KR101711727B1 - 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템 - Google Patents

공작기계용 팔레트 클램핑 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공작기계의 가공물 가공시 받침대 역할을 하는 팔레트의 위치 고정 및 클램핑이 동시에 이루어질 수 있도록 한 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 팔레트의 저부에 위치 고정 및 클램핑이 동시에 이루어질 수 있는 스피곳 구조물을 일체로 형성하고, 팔레트 베이스에는 스피곳 구조물에 대한 위치 안내 및 클램핑을 위한 클램핑 유니트를 장착하여, 하나의 위치에서 팔레트에 대한 위치 고정 및 클램핑이 동시에 이루어질 수 있도록 한 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템을 제공하고자 한 것이다.

Description

공작기계용 팔레트 클램핑 시스템{SYSTEM FOR CLAMPING PALLET FOR MACHINE TOOL}
본 발명은 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공작기계의 가공물 가공시 받침대 역할을 하는 팔레트의 위치 고정 및 클램핑이 동시에 이루어질 수 있도록 한 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 공작기계에는 가공물의 받침대 역할을 하는 팔레트(pallet)가 교체 가능하게 클램핑된다.
상기 공작기계에서 가공물을 가공할 때, 가공물을 팔레트 위에 올려 놓고 가공하게 되는데, 이때 팔레트가 공작기계의 팔레트 베이스(pallet base)와 확실하게 결합되어야 가공물의 안정적인 가공이 가능하고, 또한 팔레트를 교체하는 경우 팔레트가 팔레트 베이스 위의 같은 위치에 원활하게 배치되어야 한다.
이를 위해, 상기 팔레트 베이스에 대한 팔레트 위치를 동일하게 안내하는 동시에 팔레트를 팔레트 베이스에 확실하게 고정시키기 위한 팔레트 클램핑 시스템이 적용되고 있다.
여기서, 종래의 팔레트 클램핑 시스템을 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 1a 및 도 1b는 종래의 팔레트 클램핑 수단을 도시한 단면도이고, 도 2a 및 도 2b는 클램핑 기구와 별도로 구비되는 팔레트 위치 고정수단을 도시한 단면도이다.
도 1a 및 도 1b에서 팔레트(10)는 일정 면적을 가지지만 팔레트(10)의 클램핑부(11)만을 도시하였고, 도 2a 및 도 2b에서는 팔레트(10)의 위치 고정이 이루어지는 팔레트(10)의 위치 고정부(12)만을 도시하였다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 공작기계에 구비된 팔레트 베이스(20)의 저부에는 유압에 의하여 승하강하는 피스톤(21)이 배치되고, 팔레트 베이스(20)의 위쪽에는 피스톤(21)과 연결되어 피스톤의 승하강시 함께 승하강하는 클램핑용 블럭(22)이 배치된다.
또한, 상기 팔레트 베이스(20)에는 피스톤(21)의 상부쪽으로 유압을 안내하는 상부 유압라인(23)과, 피스톤(21)의 하부쪽으로 유압을 안내하는 하부 유압라인(24)이 형성된다.
상기 팔레트(10)의 클램핑부(11)내에는 클램핑용 블럭(22)이 끼워지는 안내구(13)가 형성되고, 클램핑부(11)의 위쪽에는 클램핑용 블럭(22)의 상면과 구름 접촉하는 베어링(30)이 부착된다.
또한, 상기 클램핑부(11)내에 형성된 안내구(13)의 하부쪽 내벽면에는 눌림 가능한 단차진 형태의 눌림단(14)이 형성되고, 클램핑용 블럭(22)의 하부쪽 외벽면에는 눌림단(14)을 가압하는 단차진 형태의 가압단(26)이 형성된다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상기 팔레트 베이스(20)에는 팔레트(10)가 제위치에 도달하면 팔레트(10)를 제위치에 고정시키기 위한 위치고정핀(25)이 유압에 의하여 승하강 가능하게 장착되고, 팔레트(10)의 위치 고정부(12) 저면에는 위치고정핀(25)이 삽입되는 위치고정홀(15)이 형성된다.
여기서, 상기와 같이 구성된 종래의 팔레트 클램핑 시스템의 작동 상태를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 첨부한 도 1a에서 보듯이 팔레트 베이스(20)의 하부 유압라인(24)을 통하여 유압이 인가되고, 이때의 유압이 피스톤(21)의 저면에 작용하여 피스톤(21)이 승강하는 동시에 피스톤(21)과 연결된 클램핑용 블럭(22)도 함께 승강된 상태가 된다.
연이어, 상기 팔레트(10)를 공작기계의 팔레트 베이스(20) 위로 밀어주는 동시에 팔레트(10)의 클램핑부(11)내에 형성된 안내구(13)내에 팔레트 베이스(20)의 클램핑용 블럭(22)이 끼워지도록 한다.
