KR101957376B1 - 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 램(2)과, C축을 기준으로 회전하는 C축 바디부(11)와 B축을 기준으로 회전하는 B축 바디부(12)를 구비하고, 일단이 상기 램(2)의 선단에 분리가능하게 장착되는 어태치먼트(10)와, 상기 어태치먼트(10)의 선단에 장착되는 툴 포트(130), 및 상기 툴 포트(130)에 결합되는 공구(131)를 구비하는 공작기계에 있어서, 상기 램(2)에 장착되는 동력전달유닛(20); 일단이 상기 동력전달유닛(20)에 연결되고, 상기 램(20)의 내부에 삽입설치되는 제1 푸시로드(30); 일단이 상기 제1 푸시로드(30)의 타단에 연결되는 제1 콜릿(50); 상기 어태치먼트(10)의 C축 바디부(11)에 삽입설치되는 샤프트(80); 상기 제1 푸시로드(30)와 동일한 수평선상에 위치하고, 상기 샤프트(80)를 관통하여 설치되는 제2 푸시로드(90); 상기 제2 푸시로드(90)와 동일한 수평선상에 위치하고, 일단이 상기 제2 푸시로드(90)에 인접하도록 상기 어태치먼트(10)의 B축 바디부(12)에 삽입설치되는 드로우 샤프트(100); 및 일단이 상기 드로우 샤프트(100)의 타단에 연결되고, 타단은 상기 툴 포트(130)의 타단에 연결되도록 설치되는 제2 콜릿(120);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치{Tool unclamping device of attatchment installed in ram}

본 발명은 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 램에 장착되는 1개의 동력전달유닛의 구동력을 이용하여 어태치먼트의 언클램프와 어태치먼트에 장착된 공구까지 한번에 언클램프 시킬 수 있는 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치에 관한 것이다.

오늘날의 대부분의 공작기계는 수치제어(numerical control, NC) 장치에 컴퓨터의 기능을 추가하여 자동으로 3차원 가공을 할 수 있는 CNC(computerized numerical control) 장치를 구비하고 있다.

일반적으로 문형 머시닝센터(double colum type machine center)란 단순한 가공을 담당하는 선반 장치와 다르게 3차원 형상을 다수의 어태치먼트(attachment)를 교환하여 직접가공하는 장치를 말한다.

이러한 문형 머시닝센터는 다양한 형상의 공작물을 다양한 공간과 각도에서 가공하기 위해 램 또는 램 헤드에 어태치먼트를 탈착가능하게 장착할 수 있다.

일반적으로 이러한 어태치먼트의 선단에 공구(tool)가 장착된다. 공구를 견고하게 장착하기 위해 필요한 경우 어태치 먼트는 선단에 툴 포트를 구비할 수 있다.

도 1은 종래 공작기계(7)의 사시도를 나타낸다. 도 1에 도시된 것처럼 종래 공작기계(7), 특히 문형 머시닝센터는 어태치먼트가 램(2) 또는 램의 헤드(도면에 미도시)에 분리 가능하게 장착된다. 램(2)은 새들(3)에 장착되고, 새들(3)에 의해 램(2)이 상하로 구동할 수 있게 된다. 새들(3)은 크로스 레일(4)에 의해 좌우로 이동가능하게 지지된다. 한 쌍의 칼럼(5)이 크로스 레일(4)을 양단에서 지지한다. 제어부(6)는 CNC를 통해 공작기계를 제어하게 된다. 이러한 제어부(6)를 통해 미리 입력된 형태의 3차원 제품을 가동할 수 있게 된다.

종래 공작기계의 경우, 램뿐만 아니라 어태치먼트를 구성하는 B축 바디부에 별도의 동력전달유닛이 구비되어 있었다. 이처럼 B축 바디부에 별도의 동력전달유닛이 구비된 경우에는 별도의 압력공급라인을 구비해야 함에 따라 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.

또한, 별도의 동력전달유닛이 차지하는 공간만큼 어태치먼트의 길이가 길어짐에 따라 가공영역 확보에 어려움이 있었다.

더욱이, 복잡해진 구조에 의해 공작기계의 제작비용과 제작시간이 증가하는 문제점이 있었다.

