KR101230076B1

KR101230076B1 - 작업편 캐리어 및 클램핑 장치

Info

Publication number: KR101230076B1
Application number: KR1020070129502A
Authority: KR
Inventors: 브루노 잔트마이어
Original assignee: 에로바 에이지
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2013-02-05
Also published as: US20090179371A1; US8262072B2; MY144060A; EP1932607A1; NO20076271L; JP2008149454A; CA2608227C; ATE423648T1; DE502007000466D1; SG144024A1; TWI454337B; RU2362663C1; IL186639A; CN101204778B; PL1932607T3; KR20080055677A; JP5139789B2; CN101204778A; SG162783A1; CA2608227A1

Abstract

작업편 캐리어에는 척 부재에 대해 작업편 캐리어를 정확하게 위치시키기 위한 2개의 기준 시스템이 제공된다. 작업편 캐리어는 중앙 구멍을 포함하고, 구멍의 2개의 대향 단부 각각은 기준 시스템 중의 하나로 둘러싸인다. 중앙 구멍의 내부에는, 작업편을 고정 및/또는 위치 설정하는 수단이 제공된다.

2개의 기준 시스템은 서로 독립적이고, 작업편 캐리어가 2개의 다른 위치에서 척 부재에 부착되게 한다. 중앙 구멍을 둘러싸고 사실상 작업편 캐리어의 중앙 종축 방향으로 연장되는 돌출부가 각각의 기준 시스템에 제공된다. 특별한 돌출부에는 척 부재에 제공된 클램핑 요소와 결합되도록 구성되고 클램핑 면으로 기능하는 견부가 제공된다. 바람직하게는, 척 부재에 대해 작업편 캐리어의 위치를 한정하기 위한 중심 설정 요소가 또한 특별한 돌출부 상에 위치된다.

작업편 캐리어, 척 부재, 기준 시스템, 돌출부, 견부, 중심 설정 요소

Description

작업편 캐리어 및 클램핑 장치 {WORK PIECE CARRIER AND CLAMPING APPARATUS}

본 발명은 작업편 캐리어를 2개의 다른 적절히 정해진 위치의 척(chuck) 부재에 분리 가능하게 부착하기 위해 작업편을 수용하는 중앙 구멍 및 위치 설정 요소를 각각 포함하는 2개의 기준 시스템을 갖는 작업편 캐리어에 관한 것이다. 본 발명은 또한 척 부재와, 2개의 다른 위치에서 척 부재에 부착되는 작업편 캐리어를 포함하는 클램핑 장치에 관한 것이다.

작업편을 작업편 캐리어에 의해 고정밀도로 기계 공구의 척 부재에 부착하는 클램핑 장치가 기술 분야에 잘 알려져 있다. 이에 따라, 작업편 캐리어는 고정밀도로 척 부재에 부착되어야 할 뿐만 아니라, 또한 특히 매우 반복적인 정밀도로 부착되어야 한다. 작업편 캐리어를 척 부재에 정확하게 한정된 위치로 부착하기 위해, 작업편 캐리어에는 일반적으로 척 부재에 제공된 기준 시스템에 정합되는 기준 시스템이 제공된다. 다시 말하면, 척 부재의 기준 시스템은 대응되게 설계된다. 작업편 캐리어가 척 부재에 부착되면, 작업편 캐리어는 적어도 X, Y 방향으로 정확하게 한정되고 잘 알려진 위치를 가질 것이다. 바람직하게는, 작업편 캐리어가 척 부재에 부착되면, 작업편 캐리어는 Z 방향 및 Z축 주위의 각 배열에 대해 정렬되어야 한다.

유럽 특허 공개 제255,042호는 척 부재와 공구 홀더를 포함하는 기계 가공 장치의 공구를 위한 클램핑 장치를 개시하고 있다. 척 부재에는 그 하부면으로부터 돌출되고 X, Y 방향으로 공구 홀더를 정렬하기 위한 안착면을 갖는 2쌍의 중심 설정 리브가 제공된다. 또한, 4개의 핀이 Z 방향으로 공구 홀더를 정렬하기 위해 척 부재의 표면으로부터 돌출되도록 제공된다. 공구 홀더에는 상기 핀의 전방면에 안착되도록 구성된 편평면이 제공된다. 또한, 공구 홀더는 상기 중심 설정 리브와 정렬되고 정렬 리브의 안착면과 결합하도록 구성된 탄성 립(lip)을 갖는 2쌍의 홈을 포함한다. 마지막으로, 공구 홀더에는 풀-다운(pull-down) 볼트가 수용되는 중앙 보어가 제공되고, 이에 의해 공구 홀더의 정확한 중심 위치 설정을 위해 필요한 풀-다운 힘이 공구 홀더로 전달된다. 이에 따라, 척 부재는 상기 풀-다운 볼트와 협력하는 중앙에 위치된 볼 클램핑 기구를 포함한다.

이러한 기존의 장치의 문제점은 특히 작업편 캐리어에 고정되는 작업편이 한 측부에서만 가공될 수 있다는 점이다. 예를 들어, 작업편이 양 측에서 가공되어야 할 경우, 작업편은 한 측부가 가공되면 작업편 캐리어로부터 분리되어, 가공되는 다른 측부의 다른 위치로 다시 작업편 캐리어에 고정되어야 한다. 이러한 진행은 한편으로는 시간을 소비하고, 다른 한편으로는 작업편의 정확한 위치 설정이 문제 되는 경우 부정확하게 될 수 있음을 알 수 있다.

