KR101235438B1 - 인덱스 테이블을 이용한 공작물 이송 및 절삭장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계의 공작물 이송 및 절삭에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인덱스 테이블을 이용한 공작물 이송 및 절삭장치 및 그 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 공작기계에 있어서, 공작기계(200)의 일측으로 공작물(50)을 공급하는 로딩 컨베이어(100); 공작기계(200)의 타측으로 가공된 공작물(50)을 배출하는 언로딩 컨베이어(300); 상부에 공작물(50)이 올려진 팔레트(410)를 로딩한 채로 로딩 컨베이어(100)와 언로딩 컨베이어(300) 사이를 왕복 이동하는 이동수단(210)을 포함하고, 팔레트(410)를 회전시킬 수 있는 인덱스 테이블(400); 팔레트(410) 상에 위치하여 공작물(50)을 클램핑하거나 언클램핑할 수 있는 클램핑 수단; 및 팔레트(410) 상으로 이송되는 공작물(50)의 위치를 결정하는 위치결정수단이 제공된다.

공작기계, 테이블, 인덱스, 컨베이어, 클램핑, 로딩, 공작물

Description

인덱스 테이블을 이용한 공작물 이송 및 절삭장치{Work piece transfer and maching device using index table}

도 1은 본 발명에 따른 인덱스 테이블을 이용한 공작물 이송 및 절삭 장치의 평면도,

도 2는 도 1에 도시된 공작물 이송 및 절삭 장치의 정면도,

도 3은 도 1중 팔레트(410)와 지그 프레임(230) 및 이에 고정된 공작물(50)의 측면도,

도 4는 도 3에 도시된 팔레트(410)와 지그프레임(230)의 정면도,

도 5는 본 발명에 따른 인덱스 테이블을 이용한 공작물 이송 및 절삭 방법의 개략적인 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

50 : 공작물,

100 : 로딩 컨베이어,

200 : 공작기계부,

210 : 인덱스 테이블 이동수단,

230, 230a, 230b, 230c : 지그 프레임,

232 : 기둥,

234 : 공압라인,

240 : 수평 클램프,

250 : 클램프 실린더,

252 : 제 1 수직 클램프,

254 : 제 2 수직 클램프,

270 : 상하 스토퍼,

275 : 소재착좌확인용 패드,

280 : 테이블 컨베이어,

300 : 언로딩 컨베이어,

400 : 인덱스 테이블,

410 : 팔레트.

본 발명은 공작기계의 공작물 이송 및 절삭에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인덱스 테이블을 이용한 공작물 이송 및 절삭장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수치제어 공작기계에서는 공작물이 올려진 팔레트를 교체하기 위한 APC 장치가 사용된다. 이러한 APC 장치는 무인반송차량(AGV) 등으로부터 공급받은 공작물과 팔레트를 가지고 있다가 가공이 완료되면 즉시 교체함으로서 공작기계의 대기시간을 최소화하는데 사용된다. 따라서, 종래의 공작기계는 중량의 공작 물을 공정별로 운반하기 위하여 무인반송차량이 사용되었다.

그리고, 또 다른 형태의 공작기계 가공 라인은 컨베이어 벨트에 의해 공작물과 팔레트가 이동하는 방식이다. 그리고, 해당 가공셀에서 로봇, 매니퓰레이터, 지그 등에 의해 해당 공작기계에 로딩되거나 언로딩되었다.

그러나, 이와 같은 종래의 가공방식은 다음과 같은 문제점이 있었다. 즉, 장비의 크기와 이송장치간의 규제가 많아 공정 라인의 전체 설계 시간이 과도하게 소요되었다. 또한, 각종 장비와 이송장치, 지그 및 센서 등을 정확히 셋팅하여야 하기 때문에 설치와 분해, 교정 등에 많은 시간과 인력이 소요되었다. 아울러, 전체 가공시간이 변경되거나 라인 중간에 장비의 추가나 생략 또는 변경이 있을 경우 제약이 많아 공정 라인의 개조작업 등이 용이하지 않았다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은, 라인상에 이송중인 공작물과 팔레트를 공작기계에 로딩하거나 언로딩 하기 위하여 별도의 로봇이나 지그 등이 필요하지 않는 인덱스 테이블을 이용한 공작물 이송 및 절삭장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은, 전체 가공라인중 일부의 변경, 삭제, 추가 등이 발생하거나 모델 변경, 생산량 변경 등의 상황에 대해서 신속하게 대응할 수 있는 인덱스 테이블을 이용한 공작물 이송 및 절삭장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은,