이때, 상기 팔레트(10)에 취부된 베어링(30)이 클램핑용 블럭(22)의 상면과 구름 접촉되는 상태가 되므로, 베어링(30)의 구름 운동에 의하여 팔레트(10)를 제위치로 위치로 용이하게 이송시킬 수 있다.
이어서, 상기 팔레트(10)가 제위치로 이송되면, 첨부한 도 2에서 보듯이 팔레트 베이스(20)의 위치고정핀(25)이 유압에 의하여 승강하는 동시에 팔레트(10)의 저면에 형성된 위치고정홀(13)에 삽입됨으로써, 팔레트(10)가 제위치에 고정된 상태가 된다.
다음으로, 상기 팔레트(10)를 팔레트 베이스(20)에 밀착 고정시키는 클램핑 과정이 진행된다.
즉, 첨부한 도 1b에서 보듯이 팔레트 베이스(20)의 하부 유압라인(24)에 공급되던 유압이 해제되는 동시에 상부 유압라인(23)을 통하여 유압이 인가되고, 이때의 유압이 피스톤(21)의 상면에 작용하여 피스톤(21)이 하강하는 동시에 피스톤(21)과 연결된 클램핑용 블럭(22)도 함께 하강하는 상태가 된다.
이때, 상기 클램핑용 블럭(22)이 하강하면서 클램핑용 블럭(22)의 가압단(26)이 클램핑부(11)의 안내구(14)에 형성된 눌림단(14)을 하방향으로 가압하게 되어, 결국 팔레트(10)가 팔레트 베이스(20) 표면에 대하여 하강하여 밀착 고정되는 클램핑 상태가 된다.
따라서, 상기와 같이 클램핑 베이스(20)의 제위치에 배치되는 동시에 클램핑 베이스(20) 위에 클램핑된 팔레트(10) 위에 가공물을 올려놓게 되면, 공작기계의 가공물 공정이 진행될 수 있다.
그러나, 상기한 종래의 팔레트 클램핑 시스템은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 클램핑용 블럭이 팔레트 베이스의 상부로 돌출되어 있기 때문에 클램핑용 블럭과 맞닿는 팔레트의 하부 형상 구조(안내구 및 눌림단 등)를 클램핑용 블럭의 형상에 맞추어야 하고, 그에 따라 팔레트의 하부 형상이 복잡해지고 가공시간이 길어지는 등 팔레트 제작 작업의 생산성 및 작업성이 크게 저하되는 문제점이 있다.
둘째, 팔레트를 클램핑하는 기구(클램핑용 블럭 및 피스톤 등)와 별도로 팔레트 베이스의 다른 위치에 팔레트의 위치 고정을 위한 기구(위치 고정핀 등)가 따로 장착됨에 따라, 팔레트의 교체를 반복하다보면 위치고정핀의 마모 및 흔들림 현상으로 인하여 팔레트를 제위치에 고정시키기 위한 위치정밀도가 떨어지게 되고, 결국 가공물의 가공정밀도에도 영향을 미치는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 팔레트의 저부에 위치 고정 및 클램핑이 동시에 이루어질 수 있는 스피곳 구조물을 일체로 형성하고, 팔레트 베이스에는 스피곳 구조물에 대한 위치 안내 및 클램핑을 위한 클램핑 유니트를 장착하여, 하나의 위치에서 팔레트에 대한 위치 고정 및 클램핑이 동시에 이루어질 수 있도록 한 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 팔레트 베이스에 가공된 요부의 측벽 및 바닥면에 장착되는 제1유압공급블럭과; 상기 제1유압공급블럭의 바닥면 중앙에 일체로 돌출 형성된 제2유압공급블럭과; 상기 제2유압공급블럭의 상면에 부착되는 스피곳 지지블럭과; 상부에는 클램핑단이 돌출 형성되고, 하부에는 스피곳 지지블럭의 저면에 걸림 가능한 걸림단이 돌출 형성된 구조로 구비되어, 제1유압공급블럭과 제2유압공급블럭 사이공간에 승하강 가능하게 장착되는 클램핑 블럭과; 상기 팔레트 베이스의 상면과 동일 평면을 이루는 제1유압공급블럭의 상면에 조립되는 스피곳 하우징과; 상기 스피곳 하우징내에 맞춤 삽입되어 팔레트의 위치 고정이 이루어지는 구조이면서 동시에 클램핑 블럭의 클램핑단이 삽입 체결되어 팔레트의 클램핑이 이루어지는 구조로 구비되어, 팔레트의 저면에 돌출 형성되는 스피곳 구조물; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템을 제공한다.
