KR101458056B1 - 자성 작업대 및 가공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 자성 작업대는 작업대 본체, 및 작업대 본체에 설치된 복수개의 자성 흡착 장치를 포함하고, 각 자성 흡착 장치는 작업대 본체에 설치되는 위치를 변경할 수 있으며, 자성 흡착 장치들은 회로에 의해 서로 전기적으로 연결되어, 각 자성 흡착 장치가 자화에 의해 자성 흡착력을 발생하도록 한다. 본 발명에 따르면 자성 흡착 장치의 총 면적은 작업대 본체 면적에서 차지하는 부분이 작으며, 사용자는 작업물의 형상과 가공 방식에 따라 자성 흡착 장치의 배치 상태와 수량을 모듈화하여, 어떤 작업물이든지 모두 안정적으로 자성 흡착 장치에 흡착될 수 있게 하므로, 원가가 비교적 낮고 응용성이 높은 장점을 가진다.

Description

자성 작업대 및 가공방법{MAGNETIC RETAINING DEVICE FOR MACHINE TOOL AND MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 공작 기계의 자성 작업대에 관한 것이며, 특히 모듈화되고 사용 방식을 유연성 있게 조절할 수 있는 자성 작업대에 관한 것이다.
일반적인 공작 기계라면 선반, 밀링머신, 연마기 또는 종합 가공 기계를 막론하고 모두 가공하고자 하는 작업물을 거치하는 작업대를 가지며, 또한 상기 작업대에 바이스(vice) 또는 기타 고정구(fixture)를 설치하여, 상기 작업물을 상기 작업대에 고정시킬 수 있다.
기계력을 통해 작업물을 고정시키는 작업대 외에, 자기력에 의해 작업물을 흡착하여 고정시키는 작업대도 있다. 예를 들면 대만 제M350429호 특허가 제공한 작업대는, 탑재대에 복수 열의 자성 흡착 어셈블리를 장착하여, 각 자성 흡착 어셈블리에 인가하는 전류를 제어하는 것을 통해, 서로 인접한 2열의 자성 흡착 어셈블리 사이에 자기장을 형성하여, 작업물을 상기 복수의 자성 흡착 어셈블리에 부착시킬 수 있다. 그러나, 상기 자성 흡착 어셈블리는 상기 탑재대에 널리 분포되므로, 상기 자성 작업대의 원가가 상당히 높다.
또 다른 자성 작업대가 있는데, 작업대 본체의 적당한 몇 군데에 자성 흡착 장치를 각각 고정 설치하였다. 상기 각 자성 흡착 장치는 사이즈가 비교적 작은 것 외에, 그 구조가 상술한 자성 작업대와 유사하며, 상기 복수개의 자성 흡착 장치에 각각 전류가 인가되어 자성 흡착력이 발생하므로, 작업물이 작은 면적을 통해 상기 복수개의 자성 흡착 장치에 고정적으로 흡착된다. 비록 상기 자성 작업대의 원가는 비교적 낮으나, 자성 흡착 장치의 수량이 적고 위치가 고정되므로, 단지 특정 형상 및 사이즈를 갖는 작업물만 고정할 수 있으므로, 상기 자성 작업대의 응용성이 비교적 낮다. 또한 상기 복수개의 자성 흡착 장치는 정류기에 각각 접속하여, 전류를 각각 제어해야 하므로, 상기 자성 작업대의 회로 및 제어방법이 비교적 복잡하고, 전기 손실이 있다.
상기 문제점을 감안하여, 본 발명의 주요 목적은, 작업물에 따라 사용 방식을 유연성 있게 조절할 수 있으며, 전체 원가가 낮고 또한 응용성이 비교적 높은 자성 작업대를 제공하는 것이다.
