KR101964563B1

KR101964563B1 - 씨앤씨 선반의 공작물 가공용 핑거장치

Info

Publication number: KR101964563B1
Application number: KR1020180113107A
Authority: KR
Inventors: 김성택
Original assignee: 김성택
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2019-04-01

Abstract

선반의 앞쪽부분에 개구부를 형성하여 개구부를 통해 에어척 앞에 공작물을 운반할 수 있게 핑거와 심압대가 출입할 수 있는 핑거장치를 설치할 수 있게 베이스프레임이 설치되고 상기 베이스프레임의 일측에 실린더를 설치하여 피스톤로드에 의해서 핑거장치 전후로 왕복이동할 수 있도록 이송대가 구비되고 상기 이송대의 상부에는 공압회전대와 심압대가 설치된 취부대가 장착되어 있다.
상기 공압회전대의 선단에는 핑거가 설치되고 상기 핑거와 대응하는 위치에는 축이 심압대에 설치되고 상기 심압대는 공압실린더에 장착되어 있으며, 상기 공압회전대의 선단에 브라켓을 구성하여 반구형홀더부와 구배부 사이에 스프링이 개재되며, 힌지축으로 설치된 핑거가 설치되어 구성된 것이 특징이다.

Description

씨앤씨 선반의 공작물 가공용 핑거장치{CNC finger device for workpiece machining of lathe}

본 발명은 씨앤씨 선반의 공작물 가공용 핑거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 씨앤씨 선반의 에어척에 공작물을 자동으로 공급할 수 있고, 공작물의 크기에 따라 홀딩하는 압력을 적당하게 조절할 수 있게 구성하여 사용시 편의성을 향상시킨 씨앤씨 선반의 공작물 가공용 핑거장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 CNC(Computerized Numerical Control)선반은 공작물의 형상이나 가공조건 등 각종의 데이터를 컴퓨터에 의하여 프로그램화 및 넘버링 컨트롤 데이터화하여 펄스 신호화된 상태로 하고 이를 기초로 에어척에 공작물을 공급하여 고정하고, 회전시키면서 드릴작업이나 선삭작업을 하는 공작기계를 의미하는 것이다.

상기와 같은 CNC 선반은 서보모터의 고속회전으로 회전하는 축에 공작물을 클램핑할 수 있는 척이 끼워져 있는 스핀들 유니트와, 공작물이 회전할 때 원심력으로 중심을 벗어나는 것을 방지하기 위하여 공작물의 중심을 지지하도록 구성된 심압대와, 상기 스핀들 유니트 상부의 베드상에 설치되고 수평 및 수직운동을 하는 이송대 유니트와, 상기 이송대의 상부에 설치되고 공작물에 접근하여 드릴작업이나 선삭작업 등을 할 수 있게 다양한 공구가 구비된 터릿으로 구성되어 있다.

그리고, 상기와 같은 구조를 가지는 CNC 선반의 척에 공작물을 공급 및 인출하는 작업을 자동으로 수행할 수 있도록 로봇(GENTRY ROBOT), 수평식 공급장치, 암 로봇(ARM ROBOT), 기계식 암 로더 등이 구비되어 있다.

상기와 같은 로봇(GENTRY ROBOT), 수평식 공급장치, 암 로봇(ARM ROBOT), 기계식 암 로더는 위치 결정이나 사이클 타임의 고속화와, 가공부품의 공용화가 가능하다는 장점이 있다.

그러나, 구조적으로 매우 복잡할 뿐만 아니라, 기술을 습득하는 데 많은 어려움이 따르고 특히, 고가이기 때문에 장착비용이 많이 소요되는 관계로 소형의 CNC 선반에는 적합하지 않은 등 많은 문제가 있다.

한국 공개실용 제20-1998-051225호(1998년10월07일.공개) 한국 등록실용 제20-0475372호(2014년11월21일.등록)

본 발명은 상기의 제반 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 창출된 것으로, 씨앤씨 선반 전면부에 공작물을 에어척에 자동으로 공급할 수 있고, 공작물의 크기에 따라 홀딩 압력을 조절할 수 있게 편의성을 향상시킨 씨앤씨 선반의 공작물 가공용 핑거장치를 제공하는데 있다.

