KR102116581B1 - Method and Apparatus for Clamping and Unclamping Workpiece Using Servo Motor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 방법 및 장치에 관한 것으로서, 드로우바에 연결되어, 상기 드로우바를 전, 후진시켜 척을 작동시키는 서보 모터; 상기 서보 모터의 위치를 검출하는 엔코더부; 상기 서보 모터에 흐르는 전류를 제어하여 상기 서버 모터의 위치를 제어하는 드라이브부; 상기 서보 모터의 샤프트를 고정 또는 고정해제시키는 브레이크부; 상기 서보 모터의 추력을 유지하는 추력유지부; 및 추력값 및 위치값을 입력받고, 상기 엔코더부를 이용하여 상기 서보 모터의 위치를 검출하면서, 상기 드라이브부를 통해 상기 서보 모터가 입력된 위치값에 위치하도록 제어하며, 상기 드라이브부로부터 수신한 서보 모터의 부하값이 입력된 추력값에 도달하는 경우, 상기 브레이크부를 통해 상기 서보 모터의 샤프트를 고정시키는 제어부를 포함한다.The present invention relates to a method and apparatus for clamping and unclamping a work piece using a servo motor, and is connected to a draw bar to move the draw bar forward and backward to operate a chuck; An encoder unit for detecting the position of the servo motor; A drive unit controlling a current flowing through the servo motor to control the position of the server motor; A brake unit fixing or releasing the shaft of the servo motor; A thrust holding unit that maintains thrust of the servo motor; And a thrust value and a position value, and while detecting the position of the servo motor using the encoder unit, controls the servo motor to be located at the input position value through the drive unit, and receives the servo motor from the drive unit. It includes a control unit for fixing the shaft of the servo motor through the brake unit, when the load value of reaches the input thrust value.

Description

서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 방법 및 장치{Method and Apparatus for Clamping and Unclamping Workpiece Using Servo Motor}Method and Apparatus for Clamping and Unclamping Workpiece Using Servo Motor}

본 발명은 기존에 유압 또는 공압을 사용하여 공작물을 클램핑 및 언클램핑하는 것을 대신하여 서보 모터를 이용하여 공작물을 클램핑 및 언클램핑하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for clamping and unclamping a workpiece using a servo motor instead of conventionally clamping and unclamping the workpiece using hydraulic or pneumatic components.

일반적으로 선반은 공작물이 척에 파지된 상태에서 입력된 데이터에 의해 3차원 가공을 자유자재로 행하는 절삭용 자동화장치로 알려져 있다.In general, lathes are known as cutting automation devices that freely perform 3D machining by inputting data while the workpiece is gripped by the chuck.

선반은 종래의 핸들조작 공작기계에 있어서는 도저히 상상할 수 없는 높은 정밀도로, 복잡한 곡면형태의 공작물이라도 쉽고 빠르게 가공할 수 있고, 작업자의 기분과 피로 등의 영향을 받지 않으며, 작업자의 착오로 인한 실수도 적으므로 공작물에는 불량품이 적다. 또한, 선반은 정밀도가 고르고 대칭성이 양호하며 반복의 정밀도가 높고 공작물의 균일성이 우수하여 조립이 쉬워지는 장점이 있는 한편 절삭속도나 절입량 등을 모두 사전에 적당한 수치로 선정할 수 있으므로 절삭시간과 끝손질한 면의 최적을 기할 수 있는 잇점 등이 있다.Lathes can be easily and quickly processed even in the form of complex curved workpieces with high precision that cannot be imagined in conventional handle-operated machine tools, and are not affected by the operator's mood and fatigue, and mistakes caused by operator error Because there are few, there are few defects in the workpiece. In addition, the lathe has an advantage of uniform precision, good symmetry, high repetition precision, and excellent work uniformity, making it easy to assemble, while cutting speed and depth of cut can all be selected in advance to a suitable value. And the advantage of being able to achieve the optimum of the finished surface.

도 1은 종래의 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional workpiece clamping and unclamping device.

도 1을 참조하면, 종래의 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치는 실린더 블록(110), 스핀들(120), 척(130), 드로우바(140) 및 이동바(150) 등을 포함한다.Referring to FIG. 1, a conventional workpiece clamping and unclamping device includes a cylinder block 110, a spindle 120, a chuck 130, a draw bar 140, a moving bar 150, and the like.