특히, 상기 제1유압공급블럭에는 클램핑 블럭을 승강시키기 위하여 클램핑 블럭의 저부와 제1유압공급블럭의 바닥면 사이 공간에 유압을 인가하는 제1유압공급라인이 형성되고, 상기 제1유압공급블럭 및 제2유압공급블럭에는 클램핑 블럭을 하강시키기 위하여 스피곳 지지블럭의 저면과 클램핑 블럭의 상면 사이 공간에 유압을 인가하는 제2유압공급라인이 연장 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스피곳 하우징의 내주면에는 단차진 위치고정홈이 형성되고, 상기 스피곳 구조물의 상부쪽 외주면에는 위치고정홈에 안착되는 안착단이 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스피곳 구조물의 하부쪽 외주면에는 클램핑 블럭의 승강시 클램핑단이 삽입 체결되어 팔레트의 클램핑이 이루어지도록 한 클램핑홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 팔레트 베이스에는 팔레트의 이송 안내 및 팔레트의 저면을 균일하게 받쳐주도록 다이리프터가 장착된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따른 상기 다이리프터는: 팔레트 베이스의 일정 위치에 형성된 안내홈에 승하강 가능하게 안착되는 높이 조절용 하우징과; 상기 팔레트 베이스의 안내홈 외주부 위치에 장착되어, 높이 조절용 하우징의 승하강 거리를 한정하는 스토퍼 블럭과; 상기 안내홈의 바닥면쪽에 형성되어 유압을 높이 조절용 하우징의 저면쪽으로 인가하는 제3유압공급라인과; 상기 높이 조절용 하우징내에 삽입 체결되는 케이스와; 케이스의 내부 바닥에 압축 가능하게 장착되는 스프링과; 스프링 위에 밀착되는 지지판과; 지지판 위에 거치되는 볼 구름판과; 볼 구름판 위에 구름 가능하게 안착되는 다수의 구름용 볼과; 구름용 볼 위에 구름 가능하게 안착되는 동시에 케이스의 상부로 돌출되는 지지볼과; 지지볼의 이탈 방지를 위하여 케이스의 상부쪽 내경과 지지볼의 상단부 사이에 끼워지는 이탈방지판; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 팔레트의 저부에 위치 고정 및 클램핑이 동시에 이루어질 수 있는 스피곳 구조물을 일체로 형성하고, 팔레트 베이스에는 스피곳 구조물에 대한 위치 안내 및 클램핑을 위한 클램핑 유니트를 장착하여, 하나의 위치에서 팔레트에 대한 위치 고정 및 클램핑이 동시에 이루어질 수 있으므로, 팔레트 위치 고정 및 클램핑 작업의 편리함을 제공할 수 있다.
둘째, 기존에 팔레트를 클램핑하는 기구와 팔레트의 위치 고정을 위한 기구를 별도로 구비하던 것과 달리, 하나의 위치에서 팔레트의 위치 고정 및 클램핑이 이루어지도록 함으로써, 팔레트의 저부 형상 및 팔레트 베이스의 상부 형상 등이 단순화되어 가공성 향상 및 가공비 절감을 도모할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 팔레트 클램핑 수단을 도시한 단면도,
도 2a 및 도 2b는 종래의 클램핑 기구와 별도로 구비되는 팔레트 위치 고정수단을 도시한 단면도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템을 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템의 다이리프터가 팔레트를 받쳐준 상태를 도시한 단면도,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템의 다이리프터를 도시한 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템을 도시한 단면도로서, 도 3a는 팔레트의 언클램핑 상태를 나타내고, 도 3b는 팔레트의 클램핑 상태를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b에서, 도면부호 10은 가공물을 받쳐주는 일정 면적의 팔레트를 지시하고, 도면부호 20은 팔레트가 올려져 클램핑되는 공작기계의 팔레트 베이스를 지시한다.
상기 팔레트 베이스(20)의 소정 위치에는 요부(16)가 가공되고, 이 요부(16)의 측벽 및 바닥면에는 "U"자형 단면을 갖는 제1유압공급블럭(40)이 장착된다.
또한, 상기 제1유압공급블럭(40)의 바닥면 중앙 위치에는 유압유 연통 가능한 제2유압공급블럭(50)이 일체로 돌출 형성된다.
이때, 상기 제2유압공급블럭(50)의 상부에는 팔레트 베이스(20)의 상면과 동일 평면을 이루는 스피곳 지지블럭(60)이 부착되며, 스피곳 지지블럿(60)과 제2유압공급블럭(50)은 "T"자형 단면을 이루게 된다.
따라서, 상기 제1유압공급블럭(40)의 내면과 제2유압공급블럭(50)의 외면 사이공간, 그리고 제1유압공급블럭(40)의 내면과 스피곳 지지블럭(60)의 둘레면 사이공간에는 클램핑 블럭(70)이 승하강 가능한 승하강 공간이 형성된다.
이에, 상기 제1유압공급블럭(40)의 내면과 제2유압공급블럭(50)의 외면 사이공간 및 제1유압공급블럭(40)의 내면과 스피곳 지지블럭(60)의 둘레면 사이공간에 걸쳐 팔레트(10)를 클램핑시키기 위한 클램핑 블럭(70)이 승하강 가능하게 내설된다.