독일 특허 공개 제861,948호는 제1 위치에서 제2 위치로 회전될 수 있는 기계 공구의 주축에 부착되는 척 부재를 개시하고 있다. 척 부재는 클램핑 조오(jaw)가 제공되는 클램핑 프레임을 포함한다. 클램핑 프레임은 180°로 회전되도록 2개의 볼트에 의해 회전 가능하게 장착되어, 클램핑 프레임에 고정된 작업편은 180°로 회전할 수 있다. 주축 헤드에 대해 클램핑 프레임을 위치 설정하기 위해, 주축 헤드에는 환형 리브가 제공되어 클램핑 프레임의 양 측부 상에 제공된 환형 홈과 결합한다. 클램핑 프레임을 주축 헤드에 고정하기 위해, 클램핑 프레임에는 각각의 경우 나사 볼트에 의해 결합되는 보유 요소가 제공된다. 나사 볼트는 회전 및 그에 따라 축방향으로 이동하는 슬리브 부재에 의해 회전 위치와 작업 위치 사이에서 이동 가능한 캐리어 부재에 연결된다. 또한, 보유 부재는 클램핑 프레임이 작업 위치에 있을 때 클램핑 프레임을 회전하지 않게 고정시키도록 주축에 제공된 정합 리세스에 대응하여 형성된 돌출부를 각각 포함한다.

정해진 환형 홈과 결합하는 환형 리브가 주축 헤드에 대해 클램핑 프레임의 여러 종류의 위치 설정을 가능하게 하는 경우에도, 주축 헤드에 대해 클램핑 프레임을 X, Y 방향과 Z 방향으로 정확하고 정밀하게 정렬하기 위한 수단은 제공되지 않는다. 독립적인 중심 설정 요소, 특히 리세스와 결합하는 돌출부 및 환형 홈의 하나와 결합하는 환형 리브를 제공함으로써, 시스템은 과도하게 한정된다. 또한, 척 부재는 주축에서 분리될 수 없고, 필요한 경우 다른 기계 공구의 주축에 부착될 수 없다. 클램핑 프레임이 2개의 나사 볼트에 의해서만 유지되므로, 큰 힘이 전달 될 수 없고, 특히 클램핑 프레임에 수용된 작업편을 기계 가공하는 중에 큰 힘이 전달되지 않는다. 클램핑 프레임에 수용된 작업편의 크기가 제한되는 점에서 다른 단점이 있을 수 있다. 클램핑 프레임이 너무 큰 경우, 특히 너무 긴 경우, 클램핑 프레임은 작업편을 제거하지 않고는 180°로 회전할 수 없다.

유럽 특허 공개 제900,618호는 2개의 편평부를 갖는 캐리어 판을 개시하고 있다. 후방부는 캐리어 판이 2개의 다른 위치에서 척 부재에 고정되게 하는 서로 대향되게 위치된 2개의 홀더를 포함한다. 홀더는 전술한 유럽 특허 공개 제255,042호에 따라 구성되고 중앙에 위치된 클램핑 볼트에 의해 척 부재에 부착된다.

미국 특허 제3,023,015호는 개방된 전방 단부 및 후방 단부를 갖는 튜브형 홀더를 포함하는 드릴용의 역전 가능한 비트 부착 기구를 개시하고 있다. 드릴 척 결합 수단은 홀더의 후방 단부 상에 제공된다. 이중 비트 부재는 홀더의 개방 단부에 선택적으로 결합 가능한 제1 및 제2 단부를 갖는 이중 소켓을 포함한다. 소켓의 단부 중간의 환형 차단 견부는 홀더의 전방 단부와 결합 가능하다. 홀더의 대향 측부 및 이중 소켓의 대향 측부 상에 협동 요소를 갖는 분리 가능한 멈춤 수단이 제공된다. 슬리브는 홀더 상에 활주 가능하게 주연방향으로 위치되고 멈춤 수단의 요소와 작동식으로 결합할 수 있다.

마지막으로, 유럽 특허 공개 제970,769호는 드릴 비트를 수용하기 위해 각각의 측부 상에 축방향 수용 구멍을 구성한 중앙 관통 보어를 갖는 드릴 공구용 홀더를 개시하고 있다. 홀더에는 2개의 수용 구멍과 교차하고, 드릴 비트를 회전하지 않게 고정하기 위한 멈춤 부재를 구성 또는 수용하는 기능을 하는 방사상의 막힌 구멍이 제공된다.

본 발명의 목적은 다른 척 부재에 신속하고 간단하고 정확하게 정해지고 잘 알려진 다른 위치로 부착될 수 있도록 상술한 종류의 중앙 구멍을 갖는 작업편 캐리어를 제공하는 것이다. 그럼에도 불구하고, 이러한 작업편 홀더는 간단하고 단단한 구성을 가질 수 있다.

