KR100861710B1

KR100861710B1 - 밀링머신의 클램핑 장치

Info

Publication number: KR100861710B1
Application number: KR1020060118114A
Authority: KR
Inventors: 김태석
Original assignee: 김태석
Priority date: 2006-11-28
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2008-10-06
Also published as: KR20080048140A

Abstract

본 발명은 밀링머신의 클램핑 장치에 관한 것으로서,

용광로에서 얻은 슬래그의 시료 검사를 위한 사전작업으로서 밀링처리를 요하는 슬래그를 파지하기 위해 삼방향 클램프를 이용하여 파지력을 높이는 동시에 클램핑하는 가압 압력을 센싱하여 가압 압력이 자동 제어되게 함으로써 클램핑되는 슬래그의 위치가 삼 방향 클램프의 중심에 자동적으로 위치시킬 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.

슬래그, 밀링, 캠, 클램프, 파지, 삼방향, 그리퍼

Description

밀링머신의 클램핑 장치{CLAPPING DEVICE FOR MILLING MACHINE}

도 1은 본 발명이 적용되는 밀링머신의 전체구조를 보인 평면도이고,

도 2는 본 발명이 적용되는 밀링머신의 개략적인 요부 사시도이고,

도 3은 본 발명에 의한 클램프 장치의 작동원리를 설명하기 위해 도시한 평면도이고,

도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명에 따른 클램핑 전 및 클램핑 후의 상태를 보인 측면도,

도 5 는 본 발명에 의한 클램핑 장치를 작동시키기 위한 유압계통도이다.

본 발명은 밀링머신의 클램핑 장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 밀링하고자 하는 슬래그를 파지하기 위해 삼방향 클램프를 이용하여 파지력을 높이는 동시에 클램핑하는 가압 압력이 자동 제어되게 함으로써 클램핑되는 피가공물의 위치가 삼방향 클램프의 중심에 자동적으로 위치시킬 수 있게 하는 밀링머신의 클램핑 장치에 관한 것이다.

일반적인 제련과정 중 철을 예로 들면, 철광석(Fe2O3, Fe3O4)을 코크스(C)와 석회석(CaCO3)과 함께 용광로에 넣고 고온의 열풍을 가해 코크스를 반응시켜 일산화탄소(CO)가 되게 하고, 이 일산화탄소가 이산화탄소(CO2)로 산화되는 과정에서 철광석에서 산소(O)를 뺏아가 철광석이 철(Fe)로 환원되게 하는 것이다.

이때 같이 들어간 석회석은 용광로 내에서 열분해되어 산화칼슘(CaO)으로 되며, 이것이 하는 역할은 철광석에 섞여 있는 불순물 즉, 철광석에 섞인 규산염광물을 제거하여 CaSiO3 의 앙금의 형태인 슬래그(slag)로 만들어지게 된다.

이와 같이 슬래그(slag)는 용광로 내 분위기로 인한 용탕의 오염방지, 유해 불순물 흡수 및 분리, 용탕의 온도 유지 등의 역할을 하며, 슬래그의 특성은 슬래그의 규산도(Silicate Degree)에 따라 달라지며 산성(Acid), 중성(Neutral), 염기성(Basic) 슬래그로 나눌 수 있다

이러한 슬래그가 갖는 금속 및 광물에 대한 정량적 화학분석을 위해 유도결합 플라즈마 원자방출 분광광도계(ICP-OES)를 사용하여 검사하게 되는데, 이러한 검사를 위해서는 검사 시료로 사용되는 슬래그의 표면을 밀링해 주어야 하며, 이때 본 발명과 관련되는 밀링머신이 사용된다.

밀링머신의 사용시, 슬래그의 양측면을 양방향 클램프로 고정시킨 상태에서 슬래그의 상측 표면을 밀링하게 되는데, 종래에는 매 슬래그의 일정하지 않은 측면의 외곽 모양으로 인해 슬래그를 밀링툴 하부의 작업좌표 위치로 정확히 고정시키는 클램핑 작업이 매우 어려웠던 문제점이 있었다.

