KR102338602B1

KR102338602B1 - 공작기계용 공작물 이송장치

Info

Publication number: KR102338602B1
Application number: KR1020200142648A
Authority: KR
Inventors: 김태식
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2021-12-13

Abstract

본 발명은 공작기계용 공작물 이송장치에 관한 것으로서, 특히 긴 스트로크의 구현과 중량의 공작물도 안정적으로 이송할 수 있도록 강성과 내구성 향상을 이루고 컴팩트한 구조를 형성하는 공작기계용 공작물 이송장치에 관한 것이다. 구성은 공작기계용 공작물 이송장치에 있어서, 직사각형의 베이스 프레임과 상기 베이스 프레임에 형성되는 롤러(roller) 및 별도의 제어요소의 입력신호에 응답해 조작부의 기계적 부하를 구동(驅動)하는 동력원인 서보모터(servo-motor)로 이루어지는 제1 구동유닛과; 상기 베이스 프레임을 통해 수직 방향으로 위치하도록 형성되며 전면 양측에 상,하 이동을 위한 LM Guide를 구비하는 수직 프레임과, 상기 수직 프레임의 중앙 부분에 설치되어 상,하 이동을 위한 상하구동수단으로 이루어지는 제2 구동유닛과; 상기 수직 프레임을 통해 상,하로 이동하도록 결합되는 수평 프레임과 상기 수평 프레임의 상면을 통해 좌,우로 이동 가능하도록 결합되는 제1 포크와, 상기 제1 포크의 내측면을 통해 좌,우로 이동하도록 결합되는 제2 포크와, 상기 제2 포크의 내측 상부로 위치하도록 결합되어 좌,우로 이동하도록 결합되는 제3 포크 및 상기 수평 프레임의 일측면을 통해 결합되어 동력을 제공하는 제1 피니언을 구비하는 서보모터를 포함하여 이루어지는 제3 구동유닛; 을 포함하고, 상기 제3 구동유닛의 수평 프레임 일측면 중앙 부분에는 외력에 의한 비틀림 발생을 방지하기 위한 비틀림 방지수단이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

공작기계용 공작물 이송장치{workpiece transport apparatus for Machine Tool}

본 발명은 공작기계용 공작물 이송장치에 관한 것으로서, 특히 긴 스트로크의 구현과 중량의 공작물도 안정적으로 이송할 수 있도록 강성과 내구성 향상을 이루고 컴팩트한 구조를 형성하는 공작기계용 공작물 이송장치에 관한 것이다.

일반적으로 금속 등의 재료인 공작물(피가공물)을 소정의 모양으로 깎아내기 위하여 바이트·드릴빗·밀링커터와 같은 커터를 사용하여, 공작물(피가공물) 또는 커터를 회전시키거나 왕복운동시켜 강제적으로 절삭가공하여 필요한 모양을 만들어 내는 기계로서 공작기계(machine tools)가 사용된다.

이러한 공작기계는 자동화를 구현하기 위해 가공 완료된 공작물을 공작기계로부터 반출시키거나, 반출된 공작물을 적재공간에 적재하거나, 가공을 하기 위한 공작물을 공작기계에 투입하기 위한 공작물 이송장치가 구비된다.

여기서, 공작기계용 공작물 이송장치는 공작물의 이송을 위해,생산라인의 길이 방향으로 설치된 레일(미도시)을 따라 이동하는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임을 기준으로 수직하여 형성되어 전,후로 이동할 수 있도록 형성되는 수직 프레임과, 상기 수직 프레임을 통해 상,하로 이동 가능하도록 형성되며, 좌,우로도 이동 가능한 수평 프레임 및 구동수단 등을 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성의 공작기계용 공작물 이송장치는 상기 수평 프레임의 상면에 공작물을 적재하는 팔레트가 인입되거나 인출되면서, 가공 완료된 공작물을 공작기계로부터 반출시키거나, 반출된 공작물을 적재공간에 적재하거나, 가공을 하기 위한 공작물을 공작기계에 투입하게 된다.

