KR101215190B1 - 머시닝센터의 이면기준 가공용 테이블 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선반, 밀링, 드릴링, 보오링 머시인에서 각종 작업을 필요로 하는 공작물을 자동적으로 가공하는 머시닝센터의 테이블 장치에 관한 것으로, 특히 공작물의 기준이 되는 센터링과 이면기준의 설정을 용이하게 하는 유공압 실린더를 사용한 머시닝센터의 이면기준 가공용 테이블 장치에 관한 것이다.

본 발명은 가공물이 그 위에 적치되는 테이블과; 테이블에 수직 입설된 수직축과; 수직축의 상부 이면에 접하여 반경방향으로 수평이동하는 복수개의 제 1지지부와; 테이블에 입설되어 공작물의 밑면을 지지한 후 수직이동하는 복수개의 제 2지지부와; 공작물의 상면을 고정하는 복수개의 제 3지지부를 포함하며 상기 각각의 지지부는 시퀀스밸브에 의해 순차적으로 동작하는 것이 특징인 테이블 장치로서 구성된다.

또한, 상기 제 1,2,3지지부는 각각 등간격으로 이동방향이 일정한 길이로 동작되는 지지부가 3개씩으로 이루어진 것이 특징이다.

로케이터, 머시닝센터, 센터 슬라이더, 유압제어, 시퀀스밸브, 솔레노이드밸브, 테이블

Description

머시닝센터의 이면기준 가공용 테이블 장치{Table Apparatus for machining Back Reference of Machining Center}

도 1은 종래 로터리테이블의 클램핑 장치의 일실시예를 도시한 정면도,

도 2는 종래 로터리테이블의 클램핑장치의 다른 실시예를 도시한 정단면도,

도 3은 본 발명에 따른 테이블 장치의 단면도,

도 4는 도 2의 테이블 장치 상부를 나타낸 도면,

도 5는 도 2의 테이블 장치를 제어하는 유공압 회로도이다.

< 도면의 주요 부호의 설명 >

1: 제 1수직축 1a: 제 1경사면

2: 제 1지지부 3: 이동축

3a: 제 2경사면 4: 제 2지지부

5: 제 2수직축 6: 제 3지지부

7: 시퀀스 밸브 8: 스프링

9a: 제 1솔레노이드밸브 9b: 제 2솔레노이드밸브

9c: 제 3솔레노이드밸브 9d: 제 4솔레노이드밸브

10: 테이블 바디 12: 클램프 링

14: 챔버 16: 테이블

18: 브레이크 디스크

본 발명은 선반, 밀링, 드릴링, 보오링 머시인에서 각종 작업을 필요로 하는 공작물을 자동적으로 가공하는 머시닝센터의 테이블 장치에 관한 것으로, 특히 공작물의 기준이 되는 센터링과 이면기준의 설정을 용이하게 하는 유공압 실린더를 사용한 머시닝센터의 이면기준 가공용 테이블 장치에 관한 것이다.

일반적으로 수치제어 공작기계에 툴(Tool)을 자동으로 교환할 수 있도록 하는 교환수단을 부착한 공작기계를 머시닝 센터(MACHINING CENTER)라 칭하고 있다.

이러한 머시닝 센터는 스핀들의 방향에 따라 수직형과 수평형으로 구분되고 있으며, X, Y, Z방향으로 배치되는 3축을 포함하는 구조로 되어 있다.

머시닝 센터는, 다수개의 가공용 툴을 회전구동수단에 연결하여 툴 선택시 회전할 수 있도록 되어 있으며, 선택된 툴을 툴 매거진으로 부터 빼내고, 스핀들 헤드에 장착된 툴을 빼내어 이들 툴을 교환할 수 있는 수단을 보유하고 있다.

따라서 가공에 필요한 모든 툴을 툴 매거진에 장착한 경우, 하나의 머시닝 센터에서 다양한 작업을 행할 수 있게 된다.

한편, 상기 머시닝 센터에서의 로터리 테이블은 복잡한 형상의 제품 가공시, 즉 원주방향의 정밀한 분할 작업이 필요한 경우 사용하는 공작기계의 부속장치이다.

지금까지 로터리 테이블에서 중요시한 것은 회전위치결정에 따른 정밀도였다. 그러나 점점 다종 다양해지는 제품의 이면 기준을 정하는데에 따른 어려움이 있었다.