공작기계(200)의 일측으로 공작물(50)을 공급하는 로딩 컨베이어(100);

공작기계(200)의 타측으로 가공된 공작물(50)을 배출하는 언로딩 컨베이어(300);

상부에 공작물(50)이 올려진 팔레트(410)를 로딩한 채로 로딩 컨베이어(100)와 언로딩 컨베이어(300) 사이를 왕복 이동하는 이동수단(210)을 포함하고, 팔레트(410)를 회전시킬 수 있는 인덱스 테이블(400);
팔레트(410) 상에 설치된 테이블 컨베이어(280);

팔레트(410) 상에 위치하여 공작물(50)을 클램핑하거나 언클램핑할 수 있는 클램핑 수단; 및

팔레트(410) 상으로 이송되는 공작물(50)의 위치를 결정하는 위치결정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 인덱스 테이블을 이용한 공작물 이송 및 절삭장치에 의해 달성될 수 있다.

삭제

또한, 클램핑 수단은,

공작물(50)을 상하로 클램핑 하는 수직 클램프(252, 254)와,

공작물(50)을 측면에서 클램핑 하는 수평 클램프(240) 중 적어도 하나를 포함하는 것이 적합하다.

뿐만 아니라, 위치 결정수단은,

테이블 컨베이어(280)의 승강수단;

팔레트(410) 상에 구비되어 상하로 승강 가능한 상하 스토퍼(270); 및

팔레트(410) 상에 구비되어 상기 테이블 컨베이어(280)가 하강함에 따라 노 출되고, 상기 테이블 컨베이어(280)가 상승함에 따라 은닉되는 소재착좌확인용 패드(275)로 구성되는 것이 가장 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 본 발명의 또 다른 카테고리로서, 인덱스 테이블(400) 상의 공작물(50)을 클램핑 하는 단계(S100);

공작물(50)을 절삭위치로 이동하여 절삭가공하는 단계(S200);

절삭 완료된 상기 공작물(50)을 언클램핑 하는 단계(S300); 및

공작물(50)을 언로딩 컨베이어(300)로 이동시키는 단계(S400);로 구성되는 것을 특징으로 하는 인덱스 테이블을 이용한 공작물 이송 및 절삭 방법에 의해서도 달성될 수 있다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부 도면들과 관련되어 설명되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명확해질 것이다.

이하에서는 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면과 관련하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 인덱스 테이블을 이용한 공작물 이송 및 절삭 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 공작물 이송 및 절삭 장치의 정면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 장치는 크게 로딩 컨베이어(100), 공작기계부(200) 및 언로딩 컨베이어(300)로 구분할 수 있다.

로딩 컨베이어(100)은 이전 공정으로부터 공작물(50)이 전달되는 컨베이어이 다. 이와 같은 로딩 컨베이어(100)는 당업자에게 용이한 통상의 구조를 갖는다.

언로딩 컨베이어(300)는 로딩 컨베이어(100)와 유사한 구성을 갖고, 가공이 완료된 공작물(50)을 다음 공정으로 이송하는 역할을 한다.

공작기계부(200)는 절삭 가공을 수행하는 부분과 공작물(50)을 로딩 및 언로딩 하는 부분으로 나누어져 있다.

팔레트(410)는 상부로는 지그 프레임(230)이 위치하고, 하부로는 인덱스 테이블(400)이 위치한다.

인덱스 테이블(400)은 왕복 회전이 가능하고, 상부로는 팔레트(410)가 위치하고 하부로는 인덱스 테이블 이동수단(210)이 위치한다. 따라서, 인덱스 테이블 이동수단(210)의 이동 위치에 따라서 인덱스 테이블(400)이 직선 왕복 운동을 하게 된다.

인덱스 테이블 이동수단(210)은 로딩 컨베이어(100)와 언로딩 컨베이어(300) 사이에 위치하고, 상부로는 원형의 인덱스 테이블(400)이 위치한다. 따라서 인덱스 테이블 이동수단(210)은 인덱스 테이블(400)과 그 위에 놓여진 팔레트(410) 그리고 지그프레임(230)을 로딩 컨베이어(100)와 언로딩 컨베이어(300) 사이에서 왕복 이동시킬 수 있다.