그러나, 종래의 공작기계용 공작물 이송장치는 상,하 및 좌,우로 이동 가능한 수평 프레임이 긴 스트로크를 얻을 수 없기 때문에 긴 스트로크를 얻기 위해서는 상당한 크기의 프레임과 별도의 추가 부품을 사용해야 하므로 설치 공간 상의 제약이 발생하고, 과도한 제작비용이 발생하는 문제점이 있었다.

또, 종래의 수평 프레임은 캠팔로워가 홈으로 형성된 가이드를 타고 이동하는 구조이기 때문에 캠팔로워와 가이드 사이에 유격이 형성되고 상기 유격에 의해 이동시 좌,우 흔들림이 발생할 수 있으므로 구동 안정성이 저하되며, 중량의 공작물을 이송이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 종래의 수평 프레임은 상,하 이동을 위한 레일과 슬라이드가 수직 프레임의 양측면 바깥측으로 형성되기 때문에 수직 프레임의 가로폭이 커져야 할 뿐만 아니라, 슬라이드를 추가로 가공하여야 하며, 수직 프레임의 폭에 정확히 맞춰야 하므로 조립성이 저하되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 종래에는 수평 프레임이 체인에 의해 수직 프레임을 따라 상,하로 이동하도록 구성되기 때문에 장시간 동작시 체인이 늘어남에 따라 공작물을 정확한 위치에 이송이 어려워 잦은 보정작업으로 인해 작업성이 저하되는 문제점이 있었다.

등록특허 제10-0727597호 공개특허 제10-2018-0110755호

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 컴팩트한 사이즈로 긴 스트로크를 구현함으로써 좁은 공간에도 설치가 가능하고, 중량의 공작물 이송시에도 구동이 안정적이고 원활하게 이루어지도록 하는 공작기계용 공작물 이송장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 공작기계용 공작물 이송장치에 있어서, 직사각형의 베이스 프레임과 상기 베이스 프레임에 형성되는 롤러(roller) 및 별도의 제어요소의 입력신호에 응답해 조작부의 기계적 부하를 구동(驅動)하는 동력원인 서보모터(servo-motor)로 이루어지는 제1 구동유닛과; 상기 베이스 프레임을 통해 수직 방향으로 위치하도록 형성되며 전면 양측에 상,하 이동을 위한 LM Guide를 구비하는 수직 프레임과, 상기 수직 프레임의 중앙 부분에 설치되어 상,하 이동을 위한 상하구동수단으로 이루어지는 제2 구동유닛과; 상기 수직 프레임을 통해 상,하로 이동하도록 결합되는 수평 프레임과 상기 수평 프레임의 상면을 통해 좌,우로 이동 가능하도록 결합되는 제1 포크와, 상기 제1 포크의 내측면을 통해 좌,우로 이동하도록 결합되는 제2 포크와, 상기 제2 포크의 내측 상부로 위치하도록 결합되어 좌,우로 이동하도록 결합되는 제3 포크 및 상기 수평 프레임의 일측면을 통해 결합되어 동력을 제공하는 제1 피니언을 구비하는 서보모터를 포함하여 이루어지는 제3 구동유닛; 을 포함하고, 상기 제3 구동유닛의 수평 프레임 일측면 중앙 부분에는 외력에 의한 비틀림 발생을 방지하기 위한 비틀림 방지수단이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 공작기계용 공작물 이송장치에 있어서, 상기 제1 구동유닛의 서보모터는 수직방향으로 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 공작기계용 공작물 이송장치에 있어서, 상기 제1 구동유닛의 롤러는 이탈을 방지할 수 있도록 레일의 측면을 감쌀 수 있는 홈을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 공작기계용 공작물 이송장치에 있어서, 상기 상하구동수단은 서보모터와, 상기 서보모터의 축과 연결되는 볼스크류와, 상기 볼스크류를 수용, 결합하는 볼너트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 공작기계용 공작물 이송장치에 있어서, 상기 수평 프레임은 일측면에 LM Block이 형성되고, 상면 내측으로는 한 쌍의 제1 LM Guide가 형성되며, 타 일측에는 제2 랙이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 공작기계용 공작물 이송장치에 있어서, 상기 제1 포크(Fork)는 밑면에 제1 LM Block이 형성되고, 일측 외측면으로는 제1 랙이 형성되며, 타측에는 제2 피니언이 형성되며, 내측에 길이 방향으로 제3 랙이 형성되며, 내측면에는 한 쌍의 제2 LM Guide가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 공작기계용 공작물 이송장치에 있어서, 상기 제2 포크(Fork)는, 외측면에 한 쌍의 제2 LM Block이 형성되고, 내측면으로는 제3 피니언이 형성되며, 하부 일측에는 보조 랙이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 공작기계용 공작물 이송장치에 있어서, 상기 제3 포크는, 제2 포크의 상단부를 “ㄷ”자 형태로 감싸 포킹 방향으로 이동하도록 일측에 복수 개의 롤러가 형성되고, 밑면에는 제4 랙이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 공작기계용 공작물 이송장치에 있어서, 상기 비틀림 방지수단은 너트 브래킷과 상기 너트 브래킷과 대향하도록 형성되는 중간 블록과 상기 너트 브래킷과 중간 블록 사이에 결합되는 베어링 및 부싱(bushing)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 공작기계용 공작물 이송장치에 있어서, 상기 베어링은 외면이 중간 블록의 내면에 삽입, 결합되고, 베어링의 내면은 부싱의 외면에 삽입, 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 공작물 이송장치를 구비하는 공작기계를 더 제공할 수 있다.