대한민국 특허출원 제10-2009-0127778호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 어태치먼트를 구성하는 B축 바디부에 장착되는 추가적인 동력전달유닛 없이 램에 장착되는 1개의 동력전달유닛을 구성하는 유압 언클램프 실린더와 유압 언클램프 피스톤의 구동력을 이용하여 어태치먼트의 언클램프와 어태치먼트에 장착된 공구까지 한번에 언클램프 시킬 수 있게 함에 따라 어태치먼트의 길이를 줄여 추가적인 가공영역을 확보할 수 있는 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 램과, C축을 기준으로 회전하는 C축 바디부와 B축을 기준으로 회전하는 B축 바디부를 구비하고, 일단이 상기 램의 선단에 분리가능하게 장착되는 어태치먼트와, 상기 어태치먼트의 선단에 장착되는 툴 포트, 및 상기 툴 포트에 결합되는 공구를 구비하는 공작기계에 있어서, 상기 램에 장착되는 동력전달유닛;일단이 상기 동력전달유닛에 연결되고, 상기 램의 내부에 삽입설치되는 제1 푸시로드; 일단이 상기 제1 푸시로드의 타단에 연결되는 제1 콜릿;상기 어태치먼트의 C축 바디부에 삽입설치되는 샤프트; 상기 제1 푸시로드와 동일한 수평선상에 위치하고, 상기 샤프트를 관통하여 설치되는 제2 푸시로드; 상기 제2 푸시로드와 동일한 수평선상에 위치하고, 일단이 상기 제2 푸시로드에 인접하도록 상기 어태치먼트의 B축 바디부에 삽입설치되는 드로우 샤프트; 및 일단이 상기 드로우 샤프트의 타단에 연결되고, 타단은 상기 툴 포트의 타단에 연결되도록 설치되는 제2 콜릿;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 제2 푸시로드와 상기 드로우 샤프트 사이에 일정한 간격이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치는 상기 동력전달유닛이 작동하지 않을 경우 상기 제1 푸시로드가 밀리지 않도록 상기 제1 푸시로드를 지지하는 제1 지지유닛; 일부가 상기 어태치먼트의 C축 바디부에 삽입설치되는 어댑터; 일단은 상기 제1 콜릿에 연결되고, 타단은 상기 어댑터에 연결되도록 설치되는 스터드 볼트; 및 상기 동력전달유닛이 작동하지 않을 경우 상기 드로우 샤프트가 밀리지 않도록 상기 드로우 샤프트를 지지하는 제2 지지유닛;을 더 포함하되, 상기 제2 푸시로드는 일단이 상기 스터드 볼트에 연결되고, 상기 어댑터와 상기 샤프트를 관통하도록 설치될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 동력전달유닛은 언클램프 실린더; 및 상기 언클램프 실린더의 내부에 장착되는 언클램프 피스톤;으로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 제1 지지유닛 및 제2 지지유닛은 각각 디스크 스프링으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 의한 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치는 어태치먼트를 구성하는 B축 바디부에 추가적인 동력전달유닛을 구비할 필요가 없어 어태치먼트의 길이를 줄일 수 있고, 이에 따라 더 많은 가공영역을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치는 추가적인 동력전달유닛과 유압라인 등을 필요로 하지 않아 이의 제작시간과 제작비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 공작기계의 사시도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치에서 공구가 클램핑된 상태의 단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 의한 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치에서 공구가 언클램핑된 상태의 단면도를 나타낸다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 부호를 가지도록 하고 있다.

도 2는 본 발명에 의한 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치(1)에서 공구가 클램핑된 상태의 단면도를 나타내고, 도 3은 본 발명에 의한 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치(1)에서 공구가 언클램핑된 상태의 단면도를 나타낸다.

도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치의 구조를 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치(1)는 동력전달유닛(20), 제1 푸시로드(30), 제1 콜릿(50), 샤프트(80), 제2 푸시로드(90), 드로우 샤프트(100), 및 제2 콜릿(120)으로 이루어진다. 또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치(1)는 제1 지지유닛(40), 어댑터(70), 스터드 볼트(60), 및 제2 지지유닛(110)을 추가로 구비할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 램(2)은 새들에 좌우로 이동가능하도록 장착된다.

어태치먼트(10)는 램(2)의 선단에 분리가능하도록 장착된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치의 어태치먼트(10)는 C축을 기준으로 회전하는 C축 바디부(11)와 B축을 기준으로 회전하는 B축 바디부(12)로 구성된다.

툴 포트(130)가 어태치먼트의 선단, 더욱 상세하게는 B축 바디부(12)의 선단에 장착되고, 공구(131)가 이러한 툴 포트(130)에 결합된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 동력전달유닛(20)은 램(2)에 장착된다.

