KR101680650B1 - 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그 - Google Patents

경사 포크형 공작물 가공용 고정지그 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그에 관련되며, 이때 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그는 유선형으로 기울어진 포크형 공작물의 가공기준점을 신속 정확하게 자동 셋팅하여 로딩시간 단축 및 가공정밀도를 높이면서 무인자동화를 도모하고, 특히 절삭력에 의한 떨림현상을 방지하면서 클램핑 영역의 최소화로 절삭공구에 간섭받지 않고 가공가능한 영역 확장 및 3차원가공이 가능하도록 하기 위해 지그테이블(10), 고,저부 척킹부(20)(30), 경사조(40), 밀편(50)을 포함하여 주요구성으로 이루어진다.

Description

경사 포크형 공작물 가공용 고정지그 {Fork tilt the workpiece fixing jig}
본 발명은 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유선형으로 기울어진 포크형 공작물의 가공기준점을 신속 정확하게 자동 셋팅하여 로딩시간 단축 및 가공정밀도를 높이면서 무인자동화를 도모하고, 특히 절삭력에 의한 떨림현상을 방지하면서 클램핑 영역의 최소화로 절삭공구에 간섭받지 않고 가공가능한 영역 확장 및 3차원가공이 가능한 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그에 관한 것이다.
근자에는 자동차, 산업설비 등의 부품을 설계함에 있어, 모델링 및 가공기술의 발달로 인해 부품형상에 구애받지 않고, 설치장소의 사이즈, 구조 및 기능을 수행하기에 최적의 형상으로 설계됨에 따라 점차 부품형상이 유선형의 기하학적인 구조가 주류를 이루고 있다.
하지만, 이러한 부품들은 주물성형, 냉간열간 단조성형, 다이캐스팅을 포함하는 1차 성형공정에서 반제품이 제조되고, 이어서 MCT를 포함하는 자동화설비를 이용하여 특정부부분이 공차가공되는바, 이때 자동화설비는 공작물이 지정된 위치로 로딩되어 연속 가공이 가능하도록 가공기준점을 설정하기 위해 지그를 구비하고 있지만, 유선형으로 경사진 공작물의 특성상 로딩 기준점 셋팅에 어려움이 따라므로 제품마다 가공정밀도 즉, 품질 편차가 심각한 실정이다.
이에 종래에 특허등록 10-0764182호에서, 인슐래이터 장착부에 척킹 및 척킹해제되는 한 쌍의 척과, 상호 대향하는 테이퍼면을 형성하며 한 쌍의 척 사이에 마련되어, 테이퍼면을 따라 상대 슬라이딩이동하며 척을 인슐레이터 장착부에 척킹 및 척킹해제시키는 고정블록 및 가동블록과, 가동블록을 지지하는 로드와, 가동블록을 고정블록에 대해 상대 이동시켜 한 쌍의 척이 인슐레이터 장착부로부터 척키해제하도록 로드를 이동시키는 로드구동부를 포함하는 구성으로, 제품의 가공 불량 발생을 줄이고, 가공 정밀도를 향상되도록 하는 기술이 선등록된바 있다.
그러나, 상기 종래기술은 가동블록과 로드를 볼트로 체결하여 엔진마운팅 블록(공작물)을 클램핑하는 구성이지만, 엔진마운팅 블록은 홀형태의 인슐레이터 장착부가 존재함에 따라 이를 기준점으로 가공위치를 설정가능한 구성으로, 홀형태의 기준점이 존재하지 않는 공작물의 경우에는 기준점 설정이 불가능하여 적용이 불가능하고, 단순 클램핑 방식으로 체결할 경우에는 치수오차로 인한 가공불량률이 증가되는 문제점이 따랐다.
또한, 종래기술의 클램핑 방식은 엔진마운팅 블록 외주면을 감싸듯이 구비되는 척에 의해 총 4개소에서 클램핑되는 구조로 형성됨에 따라 공작물의 상면을 제외한 나머지 부분이 척에 가려져 가공가능한 영역이 상면으로 제한되고, 이로 인해 3차원가공용으로 부적합한 폐단이 따랐다.