이상에서와 같은 본 발명은 긴 스트로크를 구현할 수 있으므로 설치 공간 상의 제약 없이 효율적인 공작물 이송할 수 있고, 제작비용을 절감하는 효과가 있다.

또, 본 발명은 수평 프레임의 상,하 또는 좌,우 이동시 흔들림 발생을 방지하므로 구동 안정성을 향상시켜 중량의 공작물도 이송이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 수직 프레임의 가로폭 확대 없이 수평 프레임을 견고하게 쉽게 상,하 이동시킬 수 있으므로 조립성 향상을 이루는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 수평 프레임을 장시간 동작시키더라도 구동 안정성을 유지시킬 수 있으므로 작업성 향상을 이루는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공작기계용 공작물 이송장치의 요부 분해도이다.
도 2는 도 1의 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 정면도이다.
도 4는 도 3의 A-A선 요부단면도이다.
도 5는 도 4의 요부 확대도이다.
도 6은 도 2의 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제3 구동유닛의 사시도이다.
도 8은 도 7의 B-B선 요부 단면 확대도이다.
도 9는 본 발명에 따른 공작물 이송장치가 설치된 공작기계가 설치된 생산 라인을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10는 본 발명에 따른 공작물 이송장치의 제1 구동유닛의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 공작물 이송장치의 제2 구동유닛의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 공작물 이송장치의 제3 구동유닛의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 공작기계용 공작물 이송장치(100)는 제1 구동유닛(110)과, 제2 구동유닛(120)과, 제3 구동유닛(130) 및 비틀림 방지수단(140)으로 대별되어 이루어진다.

상기 제1 구동유닛(110)은 직사각형의 베이스 프레임(111)과 상기 베이스 프레임(111)에 형성되는 롤러(roller)(112) 및 별도의 제어부(미도시)의 입력신호에 응답해 조작부의 기계적 부하를 구동(驅動)하는 동력원인 서보모터(servo-motor)(113)로 이루어져, 생산라인의 길이 방향으로 설치된 레일(230)을 따라 이동하도록 한다.

여기서, 상기 서보모터(113)는 종래에 비해 폭방향이 컴팩트한 구동유닛을 형성하도록 수직방향으로 위치하도록 형성된다.

또, 상기 서보모터(113)는 롤러(112)와 기구적으로 연결되어 정회전이나 역회전 동작할 수 있다.

이러한 서보모터(113)와 롤러(112)의 기구적 연결에 대한 구성은 다양한 방식에 의해 통상적으로 실시될 수 있는 것이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

또, 상기 롤러(112)는 서보모터(113)의 정회전이나 역회전 동작시 이에 연동하여 레일(230)을 따라 전진하거나 후진 이동함으로써 베이스 프레임(111)을 이동시킬 수 있다.

