KR101505359B1 - Cnc 선반의 측정핀 보호 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작물을 가공하는 중에는 측정핀을 커버프레임이 보호한 상태에서 측정 작업시에만 커버프레임이 후진하며 측정핀을 외부로 노출시켜 가공 완료된 공작물의 공차 값을 측정하도록 한 CNC 선반의 측정핀 보호 장치를 제공한다.
이를 구현하기 위한 본 발명은 베이스, 상기 베이스의 상면에 설치되는 홀더, 상기 홀더에 회전 가능하게 체결되며 중앙으로는 구멍이 관통 형성된 너트, 상기 너트의 구멍을 통과한 상태에서 상기 너트에 고정 설치되며 선단으로는 상기 측정핀이 노출 구성된 고정프레임 및 상기 고정프레임의 선단 외경에 끼워지며 중앙으로는 상기 측정핀이 통과하기 위한 측정핀 노출구멍이 형성된 상태에서 상기 고정프레임 후방에 설치되어 있는 실린더의 동력으로 전, 후방으로 왕복 이동하며 상기 측정핀을 외부로 노출 또는 감싸도록 구성하는 커버프레임을 포함하여 구성한 것을 기술적 요지로 한다.

Description

CNC 선반의 측정핀 보호 장치{PROTECTIVE DEVICE OF MEASURING FIN FOR CNC}

본 발명은 CNC 선반의 측정핀 보호 장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 공작물을 가공하는 중에는 측정핀을 커버프레임이 보호한 상태에서 측정 작업시에만 커버프레임이 후진하며 측정핀을 외부로 노출시켜 가공 완료된 공작물의 공차 값을 측정하도록 한 CNC 선반의 측정핀 보호 장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, CNC(Computerized Numerical Control)선반은 가공형상이나 가공조건 및 가공동작의 데이터를 컴퓨터에 의하여 프로그램화 시키고 이를 넘버링 컨트롤 데이터화 하여 펄스신호화 된 상태로 보유하고 이를 기초로 하여 공급된 소재를 가공하는 공작기계를 말한다.

상기 CNC선반은 서보모터의 고속회전으로 축이 연동하고 그 축에 공작물을 클램핑할 수 있는 척이 끼워져 있는 스핀들 유니트와, 공작물의 고속회전에 의한 원심력으로 중심을 벗어나는 것을 방지하고자 상기 스핀들 유니트의 구동축과 동일 중심선상에 위치하여 공작물의 중심을 지지하도록 하는 심압대와, 상기 스핀들 유니트 상부의 베드상에 설치되고 수평 및 수직운동을 하느 이송대 유니트와, 상기 이송대의 상부에 설치되고 공작물에 접근하여 바이트작업이나 선삭작업을 할 수 있게 다양한 공구가 구비된 터릿으로 구성된다.

한편, 상기한 CNC 선반의 터릿에는 측정핀이 별도로 구비되어 있으며, 상기 측정핀은 설정된 시간마다 가공 처리된 공작물의 공차 값을 측정하게 되고, 상기 측정핀에서 측정된 공차 값에 근거하여 보정유닛이 작동하여 자동 보정작업이 이루어지게 된다.

그러나 일반적인 CNC 선반에 장착되는 측정핀의 경우, 대부분 CNC 선반 상에 노출된 상태에서 공작물의 공차 값을 측정하게 되는 데, 이와 같은 측정핀은 대단히 고가이고 충격에 민감하게 반응하는 수단임에 따라 종래와 같이 측정핀을 노출된 상태로 방치할 경우 가공 중에서 발생한 이물질 등에 의해 파손되거나 혹은 손상되어서 측정값이 틀려지는 경우가 빈번히 발생하게 된다.

