KR101795811B1 - 공작기계의 헤드 어태치먼트 ｉｄ 인식장치 - Google Patents

공작기계의 헤드 어태치먼트 ｉｄ 인식장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공작기계의 헤드 어태치먼트 ID 인식장치를 개시한다. 상기 헤드 어태치먼트 ID 인식장치는, 헤드 어태치먼트(120)의 일측에 마련되어 상기 헤드 어태치먼트(120)의 ID(Identification)를 표시하되 돌출여부에 따라 높은 위치(on)와 낮은 위치(off)에 배치되는 적어도 하나의 핀(130); 상기 헤드 어태치먼트(120)가 결합되는 스핀들(110) 측에 마련되며, 상기 핀(130)의 정보를 인식하는 도그(111); 상기 도그(111)에 연결되어 상기 도그(111)를 원위치 복귀시키는 스프링(113); 및 상기 핀(130)의 기계식 구동을 위한 기계식 핀 구동부(140);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 공작기계의 헤드 어태치먼트 교환 시 교환된 헤드 어태치먼트의 정보를 인식하는 장치를 기계식 구조로 적용함으로써 구조가 간소화됨은 물론 기존의 전자식 인식장치 대비 오작동 및 고장률을 줄여 장치의 신뢰성과 내구성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 작업의 편의성과 원가절감, 유지보수비의 절감 효과를 제공할 수 있다.

Description

공작기계의 헤드 어태치먼트 ＩＤ 인식장치{Identification recognizing apparatus for head attachment}
본 발명은, 공작기계의 헤드 어태치먼트 ID 인식장치에 관한 것으로, 특히, 공작기계의 헤드 어태치먼트 교환 시 교환되어진 헤드 어태치먼트의 정보를 인식하는 장치를 기계식 구조로 적용함으로써 구조가 간소화됨은 물론 기존의 전자식 인식장치 대비 오작동 및 고장률을 줄여 장치의 신뢰성과 내구성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 작업의 편의성과 원가절감, 유지보수비의 절감 효과를 제공할 수 있는 공작기계의 헤드 어태치먼트 ID 인식장치에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계의 어태치먼트 ID 인식장치는 전자식 커넥터를 이용하여 교체되는 어태치먼트의 정보를 인식하고 있다.
도 1은 종래의 어태치먼트 ID 인식장치로 사용되고 있는 커넥터의 설치 구조이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 어태치먼트 ID 인식 용 커넥터의 구성은 스핀들(1) 측 커넥터(2)와 어태치먼트(3) 측 커넥터(4)의 2개 커넥터(2,4)가 하나의 쌍(pair)을 이룬다.
스핀들(1)의 끝단부와, 스핀들(1)과의 접촉면인 어태치먼트(3)의 후면에 각각 설치되어 스핀들(1)과 어태치먼트(3)의 결속 시 커넥터(2,4) 간의 접촉을 통해 어태치먼트의 ID를 인식하도록 이루어진 구조를 갖는다.
커넥터(2,4)는 스핀들(1)과 어태치먼트(3)의 구조물에 비해 매우 작은 홀(hole)과 핀(pin)으로 마련되며, 이들이 맞물림 결합됨에 따라 스핀들(1)에 어태치먼트(3)가 결속될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 커넥터(2,4)는 사이즈(size)가 매우 작은 부품이기 때문에, 스핀들(1)과 어태치먼트(3)의 구조물들 간의 진동이나 칩(chip) 등의 오물, 또는 커넥터(2,4)가 서로 정위치에 위치하지 않은 상태에서 스핀들(1)과 어태치먼트(3)가 결합되는 경우 등의 다양한 요인에 의해 손상되거나 파손되기 쉽다.
뿐만 아니라 종래의 커넥터(2,4)는 전기적 신호에 의해 동작되는 이른 바, 전자식 커넥터(2,4)이기 때문에 정전기 등의 예상치 못한 외란에 의해 오작동 될 소지가 높은 문제점을 가지고 있다.