상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 슬래그의 파지를 위해 삼방향 클램프를 이용하는 동시에 클램핑하는 가압 압력이 자동 제어되어지는 클램프를 사용하여 종전보다 정확한 작업좌표 위치, 즉 삼방향 클램프의 중심에 슬래그를 자동으로 고정시킬 수 있도록 함으로써 자동화 공정에 의해 후속되어지는 밀링공정에서 정확한 밀링작업이 될 수 있게 하는 밀링머신의 클램핑 장치를 제공하려는 것에 그 목적을 두고 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 대해 실시예로서 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에 도시된 바를 참조하면, 밀링툴(2) 하부로 수평 이동되는 기 대(4)에 구비되며, 상부면의 밀링이 필요한 피가공물(6)의 측면을 파지하는 밀링머신을 보여주고 있다. 도 1 및 도 2에서 도면부호 설명 안된 M은 서보모터로서, 상기 서보모터(M)의 구동에 따라 모터 구동축에 볼스크류(BS)로 결합된 기대(4)의 상부의 클램핑 테이블(4a)이 클램핑 위치와 밀링 위치를 번갈아 이동되도록 구성되어 있다.

본 발명은 이러한 밀링머신에 있어서, 밀링작업을 할 피가공물(6)인 슬래그를 클램핑하는 장치에 대한 기술적 구성을 제안하고 있다.

본 발명에 따른 밀링머신의 클램핑 장치는,

도 1 내지 도 3, 그리고 도 4a 및 도 4b 에 도시된 바와 같이,

피가공물(6)의 하부면을 탄성적으로 지지하는 하부 그리퍼(42)와;

피가공물(6)의 상기 하부 그리퍼(42)에 올려진 상태에서 피가공물(6)의 상부면을 가압하여 피가공물(6)을 하강시키기 위한 상부 그리퍼(52)와;

기대(4)의 상부에 구비된 클램핑 테이블(4a)에 회전가능하게 결합되는 캠 회전축(14,24,36)을 갖으며, 상기 피가공물(6)이 하강된 상태에서 상기 피가공물(6)의 측면을 파지할 수 있도록 내측면의 일단에 조우(12,22,32)를 구비하고, 평면상 서로 등간격으로 배치되는 세 개 이상(바람직하게는 세 개) 다수의 캠 클램프(10,20,30)와;

상기 피가공물(6)을 강한 압력으로 파지할 수 있도록 상기 다수의 캠 클램프(10,20,30)를 회동시키기 위한 각각의 실린더(16,26,36)를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

이러한 구성에 있어서, 상기 다수의 캠 클램프(10,20,30)는 내측면(10a,20a,30a)이 평면, 그리고 외측면이 곡면을 이루는 평면상 반원형으로 이루어지되 상기 내측면은 상기 조우(12,22,32)가 부착되는 일단면이 피가공물(6)에 대해 가까운 거리가 되도록 상기 평면과 둔각의 각도로 형성되어 피가공물(6)에 면접하도록 된 것이 바람직하다.

또, 상기 다수의 실린더(36)의 단부가 힌치축(17,27,37)으로 기대(4)에 고정되고, 상기 다수의 실린더의 플런저(17a,27a,37a)의 단부가 힌지축(18,28,38)에 의해 링크로드(19,29,39)의 일단부에 고정되며, 상기 링크로드(19,29,39)의 타단부는 상기 캠 회전축(14,24,34)에 접촉되지 않게 상기 캠 클램프(10,20,30)에 고정되어 상기 다수의 실린더(16,26,36)의 신장 또는 축소에 따라 상기 다수의 캠 클램프(10,20,30)가 회동되어 상기 조우(12,22,32)가 상기 피가공물(6)의 측면을 클램핑할 수 있도록 구성된다.

도 5를 참조하면, 상기 캠 클램프(10,20,30)를 각각 작동시키는 상기 다수의 실린더(16)(26)(36)는 각각 솔레노이드밸브(SV1-1,SV1-2)(SV2-1,SV2-2)(SV3-1,SV3-2)의 개폐에 따라 유압으로 작동되는 복동실린더이다.

또, 상기 다수의 캠 클램프(10,20,30)가 상기 피가공물(6)에 대하여 가압하는 압력을 감지한 신호를 제공하도록 가압측 유압라인에 설치되는 압력감지센서(SR1,SR2,SR3)와, 상기 압력감지센서(SR1,SR2,SR3)의 신호에 따라 상기 솔레노이드밸브(SV1-1,SV2-1,SV3-1)의 개폐를 제어하여 상기 다수의 캠 클램프(10,20,30)가 상기 피가공물(6)에 대해 가압하는 각각의 압력을 제어하는 제어부(PLC)를 더 구비하고 있다. 도면 설명안된 P는 유압펌프이다.