문헌 1: 대한민국 특허청 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0117929 호 문헌 2: 대한민국 특허청 공개특허공보 공개번호 제 10-2009-0116904 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 공작물을 가공하는 중에는 측정핀을 커버프레임이 보호한 상태에서 측정 작업시에만 커버프레임이 후진하며 측정핀을 외부로 노출시켜 가공 완료된 공작물의 공차 값을 측정하도록 한 CNC 선반의 측정핀 보호 장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 공작물의 공차 값을 측정하는 측정핀을 보호하는 CNC 선반의 측정핀 보호 장치에 있어서, 베이스, 상기 베이스의 상면에 설치되는 홀더, 상기 홀더에 회전 가능하게 체결되며 중앙으로는 구멍이 관통 형성된 너트, 상기 너트의 구멍을 통과한 상태에서 상기 너트에 고정 설치되며 선단으로는 상기 측정핀이 노출 구성된 고정프레임 및 상기 고정프레임의 선단 외경에 끼워지며 중앙으로는 상기 측정핀이 통과하기 위한 측정핀 노출구멍이 형성된 상태에서 상기 고정프레임 후방에 설치되어 있는 실린더의 동력으로 전, 후방으로 왕복 이동하며 상기 측정핀을 외부로 노출 또는 감싸도록 구성하는 커버프레임을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상기 구멍은 상기 너트의 센터상에서 편심되게 관통 형성되도록 구성함이 바람직하다.

상기 커버프레임의 선단에는 상기 측정핀으로 공기를 분사하는 공기분사노즐이 더 설치되도록 구성함이 바람직하다.

상기 공기분사노즐은 원판의 형태로 중앙으로는 측정핀이 통과하기 위한 구멍이 형성되고, 상기 구멍의 전면 주연부를 따라 외부에서 공급되는 공기를 상기 측정핀으로 분사시키는 적어도 하나 이상의 노즐구멍이 관통 형성되도록 구성함이 바람직하다.

본 발명은 공작물을 가공하는 중에는 측정핀을 커버프레임이 보호한 상태에서 측정 작업시에만 커버프레임이 후진하며 측정핀을 외부로 노출시켜 가공 완료된 공작물의 공차 값을 측정하도록 함으로서 가공 중에서 발생한 이물질 등에 의해 측정핀이 파손되거나 혹은 손상되어서 측정값이 틀려질 우려를 미연에 방지할 수 있는 작용효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 측정핀 보호 장치가 설치되어 있는 CNC선반의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 CNC 선반의 측정핀 보호 장치의 구성을 입체적으로 도시한 도면.
도 3은 도 2의 정면을 도시한 도면.
도 4는 도 2의 평단면을 도시한 도면.
도 5는 도 4에서 도시하고 있는 측정핀이 노출된 상태를 도시한 도면.
도 6은 도 2에서 도시하고 있는 CNC 선반의 측정핀 보호 장치에서 너트와 구멍간의 편심 구조를 도시한 측면도.
도 7은 도 6에서 너트의 회전 상태를 도시한 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 측정핀 보호 장치가 설치되어 있는 CNC선반의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, CNC 선반은 크게 서보모터의 고속회전으로 축이 연동하고 그 축에 공작물(400)을 클램핑할 수 있는 척이 끼워져 있는 스핀들 유니트(200)와, 상기 스핀들 유니트(200) 반대편에 위치하며 이송대의 구동으로 상기 스핀들 유니트(200)의 척에 끼워져 있는 공작물(400)에 접근하여 바이트작업이나 선삭작업을 행하는 복수개의 공구(300)들과, 상기 공구들을 상, 하 이동 가능하게 지지하는 지지프레임 및 상기 지지프레임에 설치되며 설정된 시간마다 구동하며 가공 처리된 공작물의 공차값을 측정하는 측정핀(50)을 포함하여 구성한다.

상기한 측정핀(50)에는 본 발명에서 제안하는 CNC 선반의 측정핀 보호 장치가 설치된다.

첨부된 도 2는 상기한 CNC 선반의 측정핀 보호 장치의 구성을 입체적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 측면을 도시한 도면이며, 도 4는 도 2의 평단면을 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 CNC 선반의 측정핀 보호 장치(100)는 베이스(10), 홀더(12), 너트(16), 고정프레임(22), 커버프레임(28) 및 실린더(40)를 포함하여 구성한다.