보다 상세하게는, 상기 클램핑 블럭(70)은 상부가 넓고 하부가 좁은 직경을 갖는 원통 형성으로 구비되며, 상부쪽 내경부에는 클램핑단(72)이 일체로 돌출 형성되고, 하부쪽 내경부에는 스피곳 지지블럭(60)의 저면에 걸림 가능한 걸림단(74)이 일체로 돌출 형성된 구조로 구비되어, 제1유압공급블럭(40)의 내면과 제2유압공급블럭(50)의 외면 사이공간 및 제1유압공급블럭(40)의 내면과 스피곳 지지블럭(60)의 둘레면 사이공간에 걸쳐 승하강 가능하게 내설된다.
이때, 상기 제1유압공급블럭(40)에는 클램핑 블럭(70)을 승강시키기 위하여 클램핑 블럭(70)의 저부와 제1유압공급블럭(40)의 바닥면 사이 공간에 유압을 인가하는 제1유압공급라인(42)이 형성된다.
또한, 상기 제1유압공급블럭(40) 및 제2유압공급블럭(50)에는 클램핑 블럭(70)을 하강시키기 위하여 스피곳 지지블럭(60)의 저면과 클램핑 블럭(70)의 상면 사이 공간에 유압을 인가하는 제2유압공급라인(52)이 연장 형성된다.
한편, 상기 팔레트(10)를 제 위치에 고정시키기 위한 일 구성으로서, 상기 팔레트 베이스(20)의 상면과 동일 평면을 이루는 제1유압공급블럭(40)의 상면에 스피곳 하우징(80, spigot housing)이 조립되며, 이 스피곳 하우징(80)의 내경부에는 팔레트(10)의 스피곳 구조물(90)이 안착 고정되기 위하여 단차진 형태의 위치고정홈(82)이 형성된다.
상기 스피곳(spigot) 구조물(90)은 팔레트(10)를 팔레트 베이스(20)상의 제위치에 위치고정시키는 동시에 팔레트(10)를 클램핑시키기 위한 구조물로서, 팔레트(10)의 저면에 일체로 돌출 형성된다.
이를 위해, 상기 스피곳 구조물(90)은 스피곳 하우징(80)내에 맞춤 삽입되어 팔레트(10)의 위치 고정이 이루어지는 구조이면서 동시에 클램핑 블럭(70)의 클램핑단(72)이 삽입 체결되어 팔레트(10)의 클램핑이 이루어지는 구조로 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 스피곳 구조물(90)은 스피곳 하우징(80)내에 잠금 삽입 가능한 원통형 구조로 구비되어 팔레트(10)의 저면에 일체로 형성되고, 스피곳 구조물(90)의 상부쪽 외주면에는 스피곳 하우징(80)의 단차진 위치고정홈(82)내에 안착 삽입되어 락킹되도록 한 안착단(92)이 일체로 돌출 형성된다.
또한, 상기 스피곳 구조물(90)의 하부쪽 외주면에는 클램핑 블럭(70)의 승강시 클램핑단(72)이 삽입 체결되어, 팔레트(10)를 움직이지 않게 락킹되도록 한 즉, 팔레트(10)의 클램핑이 이루어지도록 한 클램핑홈(94)이 형성된다.
한편, 상기 팔레트 베이스(20)에는 팔레트(10)를 원하는 위치로 이송 안내하는 즉, 팔레트(10)의 스피곳 구조물(90)이 스피곳 하우징(80)내로 삽입 가능한 위치로 이송 안내하고, 또한 팔레트(10)의 저면을 균일하게 받쳐주도록 한 다수개의 다이리프터(100)가 장착된다.
상기 다이리프터(100)는 첨부한 도 4에서 보듯이 팔레트(10)의 저면과 구름 접촉하여, 팔레트(10)의 스피곳 구조물(90)이 스피곳 하우징(80)내로 삽입 가능한 위치로 이송 안내하고, 또한 팔레트(10)의 저면을 균일하게 받쳐주는 역할을 한다.
첨부한 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템의 다이리프터를 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 다이리프터(100)는 팔레트 베이스(20)의 일정 위치에 형성된 안내홈(28)내에 승하강 가능하게 장착된다.
이를 위해, 도 5에서 보듯이 상기 팔레트 베이스(20)의 안내홈(28)내에 높이 조절용 하우징(102)이 승하강 가능하게 장착되고, 상기 팔레트 베이스(20)의 안내홈(28) 외주부 위치에는 높이 조절용 하우징(102)의 승하강 거리를 한정하는 스토퍼 블럭(104)이 조립된다.
이때, 상기 안내홈(28)의 바닥면쪽에는 높이 조절용 하우징(102)의 저면쪽으로 유압을 인가하는 제3유압공급라인(106)이 형성된다.
