KR101968165B1 - 공작기계의 워크 클램핑 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공작기계의 워크 클램핑 장치를 개시한다. 상기 공작기계의 워크 클램핑 장치는, 직선 운동을 발생시키는 구동유닛(10); 상기 구동유닛(10)과 연결되어 상기 구동유닛(10)의 구동력에 의해 직선 운동되는 가이드 플레이트(40); 상기 가이드 플레이트(40)에 연결되어 상기 가이드 플레이트(40)와 함께 동작되는 푸시 파이프(20); 및 상기 푸시 파이프(20)의 전후진 동작에 기초하여 클램핑(Clamping) 또는 언클램핑(Unclamping) 동작되는 콜릿(30)을 포함한다.

Description

공작기계의 워크 클램핑 장치{Work clamping apparatus for machine}
본 발명은, 공작기계의 워크 클램핑 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 종래와 달리 비 토글(Toggle) 방식이 적용되기 때문에 구조적으로 단순하여 고장 발생이 적으며, 또한 설치 및 유지보수가 간편하여 작업의 효율성을 향상시킬 수 있는 공작기계의 워크 클램핑 장치에 관한 것이다.
터닝센터, 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.
이러한 공작기계에는 콜릿(Collet)의 클램핑(Clamping) 또는 언클램핑(Unclamping) 동작을 통해 워크(Work)를 클램핑하는 공작기계의 워크 클램핑 장치가 마련된다.
종래기술에 따른 공작기계의 워크 클램핑 장치는 토글(Toggle) 방식이 적용되고 있는데, 이에 대해 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
도 1은 토글(Toggle) 방식이 적용된 종래기술에 따른 공작기계의 워크 클램핑 장치이고, 도 2는 도 1의 요부 확대도이며, 도 3은 도 1의 부분 분해 사시도이다.
이들 도면을 참조하여 종래기술에 따른 공작기계의 워크 클램핑 장치의 동작에 대해 살펴본다.
전술한 바와 같이, 종래의 워크 클램핑 장치는 구동유닛(1)을 통해 토글(2)을 구동시켜 콜릿(3)의 클램핑 또는 언클램핑 동작을 구현시킴으로써 워크(W)를 클램핑시키는 구조를 갖는다.
이에 대해 살펴보면, 구동유닛(1)의 구동력이 척킹 레버(Chucking Lever, 4)에 전달된다. 척킹 레버(4)는 척킹 시프터(Chucking Shifter, 5)와 결합되어 전후진한다.
이때, 토글(2)은 슬라이딩 운동과 회전 운동을 병행하면서 푸시 파이프(Push Pipe, 6)와 콜릿 슬리브(Collet Sleeve, 미도시)를 전후진시킴으로써 콜릿(3)을 클램핑 또는 언클램핑시키게 된다.
토클(2)의 일측에는 순서대로, 척킹 홀더(Chucking Holder, 7), 척킹 링(Chucking Ring, 8), 그리고 록 너트(Lock Nut, 9)가 마련된다.
그런데, 이처럼 토글 방식이 적용되는 종래기술의 경우, 구조적으로 복잡할 뿐만 아니라 토글(2)의 잦은 고장으로 인해 유지보수가 빈번해지는 단점이 있으므로 이에 대한 효율적인 구조 개선이 요구된다.
