부(44)의 직경과 동일하다. 밀폐마개(30)는 이물질이 몸체부(10) 내부로 들어오는 것을 방지하는 역할과, 상부고정판(60)과 하부고정판(70)과 일직선으로 이루어져 작동봉(40)이 몸체부(10)의 중앙에 위치하도록 도와준다.
간이손잡이(90)는 몸체부(10) 내부에 삽입되어 밀폐마개(30)를 관통하여 하 부로 돌출된 작동봉(40)의 연결봉부(44)의 외주연에 끼워진다. 간이손잡이(90)는 작업자가 작동봉(40)의 수직운동을 용이하게 조작할 수 있도록 한다. 본 발명에서는 간이손잡이(90)를 탄성이 있는 플라스틱을 재질로 하여 이루어져 탈부착이 자유롭다.
도 3은 본 발명에 따른 공구 세팅 장치를 머시닝센터에 적용하여 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하여, 머시닝센터에 고정시킨 공작물과 공구와의 기준거리를 측정하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.
우선, 정면에서 바라본 머시닝센터는 머시닝센터 몸체(200)와, 공작물을 고정하고 전후좌우로 움직이는 베드(210)와, 머시닝센터의 주축에 결합된 스핀들(220)과, 스핀들(220)의 하단에 결합되어 공작물을 탈부착할 수 있는 콜렛척(230)과, 머시닝센터에서 스핀들(220)의 이동거리를 정확한 수치로 인식하는 터치 프로브(240)와, 머시닝센터를 제어하기 위해 작업자가 명령을 입력하는 컨트롤박스(250)와, 작업자의 명령에 의해서 자동으로 공구를 교환하는 자동공구교환장치(260) 및 자동공구교환장치(260)에 포함된 제1공구(262), 제2공구(264)를 포함하여 이루어진다.
한편, 도 3에 도시된 z1∼z6를 각각 살펴보면, z1은 터치 프로브(240)의 수직높이를 나타내며, z2는 머시닝센터의 베드(210)에 고정된 공작물의 높이를 나타낸다. z3은 본 발명에 따른 공구세팅 장치를 스핀들(220)에 장착하였을 때, 공작물과 공구 세팅 장치 하단끝과의 거리를 나타낸다.
또한, z4는 스핀들(220)의 초기위치에서 베드(210)까지의 거리를 나타내며, z5는 공구세팅 장치를 조작하여 공구세팅 장치의 작동봉(40)이 공작물과 접촉한 상태와 동일한 높이에서 터치 프로브(240)의 상면까지의 거리를 나타낸다. z6은 공작물과 스핀들(220)의 초기위치와의 거리를 나타낸다.
전술한 각각의 거리에서 z1과 z4는 항상 특정한 수치값을 가지며, 이 값은 머시닝센터에 저장된다.
한편, 스핀들(220)은 수직방향(Z방향)으로만 움직이며, 좌우방향(X방향)과 전후방향(미도시)으로의 이동은 머시닝센터의 베드(210)를 통해 이루어진다. 스핀들(220)이 수직방향으로 최대로 올라간 지점이 수직방향 이동의 영점이 되는 기준위치이다.
초기위치에 놓여진 스핀들(220)의 하부에 결합된 콜렛척(230)에 본 발명에 따른 공구 세팅 장치를 결합한다. 이때, 공구 세팅 장치를 구성하는 몸체부(10)의 하부로 돌출된 작동봉(40)의 위치는 공작물과 z3의 거리만큼 이격된다.
이후, 작동봉(40)을 수직방향으로 내려 작동봉(40)의 하단이 공작물의 표면과 접촉하도록 하고, 작동봉(40)의 위치를 조절나사(80;도 1 및 도 2 참조)로 고정한다.
베드(210)를 좌우방향으로 움직여 작동봉(40)의 하부에 터치 프로브(240)를 위치시키고, 초기위치에 있는 스핀들(220)를 하강시켜 작동봉(40)의 하부가 터치 프로브(240)와 접촉하여 스핀들(220)의 이동거리, 즉 z5만큼의 길이를 머시닝센터에서 인식하게 된다.