이와 같은 인덱스 테이블(400)과 인덱스 테이블 이동수단(210)에 의해 공작물(50)은 직선 왕복 운동과 회전 왕복 운동을 임의로 할 수 있게 된다.

도 3은 도 1중 팔레트(410)와 지그 프레임(230) 및 이에 고정된 공작물(50)의 측면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 팔레트(410)와 지그프레임(230)의 정면도이 다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 지그 프레임(230)은 4개의 기둥(232)을 갖고 있으며 그 중앙에 공작물(50)이 위치하게 된다. 도 3 및 도 4에서는 공작물(50)의 일예로서 엔진 실린더 블럭을 도시하였다.

제 1 수직 클램프(252)는 이송된 공작물(50)을 상부로부터 눌러 클램핑하기 위한 장치이다. 이러한 제 1 수직 클램프(252)는 클램프 실린더(250)에 의해 동작되며, 이는 공압실린더 또는 유압실린더 등이 될 수 있으나, 엔질 블럭같이 중량물인 경우 유압실린더가 바람직하다. 또한, 공작물(50)의 특성에 따라 2개 또는 3개 이상의 설치도 가능하다.

제 2 수직 클램프(254)는 팔레트(410)로부터 상승하여 공작물(50)을 고정하는 클램프이다. 즉, 공작물(50)은 제 1, 2 수직 클램프(252, 254)에 의해 수직 위치가 단단히 고정될 수 있다.

수평 클램프(240)은 공작물(50)의 상부 측면으로부터 벌어지거나 오물어들어 공작물(50)을 클램핑 또는 언클램핑하게 된다.

테이블 컨베이어(일명 롤러레일)(280)는 팔레트(410)의 상면에 위치하며,공작물(50)이 이송되어 지그 프레임(230) 안쪽으로 들어오도록 한다. 그리고, 이러한 테이블 컨베이어(280)는 유압 실린더에 의해 상하로 승강 가능하다.

그리고, 상하 스토퍼(270)는 테이블 컨베이어(280)중 일측에 구비되어 공압 실린더(미도시) 등에 의해 상하로 승강 가능하다. 상승되었을 때에는 진입하는 공작물(50)과 간섭을 일으켜 공작물(50)을 세우게 되고, 하강하였을 때에는 공작물(50)을 통과시키게 된다.

소재착좌확인용 패드(275)은 테이블 컨베이어(280) 사이에 위치하며, 2개 또는 4개 정도가 바람직하다. 이러한 상하 스토퍼(270)은 테이블 컨베이어(280)가 승강수단에 의해 상승하였을 때에는 노출되지 않고, 하강 하였을 때에는 노출된다. 이러한 소재착좌확인용 패드(275)은 지그 프레임(230) 내에서 공작물(50)의 평면 위치를 결정하게 된다.

4개의 기둥(232)들중 일측으로는 공압라인(234)이 구비되어 지그 프레임(230)내의 각종 동작 등에 사용된다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 인덱스 테이블을 이용한 공작물 이송 및 절삭 장치의 동작방법에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하고자 한다. 도 5는 본 발명에 따른 인덱스 테이블을 이용한 공작물 이송 및 절삭 방법의 개략적인 흐름도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 우선, 공작물(50)이 이전 공정으로부터 로딩 컨베이어(100)에 의해 공급된다.

그 다음, 인덱스 테이블(400) 상의 지그 프레임(230)이 인덱스 테이블 이동수단(210)에 의해 로딩 컨베이어(100) 측으로 이동한다.

그 다음, 로딩 컨베이어(100)로부터 지그 프레임(230)으로 공작물(50)이 이동한다(S100). 이러한 이동은 로딩 컨베이어(100)와 테이블 컨베이어(280)에 의해 이루어진다. 이 때, 지그 프레임(230) 내의 테이블 컨베이어(280)는 상승한 상태이고, 공작물(50) 전진 방향의 끝단에는 2개의 상하스토퍼(270)가 노출된 상태이다. 따라서, 공작물(50)은 상하스토퍼(270)에 부딪쳐 정지할 때까지 전진하게 된다. 그 다음, 도 3과 같이 테이블 컨베이어(280)가 하강하면서 4개의 소재착좌확인용 패드 (275)와 2개의 위치결정용 핀(원형핀 1개와 마름모형 1개)이 노출된다. 노출되는 소재착좌확인용 패드(275)는 공작물(50) 하면의 소정 위치와 형상 결합되어 공작물(50)의 위치를 고정하게 된다.