이러한 및 다른 목적을 만족시키기 위해, 본 발명은 척 부재에 분리 가능하게 부착되도록 구성된 작업편 캐리어를 제공한다. 작업편 캐리어는 중앙 종축의 방향으로 연장되어 작업편을 수용하도록 구성된 중앙 구멍을 포함한다. 제1 기준 시스템에는 제1 중심 설정 요소들이 제공되어 작업편 캐리어를 척 부재에 대해 정확하게 한정된 제1 위치로 정렬하도록 구성된다. 제2 기준 시스템에는 제2 중심 설정 요소들이 제공되어 작업편 캐리어를 척 부재에 대해 정확하게 한정된 제2 위치로 정렬하도록 구성된다.

제1 연결 수단이 상기 제1 위치에서 작업편 캐리어를 척 부재에 분리 가능하게 부착하기 위해 제1 기준 시스템에 제공되어, 제1 연결 수단은 작업편 캐리어의 중앙 구멍을 둘러싸고 작업편 캐리어의 중앙 종축의 방향으로 사실상 연장되고, 제1 연결 수단과 독립적인 제2 연결 수단이 제2 위치에서 작업편 캐리어를 척 부재에 분리 가능하게 부착하기 위해 제2 기준 시스템에 제공되어, 제2 연결 수단은 작업편 캐리어의 중앙 구멍을 둘러싸고 작업편 캐리어의 중앙 종축의 방향으로 사실상 연장된다.

작업편 캐리어에는 서로 독립적인 2개의 기준 시스템이 제공되고, 그에 따라 작업편 캐리어의 중앙 종축 방향으로 사실상 연장되고 중앙 구멍을 둘러싸는 작업편 캐리어를 척 부재에 고정하는 수단이 각각의 기준 시스템에 제공되므로, 중앙에 위치된 클램핑 볼트 부재의 사용 없이 작업편 캐리어가 척 부재에 신속하고 간단하고 정확하게 잘 한정된 위치로 부착될 수 있는 기본적인 조건이 생성된다.

제2 태양에 따르면, 본 발명은 척 부재와, 척 부재에 분리 가능하게 부착되도록 구성된 작업편 캐리어를 갖는 클램핑 장치를 제공한다. 척 부재에는 척 부재에 부착되는 작업편 캐리어의 위치를 한정하기 위한 기준 시스템과, 척 부재에 부착되는 작업편 캐리어를 고정 가능하게 유지하기 위한 클램핑 요소가 제공된다. 작업편 캐리어는 중앙 종축의 방향으로 연장되어 작업편을 수용하도록 구성된 중앙 구멍을 포함한다. 작업편 캐리어는 제1 중심 설정 요소들이 제공되고, 정확하게 한정된 제1 위치로 작업편 캐리어를 척 부재에 대해 정렬하기 위해 척 부재의 기준 시스템과 협동하도록 구성된 제1 기준 시스템을 포함한다.

또한, 작업편 캐리어는 제2 중심 설정 요소들이 제공되고, 정확하게 한정된 제2 위치로 작업편 캐리어를 척 부재에 대해 정렬하기 위해 척 부재의 기준 시스템과 협동하도록 구성된 제2 기준 시스템을 포함한다.

제1 기준 시스템에 제공된 제1 연결 수단은 제1 위치에서 작업편 캐리어를 척 부재에 분리 가능하게 부착하도록 제공된다. 제1 연결 수단은 작업편 캐리어의 중앙 구멍을 둘러싸고, 작업편 캐리어의 중앙 종축 방향으로 사실상 연장되고, 척 부재의 클램핑 요소와 결합되도록 구성된 클램핑 면을 갖는다. 제1 연결 수단과 독립적이고 제2 기준 시스템에 제공된 제2 연결 수단은, 제2 위치에서 작업편 캐리어를 척 부재에 분리 가능하게 부착하도록 제공된다. 제2 연결 수단은 작업편 캐리어의 중앙 구멍을 둘러싸고, 작업편 캐리어의 중앙 종축 방향으로 사실상 연장되고, 척 부재의 클램핑 요소와 결합되도록 구성된 클램핑 면을 갖는다.

본 발명에 따르면, 다른 척 부재에 신속하고 간단하고 정확하게 정해지고 잘 알려진 다른 위치로 부착될 수 있도록 중앙 구멍을 갖는 작업편 캐리어를 제공할 수 있다.

이하에서, 본 발명에 따른 장치의 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 더 기술된다.