씨앤씨 선반의 공작물 가공용 핑거장치의 구조를 보다 간단하게 구성하여 소형 씨앤씨 선반에 적합하고 공작물을 홀딩한 상태에서 회전이 가능하도록 구성하여 작업시 편의성을 크게 향상 시킬 수 있고 비숙련 작업자의 경우에도 능률적으로 작업을 할 수 있는 핑거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 씨앤씨 선반의 공작물 가공용 핑거장치는, 선반의 전면 일부에 개구부를 형성하고, 상기 개구부의 앞쪽에 베이스프레임을 설치한 후, 상기 베이스프레임의 일측에 실린더를 고정하고, 상기 실린더의 피스톤로드 선단에 이송대를 설치하여, 상기 이송대의 단부에 설치한 핑거장치에 공작물을 물려서 상기 개구부를 통해 선반 내부에 설치된 에어척 앞으로 운반하게 된다.

상기 이송대의 상부에는 공압회전대와 심압대가 장착되며, 상기 공압회전대의 선단에는 핑거장치가 결합되어 회전가능하도록 구비되고, 상기 핑거장치에 물리는 공작물과 대응하는 위치에 축핀이 구비되도록 심압대에 결합하여, 공압실린더에 의해 심압대가 이동하면 상기 축핀이 공작물을 밀어서 핑거장치에서 이탈되도록 구성한다.

상기 핑거장치는 공작물을 고정할 수 있는 홀더부를 갖는 한 쌍의 홀더본체가 서로 대칭을 이루도록 장착되고, 상기 홀더부가 연장된 내측면에 구배부가 형성되며, 양쪽 구배부 사이에 스프링을 개재함으로써 공작물이 상기 홀더부에 적당한 압력으로 물리게 한다.
상기 홀더부를 수직관통하여 체결된 조절나사의 선단에 보조홀더를 분리가능하게 결합하여, 공작물의 굵기에 따라 양쪽 보조홀더 사이의 간격을 정밀하게 조절할 수 있도록 하고, 상기 보조홀더의 양단부에 내향구배를 형성하여 공작물을 보조홀더 사이로 밀어넣을 때 중심으로 가이드될 수 있도록 구성된 것이 본 발명의 특징이다.

본 발명에 의하면, 핑거장치의 구조가 간단하여 설치비용을 크게 절감할 수 있기 때문에 그에 따른 경제성을 높일 수 있는 효과가 있다.

특히, 공작물을 핑거가 홀딩한 상태에서 회전이 가능하여 공작물의 양쪽을 가공할 때 가공성이 뛰어난 효과가 있다.

또한, 공작물의 크기에 따라 보조홀더에 으해서 형성된 공간의 크기를 조절할 수 있기 때문에 핑거를 교체하지 않고 다양한 크기에 공작물을 적당한 압력으로홀딩할 수 있는 편의성을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 핑거장치의 사시도
도 2는 심압대의 축핀이 홀더부의 공간으로 진입한 상태의 사시도
도 3의 가, 나는 핑거가 회전하는 상태를 보인 사시도
도 4의 가, 나는 홀더부가 작동하는 상태를 보인 예시도
도 5는 홀더부의 내측에 보조홀더가 설치된 상태의 사시도
도 6의 가, 나는 보조홀더의 작용을 보인 예시도
도 7은 핑거장치가 선반의 내부를 진입하는 작용을 보인 예시도
도 8은 핑거장치가 선반에 장착된 상태를 보인 사시도

본 발명에 의한 씨앤씨 선반의 공작물 가공용 핑거장치를 첨부된 도면에 의거 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 씨앤씨 선반의 공작물 가공용 핑거장치는, 선반(20)의 전면 일부에 개구부(21)를 형성하고, 상기 개구부(21)의 앞쪽에 베이스프레임(22)이 설치된다.

상기 베이스프레임(22)의 일측에 실린더(10)를 고정하고, 상기 실린더(10)의 피스톤로드(11) 선단에 이송대(12)를 설치하며, 상기 이송대(12)의 단부에 핑거장치(1)를 설치하여 핑거장치(1)에 공작물(51)을 물려서 상기 개구부(21)를 통해 선반(20) 내부에 설치된 에어척(23) 앞으로 운반할 수 있도록 한다.

상기 이송대(12)의 상부에는 공압회전대(2)와 심압대(3)가 장착되는데, 상기 공압회전대(2)의 선단에는 핑거장치(1)가 결합되어 회전가능하도록 구비되며, 상기 심압대(3)는 공압실린더(3-2)에 의해 직선이동 하도록 구비된다.