그 다음, 지그 프레임(230)내에 위치한 공작물(50)을 클램핑 한다(S200). 이는 제 1, 2 수직클램프(252)가 팽창되어 수직 위치를 결정하고, 수평 클램프(240)가 접근하여 상부에서 공작물(50)의 평면 위치를 결정하게 된다. 이 때, 클램핑 순서는 공작물(50)의 형상에 따라 적절히 뒤바뀔 수 있다.

그 다음, 지그프레임(230)이 인덱스 테이블 이동수단(210)에 의해 절삭위치로 이동하여 절삭가공된다(S300). 즉, 절삭위치는 공작기계부(200)의 중앙을 의미하며, 이는 인덱스 테이블 이동수단(210)의 중앙을 의미하기도 한다. 공작기계부(200)는 4개의 기둥(232) 사이로 회전하는 공구를 삽입하여 공작물(50)을 가공한다.

절삭 가공이 완료되면, 지그프레임(230)이 인덱스 테이블 이동수단(210)에 의해 언로딩 컨베이어(300)로 이동한다(S400).

그 다음, 지그프레임(230)이 가공된 공작물(50)을 언클램핑 한다(S700). 언클램핑 순서는 클램핑 순서의 역순이 될 수 있다.

그 다음, 지그프레임(230)으로부터 언로딩 컨베이어(300)로 공작물(50)을 이동시킨다(S800). 이러한 이동은 언로딩 컨베이어(300)와 테이블 컨베이어(280)에 의해 이루어진다. 이와 같은 공정을 통해 한 공작물(50)에 대해 지정된 가공 공정이 완료되고, 다음 가공공정으로 넘어가게 된다.

본 발명에 따른 공작기계와 컨베이어(100, 300) 들은 밀폐된 구조내에 장착되고, 양측으로 공작물(50)이 유동할 수 있는 구멍이 형성되어 있는 구조이다.

따라서, 상기 설명한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 의하면, 라인상에 이송중인 공작물과 팔레트를 공작기계에 로딩하거나 언로딩 하기 위하여 별도의 로봇이나 지그 등이 필요하지 않다. 즉, 컨베이어로부터 공작기계에 직접 로딩되거나 언로딩되기 때문에 대기 시간을 최소로 하면서도 별도의 장비가 필요없다.

또한, 전체 가공라인중 일부의 변경, 삭제, 추가 등이 발생하거나 모델 변경, 생산량 변경 등의 상황에 대해서 신속하게 대응할 수 있다. 따라서, 장비의 활용도를 높이고 다양한 주문 제작도 가능하게 된다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.

Claims (5)

1. 공작기계(200)의 일측으로 공작물(50)을 공급하는 로딩 컨베이어(100);

   상기 공작기계(200)의 타측으로 가공된 공작물(50)을 배출하는 언로딩 컨베이어(300);

   상부에 공작물(50)이 올려진 팔레트(410)를 로딩한 채로 상기 로딩 컨베이어(100)와 언로딩 컨베이어(300) 사이를 왕복 이동하는 이동수단(210)을 포함하고, 상기 팔레트(410)를 회전시킬 수 있는 인덱스 테이블(400);

   상기 팔레트(410) 상에 설치되는 테이블 컨베이어(280);

   상기 팔레트(410) 상에 위치하여 공작물(50)을 클램핑하거나 언클램핑할 수 있는 클램핑 수단; 및

   상기 팔레트(410) 상으로 이송되는 공작물(50)의 위치를 결정하는 위치결정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 인덱스 테이블을 이용한 공작물 이송 및 절삭장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 클램핑 수단은:

   공작물(50)을 상하로 클램핑하는 수직 클램프(250, 252, 254)와, 공작물(50)을 측면에서 클램핑하는 수평 클램프(240) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 인덱스 테이블을 이용한 공작물 이송 및 절삭장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 위치 결정수단은:

   상기 테이블 컨베이어(280)의 승강수단;

   상기 팔레트(410) 상에 구비되어 상하로 승강 가능한 상하 스토퍼(270); 및

   상기 팔레트(410) 상에 구비되어 상기 테이블 컨베이어(280)가 하강함에 따라 노출되고, 상기 테이블 컨베이어(280)가 상승함에 따라 은닉되는 소재착좌확인용 패드(275)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인덱스 테이블을 이용한 공작물 이송 및 절삭장치.
5. 삭제

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