이와 같은 z5의 길이는 공작물의 높이에서 터치 프로브(240)의 높이를 뺀 길이와 동일하다. 즉, 'z5 = z2 - z1'이라는 식이 성립되어 측정위치에서의 공작물의 높이를 알 수 있으며, 이로 인해서 공작물과 스핀들(220)의 초기위치와의 거리, 즉 z6거리를 알 수 있다.
이후, 자동공구교환장치(260)를 통해 공구세팅 장치와 다른 공구, 예를 들어 제1공구(262)를 교환하고, 제1공구(262)가 장착된 스핀들(220)을 하강하여 터치 프로브(240)에서 인식하여 z6거리와 비교함으로써, 제1공구(262)가 스핀들(220)에 장착되었을 때, 공작물가 떨어져있는 거리를 계산할 수 있다. 이후, 자동공구교환장치(260)에서 제1공구(262)를 제2공구(264)로 교환하고 제1공구(262)와 동일한 방법으로 수행함으로써, 자동공구교환장치(260)에 포함된 다양한 공구들의 위치를 인식하여 사용자의 명령에 의한 프로그램으로 설정함으로써, 초기 한번의 공구세팅 과정을 통해 자동으로 공작물을 가공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 공구 세팅 장치를 일부 절개하여 나타내는 사시도이며, 도 5는 도 4에 도시된 공구 세팅 장치의 동작 상태를 단면으로 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2실시예에 따른 공구 세팅 장치는 본 발명의 제 1실시예에 따른 공구 세팅 장치의 구성요소를 모두 포함하며, 작동봉(40)의 이탈방지판(46) 외주연 일측에 부착한 센서(100)와, 몸체부(10)의 원통형 몸체의 내주연에 길이방향으로 결합되어 작동봉(40)이 수직운동하면 센서(100)에 수직이동거리를 인식시키는 센서반응바(110)와, 머리부(20)의 외주연 일측에 결합되되, 센서(100)로부터 신호를 입력받아 연산을 수행하는 제어부와 사용자 인터페이스를 포함하는 디스플레이 장치(120)로 구성된다.
센서(100)는 작동봉(40)의 이탈방지판(46)에 결합되어 있기 때문에, 작동봉(40)의 수직운동거리와 동일하게 움직인다.
센서반응바(110)는 몸체부(10) 내주연에 길이방향으로 길게 결합되며, 센서(100)의 위치를 인식하는 역할을 한다.
본 발명에서는 센서(100)의 위치가 작동봉(40)에 결합되고 센서반응바(110)가 몸체부(10) 내주연에 결합되어 있지만, 다른 실시예로, 센서(100)를 몸체부(10) 내주연 일측에, 센서반응바(110)를 작동봉(40)의 연결봉부(44)에 길이방향으로 결합할 수 있다.
센서(100)에서 작동봉(40)의 수직 이동거리를 인식하면, 내부에 제어부를 통해 외부에서 인식할 수 있도록 그 수치를 표시해주는 디스플레이 장치(120)로 신호를 보낸다.
디스플레이 장치(120)에는 온오프 스위치, 리셋 스위치 등이 구비된다.
본 발명의 제 2실시예에 따른 공구 세팅 장치를 제 1실시예에 따른 공구세팅 장치로 사용가능하다.
공작물이 소정의 가공공정을 거쳐 가공이 완료되면, 자동공구교환장치(260;도 3참조)에 위치하는 공구세팅 장치가 스핀들에 결합되며, 일정하게 유지시킨 스핀들(220;도 3참조)의 위치, 즉 일정한 Z축 높이에서, 작동봉을 수직방향으로 이동 시켜 공작물과의 거리를 측정할 수 있으며, 머시닝센터의 베드(210;도 3참조)를 X축, Y축(머시닝센터의 전후방향)으로 움직여 다른 지점에서도 작동봉을 움직여 거리를 측정하고 복수의 지점에서 측정한 거리값을 비교함으로써, 공작물의 표면정도를 검사할 수 있다.
예를 들어 가공면이 평면으로 가공되었을 경우, 복수의 지점에서 확인된 값이 동일하면 가공면이 목적에 맞게 고르게 가공되었음을 확인할 수 있으나 특정부위의 값이 다른 지점과 다른 값을 가지는 경우, 다른 값보다 큰 경우는 오버컷이 일어난 곳이고 작은 경우는 언더컷이 일어난 곳이다.