상기 목적에 도달하기 위하여, 본 발명이 제공하는 자성 작업대는 작업대 본체 및 상기 작업대 본체에 설치된 복수개의 자성 흡착 장치를 포함하며, 각 자성 흡착 장치는 작업대 본체에 설치되는 위치를 변경할 수 있으며, 각 자성 흡착 장치는 전기가 인가되면 자성 흡착력을 발생할 수 있다. 본 발명에 따르면 자성 흡착 장치의 총 면적은 작업대 본체 면적에서 차지하는 부분이 작으며, 사용자는 작업물의 형상과 사이즈에 따라 자성 흡착 장치의 설치 위치를 변경하여, 작업물을 상기 복수개의 자성 흡착 장치에 안정적으로 흡착시키므로, 상기 작업대는 원가가 비교적 낮고 응용성이 높은 장점을 가진다.
본 발명의 또 다른 목적은 사용자가 필요에 따라 수량 및 설치방식을 모듈화할 수 있도록 상기 자성 작업대에 응용되는 회로를 제공하는 것이다.
상기 목적에 도달하기 위하여, 본 발명이 제공하는 자성 작업대의 회로는 주로 복수개의 양극 도선, 하나의 음극 도선 및 복수개의 영구자석 전기제어 코일군을 포함하며, 각 영구자석 전기제어 코일군은 서로 전기적으로 직렬 연결된 복수개의 코일을 구비하고 있으며, 각 코일에 영구자석과 자성체가 설치되어 있고, 영구자석 전기제어 코일군의 일단은 선택적으로 상기 양극 도선 중의 하나에 전기적으로 연결되고, 영구자석 전기제어 코일군의 타단은 상기 음극 도선에 전기적으로 연결되며, 이를 통해, 복수개의 영구자석 전기제어 코일군은 선택적으로 회로에 연결되어, 복수개의 자성체의 자성을 제어한다. 본 발명은 상기 구조를 이용하면 전원공급장치에 각각 연결할 필요가 없으며, 전류를 각각 제어하지 않아도 된다. 그러므로, 상기 자성 작업대의 회로 및 제어 방식은 유연성을 가지며, 동시에 비교적 간단하다.
본 발명에 따른 자성 작업대의 상세한 구조, 특징, 조립 또는 사용방식에 대해서는 후술하는 실시방식에서 상세하게 설명한다. 다만 후술하는 상세한 설명 및 본 발명을 실시하기 위해 열거한 특정 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 특허 청구범위를 한정하는 것이 아님을 당업자라면 이해할 것이다.
본 발명에 따르면 자성 흡착 장치의 총 면적은 작업대 본체 면적에서 차지하는 부분이 작으며, 사용자는 작업물의 형상과 가공 방식에 따라 자성 흡착 장치의 배치 상태와 수량을 모듈화하여, 어떤 작업물이든지 모두 안정적으로 자성 흡착 장치에 흡착될 수 있게 하므로, 원가가 비교적 낮고 응용성이 높은 장점을 가진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자성 작업대의 평면 개략도이다.
도 2는 본 발명의 상기 바람직한 실시예에 따른 자성 작업대의 자성 흡착 장치 입체 조립도이다.
도 3은 본 발명의 상기 바람직한 실시예에 따른 자성 작업대의 자성 흡착 장치 입체 분해도이다.
도 4는 본 발명의 상기 바람직한 실시예에 따른 커넥터의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 상기 바람직한 실시예에 따른 회로의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 상기 바람직한 실시예에 따른 회로의 다른 실시형태이다.
도 7은 본 발명의 상기 바람직한 실시예에 따른 회로의 또 다른 실시형태이다.
도 8 ~ 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예의 각종 응용 개략도이다.
이하, 실시예와 첨부 도면을 결합시켜, 본 발명의 기술 내용 및 특징을 상세히 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자성 작업대(10)는, 작업대 본체(20), 작업대 본체(20)에 이동 가능하도록 설치되고, 동시에 회로(60)를 통하여 서로 전기적으로 연결되는 복수개의 자성 흡착 장치(30), 및 회로(60)에 전기적으로 연결된 전원공급장치(40)를 포함한다.
