KR102026223B1

KR102026223B1 - 공작기계용 그립모듈 결합 구조체

Info

Publication number: KR102026223B1
Application number: KR1020180029886A
Authority: KR
Inventors: 이건호
Original assignee: 주식회사 건호엔지니어링
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2018-03-14
Publication date: 2019-11-26
Also published as: KR20190108405A

Abstract

공작대상물을 고정하기 위한 그립모듈의 종방향 및 상하방향 유격이 방지됨에 따라 가공성 및 생산성이 개선되도록, 본 발명은 공작기계를 통해 가공되는 공작대상물이 고정되는 워크홀더에 구비되는 공작기계용 그립모듈 결합 구조체에 있어서, 상기 워크홀더의 내부에 슬라이드 이동되도록 장착되는 블록몸체부의 상부에 일체로 구비되되, 가압력이 작용하는 방향에 대하여 수평면상 중앙부로부터 일측을 향해 기설정된 제1각도로 경사진 제1경사면 및 수평면상 중앙부로부터 타측을 향해 기설정된 제2각도로 경사진 제2경사면이 형성된 결합부가 구비된 모듈장착부를 포함하는 이동블록; 및 상기 모듈장착부가 삽입 및 결합되도록 가압력 작용시 상기 제1경사면과 연접되도록 상기 제1각도로 경사진 제1지지면과, 상기 제2경사면과 연접되도록 중앙부로부터 타측을 향해 상기 제2각도로 경사진 제2지지면이 전방부에 형성된 결합홈부가 하단부에 형성된 그립모듈을 포함하는 공작기계용 그립모듈 결합 구조체를 제공한다.

Description

공작기계용 그립모듈 결합 구조체{structure for combining grip module for machine tool}

본 발명은 공작기계용 그립모듈 결합 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작대상물을 고정하기 위한 그립모듈의 종방향 및 상하방향 유격이 방지됨에 따라 가공성 및 생산성이 개선된 공작기계용 그립모듈 결합 구조체에 관한 것이다.

일반적으로, 공작기계는 컴퓨터 수치 제어(computerized numerical control, CNC)를 통해 도구 경로가 제어되어 공작대상물이 가공되도록 사용된다. 이러한 공작기계는 2차원 가공에 이용되는 선반 머신 및 3차원 가공에 이용되는 밀링 머신을 포함하는 개념으로 이해함이 바람직하다.

이러한 공작대상물이 기설정된 형상으로 가공되기 위한 가공 과정은 다음과 같이 진행된다. 먼저, 상기 공작대상물이 워크홀더(work holder)에 클램핑 고정된다. 그리고, 컴퓨터 수치 제어장치에 상기 공작대상물의 위치가 인식되도록 좌표가 세팅되면 상기 공작대상물의 가공이 진행된다.

상세히, 상기 워크홀더에는 한 쌍의 그립모듈이 이동블록에 착탈식으로 결합되며, 상기 이동블록은 상기 워크홀더에 구비된 레일부에 연결되어 수평방향으로 이동된다. 이때, 상기 그립모듈은 상기 공작대상물의 형상에 대응하여 다양한 형상으로 구비되며 가공되는 공작대상물에 대응되는 한 쌍의 그립모듈이 결합된다.

여기서, 상기 레일부의 끝단부에는 회전 가능하게 손잡이가 구비되어 작업자가 수작업으로 상기 레일부를 회전시키거나 별도의 동력장치가 연결되어 회전 제어될 수 있다. 따라서, 상기 레일부의 회전 방향에 대응하여 상기 각 그립모듈이 상호 인접하거나 이격되는 방향으로 이동되며, 상기 각 그립모듈의 대향면 사이에 상기 공작대상물이 클램핑 고정된다.

한편, 도 1a 및 도 1b는 종래의 그립모듈 결합 구조체를 나타낸 예시도이다.

상세히, 도 1a 및 도 1b에서 보는 바와 같이, 종래의 그립모듈 결합 구조체는 이동블록(2) 및 그립모듈(3)을 포함하여 구비된다.

여기서, 상기 이동블록(2)에는 레일부에 연결되는 몸체부로부터 장착부(2a)가 상향 돌출된다. 이때, 상기 장착부(2a)는 상기 몸체부로부터 일체로 상향 연장된 연장부(2b)와, 상기 연장부(2b)로부터 일측으로 일체로 돌출된 걸림부(2c)를 포함한다.

그리고, 상기 그립모듈(3)의 하단부에는 결합홈부(3a)가 형성되며, 상기 결합홈부(3a)는 삽입홈부(3b)와 걸림홈부(3c)를 포함하여 구비된다. 상세히, 상기 삽입홈부(3b)는 상기 그립모듈(3)의 하단부로부터 상측을 향해 수직하게 함몰되며, 상기 걸림홈부(3c)는 상기 걸림부(2c)에 대응되는 내면 프로파일을 갖도록 상기 삽입홈부(3b)의 내면으로부터 일측으로 확장 형성된다.

여기서, 상기 장착부(2a)를 상기 삽입홈부(3b)에 상하방향으로 삽입한 후 상기 걸림홈부(3c)에 상기 걸림부(2c)가 삽입되도록 상기 그립모듈(3)을 횡방향으로 수평 이동시키면 상기 이동블록(2)에 결합이 완료된다.

이때, 상기 장착부(2a)의 종방향 폭간격은 상기 결합홈부(3a)에 안정적으로 삽입되기 위해 상기 결합홈부(3a)의 종방향 폭간격 미만으로 설정된다. 따라서, 상기 장착부(2a)가 상기 결합홈부(3a)에 삽입 및 결합된 상태에서는 도 1b와 같이 상기 장착부(2a) 및 상기 결합홈부(3a)의 종방향 대향면 사이에 공차(t)가 형성된다.