실제, 전자식 커넥터(2,4)는 그 사이즈에 비해 고가의 부품이기 때문에 훼손될 경우, 교체 및 수리비가 많이 소요되는 문제점이 있으므로 이에 대한 보완이 요구된다.
이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 공작기계의 헤드 어태치먼트 교환 시 교환되어진 헤드 어태치먼트의 정보를 인식하는 장치를 기계식 구조로 적용함으로써 구조가 간소화됨은 물론 기존의 전자식 인식장치 대비 오작동 및 고장률을 줄여 장치의 신뢰성과 내구성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 작업의 편의성과 원가절감, 유지보수비의 절감 효과를 제공할 수 있는 공작기계의 헤드 어태치먼트 ID 인식장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 헤드 어태치먼트(120)의 일측에 마련되어 상기 헤드 어태치먼트(120)의 ID(Identification)를 표시하되 돌출여부에 따라 높은 위치(on)와 낮은 위치(off)에 배치되는 적어도 하나의 핀(130); 상기 헤드 어태치먼트(120)가 결합되는 스핀들(110) 측에 마련되며, 상기 핀(130)의 정보를 인식하는 도그(111); 상기 도그(111)에 연결되어 상기 도그(111)를 원위치 복귀시키는 스프링(113); 및 상기 핀(130)의 기계식 구동을 위한 기계식 핀 구동부(140);를 포함하는 공작기계의 헤드 어태치먼트 ID 인식장치를 제공한다.
또한 본 발명은 위의 본 발명의 일실시예에 대하여 다음의 구체적인 실시예들을 더 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기계식 핀 구동부(140)는, 상기 헤드 어태치먼트(120)의 축심을 형성하는 샤프트(121); 상기 샤프트(121)에 결합되며, 상기 스핀들(110) 측을 향해 상기 샤프트(121)를 탄성적으로 가압하는 탄성가압부재(122); 상기 샤프트(121)에 교차되게 연결되되 단부(124a)가 상기 핀(130)에 부분적으로 삽입되며, 상기 샤프트(121)의 동작에 연동되어 동작되면서 피봇축(123)을 축심으로 하여 시소 운동되는 시소바아(124);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기계식 핀 구동부(140a)는, 인접된 두 개의 핀(130) 사이에 배치되되 양단부가 상기 인접된 두 개의 핀(130)에 각각 삽입되는 링크(125)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 공작기계의 헤드 어태치먼트 교환 시 교환된 헤드 어태치먼트의 정보를 인식하는 장치를 기계식 구조로 적용함으로써 구조가 간소화됨은 물론 기존의 전자식 인식장치 대비 오작동 및 고장률을 줄여 장치의 신뢰성과 내구성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 작업의 편의성과 원가절감, 유지보수비의 절감 효과를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 어태치먼트 ID 인식장치로 사용되고 있는 커넥터의 설치 구조.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 어태치먼트 ID 인식장치의 구조도.
도 3은 본 발명에 문형MC 헤드 어태치먼트를 적용한 어태치먼트 ID 인식장치의 평면 구조도.
도 4는 도 3의 측단면 구조도로서 R1 핀이 온(on)된 상태의 도면.
도 5는 도 4의 요부 확대도로서 R2 핀이 온(on)된 상태의 도면.
도 6 내지 도 8은 각각 L1 핀과 L2 핀의 동작 상태를 도시한 도면.
도 9는 도 3의 ID 테이블의 적용예.
이하, 본 발명에 따른 공작기계의 헤드 어태치먼트 ID 인식장치의 실시예를 도 2 내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 어태치먼트 ID 인식장치의 구조도이다.
이 도면을 참조하면, 공작기계 중에서 예컨대, 문형 머신에는 램 스핀들(110, 이하 스핀들이라 함)이 마련된다.
스핀들(110)에 공구(tool)가 그대로 장착되는 것이 일반적이지만 특수한 가공이 필요한 경우에는 헤드 어태치먼트(120)를 장착하여 사용한다.
다시 말해, 헤드 어태치먼트(120)의 가장 큰 특징은 헤드 어태치먼트(120)에 공구를 장착하고 공작물을 수직면이 아닌 측면 방향에서 여러 가지 다양한 형태의 절삭가공을 진행할 수 있다.
