KR100917984B1

KR100917984B1 - 캠측정장치

Info

Publication number: KR100917984B1
Application number: KR1020090016670A
Authority: KR
Inventors: 엄주성; 박홍남
Original assignee: (주)연암테크
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2009-09-18

Abstract

본 발명은 캠측정장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 캠의 형상이 설계대로 제작되었는지 판단하기 위하여 캠의 회전에 대한 터릿의 회전각도와 회전거리를 측정하는 캠측정장치에 대한 것이다.

본 발명에 따른 캠측정장치는 캠고정유닛과, 모터와, 암고정유닛과, 캠엔코더와, 암엔코더를 포함한다. 상기 캠고정유닛은 양단 사이에 원주면을 따라 복수의 홈이 형성된 캠을 축방향으로 고정시키기 위하여 일단이 상기 축방향으로 이동될 수 있고 상기 양단이 축을 중심으로 회전될 수 있는 캠고정척을 구비한다. 상기 모터는 상기 캠고정척을 회전시킨다. 상기 암고정유닛은 베이스부와 암고정척을 구비한다. 상기 베이스부는 공간상에 직교한 세축을 따라 이동할 수 있다. 상기 암고정척은 상기 캠에 결합한 터릿의 암을 고정시키기 위하여 상기 암축을 따라 이동할 수 있고 상기 암축을 중심으로 회전할 수 있게 상기 베이스부에 결합한다. 상기 캠엔코더는 상기 캠고정척의 회전각도를 측정할 수 있다. 상기 암엔코더는 상기 캠고정척의 회전각도에 따른 상기 암고정척의 회전각도를 측정할 수 있다.

캠, 측정장치, 터릿

Description

캠측정장치{Cam measurement appartus}

공작기계용 자동공구교환장치(ATC:Automatic Tool Changer)는 공작기계에서 많은 공구를 저장하고 있다가 필요한 공구를 NC프로그램에 의해 자동을 공구를 교환해주는 장치이다.

ATC는 암(arm)을 구동시켜주는 ATC Box가 성능을 좌우하는데, ATC Box에는 캠과 터릿의 조립체가 사용된다. 도 8은 이러한 ATC Box에 사용되는 캠과 터릿의 조립체의 사시도이다. 캠(20)과 터릿(10)은 서로의 축이 직각으로 엇갈리도록 만난다. 캠(20)의 원주면에는 복수의 그루브(21)가 형성되어 있고, 터릿(10)의 외주면에는 복수의 볼(13)이 삽입되어 있다. 그리고 캠(20)과 터릿(10)은 볼(13)을 통하여 결합을 한다. 또한 터릿(10)은 도 9에서 도시된 바와 같이 볼(13)이 이탈되지 않도록 하우징(15)으로 덮여있다. 그래서 캠(20)이 캠축을 중심으로 회전을 하면 터릿(10)은 터릿축을 중심으로 회전을 한다. ATC가 제대로 작동하기 위하여는 캠(20)의 외주면에 형성된 그루브(21)는 설계대로 정확하게 가공되어야 하며, 그리고 캠(20)과 터릿(10)은 정확하게 결합해야 한다. 그러나 캠(20)의 외주면에 가공된 그루브(21)는 3차원으로 가공되어서 정확하게 가공되었는지 판단하기 어려울 뿐만 아니라 캠(20)과 터릿(10)이 설계대로 결합되는지 판단하기가 어렵다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 캠에 형성된 그루브가 정확하게 제작되었는지 판단하기 위하여 캠의 회전각도에 대한 터릿의 회전각도를 측정할 수 있는 캠측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 캠과 터릿이 설계대로 결합 되었는지 판단하기 위하여 캠의 회전에 대하여 터릿의 이동거리를 측정할 수 있는 캠측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 캠측정장치는 캠고정유닛과, 모터와, 암고정유닛과, 캠엔코더와, 암엔코더를 포함한다. 상기 캠고정유닛은 원주면을 따라 복수의 홈이 형성된 캠을 양단 사이에서 축방향으로 고정시키기 위하여 일단이 상기 축방향으로 이동될 수 있고 상기 양단이 축을 중심으로 회전될 수 있는 캠고정척을 구비한다. 상기 모터는 상기 캠고정척을 회전시킨다. 상기 암고정유닛은 베이스부와 암고정척을 구비한다. 상기 베이스부는 공간상에 직교한 세축을 따라 이동할 수 있다. 상기 암고정척은 상기 캠에 결합한 터릿의 암을 고정시키기 위하여 상기 암의 암축을 따라 이동할 수 있고 상기 암축을 중심으로 회전할 수 있게 상기 베이스부에 결합한다. 상기 캠엔코더는 상기 캠고정척의 회전각도를 측정할 수 있다. 상기 암엔코더는 상기 캠고정척의 회전각도에 따른 상기 암고정척의 회전각도를 측정할 수 있다.