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 본 발명은 유선형으로 기울어진 포크형 공작물의 가공기준점을 신속 정확하게 자동 셋팅하여 로딩시간 단축 및 가공정밀도를 높이면서 무인자동화를 도모하고, 특히 절삭력에 의한 떨림현상을 방지하면서 클램핑 영역의 최소화로 절삭공구에 간섭받지 않고 가공가능한 영역 확장 및 3차원가공이 가능한 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 경사형 공작물(A)의 높은 측부에 대한 x, y축 방향 기준점이 되는 x, y축 기준면(12)(14)과, 낮은 측부에 위치되어 y축 기준점이 되는 y'축 기준면(16)이 구비되는 지그테이블(10); 상기 공작물(A)의 낮은 측부와 높은 측부에 각각 구비되어, 공작물(A) 하부에서 안착 경사각을 결정하는 고정척(22)(32)과, 공작물(A)을 상부에서 가압하는 유동척(24)(34)으로 구성되는 고,저부 척킹부(20)(30); 상기 저부 척킹부(30)의 유동척(34)에 설치되어, 클램핑작동 중 미끄럼운동에 의해 공작물(A)을 x축 기준면(12) 측으로 이동 가압하도록 구비되는 경사조(40); 및 상기 고,저부 척킹부(20)(30) 사이에 위치되어, 공작물(A)을 y, y'축 기준면(14)(16) 측으로 가압하도록 구비되는 밀편(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 공작물(A)은 저부 척킹부(30)에 의해 x축 기준면(12)으로 이동 가압되는 제1동작과, 밀편(50)에 의해 y축 기준면(14)으로 이동 가압되는 제2동작과, 고부 척킹부(20)에 의해 공작물(A)의 높은 측부를 클램핑하는 제3동작에 의해 설정된 위치로 로딩되고, 제1, 2, 3동작은 제어부에 의해 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정척(22)(32)은 공작물(A) 저면에 파지되도록 단부에 쇄기핀(22a)(32a)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 저부 척킹부(30)의 고정척(32)과 인접하는 위치에서 공작물(A) 하부에 접촉되는 접점블록(60)이 구비되고, 접점블록(60)은 저부 척킹부(30)의 고정척(32) 및 유동척(34)과 함께 삼각구도의 가압접점을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 접점블록(60)은 상, 하턱부(62)(64)이 서로 상이한 높이로 형성되어, 공작물(A)이 초기 투입시에는 상턱부(62)에 안착되고, 저부 척킹부(30)의 유동척(34)이 클램핑 시 공작물(A)이 탄력에 의해 하턱부(64)에 접촉되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지그테이블(10)은 분할 인덱스(70)에 의해 등각회전되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 고, 저부 척킹부 및 밀편에 의해 유선형으로 기울어진 포크형 공작물의 가공기준점을 신속 정확하게 자동 셋팅하여 로딩시간 단축 및 가공정밀도를 높이면서 무인자동화를 도모하고, 특히 고, 저부 척킹부에 의해 클램핑 영역이 최소화되어 절삭공구에 간섭받지 않고 가공 영역이 확장됨과 더불어 3차원가공이 가능한 효과가 있다.
그리고, 접점블록의 상, 하턱부에 의해 공작물상으로 클램핑력이 발생시에만 하턱부와 공작물이 접촉됨에 따라 공작물 자체 탄력에 의해 상, 하턱부에 모두 접촉되어 지지됨에 따라 클램핑작동 후, 들뜸현상으로 인한 가공정밀도 저하 및 떨림현상이 방지되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그를 평면에서 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그를 측면에서 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그의 경사조 작동상태도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그의 밀편 작동상태도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그의 유동척이 작동시 접점블록에 밀착되는 상태를 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그가 분할 인덱스에 연결된 상태를 나타내는 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그에 관련되며, 이때 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그는 유선형으로 기울어진 포크형 공작물의 가공기준점을 신속 정확하게 자동 셋팅하여 로딩시간 단축 및 가공정밀도를 높이면서 무인자동화를 도모하고, 특히 절삭력에 의한 떨림현상을 방지하면서 클램핑 영역의 최소화로 절삭공구에 간섭받지 않고 가공가능한 영역 확장 및 3차원가공이 가능하도록 하기 위해 지그테이블(10), 고,저부 척킹부(20)(30), 경사조(40), 밀편(50)을 포함하여 주요구성으로 이루어진다.