예컨대, 공작물의 측면에 구멍을 뚫거나 나사를 가공하거나 키홈을 가공하는 등의 다양한 형태의 가공을 헤드 어태치먼트(120)에 장착된 공구를 통해 수행할 수 있다.
따라서 헤드 어태치먼트(120)에 장착된 공구는 스핀들(110)의 축에 대하여 직각, 30도, 45도, 60도 등 다양한 각도로 설정될 수 있을 뿐만 아니라 임의의 각도로도 가변 될 수 있다.
이처럼 다양한 형태의 가공, 특히 특수한 목적의 가공을 진행하기 위해 헤드 어태치먼트(120)가 선택되어 스핀들(110)에 결합(결속)될 수 있는데, 공구의 종류에 따라 헤드 어태치먼트(120)의 종류도 매우 다양할 수 있으므로 스핀들(110)에 어떠한 종류의 헤드 어태치먼트(120)가 장착되었는지의 여부를 인식할 수 있어야 한다.
이를 헤드 어태치먼트 ID 인식장치라 할 수 있는데, 전술한 바와 같이, 종래기술의 경우에도 전자식 커넥터(2,4, 도 1 참조)를 사용하여 헤드 어태치먼트(120)의 ID를 인식하여 왔다.
하지만, 전자식 커넥터(2,4, 도 1 참조)를 사용하게 되면 정전기 등의 예상치 못한 외란에 의해 오작동 될 소지가 높으며, 전자식 커넥터(2,4, 도 1 참조) 그 자체가 고가의 부품이기 때문에 훼손될 경우, 교체 및 수리비가 많이 소요되는 문제점이 발생되었다.
이에, 본 실시예에서는 다양한 문제점을 발생시켜왔던 종래의 전자방식 대신에 기계방식을 적용하여 헤드 어태치먼트(120)의 ID를 인식할 수 있도록 함으로써, 구조가 간소화됨은 물론 기존의 전자식 인식장치 대비 오작동 및 고장률을 줄여 장치의 신뢰성과 내구성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 작업의 편의성과 원가절감, 유지보수비의 절감 효과를 제공할 수 있게 되었다.
도 2를 참조하여 본 실시예에 대해 보다 상세히 설명하면, 헤드 어태치먼트(120) 측에는 헤드 어태치먼트(120)의 ID(Identification)를 표시하기 위한 핀(130)이 설치되고, 스핀들(110) 측에는 핀(130)의 정보를 인식하기 위한 도그(111)가 설치된다.
핀(130)이 가압되면 도그(111)가 후퇴하게 되는데, 핀(130)의 가압력이 제거될 때 도그(111)가 원위치로 복귀될 수 있도록 도그(111)에는 스프링(113)이 설치된다.
한편, 헤드 어태치먼트(120)에는 여러 개의 핀(130)이 설치될 수 있다. 이러한 핀(130)들은 각각 돌출여부에 따라 높은 위치(on)와 낮은 위치(off)의 두 가지 경우의 수를 가질 수 있으며, 이와 같은 핀(130)들의 위치 정보를 조합하여 각 헤드 어태치먼트(120)의 ID를 표현할 수 있다.
이러한 구성에 의해, 헤드 어태치먼트(120)를 교체하여 스핀들(110)에 결합시킬 때, 각각의 핀(130)들은 스핀들(110) 측에 설치된 상대편 도그(111)와 접촉하게 되며, 도그(111)를 통해 핀(130)들의 높낮이 정보를 읽어 결속된 헤드 어태치먼트(120)의 ID를 식별할 수 있다.
도 3은 본 발명에 문형MC 헤드 어태치먼트를 적용한 어태치먼트 ID 인식장치의 평면 구조도, 도 4는 도 3의 측단면 구조도로서 R1 핀이 온(on)된 상태의 도면, 도 5는 도 4의 요부 확대도로서 R2 핀이 온(on)된 상태의 도면, 도 6 내지 도 8은 각각 L1 핀과 L2 핀의 동작 상태를 도시한 도면, 그리고 도 9는 도 3의 ID 테이블의 적용예이다.