도1은 일측에서 본 사시도로 작업편(4)과 함께 고정되는 작업편 캐리어(1)를 도시한다. 작업편 캐리어는 중앙 구멍(3)이 제공된 원형 디스크형의 기부 본체 부재(2)를 포함한다. 구멍(3)의 직경은 일정하지 않지만, 구멍(3)은 제1의 작은 직경 부분과, 제2의 큰 직경 부분을 갖는다. 작업편 캐리어(1)에는 작업편 캐리어(1)의 양 측부 상에 서로 대향되게 위치된 2개의 기준 시스템(5, 11)이 제공된다. 도1에서, 제1 기준 시스템(5)은 완전히 보이지만, 제2 기준 시스템(11)은 일부만 보인다. 제1 기준 시스템(5)은 작업편 캐리어(1)의 중앙 종축(L)과 평행하게 동축으로 연장되는 주로 환형의 돌출부(6)를 포함한다. 동시에, 작업편 캐리어(1) 의 중앙 종축(L)은 작업편 캐리어(1)의 Z축을 구성한다. 돌출부(6)의 전방면(7)에는 다수의 중심 설정 요소가 제공된다. 본 실시예에서, 중심 설정 요소는 중앙 구멍(3) 주위로 균일하게 배치되고 돌출부(6)의 전방면(7)에 제공되는 4개의 중심 설정 홈(8)으로 구성된다. 이러한 중심 설정 홈(8)은 X, Y 방향의 (도1에 도시되지 않은) 척 부재에 대해 그리고 Z축 주위의 각 배열에 대해 작업편 캐리어(1)를 위치 설정하는 기능을 한다. 동시에, 환형 돌출부(6)의 편평한 전방면 부분(7)은 작업편 캐리어(1)를 (도시되지 않은) 척 부재에 고정할 때 Z 방향의 정지면으로 기능한다. 도1에 도시된 바와 같이, 중앙 구멍(3)의 한 단부 구역은 제1 기준 시스템(5)에 의해 방사상으로 둘러싸인다. 전방면 부분(7)에 대향되는 돌출부(6)의 후방측은 클램핑 면으로 기능하는 돌출부(6)의 주연부를 따라 연장되는 환형 견부(9)를 나타낸다. 이러한 견부는 도4와 관련하여 후술되는 척 부재의 클램핑 볼과 결합된다.

중앙 구멍(3)을 동축으로 둘러싸는 상기 환형 돌출부(6)는 작업편 캐리어(1)를 척 부재에 대해 X, Y 방향으로 정확히 위치시키도록 구성된 중심 설정 요소(8)와, Z 방향으로 작업편 캐리어(1)를 위치 설정하기 위한 정지면(7)과, 척 부재에 포함되는 클램핑 요소와 결합되는 클램핑 면으로 기능하는 견부(9)를 포함하는 것을 알아야 한다. 따라서, 돌출부(6)는 다른 기능을 갖는 여러 요소들을 조합하여, 홈(8) 형상의 중심 설정 요소와 Z축 정지면으로 기능하는 정지면(7)이 제1 기준 시스템(5)을 구성한다. 이에 따라, 클램핑 면을 구성하는 견부(9)는 제1 기준 시스템(5)과 직접 관련된다. 이러한 작업편 캐리어(1)는 특히 간단한 구성을 갖는다.

본 예에서, 작업편 캐리어는 축방향으로 대칭인 본체 부재로 구성되어, 특히 선반에서 사용되기에 적합하다.

중심 설정 요소로 기능하는 다른 요소들이 제공될 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어, 중심 설정 홈 대신에 중심 설정 핀이 사용될 수 있다.

도2는 도1과 비교되는 것으로서 타측에서 본 사시도로 작업편(4)과 함께 고정되는 작업편 캐리어(1)를 도시한다. 도2에는, 제2 기준 시스템(11)이 상세하게 도시된다. 또한, 제2 기준 시스템(11)은 작업편 캐리어(1)의 중앙 종축(L)과 평행하게 동축으로 연장되는 주로 환형의 돌출부(12)를 포함한다. 돌출부(12)의 전방면(13)에는 다수의 중심 설정 요소가 제공된다. 본 예에서, 중심 설정 요소는 중앙 구멍(3) 주위로 균일하게 배치되고 돌출부(12)의 전방면(13)에 제공되는 4개의 중심 설정 홈(14)으로 구성된다. 상술한 제1 기준 시스템(5)과 마찬가지로, 제2 기준 시스템(11)의 중심 설정 홈(14)은 또한 X, Y 방향으로 (도1에 도시되지 않은) 척 부재에 대해 그리고 Z축 주위의 각 배열에 대해 작업편 캐리어(1)를 위치 설정하는 기능을 한다. 동시에, 환형 돌출부(12)의 편평한 전방면 부분(13)은 작업편 캐리어(1)를 (도시되지 않은) 척 부재에 고정할 때 Z 방향의 정지면으로 기능한다. 도2에 도시된 바와 같이, 도1의 도면과 비교되는 중앙 구멍(3)의 타 단부 구역은 제2 기준 시스템(11)에 의해 반경 방향으로 둘러싸인다. 전방면 부분(13)에 대향되는 돌출부(12)의 후방측은 돌출부(12)의 주연부를 따라 연장되어 클램핑 면으로 기능하는 환형 견부(15)를 나타낸다. 이러한 견부는 도4와 관련하여 후술되는 척 부재의 클램핑 볼과 결합된다.