본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따르면, 동력전달유닛(20)은 언클램프 실린더(21)와 언클램프 실린더(21)의 내부에 장착되는 언클램프 피스톤(22)으로 이루어진다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 이러한 언클램프 실린더(21)와 언클램프 피스톤(22)은 유압에 의해 작동된다. 공구의 언클램프 동작이 필요할 경우, 유압원(도면에 미도시)에 의한 유압이 유압라인(도면에 미도시)을 따라 언클램프 실린더(21)에 전달된다. 이후 언클램프 피스톤(22)이 작동되면 후술하는 제1 푸시로드(30)를 공구(131)쪽으로 밀게 된다.

제1 푸시로드(30)는 램(20)의 길이방향을 따라 램(20)의 내부에 삽입설치된다. 이러한 제1 푸시로드(30)의 일단은 동력전달유닛(20), 더욱 상세하게는 언클램프 피스톤(22)에 연결되고, 제1 푸시로드(30)의 타단은 후술하는 제1 콜릿(50)에 연결되도록 설치된다.

제1 지지유닛(40)은 동력전달유닛(20)이 작동하지 않을 경우 제1 푸시로드(30)가 어태치먼트(10)의 선단쪽으로(공구가 설치된 곳) 밀리지 않도록 제1 푸시로드(30)를 지지한다. 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따르면, 이러한 제1 지지유닛(40)은 디스크 스프링으로 이루어진다. 즉, 동력전달유닛(20)이 작동하지 않을 경우에는 디스크 스프링이 제1 푸시로드(30)를 항상 램(2) 쪽으로 당기고 있는 상태로 제1 푸시로드(30)가 지지된다.

제1 콜릿(50)의 일단은 제1 푸시로드(30)의 타단에 연결되고, 제1 콜릿(50)의 타단은 후술하는 스터드 볼트(60)에 연결되도록 설치된다.

어댑터(70)는 일부가 어태치먼트(10)의 C축 바디부(11)의 내부로 삽입되고, 일부는 C축 바디부(11)의 외부로 돌출되도록 어태치먼트(10)의 일단에 삽입설치된다.

스터드 볼트(60)의 일단은 제1 콜릿(50)에 연결되고, 타단은 어댑터에 연결되도록 설치된다. 동력전달유닛(20)이 작동되는 경우, 즉 언클램프 피스톤(22)이 제1 푸시로드(30)를 공구쪽으로 밀게 되는 경우 스터드 볼트(60)를 잡고 있는 제1 콜릿(50)의 끝단이 벌어지면서 스터드 볼트(60)를 공구쪽으로 밀게 된다.

샤프트(80)가 어태치먼트(10)의 C축 바디부(11)에 삽입설치된다.

제2 푸시로드(90)는 제1 푸시로드(30)와 동일한 수평선상에 위치하도록 어댑터(70)와 샤프트(80)를 관통하여 설치된다. 특히, 제2 푸시로드(90)의 일단은 스터드 볼트(60)에 연결되고, 타단은 후술하는 드로우 샤프트(100)에 연결되도록 설치된다. 제2 푸시로드(90)가 제1 푸시로드(30)와 동일한 수평선상에 위치하도록 설치됨에 따라 동력전달유닛(20)의 한번의 작동에 따른 구동력이 제1 푸시로드(30)를 거쳐 제2 푸시로드(90)까지 전달되게 된다.

도 2에 도시된 것처럼, 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따르면, 제2 푸시로드(90)와 드로우 샤프트(100) 사이에 일정한 간격(140)이 존재한다.

드로우 샤프트(100)는 제2 푸시로드(90)와 동일한 수평선상에 위치하도록 어태치먼트(10)의 B축 바디부(12)에 삽입 설치된다. 특히, 드로우 샤프트(100)의 일단은 제2 푸시로드(90)에 인접하고, 타단은 후술하는 제2 콜릿(120)에 연결되도록 설치된다. 드로우 샤프트(100)가 제2 푸시로드(90)와 동일한 수평선상에 위치하도록 설치됨에 따라 동력전달유닛(20)의 한 번의 작동에 따른 구동력을 제1 푸시로드(30)가 전달받아 제2 푸시로드(90)로 전달된다. 이러한 구동력은 다시 제2 푸시로드(90)가 간격(140)을 지나 공구쪽으로 밀리게 되고, 최종적으로 드로우 샤프트(100)를 밀게 된다.

제2 지지유닛(110)은 동력전달유닛(20)이 작동하지 않을 경우 드로우 샤프트(100)가 어태치먼트(10)의 선단쪽으로(공구가 설치된 곳) 밀리지 않도록 드로우 샤프트(100)를 지지한다. 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따르면, 이러한 제2 지지유닛(110)은 디스크 스프링으로 이루어진다. 즉, 동력전달유닛(20)이 작동하지 않을 경우에는 디스크 스프링이 드로우 샤프트(100)를 항상 램(2) 쪽으로 당기고 있는 상태로 드로우 샤프트(100)가 지지된다.

