KR101691810B1 - 전자척 일체형 공작기계 테이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자척이 일체화시켜 테이블에 탑재할 수 있는 소재의 무게 및 높이의 제한을 덜 받게 하였을 뿐만 아니라, 전자척에 공급되는 전원 케이블의 꼬임이나 단선을 방지할 수 있게 한 전자척 일체형 공작기계 테이블에 관한 것으로서, 상세하게는 수평으로 이동 가능하게 설치되는 테이블본체; 테이블본체의 상부에 설치되는 다수의 전자석; 상기 전자석에 전원을 공급하는 전원공급수단; 및 상기 테이블본체의 상부에 설치되어 상기 전자석을 덮는 커버로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

전자척 일체형 공작기계 테이블{machining tools table associated with electromagnetic chuck}

본 발명은 공작기계의 테이블에 관한 것으로서, 상세하게는 전자척을 일체화시켜 테이블에 탑재할 수 있는 소재의 무게 및 높이의 제한을 덜 받게 하였을 뿐만 아니라, 전자척에 공급되는 전원 케이블의 꼬임이나 단선을 방지할 수 있게 한 전자척 일체형 공작기계 테이블에 관한 것이다.

공작기계는 소재를 원하는 형상으로 가공하는 장치로 다양한 종류의 것이 있고, 이러한 공작기계들은 소재를 고정하기 위한 척을 구비하고 있다.

공작기계의 척은 공작기계의 테이블에 설치되어 공작물을 고정하는 부속장치로서 보통척, 에어척, 콜릿척(collet chuck) 등이 있으며, 자석을 이용하여 테이블에 설치되고 공작물을 부착하여 가공할 수 있는 마그네틱척이 있다.

마그네틱척 중에는 자성 패널과 비자성 패널을 교대로 맞대어 결합한 마그네틱척이 개발되어 사용되고 있다. 이러한 자석척과 관련된 기술로는 특허문헌 1 내지 3 등 다양한 것이 있으며, 그 중 특허문헌 1은 내부에 상측 개구된 설치요홈을 갖는 케이스와, 케이스의 설치요홈을 밀폐하며 결합되는 장착플레이트와, 회전축의 외주연에 적어도 하나 이상의 자성체가 길이방향으로 형성되며, 케이스의 설치요홈에 회전축의 양단부가 회전 가능하게 결합되는 다수의 마그네틱암과 마그네틱암을 회전시켜 자성체의 단부가 장착플레이트의 저면에 대하여 수평 또는 수직을 이루도록 하는 암회전수단으로 구성된 것이고,

특허문헌 2는 수용홀이 척 본체에 관통되게 형성되어, 제1자성체는 척 본체의 상면으로 노출되고, 알니코 자석은 척 본체의 저면으로 노출되는 구조를 이루므로, 마그네틱척의 양쪽 면에 모두 부착물을 부착할 수 있게 되어, 마그네틱척을 다양한 형태로 활용할 수 있게 되고, 또한, 척 본체의 수평부가 불필요하게 되므로 마그네틱척의 자중이 크게 감소되어 제품 비용이 저렴할 뿐만 아니라, 마그네틱척의 두께가 얇아지고, 사용 편이성을 크게 향상시킨 것이며,

특허문헌 3은 상면에 장착부가 형성되고 일측면에 전기커넥터가 설치된 로딩 스테이션과, 장착부에 매트릭스 형태로 배열되어 전기커넥터를 통해 공급된 전류에 의해 자성을 유도하거나 유도된 자성이 해제되는 마그네틱 블록을 포함하되, 마그네틱 블록은 상기 전기커넥터와 전기적으로 연결된 자화용 코일이 감기는 보빈과, 보빈의 내부에 설치되며 중심에 중공 홀이 형성되고 상기 중공 홀을 중심으로 좌우반체로 이루어진 가동자석과, 보빈의 상부에 설치되며 측면에 자석 띠가 부착되며 저면에 가동자석의 중공 홀에 삽입되는 축두가 형성된 된 자기유도부 및 자기유도부의 축두에 제 1 고정 홀이 형성되고, 로딩 스테이션의 저면에서 가동자석의 중공 홀을 지나 제 1 고정 홀과 나사 체결되는 제 1 체결 부재를 포함하는 것이다.