첨부한 도 6에서 보듯이, 상기 다이리프터(100)의 구성 중 팔레트(10)에 대한 구름 접촉 및 팔레트(10)를 받쳐주는 실질적인 수단은 상기 높이 조절용 하우징(102)내에 삽입 체결되는 케이스(110)와, 케이스(110)의 내부 바닥에 압축 가능하게 장착되는 스프링(111)과, 이 스프링(111) 위에 압축 가능하게 밀착되는 지지판(112)과, 지지판(112) 위에 거치되는 아치형의 볼 구름판(113)과, 볼 구름판(113) 위에 구름 가능하게 안착되는 다수의 구름용 볼(114)과, 하부는 구름용 볼(114) 위에 구름 가능하게 안착되는 동시에 상단 일부가 팔레트(10)와 접촉되도록 케이스(110)의 상부로 돌출되는 지지볼(115)과, 이 지지볼(115)의 이탈 방지를 위하여 케이스(110)의 상부쪽 내경과 지지볼(115)의 상단부 사이에 끼워지는 이탈방지판(116)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템에 대한 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 팔레트(10)를 팔레트 베이스(20) 위로 밀어주면, 팔레트(10)의 저면이 다이리프터(100)의 지지볼(115)에 안착되고, 팔레트(10)의 저면과 지지볼(115)간의 구름 접촉에 의하여 팔레트(10)가 제위치로 원활하게 이송될 수 있다.
첨부한 도 4에서 보듯이, 상기 팔레트(10)의 저면과 지지볼(115)간의 구름 접촉에 의하여 팔레트(10)의 스피곳 구조물(90)이 팔레트 베이스(20)의 스피곳 하우징(80)으로 원활하게 이송된다.
이에, 상기 팔레트(10)의 스피곳 구조물(90)이 팔레트 베이스(20)의 스피곳 하우징(80)내에 안착되면, 즉 첨부한 도 3a에서 보듯이 스피곳 구조물(90)의 상부쪽 외주면에 형성된 안착단(92)이 스피곳 하우징(80)의 단차진 위치고정홈(82)내에 안착 삽입되면, 팔레트 베이스(20)에 대한 팔레트(10)가 제위치 찾기 및 고정이 이루어진다.
이때, 상기 제1유압공급블럭(40) 및 제2유압공급블럭(50)에 걸쳐 형성된 제2유압공급라인(52)을 통하여 스피곳 지지블럭(60)의 저면과 클램핑 블럭(70)의 상면 사이 공간에 유압이 인가되어, 클램핑 블럭(70)이 하강된 상태를 유지하고, 팔레트는 언클램핑 상태를 유지하게 된다.
이어서, 상기 팔레트 베이스(20)에 대한 팔레트(10)가 제위치 찾기 및 고정이 이루어지면, 팔레트(10)의 클램핑을 위하여 제1유압공급블럭(40)에 형성된 제1유압공급라인(42)을 통하여 클램핑 블럭(70)의 저부와 제1유압공급블럭(40)의 바닥면 사이 공간에 유압을 인가되고, 인가된 유압력에 의하여 클램핑 블럭(70)이 승강하게 된다.
이와 동시에, 첨부한 도 3b에서 보듯이 상기 클램핑 블럭(70)의 클램핑단(72)이 스피곳 구조물(90)의 클램핑홈(94)내에 삽입 체결됨으로써, 스피곳 구조물(90)이 클램핑 블럭(70)에 의하여 구속되는 상태가 되고, 결국 스피곳 구조물(90)이 일체로 된 팔레트(10)가 움직이지 않게 클램핑된 상태가 된다.
이와 같이, 상기 팔레트(10)의 저부에 위치 고정 및 클램핑이 동시에 이루어질 수 있는 스피곳 구조물(90)을 일체로 형성하고, 팔레트 베이스(20)에는 스피곳 구조물에 대한 위치 안내 및 클램핑을 위한 스피곳 하우징(80) 및 클램핑 블럭(70) 등을 장착함으로써, 하나의 위치에서 팔레트(10)에 대한 위치 고정 및 클램핑이 동시에 이루어질 수 있고, 그에 따라 팔레트 위치 고정 및 클램핑 작업의 편리함을 제공할 수 있다.
한편, 상기와 같이 다이 리프터(100)의 지지볼(115) 밑에 다수의 작은 구름용 볼(114)이 존재하여, 팔레트(10)의 교체 이송시 지지볼(115)이 팔레트의 저면과 원활하게 구름 접촉되면서 팔레트의 이송 안내 기능을 하게 되고, 그 외에 팔레트의 전체 면적을 균일하게 받쳐주는 역할도 한다.
상기 팔레트(10)가 클램핑되는 국소 부분(스피곳 구조물과 클램핑 블럭이 클램핑되는 부분)에서만 팔레트가 지지될 뿐, 그 밖의 다른 넓은 면적 부분은 받쳐지지 않게 되어 되므로, 팔레트의 휨 현상이 발생할 수 있다.
이에, 상기한 구성의 다이 리프터(100)가 팔레트 플레이트(20)에 팔레트(10)를 균일하게 받쳐주기 위하여 어려개(예를 들어, 2열로 총 8개~10개)가 등간격으로 장착된다.