여기서, 상기 롤러(112)는 이탈을 방지할 수 있도록 레일(230)의 측면을 감쌀 수 있는 홈(112a)을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 제2 구동유닛(120)은 상기 베이스 프레임(111)을 통해 수직 방향으로 위치하도록 형성되며 전면 양측에 상,하 이동을 위한 LM Guide(121a)를 구비하는 수직 프레임(121)과, 상기 수직 프레임(121)의 중앙 부분에 설치되어 상,하 이동을 위한 상하구동수단(122)으로 이루어진다.

여기서, 상기 상하구동수단(122)은 정회전과 역회전 동작하는 동력원인 서보모터(122a)와, 상기 서보모터(122a)의 축과 연결되어 정회전 또는 역회전 동작에 연동하는 볼스크류(122b)와, 상기 볼스크류(122b)를 수용, 결합하는 볼너트(122c)를 포함하여 구성된다.

이러한 구성의 상기 상하구동수단(122)은 LM Guide(121a)를 통해 결합되는 상기 제3 구동유닛(130)을 안정적으로 승,하강시키게 된다.

상기 제3 구동유닛(130)은 상기 수직 프레임(121)을 통해 상,하로 이동하도록 결합되는 수평 프레임(131)과 상기 수평 프레임(131)의 상면을 통해 좌,우로 이동 가능하도록 결합되는 제1 포크(132)와, 상기 제1 포크(132)의 내측면을 통해 좌,우로 이동하도록 결합되는 제2 포크(133)와, 상기 제2 포크(133)의 내측 상부로 위치하도록 결합되어 좌,우로 이동하도록 결합되는 제3 포크(134) 및 상기 수평 프레임(131)의 일측면을 통해 결합되어 동력을 제공하는 제1 피니언(135a)을 구비하는 서보모터(135)를 포함하여 이루어진다.

또, 상기 수평 프레임(131)은 일측면에 상기 수직 프레임(121)의 LM Guide(121a)와 결합되는 LM Block(131a)이 형성되고, 상면 내측으로는 한 쌍의 제1 LM Guide(131b)가 형성되며, 타 일측에는 제2 랙(131c)이 형성된다.

또한, 상기 제1 포크(Fork)(132)는 밑면에 상기 제1 LM Guide(131b)와 결합되는 제1 LM Block(132a)이 형성되고, 일측 외측면으로는 제1 랙(132b)이 형성되며, 타측에는 상기 제2 랙(131c)과 치결합되는 제2 피니언(132c)이 형성되며, 내측에 길이 방향으로 제3 랙(132d)이 형성된다.

그리고, 상기 제1 포크(132)의 내측면에는 한 쌍의 제2 LM Guide(132e)가 형성된다.

상기 제2 포크(Fork)(133)는, 외측면에 상기 제2 LM Guide(132d)와 결합되는 한 쌍의 제2 LM Block(133a)이 형성되고, 내측면으로는 제3 랙(132d)과 결합되는 제3 피니언(133b)이 형성된다.

또, 상기 제2 포크(133)의 하부 일측에는 보조 랙(133c)이 형성된다.

또, 상기 제3 포크(134)는, 상기 제2 포크(133)의 상단부를 “ㄷ”자 형태로 감싸 포킹 방향으로 이동하도록 일측에 복수 개의 롤러(134a)가 형성되고, 밑면에는 상기 제3 피니언(133b)의 상면으로 위치하여 치결합되는 제4 랙(134b)이 형성된다.

또한, 상기 제1,2,3 포크(132),(133),(134)는 공작물을 탑재시키기 위한 팔레트(미도시)가 삽입되는 복수 개의 고정공(미도시)들을 가질 수 있다.

그리고, 상기 제1 포크(132)와 제2 포크(233)는 브릿지(bridg : 도면부호 미도시)에 의해 좌,우 한 쌍이 일체로 형성된다.

상기 제2 피니언(132d)은 제1 포크(132)의 일측에 장착되어 제1 포크(132)의 좌,우 이동 동작에 연동하여 상기 제2 랙(131c)을 통해 회전하게 된다.

상기 보조 랙(133c)은 제2 포크(133)의 일측 하부에 길이 방향을 따라 형성되어 상기 제2 피니언(132d)과 치결합된다.

이에 따라, 상기 제2 피니언(132d)이 회전하게 되면 제2 포크(133)를 좌,우로 이동시키게 된다.

