KR101832176B1

KR101832176B1 - 피가공재 이송용 고정 장치

Info

Publication number: KR101832176B1
Application number: KR1020137003101A
Authority: KR
Inventors: 도날드 엘 앨리스; 리차드 엔 러셀
Original assignee: 더 글리슨 웍스
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2018-02-27
Also published as: CN103124607A; EP2616202B1; JP2013541426A; MX2013000854A; RU2563414C2; BR112013005969A2; KR20130137127A; CN103124607B; US20120061926A1; US8833773B2; EP2616202A1; WO2012036941A1; JP5836381B2; RU2013116891A

Abstract

고정 장치(20)는 척 몸체(22), 제1 조 부재(26) 및 제2 조 부재(50)를 포함하고 있고, 상기 제2 조 부재는 특정 기하학적 구조의 피가공재(56, 64)를 파지할 수 있는 형태로 되어 있다. 상기 조 부재는 제2 조 부재의 용이하고, 신속한 수동 교체가 가능하도록 구성되어 있다. 각각의 제1 조 부재(26)는 고정된 외측 파지 부재(30) 및 잠금쇠와 같은 형상을 하고 있으며 개방된 파지해제 위치와 폐쇄된 파지 위치 사이에서 이동가능한 대향하는 내측 파지 부재(32)를 포함하고 있다. 내측 파지 부재(32)는 핀(42)을 중심으로 피벗운동가능하다.

Description

피가공재 이송용 고정 장치{WORKHOLDING APPARATUS FOR WORKPIECE TRANSFER}

본 발명은 공작기계용 고정 장치에 관한 것이다. 특히, 이 고정 장치는 다양한 크기의 피가공재를 공작기계 이송 장치에 고정시키는데 특히 적합하다.

피가공재를 기계가공하는 금속가공 작업에는, 기계가공 공정이 성공적으로 수행될 수 있도록 피가공재를 공작기계의 제위치에 유지시키기 위해서 몇 가지 유형의 장치가 필요하다. 이러한 유형의 장치는 고정 장치로 알려져 있다.

이송 장치를 통하여 피가공재를 고정 장치로 운반하는 것 및/또는 고정 장치로부터 운반하는 것은 기계가공 공정에서 잘 알려져 있다. 한 가지 알려진 실시예에서는, 피가공재가 커터 스핀들과 다른 공정(예를 들면, 모따기 공정)이 수행될 수 있는 보조 스핀들 사이로 이송된다. 피가공재를 스핀들과 스핀들 사이로 이송하는 한 가지 방식은 회전 이송 암을 이용하는 것이다. 이 회전 이송 암은 통상적으로 이송하는 동안 피가공재를 붙잡는 한 쌍의 고정 장치(예를 들면, 척(chuck))를 포함하고 있다. 각각의 척은 통상적으로 복수(예를 들면, 두 개 또는 세 개)의 조(jaw)를 포함하는 그리퍼(gripper) 장치를 포함하고 있다. 그리퍼의 형태는 통상적으로 피가공재의 파지되는 부분의 형태와 서로 상보적인 형태이다. 베벨 기어 제작에 있어서, 예를 들면, 당업자가 잘 알 수 있는 바와 같이 파지되는 부분이 베벨 피니언인지 베벨 링 기어인지에 따라서 상이한 조 형태 또는 형상이 필요할 수 있다.

이송 기구를 가지고 있는 기계에 있어서, 가공될 피가공재의 종류의 변경은 통상적으로 이송 기구에 있는 척의 조의 종류 및/또는 형상의 변경을 필요로 한다. 일반적으로, 이것은 각각의 조를 각각의 조가 결합된 척 몸체로부터 분리하기 위해서 복수의 볼트를 제거해야 하고 교체된 조를 척 몸체에 고정시킬 때에 볼트를 교체해야 하는 작업을 수반한다. 이러한 작업은 시간 소모적이며, 하나 이상의 공구를 필요로 하고 볼트 및/또는 척 몸체에 대해 나사 손상의 가능성을 야기한다.