따라서, 상기 팔레트(10)가 클램핑되는 국소 부분(스피곳 구조물과 클램핑 블럭이 클램핑되는 부분)에서 팔레트가 지지될 뿐만 아니라, 팔레트(10)의 다른 넓은 면적 부분은 다이 리프터(100)의 지지볼(115)에 의하여 받쳐지며 지지되므로, 결국 팔레트(10)의 전체 면적이 균일하게 받쳐지는 상태가 되고, 견고하게 고정된 팔레트(10) 위에 가공물을 올려서 공작기계의 가공이 정밀하게 이루어질 수 있다.
그럼에도 불구하고, 상기 팔레트(10)의 무게를 지지볼(115)이 지탱할 때, 다이리프터(100)내 스프링(111)의 탄성복원력에 의해 지지볼(115)의 튀어나오는 양이 각 다이리프터(100)마다 달라서, 어떤 지지볼(115)은 팔레트(10)의 저면에 닿지 못하여 팔레트를 지지해주지 못하는 경우가 발생할 수 있고, 이에 팔레트(10)의 전체 면적이 균일한 높이를 이루지 못하여 팔레트가 휘어질 가능성이 있다.
이를 해결하고자, 첨부한 도 5에서 보듯이 상기 다이 리프터(100)의 케이스(110) 외곽을 감싸고 있는 높이 조절용 하우징(102)의 저부에 제1유압공급라인(106)을 통하여 유압을 공급해줌으로써, 팔레트(10)의 저면에 닿지 않던 지지볼(115)이 승강하여 팔레트(10)의 저면에 밀착지지될 수 있다.
즉, 상기 제1유압공급라인(106)을 통하여 공급된 유압에 의하여 높이 조절용 하우징(102)이 승강하면, 높이 조절용 하우징(102)내의 케이스(110)를 비롯하여 케이스(110)의 상부를 통하여 돌출된 지지볼(115)이 승강하여 팔레트(10)의 저면에 밀착 지지된다.
따라서, 각 다이리프터(100)의 지지볼(115)이 팔레트(10)의 저면에 동시에 밀착 지지되는 상태가 되어, 팔레트의 전체 면적을 균일한 높이로 지지해주게 되고, 결국 팔레트(10) 위에 가공물을 올려서 공작기계의 가공이 정밀하게 이루어질 수 있다.
한편, 지지판(112) 및 이탈방지판(116)에는 마모방지코팅층이 도포된다.
이 마모방지코팅층은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 지지판(112) 및 이탈방지판(116)에 용사되어서 이루어지고, 50∼600㎛의 두께로 이루어지며, 경도는 900∼1000HV를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.
이 마모방지코팅층은 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 용사되어서 이루어진다.
지지판(112) 및 이탈방지판(116)에 세라믹 코팅을 하는 이유는 마모 방지 및 부식 방지가 주목적이다. 세라믹 코팅은 크롬도금 또는 니켈크롬도금에 비해 내부식성, 내스크래치성, 내마모성, 내충격성 및 내구성이 뛰어나다.
산화크롬(Cr2O3)은, 금속 내부로 침입하는 산소를 차단시키는 부동태피막(Passivity Layer)의 역할을 함으로써 녹이 잘 슬지 않도록 하는 역할을 한다.
이산화티타늄(TiO2)은, 물리화학적으로 매우 안정적이고 은폐력이 높아서 백색안료로 많이 된다. 또한 굴절율이 높아서 고굴절율의 세라믹스에도 많이 이용되고 있다. 그리고 광촉매적 특성과 초친수성의 특성을 갖는다. 이산화티타늄(TiO2)은, 공기정화 작용, 항균작용, 유해물질 분해작용, 오염방지 기능, 변색 방지기능의 역할을 수행한다. 이러한 이산화티타늄(TiO2)은, 마모방지코팅층이 지지판(112) 및 이탈방지판(116)의 외주면에 확실하게 피복되도록 하며, 마모방지코팅층에 부착된 이물질을 분해, 제거하여 마모방지코팅층의 손상을 방지시킨다.
여기서, 산화크롬(Cr2O3)과 이산화티타늄(TiO2)을 혼합하여서 사용할 경우, 이들의 혼합 비율은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량%에 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되는 것이 바람직하다.
산화크롬(Cr2O3)의 혼합비율이 96∼98%보다 적을 경우, 고온 등의 환경에서 산화크롬(Cr2O3)의 피복이 파괴되는 경우가 종종 발생되었으며, 이에 따라 지지판(112) 및 이탈방지판(116)의 녹방지 효과가 급격이 저하되었다.
이산화티타늄(TiO2)의 혼합비율이 2∼4중량%보다 적을 경우, 이를 산화크롬(Cr2O3)에 혼합하는 목적이 퇴색될 정도로 이산화티타늄(TiO2)의 효과가 미미하였다. 즉, 이산화티타늄(TiO2)은 지지판(112) 및 이탈방지판(116)에 부착되는 이물질을 분해, 제거하여서 지지판(112) 및 이탈방지판(116)이 부식되거나 손상되는 것을 방지시키는데, 그 혼합비율이 2∼4중량%보다 작을 경우, 부착된 이물질을 분해하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
이러한 재료들로 이루어진 코팅층은, 지지판(112) 및 이탈방지판(116)에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.