또한, 상기의 캠측정장치는 상기 캠의 축과 상기 터릿의 축의 이격거리 및 상기 터릿 축의 위치를 측정할 수 있는 좌표센서를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 캠측정장치는 상기 캠의 캠회전각도에 대하여 상기 터릿의 회전각도를 출력하는 출력유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 캠측정장치에 있어서, 상기 출력유닛은 상기 캠회전각도에 대하여 상기 터릿의 회전거리를 더 출력하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 캠의 회전각도에 대한 터릿의 회전각도를 측정할 수 있는 캠측정장치를 제공함으로써 캠의 외주면에 형성된 그루브가 정확하게 제작되었는지를 판단할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 캠과 터릿이 설계사양대로 정확하게 결합이 되는지를 판단할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 캠측정장치의 일 실시예를 간략화시킨 개념도이고, 도 2는 도 1에 도시된 실시예의 부분사시도이다. 그리고 도 3은 도 1에 도시된 실시예의 정면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 실시예의 평면도이며, 도 5는 도 1에 도시된 실시예의 측면도이다. 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 캠측정장치의 일 실시예를 설명한다.

본 발명에 따른 캠측정장치의 일 실시예는 캠고정유닛(30)과 모터(35)와 암고정유닛(40)과 캠엔코더(47)와 암엔코더(48)와 좌표센서와 출력유닛(50)을 포함한다.

캠고정유닛(30)은 캠(20)을 캠(20)의 축을 중심으로 회전시키기 위하여 캠(20)을 축방향으로 고정시키는 역할을 한다. 이를 위하여 캠고정유닛(30)은 캠고정척(31)을 구비한다. 캠고정척(31)은 일단(31a)과 타단(31b)의 사이에 캠(20)을 고정시킬 수 있도록 일단(31a)이 타단(31b)을 향하여 축방향으로 이동할 수 있다. 즉 캠(20)을 캠고정척(31)의 일단(31a)과 타단(31b) 사이에 위치시킨 후 핸들(32)을 돌려서 일단(31)이 이동시키면 일단(31a)과 타단(31b)에 캠이 접촉을 하여 고정된다. 그리고 캠고정척(31)의 일단(31a)과 타단(31b)은 축을 중심으로 회전할 수 있다.

모터(35)는 캠고정척(31)을 회전시킨다. 캠고정척(31)이 캠(20)을 파지하고 있으므로 모터(35)를 사용하여 캠고정척(31)을 회전시키면 캠(20)은 캠고정척(31)과 함께 축을 중심으로 회전을 한다.

암고정유닛(40)은 캠(20)에 결합하는 터릿(10)의 암을 고정시키는 역할을 한다. 이를 위하여 암고정유닛(40)은 베이스부와 암고정척(43)을 구비한다. 베이스부는 수직좌표계의 x축, y축, z축으로 이동을 할 수 있다. 이를 위하여 베이스부는 제1베이스(41)와 제2베이스(44)를 구비한다. 제1베이스(41)는 x축 및 y축으로 이동을 할 수 있다. 즉 제2핸들(42b)을 돌리면 y축으로 이동을 하고 제3핸들(42c)을 돌리면 x축으로 이동을 한다. 제2베이스(44)는 z축으로 이동을 할 수 있게 제1베이스(41)에 결합한다. 즉 제1핸들(42a)을 돌리면 제2베이스(44)는 z축으로 이동을 한다. 암고정척(43)은 z축으로 이동할 수 있게 제2베이스(44)에 결합된다. 즉 제4핸들(42d)을 회전시키면 암고정척(43)은 z축을 따라 이동을 할 수 있다. 그리고 암고정척(43)은 축을 중심으로 회전할 수 있게 제2베이스(44)에 결합된다.

캠(20)과 터릿(10)은 도 8에 도시된 바와 같이 수직으로 결합된다. 터릿(10)을 캠(20)에 수직으로 결합시키기 위하여 먼저 터릿(10)을 암고정척(43)의 사이에 위치시킨 후 제4핸들(42d)을 돌려서 암고정척(43)을 z축방향으로 이동시킨다. 암고정척(43)이 z축방향으로 이동하여 터릿(10)의 암에 삽입되면 터릿(10)은 암고정척(43)에 고정된다. 그리고 제2핸들(42b) 및 제3핸들(42c)을 돌려서 제1베이스(41)를 이동시키고, 제1핸들(42a)을 돌려서 제2베이스(44)를 이동시켜서 터릿(10)을 캠(20)에 결합시킨다.

캠엔코더(47)는 캠(20)의 회전각도를 측정하는 역할을 한다. 캠(20)은 캠고정척(31)에 고정되어 캠고정척(31)과 일체로 회전한다. 그러므로 캠고정척(31)의 회전각도를 측정하면 캠(20)의 회전각도를 측정할 수 있다. 그래서 캠엔코더(47)는 캠고정척(31)의 회전각도를 측정할 수 있게 설치된다.

