KR101169865B1 - 툴 플로팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 툴 플로팅 장치에 관한 것으로, 그 목적은 툴과 대상 소재의 접촉으로 인해 툴의 임의 방향에서 반력이 가해질 경우 반력이 가해지는 방향에 따라 회동할 수 있게 함으로써 툴의 위치제어가 용이하도록 하는 툴 플로팅 장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 툴이 고정되고, 상광하협의 원추형 외면을 갖는 정렬부가 구비되며, 툴과 소재의 접촉에 의해 툴의 임의 방향에서 반력이 발생하면 툴과 함께 회동하는 이동프레임; 상기 정렬부에 대응하는 원추형의 홀을 구비하며, 정렬부와 홀의 결합에 의해 이동프레임을 지지하되, 툴에 반력작용시 이동프레임의 회동은 가능하되 이탈은 방지하도록 이동프레임을 지지하는 고정프레임; 상기 고정프레임과 이동프레임의 사이에 설치되어 이동프레임을 바깥쪽으로 밀어내는 탄성력을 제공하는 압축스프링으로 이루어진 탄성수단을 구비하는 툴 플로팅 장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

고정프레임, 이동프레임, 탄성수단, 툴

Description

툴 플로팅 장치{tool floating unit}

도 1 은 종래 디버링 툴용 플로팅 장치의 구성도,

도 2 는 종래의 플로팅 장치에 의해 고정된 디버링 툴을 이용한 작업상태를 나타낸 상태도,

도 3 은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 툴 플로팅 장치의 구성을 나타낸 단면도,

도 4 는 도 3에 도시된 툴 플로팅 장치를 이용한 작업상태를 나타낸 단면도,

도 5 는 본 발명의 탄성수단의 또 다른 구조를 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(100) : 툴 플로팅 장치 (110) : 이동프레임

(111) : 정렬부 (120) : 고정프레임

(121) : 공간 (122) : 홀

(130) : 탄성수단

본 발명은 툴 플로팅 장치에 관한 것으로, 특히 가공을 위한 툴이나 또는 접촉센서 등의 툴이 대상물과 접촉에 의해 발생되는 반력에 의해 임의의 방향으로 자유롭게 회동할 수 있도록 하는 툴 플로팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로 절삭가공을 위한 툴이나 위치검출을 위한 센서 등의 툴은 홀더에 고정되게 설치되어 이동하며 작업을 수행하게 된다. 한편 소재의 모서리부분에 남아 있는 가공 버어(burr)를 제거하기 위한 디버링 툴이나 소재와의 접촉을 통해 소재의 위치를 검출하는 접촉센서의 경우, 소재와 접촉하는 과정에서 발생되는 충격에 의한 소재 또는 툴의 파손을 방지하기 위해 플로팅 구조를 갖는 장치에 의해 지지되고 있다.

플로팅 구조를 갖는 장치의 이해를 위해 종래 디버링 툴을 탄력적으로 지지하도록 구성된 플로팅 장치를 예시로 설명하도록 한다. 도 1은 종래 디버링 툴용 플로팅 장치의 구성도를 도시하고 있고, 도 2는 종래의 플로팅 장치에 의해 고정된 디버링 툴을 이용한 작업상태를 나타낸 상태도를 도시하고 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 플로팅 장치는 고정프레임(10)과 힌지 결합된 회동프레임(20)에 디버링 툴(30)이 설치되어 디버링 툴이 일축방향으로 회동가능한 구조를 갖으며, 고정프레임(10)과 회동프레임(20)의 사이에는 스프링(40)이 설치되어 회동프레임(20)이 디버링 툴(30)을 탄력적으로 지지하도록 구성되어 있다

상기와 같이 플로팅 장치에 의해 지지된 디버링 툴은 버어의 제거를 위해 소 재(50)와 접촉하게 되면, 스프링(40)이 압축되면서 디버링 툴(30) 및 회동프레임(20)이 회동함으로써, 디버링 툴(30) 및 소재(50)의 접촉시 발생되는 충격에 의한 툴(30) 및 소재(50)의 손상을 방지함과 더불어 일정한 압력으로 디버링 툴(30)을 가압할 수 있도록 하였다.