상기 작업대 본체(20)는 원반형이며, 작업대 본체(20)는 상부 표면(22) 및 상부 표면(22)으로부터 아래로 함몰된 복수개의 궤도(24)를 구비하며, 상기 복수개의 궤도(24)는 상기 작업대 본체(20)의 중심부(26)로부터 방사상으로 외부를 향해 연신된다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 각 자성 흡착 장치(30)는 베이스(32)를 포함하고, 베이스(32)의 상대 양측에는 2개의 위치 고정 부재(34)가 관통 설치된다. 상기 베이스(32) 내부에 영구자석 전기제어 코일군(68)이 설치되고, 본 실시예를 예로 들자면, 각 영구자석 전기제어 코일군(68)은 서로 전기적으로 직렬 연결된 8개의 코일(35), 상기 코일(35) 내에 각각 설치된 8개의 제1 영구자석(36), 제1 영구자석(36)에 중첩 설치된 8개의 자성체(37), 및 상기 자성체(37) 주위를 에워 싸도록 설치된 복수개의 제2 영구자석(38)을 포함한다. 상기 각 자성체(37)와 베이스(32)의 사이 및 상기 복수개의 자성체(37) 사이의 틈새(空隙)에 콜로이드 물질이 응고되어 형성된 밀폐 부재(39)를 채워 넣는다.
상기 복수개의 자성 흡착 장치(30)는 위치 고정 부재(34)에 의해 상기 복수개의 궤도(24)에 각각 삽입 설치된다. 상기 각 자성 흡착 장치(30)는 위치 고정 부재(34)가 조여지지 않으면 궤도(24)에 따라 상기 작업대 본체(20)에 설치되는 위치를 변경할 수 있으며, 위치 고정 부재(34)가 조여지면 상기 작업대 본체(20)에 고정될 수 있다. 이로써, 사용자는 작업물(미도시)의 형상 및 사이즈에 따라 상기 복수개의 자성 흡착 장치(30)의 설치 위치를 변경하여, 작업물을 상기 복수개의 자성 흡착 장치(30)에 안정적으로 흡착시키므로, 상기 자성 작업대(10)의 응용성이 높다. 또한, 상기 복수개의 자성 흡착 장치(30)의 총 면적은 상기 작업대 본체(20)의 면적에서 차지하는 부분이 작으므로, 본 발명의 자성 작업대(10)의 전체 원가가 비교적 낮다.
도 1 ~ 도 4에서 도시한 바와 같이, 각 자성 흡착 장치(30)의 베이스(32)의 상대 양측에 2개의 전기 커넥터(70)에 각각 설치되고, 각 커넥터(70)는 복수개의 단자(72)를 구비하고, 각 단자(72)는 복수개의 도선을 사용하여 서로 전기적으로 연통되고, 자성 흡착 장치(30)들은 전기 커넥터(70)에 연결된 케이블(74)에 의해 서로 전기적으로 연통되며, 케이블(74) 내에 복수개의 도선을 구비하고 있다. 도 5에서 도시한 바와 같이, 자성 흡착 장치(30) 내부의 단자(72)들을 연통시키는 각 도선을 이용하여 케이블(74) 내의 각 도선을 전기적으로 연결하면 본 발명의 회로(60)에 응용되는 복수개의 양극 도선(62), 하나의 음극 도선(64) 및 접지 도선(66)을 구성할 수 있다. 본 실시예의 단자(72) 수량은 6개를 예로 하고, 그 중 4개의 단자(72)는 양극 도선(62)에 전기적으로 연결되고, 하나의 단자(72)는 음극 도선(64)에 전기적으로 연결되며, 나머지 단자(72)는 접지 도선(66)에 전기적으로 연결된다. 각 자성 흡착 장치(30)의 영구자석 전기제어 코일군(68)의 일단은 자성 흡착 장치(30) 내부에서 선택적으로 양극 도선(62) 중의 하나와 도통되고, 영구자석 전기제어 코일군(68)의 타단은 음극 도선(64)과 도통되어, 상기 자성 흡착 장치(30)들이 전기적으로 상호 병렬 연결되도록 한다.