상기 제3 피니언(133b)은 제2 포크(133)의 일측에 장착되어 제2 포크(133)가 좌,우로 이동시 제3 랙(132d)에 의해 회전하게 된다.

상기 제3 피니언(133b)이 회전함에 따라 제3 피니언(133b)의 상면으로 위치하여 치결합되는 제4 랙(134b)을 이송시키고 이에 의해 상기 제3 포크(134)가 좌,우로 이동하게 된다.

상기 비틀림 방지수단(140)은 상기 제3 구동유닛(130)의 수평 프레임(131) 일측면 중앙 부분에 형성되어 외력에 의한 수평 프레임(131)의 비틀림 발생을 방지한다.

이를 위해, 상기 비틀림 방지수단(140)은 상기 상하구동수단(122)의 볼너트(122c)와 결합되는 너트 브래킷(141)과 상기 너트 브래킷(141)과 대향하도록 형성되는 중간 블록(142)과 상기 너트 브래킷(141)과 중간 블록(142) 사이에 결합되는 베어링(143) 및 부싱(bushing)(144)으로 구성된다.

그리고, 상기 베어링(143)의 외면은 중간 블록(142)의 내면에 삽입, 결합되고, 베어링(143)의 내면은 부싱(144)의 외면에 삽입, 결합된다.

또, 상기 부싱(144)은 너트 브래킷(141)의 내면에 삽입, 결합된다.

또한, 상기 중간 블록(142)은 수평 프레임(131)의 일측면 중앙 부분에 탈부착 가능하도록 결합되고, 상기 너트 브래킷(141)은 볼너트(122c)와 탈부착 가능하도록 결합된다.

이와 같은 구성의 상기 비틀림 방지수단(140)은 수평 프레임(131)의 승,하강 동작을 안정적으로 지지 및 안내할 수 있다.

따라서, 상기 수평 프레임(131)의 외력에 의해 발생할 수 있는 비틀림 변위를 방지할 수 있다.

한편, 통상적으로 자동으로 공작물을 가공하는 공작기계(200)는 공작기계(200)에 근접하여 다수개의 팔레트를 적재하는 스토리지 랙(210)과, 상기 스토리지 랙(210)에서 팔레트를 꺼내서 가공할 공작물을 안착시키는 셋업 스테이션(220)과, 팔레트를 상기한 스토리지 랙(210)이나, 공작기계(200) 또는 셋업 스테이션(220)으로 이송시키는 공작물 이송장치(100)를 포함한다.

그리고, 본 발명은 상기 공작물 이송장치(100)를 구비하는 공작기계(200)를 더 제공할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작 관계를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 공작물 이송장치(100)를 이용하여 공작기계(200)로 공작물을 투입하거나, 가공 완료된 공작물을 공작기계(200)로부터 반출시키거나, 반출된 공작물을 적재공간에 적재를 할 경우, 별도의 제어부(미도시)를 통해 상기 제1 구동유닛(110)의 서보모터(servo-motor)(113)를 정회전이나 역회전시킨다.

이에 의해, 도 10에 도시된 바와 같이 롤러(112)를 구비한 베이스 프레임(111)이 상기 공작기계(200)가 설치된 생산라인의 레일(230)을 따라 전진하거나 후진 이동하여 공작물을 투입하거나, 가공 완료된 공작물을 공작기계(200)로부터 반출시키거나, 반출된 공작물을 적재공간에 적재할 수 있는 위치로 이동하게 된다.

다음, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 제2 구동유닛(120)의 상하구동수단(122)이 동작하여 공작물을 투입하거나, 가공 완료된 공작물을 공작기계(200)로부터 반출시키거나, 반출된 공작물을 적재공간에 적재할 수 있는 높이를 맞추도록 서보모터(122a)를 정회전이나 역회전시켜 상기 제1 포크(Fork)(132)와, 제2 포크(Fork)(133) 및 제3 포크(Fork)(134)가 형성되는 수평 프레임(131)의 높낮이를 조절한다.

