KR101574348B1 - 공작기계의 팰리트 이송장치 - Google Patents

공작기계의 팰리트 이송장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공작기계의 팰리트 이송장치에 관한 것으로, 팰리트를 이동시키는 캐리어 본체(10), 상기 캐리어 본체(10)의 하부에 결합하고 구동모터(20)에 의해 회전되는 상기 캐리어 본체(10)의 회전을 안내하는 원형의 링기어(100) 및 상기 링기어(100)를 지지하면서 링기어(100)의 회전을 가이드하는 지지부(200)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
멀티 팰리트 장치, MPS, 팰리트 캐리어, 팰리트 이송장치

Description

공작기계의 팰리트 이송장치{PALLET CARRIER APPARATUS FOR A MACHINE TOOL}
본 발명은 공작기계의 팰리트 이송장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여러개의 팰리트를 구비한 다중 팰리트 시스템(MPS,Multi-Pallet System)에 있어서 팰리트 이송장치의 안정적인 동작을 위한 구조에 관한 것이다.
공작기계에 있어서 MPS(Multi-Pallet System)는 일명 다중 팰리트 시스템으로서 여러개의 팰리트를 구비하고 다수의 공작물을 셋팅하여 팰리트를 이동시키면서 연속적으로 다량의 공작물을 가공할 수 있도록 하는 장치이다.
따라서, 수개의 팰리트는 절삭가공이 행해지는 가공 테이블로 이동되어 절삭가공이 이루어지므로 상기 팰리트들은 캐리어라 불리는 팰리트 이송장치에 의해 이동 및 위치변경이 반복된다.
도 1을 참고하여 다중 팰리트 시스템에서 팰리트 이송장치를 살펴보면, 일반적으로 다수의 팰리트(1)가 배치되며 팰리트(1)와 가공테이블 측 사이에 팰리트 이송장치(2)가 설치되어, 상기 팰리트(1)는 상기 팰리트 이송장치(2)에 의해 가공 테이블쪽으로 이동하게 된다.
도 2를 참고하여 팰리트 이송장치의 구조를 살펴보면, 일반적으로 팰리트 이 송장치는 캐리어 본체(10)위에 캐리어 프레임(11)이 결합하고 캐리어 프레임(11)을 따라 왕복 운동을 하는 캐리어(12)로 구성될 수 있다.
상기 캐리어(12)는 이동시키고자 하는 팰리트를 파지할 수 있으며, 팰리트를 파지한 상태에서 캐리어(12)는 캐리어 프레임(11)을 따라 직선 운동을 하여 팰리트를 직선 이동시키게 된다.
이때, 상기 캐리어(12)는 이동하고자 하는 팰리트를 파지한 상태에서 캐리어 본체(10)는 회전을 하여 가공테이블 방향으로 작업하려는 팰리트를 위치시킬 수 있으며 상기 캐리어(12)는 캐리어 프레임(11)을 따라 가공테이블 방향으로 이동하여 팰리트 위에 셋팅된 공작물을 가공할 수 있도록 한다.
따라서, 상기 팰리트 이송장치는 팰리트를 캐리어 프레임(11)을 따라 직선 이동 시킬 뿐만아니라 캐리어 프레임(11)을 지지하는 캐리어 본체(10)를 회전시키는 동작이 필수적으로 이루어져야 한다.
도 3 및 도 4를 참고하여 종래의 팰리트 이송장치에 있어서 상기 캐리어 본체(10)을 회전시키기 위한 구조를 살펴보면, 캐리어 본체(10)의 하부에 회전샤프트(50)가 결합하고 서보모터(20)에 의해 발생되어진 회전 구동력을 기어(30)로 전달하여 상기 회전샤프트(50)를 회전시키는 구조로 되어있다.
또한, 상기 회전샤프트(50)는 캐리어 본체(10) 및 공작물을 포함한 팰리트의 하중을 지지하게 되므로 축방향 하중은 트러스트 베어링(60)에 의해서 지지되고, 회전샤프트의 축의 직각방향 하중은 베어링(70)에 의해서 지지된다.
따라서, 팰리트 이송장치의 크기가 커지면 캐리어 본체(10) 및 캐리어 프레 임(11)의 길이도 늘어나고 이를 지지하는 회전샤프트(50) 또한 커져야 하며, 팰리트의 직선 이동거리가 길어지게 되므로 캐리어 본체(10)의 회전축으로 부터 무게 중심이 멀어지므로 공작물의 하중에 의한 모멘트 하중이 커지게 된다.