도 3을 참조하면, 문형MC 헤드 어태치먼트(120, 헤드 어태치먼트라 함)에 총 4개의 핀(130a~130d)이 설치되며, 이들의 조합에 의해 도 9와 같은 헤드 어태치먼트 ID 테이블이 작성될 수 있다.
문형MC 헤드 어태치먼트(120)에 4개의 핀(130a~130d)이 적용될 뿐 다른 헤드 어태치먼트에도 4개의 핀이 마련되는 것은 아니다.
이하, 편의상 핀(130a~130d)들에 대해 도면 참조부호 없이, R1 핀, R2 핀, L1 핀, L2 핀이라 하여 설명한다.
스핀들(110)에 헤드 어태치먼트(120)를 조립(결합)할 때, 조건에 따라 R1 핀, R2 핀 및 L2 핀은 기계식으로 동작되나 본 실시예에서 L1 핀은 고정된 타입으로 마련된다. 따라서 L1 핀은 늘 온(on)된 상태일 수 있다. 물론, L1 핀 역시 기계식으로 동작되도록 구현할 수 있다.
본 실시예의 경우, R1 핀, R2 핀 및 L2 핀의 기계식인 동작을 위한 수단으로서 기계식 핀 구동부(140)가 마련된다. 기계식 핀 구동부(140)는 샤프트(121), 탄성가압부재(122) 및 시소바아(124)를 포함한다.
샤프트(121)는 헤드 어태치먼트(120)에는 축심에 배치된다. 샤프트(121)에는 스핀들(110) 측을 향해 샤프트(121)를 탄성적으로 가압하는 탄성가압부재(122)가 결합된다.
샤프트(121)에는 샤프트(121)의 동작에 연동되어 동작되되 피봇축(123)을 축심으로 하여 시소 운동되는 시소바아(124)가 샤프트(121)와 교차되게 연결된다. 그리고 이 시소바아(124)의 단부(124a)는 L2 핀에 부분적으로 삽입된다.
이에, 샤프트(121)의 동작에 연동되어 시소바아(124)가 시소 운동함으로써 L2 핀은 도 6 및 도 7처럼 돌출되어 높은 위치(on)에 배치되거나 도 8처럼 낮은 위치(off)에 배치되면서 상대편인 도그(111) 쪽에 정보를 제공할 수 있다.
예컨대, 도 6의 경우는 샤프트(121)의 단부(121a)가 하부 구조체(115)의 홈(115a)에 삽입되지 않은 상태로 L2 핀이 돌출되기는 하였지만 커빅 커플링(CURVIC COUPLING, A)은 언클램프된 상태이다. 커빅 커플링은 A 부분(도 4 및 도 5 참조)처럼 헤드 어태치먼트(120) 쪽의 나사산과 하부 구조체(115) 쪽의 나사산의 상대 결합을 의미하는데, 도 6의 경우는 자세히 도시하지 않았지만 커빅 커플링(A)이 언클램프된 상태이다. 즉 도 6은 L1 핀과 L2 핀이 모두 온(on)된 커빅 커플링(A) 언클램프 상태이다.
도 7의 경우는 샤프트(121)의 단부(121a)가 하부 구조체(115)의 홈(115a)에 삽입된 상태이면서 L1 핀과 L2 핀이 모두 온(on)되어 있으며, 원점(zero)도 맞은 상태로서 커빅 커플링(A) 클램프 상태이다.
도 8의 경우는 샤프트(121)의 단부(121a)가 하부 구조체(115)의 홈(115a)에 삽입되지 않은 상태일 뿐만 아니라 시소바아(124)의 회전에 의해 L2 핀이 낮은 위치(off)에 배치된 상태이다. 즉 L2 핀은 오프(off)되고 L1 핀이 온(on)된 상태로서 커빅 커플링(A)은 클램핑 상태이나 원점(zero)은 맞지 않은 상태이다.