예컨대, 상기 상하구동수단(122)의 서보모터(122a)가 정회전하게 되면 상기 서보모터(122a)의 축과 연결되어 있는 볼스크류(122b)가 정회전하게 되고 상기 볼스크류(122b)와 결합된 볼너트(122c)가 하강하게 되면서 수평 프레임(131)의 높이를 맞추게 된다.

반대로, 상기 상하구동수단(122)의 서보모터(122a)가 역회전하게 되면 상기 서보모터(122a)의 축과 연결되어 있는 볼스크류(122b)가 역회전하게 되고 상기 볼스크류(122b)와 결합된 볼너트(122c)가 승강하게 되면서 상기 수평 프레임(131)의 높이를 맞추게 된다.

여기서, 상기 수평 프레임(131)은 승,하강 동작시 상기 수직 프레임(121)의 LM Guide(121a)와, 상기 LM Guide(121a)와 결합되는 LM Block(131a)에 의해 유격 없이 견고한 지지구조를 형성하므로 안정적인 구동을 이룰 수 있다.

또, 상기 제1 포크(Fork)(132), 제2 포크(Fork)(133) 및 제3 포크(Fork)(134)에 탑재되는 공작물(미도시)이 중량인 경우 수평 프레임(131)이 외력에 의해 비틀림이 발생할 수 있으나, 본 발명은 비틀림이 발생할 경우 상기 비틀림 방지수단(140)의 베어링(143) 외륜이 회전하게 되고 내륜은 부싱(bushing)(144)에 고정되어 있기 때문에 중력방향 하중만 상시 작용하게 된다.

그러므로, 상기 수평 프레임(131)이 외력에 의해 비틀림 변위가 발생하더라도 부싱(bushing)(144)에 영향을 주지않고 상시 중력방향 하중만 작용되므로 볼너트(122c)는 안정적으로 승,하강 동작을 할 수가 있다.

따라서, 본 발명에 따른 비틀림 방지수단(140)은 수평 프레임(131)의 승,하강 동작시 발생하는 외력의 비틀림 변위에 상관 없이 안정적인 승,하강 동작을 유지할 수 있으므로 부싱(144)에 가해지는 과부하 및 소손을 방지할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 수평 프레임(131)의 상,하 또는 좌,우 이동시 흔들림 발생을 방지하므로 구동 안정성을 향상시켜 중량의 공작물도 원활하게 이송이 가능하다.

또, 상기 수평 프레임(131)을 장시간 동작시키더라도 구동 안정성을 유지시킬 수 있으므로 작업성 향상을 이룰 수 있다.

다음, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 수평 프레임(131)의 높낮이가 조절된 후에는 공작기계(200)로 공작물을 투입하거나, 가공 완료된 공작물을 공작기계(200)로부터 반출시키거나, 반출된 공작물을 적재공간에 적재할 수 있도록 상기 서보모터(132d)를 정회전이나 역회전시켜 상기 제1 포크(Fork)(132)와, 제2 포크(Fork)(133) 및 제3 포크(Fork)(134)가 공작물을 투입, 반출, 적재토록 좌,우로 인출시킨다.

예컨대, 상기 서보모터(135)의 정회전이나 역회전 동작시 제1 피니언(135a)이 제1 랙(132b)을 좌,우로 이동시키게 된다.

이때, 상기 제1 포크(132)의 제1 LM Block(132a)은 상기 수평 프레임(131)의 상면에 형성된 제1 LM 가이드(131b)를 통해 안정적으로 이동하게 된다.

그리고, 상기 제1 포크(132)가 이동하게 되면 상기 제1 포크(132)의 일측에 장착된 제2 피니언(132d)이 제1 포크(132)의 좌,우 이동 동작에 연동하여 상기 제2 랙(131c)과, 보조랙(133c)을 통해 회전하게 된다.

이에 따라, 상기 제2 피니언(132d)의 회전동작에 연동하여 보조랙(133c)이 이동하면서 제2 포크(133)를 좌,우로 이동시키게 된다.

계속해서, 상기 제2 포크(133)가 좌,우로 이동시 제3 랙(132d)과 치결합된 제3 피니언(133b)이 회전하게 되고, 상기 제3 피니언(133b)이 회전함에 따라 제3 피니언(133b)의 상면으로 위치하여 치결합되는 제4 랙(134b)을 이송시키고 이에 의해 상기 제3 포크(134)가 좌,우로 이동하면서 공작물을 투입, 반출, 적재토록 한다.