상기 베이스(20)는 CNC 선반의 공구(300)를 지지하는 지지프레임(600)에 고정 설치되며 측정핀 보호 장치(100)를 구성하는 각종 구성품, 즉 홀더(12), 너트(16), 고정프레임(22), 커버프레임(28) 및 실린더(40)를 지지하게 된다.

상기 홀더(12)는 상기 베이스(20)의 상면에 돌출 형성되어 고정프레임(22)을 베이스(10) 상에 부착 고정시키는 수단이다. 상기 홀더(12)의 중앙으로는 결합구멍(14)이 관통 형성되고, 상기 결합구멍(14)에는 상기 고정프레임(22)을 상기 홀더(12)에 고정시키기 위한 너트(16)가 회전 가능하게 체결되어 진다.

상기 너트(16)는 상기 홀더(12)의 결합구멍(14)에 체결되며 상기 고정프레임(22)을 상기 홀더(12)에 고정시키는 수단으로서, 중앙으로는 상기 고정프레임(22)이 통과하기 위한 구멍이 관통 형성된다.

상기 너트(16)의 구멍(18)은 도 6에서와 같이 상기 너트(16)의 센터(C)에서 편심되게(즉, 상기 너트(16)의 센터(C)에서 한쪽으로 치우쳐지도록) 관통 형성함이 바람직하며, 이는 도 7에서와 같이 상기 너트(16)의 구멍(18)에 끼워지는 고정프레임(22)이 상기 너트(16)의 정, 역방향 회전 동작에 따라 위, 아래로 움직일 수 있도록 하여 고정프레임(22)에 설치되어 지는 측정핀(50)의 상, 하 높이를 미세하게 조절할 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 척에 물려져 있는 공작물(400)과 측정핀(50) 사이에 높이에서 미세한 오차가 발생할 경우, 종래에는 측정핀(50)을 분리시켜 다시 재조립하지 않은 상태에서는 오차를 보정하는 것이 불가능하였으나, 본 발명은 고정프레임(22)이 끼워지는 너트(16)의 구멍(18)을 편심되게 형성하여 상기 너트(16)를 정, 역방향으로 회전시키게 되면 고정프레임(22)에 설치되어 지는 측정핀(50)의 상, 하 높이를 공작물(400)에 맞추어 간편하게 정밀 조절할 수 있게 된다.

상기 고정프레임(22)은 공작물(400)의 공차 값을 측정하는 측정핀(50)을 수용하는 수단으로서 상기 홀더(12)의 결합구멍(14)에 체결되어 지는 너트(16)의 구멍(18)에 끼워진 상태에서 육각볼트 등의 체결수단을 이용하여 상기 너트(16)에 고정 설치되어 진다. 상기 고정프레임(22)의 내부에는 공간(24)이 형성되고, 상기 공간(24)으로 측정유닛(60)이 수용되는 데, 이때 상기 측정유닛(60)에 구비되어 있는 측정핀(50)은 상기 고정프레임(22)의 선단으로 노출되도록 구성함이 바람직하다.

상기 너트(16)와 상기 고정프레임(22)의 둘레면 양측에는 복수개의 통과구멍(26, 30)이 관통 형성되며, 상기 통과구멍(26, 30)으로는 실린더(40)의 슬라이더(44)와 커버프레임(28)을 연결하는 연결로드(46)가 관통하게 된다.

상기 커버프레임(28)은 상기 고정프레임(22)의 선단으로 노출된 측정핀(50)을 포위한 상태에서 실린더(40)의 구동으로 전, 후 왕복 이동하며 측정핀(50)을 외부로 노출시키는 수단이다.

상기 커버프레임(28)은 상기 고정프레임(22)의 선단 외경에 끼워진 상태에서 상기 실린더(40)의 구동으로 전, 후 방향으로 슬라이드 이동하는 슬라이더(44)와 연결로드(46)로 연결 구성된 상태에서 상기 실린더(40)의 동력을 전달받아 전, 후 왕복 이동하게 된다.