상기 전원공급장치(40)는 상기 회로(60)에 전기적으로 연결되어 각 영구자석 전기제어 코일군(68)에 전류를 공급하는데 이용되며, 상기 전원공급장치(40)는 동시에 상기 복수개의 자성 흡착 장치(30)의 전류를 제어하여, 상기 복수개의 자성체(37)가 자기력을 발생하도록 한다.
사용자가 필요에 따라 자성 흡착 장치의 수량 및 설치방식을 모듈화할 수 있도록, 상기 복수개의 자성 흡착 장치(30)를 서로 다른 수량의 조합으로 모듈화하여 구분할 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예는 3개의 자성 흡착 장치군(50)을 포함하고 있으며, 각 자성 흡착 장치군(50)은 인접한 궤도(24)에 설치된 4개의 자성 흡착 장치(30)를 포함하고, 상기 각 자성 흡착 장치(30)는 전기적으로 연결된 동일한 음극 도선(64), 동일한 접지 도선(66)에 의해 접지되는 것 외에, 동일한 자성 흡착 장치군(50)의 자성 흡착 장치(30)는 동일한 양극 도선(62)에 의해 서로 도통되어 병렬 연결되고, 서로 다른 자성 흡착 장치군(50)의 자성 흡착 장치(30)의 병렬 관계는 서로 다른 양극 도선(62)을 전기적으로 연결하는 것에 의해 달성되며, 전원공급장치(40)와 회로를 형성한다. 도 6 및 도 7은 동일한 회로(60)에 각각 8개, 13개 등 수량이 서로 다른 자성 흡착 장치(30)가 연결된 것을 나타낸다. 이렇게 하면, 상기 복수개의 자성 흡착 장치(30)를 상기 전원공급장치(40)에 각각 연결할 필요가 없으며, 전류를 각각 제어할 필요도 없다. 그러므로 상기 자성 작업대(10)의 회로 및 제어 방법이 비교적 간단하다.
주의해야 할 점은, 상술한 실시예에 따른 자성 작업대(10)는 주로 수직 선반에 이용되며, 상기 복수개의 궤도(24)의 배열방식은 상기 복수개의 자성 흡착장치(30)로 하여금 상기 작업대 본체(20)의 지름방향을 따라 이동하게 함으로써 서로 다른 사이즈의 작업물(76)을 고정시킨다. 도 8 ~ 도 13에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자성 작업대(10)는 각종 서로 다른 구조의 작업물의 가공과 가공방식에 응용되며, 상기 작업대 본체(20)는 원반형에 한정되지 않고, 상기 복수개의 궤도(24)도 방사형 배열에 한정되지 않으며, 동일한 궤도(24)에 복수개의 자성 흡착 장치(30)를 설치할 수도 있으며, 가공하고자 하는 작업물의 구조 특징에 따라 자성 흡착 장치의 수량을 결정한 후, 자성 흡착 장치(30)를 작업대 본체(20)에 설치하고, 동시에 설치해야 할 작업물의 형상에 따라 설치 위치를 변경시킨 다음, 자성 흡착 장치(30)를 전기적으로 연결시켜, 각 자성 흡착 장치(30)로 하여금 서로 병렬 연결되도록 하여 전원공급장치(40)와 전류 회로를 형성한 다음, 작업물을 상기 복수개의 자성 흡착 장치(30)에 설치하기만 하면, 전원공급장치(40)가 각 자성 흡착 장치(30)의 영구자석 전기제어 코일군(68)을 자화시켜 발생한 자성 흡착력에 의해 작업대 본체(20)에 있는 작업물을 고정시킬 수 있다.
상기 특징을 종합하면, 본 발명의 장점은 다음과 같다.
1. 본 발명은 특히 영구자석 전기제어식 코일군에 적합하며, 영구자석 자체의 자기력 강도와 감응특성을 이용하여, 본 발명은 순식간에 자화시킬 수 있으며, 동시에 또한 지속적으로 전원을 공급하지 않고도 충분한 자기력을 제공하여 작업물을 고정시키므로, 전기에너지 소모가 많지 않고, 자성 흡착이 양호한 기능을 겸비한다. 따라서, 본 발명은 비교적 바람직한 에너지 효율을 가지므로, 환경보호 및 에너지 절약 요구에 부합하다.