도3은 작업편(4)이 고정되는 작업편 캐리어(1)의 종방향 단면도이다. 작업편 캐리어(1) 및 기부 본체 부재(2)의 내부에는, 각각 작업편(4)을 고정 및 위치 설정하기 위한 수단이 제공된다. 본 예에서, 이러한 수단은 가는 구멍이 형성된 클램핑 링 부재(17), 트러스트(thrust) 판 부재(18), 다수의 클램핑 나사(19)를 포함한다. 도3은 클램핑 나사(19) 중의 하나만을 도시함을 알아야 한다. 클램핑 링 부재(17)의 작동 원리는 콜릿(collet)의 하나와 유사하다. 클램핑 나사(19)를 조이는 중에, 클램핑 링 부재는 트러스트 판 부재(18)에 의해 좌측, 즉 제1 기준 시스템(5)을 향하는 방향으로 이동된다. 클램핑 링 부재(17)가 제1 기준 시스템(5)을 향해 원추형으로 감소되는 직경을 갖는 트러스트 면(21)으로 반경 방향으로 둘러싸이므로, 클램핑 링 부재(17)는 트러스트 판 부재(18)에 의해 반경 방향 내향으로 가압되고, 그 결과 작업편(4)은 그 주연면을 따라 고정되어 동시에 위치된다. Z 방향의 위치 설정에 있어서, 작업편(4)의 환형 전방면(22)은 기부 본체 부재(2)의 돌출부(23) 위에 안착됨을 알아야 한다. 클램핑 나사(19)를 조이면, 작업편(4)은 클램핑 링 부재(17)의 영향 하에서 이러한 돌출부(23)에 대해 가압된다. 따라서, 작업편(4) 및 그 환형 전방면(23)은 각각 기부 본체 부재(2)의 돌출부(23) 상에 확실하게 안착되어 Z 방향으로 위치되는 것이 보장된다.

또한, 견부(9)가 척 부재에 제공된 클램핑 볼을 위한 클램핑 면을 구성하는 환형 돌출부(6)의 후방 단부에 위치되는 것을 도3에서 명확히 볼 수 있다.

회전식 척 조립체와 비교하여, 본 발명에 따른 작업편 캐리어(1)는 지정된 척 부재에 완전히 분리 가능하게 부착된다. 다시 말하면, 필요할 때마다 척 부재 로부터 제거되고, 적절한 경우 다른 적합한 척 부재에 부착될 수 있다. 이는 작업편이 다른 기계 공구에 의해 가공되어야 하는 경우에 특히 중요한 특징이다. 이러한 경우, 본 발명에 따른 구성에 의해, 작업편(4)은 작업편 캐리어(1)로부터 제거되어 다른 작업편 캐리어에 다시 삽입될 필요가 없어서, 기계 공구 축에 대해 작업편을 잘못 위치 설정하는 것을 방지할 수 있다.

본 예에서, 2개의 기준 시스템(5, 11)은 서로 평행하게 연장되는 2개의 평면(E1, E2)에 위치된다. 그러나, 적절한 경우 기준 시스템(5, 11)의 평면은 또한 임의의 각도로 이루어질 수 있다.

클램핑 링 부재(17) 및 트러스트 판 부재(18)를 포함하는 상술한 클램핑 조립체 대신에, 기술 분야에 잘 알려진 종류의 적절한 콜릿 부재가 제공될 수 있고, 또는 다른 클램핑 조립체, 심지어 나사에 의해 작업편(4)을 작업편 캐리어(1)에 단순히 고정하는 것도 가능하다.

도4는 척 부재(25)와, 작업편 캐리어(1) 상에 제공된 제1 기준 시스템(5)에 의해 척 부재(25)에 대해 정확하게 위치되는 척 부재(25)에 부착된 작업편 캐리어(1)의 종방향 단면도이다. 이를 위해, 척 부재(25)에는 또한 기준 시스템(26)이 제공된다. 기준 시스템(26)은 작업편 캐리어(1)의 제1 기준 시스템(5) 및 제2 기준 시스템(11)과 협동하도록 구성된다.

척 부재(25)의 기준 시스템(26)은 4개의 중심 설정 핀 부재(27)와, 척 부재(25)에 대해 작업편 캐리어(1)의 Z축 위치를 정확하게 결정하기 위해 Z 기준으로 기능하고 작업편 캐리어(1)의 환형 돌출부(6)의 전방 면 부분(7)과 결합하도록 구 성된 여러 안착면 부분(28)을 포함한다. 특별하게는, 2개의 인접하는 중심 설정 핀(27) 사이에서 각각 연장되는 전체 4개의 만곡된 안착면(28)이 제공된다. 그러나, 도4의 단면도에서는 하나의 안착면(28)과 2개의 중심 설정 핀(27)만 볼 수 있다. 또한, 척 부재(25)에는 중앙 구멍(29)과, 적어도 하나의 작동 피스톤(31)과 복수의 클램핑 볼(32)을 포함하는 볼 클램핑 기구(30)가 제공된다. 본 예에서, 작동 피스톤(31)은 환형이고 수압 또는 공기압으로 작동되도록 구성된다. 중심 설정 핀(27)은 그 수와 위치에 관한 한 작업편 캐리어(1)의 중심 설정 홈(8)(도1)과 대응된다.

작업편 캐리어(1)를 척 부재(25)에 고정시키는 중에, 클램핑 볼(32)은 작동 피스톤(31)의 영향 하에서 반경 방향 내향으로 가압되고, 그 결과 클램핑 볼(32)은 작업편 캐리어(1)의 견부(9)(도3) 상에 안착되어 견부를 척 부재(25)에 대해 Z 방향으로 당긴다. 클램핑 볼 기구(30) 작동의 보다 상세한 설명을 위해, 미국 특허 제6,367,814호 및 제6,378,877호를 참조한다. 작업편 캐리어(1)가 척 부재(25)에 느슨하게 부착된 경우, 척 부재(25)의 중심 설정 핀(27)은 작업편 캐리어(1)의 중심 설정 홈(8)을 통과하여, 작업편 캐리어(1)는 X, Y 방향의 척 부재에 대해 그리고 Z축 주위의 각 위치에 대해 위치된다.