본 발명에 따른 지그테이블(10)은 경사형 공작물(A)의 높은 측부에 대한 x, y축 방향 기준점이 되는 x, y축 기준면(12)(14)과, 낮은 측부에 위치되어 y축 기준점이 되는 y'축 기준면(16)이 구비된다. 지그테이블(10)은 후술하는 분할 인덱스(70)에 연결되어 등각회전이 가능하도록 판형태로 형성되고, 일면에는 경사형 공작물(A)이 지정된 위치에 로딩되도록 x, y축 기준면(12)(14) 및 y'축 기준면(16)이 설치된다.
여기서, 상기 x, y축 기준면(12)(14)은 도 1과 같이 공작물(A)의 높은 측부 모서리부분에 대응하도록 설치되어, 공작물(A)의 높은 측부에 대한 x, y축 방향 기준 위치를 설정하고, y'축 기준면(16)은 공작물(A)의 낮은 측부에서 상기 y축 기준면(14)과 평행하게 구비되는바, 도 1과 같이 경사 포크형 공작물의 포크러그 사이에 배치되어 공작물의 초기로딩위치를 결정하게 된다.
이에 상기 지그테이블(10)상으로 공작물(A)이 투입되면, 후술하는 고,저부 척킹부(20)(30), 경사조(40), 밀편(50)을 포함하는 구성에 의해 1차적으로 x축 기준면(12)에 밀착된 후, 이어서 y축 기준면(14)으로 셋팅되어, 공작물(A)이 지정된 위치에 정확하게 로딩된다.
이때, 본 발명에 따른 고,저부 척킹부(20)(30)는 공작물(A)의 낮은 측부와 높은 측부에 각각 구비되어, 공작물(A) 하부에서 안착 경사각을 결정하는 고정척(22)(32)과, 공작물(A)을 상부에서 가압하는 유동척(24)(34)으로 구성된다. 고,저부 척킹부(20)(30)는 공작물(A)의 낮은 측부와 높은 측부를 각각 클래핑하도록 구비고, 이때 고,저부 척킹부(20)(30)는 도 2와 같이 공작물(A)의 낮은 측부와 높은 측부가 지정된 경사각(높낮이)으로 유지되도록 한 쌍의 고정척(22)(32)이 서로 상이한 높이로 각각 설치되어 z축 위치를 셋팅하게 된다.
여기서, 상기 고정척(22)(32)은 공작물(A) 저면에 파지되도록 단부에 쇄기핀(22a)(32a)이 구비된다. 쇄기핀(22a)(32a)은 송곳형태로 뾰족하게 돌출되어 유동척(24)(34)의 가압력이 작용시 공작물(A)상으로 파지된 상태로 클램핑되어 가공공정 중에 공작물(A)의 유동이 방지되는 이점이 있다.
공작물(A)을 클램핑함에 있어, 상기 고정척(22)(32)상에 공작물이 안착되면, 유동척(24)(34)이 상부에서 공작물(A)을 가압 클램핑하는바, 이때 유동척(24)(34)은 "ㄱ"자형으로 형성되어 지그테이블(10) 저면에 설치된 실린더를 포함하는 동력원에 의해 작동되도록 구비된다. 따라서 지그테이블(10) 상면에는 공작물(A)이 로딩되고, 저면에는 동력원이 배치되어 절삭가공 중에 공구가 공작물(A) 주변 간섭받지 않고 가공범위가 확대되고, 후술하는 분할 인덱스(70)에 의해 지그테이블(10)이 회전시 주변에 간섭없이 각도설정이 용이한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 경사조(40)는 저부 척킹부(30)의 유동척(34)에 설치되어, 클램핑작동 중 미끄럼운동에 의해 공작물(A)을 x축 기준면(12) 측으로 이동 가압하도록 구비된다. 경사조(40)는 공작물(A)과 대응하는 저면이 공작물(A) 높은 측부 측으로 상향경사각으로 형성되어, 도 3과 같이 공작물(A)을 상부에서 하방향으로 가압 클램핑시 공작물(A)이 경사조(40)와의 미끄럼운동에 의해 높은 측부로 이동하여 x축 기준면(12)에 가압 밀착된다.