실린더 블록(110)은 유압이 공급되는 유압공급부(115)와, 내부공간(116a)에 유압공급부(115)로부터 공급되는 유압에 의해 왕복 운동하는 피스톤(111)이 설치되는 실린더부(116)로 이루어진다. 유압공급부(115)에는 피스톤(111)의 양측 중 어느 한 곳으로 선택적으로 유압을 공급하는 한 쌍의 유압공(미도시)이 설치되어 피스톤(111)의 왕복 운동이 제어된다.The cylinder block 110 is provided with a hydraulic pressure supply unit 115 through which hydraulic pressure is supplied, and a cylinder portion 116 through which a piston 111 reciprocating by hydraulic pressure supplied from the hydraulic pressure supply unit 115 is installed in the inner space 116a. Is done. The hydraulic supply unit 115 is provided with a pair of hydraulic holes (not shown) for selectively supplying hydraulic pressure to any one of both sides of the piston 111 to control the reciprocating motion of the piston 111.

또한, 스핀들(120)은 실린더 블록(110)의 일측에 설치된 주축대 몸체(미도시) 내부에 회전가능하게 설치된다.In addition, the spindle 120 is rotatably installed inside the main shaft body (not shown) installed on one side of the cylinder block 110.

아울러, 척(130)은 스핀들(120)의 일측에 배치되어 공작물(미도시)을 클램핑 또는 언클램핑할 수 있는 죠(Jaw)를 가진다.In addition, the chuck 130 is disposed on one side of the spindle 120 and has a jaw that can clamp or unclamp a work piece (not shown).

드로우바(140)는 스핀들(120)의 내측에 배치되며 실린더부(116)와 척(130)을 연결하여 실린더부(116)의 내부로 공급되는 유압에 의해 전, 후진하고, 따라서 척(130)을 작동(클램핑 및 언클램핑)시키게 된다.The draw bar 140 is disposed inside the spindle 120 and connects the cylinder portion 116 and the chuck 130 to move forward and backward by hydraulic pressure supplied to the interior of the cylinder portion 116, and thus the chuck 130 ) Is activated (clamping and unclamping).

또한, 이동바(150)는 피스톤(111)과 일체로 연결되어 피스톤(111)과 함께 왕복 이동가능하며, 일단이 드로우바(140)와 결합되어 드로우바(140)를 전, 후진시키도록 연결된다.In addition, the moving bar 150 is integrally connected to the piston 111 and reciprocally movable together with the piston 111, and one end is coupled to the draw bar 140 to connect the draw bar 140 forward and backward. do.

그러나, 종래의 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치는 유압에 의해 피스톤(111)이 작동하므로 일정한 압력만을 유지할 수 있고, 이로 인해 여러 종류의 가공물을 대상으로 장비를 구동하기가 상당히 까다로웠다. 즉, 다양한 가공물이 인입될 경우, 작업자는 매번 유압 게이지를 보면서 일일이 설정값을 바꾸어 주어야 하는 문제점이 있었다.However, the conventional workpiece clamping and unclamping apparatus can maintain only a constant pressure because the piston 111 is operated by hydraulic pressure, and thus it is quite difficult to drive equipment for various types of workpieces. That is, when various workpieces are drawn in, the operator has to change the set value one by one while looking at the hydraulic gauge every time.

또한, 가공물이 잘 물려있는지 확인하기 위해서 척 확인 스위치(Chuck Confirmation Switch) 등과 같은 부가적인 하드웨어 장치가 필요하였고, 그 장치 또한 상당히 부정확한 정보만을 제공하였다.In addition, additional hardware devices, such as a chuck confirmation switch, were required to confirm that the workpiece was well-fed, and the device also provided fairly inaccurate information.

이와 더불어, 기존의 척(130)에서 압력을 변경하는 것은 사실상 불가능하였고, 가공물이 점점 가벼워지거나 죠가 잡는 면이 얇아지는 경우, 가공물이 훼손될 수도 있는 문제점이 있었다.In addition, it was virtually impossible to change the pressure in the existing chuck 130, and there was a problem in that the workpiece may be damaged when the workpiece becomes lighter or the jaw grip surface becomes thinner.

본 명세서는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 가공물을 클램핑하는 압력을 가공물의 종류, 무게 및 절삭 과정에 따라 자동으로 변화시켜 압력 과다로부터 오는 소재의 찌그러짐을 방지할 수 있는 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.This specification has been devised to solve the problems as described above, and the servo motor that can prevent the distortion of the material from excessive pressure by automatically changing the pressure for clamping the workpiece according to the type, weight and cutting process of the workpiece. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for clamping and unclamping a work piece using a metal.

본 명세서의 다른 목적은 압력이 낮음으로써 발생할 수 있는 위험을 방지할 수 있는 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 방법 및 장치를 제공한다.Another object of the present specification is to provide a method and apparatus for clamping and unclamping a work piece using a servo motor that can prevent a risk that may occur due to low pressure.