2. 본 발명은 동일한 회로 구조를 이용하여, 사용자로 하여금 필요에 따라 스스로 흡착 장치의 수량을 선택적으로 변경할 수 있도록 하였기 때문에, 불필요한 설비를 추가 매입할 필요가 없어, 원가를 낮추는 목적에 도달한다.
3. 자성 흡착 장치의 모듈화 설치 방식을 이용하여, 서로 다른 작업물의 형상 또는 가공 방식에 따라, 자성 흡착 장치의 수량, 위치 및 거리를 유연성 있게 조절할 수 있으므로, 본 발명은 작업물을 보다 유연성 있고 적합하게 고정시킬 수 있다.
마지막으로, 반드시 설명해야 할 점은, 본 발명의 상술한 실시예에 공개된 구성소자는 예를 들어 설명한 것일 뿐, 본 발명의 청구범위를 한정하는 것이 아니며, 기타 등가 소자에 의한 치환 또는 변경도 본 발명의 청구범위에 포함된다.
10: 자성 작업대
20: 작업대 본체
22: 상부 표면
24: 궤도
26: 중심부
30: 자성 흡착 장치
32: 베이스
34: 위치 고정 부재
35: 코일
36: 제1 영구자석
37: 자성체
38: 제2 영구자석
39: 밀폐 부재
40: 전원공급장치
50: 자성 흡착 장치군
60: 회로
62: 양극 도선
64: 음극 도선
66: 접지 도선
68: 영구자석 전기제어 코일군
70: 전기 커넥터
74: 케이블
76: 작업물

Claims (4)

  1. 작업대 본체;
    복수개의 양극 도선 및 하나의 음극 도선을 포함하는 회로; 및
    상기 작업대 본체에 이동 가능하도록 설치되고, 상기 작업대 본체에 설치되는 위치를 변경할 수 있으며, 영구자석 전기제어 코일군을 구비하고 있으며, 상기 영구자석 전기제어 코일군은 전기적으로 서로 직렬 연결된 복수개의 코일을 구비하고 있으며, 각 상기 코일에 영구자석과 자성체가 설치되어 있고, 상기 영구자석 전기제어 코일군의 일단(一端)은 선택적으로 상기 양극 도선 중의 하나에 전기적으로 연결되고, 상기 영구자석 전기제어 코일군의 타단(他端)은 상기 음극 도선에 전기적으로 연결되며, 각 상기 양극 도선과 상기 음극 도선에 전류가 도통되면, 각 상기 자성체의 자성을 제어할 수 있는 복수개의 자성 흡착 장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 작업대.
  2. 제1항에 있어서,
    전기적으로 서로 병렬 연결된 상기 복수개의 자성 흡착 장치를 구비한 자성 흡착 장치군을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 작업대.
  3. 제1항에 있어서,
    각 상기 양극 도선과 상기 음극 도선은 각 상기 자성 흡착 장치 내부의 도선, 및 상기 자성 흡착 장치들 사이에 전기적으로 연결된 케이블로 구성되는 것을 특징으로 하는 자성 작업대.
  4. 제1항의 자성 작업대를 응용한 가공 방법에 있어서,
    a. 작업물에 따라 상기 자성 흡착 장치의 수량을 선택하는 단계;
    b. 선택된 자성 흡착 장치들을 상기 작업대 본체에 설치하는 단계;
    c. 상기 자성 흡착 장치들이 전기적으로 상호 병렬 연결되어, 전원공급장치와 전류회로를 구성하도록 상기 자성 흡착 장치들을 전기적으로 연결하는 단계; 및
    d. 상기 작업물을 상기 자성 흡착 장치들에 설치하고, 상기 자성 흡착 장치들에 의해 발생한 자기력에 의해 상기 작업물을 상기 작업대 본체에 고정시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
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