여기서, 상기 그립모듈(3)에 의해 상기 공작대상물이 클램핑 고정되는 경우 상기 공작대상물의 형상 등에 따라 도 1b와 같이 상기 공작대상물이 밀착되는 상기 그립모듈(3)의 밀착면 종방향 측부에 집중적으로 하중이 가해져 회전모멘트(M)가 작용한다.

그러나, 상기 그립모듈(3)이 회전모멘트(M)가 작용됨에 따라 상기 장착부(2a) 및 상기 결합홈부(3a)의 종방향 대향면 사이에 형성된 공차(t)로 인해 비틀어지거나 유격이 발생하여 상기 공작대상물이 견고하게 클램핑 고정되지 않는 문제점이 있었다. 더욱이, 상기 공작대상물의 가공 도중에 상기 그립모듈(3)이 비틀어지거나 유격이 발생하여 상기 공작대상물의 불량이 유발되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 그립모듈(3)을 원위치로 복원하기 위한 재세팅 작업이 필요하여 이에 따른 작업시간 소요 및 생산 중지 등으로 인해 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제10-1183689호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 공작대상물을 고정하기 위한 그립모듈의 종방향 및 상하방향 유격이 방지됨에 따라 가공성 및 생산성이 개선된 공작기계용 그립모듈 결합 구조체를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 공작기계를 통해 가공되는 공작대상물이 고정되는 워크홀더에 구비되는 공작기계용 그립모듈 결합 구조체에 있어서, 상기 워크홀더의 내부에 슬라이드 이동되도록 장착되는 블록몸체부의 상부에 일체로 구비되되, 가압력이 작용하는 방향에 대하여 수평면상 중앙부로부터 일측을 향해 기설정된 제1각도로 경사진 제1경사면 및 수평면상 중앙부로부터 타측을 향해 기설정된 제2각도로 경사진 제2경사면이 형성된 결합부가 구비된 모듈장착부를 포함하는 이동블록; 및 상기 모듈장착부가 삽입 및 결합되도록 가압력 작용시 상기 제1경사면과 연접되도록 상기 제1각도로 경사진 제1지지면과, 상기 제2경사면과 연접되도록 중앙부로부터 타측을 향해 상기 제2각도로 경사진 제2지지면이 전방부에 형성된 결합홈부가 하단부에 형성된 그립모듈을 포함하되, 상기 결합홈부는 상기 모듈장착부가 수직방향으로 삽입되도록 하측이 개구된 수직삽입홈부와, 상기 수직삽입홈부로부터 전측을 향해 확장 형성되되 내면에 상기 제1지지면 및 상기 제2지지면이 형성되며 상기 결합부가 삽입되는 수평삽입홈부를 포함하며, 상기 제1경사면 및 상기 제2경사면은 상기 결합부의 중앙부를 중심으로 상호 대칭되되, 상기 결합부는 단부로 갈수록 단면적이 협소화되고 상기 수평삽입홈부는 전측으로 갈수록 개구면적이 협소화되도록 상기 제1각도 및 상기 제2각도는 예각으로 형성됨을 특징으로 하는 공작기계용 그립모듈 결합 구조체를 제공한다.

여기서, 상기 결합부의 하부에는 단부로 갈수록 상향 경사진 하부경사면이 형성되며, 상기 결합홈부에는 상기 하부경사면이 형합되는 내면 프로파일을 갖는 하부지지면이 형성됨이 바람직하다.

삭제

한편, 상기 모듈장착부의 폭간격은 상기 결합홈부의 폭간격 미만으로 설정되며, 상기 모듈장착부의 상하방향 높이는 상기 결합홈부의 상하방향 함몰깊이 이상으로 설정되되 상기 결합홈부의 대향내면에 상단부가 밀착되도록 배치됨이 바람직하다.

상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명에 따른 공작기계용 그립모듈 결합 구조체는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 모듈장착부가 결합되는 결합홈부의 양측에 조립공차가 발생하더라도 한 쌍의 경사면이 결합홈부의 전방부에 형성된 한 쌍의 지지면에 상호 연접하여 밀착 지지됨에 따라 수평면상 기준 종방향 일측 내지 타측으로 비틀림이 방지되어 공작대상물이 안정적으로 클램핑 고정되므로 가공정밀성이 더욱 향상될 수 있다.

둘째, 상기 그립모듈은 상기 모듈장착부의 상단부가 수평삽입홈부의 대향내면에 밀착되고 하부경사면 및 하부지지면이 상호 형합 밀착됨에 따라 상하방향 유격이 방지되어 공작대상물의 가공시 상하방향에 대한 비틀림이 방지되므로 원위치 복원하기 위한 재세팅 작업이 필요하지 않아 생산성이 더욱 향상될 수 있다.

셋째, 상기 각 경사면이 결합부의 중앙부를 중심으로 상호 대칭되도록 형성되어 상기 각 지지면과의 연접시 균일한 지지면적을 갖도록 지지됨에 따라 상기 각 경사면 중 어느 하나에 하중이 편중되더라도 대향되는 지지면과의 마찰에 의한 마모 등이 방지되므로 제품의 내구성이 더욱 향상될 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 그립모듈 결합 구조체를 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 그립모듈 결합 구조체가 적용된 워크홀더를 나타낸 단면예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 그립모듈 결합 구조체를 나타낸 분해사시도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 그립모듈 결합 구조체에서 이동블록 및 그립모듈이 결합되는 과정을 나타낸 단면예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 그립모듈 결합 구조체에서 이동블록 및 그립모듈이 결합된 상태를 상측에서 바라본 투영도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공작기계용 그립모듈 결합 구조체를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 그립모듈 결합 구조체가 적용된 워크홀더장치를 나타낸 단면예시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 그립모듈 결합 구조체를 나타낸 분해사시도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 그립모듈 결합 구조체에서 이동블록 및 그립모듈이 결합되는 과정을 나타낸 단면예시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 그립모듈 결합 구조체에서 이동블록 및 그립모듈이 결합된 상태를 상측에서 바라본 투영도이다.