도 1 에 도시된 바와 같이 종래 로터리 테이블의 일실시예로써, 압유를 테이블 바디(10)와 그 테이블 바디(10)의 내측에 고정 설치되는 클램프 링(12) 사이의 챔버(14)로 보내어 상기 클램프 링(12)이 테이블 바디(10)에 마찰을 일으켜면서 테이블(16)을 클램핑하는 구조이다.

그러나, 이러한 종래의 로터리 테이블의 클램핑장치는 테이블 바디 및 클램프 링의 가공과 조립이 매우 힘들고 빠른 시간안에 언클램프되지 못하는 문제점이 있었다.

이를 개선하기 위해 도 2 에 도시된 바와 같이 브레이크 디스크(18)를 테이블 바디(10)에 대한 테이블(16)의 클램핑 수단으로 사용하였으나 이는 축방향으로 높은 클램핑력을 얻을 수 있지만 디스크가 매우 얇아서 높은 가공모멘트가 발생할 경우 정밀도에 악영향을 미칠 수 있다. 또한 언클램프시 탄성변형만으로 제자리로 돌아오게 개선하였으나 테이블 바디(10)와 브레이크 디스크(18)의 간극이 전 영역에서 0.05mm를 유지해야 하기 때문에 가공정밀도가 문제가 될 경우 얼마 사용하지 못하여 흠집(burr) 등의 발생으로 종래와 같이 언클램프에 문제가 발생하는 한편, 이와 같이 구성되는 종래의 머시닝 센터의 테이블장치는 분할각을 세분화하여 가공물을 정밀 가공할 수 있으나 다방면의 각도를 갖는 가공물 예컨대 엔진 흡입관 또는 유사 워크(Work)같은 틀어진 경사를 갖는 가공부를 가공하기에는 가공물을 수시 로 장탈착하여 가공하여야 하고 또한, 그 각도나 임의의 길이를 가늠하기가 매우 복잡하고 어려워 작업자의 작업공정에 부하율을 많이 걸어 생산성을 저하시키는 등 공작물의 기준이 되는 센터링과 이면기준을 설정하는데 제한이 있었고 가공물의 클램핑/언클램핑에 불편함이 존재하였다.

따라서, 결과적으로 현 추세인 다종 다양한 제품의 생산에 능동적으로 대처하기에 적합한 장치의 개발이 시급한 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다방면의 각도를 갖는 가공물의 센터링과 이면기준을 용이하게 하는 머시닝센터의 이면기준 가공용 테이블 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 가공물이 그 위에 적치되는 테이블과; 테이블에 수직 입설된 수직축과; 수직축의 상부 이면에 접하여 반경방향으로 수평이동하는 복수개의 제 1지지부와; 테이블에 입설되어 공작물의 밑면을 지지한 후 수직이동하는 복수개의 제 2지지부와; 공작물의 상면을 고정하는 복수개의 제 3지지부를 포함하여 이루어져 있다.

또한, 상기 제 1,2,3지지부는 각각 등간격으로 이동방향이 일정한 길이로 동작되는 지지부가 3개씩으로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 2지지부 하부에는 스프링이 구비되어야 바람직하다.

그리고, 상기 각각의 지지부는 시퀀스 밸브에 의해 순차적으로 동작된다.

한편, 본 발명의 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

이 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 목적, 기타의 목적, 특징 및 이점은 예시할 목적으로 도시한 첨부 도면과 관련해서 본 발명에 의한 실시예를 가지고 이하의 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

또한, 설명에 사용되는 각 도면에 있어서, 같은 구성성분에 관해서는 동일한 번호를 부여하여 표시하고 그 중복되는 설명을 생략하는 것도 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 머시닝센터의 이면기준 가공용 테이블 장치의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 5를 참고하여 본 발명을 살펴보면, 본 발명의 테이블 장치는, 가공물이 적치되는 테이블(16)에 수직으로 입설된 제 1수직축(1)이 구비되고 상기 제 1수직축(1)의 상부이면에는 제 1경사면(1a)이 경사지게 형성되어 있고 상기 제 1경사면(1a)에 접하여 반경방향으로 수평이동하는 복수개의 제 1지지부(2)가 구비되어 있다.