제2 콜릿(120)의 일단은 드로우 샤프트(100)의 타단에 연결되고, 타단은 툴 포트(130)에 연결되도록 설치된다.

동력전달유닛(20)이 작동되는 경우, 즉 언클램프 피스톤(22)이 제1 푸시로드(30)를 공구쪽으로 밀게 되는 경우 제1 푸시로드(30)와 동일한 수직선상에 설치된 제2 푸시로드(90)가 간격(140)을 지나 드로우 샤프트(100)를 밀게 되고, 툴 포트(130)를 잡고 있는 제2 콜릿(120)의 끝단이 벌어지면서 공구를 언클램핑하게 된다.

이러한 구성에 의해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치는 어태치먼트(10)를 구성하는 B축 바디부(12)에 추가적으로 장착되는 동력전달유닛이 없이도 램에 장착된 1개의 동력전달유닛(20)의 구동력을 공구까지 전달할 수 있어 어태치먼트의 길이를 감소시켜 공작기계의 가공영역을 확장할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 변형예와 상기에서 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 첨부된 청구항의 범주내에 속하는 다른 실시예로 확장될 수 있다.

1 : 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치, 2 : 램,
3 : 새들, 4 : 크로스 레일,
5 : 칼럼, 6 : 제어부,
7 : 공작기계, 10 : 어태치먼트,
11 : C축 바디부, 12 : B축 바디부,
20 : 동력전달유닛, 21 : 언클램프 실린더,
22 : 언클램프 피스톤, 30 : 제1 푸시로드,
40 : 제1 지지유닛, 50 : 제1 콜릿,
60 : 스터드 볼트, 70 : 어댑터,
80 : 샤프트, 90 : 제2 푸시로드,
100 : 드로우 샤프트, 110 : 제2 지지유닛,
120 : 제2 콜릿, 130 : 툴포트,
131 : 공구, 140 : 간격.

Claims (5)

1. 램과, C축을 기준으로 회전하는 C축 바디부와 B축을 기준으로 회전하는 B축 바디부를 구비하고, 일단이 상기 램의 선단에 분리가능하게 장착되는 어태치먼트와, 상기 어태치먼트의 선단에 장착되는 툴 포트, 및 상기 툴 포트에 결합되는 공구를 구비하는 공작기계에 있어서,
   상기 램에 장착되는 동력전달유닛;
   일단이 상기 동력전달유닛에 연결되고, 상기 램의 내부에 삽입설치되는 제1 푸시로드;
   일단이 상기 제1 푸시로드의 타단에 연결되는 제1 콜릿;
   상기 어태치먼트의 C축 바디부에 삽입설치되는 샤프트;
   상기 제1 푸시로드와 동일한 수평선상에 위치하고, 상기 샤프트를 관통하여 설치되는 제2 푸시로드;
   상기 제2 푸시로드와 동일한 수평선상에 위치하고, 일단이 상기 제2 푸시로드에 인접하도록 상기 어태치먼트의 B축 바디부에 삽입설치되는 드로우 샤프트; 및
   일단이 상기 드로우 샤프트의 타단에 연결되고, 타단은 상기 툴 포트의 타단에 연결되도록 설치되는 제2 콜릿;을 포함하고,
   상기 제2 푸시로드와 상기 드로우 샤프트 사이에 일정한 간격이 형성되고,
   상기 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치는,
   상기 동력전달유닛이 작동하지 않을 경우 상기 제1 푸시로드가 밀리지 않도록 상기 제1 푸시로드를 지지하는 제1 지지유닛;
   일부가 상기 어태치먼트의 C축 바디부에 삽입설치되는 어댑터;
   일단은 상기 제1 콜릿에 연결되고, 타단은 상기 어댑터에 연결되도록 설치되는 스터드 볼트; 및
   상기 동력전달유닛이 작동하지 않을 경우 상기 드로우 샤프트가 밀리지 않도록 상기 드로우 샤프트를 지지하는 제2 지지유닛;을 더 포함하되,
   상기 제2 푸시로드는 일단이 상기 스터드 볼트에 연결되고, 상기 어댑터와 상기 샤프트를 관통하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치.
   
   
   
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 동력전달유닛은,
   언클램프 실린더; 및
   상기 언클램프 실린더의 내부에 장착되는 언클램프 피스톤;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 지지유닛 및 제2 지지유닛은 각각 디스크 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 램에 장착되는 어태치먼트의 공구 언클램핑 장치.
   

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