본 발명의 목적은 공구를 필요로 하지 않고 조를 신속하고 용이하게 교체할 수 있는 파지(gripping) 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 척 몸체, 제1 조 부재 및 제2 조 부재를 포함하는 고정 장치에 관한 것인데, 상기 제2 조 부재는 특정 기하학적 구조의 피가공재를 파지할 수 있는 형태로 되어 있다. 상기 제1 조 부재 및 제2 조 부재는 제2 조 부재의 용이하고, 신속한 수동 교체가 가능하도록 구성되어 있고, 다른 제2 조 부재는 상이한 기하학적 구조를 가진 피가공재를 파지할 수 있도록 상이한 그립 형상(grip shape)을 가지고 있다.

도 1은 기어 제작 기계의 두 개의 스핀들 및 회전 이송 암을 보여주는 부분 정면도이다.
도 2는 제1 조 부재를 가진 척 몸체를 나타내고 있다.
도 3은 도 2의 척 몸체 및 제1 조 부재의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 조 부재의 사시도이다.
도 5는 폐쇄 스프링을 가진 제1 조 부재의 단면도이다.
도 6은 폐쇄 핀을 가진 제1 조 부재의 단면도이다.
도 7은 도 2의 척 몸체 및 제1 조 부재를 가진 회전 이송 암을 나타내고 있다.
도 8은 피니언을 파지하기 위한 도 3의 장치에 위치된 제2 조 부재를 나타내고 있다.
도 9는 도 8의 고정 장치를 가진 회전 이송 암을 나타내고 있다.
도 10은 링 기어를 파지하기 위한 도 3의 장치에 위치된 제2 조 부재를 나타내고 있다.
도 11은 도 10의 고정 장치를 가진 회전 이송 암을 나타내고 있다.

본 발명의 임의의 특징과 적어도 하나의 구성을 상세하게 설명하기 전에, 본 발명은 아래의 설명에 개시되어 있고 첨부된 도면에 도시되어 있는 구성요소들의 구성 및 배치상태의 상세한 내용으로 제한되는 것이 아니라는 점을 알아야 한다. 본 발명은 다른 구성으로 될 수 있으며 다양한 방식으로 실시되거나 실행될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 표현 및 용어는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다는 사실을 알아야 한다.

도 1은 이송 암(4)을 포함하는 알려진 유형의 기어 절삭 기계(2)를 나타내고 있다. 절삭 공정의 완료시에, 이송 암(4)은 휴지 위치(rest position)로부터 바깥쪽으로(다시 말해서, 커터 스핀들(6) 및 보조 스핀들(8)로부터 멀어지게) 작동되고 조(14)(이송 암(4)의 각각의 단부에 있는 두 개 이상의 조)를 통하여 커터 스핀들(6)상의 절삭된 기어(10)와 보조 스핀들(8)상의 기어 블랭크(12)를 동시에 파지하기 위해 회전되고, 각각의 스핀들로부터 양쪽 피가공재를 빼낸 다음, 기어 블랭크(12)를 절삭하기 위해 커터 스핀들(6)로 이동시키고 절삭된 기어(10)를 모따기가공하기 위해 보조 스핀들(8)로 이동시키기 위해 회전한다(통상적으로 약 180도). 그 다음에 각각의 스핀들에 기어 블랭크(12)와 절삭된 기어(10)를 장착하기 위해 이송 암(4)의 안쪽으로의 이동(다시 말해서, 각각의 스핀들쪽으로의 이동)이 실행된다. 일단 피가공재가 장착되면, 이송 암(4)은 휴지 위치로 복귀한다. 조(14)의 교체는 상기한 바와 같이 볼트를 제거하는 것에 의해 이루어진다.

본 발명의 발명자는 도 2 내지 도 6에 도시된 척(20) 장치로 종래 기술의 상기 단점을 다루었다. 바람직하게는, 상기 척(20)이 알려진 수단(예를 들면, 유압 수단, 공압 수단 등)에 의해 작동되는 적어도 두 개의 대향하는 직선 이동가능한 슬라이드(24)를 포함하는 척 몸체(22)를 포함하고 있다. 척 몸체(22) 자체는, 예를 들면, 슝크 게엠베하 운트 코 카게(Schunk GmbH & Co. KG)로부터 구입할 수 있다.