도 2 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 그립모듈 결합 구조체(80)는 이동블록(20) 및 그립모듈(30)을 포함하여 구비된다.

여기서, 상기 공작기계용 그립모듈 결합 구조체(80)는 공작기계를 통해 가공되는 공작대상물이 고정되는 워크홀더(100)에 구비된다.

이때, 도 2 내지 도 3을 참조하면, 상기 이동블록(20)은 상기 워크홀더(100)의 내부에 슬라이드 이동되도록 장착된다. 상세히, 상기 워크홀더(100)에는 베이스부(10)가 구비되며, 상기 베이스부(10)의 내부에는 횡방향을 따라 레일홈부(11)가 형성된다. 그리고, 상기 이동블록(20)이 상기 레일홈부(11)에 삽입되며 상기 레일홈부(11)를 따라 선택적으로 슬라이드 이동될 수 있다.

여기서, 상기 이동블록(20)은 한 쌍으로 구비되어 상기 레일홈부(11)의 양측에 각각 상호 대칭되도록 배치될 수 있다. 이때, 각 이동블록(20)은 상기 레일홈부(11)의 횡방향을 따라 회전 가능하게 배치되는 스크류구동부(50)의 양측에 나사 체결된다.

그리고, 상기 스크류구동부(50)는 별도의 회전구동수단(T)과 연결되어 축을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전될 수 있다. 여기서, 상기 회전구동수단(T)은 회전력을 전달하는 모터로 구비될 수도 있으며 사용자가 직접 회전하여 회전력을 전달하도록 손잡이로 구비될 수도 있다.

이때, 상기 스크류구동부(50)가 회전 구동되면 상기 한 쌍의 이동블록(20)은 상호 가까워지거나 멀어지는 방향으로 슬라이드 이동될 수 있다.

한편, 상기 그립모듈(30)은 상기 이동블록(20)에 착탈식으로 결합된다. 이때, 상기 그립모듈(30)은 상기 베이스부(10)의 상측에 배치되며 한 쌍으로 구비되어 상기 한 쌍의 이동블록(20)에 각각 상호 대칭되도록 배치된다.

그리고, 상기 한 쌍의 그립모듈(30) 사이에는 중앙그립부(40)가 배치된다. 이때, 상기 중앙그립부(40)는 상기 베이스부(10)의 상측 횡방향 중앙부에 위치하도록 배치된다.

여기서, 상기 각 그립모듈(30) 및 상기 중앙그립부(40)의 대향면 사이에는 한 쌍의 공작대상물(S1)이 각각 배치될 수 있다. 또한, 상기 스크류구동부(50)가 회전 구동되어 상기 각 이동블록(20)이 상호 가까워지는 방향으로 슬라이드 이동되면 상기 각 그립모듈(30) 및 상기 중앙그립부(40)의 대향면 사이에 각 공작대상물(S1)이 클램핑 고정된다.

그리고, 클램핑 고정된 공작대상물(S1)이 상기 공작기계에 의해 가공되면 클램핑 고정 상태를 해제한 후 가공된 공작대상물을 분리함으로써 공정이 종료될 수 있으며, 상기와 같은 공정을 반복 순환하여 공작대상물이 대량 가공될 수 있다.

한편, 도 3을 참조하면, 상기 이동블록(20)은 블록몸체부(21) 및 모듈장착부(22)를 포함한다.

여기서, 상기 블록몸체부(21)는 상기 워크홀더(100)의 내부에 슬라이드 이동되도록 장착된다. 이때, 상기 블록몸체부(21)는 상기 레일홈부(11)의 횡방향 양측 개구를 통해 슬라이드 삽입될 수 있다. 그리고, 상기 블록몸체부(21)는 상기 레일홈부(11)의 내면 프로파일에 대응되는 외면 프로파일로 형성될 수 있으며 상기 레일홈부(11)에 형합되어 슬라이드 삽입될 수 있다.

또한, 상기 블록몸체부(21)의 내부에는 횡방향으로 스크류장착홀이 관통 형성되며 상기 스크류장착홀의 내주에는 나사홈부(21a)가 형성되어 상기 스크류구동부(50)의 외주에 형성된 나사부(51a)와 나사 체결된다. 이를 통해, 상기 블록몸체부(21)는 상기 스크류구동부(50)의 구동에 따라 상기 레일홈부(11)를 따라 횡방향으로 선택적으로 슬라이드 이동될 수 있다.

물론, 경우에 따라 상기 각 이동블록(20)이 횡방향으로 이동되도록 유압 내지 공압으로 구동되는 별도의 파워실린더가 구비될 수도 있다. 이때, 상기 각 이동블록(20) 및 스크류구동부(50)는 상기 나사홈부(21a) 및 나사부(51a)를 제외하고 구비될 수 있으며, 상기 각 이동블록(20)이 상기 파워실린더에 의해 상기 스크류구동부(50)를 따라 횡방향으로 슬라이드 이동될 수 있다. 즉, 상기 이동블록(20)이 상기 스크류구동부(50)를 따라 횡방향으로 이동되기 위한 구조라면 다양한 형태로 구비될 수도 있다.

그리고, 상기 모듈장착부(22)는 상기 블록몸체부(21)의 상부에 일체로 구비되며, 몸통부(23) 및 결합부(24)를 포함하여 구비된다. 상세히, 상기 몸통부(23)는 상기 블록몸체부(21)의 상단부로부터 일체로 상향 돌출되며 종방향 중앙측에 배치됨이 바람직하다.

또한, 상기 몸통부(23)의 상단부는 평탄하게 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 몸통부(23)는 후술되는 결합홈부(32)에 삽입된 후 상단부가 대향내면에 밀착된다. 여기서, 상기 결합홈부(32)의 대향내면이라 함은 상기 결합홈부(32)에 상기 몸통부(23)가 삽입된 후, 상기 몸통부(23)와 상호 대면되는 상기 결합홈부(32)의 내면으로 이해함이 바람직하다.