상기 심압대(3)는 공작물(51)과 같거나 보다 작은 지름의 축핀(3-1)이 상기 핑거장치(1)에 물리는 공작물(51)과 대응하는 위치에 결합되어, 상기 심압대(3)를 핑거장치(1) 쪽으로 이동시키면 상기 축핀(3-1)이 상기 핑거장치(1)의 홀더부(6-1) 사이로 삽입되면서 상기 홀더부(6-1) 사이에 물려있던 공작물(51)을 밀어내고 상기 핑거장치(1)에서 이탈되도록 구성된다.

상기 핑거장치(1)는 힌지축(6-3)을 중심으로 회전가능하게 결합된 홀더본체(6) 한 쌍이 서로 대칭을 이루도록 구비되며, 상기 홀더본체(6)는 공작물(51)을 고정할 수 있는 홈이 형성된 홀더부(6-1)를 갖고, 상기 홀더부(6-1)가 연장된 내측면에 구배부(6-2)가 형성되어, 양쪽 구배부(6-2) 사이에 스프링(7)이 개재될 수 있도록 구성된다.

상기 홀더부(6-1)를 수직관통하여 체결된 조절나사(8-1)의 선단에 보조홀더(8)를 분리가능하게 결합하되, 상기 조절나사(8-1)가 회전할 때 보조홀더(8)가 따라돌지 않고 공회전할 수 있게 조립하여 공작물(51)의 굵기에 따라 양쪽 보조홀더(8) 사이의 간격을 조절할 수 있도록 구성한다.
상기 보조홀더(8)의 외주면은 상기 홀더부(6-1)와 동일한 곡률로 형성하여, 서로 밀착하였을 때 양쪽 보조홀더(8) 사이의 간격이 가장 넓게 형성되도록 하고, 상기 보조홀더(8)의 양단부에 내향구배를 형성하여 공작물(51)을 보조홀더(8) 사이로 밀어넣을 때 중심으로 가이드될 수 있도록 구성한다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 의한 씨앤씨 선반의 공작물 가공용 핑거장치에 관한 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
공작물(51)이 파츠피더의 공작물 공급가이드(50)의 하부에 도달하면, 베이스프레임(22)의 일측에 고정된 실린더(10)의 피스톤로드(11)가 작동하여 핑거장치(1)를 공작물(51)의 앞쪽으로 이동시킨다.

그러면, 축봉(도시하지 않음)이 공작물(51)을 밀어서 핑거장치(1)를 구성하는 홀더부(6-1)에 의해서 형성된 공간 내부로 진입하게 하는데, 이때 홀더부(6-1)가 연장된 내측에 형성된 구배부(6-2) 사이에 스프링(7)이 개재되어 있기 때문에, 공작물(51)에 의해 양쪽 홀더부(6-1) 사이가 벌어지면 홀더본체(6)가 힌지축(6-3)을 중심으로 회동하여 구배부(6-2) 사이에 개재된 스프링(7)이 압축된다.
압축된 스프링(7)의 탄성이 복원되는 반발력에 의해 홀더부(6-1)는 오무려지는 힘을 받게 되고 홀더부(6-1) 사이에 형성된 공간에 있는 공작물(51)을 적당한 압력으로 잡아주게 되는 것이다.

그런데, 공작물(51)의 직경이 상기 홀더부(6-1) 사이의 간격보다 작으면 공작물(51)을 잡아주는 압력이 작용하지 못하거나 약하게 되므로, 상기 홀더부(6-1)에 보조홀더(8)를 체결하여 조절나사(8-1)를 조이거나 풀어서 보조홀더(8) 사이의 간격을 원하는 정도로 조절할 수 있도록 한다.

상기와 같이, 보조홀더(8) 사이의 간격을 미세하게 조절할 수 있도록 하면 공작물(51)에 가해지는 압력을 정밀하게 조절할 수 있게 되어 안정적으로 가공작업이 가능할 뿐만 아니라 공작물(51)의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 보조홀더(8)의 양단부에 내향구배를 형성하여 공작물(51)을 보조홀더(8) 사이로 밀어넣을 때 중심으로 가이드될 수 있도록 구성함으로써 오작동을 줄이고, 보조홀더(8)를 홀더본체(6)에서 분리가능 하도록 구성하여 교체가 가능하며, 홀더본체(6)의 수명을 연장할 수 있는 장점이 있다.