대한민국특허 출원번호 제10-2003-0031007호
이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은, 종래와 달리 비 토글(Toggle) 방식이 적용되기 때문에 구조적으로 단순하여 고장 발생이 적으며, 또한 설치 및 유지보수가 간편하여 작업의 효율성을 향상시킬 수 있는 공작기계의 워크 클램핑 장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 직선 운동을 발생시키는 구동유닛;상기 구동유닛과 연결되어 상기 구동유닛의 구동력에 의해 직선 운동되는 가이드 플레이트; 상기 가이드 플레이트에 연결되어 상기 가이드 플레이트와 함께 동작되는 푸시 파이프; 및 상기 푸시 파이프의 전후진 동작에 기초하여 클램핑 또는 언클램핑 동작되는 콜릿을 포함하는 공작기계의 워크 클램핑 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 위의 본 발명의 일실시예에 대하여 다음의 구체적인 실시예들을 더 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 푸시 파이프의 외경과 상기 가이드 플레이트 사이에는 베어링이 장착되며, 상기 베어링과 인접하여 상기 푸시 파이프의 외경에는 록 너트가 장착되어, 상기 록 너트가 상기 베어링을 상기 푸시 파이프에 밀착되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가이드 플레이트에 결합되어 상기 가이드 플레이트의 전후진 동작을 가이드 하는 적어도 하나의 가이드 샤프트를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래와 달리 비 토글(Toggle) 방식이 적용되기 때문에 구조적으로 단순하여 고장 발생이 적으며, 또한 설치 및 유지보수가 간편하여 작업의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 토글(Toggle) 방식이 적용된 종래기술에 따른 공작기계의 워크 클램핑 장치이다.
도 2는 도 1의 요부 확대도이다.
도 3은 도 1의 부분 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 워크 클램핑 장치의 사시도이다.
도 5는 도 4의 요부 확대도이다.
도 6은 도 4의 부분 분해 사시도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 워크 클램핑 장치의 사시도이고, 도 5는 도 4의 요부 확대도이며, 도 6은 도 4의 부분 분해 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 워크 클램핑 장치는 종래와 달리 비 토글(Toggle) 방식이 적용되는 단순한 구조를 갖는다.
즉 구동유닛(10)의 구동을 통해 종래의 토글(Toggle)이 아닌 푸시 파이프(Push Pipe, 20)를 직접 구동시켜 콜릿(30)의 클램핑 또는 언클램핑 동작을 구현시킴으로써 워크(W)를 클램핑시키는 구조를 갖는다.
이러한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 워크 클램핑 장치는, 구동유닛(10), 가이드 플레이트(Guide Plate, 40), 푸시 파이프(Push Pipe, 20), 콜릿(Collet, 30), 그리고 가이드 샤프트(Guide Shaft, 50)를 포함하는 종래의 도 1보다 간단한 구조를 갖는다.
구동유닛(10)은 직선 운동의 구동력을 제공한다. 본 실시예에서 구동유닛(10)은 서보모터(Servo Motor) 및 액추에이터(Actuator)로 적용되고 있다. 물론, 구동유닛(10)에 실린더(Cylinder)가 적용될 수도 있다.
구동유닛(10)의 일측에는 스핀들 바디(Spindle Body, 12)가 마련되며, 구동유닛(10)과 스핀들 바디(12) 외의 대다수의 부품들은 장치 프레임(14)에 결합되어 하나의 모듈(Module)을 이룬다.
가이드 플레이트(40)는 구동유닛(10)과 연결되어 구동유닛(10)의 구동력에 의해 직선 운동된다.
도 3에 도시된 것처럼 가이드 플레이트(40)는 구동유닛(10)의 구동축(10a)에 직결된다. 따라서 구동유닛(10)이 직선 운동되면 이에 직결된 가이드 플레이트(40) 역시 구동축(10a)의 스트로크 범위 내에서 직선 운동된다.
푸시 파이프(20)는 가이드 플레이트(40)와 연결되어 가이드 플레이트(40)와 함께 동작된다. 이때, 가이드 플레이트(40)와 푸시 파이프(20)는 베어링(Bearing, 61)으로 연결될 수 있다.
가이드 플레이트(40)와 푸시 파이프(20)가 연결되기 위해, 가이드 플레이트(40)에는 푸시 파이프(20)가 통과되는 관통홀(41)이 형성되며, 이 관통홀(41) 내에 베어링(61)이 개재되면서 가이드 플레이트(40)와 푸시 파이프(20)가 연결되도록 한다.
가이드 플레이트(40)의 일측에는 록 너트(Lock Nut, 62)가 로킹 결합되어 부품들의 이탈을 저지시킨다.
관통홀(41)을 사이에 두고 가이드 플레이트(40)의 양측에는 가이드 플레이트(40)에 결합되어 가이드 플레이트(40)의 전후진 동작을 가이드하는 다수의 가이드 샤프트(50)가 마련된다.