한편, 상기 결합부(24)는 상기 몸통부(23)의 전단부로부터 전측을 향해 돌출되도록 구비된다. 여기서, 전측은 도 2와 같이 상기 공작대상물(S1)이 클램핑 고정되는 방향으로, 상기 이동블록(20)의 슬라이드 이동시 상기 그립모듈(30)에 의해 상기 공작대상물(S1)에 가압력이 작용되는 방향으로 이해함이 바람직하며, 후측은 전측에 반대되는 방향으로 이해함이 바람직하다.

여기서, 상기 결합부(24)의 상하방향 두께는 상기 몸통부(23)의 상하방향 높이 미만으로 설정됨이 바람직하며, 상기 결합부(24)의 상단부는 평탄하게 형성되되 상기 몸통부(23)의 상단부와 연속적인 프로파일로 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 모듈장착부(22)의 상단부는 평탄하게 형성된다. 이를 통해, 후술되는 결합홈부(32)에 삽입 및 결합되는 모듈장착부(22)의 상단부가 상기 결합홈부(32)의 대향내면에 밀착되어 견고하게 지지될 수 있다.

이때, 상기 몸통부(23)의 전단부 상측에는 상기 결합부(24)가 돌출되며 하측에는 걸림형합면(23a)이 형성된다. 따라서, 상기 걸림형합면(23a)은 상기 결합부(24)가 전측을 향해 돌출되므로 상호 단차지게 구비될 수 있으며, 후술되는 형합돌출부(35)가 상기 결합부(24)의 하측에 배치되어 걸림 지지될 수 있다.

그리고, 상기 결합부(24)의 단부에는 가압력이 작용하는 방향에 대하여 수평면상 중앙부로부터 일측을 향해 기설정된 제1각도(θ1)로 경사진 제1경사면(24a) 및 수평면상 중앙부로부터 타측을 향해 기설정된 제2각도(θ2)로 경사진 제2경사면(24b)이 형성된다. 여기서, 상기 결합부(24)의 수평면상 중앙부라 함은 상기 결합부(24)의 단부의 종방향 정중앙 및 그와 인접한 부분을 포함하는 개념으로 이해함이 바람직하다.

이때, 상기 제1경사면(24a) 및 상기 제2경사면(24b)은 평탄하게 형성됨이 바람직하며, 후술되는 제1지지면(34a) 및 제2지지면(34b)에 연접시 접촉면적이 극대화되어 견고하게 밀착 지지될 수 있다.

여기서, 상기 제1각도(θ1) 및 상기 제2각도(θ2)는 바람직하게는 상호 동일하게 설정될 수 있으며, 경우에 따라 각각 상이하게 설정될 수도 있다.

그리고, 상기 그립모듈(30)은 육면체 블록 형상으로 구비될 수 있으며, 상기 그립모듈(30)의 하단부에는 상기 모듈장착부(22)가 착탈식으로 삽입 및 결합되도록 상기 결합홈부(32)가 형성된다.

이때, 본 실시예에서는 도 2와 같이 공작대상물(S1)과 접촉되는 상기 그립모듈(30)의 일면이 평탄하게 형성된 것을 예로써 도시 및 설명하였으나, 공작대상물의 형상에 따라 상기 그립모듈(30)의 일면에는 기설정된 내면 프로파일을 갖는 형합홈부가 형성될 수도 있다.

또한, 상기 결합홈부(32)에는 가압력 작용시 상기 제1경사면(24a)과 연접하도록 상기 제1각도(θ1)로 경사진 제1지지면(34a)과, 상기 제2경사면(24b)과 연접하도록 중앙부로부터 타측을 향해 상기 제2각도(θ2)로 경사진 제2지지면(34b)이 전방부에 형성된다. 여기서, 각 지지면(34a,34b)이 각 경사면(24a,24b)에 연접된다라 함은 상호 간에 선접촉되거나 면접촉되는 것을 포괄하는 개념으로 이해함이 바람직하다.

상세히, 상기 결합홈부(32)는 수직삽입홈부(33)와 수평삽입홈부(34)를 포함하여 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 수직삽입홈부(33)는 상기 그립모듈(30)의 하단부로부터 상측을 향해 함몰 형성되어 상기 모듈장착부(22)가 수직방향으로 삽입되도록 하측이 개구됨이 바람직하다.

이때, 상기 수직삽입홈부(33)의 상측 내면은 평탄하게 형성됨이 바람직하다. 여기서, 상기 수직삽입홈부(33)의 상측 내면이라 함은 상기 수직삽입홈부(33)의 개구측과 대향되는 내면으로 이해함이 바람직하다. 따라서, 상기 수평삽입홈부(34)에 상기 결합부(24)가 삽입되도록 상기 그립모듈(30)이 수평 이동되면 상기 모듈장착부(22)의 상단부가 상기 수직삽입홈부(33)의 상측 내면에 상호 밀착된 상태에서도 안정적으로 슬라이드 접촉이 가능하다.

그리고, 상기 수평삽입홈부(34)는 상기 수직삽입홈부(33)로부터 전측을 향해 확장 형성되되 전측 내면에 상기 제1지지면(34a) 및 상기 제2지지면(34b)이 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 수직삽입홈부(33)의 전측 내면 상측에는 상기 수평삽입홈부(34)가 확장 형성되며, 하측에는 걸림대향면(35a)이 형성된다.

이때, 상기 수평삽입홈부(34)의 상측 내면은 평탄하게 형성되되 상기 수직삽입홈부(33)의 상측 내면과 연속적인 프로파일로 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 걸림홈부(32)의 상측 내면은 평탄하게 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 모듈장착부(22)의 삽입 및 결합시 상기 걸림홈부(32)의 상측 내면 및 상기 모듈장착부(22)의 상단부가 상호 형합 밀착되어 상호간의 접촉면적이 극대화될 수 있다.