상기 커버프레임(28)의 중앙에는 측정핀 노출구멍(30)이 관통 형성되며, 상기 측정핀 노출구멍(30)으로는 실린더(44)의 동력으로 상기 커버프레임(28)이 후방으로 이동하는 과정에서 상기 고정프레임(22)에 설치된 측정핀(50)이 통과하며 상기 커버프레임(28) 외부로 노출되어 진다. 상기 커버프레임(28)의 동작에 따라 외부로 노출된 측정핀(50)은 척에 물려져 있는 공작물(400)의 공차값을 측정하게 된다.

상기 커버프레임(28)의 선단에는 공기분사노즐(32)이 더 설치된다. 상기 공기분사노즐(32)은 외부에서 공급되는 공기를 노즐구멍(36)을 통해 외부로 노출된 측정핀(50)으로 분사시켜 측정핀(50)에 묻어있는 이물질을 제거하게 된다.

상기한 공기분사노즐(32)은 원판의 형태로 중앙으로는 측정핀(50)이 통과하기 위한 구멍(34)이 형성되고, 상기 구멍(34)의 전면 주연부를 따라 외부에서 공급되는 공기를 상기 측정핀(50)으로 분사시키는 적어도 하나 이상의 노즐구멍(36)이 관통 형성된 구조를 가진다.

상기 실린더(40)는 상기 고정프레임(22) 후방에 위치한 상태에서 상기 고정프레임(22) 선단 외경에 끼워져 있는 커버프레임(28)을 전, 후 왕복 이동시키는 수단이다.

상기 실린더(40)와 커버프레임(28)의 연결 구조는 상기 실린더(40)의 로드(42)에 슬라이더(44)를 결합하고, 상기 슬라이더(44)에는 연결로드(46)의 일단을 연결한 상태에서 상기 연결로드(46)의 타단은 고정프레임(22) 및 너트(16) 둘레면에 관통 형성되어 있는 통과구멍(20, 26)을 통과한 상태에서 상기 커버프레임(28)에 연결되어 진다.

상기한 연결구조를 통해 실린더(40)가 구동하면 상기 실린더(40)의 로드(42)에 결합되어 있는 슬라이더(44)는 전, 후 왕복 이동하게 되고, 이에 따라 상기 슬라이더(44)와 연결로드(46)로 연결 구성되어 있는 커버프레임(28)은 전, 후 이동하며 고정프레임(22)에 선단에 구비되어 있는 측정핀(50)을 외부로 노출 혹은 포위하게 된다.

상기와 같은 측정핀 보호장치(100)를 통해 공작물(400)을 가공하는 중에는 측정핀(50)을 커버프레임(28)이 보호한 상태에서 설정된 시간이 되어 가공된 공작물(400)의 공차 값을 측정할 때에만 커버프레임(28)이 후진하며 측정핀(50)을 외부로 노출시켜 가공 완료된 공작물의 공차 값을 측정하도록 함으로서 가공 중에서 발생한 이물질 등에 의해 측정핀(50)이 파손되거나 혹은 손상되어서 측정값이 틀려질 우려를 미연에 방지하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 CNC 선반의 측정핀 보호 장치의 작용을 첨부된 도 1 내지 도 7을 참조하여 기술하기로 한다.

먼저, CNC선반의 스핀들유니트(200) 척에 공작물(400)을 물린 다음, 공구(300)들이 공작물(400)에 근접하여 절삭 작업을 행하며 공작물(400)을 가공하는 과정에서 설정된 시간마다 측정핀(50)이 자동으로 동작하며 가공 완료된 공작물(400)에 근접하여 공작물(400)의 공차 값을 측정하게 된다.

이때 측정핀(50)은 본 발명의 측정핀 보호 장치(100)인 커버프레임(28)에 감싸여진 상태에서 측정 작업시에만 커버프레임(28) 외부로 노출되며 공작물(400)의 공차 값을 측정하게 된다.