이러한 마모방지코팅층은, 상기의 분말가루와 1400℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 지지판(112) 및 이탈방지판(116)에 제트분사하여서 50∼600㎛으로 용사한다.
마모방지코팅층의 두께가 50㎛ 미만일 경우, 상술한 세라믹 코팅층에 의한 효과가 보장되지 못하게 되며, 마모방지코팅층의 두께가 600㎛을 초과할 경우, 상술한 효과의 증대는 미미한 반면 과다한 세라믹코팅에 의해 작업시간 및 재료비가 낭비되는 문제점이 있다.
지지판(112) 및 이탈방지판(116)에 마모방지코팅층이 코팅되는 동안 지지판(112) 및 이탈방지판(116)의 온도는 상승되는데, 가열된 지지판(112) 및 이탈방지판(116)의 변형이 방지되도록 지지판(112) 및 이탈방지판(116)이 냉각장치(미도시)로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지하도록 된다.
마모방지코팅층의 둘레에는 금속계 유리 석영 계통으로 이루어진 무수크롬산(CrO3)으로 이루어진 실링재가 더 도포될 수 있다. 무수크롬산은 무기실링재로써 크롬니켈 분말로 이루어진 코팅층 둘레에 도포된다.
무수크롬산(CrO3)은, 높은 내마모, 윤활성, 내열성, 내식성, 이형성을 필요로 하는 곳에 사용되며, 대기중에서 변색이 안되고, 내구성이 크며, 내마모성과 내식성이 좋다. 실링재의 코팅 두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다. 실링재의 코팅두께가 0.3㎛ 미만이면 약간의 스크래치홈에도 실링재가 쉽게 파이면서 벗겨지게 되므로 상술한 효과를 얻을 수 없게 된다. 실링재의 코팅두께가 0.5㎛를 초과할 정도로 두껍게 하면 도금면에 핀홀(pin hole), 균열 등이 많게 된다. 따라서 실링재의 코팅두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다.
따라서 지지판(112) 및 이탈방지판(116)에 내마모성 및 내산화성이 뛰어난 코팅층이 형성되므로 지지판(112) 및 이탈방지판(116)이 마모되거나 산화되는 것이 방지되고, 이에 따라 제품의 수명이 연장된다.
그리고, 스프링(111)은 덕타일주철로 이루어진다. 이 덕타일주철을 1600∼1650℃로 가열시켜서 용탕으로 만든 다음 탈황처리를 하며, 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣고 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한 후 열처리하여 이루어진다.
덕타일주철은, 일반 회주철의 용탕에 마그네슘 등을 첨가하여 응고과정에서 흑연이 구상으로 정출된 주철이므로 회주철에 비하여 흑연의 형태가 구상이다. 이러한 덕타일주철은 노치효과가 적기 때문에 응력 집중 현상이 감소되어 강도와 인성이 크게 향상된다.
본 발명의 스프링(111)은 덕타일주철을 1600∼1650℃로 가열시켜서 용탕으로 만든 다음 탈황처리를 하며, 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣고 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한 후 열처리하여 이루어진다.
여기서, 덕타일주철을 1600℃ 미만으로 가열하면 전체 조직이 충분히 용융되지 못하며, 1650℃를 초과하여 가열시키면 불필요하게 에너지가 낭비된다. 그러므로 덕타일주철을 1600∼1650℃로 가열하는 것이 바람직하다.
용융된 덕타일주철에는 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣는 바, 마그네슘이 0.3중량% 미만이면 구상화 처리제를 투입효과가 극히 미미해 지며, 0.7중량%를 초과하면 구상화 처리제의 투입효과가 크게 향상되지 않는 반면에, 고가의 재료비가 증가되는 문제점이 있다. 그러므로 구상화 처리제의 마그네슘 혼합비율은 0.3∼0.7중량% 정도가 적합하다.
용융된 덕타일주철에 구상화 처리제가 투입되면 이를 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한다. 구상화 처리 온도가 1500℃ 미만이면 구상화 처리가 제대로 이루어지지 않으며, 1550℃를 초과하면 구상화 처리 효과가 크게 개선되지 않는 반면에 불필요하게 에너지가 낭비된다. 그러므로 구상화 처리 온도는 1500∼1550℃가 적합하다.
이와 같이 본 발명의 스프링(111)이 덕타일주철로 이루어지므로 노치효과가 적기 때문에 응력 집중 현상이 감소되어 강도와 인성이 크게 향상된다.