가이드 플레이트(40)에 가이드 샤프트(50)가 결합되기 위해 가이드 플레이트(40)에는 한 쌍의 통공(42)이 더 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 가이드 샤프트(50)에는 슬라이딩 베어링(51)이 결합 될 수도 있는데, 슬라이딩 베어링(51)은 가이드 플레이트(40)의 통공(42)에 결합됨으로써 가이드 플레이트(40)의 전후진 동작을 원활하게 하는 기능을 한다.
콜릿(30)은 푸시 파이프(20)의 전후진 동작에 기초하여 클램핑(Clamping) 또는 언클램핑(Unclamping) 동작되면서 워크(Work, W)를 클램핑시킨다.
이러한 구성을 갖는 공작기계의 워크 클램핑 장치의 작용에 대해 살펴본다.
앞서도 기술한 것처럼, 본 발명의 워크 클램핑 장치는 구동유닛(10)의 구동을 통해 종래의 토글(Toggle)이 아닌 푸시 파이프(20)를 직접 구동시켜 콜릿(30)의 클램핑 또는 언클램핑 동작을 구현시킴으로써 워크(W)를 클램핑시키는 구조를 갖는다.
우선, 구동유닛(10)으로부터의 직선 운동이 가이드 플레이트(40)에 전달된다. 그러면 가이드 플레이트(40)는 가이드 샤프트(50)를 따라 가이드되면서 전후진된다.
이때, 베어링(61)에 의해 가이드 플레이트(40)가 푸시 파이프(20)에 연결되어 있으므로 가이드 플레이트(40)가 전후진 동작되면 이와 함께 푸시 파이프(20)도 전후진 동작된다.
이처럼 푸시 파이프(20)가 전후진 동작됨으로써 푸시 파이프(20)와 연결된 도시 않은 콜릿 슬리브(Collet Sleeve, 미도시)의 전후진 동작을 통해 콜릿(30)을 클램핑 또는 언클램핑시킬 수 있게 된다.
이와 같은 구조와 동작을 갖는 본 발명에 따르면, 종래와 달리 비 토글(Toggle) 방식이 적용되기 때문에 구조적으로 단순하여 고장 발생이 적으며, 또한 설치 및 유지보수가 간편하여 작업의 효율성을 향상시킬 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.
10 : 구동유닛 20 : 푸시 파이프
30 : 콜릿 40 : 가이드 플레이트
50 : 가이드 샤프트 51 : 슬라이딩 베어링
61 : 베어링 62 : 록 너트

Claims (3)

  1. 직선 운동을 발생시키는 구동유닛(10);
    상기 구동유닛(10)과 연결되어 상기 구동유닛(10)의 구동력에 의해 직선 운동되는 가이드 플레이트(40);
    상기 가이드 플레이트(40)에 형성된 관통홀(41)을 관통하도록 연결되어 상기 가이드 플레이트(40)와 함께 동작되는 푸시 파이프(20);
    상기 관통홀(41) 내에 배치되어 상기 푸시 파이프(20)와 상기 가이드 플레이트(40)를 연결하는 베어링(61);
    상기 가이드 플레이트(40)에 상기 관통홀(41)과 이격되어 형성된 통공(42);
    상기 통공(42)에 삽입되어 상기 가이드 플레이트(40)의 전후진 동작을 가이드 하는 적어도 하나의 가이드 샤프트(50);
    상기 가이드 샤프트(50)와 상기 통공(42) 사이에 배치된 슬라이딩 베어링(51); 및
    상기 푸시 파이프(20)의 전후진 동작에 기초하여 클램핑 또는 언클램핑 동작되는 콜릿(30)
    을 포함하는 공작기계의 워크 클램핑 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베어링(61)과 인접하여 상기 푸시 파이프(20)의 외경에는 록 너트(62)가 장착되어,
    상기 록 너트(62)가 상기 베어링(61)을 상기 푸시 파이프(20)에 밀착되도록 하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 워크 클램핑 장치.
  3. 삭제
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