이러한 종래의 공작기계용 전자척은 공작기계의 소재 지지용 테이블과 별도로 제작되어 테이블의 상부에 설치되며, 이렇게 테이블과 분리하여 별도로 전자척을 설치할 경우, 공작기계의 공구와 테이블 사이의 거리가 좁아져 가공할 소재의 높이에 제한이 따를 뿐만 아니라, 두 장치 각각의 무게가 공작기계에 가해짐으로써 공작기계가 불필요하게 무거워지는 단점이 있다.

또한, 이렇게 테이블과 전자척을 분리하여 설치하고 전자척에 전원을 공급하기 위해서는 전자척에 전원 공급을 위한 전선을 배선하여야 하고, 이렇게 배선된 전선은 테이블이 이동하는 과정에서 꼬이거나 걸려 단선이 되므로 척으로서의 역할을 하지 못하게 되고, 이렇게 전자척이 자력을 잃은 상태에서 공작기계의 툴이 소재를 가공할 경우 소재가 움직여 정확한 가공이 이루어지지 못함은 물론, 공구가 소재와 잘못 접촉되어 공구 또는 소재가 손상되고, 공구가 소재와 부딪히는 과정에서 소재나 공구가 부서져 튕김에 의해 작업자가 다치는 문제가 있다.

1. 대한민국 실용신안등록 제0203324호 2. 대한민국 특허등록 제0708013호 3. 대한민국 특허등록 제1430152호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 개발된 것으로, 전자척을 구성하는 전자석을 테이블에 일체화시킴으로써, 공작기계의 테이블 구조를 단순화하여 테이블에 탑재할 수 있는 소재의 무게 및 높이의 제한을 덜 받게 하였을 뿐만 아니라, 전자척에 공급되는 전원 케이블의 꼬임이나 단선을 방지할 수 있게 한 전자척 일체형 공작기계 테이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 전자척 일체형 공작기계 테이블은 공작기계에 설치되어 가공 소재를 지지하는 테이블에 있어서, 수평으로 이동 가능하게 설치되는 테이블본체; 테이블본체의 상부에 설치되는 다수의 전자석; 상기 전자석에 전원을 공급하는 전원공급수단; 및 상기 테이블본체의 상부에 설치되어 상기 전자석을 덮는 커버로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 전자석들 사이에는 다수의 영구자석이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 전자석에 전원을 공급하는 전선은 플렉시블 전선일 수 있다.

상기 테이블본체의 일측에는 전자석에 전원을 공급하는 전선이 연결되고 테이블본체의 이동에 따라 이동하는 이동접점이 형성되고, 전원공급수단에 연결된 전선의 단부에는 상기 이동접점과의 접촉을 유지하도록 테이블본체의 이동방향으로 길게 설치된 가이드단자가 설치될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자척 일체형 공작기계 테이블은 공작기계의 테이블 구조를 단순화하여 테이블에 탑재할 수 있는 소재의 무게 및 높이의 제한을 덜 받게 할 수 있는 효과가 있다.

즉, 테이블과 전자척이 일체화됨으로써 전자척을 분리하여 구성할 때 전자석을 지지하기 위한 프레임이나 조립 수단이 중복하여 사용되는 것을 방지함으로써 전자척 테이블의 구조가 단순화되어 무게를 줄이고, 높이를 축소할 수 있어 종래보다 상대적으로 부피가 크거나 무거운 소재도 가공할 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 전자척에 공급되는 전원 케이블을 테이블본체에 매설하고, 전원공급수단과의 접속을 단순화시킴으로써 전선의 꼬임이나 단선을 방지할 수 있으며, 이에 따라 불의의 전원공급 중단에 의해 전자석의 작동이 중단되었을 때 발생할 수 있는, 소재가 테이블로부터 이탈되거나 움직이는 것을 방지할 수 있는 효과도 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전자척 일체형 공작기계 테이블의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 전자척 일체형 공작기계 테이블의 분해사시도
도 3은 본 발명에 따른 전자척 일체형 공작기계 테이블의 사시도

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 전자척과 테이블을 일체화하여 테이블을 경량화함으로써 공작기계에서 처리할 수 있는 소재의 무게나 높이를 상대적으로 키울 수 있다.