본 발명에 따르면, 제1 조(jaw) 부재(26)는 예를 들면 한 쌍의 나사(28)에 의해 탈착가능한 방식으로 각각의 선형 슬라이드(24)에 고정되어 있다. 각각의 제1 조 부재(26)는 정지부(30)와 같은 고정된 외측 파지 부재와 개방된 파지해제 위치와 폐쇄된 파지 위치 사이에서 이동가능한 잠금쇠 부재(32)와 같은 대향하는 내측 파지 부재를 포함하고 있다. 고정된 외측 정지부(30)의 벽 부분(34) 및 제1 각이 진 표면(36)은 제1 조 부재(26)의 편평한 표면(38)과 협력하여 각각의 제1 조 부재(26)에 제1 그루브(40)를 형성한다. 잠금쇠 부재(32)는 자신의 제1 단부 근처에서 핀(42)(도 5)을 중심으로 피벗운동가능하며, 예를 들면, 하나 이상의 스프링(44)에 의해 고정된 외측 정지부(30)쪽으로 탄성적으로 가압된다. 잠금쇠 부재(32)의 제2 단부는 편평한 표면(38)으로부터 이격된 상태로 종결되어 있는 제2 각이 진 표면(46)(도 3)을 포함하고 있어서, 편평한 표면(38)과 제2 각이 진 표면(46)의 끝부분 사이의 구역에 제2 그루브(48)를 형성한다. 도 3의 방향에 대해서는, 제1 각이 진 표면(36)은 대체로 편평한 표면(38)쪽으로 향해 있고 제2 각이 진 표면(46)은 대체로 편평한 표면(38)으로부터 멀어지게 향해 있다. 제1 조 부재(26)상의 고정된 정지부(30)와 잠금쇠 부재(32)의 위치는 도 2에 도시된 배치상태와 반대로 될 수 있다는 것을 알아야 한다.

도 7은 복수의 척 몸체(22)와 각각의 척 몸체에 위치된 한 쌍의 제1 조 부재(26)를 가지고 있는 도 1에 도시된 종류의 이송 암(4)을 나타내고 있다. 본 발명은, 필요하다면, 척 몸체에 두 개 이상의 제1 조 부재가 배치되는 것도 고려할 수 있다는 점을 알아야 한다. 예를 들면, 특정 유형의 피가공재를 파지하고 이송하기 위해 세 개의 조 척(jaw chuck)이 사용될 수 있다. 상기의 예에 있어서, 척 몸체(22)는 바람직하게는 서로 등간격으로 원주방향으로 배치된 세 개의 선형 슬라이드(24)를 포함할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 요소, 다시 말해서, 공구를 사용하지 않고서 각각의 제1 조 부재(26)로 삽입할 수 있고 각각의 제1 조 부재(26)로부터 분리할 수 있는 제2 조 부재(50)를 나타내고 있다. 제2 조 부재(50)는 바람직하게는 대체로 제1 그루브(40)의 형상과 상보적인 형상으로 형성되어 있는 제1 쇼울더(52) 및 바람직하게는 대체로 제2 그루브(48)의 형상과 상보적인 형상으로 형성되어 있는 제2 쇼울더(54)를 가지고 있는 제1 단부(51)를 포함하고 있다. 제1 쇼울더(52)는, 잠금쇠 부재(32)의 스프링 작용으로 인해 제2 그루브(48) 내의 위치로 스냅결합될 때까지 제2 쇼울더(54)를 제2 각이 진 표면(46)을 따라서 미끄럼이동시킴으로써 제1 그루브(40)속으로 삽입될 수 있다. 제2 조 부재(50)는 자신의 바닥부 표면에, 제1 조 부재(26)의 편평한 표면(38)에 배치되어 있는 키홈(keyway)(39)(도 2)속으로 삽입될 수 있는 키(도시되어 있지 않음)를 포함하는 것이 바람직하다.

제2 조 부재(50)는 또한 제2 단부(53)를 포함하고 있고, 이 제2 단부(53)는 파지될 때 제2 단부(53)와 접촉하는 피가공재의 형상과 합치되도록 형성된 단부 표면을 가지고 있다. 도 8에서, 피가공재는 피니언 부재(56)이다. 제1 조 부재(26) 및 제2 조 부재(50)를 지탱하는 슬라이드(24)의 안쪽으로의 이동(축 A쪽으로의 이동)은 피니언 부재(56)를 파지하고, 슬라이드(24)의 바깥쪽으로의 이동(축 A로부터 멀어지는 쪽으로의 이동)은 피니언 부재(56)를 파지상태로부터 풀어준다.