또한, 테이블(16)에 입설되어 있는 제 1수직축(1)에서 소정길이만큼 이격한 곳에 공작물의 밑면을 지지하며 수직이동하는 복수개의 제 2지지부(4)가 구성되어 있고, 제 2지지부(4) 하부에 제 2경사면(3a)을 갖으며 수평이동하는 이동축(3)이 구비되어 있다.

그리고, 상기 제 1수직축(1)에 안착하는 공작물의 상면 소정부위를 고정하는 복수개의 제 3지지부(6)와 상기 제 3지지부(6)를 상하 동작 시키는 제 2수직축(5) 이 설치되어 있다.

한편, 상기 각각의 지지부 중에서 제 1지지부(2)는 기준이 되는 부위에서 등간격이 동일한 곳에 각각 3개의 지지부가 위치하여 구비되며 3개로 이루어진 지지부는 제 1수직축(1)의 상부에 형성된 제 1경사면(1a)에 면접되어 이루어져 있다.

또한, 제 2지지부(4) 및 제 3지지부(6)도 각각 기준이 되는 부위에서 동일한 등간격으로 각각 3개의 지지부를 구비하고 있으며, 각각 3개씩으로 이루어진 지지부는 이동축(3)과 제 2수직축(5)에 면접 또는 연결되어 이루어져 있다.

그리고, 상기 제 2지지부는 그 하부에 스프링이 받침하여 구성되어 있다.

아울러, 이러한 구성에 제 1수직축(1)을 상승시켜 제 1지지부(2)를 동작시키는 제 1솔레노이드 밸브(9a)와 제 1수직축(1)을 하강시켜 제 1지지부(2)를 역으로 동작시키는 제 2솔레노이드 밸브(9b), 이동축(3)을 동작시켜 제 2지지부(4)를 상승시키후 제 2수직축(5)을 상승시켜 제 3지지부(6)를 동작시키는 제 3솔레노이드 밸브(9c) 및 이동축(3)과 제 2수직축(5)을 동시에 제어하여 제 2지지부(4)와 제 3지지부(6)를 동작시키는 제 4솔레노이드 밸브(9d)를 순차적으로 제어하는 시퀀스 밸브(7)로 이루어져 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

도 2에서 공작물(Workpiece)을 제 2지지부(4)에 로딩하면 공작물의 자중에 의하여 스프링(8)의 완충작용과 동시에 압축되면 제 1솔레노이드 밸브(9a)가 작동하여 제 1수직축(1)이 수직상승하게 된다.

이때 제 1수직축(1)의 상부 이면은 경사지게 형성된 제 1경사면(1a)이 있어 각각 제 1경사면(1a)에 접하며 3개로 이루어진 등간격이 동일한 제 1지지부(2)가 각각 일정 길이로 수평이동하여 공작물의 소재 센터링을 위치결정하고 공작물의 이면 기준면은 상기 제 1지지부(2)의 측면과 이격된 채로 있게 된다.

그러나 제 3솔레노이드 밸브(9c)가 작동되면 이동축(3)이 제 1수직축(1) 방향으로 이동되면서 제 2경사면(3a)에 의하여 제 2지지부(4)가 상승하게 된다. 때문에 상승된 제 2지지부(4)는 제 1지지부(2)의 측면과 공작물의 기준면이 이격된 채로 있던 상태에서 서로 면밀착하는 상태로 유지하게 한다.

또한, 제 2지지부(4)는 제 2경사면(3a)과 아우르는 쐐기구조로 형성되어 제 2지지부(4)의 상부에서 가해지는 압력으로부터 공작물이 기준면에서 떨어지지 않도록 지지하게 한다.

그리고, 제 2지지부(4)에 충분한 압력이 걸리면 시퀀스 밸브(7)에 압유가 유입되면서 시퀀스 밸브(7)에 유입되는 압유의 압력으로 인해 유압제어회로가 열리게 되며 유압제어회로의 동작으로 제 2수직축(5)이 수직이동하고 상기 제 2수직축(5) 상단부에 횡으로 연결된 제 3지지부(6)가 공작물을 클램핑하는 것이다.