암엔코더(48)는 터릿(10)의 암의 회전각도를 측정하는 역할을 한다. 터릿(10)은 암고정척(43)에 고정되어 암고정척(43)과 일체로 회전한다. 그러므로 암고정척(43)의 회전각도를 측정하면 터릿(10)의 암의 회전각도를 측정할 수 있다. 그래서 암엔코더(48)는 암고정척(43)의 회전각도를 측정할 수 있게 설치된다.

좌표센서(미도시)는 캠(20)의 축과 터릿(10)의 암축의 이격거리 및 터릿(10)의 암축의 위치를 측정할 수 있다. 좌표센서를 사용하여 이를 측정함으로써 터릿(10)의 회전거리를 계산할 수 있다.

출력유닛(50)은 캠(20)의 회전각도에 대한 터릿(10)의 회전각도와 그리고 터릿(10)의 회전거리를 사용자가 볼 수 있도록 그래프로 출력한다.

캠(20)을 캠고정유닛(30)에 고정시킨 후, 터릿(10)을 암고정유닛(40)에 고정시켜서 캠(20)과 터릿(10)이 서로 직교하도록 결합시킨다. 그리고 모터(35)를 사용하여 캠고정척(31)을 회전시킨다. 그러면 캠(20)은 회전을 한다. 터릿(10)은 볼을 통하여 캠(20)과 결합되어 있다. 그래서 캠(20)이 회전을 하면 터릿(10)은 회전을 한다. 캠엔코더(47)는 캠(20)의 회전각도를 측정하고, 암엔코더(48)는 터릿(10)의 회전각도를 측정한다. 그리고 좌표센서를 통하여 캠(20)과 터릿(10)의 이격거리 및 터릿(10)의 좌표를 알 수 있어서 터릿(10)의 회전거리를 계산할 수 있다. 도 6은 출력유닛(50)을 사용하여 이를 그래프로 출력한 것이다. 도 6은 캠의 회전각도에 대한 터릿의 회전각도를 출력한 것이고 도 7은 캠의 회전각도에 대한 터릿의 회전거리를 출력한 것이다. 도 6 및 도 7을 통하여 캠이 설계대로 제작되었는지를 알 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 캠측정장치의 일 실시예를 간략화시킨 개념도,

도 2는 도 1에 도시된 실시예의 부분사시도,

도 3은 도 1에 도시된 실시예의 정면도,

도 4는 도 1에 도시된 실시예의 평면도,

도 5는 도 1에 도시된 실시예의 측면도,

도 6은 도 1에 도시된 실시예를 사용하여 캠의 회전각도에 대한 터릿의 회전각도를 측정한 결과값,

도 7은 도 1에 도시된 실시예를 사용하여 캠의 회전각도 대한 터릿의 회전거리를 측정한 결과값,

도 8은 도 1에 도시된 실시예를 사용하여 측정할 캠과 터릿의 조립도,

도 9는 도8에 도시된 터닛의 사시도이다.

<도면부호의 간단한 설명>

30 : 캠고정유닛 31 : 캠고정척

35 : 모터 40 : 암고정유닛

41 : 제1베이스 44 : 제2베이스

43 : 암고정척 47 : 캠엔코더

48 : 암엔코더 50 : 출력유닛

Claims

원주면을 따라 복수의 홈이 형성된 캠을 양단 사이에서 축방향으로 고정시키기 위하여 일단이 상기 축방향으로 이동될 수 있고 상기 양단이 축을 중심으로 회전될 수 있는 캠고정척을 구비한 캠고정유닛과,

상기 캠고정척을 회전시키기 위한 모터와,

공간상에 직교한 세축을 따라 이동할 수 있는 베이스부와, 상기 캠에 결합한 터릿의 암을 고정시키기 위하여 상기 암의 암축을 따라 이동할 수 있고 상기 암축을 중심으로 회전할 수 있게 상기 베이스부에 결합한 암 고정척을 구비한 암고정유닛과,

상기 캠고정척의 회전각도를 측정할 수 있는 캠엔코더와,

상기 캠고정척의 회전각도에 따른 상기 암고정척의 회전각도를 측정할 수 있는 암엔코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 캠측정장치.
제1항에 있어서,

상기 캠의 축과 상기 터릿의 축의 이격거리 및 상기 터릿 축의 위치를 측정할 수 있는 좌표센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 캠측정장치.
제2항에 있어서,

상기 캠의 캠회전각도에 따른 상기 터릿의 회전각도를 출력하는 출력유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캠측정장치.
제3항에 있어서,

상기 출력유닛은 상기 캠회전각도에 대하여 상기 터릿의 회전거리를 더 출력하는 것을 특징으로 하는 캠측정장치.