척 부재(25) 상에 놓여진 작업편 캐리어(1)에는, 척 부재(25)의 Z축 기준면(28)과 작업편 캐리어(1)의 Z축 기준면(7) 사이에 수백 mm 구역의 크기를 갖는 작은 간극이 있다. 최종 클램핑 단계 동안에, 이러한 간극은 척 부재(25)의 중심 설정 핀(27)을 작업편 캐리어(1)의 중심 설정 홈(8) 내로 더 가압함으로써 0으로 감소된다. 그에 따라, 즉 중심 설정 핀이 중심 설정 홈 내로 밀어 넣어질 때, 핀 및/또는 홈 벽 재료의 자연적인 탄성이 이용된다. 그 결과, 예를 들어, 미국 특허 제4,855,558호에 개시된 바와 같은 탄성을 갖는 중심 설정 요소를 제공하지 않을 수 있다. 최종적으로 고정되면, 작업편 캐리어(1)는 X, Y 방향의 척 부재(25)에 대해, Z축 주위의 각 회전에 대해, 그리고 Z축 위치에 대해 정렬된다. 이에 따라, 척 부재(25)의 중앙 구멍(29)은 작업편 캐리어(1)의 중앙 구멍(3)과 동축으로 된다. 척 부재(25)에 중앙 구멍(29)에 제공되므로, 작업편 캐리어(1)에 부착된 작업편(4)은 이러한 구멍(29) 내로 연장된다.

상술한 바와 같이 척 부재에 고정된 작업편의 한 측부가 가공될 수 있다. 예를 들어, 작업편(4)의 전방면(4a)이 편평하게 연마될 수 있다.

도5는 척 부재(25)와, 작업편 캐리어(1) 상에 제공된 제2 기준 시스템(11)에 의해 척 부재(25)에 대해 정확하게 위치되는 척 부재(25)에 부착된 작업편 캐리어(1)의 다른 종방향 단면도이다. 이에 따라, 작업편 캐리어(1)는 도3의 상황과 비교하여 180°로 회전된다. 척 부재(25)에 대한 작업편 캐리어(1)의 고정 및 이에 대한 위치 설정은, 척 부재의 중심 설정 핀(27)이 상술한 제2 기준 시스템(11)에 제공된 중심 설정 홈(14)과 결합하고, 제2 기준 시스템(11)에 제공된 전방 면 부분(13)이 척 부재(25)의 Z축 기준면(28) 상에 안착되는 것을 제외하고는, 상술한 바와 같이 정확하게 달성된다. 이러한 제2의 방법으로 고정되는 작업편(4)의 타측이 가공될 수 있다. 예를 들어, 작업편(4)의 전방면(4b)이 편평하게 연마될 수 있고, 그 결과 양 전방면(4a, 4b)은 서로 정확하게 평행하게 연장된다.

척 부재(25)의 클램핑 볼(32)이 제1 기준 시스템(5)의 일부에 제공된 환형 돌출부(6) 또는 제2 기준 시스템(11)의 일부에 제공된 환형 돌출부(12)와 직접 결합하므로, 예를 들어 클램핑 볼트 등과 같이 작업편 캐리어(1) 상에 별도의 클램핑 요소를 제공하지 않을 수 있다. 따라서, 작업편 캐리어의 특히 저렴한 제작이 가능하다. 각각의 환형 돌출부(6, 12)가 중앙 구멍(3)을 둘러싸고 환형 돌출부에는 일체로 된 주연 견부(9, 15)가 제공되므로, 척 부재(25)의 클램핑 요소(32)는 비교적 큰 클램핑 면과 결합하여 작업편 캐리어(1)를 척 부재(25)에 안전하게, 그리고 적절한 경우 큰 고정력으로 부착할 수 있다. 종래의 작업편 캐리어에 사용된 바와 같은, 중앙 클램핑 볼트 또는 풀-인(pull-in) 볼트의 제공은 중앙 구멍 때문에 필요하지도 않고 가능하지도 않다. 또한, 본 발명에 따른 작업편 캐리어의 구성은 정해진 클램핑 척 부재에 대해 매우 정확한 위치 설정을 보장한다.

본 발명의 범위 내에서, 단일의 환형 돌출부를 제공하는 대신에 각각 주로 환형 부분의 형상을 갖는 복수의 돌출부, 예를 들어 3개 또는 4개의 돌출부를 갖는 작업편 캐리어를 제공하는 것도 또한 가능함을 알 수 있다.

도1은 일측에서 본 작업편 캐리어의 사시도.

도2는 타측에서 본 작업편 캐리어의 사시도.

도3은 작업편과 함께 고정된 작업편 캐리어의 종방향 단면도.

도4는 제1 위치의 척 부재 및 이에 부착된 작업편 캐리어의 종방향 단면도.