그러나 상기와 같은 플로팅 장치는 디버링 툴이 일축 방향에 대해서만 회동가능한 구조를 가짐으로써, 도 2와 같은 상태를 유지하면서 홈이나 홀과 같이 작업방향이 일정하지 않은 소재를 작업하고자 할 경우, 작업방향에 따라 툴의 방향 및 위치를 동시에 제어해주어야만 하므로 제어에 많은 어려움이 따르는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 툴과 대상 소재의 접촉으로 인해 툴의 임의 방향에서 반력이 가해질 경우 반력이 가해지는 방향에 따라 회동할 수 있게 함으로써 툴의 위치제어가 용이하도록 하는 툴 플로팅 장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 툴(T)이 고정되고, 상광하협의 원추형 외면을 갖는 정렬부(111)가 구비되며, 툴(T)과 소재의 접촉에 의해 툴(T)의 임의 방향에서 반력이 발생하면 툴(T)과 함께 회동하는 이동프레임(110);

상기 정렬부(111)에 대응하는 원추형의 홀(122)을 구비하며, 정렬부(111)와 홀(122)의 결합에 의해 이동프레임(110)을 지지하되, 툴(T)에 반력작용시 이동프레임(110)의 회동은 가능하되 이탈은 방지하도록 이동프레임(110)을 지지하는 고정프레임(120);

상기 고정프레임(120)과 이동프레임(110)의 사이에 설치되어 이동프레임(110)을 바깥쪽으로 밀어내는 탄성력을 제공하는 압축스프링으로 이루어진 탄성수단(130)을 구비하는 툴 플로팅 장치를 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 툴 플로팅 장치의 구성을 나타낸 단면도를 도시하고 있고, 도 4는 도 3에 도시된 툴 플로팅 장치를 이용한 작업상태를 나타낸 단면도를 도시하고 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 툴 플로팅 장치(100)는 이동프레임(110)과, 고정프레임(120)과, 탄성수단(130)으로 구성된다. 이러한 툴 플로팅 장치(100)는 툴(T)을 고정하는 이동프레임(110)이 고정프레임(120)에 지지된 채로 임의의 방향으로 자유롭게 회동할 수 있도록 구성되어 툴(T)의 방향에 관계없이 툴(T)과 소재의 접촉시 발생되는 충격을 완화할 수 있도록 구성된 것으로, 각각의 구성요소에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편 상기 언급된 툴(T)은 앞서 설명된 바와 같이 절삭가공용 툴 또는 위치검출을 위한 접촉센서 등이 해당될 수 있으며, 본 실시 예에서는 로타리 바가 장착된 디버링 툴을 예시로 설명하도록 한다.

상기 이동프레임(110)은 툴(T)을 고정하는 것으로, 하단부는 툴(T)과 결합되고, 상단부는 고정프레임(120)과 결합되도록 구성된다. 한편 도 3 및 도 4에는 툴(T)의 상단부가 이동프레임(110)의 하단부에 삽입된 상태로 결합된 구조가 도시되어 있으나, 이는 하나의 예를 나타내는 것일 뿐 툴(T)의 형상에 따라 다양한 결합방식이 적용될 수 있음은 물론이다. 이러한 이동프레임(110)은 툴(T)과 결합되어 소재와 툴(T)의 접촉에 의해 툴(T)에 반력이 작용하게 되면, 툴(T)과 함께 회동하여 툴(T)의 회동을 지지하게 된다.

상기 고정프레임(120)은 이동프레임(110)이 임의의 방향으로 회동할 수 있도록 지지하는 것으로, 이동프레임(110)의 상단부 및 탄성수단(130)을 수용하는 공간(121)이 내부에 구비되며, 상기 이동프레임(110)이 관통하여 지지되는 홀(122)이 구비되어 있다. 이때 홀(122)의 직경(d2)은 고정프레임(120)의 상단부 직경(d1)에 비해 작은 직경을 구비하도록 형성되어 툴(T)에 반력이 작용할 경우 이동프레임(110)이 임의의 방향으로 회동할 수 있도록 지지하되 이탈은 방지하도록 구성되어 있다.