10 : 팔레트 11 : 클램핑부
12 : 위치 고정부 13 : 안내구
14 : 눌림단 15 : 위치고정홀
16 : 요부 20 : 팔레트 베이스
21 : 피스톤 22 : 클램핑용 블럭
23 : 상부 유압라인 24 : 하부 유압라인
25 : 위치고정핀 26 : 가압단
28 : 안내홈 30 : 베어링
40 : 제1유압공급블럭 42 : 제1유압공급라인
50 : 제2유압공급블럭 52 : 제2유압공급라인
60 : 스피곳 지지블럭 70 : 클랭핑 블럭
72 : 클램핑단 74 : 걸림단
80 : 스피곳 하우징 82 : 위치고정홈
90 : 스피곳 구조물 92 : 안착단
94 : 클램핑홈 100 : 다이리프터
102 : 높이 조절용 하우징 104 : 스토퍼 블럭
106 : 제3유압공급라인 110 : 케이스
111 : 스프링 112 : 지지판
113 : 볼 구름판 114 : 구름용 볼
115 : 지지볼 116 : 이탈방지판

Claims (6)

  1. 팔레트 베이스(20)에 가공된 요부(16)의 측벽 및 바닥면에 장착되는 제1유압공급블럭(40)과;
    상기 제1유압공급블럭(40)의 바닥면 중앙에 일체로 돌출 형성된 제2유압공급블럭(50)과;
    상기 제2유압공급블럭(50)의 상면에 부착되는 스피곳 지지블럭(60)과;
    상부에는 클램핑단(72)이 돌출 형성되고, 하부에는 스피곳 지지블럭(60)의 저면에 걸림 가능한 걸림단(74)이 돌출 형성된 구조로 구비되어, 제1유압공급블럭(40)과 제2유압공급블럭(50) 사이공간에 승하강 가능하게 장착되는 클램핑 블럭(70)과;
    상기 팔레트 베이스(20)의 상면과 동일 평면을 이루는 제1유압공급블럭(40)의 상면에 조립되는 스피곳 하우징(80)과;
    상기 스피곳 하우징(80)내에 맞춤 삽입되어 팔레트의 위치 고정이 이루어지는 구조이면서 동시에 클램핑 블럭(70)의 클램핑단(72)이 삽입 체결되어 팔레트(10)의 클램핑이 이루어지는 구조로 구비되어, 팔레트(10)의 저면에 돌출 형성되는 스피곳 구조물(90)을 포함하여 구성되고;
    상기 팔레트 베이스(20)에는 팔레트(10)의 이송 안내 및 팔레트(10)의 저면을 균일하게 받쳐주도록 다수개의 다이리프터(100)가 더 장착되며;
    상기 다이리프터(100)는:
    팔레트 베이스(20)의 일정 위치에 형성된 안내홈(28)에 승하강 가능하게 안착되는 높이 조절용 하우징(102)과;
    상기 팔레트 베이스(20)의 안내홈(28) 외주부 위치에 고정 장착되어, 높이 조절용 하우징(102)의 승하강 거리를 한정하는 스토퍼 블럭(104)과;
    상기 안내홈(28)의 바닥면쪽에 형성되어 유압을 높이 조절용 하우징(102)의 저면쪽으로 인가하는 제3유압공급라인(106)과;
    상기 높이 조절용 하우징(102)내에 삽입 체결되는 케이스(110)와;
    케이스(110)의 내부 바닥에 압축 가능하게 장착되는 스프링(111)과;
    스프링(111) 위에 밀착되는 지지판(112)과;
    지지판(112) 위에 거치되는 볼 구름판(113)과;
    볼 구름판(113) 위에 구름 가능하게 안착되는 다수의 구름용 볼(114)과;
    구름용 볼(114) 위에 구름 가능하게 안착되는 동시에 상단 일부가 케이스(110)의 상부로 돌출되는 지지볼(115)과;
    지지볼(115)의 이탈 방지를 위하여 케이스(110)의 상부쪽 내경과 지지볼(115)의 상단부 사이에 끼워지는 이탈방지판(116);
    으로 구성된 것을 특징으로 하는 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1유압공급블럭(40)에는 클램핑 블럭(70)을 승강시키기 위하여 클램핑 블럭(70)의 저부와 제1유압공급블럭(40)의 바닥면 사이 공간에 유압을 인가하는 제1유압공급라인(42)이 형성되고, 상기 제1유압공급블럭(40) 및 제2유압공급블럭(50)에는 클램핑 블럭(70)을 하강시키기 위하여 스피곳 지지블럭(60)의 저면과 클램핑 블럭(70)의 상면 사이 공간에 유압을 인가하는 제2유압공급라인(52)이 연장 형성된 것을 특징으로 하는 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 스피곳 하우징(80)의 내주면에는 단차진 위치고정홈(82)이 형성되고, 상기 스피곳 구조물(90)의 상부쪽 외주면에는 위치고정홈(82)에 안착되는 안착단(92)이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 스피곳 구조물(90)의 하부쪽 외주면에는 클램핑 블럭(70)의 승강시 클램핑단(72)이 삽입 체결되어 팔레트(10)의 클램핑이 이루어지도록 한 클램핑홈(94)이 형성된 것을 특징으로 하는 공작기계용 팔레트 클램핑 시스템.
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