팰리트의 허용하중이 낮은 경량의 공작물의 경우에는 종래의 기술에 의한 팰리트 이송장치의 회전구조는 큰 문제가 없으나, 공작물의 하중이 큰 장비에서는 회전샤프트(50)의 축방향 하중을 지지하는 트러스트 베어링(60)과 모멘트 하중을 지지하는 베어링(70)의 크기 및 수량이 증가하여 제작 단가가 상승한다.
또한, 모멘트 하중이 베어링(70)에 집중되어 구조상 파손의 위험이 크며 일부 트러스트 베어링(60) 또는 베어링(70)에 문제가 생기더라도 전체의 부품을 전부 분해하여야 하므로 수리시간이 길고 작업의 난이도가 높아 유지 및 보수에 어려움이 있다.
또한, 회전샤프트(50)가 존재하므로 회전샤프트 가이드블록(80) 및 니들 베어링(90)과 같은 부가적인 부품이 필요하게 되어 전체적으로 구조가 복잡하게 된다.
또한, 상기 회전샤프트(50)의 직경이 커짐에 따라 가이드블록(80)등 지지하는 부품의 크기가 커지므로 이에 적합한 치수의 베어링(70)이 필요하게 되어 설계 및 베어링(70)의 수급에도 문제가 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 공작기계에 있어서 팰리트 이송장치의 파손을 방지하며 안정적인 회전 동작을 확보하고 제작 비용을 절감하며 유지 및 보수가 용이한 공작기계의 MPS 팰리트 이송장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 공작기계의 팰리트 이종장치는 팰리트를 이동시키는 캐리어 본체(10)와, 상기 캐리어 본체(10)의 하부에 결합하고 서보모터(20)로부터 전달받은 회전력을 상기 캐리어 본체(10)에 전달하여 상기 캐리어 본체(10)의 회전을 안내하는 원형의 링기어(100) 및 상기 링기어(100)를 지지하면서 링기어(100)의 회전을 가이드하는 지지부(200)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
팰리트를 이동시키는 캐리어 본체(10), 상기 캐리어 본체(10)의 하부에 결합하고 서보모터(20)에 의해 회전되는 상기 캐리어 본체(10)의 회전을 안내하는 원형의 링기어(100) 및 상기 링기어(100)를 지지하면서 링기어(100)의 회전을 가이드하는 지지부(200)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 링기어(100)는 상기 링기어(100)의 하부에 상기 링기어(100)의 원주방향으로 배치되며 상기 링기어(100)와 수평으로 구름축을 가지는 복수의 수직 캠팔로우(110)와 상기 링기어(100)의 하부에 상기 링기어의 원주방항으로 배치되며 상기 링기어(100)에 수직하게 구름축을 가지는 복수의 수평 캠팔로우(130)를 포함하며, 상기 지지부(200)는 상기 수직 캠팔로우(110)를 상방으로 지지하고 수직 캠팔로우(110)의 구름을 안내하며 상기 수평 캠팔로우(130)와 원주 외측로 접촉하여 수평 캠팔로우(130)의 구름을 안내하는 상기 링기어(100)와 동심축을 가지는 원형의 가이드블록(210)인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 공작기계의 팰리트 이송장치는 종래의 회전 샤프트 및 베어링을 제거하고 팰리트 이송장치의 캐리어 본체를 효과적으로 지지할 수 있으며 파손 우려가 적다.
또한, 상기 지지부가 복수의 캠팔로우를 포함하는 경우 캠팔로우의 일부가 파손되더라도 파손된 캠팔로우를 해체하여 교체할 수 있어 유지 보수가 편리하며 비용절감의 효과가 있다.
나아가, 상기 팰리트 회전장치가 대형화 되더라도 상기 지지부의 캠팔로우를 증가시키는 것으로 충분히 공작물 및 팰리트의 하중을 지지할 수 있으므로 설계가 용이하고 및 부품 수급이 원활한 효과가 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 팰리트 이송장치에 대해서 설명한다.
도 5 및 도 6를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 팰리트 이송장치는 팰리트를 이동시키는 캐리어 본체(10), 상기 캐리어 본체(10)의 하부에 결합하고 서보모터(20)에 의해 회전되어 상기 캐리어 본체(10)의 회전을 안내하는 원형의 링기어(100) 및 상기 링기어(100)를 지지하면서 링기어(100)의 회전을 가이드하는 지지부(200)를 포함한다.