도5는 제2 위치의 척 부재 및 이에 부착된 작업편 캐리어의 종방향 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 작업편 캐리어

3 : 중앙 구멍

4 : 작업편

5 : 제1 기준 시스템

6, 12 : 돌출부

7, 13 : 전방면

8, 14 : 중심 설정 홈

9 : 견부

11 : 제2 기준 시스템

17 : 클램핑 링 부재

18 : 트러스트 판 부재

19 : 클램핑 나사

25 : 척 부재

27 : 중심 설정 핀 부재

28 : 안착면

30 : 볼 클램핑 기구

32 : 클램핑 볼

Claims

척 부재에 분리 가능하게 부착되도록 구성되고 중앙 종축을 갖는 작업편 캐리어이며,

중앙 종축의 방향으로 연장되어 작업편을 수용하도록 구성된 중앙 구멍과,

제1 중심 설정 요소들이 제공되어 작업편 캐리어를 척 부재에 대해 정확하게 한정된 제1 위치로 정렬하도록 구성된 제1 기준 시스템과,

제2 중심 설정 요소들이 제공되어 작업편 캐리어를 척 부재에 대해 정확하게 한정된 제2 위치로 정렬하도록 구성된 제2 기준 시스템과,

제1 위치에서 작업편 캐리어를 척 부재에 분리 가능하게 부착하기 위해 제1 기준 시스템에 제공되고, 작업편 캐리어의 중앙 구멍을 둘러싸고 작업편 캐리어의 중앙 종축 방향으로 연장되는 제1 연결 수단과,

제1 연결 수단과 독립적이고, 제2 위치에서 작업편 캐리어를 척 부재에 분리 가능하게 부착하기 위해 제2 기준 시스템에 제공되고, 작업편 캐리어의 중앙 구멍을 둘러싸고 작업편 캐리어의 중앙 종축 방향으로 연장되는 제2 연결 수단을 포함하는 작업편 캐리어.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 연결 수단은 중앙 구멍을 둘러싸는 하나 또는 여러 개의 돌출부를 포함하고, 상기 각각의 돌출부는 클램핑 면을 구성하고 척 부재에 제공된 클램핑 요소와 결합하는 견부를 갖는 작업편 캐리어.
제1항 또는 제2항에 있어서, 작업편 캐리어를 척 부재에 대해 정렬하기 위한 상기 제1 및 제2 중심 설정 요소는 중앙 구멍 주위로 균일하게 배치되는 작업편 캐리어.
제2항에 있어서, 작업편 캐리어를 척 부재에 대해 정렬하기 위한 상기 제1 및 제2 중심 설정 요소는 상기 하나 돌출부 또는 여러 개의 돌출부들 상에 위치되는 작업편 캐리어.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 연결 수단은 각각 중앙 구멍을 동축으로 둘러싸는 환형 돌출부를 포함하는 작업편 캐리어.
제5항에 있어서, 환형 돌출부의 외부면은 클램핑 면을 구성하는 견부를 제공하고, 척 부재에 제공된 클램핑 요소에 의해 결합되도록 구성되는 작업편 캐리어.
제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 돌출부 및 상기 돌출부들에는 적어도 부분적으로 척 부재를 위한 Z축 기준으로 기능하는 편평한 전방면 부분이 각각 제공되는 작업편 캐리어.
제7항에 있어서, 클램핑 면으로 기능하는 견부가 편평한 전방면 부분의 후방 측에 제공되는 작업편 캐리어.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 기준 시스템은 각각 작업편 캐리어가 X 방향 및 Y 방향으로 정렬될 수 있도록 중심 설정 홈 또는 중심 설정 핀 형태의 적어도 3개의 중심 설정 요소를 포함하는 작업편 캐리어.
제1항에 있어서, 상기 중앙 구멍에는 작업편을 고정 또는 위치 설정하는 수단이 제공되는 작업편 캐리어.
제1항에 있어서, 상기 제1 기준 시스템은 제1 평면에서 작업편 캐리어의 일측 상에 위치되고, 상기 제2 기준 시스템은 제2 평면에서 작업편 캐리어의 반대측 상에 위치되며, 상기 제1 및 제2 평면은 서로 평행하게 연장되는 작업편 캐리어.
제1항에 있어서, 상기 제1 기준 시스템은 제1 평면에서 작업편 캐리어의 일측 상에 위치되고, 상기 제2 기준 시스템은 제2 평면에서 작업편 캐리어의 반대측 상에 위치되며, 상기 제1 및 제2 평면은 서로의 사이에 임의의 각도를 이루는 작업편 캐리어.
제1항에 있어서, 상기 작업편 캐리어는 축방향으로 대칭 형상을 갖는 작업편 캐리어.
제1항에 있어서, 제1 위치에서 작업편 캐리어를 척 부재에 분리 가능하게 부착하기 위해 제1 기준 시스템에 제공된 상기 제1 연결 수단과, 제2 위치에서 작업편 캐리어를 척 부재에 분리 가능하게 부착하기 위해 제2 기준 시스템에 제공된 상기 제2 연결 수단은, 각각 중앙 구멍을 동축으로 둘러싸는 환형 돌출부를 포함하고,