본 명세서의 다른 목적은 실시간으로 가공물을 잡고 있는 상태를 측정할 수 있는 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 방법 및 장치를 제공한다.Another object of the present specification is to provide a method and apparatus for clamping and unclamping a workpiece using a servo motor capable of measuring the state of holding the workpiece in real time.

이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 명세서의 제1 실시예에 따르면, 본 명세서에 따른 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치는, 주축대 몸체 내부에 회전가능하게 설치되는 스핀들, 상기 스핀들의 일측에 배치되어 공작물을 클램핑 또는 언클램핑할 수 있는 죠를 가지는 척 및 상기 스핀들의 내측에 배치되어 상기 척을 작동시키는 드로우바를 포함하는 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치에 있어서, 상기 드로우바에 연결되어, 상기 드로우바를 전, 후진시켜 상기 척을 작동시키는 서보 모터; 상기 서보 모터의 위치를 검출하는 엔코더부; 상기 서보 모터에 흐르는 전류를 제어하여 상기 서버 모터의 위치를 제어하는 드라이브부; 상기 서보 모터의 샤프트를 고정 또는 고정해제시키는 브레이크부; 상기 서보 모터의 추력을 유지하는 추력유지부; 및 추력값 및 위치값을 입력받고, 상기 엔코더부를 이용하여 상기 서보 모터의 위치를 검출하면서, 상기 드라이브부를 통해 상기 서보 모터가 입력된 위치값에 위치하도록 제어하며, 상기 드라이브부로부터 수신한 서보 모터의 부하값이 입력된 추력값에 도달하는 경우, 상기 브레이크부를 통해 상기 서보 모터의 샤프트를 고정시키는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, according to the first embodiment of the present specification, a workpiece clamping and unclamping apparatus using a servo motor according to the present specification is a spindle rotatably installed inside a main body, one side of the spindle A workpiece clamping and unclamping device comprising a chuck having a jaw disposed on the workpiece and having a jaw capable of clamping or unclamping a workpiece, and a drawbar disposed inside the spindle to operate the chuck, connected to the drawbar, A servo motor that moves the bar forward and backward to operate the chuck; An encoder unit for detecting the position of the servo motor; A drive unit controlling a current flowing through the servo motor to control the position of the server motor; A brake unit fixing or releasing the shaft of the servo motor; A thrust holding unit that maintains thrust of the servo motor; And a thrust value and a position value, and while detecting the position of the servo motor using the encoder unit, controls the servo motor to be located at the input position value through the drive unit, and receives the servo motor from the drive unit. It includes a control unit for fixing the shaft of the servo motor through the brake unit, when the load value of reaches the input thrust value.

바람직하게는, 상기 서보 모터가 전진하면서 상기 죠가 점점 조여지고, 상기 죠가 공작물의 단면에 맞닿게 되는 경우, 상기 서보 모터가 상기 추력유지부의 압축량 이상으로 움직일 수 없는 상태에 이르게 되고, 상기 서보 모터의 추력이 상승하면서 상기 추력유지부에 상기 서보 모터와 동일한 추력이 저장되는 것을 특징으로 한다.Preferably, when the jaw is gradually tightened as the servo motor advances, and when the jaw comes into contact with the end face of the workpiece, the servo motor reaches a state where it cannot move beyond the compression amount of the thrust holding portion, and the The thrust of the servo motor increases, and the thrust holding unit stores the same thrust as the servo motor.

바람직하게는, 상기 추력유지부는 상기 서보 모터의 추력이 입력된 추력값에 도달하여 상기 브레이크부에 의해 상기 서보 모터의 샤프트가 고정되는 경우, 저장된 추력을 통해 상기 서보 모터의 추력을 유지하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the thrust holding unit maintains thrust of the servo motor through stored thrust when the thrust value of the servo motor reaches an input thrust value and the shaft of the servo motor is fixed by the brake unit. Is done.

바람직하게는, 상기 추력유지부는 스프링인 것을 특징으로 한다.Preferably, the thrust holding portion is characterized in that the spring.

본 명세서의 제1 실시예에 따르면, 본 명세서에 따른 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 방법은, 추력값 및 위치값을 입력받는 단계; 클램핑 또는 언클램핑 명령이 있는 경우, 클램핑 또는 언클램핑 동작을 위해, 서보 모터를 구동시키는 단계; 상기 서보 모터의 부하값을 수신하는 단계; 상기 서보 모터의 위치가 입력된 위치값과 동일하고, 상기 서보 모터의 부하값이 입력된 추력값과 동일한지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 서보 모터의 위치가 입력된 위치값과 동일하고, 상기 서보 모터의 부하값이 입력된 추력값과 동일한 경우, 상기 서보 모터의 샤프트를 고정시키는 단계를 포함한다.According to a first embodiment of the present specification, a method of clamping and unclamping a work piece using a servo motor according to the present specification includes: receiving a thrust value and a position value; If there is a clamping or unclamping command, driving a servo motor for a clamping or unclamping operation; Receiving a load value of the servo motor; Determining whether the position of the servo motor is the same as the input position value, and whether the load value of the servo motor is the same as the input thrust value; And fixing the shaft of the servo motor when the position of the servo motor is the same as the input position value and the load value of the servo motor is the same as the input thrust value.