여기서, 상기 모듈장착부(22)에는 상기 수평삽입홈부(34)의 하측에 배치되는 상기 형합돌출부(35)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 형합돌출부(35)의 단부에는 상기 걸림대향면(35a)이 형성되며 상기 수직삽입홈부(33)의 후측 내면과 상호 이격되되 대향 배치된다. 그리고, 상기 걸림대향면(35a) 및 상기 수직삽입홈부(33)의 후측 내면 사이에는 상기 수직삽입홈부(33)의 개구가 배치된다.

한편, 도 4a에서 보는 바와 같이, 상기 몸통부(23)의 후단부 및 상기 결합부(24)의 단부 사이 최대 수직간격(d1)은 상기 걸림대향면(35a) 및 상기 수직삽입홈부(33)의 후방측 내면 사이 최대 수직간격(d2) 미만으로 설정됨이 바람직하다.

여기서, 상기 몸통부(23)의 후단부 및 상기 결합부(24)의 단부 사이 최대 수직간격(d1)이 상기 걸림대향면(35a) 및 상기 수직삽입홈부(33)의 후방측 내면 사이 최대 수직간격(d2) 이상인 경우에는 상기 모듈장착부(22)가 상기 수직삽입홈부(33)의 개구측을 통해 원활한 삽입이 어려운 문제점이 있다.

특히, 상기 몸통부(23)의 후단부 및 상기 결합부(24)의 단부 사이 최대 수직간격(d1)이 상기 걸림대향면(35a) 및 상기 수직삽입홈부(33)의 후방측 내면 사이 최대 수직간격(d2)과 상호 동일한 경우에는 각 대향면 간의 마찰로 인해 원활한 삽입이 어려울 뿐만 아니라 삽입시 마찰로 인한 마모가 발생할 수 있다.

따라서, 상기 몸통부(23)의 후단부 및 상기 결합부(24)의 단부 사이 최대 수직간격(d1)은 상기 걸림대향면(35a) 및 상기 수직삽입홈부(33)의 후방측 내면 사이 최대 수직간격(d2) 미만으로 설정됨이 바람직하다.

그리고, 도 4b를 참조하면, 상기 모듈장착부(22)의 상하방향 높이(h1)는 상기 결합홈부(32)의 상하방향 함몰깊이(h2) 이상으로 설정되되 상기 결합홈부(32)의 대향내면에 상단부가 밀착되도록 배치됨이 바람직하다. 여기서, 상기 모듈장착부(22)의 상하방향 높이(h1)라 함은 상기 몸통부(23)의 상기 블록몸체부(21)와 연결된 부분 및 상기 몸통부(23)의 상단부 사이 수직간격으로 이해함이 바람직하다.

또한, 상기 결합홈부(32)의 상하방향 함몰깊이(h2)라 함은 상기 수직삽입홈부(33)의 개구측 테두리 및 상기 수직삽입홈부(33)의 상측 내면 사이 수직간격으로 이해함이 바람직하다.

이때, 상기 모듈장착부(22)의 상하방향 높이(h1)가 상기 결합홈부(32)의 상하방향 함몰깊이(h2) 미만으로 설정되면 상기 모듈장착부(22)의 상단부가 상기 수직삽입홈부(33)의 대향내면에 접촉되지 않는다. 즉, 상기 그립모듈(30)의 하단부가 상기 블록몸체부(21)의 상단부에 걸림되도록 상기 모듈장착부(22)가 상기 결합홈부(32)에 삽입되더라도 상기 모듈장착부(22)의 상단부 및 상기 수직삽입홈부(33)의 대향내면이 상호 이격된다. 따라서, 상기 모듈장착부(22)의 상하방향 높이(h1)는 상기 결합홈부(32)의 상하방향 함몰깊이(h2) 이상으로 설정됨이 바람직하다.

그리고, 상기 모듈장착부(22)의 상단부가 상기 결합홈부(32)의 대향내면에 밀착되도록 배치됨에 따라 상기 결합부(24)가 상기 수평삽입홈부(34)에 형합된 상태에서도 공차가 발생하지 않아 상기 모듈장착부(22)가 상하방향으로의 유격이 방지될 수 있다.

또한, 도 5를 참조하면, 상기 모듈장착부(22)의 폭간격(w1)은 상기 결합홈부(32)의 폭간격(w2) 미만으로 설정됨이 바람직하다. 여기서, 상기 모듈장착부(22)의 폭간격(w1)이라 함은 상기 모듈장착부(22)의 종방향 양측단부 사이 수직간격으로 이해함이 바람직하며, 상기 결합홈부(32)의 폭간격(w2)이라 함은 종방향으로 상호 대향되는 내면 사이 수직간격으로 이해함이 바람직하다.

이때, 상기 모듈장착부(22)의 폭간격(w1)이 상기 결합홈부(32)의 폭간격(w2) 이상으로 설정되는 경우 상기 모듈장착부(22)가 상기 결합홈부(32)에 원활하게 삽입되지 않는다. 특히, 상기 모듈장착부(22)의 폭간격(w1)이 상기 결합홈부(32)의 폭간격(w2)과 상호 동일한 경우에는 각 대향면 간의 마찰로 인해 원활한 삽입이 어려울 뿐만 아니라 삽입시 마찰로 인한 마모가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 모듈장착부(22)의 폭간격(w1)은 상기 결합홈부(32)의 폭간격(w2) 미만으로 설정됨이 바람직하다.

이를 통해, 상기 모듈장착부(22)의 폭간격(w1)과, 상기 몸통부(23)의 후단부 및 상기 결합부(24)의 단부 사이 최대 수직간격(d1)이 설정됨에 따라 상기 모듈장착부(22)는 상기 수직삽입홈부(33)의 개구측을 통해 원활하게 상하방향으로 수직하게 삽입될 수 있다.