본 발명에 따른 전자척 일체형 공작기계 테이블은 수평으로 이동 가능하게 설치되는 테이블본체(10); 테이블본체의 상부에 설치되는 다수의 전자석(20); 상기 전자석에 전원을 공급하는 전원공급수단(30); 및 상기 테이블본체의 상부에 설치되어 상기 전자석을 덮는 커버(40)로 이루어진다.

본 발명에 따른 전자척 일체형 공작기계 테이블은 기존의 전자척과 테이블이 분리된 공작기계와 대비할 때, 전자척과 테이블의 높이나 무게가 상대적으로 낮고 가벼워 테이블이 보다 높고 무거운 소재를 지지할 수 있어 가공되는 소재의 범위를 넓힐 수 있는 것이다.

즉, 종래의 공작기계의 경우 테이블과 전자척의 높이 및 무게만큼 소재의 무게를 줄여야 하므로 가공되는 소재의 무게나 높이에 한계가 있었으나, 본 발명의 경우 기존의 종래 테이블보다는 상대적으로 높이가 낮고 가벼워 높이가 낮아지고 가벼워진 만큼 더 크고 무거운 소재도 가공이 가능한 것이다.

이러한 본 발명에 따른 전자척 일체형 공작기계 테이블에 있어서, 상기 테이블본체(10)는 도 2에 도시한 바와 같이 평평한 판체 형상을 이루되 종래의 테이블과 같이 저면에는 이동 가능하게 이동수단이 결합될 수 있는 연결 구조를 갖고 있으나, 이러한 이동 가능한 연결구조 또는 이동구조는 종래의 기술과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 테이블본체(10)의 상부면에는 도 2에 도시한 바와 같이, 전자석(10)이 고정될 수 있는 충분한 공간을 확보하고 있으며, 가장자리에는 전자석에 전원을 공급하기 위한 전선(10c)이 배선되어 있다.

물론 전선(10c)이 다른 전자석(10)이나 커버(40)에 의해 눌리는 것을 방지하기 위해 테이블본체의 상부면에 전선이 배선되는 홈을 더 형성할 수도 있다.

상기 전선(10c)은 각각의 전자석(10)에 연결되어 전원공급수단(30)으로부터 공급되는 전원을 전자석에 공급할 수 있도록 배선되며, 테이블본체(10)에 배선된 전선과 전원공급수단(30)에 연결된 전선(30c)은 플렉시블한 전선을 이용함으로써 테이블본체(10)가 수평으로 이동할 때 전선이 자유롭게 굽혀져 단선되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 전자석(20)에 전원을 공급하기 위한 바람직한 예의 하나로는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 테이블본체(10)의 일측에 전자석(20)에 전원을 공급하는 전선(10c)에 연결되고 테이블본체의 이동에 따라 이동하는 이동접점(10m)을 노출되도록 설치하고, 전원공급수단(30)에 연결된 전선(30c)의 단부에는 상기 이동접점과의 접촉을 유지하도록 테이블본체의 이동방향으로 길게 설치된 가이드단자(30g)를 설치하는 것이다.

즉, 상기 테이블본체(10)의 가장자리 중 어느 일측 또는 다수의 격벽에 이동접점(10m)을 설치하고, 이 이동접점(10m)과 접촉된 상태를 유지하고 있도록 상기 가이드단자(30g)를 설치하면, 테이블본체(10)가 수평으로 이동하더라도 이동접점(10m)과 가이드단자(30m)는 항상 접촉을 이룬 상태가 되어 전원공급수단으로부터 공급되는 전원이 전자석(20)에 공급될 수 있는 것이다.