바람직하게는, 상기 서보 모터의 샤프트를 고정시키는 단계에서, 저장된 추력을 통해 상기 서보 모터의 추력을 유지하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the step of fixing the shaft of the servo motor, the thrust of the servo motor is maintained through the stored thrust.

이상에서 설명한 바와 같이 본 명세서에 의하면, 자동으로 척의 이송 위치 및 추력을 설정하는 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 방법 및 장치를 제공함으로써, 지정된 위치에서 가공에 따른 위치 및 추력 제어를 통해 소재의 찌그러짐을 방지하여 일정한 가공 품질을 유지할 수 있고, 여러 소재를 가공함에 있어 추력을 다양하게 변화시켜 가공 대기 시간을 줄일 수 있다.As described above, according to the present specification, by providing a method and apparatus for clamping and unclamping a work piece using a servo motor that automatically sets the chuck's feed position and thrust, the position and thrust control according to machining at a specified position are controlled. It is possible to maintain a certain processing quality by preventing distortion, and it is possible to reduce the waiting time for processing by varying the thrust in processing various materials.

도 1은 종래의 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 방법을 나타낸 흐름도이다.
1 is a cross-sectional view showing a conventional workpiece clamping and unclamping device,
Figure 2 is a cross-sectional view showing a workpiece clamping and unclamping apparatus using a servo motor according to an embodiment of the present invention,
3 is a flowchart illustrating a method of clamping and unclamping a workpiece using a servo motor according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It should be noted that the technical terms used in this specification are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, technical terms used in this specification should be interpreted as meanings generally understood by those having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs, unless defined otherwise. It should not be interpreted as a meaning or an excessively reduced meaning. In addition, when the technical term used in this specification is a wrong technical term that does not accurately represent the spirit of the present invention, it should be understood as being replaced by a technical term that can be correctly understood by those skilled in the art. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted as defined in the dictionary or in context before and after, and should not be interpreted as an excessively reduced meaning.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the singular expression used in this specification includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "consisting of" or "comprising" should not be construed as including the various components, or various steps described in the specification, among which some components or some steps It may not be included, or it should be construed to further include additional components or steps.

또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In addition, the suffixes "module" and "part" for the components used in the present specification are given or mixed only by considering the ease of writing the specification, and do not have a meaning or a role distinguished from each other in itself.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.Further, terms including ordinal numbers such as first and second used in the present specification may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar elements will be given the same reference numbers regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In addition, in the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easy understanding of the spirit of the present invention and should not be interpreted as limiting the spirit of the present invention by the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a workpiece clamping and unclamping apparatus using a servo motor according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치는 서보 모터를 이용하여 공작물을 클램핑 및 언클램핑하기 때문에, 도 1의 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치에서 실린더 블록(110)을 필요로 하지 않는다.Referring to Figure 2, since the workpiece clamping and unclamping apparatus using a servo motor according to the present invention clamps and unclamps a workpiece using a servo motor, the cylinder block 110 in the workpiece clamping and unclamping apparatus of FIG. Does not need.

즉, 본 발명에 따른 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치는 스핀들(210), 척(220), 드로우바(230), 서보 모터(240), 엔코더부(250), 드라이브부(260), 브레이크부(270), 추력유지부(280), 조작부(290) 및 제어부(300) 등을 포함한다.That is, the workpiece clamping and unclamping device using the servo motor according to the present invention includes a spindle 210, a chuck 220, a draw bar 230, a servo motor 240, an encoder unit 250, a drive unit 260 , A brake unit 270, a thrust holding unit 280, an operation unit 290 and a control unit 300.

본 발명의 일실시예에 따른 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치의 스핀들(210), 척(220) 및 드로우바(230)의 기능은 도 1의 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.Since the functions of the spindle 210, the chuck 220, and the drawbar 230 of the workpiece clamping and unclamping apparatus using a servo motor according to an embodiment of the present invention are the same as the workpiece clamping and unclamping apparatus of FIG. 1, Description of this will be omitted.

서보 모터(240)는 드로우바(230)와 연결되어, 드로우바(230)를 전, 후진시켜 척(220)을 작동(클램핑 및 언클램핑)시킨다.The servo motor 240 is connected to the draw bar 230 to operate (clamp and unclamp) the chuck 220 by moving the draw bar 230 forward and backward.