한편, 이송대(12)가 좀 더 전진하여 핑거장치(1)가 에어척(23) 앞에 도달하면, 심압대(3)가 공압실린더(3-2)의 작용으로 핑거장치(1)쪽으로 이동하고, 상기 심압대(3)에 결합된 축핀(3-1)이 상기 홀더부(6-1) 사이로 진입하면서 공작물(51)을 밀어냄에 따라 공작물(51)이 에어척(23)으로 공급되고 공지의 작용으로 공작물(51)이 가공되는 것이다.

공작물(51)의 양쪽을 가공할 필요가 있을 때에는 상기와 같은 방법으로 공작물(51)의 한쪽을 1차 가공한 후, 다시 핑거장치(1)가 에어척(23) 앞으로 이동하여 홀더부(6-1) 사이에 형성된 공간 내부로 1차 가공된 공작물(51)을 진입시킨 다음, 공압회전대(2)를 회전시켜 1차 가공된 공작물(51)을 반대방향으로 돌려준다.

그러고나서, 다시한번 심압대(3)가 공압실린더(3-2)의 작용으로 이동하고 축핀(3-1)이 상기 홀더부(6-1) 사이로 진입하면서 공작물(51)을 밀어내게 되며, 공작물(51)이 에어척(23)으로 공급되어 공지의 작용으로 공작물(51)이 가공되게 된다.

1: 핑거장치
2: 공압회전대
3: 심압대
4: 핑거
6: 홀더본체
6-1: 홀더부
7: 스프링
8: 보조홀더

Claims

선반(20)의 전면 일부에 개구부(21)를 형성하고, 상기 개구부(21)의 앞쪽에 베이스프레임(22)을 설치한 후, 상기 베이스프레임(22)의 일측에 실린더(10)를 고정하고, 상기 실린더(10)의 피스톤로드(11) 선단에 이송대(12)를 설치하며, 상기 이송대(12)의 단부에 핑거장치(1)를 설치하여 핑거장치(1)에 공작물(51)을 물려서 상기 개구부(21)를 통해 선반(20) 내부에 설치된 에어척(23) 앞으로 운반할 수 있도록 하되,
상기 핑거장치(1)는 힌지축(6-3)을 중심으로 회전할 수 있는 홀더본체(6) 한 쌍을 포함하며, 서로 대칭을 이루도록 구비된 홀더본체(6)의 마주보는 면에 공작물(51)을 고정할 수 있는 홈이 형성된 홀더부(6-1)를 갖고, 상기 홀더부(6-1)가 연장된 내측면에 구배부(6-2)가 형성되어, 양쪽 구배부(6-2) 사이에 스프링(7)이 개재되며,
상기 홀더부(6-1)를 수직관통하여 체결된 조절나사(8-1)의 선단에 보조홀더(8)가 분리가능하게 결합되되, 보조홀더(8)의 외주면을 상기 홀더부(6-1)와 동일한 곡률로 형성하여, 서로 밀착하였을 때 양쪽 보조홀더(8) 사이의 간격이 가장 넓게 형성되며, 상기 보조홀더(8)의 양단부에 내향구배를 형성하여 공작물(51)을 보조홀더(8) 사이로 밀어넣을 때 중심으로 가이드될 수 있도록 구성하고, 공작물(51)의 굵기에 따라 상기 보조홀더(8)의 홈 간격을 조절함으로써 공작물(51)에 가해지는 압력을 정밀하게 조절할 수 있고, 홀더본체(6)의 수명을 연장할 수 있으며,
공압실린더(3-2)에 의해 작동하는 심압대(3)에 공작물(51)과 같거나 보다 작은 지름의 축핀(3-1)을 결합하여, 상기 축핀(3-1)을 상기 홀더부(6-1) 사이로 삽입하면 공작물(51)이 밀려나와서 홀더부(6-1)에서 공작물(51)을 분리할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 씨앤씨 선반의 공작물 가공용 핑거장치.
제 1항에 있어서, 상기 핑거장치(1)에는 핑거를 회전시킬 수 있도록 공압회전대(2)가 설치된 것을 특징으로 하는 씨앤씨 선반의 공작물 가공용 핑거장치.
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