제2 조 부재(50)를 제1 조 부재(26)상의 제위치에 유지시키기 위해서 부가적인 유지력이 필요로 하다면, 손으로 조여지는 손잡이(60)를 가진 나사가 형성된 핀(58)(도 6)이 스프링 부재(44)에 부가적으로, 또는 스프링 부재(44)에 대한 대체물로서 포함될 수 있다.

도 9는 도 8의 본 발명의 고정 장치를 가진 이송 암(4)을 나타내고 있다. 복수의 척 몸체(22), 각각의 척 몸체에 위치된 한 쌍의 제1 조 부재(26), 각각의 제1 조 부재(26)에 위치된 한 쌍의 제2 조 부재(50)는 공작기계의 스핀들과 스핀들 사이의 이송 동안 피니언 부재(56)를 파지하는 장치를 구성한다.

본 발명은 상이한 외형을 가진 다른 피가공재를 파지하기 위해서 신속하고, 용이하게 그리고 공구를 사용하지 않고서 제2 조 부재를 교체하는 것을 제공한다. 도 10에서는, 예를 들면, 척 몸체(22)와 제1 조 부재(26)는 이전의 도면의 척 몸체(22)와 제1 조 부재(26)에서 바뀌지 않았다. 그러나, 제2 조 부재(62)는 상기한 것과 동일한 제1 단부(51), 제1 쇼울더(52) 및 제2 쇼울더(54)를 가지고 있지만, 링 기어 부재(64)의 파지면과 형상이 상보적으로 되도록 상이하게 형성된 제2 단부(55)를 가지고 있다.

한 가지 예로서, 제2 조 부재(62)(도 10)로 교체하기 위해 제2 조 부재(50)(도 8)를 제거하는 것은, 슬라이드(24)들을 서로 멀어지게(축 A로부터 멀어지게) 이동시킴으로써 고정 장치(20)를 개방하고, 나사가 형성된 핀(58, 60)이 있다면 손으로 나사가 형성된 핀을 제거하고, 각각의 폐쇄부(32)를 바람직하게는 도 4의 태브(33)와 같은 파지면을 통하여 화살표(57)의 방향으로 손으로 개방하고, 그리고 제2 조 부재(50)를 제1 조 부재(26) 상의 위치로부터 들어올림으로써 수행되고. 그 다음에 제2 조 부재(62)(또는 상이한 형태를 가진 다른 제2 조 부재)가 제1 조 부재(26)속으로 삽입되어 앞에서 설명한 것과 같이 스냅식으로 결합될 수 있다.

도 11은 도 10의 고정 장치를 가지고 있는 이송 암(4)을 나타내고 있다. 복수의 척 몸체(22), 각각의 척 몸체에 위치된 한 쌍의 제1 조 부재(26) 및 각각의 제1 조 부재(26)에 위치된 한 쌍의 제2 조 부재(62)는 공작기계의 스핀들과 스핀들 사이의 이송 동안 링 기어 부재(64)를 파지하는 장치를 구성한다. 도 9와 도 11을 참고하면, 피니언을 파지하는 것에서 링 기어를 파지하는 것으로 이송 기구(4)의 고정 장치를 변경시키는 것은 제2 조 부재(50)를 제거하고 제2 조 부재(50)를 제2 조 부재(62)로 교체하는 것 중의 하나이다.

물론, 이송하기 위해 파지되는 특정의 피가공재의 형태에 따라 다른 제2 단부 구조를 가지는 제2 조 부재를 고려할 수도 있다는 것을 알 수 있다.

본 발명이 회전 이송 암에 설치되는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명이 이러한 것에만 국한되는 것은 아니다. 본 발명의 고정 장치는 절삭 이외의 기계가공 작업, 예를 들면, 연삭, 호닝(honing) 또는 다른 경성 마감(hard finishing) 작업뿐만 아니라 다른 피가공재 이송 장치에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명을 피가공재의 고정과 관련하여 설명하였지만, 본 발명은, 특히, 마모된 공구를 새로운 공구나 날을 세운 공구로 교환할 경우와 같이 유사한 공구를 교환하는 것과 관련하여, 공구를 고정하는 것에 적용될 수도 있다.