한편, 디스플레이에서 보여주는 값은 스핀들의 기준위치를 기준으로 하는것이 아니라, 공구 세팅 장치의 최고점을 기준으로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변경 및 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공구 세팅 장치는 스핀들에 직접 장착함으로써 장착시 필요한 평면 등을 요구하지 않으며, 공작물에 공구 세팅 장치가 접근하는데 별도의 세심한 주의를 필요로 하지 않고, 이로 인해 공구 세팅 시간을 단축시키는 효과가 있으며, 작업자의 숙련도에 따라서도 오차가 크게 다르 지 않아 측정치가 변하지 않고, 중간에 다른 보조적인 게이지가 포함되지 않아 측정된 길이를 가감하는 부차적인 작업이 필요하지 않는 효과가 있다.
또한, 가공후의 공작물을 머시닝센터에서 분리하지 않고서도 공작물의 가공상태를 용이하게 측정하여 검사함으로써 가공에서 검사에 이르는 일련의 공정시간을 단축시켜 가공공정의 효율을 증대시키며 가공비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 가공 순서에 따라 필요한 공구를 자동으로 바꾸어 주는 자동공구교환장치(Automatic tool changer;ATC)를 구비한 머시닝센터에 공작물을 설치하고, 공작물과 공구사이의 기준거리를 설정하는 장치에 있어서,
    원통형의 관으로 이루어지되, 상부 외주연에 수나사홈(12)과 하부 내주연에 암나사홈을 구비하고, 상기 암나사홈의 상측에 근접해서 원통형의 관 일측면에 나사홀(16)이 형성된 몸체부(10)와;
    상기 몸체부(10)의 내부에 삽입되어 수직운동하되, 직경이 각기 다른 원형봉부인 안내봉부(42)와 연결봉부(44)로 구분되며, 상기 안내봉부(42)와 상기 연결봉부(44) 사이의 구분 부분에 원판형 고리 형태인 이탈방지판(46)을 일체로 구비한 작동봉(40)과;
    상기 작동봉(40)의 안내봉부(42)에 몸체 중심이 끼워져 상기 몸체부(10)의 상단 내부로 삽입되는 원판형 고리 형태의 상부고정판(60)과;
    상기 작동봉(40)의 연결봉부(44)에 몸체 중심이 끼워져 상기 몸체부(10)의 하단 내부로 삽입되며, 몸체의 외주연 일측에 나사홀(72)을 구비한 하부고정판(70)과;
    상기 몸체부(10)의 나사홀(16)과 상기 하부고정판(70)의 나사홀(72)을 차례로 관통하여 상기 작동봉(40)의 수직높이를 단속하는 조절나사(80)와;
    상기 몸체부(10)의 수나사홈(12)과 맞물리는 암나사홈(26)을 내주연에 구비 한 원형 마개형태의 머리부몸체(22)와, 상기 머리부몸체(22)의 상단의 중심에 머시닝센터의 콜렛척에 삽입될 수 있는 원기둥 형태를 가지며 중공형으로 이루어진 자루(24)를 일체로 구비한 머리부(20); 및
    상기 작동봉(40)의 하단에 결합되어 공작물과 접촉하는 접촉봉(50);
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공구 세팅 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체부(10)의 하부 내주연에 구비된 암나사홈과 결합하는 수나사홈(32)이 몸체 상단에 형성되고, 상기 암나사홈과 결합하여 상기 작동봉(40)이 몸체 중심을 관통하는 밀폐마개(30)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공구 세팅 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체부(10) 하부로 돌출된 상기 작동봉(40)의 외주연에 끼워지는 간이손잡이(90)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공구 세팅 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 접촉봉(50)은,
    상기 작동봉(40)의 연결부(44) 하단에 형성된 암나사홈(48)과 결합할 수 있도록 몸체 상부에 수나사홈(58)이 형성되어 있으며, 탈부착이 자유롭고 몸체 끝단 이 평면형, 반구형 또는 원뿔형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공구 세팅 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 작동봉(40)의 이탈방지판(46) 외주연 일측에 부착한 센서(100)와;
    상기 몸체부(10)의 원통형 몸체의 내주연에 길이방향으로 결합되어 상기 작동봉(40)이 수직운동하면 상기 센서(100)에 수직이동거리를 인식시키는 센서반응바(110); 및
    상기 머리부(20)의 외주연 일측에 결합되되, 상기 센서(100)로부터의 신호를 처리하는 제어부와 사용자 인터페이스가 포함된 디스플레이 장치(120);
    를 더 포함하여 구성되어, 가공이 완료된 공작물의 가공치수를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 공구 세팅 장치.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101773438B1 (ko) 2017-04-28 2017-08-31 김유식 모터하우징과 스테이터 조립시스템