엔코더부(250)는 서보 모터(240)의 회전 속도 및 위치를 검출한다. 여기서, 엔코더부(250)는 증분 위치 검출 엔코더(Incremental Encoder) 등이 될 수 있다.The encoder unit 250 detects the rotational speed and position of the servo motor 240. Here, the encoder unit 250 may be an incremental position detection encoder or the like.

드라이브부(260)는 제어부(300)의 제어에 따라 서보 모터(240)에 흐르는 전류를 제어하여 서보 모터(240)의 회전 속도 및 위치를 제어한다. 또한, 드라이브부(260)는 서보 모터(240)의 전류값 즉, 부하값을 제어부(300)로 전송할 수 있다. 여기서, 드라이브부(260)는 앰프(Amp) 등이 될 수 있다.The drive unit 260 controls the current flowing through the servo motor 240 under the control of the control unit 300 to control the rotational speed and position of the servo motor 240. Also, the drive unit 260 may transmit the current value of the servo motor 240, that is, the load value to the control unit 300. Here, the drive unit 260 may be an amplifier or the like.

브레이크부(270)는 서보 모터(240)의 샤프트를 고정 또는 고정해제시킨다.The brake unit 270 fixes or releases the shaft of the servo motor 240.

추력유지부(280)는 서보 모터(240)의 추력을 유지한다. 자세하게는, 추력유지부(280)는 서보 모터(240)의 추력이 상승함에 따라 서보 모터(240)의 추력을 저장하고, 서보 모터(240)의 추력이 입력된 추력값에 도달하여 브레이크부(290)에 의해 서보 모터(300)의 샤프트가 고정되는 경우, 저장된 추력을 통해 서보 모터(240)의 추력을 유지한다. 이를 위해, 추력유지부(280)는 스프링 등이 될 수 있다. 여기서, 추력유지부(280)는 도 2에 도시된 바와 같이, 서보 모터(240)와 스핀들(210) 사이에 위치하는 것이 바람직하다.The thrust holding unit 280 maintains the thrust of the servo motor 240. In detail, the thrust holding unit 280 stores the thrust of the servo motor 240 as the thrust of the servo motor 240 rises, and the thrust value of the servo motor 240 reaches the input thrust value and the brake unit ( When the shaft of the servo motor 300 is fixed by 290, the thrust of the servo motor 240 is maintained through the stored thrust. To this end, the thrust holding unit 280 may be a spring or the like. Here, the thrust holding unit 280 is preferably located between the servo motor 240 and the spindle 210, as shown in FIG.

조작부(290)는 제어부(300)에 공작물의 클램핑 또는 언클램핑을 지시하고, 작업자로부터 서보 모터(240)의 추력값 및 위치값을 입력받을 수 있다. 또한, 조작부(290)는 자동운전을 위한 자동 동작부(미도시) 및 수동 동작을 위한 메뉴얼부(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 조작부(290)는 액정표시소자(LCD), 발광 다이오드(LED), 유기발광 다이오드(OLED), 플라즈마 표시소자(PDP), 터치 패널 및 터치 패드 등으로 구현될 수 있다.The manipulation unit 290 instructs the control unit 300 to clamp or unclamp the workpiece, and receives thrust values and position values of the servo motor 240 from the operator. In addition, the operation unit 290 may include an automatic operation unit (not shown) for automatic operation and a manual unit (not shown) for manual operation. Here, the operation unit 290 may be implemented as a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED), an organic light emitting diode (OLED), a plasma display device (PDP), a touch panel and a touch pad.

제어부(300)는 조작부(290)를 통해 추력값 및 위치값을 입력받고, 엔코더부(250)를 이용하여 서보 모터(240)의 위치를 검출하면서, 드라이브부(260)를 통해 서보 모터(240)가 입력된 위치값에 위치하도록 제어하며, 드라이브부(260)로부터 수신한 서보 모터(240)의 부하값이 입력된 추력값에 도달하는 경우, 브레이크부(270)를 통해 서보 모터(240)의 샤프트를 고정시킨다.The control unit 300 receives the thrust value and the position value through the operation unit 290, and detects the position of the servo motor 240 using the encoder unit 250, while the servo motor 240 through the drive unit 260 ) Is controlled to be located at the input position value, and when the load value of the servo motor 240 received from the drive unit 260 reaches the input thrust value, the servo motor 240 through the brake unit 270 Fix the shaft.

이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치의 동작에 대해서 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the clamping and unclamping of a workpiece using a servo motor according to an embodiment of the present invention will be described.

우선, 작업자로부터 서보 모터(240)의 추력값 및 위치값을 입력받는다.First, the thrust value and the position value of the servo motor 240 are input from the operator.