본 발명이 바람직한 실시예와 관련하여 기술되어 있지만, 본 발명은 상기 바람직한 실시예의 상세한 내용으로 제한되는 것은 아니다. 본 발명은 첨부된 청구항의 기술사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않고 본 발명의 주 대상과 관련된 기술 분야의 전문가에게 자명한 변경사항을 포함한다.

Claims

척 장치로서
서로 접근하거나 서로로부터 멀어지게 이동가능한 적어도 두 개의 제1 조 부재를 포함하고 있고, 각각의 제1 조 부재는 고정된 파지 부재와 대향하는 파지 부재를 가지고 있고, 상기 대향하는 파지 부재는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동가능하고,
상기 고정된 파지 부재와 상기 대향하는 파지 부재는, 물체를 파지하도록 구성된 제2 단부를 가진 제2 조 부재의 제1 단부를 파지하거나 파지상태를 해제하도록 작동할 수 있고,
상기 대향하는 파지 부재는 손으로 조이는 너트를 가진 나사가 형성된 핀에 의해 폐쇄된 파지 위치에 유지되어 있어서,
상기 제1 조 부재에 의한 파지 및 파지상태의 해제는 공구를 사용하지 않는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 척 장치.
제1항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 제1 조 부재는 척 몸체에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 척 장치.
제2항에 있어서, 상기 척 몸체는, 상기 적어도 두 개의 제1 조 부재가 서로 접근하거나 서로로부터 멀어지게 이동할 수 있도록 상기 적어도 두 개의 제1 조 부재가 위치되어 있는 이동가능한 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 척 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 조 부재의 각각에 위치된 제2 조 부재를 더 포함하고 있고, 상기 제2 조 부재는 상기 고정된 파지 부재와 상기 대향하는 파지 부재를 통하여 상기 제1 조 부재에 착탈가능하게 유지되어 있고, 상기 제2 조 부재는 공구를 사용하지 않는 방식으로 파지되고 상기 제1 조 부재로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 척 장치.
제4항에 있어서, 상기 제2 조 부재는 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고 있고, 상기 제1 단부는 상기 제1 조 부재에 의해 파지되도록 구성되어 있고 상기 제2 단부는 상기 척에 의해 파지될 소정의 물체의 적어도 일부분과 상보적인 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 척 장치.
제5항에 있어서, 각각의 제1 조 부재는, 상기 고정된 파지 부재 및 상기 폐쇄 위치의 상기 대향하는 파지 부재와 함께 한 쌍의 대향하는 그루브를 형성하는 편평한 표면을 포함하고 있고, 상기 제2 조 부재의 상기 제1 단부는 상기 한 쌍의 대향하는 그루브의 각각과 상보적인 형상으로 된 제1 쇼울더 부분 및 제2 쇼울더 부분을 포함하고 있어서, 상기 쇼울더 부분들이 상기 그루브 속으로 삽입되어 상기 제2 조 부재를 상기 제1 조 부재에 고정시키는 것을 특징으로 하는 척 장치.
제6항에 있어서, 상기 대향하는 파지 부재와 상기 제2 조 부재의 각각의 쇼울더 부분은 스냅결합 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 척 장치.
제5항에 있어서, 상기 제2 조 부재의 상기 제2 단부는 베벨 피니언 또는 베벨 링 기어와 상보적인 형상인 것을 특징으로 하는 척 장치.
제1항에 있어서, 상기 대향하는 파지 부재는 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고 있고, 상기 제1 단부는 상기 대향하는 파지 부재가 상기 개방 위치와 상기 폐쇄 위치 사이에서 이동가능하도록 피벗운동가능하고, 상기 제2 단부는 파지 단부인 것을 특징으로 하는 척 장치.
제1항에 있어서, 상기 대향하는 파지 부재는 적어도 하나의 스프링에 의해 폐쇄된 파지 위치에 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 척 장치.
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