즉, 측정핀(50)은 공작물(400)을 가공하는 중에는 외부로 노출되지 않고, 도 4에서와 같이 측정핀 보호 장치(100)인 커버프레임(28)에 감싸여진 상태를 유지하고 있으며, 가공 완료된 공작물(400)의 공차 값을 측정하고자 할 때에는 도 5에서와 같이 실린더(40)를 구동시키게 되면 상기 실린더(40)의 로드(42)에 결합되어 있는 슬라이더(44)는 후진 이동하게 되고, 이와 동시에 상기 슬라이더(44)와 연결로드(46)로 연결 구성되어 있는 커버프레임(28)은 당겨지며 후방으로 이동하며 고정프레임(22)에 수용되어 있는 측정핀(50)을 외부로 노출시키게 되고, 이를 통해 측정핀(50)은 공작물(400)의 공차 값을 측정하게 된다.

다음, 공작물(400)의 공차 값 측정이 완료되고 나면 실린더(40)가 다시 구동하며 슬라이더(44)를 전진 이동시키게 되고, 이를 통해 커버프레임(28) 역시 전방으로 이동하며 측정핀(50)을 다시 덮어 감싸주도록 함으로서 공작물(400)의 가공중 발생하는 이물질에 의해 측정핀(50)이 손상되는 것을 방지하게 된다.

한편, 공작물(400)을 측정하는 과정에서 공작물(400)과 측정핀(50) 사이에 높이에서 미세한 오차가 발생할 경우에는 도 6과 도 7에서와 같이 너트(16)를 정, 역방향으로 회전시키게 되면 상기 너트(16)에 편심되게 형성되어 있는 구멍(18)에 결합된 고정프레임(22)은 상기 너트(16)의 회전 동작에 따라 함께 회전하는 과정에서 위, 아래로 높이가 조정되어 지며, 이를 통해 측정핀(50)의 상, 하 높이를 공작물에 맞추어 간편하게 정밀 조절할 수 있게 된다.

10: 베이스 12: 홀더
16: 너트 18: 구멍
22: 고정프레임 28: 커버프레임
30: 측정핀 노출구멍 32: 공기분사노즐
36: 노즐구멍 40: 실린더
44: 슬라이더 46: 연결로드
50: 측정핀 100: CNC 선반의 측정핀 보호 장치

Claims (4)

1. 공작물(400)의 공차 값을 측정하는 측정핀(50)을 보호하는 CNC 선반의 측정핀 보호 장치에 있어서,
   베이스(10);
   상기 베이스(10)의 상면에 설치되는 홀더(12);
   상기 홀더(12)에 회전 가능하게 체결되며 중앙으로는 구멍(18)이 관통 형성된 너트(16);
   상기 너트(16)의 구멍(18)을 통과한 상태에서 상기 너트(16)에 고정 설치되며 선단으로는 상기 측정핀(50)이 노출 구성된 고정프레임(22) 및 ;
   상기 고정프레임(22)의 선단 외경에 끼워지며 중앙으로는 상기 측정핀(50)이 통과하기 위한 측정핀 노출구멍(30)이 형성된 상태에서 상기 고정프레임(22) 후방에 설치되어 있는 실린더(40)의 동력으로 전, 후방으로 왕복 이동하며 상기 측정핀(50)을 외부로 노출 또는 감싸도록 구성하는 커버프레임(28)을 포함하여 구성하며, 상기 구멍(18)은 상기 너트(16)의 센터(C)상에서 편심되게 관통 형성됨을 특징으로 하는 CNC 선반의 측정핀 보호 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 커버프레임(28)의 선단에는 상기 측정핀(50)으로 공기를 분사하는 공기분사노즐(32)이 더 설치됨을 특징으로 하는 CNC 선반의 측정핀 보호 장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 공기분사노즐(32)은;
   원판의 형태로 중앙으로는 측정핀(50)이 통과하기 위한 구멍(34)이 형성되고, 상기 구멍(34)의 전면 주연부를 따라 외부에서 공급되는 공기를 상기 측정핀(50)으로 분사시키는 적어도 하나 이상의 노즐구멍(36)이 관통 형성되도록 구성함을 특징으로 하는 CNC 선반의 측정핀 보호 장치.
   

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