상기 공작기계의 팰리트 이송장치는 전술한 바와 같이 종래의 팰리트 이송장치가 구비하였던 회전 샤프트와 베어링을 생략하고 그 대신, 상기 캐리어 본체(10)의 하부에 직접 결합되는 링기어(100)를 포함하고 상기 링기어(100)는 서보모터(20)에 의해 회전되어 캐리어 본체(10)를 회전시키게 된다.
상기 캐리어 본체(10)는 팰리트를 파지하는 캐리어(12)와 상기 캐리어(12)의 직선운동을 안내하는 캐리어 프레임(11)을 지지하는 구조를 가지므로, 상기 캐리어 본체(10)가 회전함에 따라 이동하고자 하는 방향으로 상기 캐리어(12)를 위치시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 링기어(100)는 서보모터(20)와 결합하여 회전력을 전달 받아 상기 링기어(100)와 결합하는 캐리어 본체(10)를 회전할 수 있도록 하며, 상기 링기어(100)의 크기는 지지하는 캐리어 본체(10)의 크기에 따라 결정된다.
상기 지지부(200)는 상기 링기어(100)를 상방으로 지지하면서 링기어(100)의 회전을 안정적으로 안내하는 기능을 하며, 대형 가공물의 하중을 적절히 지지하고 상기 링기어(100)의 회전 운동을 원활하게 안내하기 위해서는 상기 지지부(200)는 링기어(100)의 회전축과 동심축을 가지는 원형의 구조물이 될 수 있으며, 슬라이딩 면 또는 구름형식 등 여러 형태를 가질 수 있다.
도 5 및 도 7을 참조하면. 상기 링기어(100)는 링기어(100)의 하부에 원주방향으로 배치되며 상기 링기어(100)에 수평방향으로 구름축을 가지는 복수의 수직 캠팔로우(110)와 상기 링기어(100)의 하부에 상기 링기어의 원주방항으로 배치되며 상기 링기어(100)에 수직방향으로 구름축을 가지는 복수의 수평 캠팔로우(130)를 포함할 수 있다.
캠팔로우는 캠팔로워(cam-follwer)로 불리기도 하며 롤러와 비슷한 구조로 일반적으로 회전축이 일측으로 돌출되어 수직 또는 수평 방향으로 장착이 비교적 자유롭고 다양한 크기로 제공되어 사용 및 수급이 용이한 장점이 있다.
상기 수직 캠팔로우(110)는 상기 링기어(100)에 평행한 회전축을 가지도록 상기 링기어(100)의 하면에 수직 캠팔로우 블록(120)을 매개로 하여 결합될 수 있으며, 상기 복수의 수직 캠팔로우(110)의 회전축은 링기어(100)의 중심축 방향으로 배열되어 링기어(100)의 회전에 따라 복수의 수직 캠팔로우(110)가 회전하는 구조를 가진다.
도 5 및 도 8을 참조하면, 상기 수평 캠팔로우(130)는 상기 링기어(100)의 하면에 수평 캠팔로우(130)의 회전축이 직각이 되도록 결합되어, 상기 복수의 수평 캠팔로우(130)는 상기 링기어(100)의 수평방향으로 지지하는 구조를 가지며 상기 링기어(100)의 회전에 따라 회전하는 구조를 가진다.
특히, 도 5의 지지부(200)는 도 6 내지 도 9에 도시된 것과 같이 상기 링기어(100)와 동심축을 가지는 원형의 가이드블록(210)일 수 있으며, 상기 가이드블 록(210)은 상기 수직 캠팔로우(110)를 상방으로 지지하고 수직 캠팔로우(110)의 구름을 안내하며, 상기 수평 캠팔로우(130)와는 가이드블록(210)의 원주 외측로 접촉하여 수평 캠팔로우(130)의 구름을 안내한다.
따라서, 상기 가이드블록(210)은 상기 수직 캠팔로우(110)를 매개로 상기 링기어(100)및 상기 캐리어 본체(10)를 상방으로 지지하게 되며, 상기 수평 캠팔로우(130)는 가이드블록(210)의 원주면과 접촉하면서 링기어(100) 및 캐리어 본체(10)의 수평방향 움직임 및 모멘트 하중을 지지하게 된다.