한편, 도 4b 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 모듈장착부(22)의 상단부가 상기 결합홈부(32)의 대향내면에 밀착된 상태로 상기 그립모듈(30)이 후측을 향해 수평 이동되면 상기 결합부(24)는 상기 수평삽입홈부(34)에 삽입된다.

그리고, 상기 제1경사면(24a) 및 상기 제1지지면(34a)이 상호 연접되고 상기 제2경사면(24b) 및 상기 제2지지면(34b)이 상호 연접된다. 이때, 본 실시예에서는 각 경사면(24a,24b) 및 각 지지면(34a,34b)이 상호 면접촉되는 것을 예로써 도시 및 설명한다.

여기서, 상기 제1경사면(24a) 및 상기 제2경사면(24b)은 상기 결합부(24)의 중앙부를 중심으로 상호 대칭되도록 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 제1지지면(34a) 및 상기 제2지지면(34b)은 상기 제1경사면(24a) 및 상기 제2경사면(24b)에 대응되도록 상기 그립모듈(30)의 중앙부를 중심으로 상호 대칭되도록 형성됨이 바람직하다.

상세히, 상기 제1경사면(24a) 및 상기 제2경사면(24b)이 상호 대칭되도록 상기 제1각도(θ1) 및 상기 제2각도(θ2)는 상호 동일한 각도값으로 설정됨이 바람직하다. 이때, 도 5와 같이, 상기 제1각도(θ1) 및 상기 제2각도(θ2)가 상호 동일하게 설정되는 경우, 상기 제1경사면(24a)은 상기 결합부의(24)의 단부 중앙을 횡방향으로 가로지르는 중앙수선(C)을 기준으로 종방향 일측을 향해 상기 제1각도(θ1)로 경사지게 형성된다.

또한, 상기 제2경사면(24b)은 상기 중앙수선(C)을 기준으로 종방향 타측을 향해 상기 제2각도(θ2)로 경사지게 형성된다. 그리고, 상기 제1경사면(24a) 및 상기 제2경사면(24b)은 상기 중앙수선(C)을 기준으로 상호 대칭되도록 구비됨이 바람직하다. 그리고, 상기 각 지지면(34a,34b)는 실질적으로 상기 중앙수선(C)을 중심으로 상호 대칭되되 상기 각 경사면(24a,24b)에 대응되도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 각 경사면(24a,24b)이 상호 대칭되도록 형성되어 상기 각 지지면(34a,34b)과의 연접시 균일한 지지면적을 갖도록 지지됨에 따라 상기 각 경사면(24a,24b) 중 어느 하나에 하중이 편중되더라도 대향되는 지지면과의 마찰에 의한 마모 등이 방지되므로 제품의 내구성이 더욱 향상될 수 있다.

한편, 상기 모듈장착부(22)의 폭간격(w1)이 상기 결합홈부(32)의 폭간격(w2) 미만으로 설정됨에 따라 상기 모듈장착부(22) 및 상기 결합홈부(32)의 종방향으로 상호 대향면 사이에는 소정의 조립공차(t)가 발생한다. 따라서, 상기 모듈장착부(22)가 상기 결합홈부(32)에 원활하게 삽입 및 결합될 수 있다. 여기서, 상기 그립모듈(30)의 전단부 종방향 측부에 후측을 향해 집중적으로 하중(F)이 가해져 회전모멘트가 작용하더라도 상기 제1경사면(24a) 및 상기 제2경사면(24b)이 상기 제1지지면(34a) 및 상기 제2지지면(34b)에 각각 면접촉되어 밀착된다.

따라서, 상기 모듈장착부(22) 및 상기 결합홈부(32) 간의 폭간격 차이로 조립공차(t)가 발생하더라도 상기 각 경사면(24a,24b) 및 상기 각 지지면
(34a,34b)이 실질적으로 상호 형합 밀착된 상태로 대각선 방향으로 상호 교차되도록 지지함에 따라 상기 그립모듈(30)의 종방향 유격이 방지될 수 있다. 여기서, 상기 그립모듈(30)의 종방향 유격이라 함은 상기 그립모듈(30)이 상기 중앙수선(C)에 수직하게 종방향으로 이동되거나 회전모멘트의 작용으로 인해 비틀어지도록 유격되는 것을 포괄하는 개념으로 이해함이 바람직하다.

이에 따라, 상기 그립모듈(30)에 회전모멘트가 작용하더라도 상기 각 지지면(34a,34b)에 상호 대응되는 각 경사면(24a,24b)이 밀착되어 상기 모듈장착부(22) 및 상기 결합홈부(32) 사이의 조립공차(t)로 인한 종방향 유격이 방지된다. 따라서, 상기 각 공작대상물(S1)이 안정적으로 클램핑 고정되어 가공시 불량이 최소화되므로 가공정밀성 및 생산성이 더욱 향상될 수 있다.

그리고, 상기 제1각도(θ1) 및 상기 제2각도(θ2)는 예각으로 형성됨이 바람직하여, 상기 결합부(24)의 단부가 실질적으로 'V'자 형상으로 구비될 수 있다.

여기서, 상기 제1각도(θ1) 및 상기 제2각도(θ2)가 직각으로 형성되는 경우 실질적으로 상기 그립모듈(30)의 접촉면 측부에 집중적으로 하중이 작용하면 조립공차(t)로 인해 비틀어지거나 유격될 수 있다.

또한. 상기 제1각도(θ1) 및 상기 제2각도(θ2)가 둔각으로 형성되는 경우 실질적으로 "W" 형상과 같이 상기 결합부(24)의 단부 양측에 한 쌍의 돌출부가 형성될 수도 있다. 이때, 상기 그립모듈(30)의 접촉면 측부에 집중적으로 하중(F)이 작용하면 상기 한 쌍의 돌출부 중 대응되는 어느 하나에 집중적으로 하중(F)이 전달되어 마모 내지 파손이 유발될 우려가 있다. 따라서, 상기 제1각도(θ1) 및 상기 제2각도(θ2)는 상기 중앙수선(C)으로부터 예각으로 형성됨이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 40~50°로 형성될 수 있다.