이렇게 외부에서 차단하지 않으면 전원이 지속적으로 공급됨에도 전선이 외부로 노출되지 않음으로써 전선이 꼬이거나 작업자의 이동을 방해하지 않게 되는 것이다.

또한 본 발명에 따른 전자척 일체형 공작기계 테이블에는 다수의 영구자석을 구비할 수도 있다.

상기 전자석(20)만으로 소재를 고정시킬 경우 전자석을 구동시키는 데 너무 많은 전력이 소비될 수 있으므로 영구자석을 설치하여 가고정(假固定)하여 소재를 고정 위치에 정렬한 후, 상기 전자석을 작동시켜 소재가 움직이지 못하도록 고정시킴으로써 소재를 고정하는 전자석의 구동에 소요되는 전력을 절감할 수 있는 것이다.

몰론, 상기 전자석은 도 1내지 도 2에 도시한 바와 같이 격벽(10r)으로 구분하여 소재의 면적에 따라 부분적으로 작동시킬 수 있도록 분할하여 설치할 수도 있다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 테이블에 소정의 면적에 따라 부분적으로 작동시킬 수 있도록 제어영역(10a)을 분할하여 설치할 수도 있다. 나머지 영역의 전자척은 테이블의 일측에 구비된 온/오프 스위치를 이용하여 구동이 제어되지만, 임의의 사각형으로 이루어진 제어영역(10a) 범위에 내에 설치된 자석척에 대해 CNC컨트롤러에서 G, M코드 등의 명령어 코드 또는 그래픽 유저 인터페이스(Graphic User Interface) 장치를 이용하여 자석척의 ON/OFF 작동을 제어할 수 있게 할 수도 있다.

상기 G, M코드 등의 명령어 코드는 통상적으로 CNC장치에서 사용되는 명령어 코드이고, 컴퓨터에서 서로 다른 두 시스템이나 장치 또는 소프트웨어를 이어주는 접속장치 중 하나를 선택하여 사용할 수 있는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 커버(40)는 전술한 바와 같이 테이블본체(10)의 상부에 설치되는 전자석(20) 및 전선(10c)을 보호하기 위한 수단으로 테이블본체(10)의 상부에 탈착 가능하게 설치될 수 있으며, 상부면에는 종래 테이블의 상부면에 형성된 것과 같이 홈이나 고정구조를 더 형성할 수 있으며, 이러한 구조들은 종래와 동일한 것으로 상세한 설명은 생략한다.

10: 테이블본체
10c, 30c: 전선 10f: 전자석고정부
10m: 이동접점
20: 전자석
30: 전원공급수단
30g: 가이드단자
40: 커버

Claims (5)

1. 공작기계에 설치되어 가공 소재를 지지하는 테이블에 있어서,
   수평으로 이동 가능하게 설치되는 테이블본체;
   테이블본체의 상부에 설치되는 다수의 전자석;
   상기 전자석에 전원을 공급하는 전원공급수단; 및
   상기 테이블본체의 상부에 설치되어 상기 전자석을 덮는 커버로 이루어지되,
   상기 테이블본체의 일측에는 전자석에 전원을 공급하는 전선에 연결되고 테이블본체의 이동에 따라 이동하는 이동접점이 형성되고, 전원공급수단에 연결된 전선의 단부에는 상기 이동접점과의 접촉을 유지하도록 테이블본체의 이동방향으로 길게 설치된 가이드단자가 설치된 것을 특징으로 하는 전자척 일체형 공작기계 테이블.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전자석들 사이에는 다수의 영구자석이 설치된 것을 특징으로 하는 전자척 일체형 공작기계 테이블.
3. 제1항에 있어서,
   상기 전자석에 전원을 공급하는 전선은 플렉시블 전선인 것을 특징으로 하는 전자척 일체형 공작기계 테이블.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   전자석 중 일부 전자석을 포함하여 별도의 제어영역(10a)을 설정하고, 설정된 제어영역의 전자석은 CNC컨트롤러에서 명령어 코드 또는 그래픽유저인터페이스(Graphic User Interface) 장치를 이용하여 ON 또는 OFF 작동 제어할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 전자척 일체형 공작기계 테이블.
   

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