한편, 이러한 클램핑을 위한 유압식 클램핑에 대해 클램핑 이전에 피가공물(6)을 지지하는 그리퍼(42,52)는 상대적으로 가압 압력이 작도록 구성된다.

즉, 상기 상부 그리퍼(52)와 하부 그리퍼(42)는 각각 공압 실린더(51)(41)에 의해 승하강하는 구조이되, 상기 상부 그리퍼측 공압 실린더(51)의 압력이 상기 하부 그리퍼측 공압 실린더(41)의 압력보다 크게 레귤레이팅되어 있다.

이러한 본 발명의 구성에서, 도 1을 통해 설명한 바 대로, 본 발명이 적용되는 상기 밀링머신은, 상기 기대(4)가 서보모터(M)의 구동축(MSC)에 축 결합된 볼스크류(BS)에 연결되어 가이드레일(GR)을 따라 수평 이동되어 클램핑 테이블(4a)이 피가공물의 밀링작업을 위한 밀링툴(2) 하부의 위치와 피가공물의 클램핑을 위한 상부 그리퍼(52) 하부의 슬래그 안착 위치에 이동되어지는 구조를 적용할 수 있다. 슬래그는 도면 도시 안된 별도의 로더(핸들러)에 의해 하부 그리퍼(42) 위에 올려진다.

한편, 본 발명의 설명에 있어서, 밀링을 위해 클램핑하는 피가공물(6)은 용광로의 제련과정에서 얻은 슬래그를 예시하였으나, 본 발명의 청구범위 기재된 범위 내에서 임의의 피가공물의 클램핑 장치에도 그 권리가 적용될 수 있음은 물론이다.

이러한 본 발명의 구성에 따르면, 도 4a에 도시된 바와같이 하부 그리퍼(52)의 상부에 슬래그(6)가 안착되면 상부 그리퍼(42)가 하강하여 슬래그를 지지하게 되고, 이러한 상태에서 클램핑 동작이 시작되어 실린더(16,26,36)가 작동하면 상기 캠 클램프(10,20,30)가 회동되어 각 캠 클램프의 조우(12,22,32)가 피가공물(6)을 가압하여 고정하게 된다.

이때, 캠 클램프(10,20,30)가 슬래그 가압을 위해 회동함에 있어서, 피가공물(6)인 슬래그의 모양에 따라 상기 캠 클램프(10,20,30)의 회전되는 이동각도가 각각 달라지게 된다. 이때, 슬래그(6)를 중심 위치에 견고히 고정시키기 위해 압력감지센서(SR1,SR2,SR3)가 가압 압력을 체크하여 그 감지된 신호를 제어부(PLC)에 전송하여 가압하는 솔레노이드밸브(SV1-1,SV2-1,SV3-1)의 개폐를 제어하여 압력을 제어하게 됨으로써 슬래그는 캠 클램프 중심의 적정한 위치에 고정되어지게 되는 것이다. 예컨대, 먼저 슬래그(6)의 일측면에 접면한 어느 하나의 캠 클램프에서의 압력을 해당 압력감지센서가 체크하면 솔레노이드를 오프시켜 가압하는 압력을 중단하다가 다른 캠 클램프들이 슬래그의 다른 면에 접면한 상태가 되어 해당 압력감지센서에서 신호가 감지되면 모든 캠 클램프의 가압 솔레노이드 밸브(SV1-1.SV2-1,SV3-1)를 동시에 개방하여 삼 방향에서 압력을 동시에 가하는 방식으로 슬래그를 클램핑하여 클램프 테이블(4a)의 중심위치, 즉 세개의 캠 클램프(10,20,30)들의 중심위치에 슬래그(6)를 위치시킨 상태로 클램핑할 수 있게 되는 것이다.