한편, 도 2 내지 도 4b에서 보는 바와 같이, 상기 결합부(24)의 하부에는 단부로 갈수록 상향 경사진 하부경사면(24d)이 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 결합홈부(32)에는 상기 하부경사면(24d)이 형합되는 내면 프로파일을 갖는 하부지지면(34d)이 형성됨이 바람직하다.

상세히, 상기 하부경사면(24d)은 상기 몸통부(23)의 걸림형합면(23a)으로부터 실질적으로 연속적인 프로파일로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 하부지지면(34d)은 상기 수평삽입홈부(34)의 하측 내면, 즉 상기 형합돌출부(35)의 상단부에 형성된다. 즉, 상기 하부지지면(34d)은 상기 걸림대향면(35a)의 상측에 형성되며, 상기 걸림대향면(35a)의 상부 모서리로부터 연속적인 프로파일로 전측을 향해 상향 경사지게 형성된다. 이때, 상기 하부지지면(34d)의 경사각은 상기 하부경사면(24d)의 경사각에 대응되도록 설정됨이 바람직하다.

또한, 상기 결합부(24)가 상기 수평삽입홈부(34)에 삽입되면 상기 결합부(24)의 하측에 상기 형합돌출부(35)가 배치된다.

여기서, 상기 결합부(24)의 상단부 및 상기 하부경사면(24d)의 하부 모서리 사이의 수직간격은 상기 결합홈부(32)의 상측 내면 및 상기 하부지지면(34d)의 하부 모서리 사이의 수직간격에 상호 대응되도록 설정됨이 바람직하다.

이를 통해, 상기 결합부(24)가 상기 수평삽입홈부(34)에 삽입되면 상기 걸림형합면(23a) 및 상기 걸림대향면(35a)이 횡방향으로 상호 대면 배치된다. 또한, 상기 결합부(24)의 상단부가 상기 수평삽입홈부(34)의 대향내면에 밀착된 상태로 상기 하부경사면(24d) 및 상기 하부지지면(34d)이 상호 형합 밀착된다.

이에 따라, 상기 그립모듈(30)은 상기 결합부(24)의 상단부가 상기 수평삽입홈부(34)의 대향내면에 밀착되고 상기 하부경사면(24d) 및 상기 하부지지면(34d)이 상호 형합 밀착됨에 따라 상하방향 유격이 방지된다. 따라서, 공작대상물의 가공시 상기 그립모듈(30)의 상하방향에 대한 비틀림이 방지되므로 원위치로 복원하기 위한 별도의 재세팅 작업이 필요하지 않아 생산성이 더욱 향상될 수 있다. 즉, 상기 그립모듈(30)이 상측으로 외력이 가해지더라도 상하방향 유격이 방지되어 임의로 위치가 변동됨이 방지될 수 있다.

여기서, 상기 수평삽입홈부(34)는 실질적으로 전측으로 갈수록 개구면적이 협소화되도록 형성되며, 상기 결합부(24)는 단부로 갈수록 단면적이 협소화되도록 형성된다. 따라서, 상기 결합부(24)의 단부측 단면적이 상기 수평삽입홈부(34)의 입구측 개구면적보다 더 적게 형성된다. 이를 통해, 상기 수평삽입홈부(34)에 상기 결합부(24)가 삽입되도록 상기 그립모듈(30)이 수평 이동되면 상기 수평삽입홈부(34)에 상기 결합부(24)의 삽입시 삽입이 원활하면서도 간섭이 최소화되어 설치 편의성이 더욱 향상될 수 있다.

한편, 상기 결합부(24)의 양측단부와 각각 대향되는 부분에 외측을 향해 한 쌍의 여유홈부(34e)가 확장 형성됨이 바람직하다.

상세히, 상기 한 쌍의 여유홈부(34e)는 상기 수직삽입홈부(33)와 연결되는 부분의 상기 수평삽입홈부(34)의 양측부와 중앙부로부터 멀어지는 방향의 각 지지면(34a,34b) 모서리 사이에 각각 배치되되, 중앙부로부터 멀어지는 외측 방향을 향해 확장 형성된다.

이때, 각 여유홈부(34e)는 외측 방향을 향해 라운드지게 함몰 형성될 수 있으며, 실질적으로 각 지지면(34a,34b)과 연속적인 프로파일로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 결합부(24)가 상기 수평삽입홈부(34)에 삽입되면 상기 결합부(24)의 종방향 양측부는 부분적으로 상기 결합홈부(32)의 대향내면과의 접촉이 최소화될 수 있다. 이에 따라, 상기 결합부(24)가 상기 수평삽입홈부(34)에 삽입되는 경우 상기 여유홈부(34e)에 의해 접촉으로 인한 간섭이 최소화되어 삽입 및 분리가 용이하여 설치성이 더욱 향상될 수 있다.

그리고, 상기 제1경사면(24a) 및 상기 제2경사면(24b)이 상호 합류되는 부분에는 라운드지게 형성된 라운드형합면(24c)이 형성됨이 바람직하다.

상세히, 상기 라운드형합면(24c)은 상기 제1경사면(24a) 및 상기 제2경사면(24b)이 상호 합류되는 부분, 즉 상기 결합부(24)의 단부측 중앙부에 형성된다. 이때, 상기 라운드형합면(24c)은 전측을 향해 라운드지게 돌출되며, 상기 제1경사면(24a) 및 상기 제2경사면(24b)과 실질적으로 연속적인 프로파일로 형성된다.

그리고, 상기 제1지지면(34a) 및 상기 제2지지면(34b)이 상호 합류되는 부분에는 라운드지게 형성된 라운드지지면(34c)이 형성됨이 바람직하다.