상기 환형 돌출부는 작업편 캐리어를 척 부재에 대해 X 및 Y 방향으로 정렬하도록 구성된 제1 중심 설정 요소, Z 방향으로 작업편 캐리어를 지지하기 위한 안착면, 및 척 부재에 제공된 클램핑 요소를 위한 클램핑 면으로 기능하는 견부를 포함하는 작업편 캐리어.
척 부재와, 척 부재에 분리 가능하게 부착되도록 구성된 작업편 캐리어를 갖는 클램핑 장치이며,

상기 척 부재는 척 부재에 부착되는 작업편 캐리어의 위치를 한정하기 위한 기준 시스템과, 척 부재에 부착되는 작업편 캐리어를 고정 가능하게 유지하기 위한 클램핑 요소를 갖고,

상기 작업편 캐리어는 중앙 종축을 갖고,

중앙 종축 방향으로 연장되어 작업편을 수용하도록 구성된 중앙 구멍과,

제1 중심 설정 요소들이 제공되고, 작업편 캐리어를 척 부재에 대해 정확하게 한정된 제1 위치로 정렬하기 위해 척 부재의 기준 시스템과 협동하도록 구성된 제1 기준 시스템과,

제2 중심 설정 요소들이 제공되고, 작업편 캐리어를 척 부재에 대해 정확하게 한정된 제2 위치로 정렬하기 위해 척 부재의 기준 시스템과 협동하도록 구성된 제2 기준 시스템과,

제1 위치에서 작업편 캐리어를 척 부재에 분리 가능하게 부착하기 위해 제1 기준 시스템에 제공되고, 작업편 캐리어의 중앙 구멍을 둘러싸고, 작업편 캐리어의 중앙 종축 방향으로 연장되고, 척 부재의 클램핑 요소와 결합되도록 구성된 클램핑 면을 갖는 제1 연결 수단과,

상기 제1 연결 수단과 독립적이고, 제2 위치에서 작업편 캐리어를 척 부재에 분리 가능하게 부착하기 위해 제2 기준 시스템에 제공되고, 작업편 캐리어의 중앙 구멍을 둘러싸고, 작업편 캐리어의 중앙 종축 방향으로 연장되고, 척 부재의 클램핑 요소와 결합되도록 구성된 클램핑 면을 갖는 제2 연결 수단을 포함하는 클램핑 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 연결 수단은 중앙 구멍을 둘러싸는 하나 또는 여러 개의 돌출부를 포함하고, 상기 각각의 돌출부는 클램핑 면을 구성하는 견부를 갖는 클램핑 장치.
제16항에 있어서, 상기 돌출부는 환형이고, 상기 환형 돌출부의 외부면에는 클램핑 면을 구성하는 견부가 제공되는 클램핑 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 및 제2 중심 설정 요소는 중앙 구멍을 동축으로 둘러싸는 환형부를 따라 위치되고, 척 부재의 기준 시스템에는 작업편 캐리어의 제1 및 제2 중심 설정 요소와 결합되도록 구성된 대응하는 중심 설정 요소들이 제공되는 클램핑 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 연결 수단은 중앙 구멍을 둘러싸는 하나 또는 여러 개의 돌출부를 포함하고, 상기 각각의 돌출부는 클램핑 면을 구성하는 견부를 갖고, 상기 하나 또는 여러 개의 돌출부의 전방면에는 중심 설정 핀 형태의 적어도 3개의 중심 설정 요소가 제공되는 클램핑 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 연결 수단은 중앙 구멍을 둘러싸는 하나 또는 여러 개의 돌출부를 포함하고, 상기 각각의 돌출부는 클램핑 면을 구성하는 견부를 갖고, 상기 하나 또는 여러 개의 돌출부의 전방면에는 중심 설정 홈 형태의 적어도 3개의 중심 설정 요소가 제공되는 클램핑 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 연결 수단은 중앙 구멍을 둘러싸는 하나 또는 여러 개의 돌출부를 포함하고, 상기 각각의 돌출부는 클램핑 면을 구성하는 견부를 갖고, 상기 하나 또는 여러 개의 돌출부의 전방면은, 작업편 캐리어를 척 부재에 고정할 때 작업편 캐리어가 Z 방향으로 지지되는 Z축 안착면으로 구성되는 클램핑 장치.
제15항에 있어서, 척 부재는 작업편 캐리어에 부착되는 작업편의 일부를 수용하도록 구성된 중앙 구멍을 포함하는 클램핑 장치.
제15항 또는 제22항에 있어서, 작업편 캐리어의 중앙 구멍과 척 부재의 중앙 구멍은 작업편 캐리어가 척 부재에 고정되면 서로 동축으로 되는 클램핑 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 기준 시스템은 제1 평면에서 작업편 캐리어의 일측 상에 위치되고, 상기 제2 기준 시스템은 제2 평면에서 작업편 캐리어의 반대측 상에 위치되며, 상기 제1 및 제2 평면은 서로 평행하게 연장되는 클램핑 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 기준 시스템은 제1 평면에서 작업편 캐리어의 일측 상에 위치되고, 상기 제2 기준 시스템은 제2 평면에서 작업편 캐리어의 반대측 상에 위치되며, 상기 제1 및 제2 평면은 서로의 사이에 각도를 포함하는 클램핑 장치.