이처럼 상기 경사조(40)에 의해 공작물(A) 클램핑 기능과 공작물(A)을 x축 기준점으로 셋팅하는 기능이 복합적으로 수행됨에 따라 공작물(A)을 x축 기준점에 셋팅하기 위한 별도의 밀편(50) 및 실린더를 포함하는 셋팅구성이 불필요하므로 지그 구조가 전체적으로 간단하게 이루어진다.
한편, 상기 경사조(40)는 반복적인 미끄럼 운동에 의한 마모시 교체가 가능하도록 유동척(34)상에서 탈부착가능하게 설치되고, 특히 내마모성을 높이기 위해 초경 또는 열처리된 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 밀편(50)은 고,저부 척킹부(20)(30) 사이에 위치되어, 공작물(A)을 y, y'축 기준면(16) 측으로 가압하도록 구비된다. 밀편(50)은 실린더를 포함하는 동력원에 의해 공작물(A)을 측면에서 가압하도록 구비되는바, 도 1과 같이 y, y'축 기준면(14)(16)과 대향하는 방향에서 공작물(A)을 가압하여 y, y'축 기준면14)(16)으로 밀착 셋팅하게 된다. 이때 밀편(50)은 지그테이블(10)상에 힌지로 결합되어 단부가 지그테이블 저면까지 연장되고, 지그테이블(10) 저면에 설치되는 실린더를 포함하는 동력원에 연결되어 지렛대원리에 의해 힌지를 축으로 선회작동되면서 공작물(A) 측으로 가압력이 전달된다.
이처럼 상기 밀편(50)이 지렛대원리에 의해 가압력이 작용하므로 동력원 출력 대비 높은 밀착력이 제공되고, 또 동력원이 지그테이블(10) 저면에 위치되어 지그 구조가 전체적으로 간단하면서, 후술하는 분할 인덱스(70)에 의해 지그테이블(10)이 회전시 주변에 간섭없이 각도설정이 용이한 이점이 있다.
작동상에 있어서, 상기 공작물(A)은 저부 척킹부(30)에 의해 x축 기준면(12)으로 이동 가압되는 제1동작과, 밀편(50)에 의해 y축 기준면(14)으로 이동 가압되는 제2동작과, 고부 척킹부(20)에 의해 공작물(A)의 높은 측부를 클램핑하는 제3동작에 의해 설정된 위치로 로딩되고, 제1, 2, 3동작은 제어부에 의해 순차적으로 이루어진다. 이에 x축 기준이 셋팅되면서 공작물(A) 낮은 측부가 클램핑되고, 이어서 y축 기준이 셋팅된 후, 공작물(A) 높은 측부가 클램핑됨에 따라 공작물이 유선형으로 경사지게 형성되더라도 x, y축 기준 셋팅이 신속하고 정확하게 이루어지는 이점이 있다.
또한, 상기 저부 척킹부(30)의 고정척(32)과 인접하는 위치에서 공작물(A) 하부에 접촉되는 접점블록(60)이 구비되고, 접점블록(60)은 저부 척킹부(30)의 고정척(32) 및 유동척(34)과 함께 삼각구도의 가압접점을 가진다. 도 5와 같이 접점블록(60)은 저부 척킹부(30)의 고정척(32)과 이격되도록 배치되고, 접점블록(60)과 고정척(32) 사이 영역에 해당되는 공작물(A) 상부에 저부 척킹부(30)의 유동척(34)이 위치된다.
이에 상기 저부 척킹부(30)의 유동척(34)이 공작물을 가압시 공작물(A) 저면이 저부 척킹부(30)의 고정척(32)와 접점블록에 각각 지지되는 삼각구도의 가압접점을 가짐에 따라 가공 중 유동 및 떨림현상이 방지되면서, 1차 성형(주물, 다이캐스팅)된 공작물(A)의 경사각도에 오차가 발생되더라도 항상 균일한 저면 2포인트 셋팅위치에서 공작물(A)이 지지되므로 셋팅면이 균일하지 않는 공작물에 대한 로딩 및 가공정밀가 향상되는 이점이 있다.