KR101800439B1 (ko) 2017-06-16 2017-11-22 편장호 Z축 쿠션장치가 구비된 cnc 조각기
KR20180012676A (ko) * 2016-07-27 2018-02-06 현대위아 주식회사 머시닝 센터
CN109877652A (zh) * 2019-04-08 2019-06-14 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种基于显微视觉的外置式机械辅助对刀装置
JP2019536641A (ja) * 2016-10-27 2019-12-19 コリア インスティテュート オブ インダストリアル テクノロジーＫｏｒｅａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 工具位置のセット装置及びそれを用いた工具位置のセット方法
KR102060398B1 (ko) * 2018-01-03 2019-12-30 주식회사 대연 공작기계의 가공원점 측정기
KR20200130635A (ko) * 2019-05-10 2020-11-19 토요 오토메이션 컴퍼니 리미티드 그리퍼 구조
CN112045588A (zh) * 2020-08-13 2020-12-08 山西柴油机工业有限责任公司 一种通用工具
KR102207432B1 (ko) 2019-12-03 2021-01-26 화우엔지니어링 주식회사 공구의 승강이 자동 조절되는 자동공구교환장치용 척
KR20230023175A (ko) * 2021-08-10 2023-02-17 (주)대성하이텍 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR900001461A (ko) * 1988-07-26 1990-02-27 이와하시 아끼라 구조물의 변위 혹은 변형보정방법 및 그 장치
KR900009013A (ko) * 1987-12-31 1990-07-02 롤랑 다르노 가정식품 가공용 믹싱아암
KR20000018081A (ko) * 2000-01-06 2000-04-06 신현성 Ｃｎｃ용 형상측정 센서시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR900009013A (ko) * 1987-12-31 1990-07-02 롤랑 다르노 가정식품 가공용 믹싱아암
KR900001461A (ko) * 1988-07-26 1990-02-27 이와하시 아끼라 구조물의 변위 혹은 변형보정방법 및 그 장치
KR20000018081A (ko) * 2000-01-06 2000-04-06 신현성 Ｃｎｃ용 형상측정 센서시스템

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180012676A (ko) * 2016-07-27 2018-02-06 현대위아 주식회사 머시닝 센터
JP2019536641A (ja) * 2016-10-27 2019-12-19 コリア インスティテュート オブ インダストリアル テクノロジーＫｏｒｅａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 工具位置のセット装置及びそれを用いた工具位置のセット方法
KR101773438B1 (ko) 2017-04-28 2017-08-31 김유식 모터하우징과 스테이터 조립시스템
KR101800439B1 (ko) 2017-06-16 2017-11-22 편장호 Z축 쿠션장치가 구비된 cnc 조각기
KR102060398B1 (ko) * 2018-01-03 2019-12-30 주식회사 대연 공작기계의 가공원점 측정기
CN109877652A (zh) * 2019-04-08 2019-06-14 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种基于显微视觉的外置式机械辅助对刀装置
KR20200130635A (ko) * 2019-05-10 2020-11-19 토요 오토메이션 컴퍼니 리미티드 그리퍼 구조
KR102280511B1 (ko) * 2019-05-10 2021-07-22 토요 오토메이션 컴퍼니 리미티드 그리퍼 구조
KR102207432B1 (ko) 2019-12-03 2021-01-26 화우엔지니어링 주식회사 공구의 승강이 자동 조절되는 자동공구교환장치용 척
CN112045588A (zh) * 2020-08-13 2020-12-08 山西柴油机工业有限责任公司 一种通用工具
CN112045588B (zh) * 2020-08-13 2024-03-22 山西柴油机工业有限责任公司 一种通用工具
KR20230023175A (ko) * 2021-08-10 2023-02-17 (주)대성하이텍 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터
KR102568883B1 (ko) * 2021-08-10 2023-08-21 (주)대성하이텍 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터

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