한편 상기 이동프레임(110)에는 상광하협(上廣下狹)의 원추형 구조를 갖는 정렬부(111)가 상단부에 구비되어 있으며, 상기 홀(122)은 정렬부(111)에 대응하도록 원추형 구조로 형성되어 툴(T)에 작용하는 반력이 제거되면, 탄성수단(130)의 반력에 의해 이동프레임(110) 및 툴(T)의 중심이 자동으로 정렬될 수 있도록 구성된다.

상기 탄성수단(130)은 고정프레임(120)과 이동프레임(110)의 사이에 설치되어 이동프레임(110)을 통해 툴(T)을 탄성지지 하는 것으로, 고정프레임(120)에 구비된 공간(121)의 내부에서 고정프레임(120)과 이동프레임(110)의 사이에 위치하도록 설치되어 이동프레임(110)을 바깥쪽으로 밀어내는 압축스프링으로 구성된다. 이때 압축스프링이 정해진 위치로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 홈 또는 돌기가 고정프레임(120) 및 이동프레임(110)에 형성될 수 있으며, 도 3 및 도 4에는 홈(112,123)이 형성된 것을 도시하고 있다.

도 5는 본 발명의 탄성수단의 또 다른 구조를 나타낸 단면도를 도시하고 있다. 도 5를 참조하면, 상기 탄성수단(130)은 다수개의 압축스프링들로 구성될 수도 있다. 이 경우 툴(T)의 상단부는 이동프레임(110)을 관통하여 고정프레임(120)의 내측으로 보다 더 연장되도록 길게 형성되고, 탄성수단(130)을 구성하는 다수개의 압축스프링들은 이동프레임(110)을 관통하여 연장된 툴(T)을 중심으로 원형 배열구조로 설치된다.

상기와 같이 구성된 툴 플로팅 장치(100)는 툴(T)과 소재(50)가 접촉하여 툴(T)에 반력(R)이 가해지게 되면, 툴(T) 및 이동프레임(110)은 툴(T)과 소재의 접촉방향에 따라 회동하게 되고, 이때 고정프레임(120)과 이동프레임(110)의 사이에 설치된 탄성수단(130)은 툴(T) 및 이동프레임(110)을 원위치로 복귀시키기 위한 복원력을 축적하게 된다.

한편 툴(T)에 가해지는 반력이 제거되면, 탄성수단(130)으로부터 이동프레 임(110)으로 가해지는 복원력에 의해 이동프레임(110)이 이동하게 되며, 이때 이동프레임(110)의 정렬부(111)와 고정프레임(120)의 홀(122)의 결합에 의해 이동프레임(110) 및 툴(T)은 원래의 위치로 자연스럽게 정렬된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같이 툴의 임의 방향에서 반력이 작용할 경우에도 툴이 회동할 수 있도록 함으로써, 작업방향에 따라 툴의 방향을 제어할 필요없이 위치만을 제어해주면 되므로 툴의 위치제어가 용이하게 되었으며, 이는 자동화 시스템의 구축을 용이하게 하는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 툴(T)이 고정되고, 상광하협의 원추형 외면을 갖는 정렬부(111)가 구비되며, 툴(T)과 소재의 접촉에 의해 툴(T)의 임의 방향에서 반력이 발생하면 툴(T)과 함께 회동하는 이동프레임(110);

   상기 정렬부(111)에 대응하는 원추형의 홀(122)을 구비하며, 정렬부(111)와 홀(122)의 결합에 의해 이동프레임(110)을 지지하되, 툴(T)에 반력작용시 이동프레임(110)의 회동은 가능하되 이탈은 방지하도록 이동프레임(110)을 지지하는 고정프레임(120);

   상기 고정프레임(120)과 이동프레임(110)의 사이에 설치되어 이동프레임(110)을 바깥쪽으로 밀어내는 탄성력을 제공하는 압축스프링으로 이루어진 탄성수단(130)을 구비하는 것을 특징으로 하는 툴 플로팅 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성수단(130)은 툴(T)을 중심으로 원형 배열되며, 이동프레임(110)과 고정프레임(120)의 사이에 설치되는 다수개의 스프링들로 구성된 것을 특징으로 하는 툴 플로팅 장치.

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