또한, 상기 접점블록(60)은 상, 하턱부(62)(64)이 서로 상이한 높이로 형성되어, 공작물(A)이 초기 투입시에는 상턱부(62)에 안착되고, 저부 척킹부(30)의 유동척(34)이 클램핑 시 공작물(A)이 탄력에 의해 하턱부(64)에 접촉되도록 구비된다. 도 5와 같이 상, 하턱부(62)(64)는 계단식으로 형성되어 공작물(A)에 클램핑력이 발생시에만 하턱부(62)가 접촉되도록 구비되는바, 즉 공작물(A) 자체 탄력에 의해 상, 하턱부(62)(64)에 모두 접촉되어 지지됨에 따라 클램핑작동 후, 들뜸현상으로 인한 가공정밀도 저하 및 떨림현상이 방지된다.
또한, 상기 지그테이블(10)은 분할 인덱스(70)에 의해 등각회전되도록 구비된다. 분할 인덱스(70)는 공작물(A)의 가공위치를 변경하기 위해 각도를 정확하게 제어하는 통상의 장치로서, 지그테이블(10) 일단에 연결되고, 이때 지그테이블(10) 타단에는 분할 인덱스(70)와 동축을 이루는 지지축이 설치된다.
이에 분할 인덱스(70)를 이용하여 지그테이블(10)이 수평인 상태에서 공작물(A)을 1차 가공하고, 이후 지그테이블(10)을 좌, 우방향으로 선회시켜 공작물(A)을 2, 3차 가공하므로, 공작물(A)의 클램핑위치를 변경하지 않고도 초기 셋팅된 기준점을 기준으로 공작물의 3차원 가공이 정밀하게 이루어지는 이점이 있다.
10: 지그테이블 20: 고부 척킹부
30: 저부 척킹부 40: 경사조
50: 밀편 60: 접점블록
70: 분할 인덱스

Claims (6)

  1. 경사형 공작물(A)의 높은 측부에 대한 x, y축 방향 기준점이 되는 x, y축 기준면(12)(14)과, 낮은 측부에 위치되어 y축 기준점이 되는 y'축 기준면(16)이 구비되는 지그테이블(10);
    상기 공작물(A)의 낮은 측부와 높은 측부에 각각 구비되어, 공작물(A) 하부에서 안착 경사각을 결정하는 고정척(22)(32)과, 공작물(A)을 상부에서 가압하는 유동척(24)(34)으로 구성되는 고,저부 척킹부(20)(30);
    상기 저부 척킹부(30)의 유동척(34)에 설치되어, 클램핑작동 중 미끄럼운동에 의해 공작물(A)을 x축 기준면(12) 측으로 이동 가압하도록 구비되는 경사조(40);
    상기 고,저부 척킹부(20)(30) 사이에 위치되어, 공작물(A)을 y, y'축 기준면(14)(16) 측으로 가압하도록 구비되는 밀편(50);
    상기 저부 척킹부(30)의 고정척(32)과 인접하는 위치에서 공작물(A) 하부에 접촉되는 접점블록(60)이 구비되고, 접점블록(60)은 저부 척킹부(30)의 고정척(32) 및 유동척(34)과 함께 삼각구도의 가압접점을 가지며,
    상기 접점블록(60)은 상, 하턱부(62)(64)이 서로 상이한 높이로 형성되어, 공작물(A)이 초기 투입시에는 상턱부(62)에 안착되고, 저부 척킹부(30)의 유동척(34)이 클램핑 시 공작물(A)이 탄력에 의해 하턱부(64)에 접촉되도록 구비되는 구성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공작물(A)은 저부 척킹부(30)에 의해 x축 기준면(12)으로 이동 가압되는 제1동작과, 밀편(50)에 의해 y축 기준면(14)으로 이동 가압되는 제2동작과, 고부 척킹부(20)에 의해 공작물(A)의 높은 측부를 클램핑하는 제3동작에 의해 설정된 위치로 로딩되고, 제1, 2, 3동작은 제어부에 의해 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고정척(22)(32)은 공작물(A) 저면에 파지되도록 단부에 쇄기핀(22a)(32a)이 구비되는 것을 특징으로 하는 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 지그테이블(10)은 분할 인덱스(70)에 의해 등각회전되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 경사 포크형 공작물 가공용 고정지그.
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