그리고, 작업자의 클램핑 지령에 따라 스핀들(210) 뒤에 위치한 서보 모터(240)가 전진하면서 죠(222)가 점점 조여진다.Then, the jaw 222 is gradually tightened as the servo motor 240 located behind the spindle 210 advances according to the clamping command of the operator.

죠(222)가 공작물의 단면에 맞닿게 되면, 서보 모터(240)는 추력유지부(280)의 압축량 이상으로 움직일 수 없는 상태에 이르게 되고, 이에 따라 서보 모터(240)의 추력이 상승하면서 추력유지부(280)에 서보 모터(240)와 동일한 추력이 저장된다(이때, 추력유지부(280)는 압축 상태).When the jaw 222 comes into contact with the end face of the workpiece, the servo motor 240 reaches a state where it cannot move beyond the compression amount of the thrust holding unit 280, and accordingly the thrust of the servo motor 240 rises. The thrust holding unit 280 stores the same thrust as the servo motor 240 (at this time, the thrust holding unit 280 is compressed).

그리고, 서보 모터(240)의 추력이 입력된 추력값에 도달하게 되면, 브레이크부(270)가 서보 모터(240)의 샤프트를 고정하고, 추력유지부(280)에 저장된 추력에 의해 죠(222)가 공작물을 클램핑한다.Then, when the thrust of the servo motor 240 reaches the input thrust value, the brake unit 270 fixes the shaft of the servo motor 240, and the jaw is driven by the thrust stored in the thrust holding unit 280 (222). ) Clamps the workpiece.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치에서는 서보 모터(240)가 공작물을 클램핑하기 위한 추력을 전부 제공하는 것이 아니라, 예를 들면 서보 모터(240)가 80%의 추력을 제공하고, 추력유지부(280)가 20%의 추력을 제공한다.As described above, in the workpiece clamping and unclamping apparatus using the servo motor according to the present invention, the servo motor 240 does not provide all thrust for clamping the workpiece, for example, the servo motor 240 is 80% Provides thrust, and thrust holding unit 280 provides 20% thrust.

따라서, 본 발명에 따른 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치는 추력유지부(280)의 탄성을 이용하여 클램핑 동작을 수행하기 때문에, 압력 과다로부터 오는 소재의 찌그러짐을 방지할 수 있고, 압력이 낮음으로써 발생할 수 있는 위험을 방지할 수 있다.Therefore, the workpiece clamping and unclamping apparatus using the servo motor according to the present invention performs a clamping operation by using the elasticity of the thrust holding unit 280, so that the material from the excessive pressure can be prevented from being crushed. Low can prevent possible risks.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 방법을 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of clamping and unclamping a workpiece using a servo motor according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치는 대기 상태를 유지하다가(S300), 추력값 및 위치값의 설정 요청이 있는지 여부를 판단한다(S302).Referring to FIG. 3, the workpiece clamping and unclamping apparatus using the servo motor according to the present invention maintains a standby state (S300) and determines whether there is a request for setting thrust values and position values (S302).

추력값 및 위치값의 설정 요청이 있는 경우, 추력값 및 위치값을 입력하기 위한 설정 화면을 제공한다(S304).When there is a request to set the thrust value and the position value, a setting screen for inputting the thrust value and the position value is provided (S304).

설정 화면을 통해 추력값 및 위치값을 입력받고(S306), 입력받은 추력값 및 위치값을 저장한다(S308).The thrust value and the position value are received through the setting screen (S306), and the received thrust value and position value are stored (S308).

그리고, 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치는 클램핑 또는 언클램핑 명령이 있는지 여부를 판단한다(S310).Then, the workpiece clamping and unclamping apparatus using the servo motor determines whether there is a clamping or unclamping command (S310).

클램핑 또는 언클램핑 명령이 있는 경우, 클램핑 또는 언클램핑 동작을 위해, 서보 모터(260)를 구동시킨다(S312).When there is a clamping or unclamping command, the servo motor 260 is driven for a clamping or unclamping operation (S312).

드라이브부(260)로부터 서보 모터(260)의 부하값을 수신한다(S314).The load value of the servo motor 260 is received from the drive unit 260 (S314).

이어서, 서보 모터(260)의 위치가 입력된 위치값과 동일하고, 서보 모터(260)의 부하값이 입력된 추력값과 동일한지 여부를 판단한다(S316).Subsequently, it is determined whether the position of the servo motor 260 is the same as the input position value, and whether the load value of the servo motor 260 is the same as the input thrust value (S316).