이때, 상기 라운드지지면(34c)은 상기 제1지지면(34a) 및 상기 제2지지면(34b)이 상호 합류되는 부분, 즉 상기 결합부(24)의 단부와 횡방향으로 대향되는 상기 수평삽입홈부(34)의 내면 중앙부에 형성된다.

또한, 상기 라운드지지면(34c)은 상기 라운드형합면(24c)에 대응되는 곡률반경을 갖도록 전측을 향해 라운드지게 형성된다. 그리고, 상기 라운드지지면(34c)은 실질적으로 상기 제1지지면(34a) 및 상기 제2지지면(34b)과 연속적인 프로파일로 형성된다.

이에 따라, 상기 수평삽입홈부(34)에 상기 결합부(24)가 삽입되도록 상기 그립모듈(30)의 수평 이동시 과도한 외력이 가해지더라도 상기 각 경사면(24a,24b) 및 상기 각 지지면(34a,34b)이 합류되는 부분에 상기 라운드형합면(24c) 및 상기 라운드지지면(34c)이 라운드지게 형성되어 형합시 마모 내지 파손이 방지되므로 제품의 내구성이 더욱 향상될 수 있다.

한편, 상기 모듈장착부(22)에는 후단부로부터 후측으로 돌출되도록 고정되는 가이드고정바가 더 구비될 수도 있다.

상세히, 상기 모듈장착부(22)의 후단부에는 상기 가이드고정바의 외면 프로파일에 대응되는 내주 프로파일을 갖는 고정홈부가 형성될 수 있으며, 상기 가이드고정바가 삽입 및 고정될 수 있다. 이때, 상기 가이드고정바의 단부는 상기 고정홈부의 개구측 테두리로부터 후측을 향해 돌출될 수 있다.

그리고, 상기 수직삽입홈부(33)의 후측 내면으로부터 상기 그립모듈(30)의 후단부를 향해 확장 개구된 가이드삽입홀이 형성될 수 있다.

이때, 상기 가이드삽입홀은 상기 가이드고정바의 외면 프로파일에 대응되는 내주 프로파일을 갖도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 고정홈부의 중심축 및 상기 모듈장착부(22)의 상단부 사이 간격은 상기 가이드삽입홀의 중심축 및 상기 수직삽입홈부(33)의 상측 내면 사이 간격에 대응되도록 설정됨이 바람직하다.

이를 통해, 상기 결합홈부(32)에 상기 모듈장착부(22)가 삽입되면 상기 가이드고정바가 상기 가이드삽입홀에 슬라이드 가능하게 삽입될 수 있다. 이에 따라, 상기 가이드삽입홀에 상기 가이드고정바가 슬라이드 가능하게 삽입되어 걸림됨에 따라 상기 모듈장착부(22)가 임의 분리가 방지된 상태로 상기 결합부(24)가 상기 수평삽입홈부(34)에 삽입 가능하므로 설치편의성이 더욱 향상될 수 있다.

이때, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형예는 본 발명의 범위에 속한다.

20: 이동블록 21: 블록몸체부
22: 모듈장착부 24: 결합부
24a: 제1경사면 24b: 제2경사면
30: 그립모듈 32: 결합홈부
33: 수직삽입홈부 34: 수평삽입홈부
80: 공작기계용 그립모듈 결합 구조체

Claims

공작기계를 통해 가공되는 공작대상물이 고정되는 워크홀더에 구비되는 공작기계용 그립모듈 결합 구조체에 있어서,
상기 워크홀더의 내부에 슬라이드 이동되도록 장착되는 블록몸체부의 상부에 일체로 구비되되, 가압력이 작용하는 방향에 대하여 수평면상 중앙부로부터 일측을 향해 기설정된 제1각도로 경사진 제1경사면 및 수평면상 중앙부로부터 타측을 향해 기설정된 제2각도로 경사진 제2경사면이 형성된 결합부가 구비된 모듈장착부를 포함하는 이동블록; 및
상기 모듈장착부가 삽입 및 결합되도록 가압력 작용시 상기 제1경사면과 연접되도록 상기 제1각도로 경사진 제1지지면과, 상기 제2경사면과 연접되도록 중앙부로부터 타측을 향해 상기 제2각도로 경사진 제2지지면이 전방부에 형성된 결합홈부가 하단부에 형성된 그립모듈을 포함하되,
상기 결합홈부는 상기 모듈장착부가 수직방향으로 삽입되도록 하측이 개구된 수직삽입홈부와, 상기 수직삽입홈부로부터 전측을 향해 확장 형성되되 내면에 상기 제1지지면 및 상기 제2지지면이 형성되며 상기 결합부가 삽입되는 수평삽입홈부를 포함하며,
상기 제1경사면 및 상기 제2경사면은 상기 결합부의 중앙부를 중심으로 상호 대칭되되, 상기 결합부는 단부로 갈수록 단면적이 협소화되고 상기 수평삽입홈부는 전측으로 갈수록 개구면적이 협소화되도록 상기 제1각도 및 상기 제2각도는 예각으로 형성됨을 특징으로 하는 공작기계용 그립모듈 결합 구조체.
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제 1 항에 있어서,
상기 결합부의 하부에는 단부로 갈수록 상향 경사진 하부경사면이 형성되며,
상기 결합홈부에는 상기 하부경사면이 형합되는 내면 프로파일을 갖는 하부지지면이 형성됨을 특징으로 하는 공작기계용 그립모듈 결합 구조체.
제 1 항에 있어서,
상기 모듈장착부의 폭간격은 상기 결합홈부의 폭간격 미만으로 설정되며,
상기 모듈장착부의 상하방향 높이는 상기 결합홈부의 상하방향 함몰깊이 이상으로 설정되되 상기 결합홈부의 대향내면에 상단부가 밀착되도록 배치됨을 특징으로 하는 공작기계용 그립모듈 결합 구조체.