이로써 공작물 가공시 가공력의 영향으로 공작물의 탈리를 방지하는 지지부를 다수 보유하여 안전하게 지지함으로써 정밀가공하게 하고 공작물의 기준이 되는 센터링과 이면 기준을 설정하는 것에 제한이 있었던 종래의 기술을 해소하였다.

한편, 앞서 개재한 방법으로 공작물의 상부 가공을 마치게 되면 언클램핑하는 동작은 상기 방법의 역순으로 이루어진다.

또한, 역순으로 언클램핑시 이동축(3)의 제 1수직축(1)의 위치 반대 방향의 이동과 제 2수직축(5)의 하강은 제 4솔레노이드 밸브(9d)의 작동에 의해 이루어지며, 제 1수직축(1)의 하강은 제 2솔레노이드 밸브(9b)의 작동으로써 이루어 진다.

상기 이동축(3)의 좌우이동과 제 1,2수직축(1, 5)의 상승, 하강의 동작은 각각의 솔레노이드 밸브를 작동하여 압유의 유입, 유출로써 동작되어지는 것이다.

상기와 같은 구성 및 작용에 의한 본 발명은 공작물의 이면을 기준으로 상부가공이 필요한 공작물에 대하여 공작물의 기준이 되는 센터링과 이면기준을 용이하게 설정해 줄 수 있으며, 클램핑 및 언클램핑을 편리하게 하기 위하여 리프터에 스프링을 구비함으로써 공작물의 자중에 의한 완충 및 하강으로 이면기준용 로케이터의 수월한 이동을 하게 하고 더불어 쉽게 위치 결정을 할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 각각의 지지부가 3개씩으로 이루어져 있어 공작물의 상부 가공시 공작물의 움직임을 최소화함으로 정밀가공을 이룰 수 있다.

Claims (4)

1. 머시닝센터의 가공물을 고정하는 테이블장치에 있어서,

   가공물이 적치되는 테이블;

   수직이동하도록 상기 테이블에 설치된 제1수직축(1);

   상기 제1수직축(1)의 상부에 형성된 제1경사면(1a)에 접촉하도록 배치되고, 상기 제1수직축(1)이 수직이동하면 상기 제1경사면(1a)을 따라 슬라이딩하면서 반경 방향으로 수평이동하는 복수개의 제1지지부(2);

   상기 가공물의 하부를 지지하도록 상기 테이블에 설치되고, 하측에 설치된 이동축(3)의 제2경사면(3a)과 접촉하도록 배치되며, 상기 이동축(3)이 수평이동하면 상기 제2경사면(3a)을 따라 슬라이딩하면서 수직이동하는 복수개의 제2지지부(4); 및

   상기 가공물의 상부를 고정하기 위해 제2수직축(5)의 수직이동에 의해 축회전하도록 설치된 복수개의 제3지지부(6);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 머시닝센터의 이면기준 가공용 테이블 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1,2,3지지부는 각각 등간격으로 이동방향이 일정한 길이로 동작되는 지지부가 3개씩으로 이루어진 것이 특징인 머시닝센터의 이면기준 가공용 테이블 장치.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서,

   상기 제 2지지부 하부에는 스프링이 구비된 것이 특징인 머시닝센터의 이면기준 가공용 테이블 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 가공물이 상기 제2지지부(4)에 로딩되면 제1수직축(1)을 상승시켜 상기 제1지지부(2)가 반경 방향으로 이동시키는 제 1솔레노이드 밸브(9a);

   상기 제1지지부(2)에 의해 상기 가공물의 센터링의 위치가 결정되면, 상기 이동축(3)을 수평이동시켜 상기 제2경사면(3a)을 따라 상기 제2지지부(4)를 상승시킨 후, 상기 제2수직축(5)을 상승시켜 제3지지부(6)를 축회전시키는 제 3솔레노이드 밸브(9c);

   상기 제3지지부(6)를 원위치시키기 위해 상기 제2수직축(5)을 하강시킨 후, 상기 이동축(3)을 원위치시켜 상기 제2지지부(4)를 하강시키는 제 4솔레노이드 밸브(9d); 및

   상기 제1수직축(1)을 하강시켜 상기 제2지지부(4)를 원위치시키기는 제 2솔레노이드 밸브(9b);를 구비하여 순차적으로 제어하는 시퀀스 밸브(9)가 더 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 머시닝센터의 이면기준 가공용 테이블 장치.

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