한편, L1 핀, L2 핀과는 달리 R1 핀과 R2 핀의 경우에는 2개의 핀 모두가 동작되기 때문에, 이러한 경우에 기계식 핀 구동부(140a)는 다음과 같이 마련된다. 즉 시소바아(124)의 단부(124a)가 R1 핀에 삽입되는 대신에, R1 핀과 R2 핀 사이에 별도의 링크(125)가 더 개재된다. 링크(125)의 양단부는 각각 R1 핀과 R2 핀에 삽입된다.
이러한 구조가 적용되는 경우, 시소바아(124)의 시소 운동 시 링크(125)에 의해 도 4처럼 R1 핀이 돌출되면서 높은 위치(on)에 배치될 수 있고, 도 5처럼 R2 핀이 돌출되면서 높은 위치(on)에 배치될 수 있다. 도 4의 경우에는 R2 핀은 낮은 위치(off)에 배치되고 도 5의 경우에는 R1 핀이 낮은 위치(off)에 배치된다.
결과적으로, 도 4는 R1 핀은 온(on)되고 R2 핀은 오프(off)된 상태로 커빅 커플링(A)이 언클램프된, 즉 도 4의 확대 그림처럼 나사산들이 서로 맞지 않고 벌어진 경우이다.
그리고 도 5는 R1 핀은 오프(off)되고 R2 핀은 온(on)된 상태로 커빅 커플링(A)이 클램프된 경우이다.
이러한 조합에 기초하여 도 9와 같은 ID 테이블이 만들어질 수 있으며, 이를 통해 스핀들(110)에 어떤 헤드 어태치먼트가 장착되어 있는지를 알 수 있게 된다.
이와 같은 구조와 동작을 갖는 본 실시예에 따르면, 공작기계의 헤드 어태치먼트(120) 교환 시 교환된 헤드 어태치먼트(120)의 정보를 인식하는 장치를 기계식 구조로 적용함으로써 구조가 간소화됨은 물론 기존의 전자식 인식장치 대비 오작동 및 고장률을 줄여 장치의 신뢰성과 내구성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 작업의 편의성과 원가절감, 유지보수비의 절감 효과를 제공할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
110: 스핀들 111: 도그
113: 스프링 120: 헤드 어태치먼트
130: 핀

Claims (3)

  1. 헤드 어태치먼트(120)의 일측에 마련되어 상기 헤드 어태치먼트(120)의 ID(Identification)를 표시하되 돌출여부에 따라 높은 위치(on)와 낮은 위치(off)에 배치되는 적어도 하나의 핀(130);
    상기 헤드 어태치먼트(120)가 결합되는 스핀들(110) 측에 마련되며, 상기 핀(130)의 정보를 인식하는 도그(111);
    상기 도그(111)에 연결되어 상기 도그(111)를 원위치 복귀시키는 스프링(113); 및
    상기 핀(130)의 기계식 구동을 위한 기계식 핀 구동부(140);를 포함하며,
    상기 기계식 핀 구동부(140)는,
    상기 헤드 어태치먼트(120)의 축심을 형성하는 샤프트(121);
    상기 샤프트(121)에 결합되며, 상기 스핀들(110) 측을 향해 상기 샤프트(121)를 탄성적으로 가압하는 탄성가압부재(122);
    상기 샤프트(121)에 교차되게 연결되되 단부(124a)가 상기 핀(130)에 부분적으로 삽입되며, 상기 샤프트(121)의 동작에 연동되어 동작되면서 피봇축(123)을 축심으로 하여 시소 운동되는 시소바아(124);를
    포함하는 공작기계의 헤드 어태치먼트 ID 인식장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기계식 핀 구동부(140)는, 인접된 두 개의 핀(130) 사이에 배치되되 양단부가 상기 인접된 두 개의 핀(130)에 각각 삽입되는 링크(125)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 헤드 어태치먼트 ID 인식장치.
KR1020110006167A 2011-01-21 2011-01-21 공작기계의 헤드 어태치먼트 ｉｄ 인식장치 KR101795811B1 (ko)

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JP3707001B2 (ja) * 2000-06-21 2005-10-19 宗到 橋本 表面微細加工処理装置

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