서보 모터(260)의 위치가 입력된 위치값과 동일하고, 서보 모터(260)의 부하값이 입력된 추력값과 동일한 경우, 브레이크부(270)를 이용하여 서보 모터(240)의 샤프트를 고정시킨다(S318). 이때, 추력유지부(280)에 저장된 추력에 의해 죠(222)가 공작물을 클램핑한다.When the position of the servo motor 260 is the same as the input position value, and the load value of the servo motor 260 is the same as the input thrust value, the shaft of the servo motor 240 is fixed using the brake unit 270. Let (S318). At this time, the jaw 222 clamps the workpiece by the thrust stored in the thrust holding unit 280.

이후, 설정 화면에 클램핑 또는 언클램핑에 대한 결과를 표시한다(S320). 이때, 클램핑 또는 언클램핑이 정상적으로 완료된 경우, 정상적으로 클램핑 또는 언클램핑이 완료되었다는 메시지를 표시하여 작업자에게 척(220)이 입력된 추력값으로 공작물을 클램핑하고 있음을 통보하고, 비정상적으로 클램핑 또는 언클램핑이 완료된 경우, 비정상적으로 클램핑 또는 언클램핑이 완료되었다는 메시지를 표시할 수 있다.Thereafter, the result of clamping or unclamping is displayed on the setting screen (S320). At this time, when the clamping or unclamping is normally completed, a message indicating that the clamping or unclamping is normally completed is displayed to inform the operator that the chuck 220 is clamping the work piece with the input thrust value, and the clamping or unclamping is abnormal. When this is completed, an abnormally clamping or unclamping message may be displayed.

전술한 방법은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(Firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.The above-described method can be implemented through various means. For example, embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러 및 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.For implementation by hardware, the method according to embodiments of the present invention includes one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), Programmable Logic Devices (PLDs) , Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, and microprocessors.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of implementation by firmware or software, the method according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above. The software code can be stored in a memory unit and driven by a processor. The memory unit is located inside or outside the processor, and can exchange data with the processor by various known means.

이상에서 본 명세서에 개시된 실시예들을 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 이와 같이 각 도면에 도시된 실시예들은 한정적으로 해석되면 아니되며, 본 명세서의 내용을 숙지한 당업자에 의해 서로 조합될 수 있고, 조합될 경우 일부 구성 요소들은 생략될 수도 있는 것으로 해석될 수 있다.The embodiments disclosed herein have been described above with reference to the accompanying drawings. As described above, the embodiments illustrated in each drawing should not be interpreted as being limited, and may be combined with each other by those skilled in the art who understand the contents of the present specification, and when combined, some components may be omitted.

여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Here, the terms or words used in the specification and claims should not be interpreted as being limited to ordinary or dictionary meanings, but should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical ideas disclosed in this specification.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 명세서에 개시된 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the configuration shown in the embodiments and the drawings described in this specification is only an embodiment disclosed in the present specification, and does not represent all of the technical ideas disclosed in the specification, and thus can replace them at the time of application. It should be understood that there may be equivalents and variations.

210: 스핀들 220: 척
222: 죠 230: 드로우바
240: 서보 모터 250: 엔코더부
260: 드라이브부 270: 브레이크부
280: 추력유지부 290: 조작부
300: 제어부
210: spindle 220: chuck
222: Jaw 230: Drawbar
240: servo motor 250: encoder unit
260: drive unit 270: brake unit
280: thrust holding unit 290: operation unit
300: control unit

Claims (6)