나아가, 상기 수직 캠팔로우(110)와 수평 캠팔로우(130)는 지지하는 링기어(100) 및 캐리어 본체(10)의 크기와 이동시키는 팰리트와 공작물의 하중에 따라 캠팔로우의 크기 및 수량이 변경될 수 있다.
또한, 상기 수직 캠팔로우(110)는 상기 링기어(100)의 크기에 따라 복수개로 구성되며, 배열 간격 및 수량은 팰리트 이송장치의 크기 및 지지하고자 하는 하중에 따라 결정될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 수직 캠팔로우(110)와 상기 수평 캠팔로우(130)는 링기어(100)의 하부에 배치되며, 하중을 적절하게 지지하기 위하여 최적의 수량과 간격으로 배열될 수 있다.
또한, 링기어(100)는 일정길이를 가지는 캐리어 본체(10)의 하부에 결합되므로 모멘트하중이 집중되는 캐리어 본체(10)의 길이방향으로 수직 캠팔로우(110)를 더 조밀하게 배치하여 보다 안전하게 하중을 지지하는 구조를 가질 수 있다.
나아가, 공작기계의 팰리트 이송장치에서 공작물의 하중이 커짐에 따라 팰리 트와 캐리어(12) 및 캐리어 본체(10)의 크기가 증가하면, 이를 회전시키기 위한 링기어(100)의 직경을 늘이고 상기 링기어(100)의 원주 방향으로 배열되는 수직 캠팔로우(110) 및 수평 캠팔로우(130)의 수량을 늘이는 것으로 상기 캐리어 본체(10)의 회전을 안정적으로 하면서도 하중을 충분히 지지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 공작기계의 다중 팰리트 시스템을 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 공작기계의 팰리트 이송장치의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 3은 종래의 공작기계의 팰리트 이송장치를 나타낸 단면도.
도 4는 종래의 공작기계의 팰리트 이송장치에 있어서 회전장치의 구조를 설명하기 위한 단면도.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 팰리트 이송장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 팰리트 이송장치의 구조를 설명하기 위한 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 팰리트 이송장치의 수직 캠팔로우의 구조 및 작용을 설명하기 위한 도면.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 팰리트 이송장치의 수평 캠팔로우의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 팰리트 이송장치의 수평 캠팔로우의 구조 및 작용을 설명하기 위한 도면.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1; 팰리트 2; 팰리트 이송장치
10; 캐리어 본체 11; 캐리어 프레임
12; 캐리어 20; 서보모터
30; 기어 40; 기어 지지블록
50; 회전샤프트 60; 트러스트 베어링
70; 베어링 80; 회전샤프트 가이드블록
90; 니들 베어링 100; 링기어
110; 수직 캠팔로우 120; 수직 캠팔로우 블록
130; 수평 캠팔로우 200; 지지부
210; 가이드블록

Claims (3)

  1. 팰리트를 이동시키는 캐리어 본체(10);
    상기 캐리어 본체(10)의 하부에 결합하고 서보모터(20)로부터 전달받은 회전력을 상기 캐리어 본체(10)에 전달하여 상기 캐리어 본체(10)를 회전시키는 원형의 링기어(100); 및
    상기 링기어(100)를 지지하면서 링기어(100)의 회전을 가이드하는 지지부(200);를 포함하되,
    상기 링기어(100)는,
    복수의 수직 캠팔로우 블록(120);
    상기 링기어(100)의 하부에 상기 복수의 수직 캠팔로우 블록(120)을 통해 상기 링기어(100)의 원주방향으로 배치되며, 상기 링기어(100)와 수평으로 구름축을 가지는 복수의 수직 캠팔로우(110); 및
    상기 링기어(100)의 하부에 상기 링기어의 원주방항으로 배치되며 상기 링기어(100)에 수직하게 구름축을 가지는 복수의 수평 캠팔로우(130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 팰리트 이송장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지부(200)는,
    상기 수직 캠팔로우(110)를 상방으로 지지하고 수직 캠팔로우(110)의 구름을 안내하며, 상기 수평 캠팔로우(130)와 원주 외측로 접촉하여 수평 캠팔로우(130)의 구름을 안내하고 상기 링기어(100)와 동심축을 가지는 원형의 가이드 블록(210)인 것을 특징으로 하는 공작기계의 팰리트 이송장치.
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