이러한 제어방식은 제어부(PLC)의 프로그래밍에 따라 달리 설정할 수 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 가압 압력을 감지하여 가압력을 제어하는 방식을 채택함으로써 밀링을 위한 클램핑 포지션의 최적 위치에서 슬래그를 클램핑할 수 있게 되고, 아울러 이러한 공정이 자동화로 됨으로써 수율 및 생산성이 향상되게 하는 효과가 있고, 또한 삼 방향 파지를 통해 양방에서 파지하던 종래에 비해 슬래그의 클램핑 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Claims

밀링툴(2) 하부로 수평 이동되는 기대(4) 상부의 클램핑 테이블(4a)에 구비되며, 상부면의 밀링이 필요한 피가공물(6)의 측면을 파지하는 밀링머신의 클램핑 장치에 있어서,

피가공물(6)의 하부면을 탄성적으로 지지하는 하부 그리퍼(42)와;

피가공물(6)의 상기 하부 그리퍼(42)에 올려진 상태에서 피가공물(6)의 상부면을 가압하여 피가공물을 하강시키기 위한 상부 그리퍼(52)와;

기대테이블에 회전가능하게 결합되는 캠 회전축(14,24,34)을 갖으며, 상기 피가공물(6)이 하강된 상태에서 상기 피가공물(6)의 측면을 파지할 수 있도록 내측면의 일단에 조우(12,22,32)를 구비하고, 평면상 서로 등간격으로 배치되는 세 개 이상 다수의 캠 클램프(10,20,30)와;

상기 피가공물(6)을 강한 압력으로 파지할 수 있도록 상기 다수의 캠 클램프(10,20,30)를 회동시키기 위한 각각의 실린더(16,26,36)를 구비하는 것을 특징으로 하는 밀링머신의 클램핑 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 다수의 캠 클램프(10,20,30)는 내측면(10a,20a,30a)이 평면, 그리고 외측면이 곡면을 이루는 평면상 반원형으로 이루어지되 상기 내측면은 상기 조우(12,22,32)가 부착되는 일단면이 피가공물(6)에 대해 가까운 거리가 되도록 상기 평면과 둔각의 각도로 형성되어 피가공물(6)에 면접하도록 된 것을 특 징으로 하는 밀링머신의 클램핑 장치.
제 1항에 있어서,

상기 다수의 실린더(16,26,36)의 단부가 힌치축(17,27,37)으로 기대(4)에 고정되고, 상기 다수의 실린더의 플런저(17a,27a,37a)의 단부가 힌지축(18,28,38)에 의해 링크로드(19,29,39)의 일단부에 고정되며, 상기 링크로드(19,29,39)의 타단부는 상기 캠 회전축(14,24,34)에 접촉되지 않게 상기 캠 클램프(10,20,30)에 고정되어 상기 다수의 실린더(16,26,36)의 신장 또는 축소에 따라 상기 다수의 캠 클램프(10,20,30)가 회동되어 상기 조우(12,22,32)가 상기 피가공물(6)의 측면을 클램핑할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 밀링머신의 클램핑 장치.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 다수의 실린더(16,26,36)는 솔레노이드밸브(SV1-1,SV1-2,SV2-1,SV2-2,SV3-1,SV3-2) 개폐에 따라 유압으로 작동되는 복동실린더이고;

상기 다수의 캠 클램프가 상기 피가공물에 대하여 가압하는 압력을 감지한 신호를 제공하도록 유압라인에 설치되는 압력감지센서(SR1,SR2,SR3)와, 상기 압력감지센서(SR1,SR2,SR3)의 신호에 따라 상기 솔레노이드밸브(SV1-1,SV2-1,SV3-1)의 개폐를 제어하여 상기 다수의 캠 클램프(10,20,30)가 상기 피가공물(6)에 대해 가 압하는 각각의 압력을 제어하는 제어부(PLC)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 밀링머신의 클램핑 장치.
제 4항에 있어서,

상기 상부 그리퍼(52)와 하부 그리퍼(42)는 각각 공압 실린더(51)(41)에 의해 승하강하는 구조이되, 상기 상부 그리퍼측 공압 실린더(51)의 압력이 상기 하부 그리퍼측 공압 실린더(41)의 압력보다 크게 레귤레이팅되어 있는 것을 특징으로 하는 밀링머신의 클램핑 장치.
제 1항, 제2항, 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기대(4)가 서보모터(M)의 구동축(MSC)에 축 결합된 볼스크류(BS)에 연결되어 가이드레일(GR)을 따라 수평 이동되어 상기 클램핑 테이블(4a)이 피가공물(6)의 밀링작업을 위한 밀링툴(2) 하부의 위치와 피가공물의 클램핑을 위한 상부 그리퍼(52) 하부의 안착 위치로 이동되어지는 구조이고, 상기 피가공물(6)은 용광로의 제련과정에서 얻은 슬래그인 것을 특징으로 하는 밀링머신의 클램핑 장치.