주축대 몸체 내부에 회전가능하게 설치되는 스핀들, 상기 스핀들의 일측에 배치되어 공작물을 클램핑 또는 언클램핑할 수 있는 죠를 가지는 척 및 상기 스핀들의 내측에 배치되어 상기 척을 작동시키는 드로우바를 포함하는 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치에 있어서,
상기 드로우바에 연결되어, 상기 드로우바를 전, 후진시켜 상기 척을 작동시키는 서보 모터;
상기 서보 모터의 위치를 검출하는 엔코더부;
상기 서보 모터에 흐르는 전류를 제어하여 상기 서보 모터의 위치를 제어하는 드라이브부;
상기 서보 모터의 샤프트를 고정 또는 고정해제시키는 브레이크부;
상기 서보 모터의 추력을 유지하는 추력유지부; 및
추력값 및 위치값을 입력받고, 상기 엔코더부를 이용하여 상기 서보 모터의 위치를 검출하면서, 상기 드라이브부를 통해 상기 서보 모터가 입력된 위치값에 위치하도록 제어하며, 상기 드라이브부로부터 수신한 서보 모터의 부하값이 입력된 추력값에 도달하는 경우, 상기 브레이크부를 통해 상기 서보 모터의 샤프트를 고정시키는 제어부;
를 포함하고,
상기 서보 모터가 전진하면서 상기 죠가 점점 조여지고, 상기 죠가 공작물의 단면에 맞닿게 되는 경우, 상기 서보 모터가 상기 추력유지부의 압축량 이상으로 움직일 수 없는 상태에 이르게 되고, 상기 서보 모터의 추력이 상승하면서 상기 추력유지부에 상기 서보 모터와 동일한 추력이 저장되며,
상기 추력유지부는 상기 서보 모터의 추력이 입력된 추력값에 도달하여 상기 브레이크부에 의해 상기 서보 모터의 샤프트가 고정되는 경우, 저장된 추력을 통해 상기 서보 모터의 추력을 유지하는 것을 특징으로 하는 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치.
A work piece including a spindle rotatably installed inside the headstock body, a chuck disposed on one side of the spindle and having a jaw capable of clamping or unclamping the work piece, and a draw bar disposed inside the spindle to operate the chuck. In the clamping and unclamping device,
A servo motor connected to the drawbar to operate the chuck by moving the drawbar forward and backward;
An encoder unit for detecting the position of the servo motor;
A drive unit controlling a current flowing through the servo motor to control the position of the servo motor;
A brake unit fixing or releasing the shaft of the servo motor;
A thrust holding unit that maintains thrust of the servo motor; And
While receiving the thrust value and the position value, and detecting the position of the servo motor using the encoder unit, the servo motor is controlled to be positioned at the input position value through the drive unit, and the servo motor received from the drive unit A control unit for fixing the shaft of the servo motor through the brake unit when the load value reaches the input thrust value;
Including,
When the jaw is gradually tightened as the servo motor advances, and the jaw comes into contact with the end face of the workpiece, the servo motor reaches a state where it cannot move beyond the compression amount of the thrust holding portion, and the thrust of the servo motor As this rises, the same thrust as the servo motor is stored in the thrust holding unit,
The thrust holding unit maintains thrust of the servo motor through stored thrust when the thrust value of the servo motor reaches an input thrust value and the shaft of the servo motor is fixed by the brake unit. Clamping and unclamping device using a tool.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 추력유지부는 스프링인 것을 특징으로 하는 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 장치.
According to claim 1,
The thrust holding portion is a clamping and unclamping device using a servo motor, characterized in that the spring.
추력값 및 위치값을 입력받는 단계;
클램핑 또는 언클램핑 명령이 있는 경우, 클램핑 또는 언클램핑 동작을 위해, 서보 모터를 구동시키는 단계;
상기 서보 모터의 부하값을 수신하는 단계;
상기 서보 모터의 위치가 입력된 위치값과 동일하고, 상기 서보 모터의 부하값이 입력된 추력값과 동일한지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 서보 모터의 위치가 입력된 위치값과 동일하고, 상기 서보 모터의 부하값이 입력된 추력값과 동일한 경우, 상기 서보 모터의 샤프트를 고정시키는 단계;
를 포함하고,
상기 서보 모터가 전진하면서 공작물을 클램핑할 수 있는 죠가 점점 조여지고, 상기 죠가 공작물의 단면에 맞닿게 되는 경우, 상기 서보 모터가 상기 서보 모터의 추력을 유지하는 추력유지부의 압축량 이상으로 움직일 수 없는 상태에 이르게 되고, 상기 서보 모터의 추력이 상승하면서 상기 추력유지부에 상기 서보 모터와 동일한 추력이 저장되며,
상기 추력유지부는 상기 서보 모터의 추력이 입력된 추력값에 도달하여 상기 서보 모터의 샤프트를 고정시키는 브레이크부에 의해 상기 서보 모터의 샤프트가 고정되는 경우, 저장된 추력을 통해 상기 서보 모터의 추력을 유지하는 것을 특징으로 하는 서보 모터를 이용한 공작물 클램핑 및 언클램핑 방법.
Receiving a thrust value and a position value;
If there is a clamping or unclamping command, driving a servo motor for a clamping or unclamping operation;
Receiving a load value of the servo motor;
Determining whether the position of the servo motor is the same as the input position value, and whether the load value of the servo motor is the same as the input thrust value; And
Fixing the shaft of the servo motor when the position of the servo motor is the same as the input position value and the load value of the servo motor is the same as the input thrust value;
Including,
When the jaw capable of clamping the workpiece gradually tightens as the servo motor advances, and when the jaw comes into contact with the end face of the workpiece, the servo motor will move beyond the compression amount of the thrust holding portion that maintains the thrust of the servo motor. When the thrust of the servo motor rises, the same thrust as that of the servo motor is stored in the thrust holding unit.
The thrust holding unit maintains the thrust of the servo motor through the stored thrust when the shaft of the servo motor is fixed by the brake unit fixing the shaft of the servo motor by reaching the thrust value at which the thrust of the servo motor is input. Clamping and unclamping method using a servo motor, characterized in that.
삭제delete
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