따라서, 본 발명에 따른 공작물 이송장치(100)는 상기 제1,2,3 포크(132),(133),(134)의 이동 거리를 모두 이송 스트로크로 구현하게 되므로 컴팩트한 사이즈로 상당히 큰 스트로크를 구현할 수 있기 때문에 설치 공간 상의 제약 없이 효율적으로 공작물을 이송할 수 있고, 제작비용을 절감할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

100 : 공작기계용 공작물 이송장치 110 : 제1 구동유닛
111 : 베이스 프레임 112 : 롤러(roller)
112a : 홈 113 : 서보모터(servo-motor)
120 : 제2 구동유닛 121 : 수직 프레임
121a : LM Guide 122 : 상하구동수단
122a : 서보모터 122b : 볼스크류
122c : 볼너트 130 : 제3 구동유닛
131 : 수평 프레임 131a : LM Block
131b : 제1 LM Guide 131c : 제2 랙
132 : 제1 포크(Fork) 132a : 제1 LM Block
132b : 제1 랙 132c : 제2 피니언
132d : 제3 랙 132e : 제2 LM Guide
133 : 제2 포크 133a : 제2 LM Block
133b : 제3 피니언 133c : 보조 랙
134 : 제3 포크 134a : 롤러
134b : 제4 랙 135 : 서보모터
135a : 제1 피니언 140 : 비틀림 방지수단
141 : 너트 브래킷 142 : 중간 블록
143 : 베어링 144 : 부싱(bushing)
200 : 공작기계 210 : 스토리지 랙
220 : 셋업 스테이션

Claims

공작기계용 공작물 이송장치에 있어서,
직사각형의 베이스 프레임과 상기 베이스 프레임에 형성되는 롤러(roller) 및 별도의 제어요소의 입력신호에 응답해 조작부의 기계적 부하를 구동(驅動)하는 동력원인 서보모터(servo-motor)로 이루어지는 제1 구동유닛과;
상기 베이스 프레임을 통해 수직 방향으로 위치하도록 형성되며 전면 양측에 상,하 이동을 위한 LM Guide를 구비하는 수직 프레임과, 상기 수직 프레임의 중앙 부분에 설치되어 상,하 이동을 위한 상하구동수단으로 이루어지는 제2 구동유닛과;
상기 수직 프레임을 통해 상,하로 이동하도록 결합되는 수평 프레임과 상기 수평 프레임의 상면을 통해 좌,우로 이동 가능하도록 결합되는 제1 포크와, 상기 제1 포크의 내측면을 통해 좌,우로 이동하도록 결합되는 제2 포크와, 상기 제2 포크의 내측 상부로 위치하도록 결합되어 좌,우로 이동하도록 결합되는 제3 포크 및 상기 수평 프레임의 일측면을 통해 결합되어 동력을 제공하는 제1 피니언을 구비하는 서보모터를 포함하여 이루어지는 제3 구동유닛; 을 포함하고,
상기 제3 구동유닛의 수평 프레임 일측면 중앙 부분에는 외력에 의한 비틀림 발생을 방지하기 위한 비틀림 방지수단이 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공작물 이송장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 구동유닛의 서보모터는 수직방향으로 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공작물 이송장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 구동유닛의 롤러는 이탈을 방지할 수 있도록 레일의 측면을 감쌀 수 있는 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공작물 이송장치.
제1항에 있어서,
상기 상하구동수단은 서보모터와, 상기 서보모터의 축과 연결되는 볼스크류와, 상기 볼스크류를 수용, 결합하는 볼너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공작물 이송장치.
제1항에 있어서,
상기 수평 프레임은 일측면에 LM Block이 형성되고, 상면 내측으로는 한 쌍의 제1 LM Guide가 형성되며, 타 일측에는 제2 랙이 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공작물 이송장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 포크(Fork)는 밑면에 제1 LM Block이 형성되고, 일측 외측면으로는 제1 랙이 형성되며, 타측에는 제2 피니언이 형성되며, 내측에 길이 방향으로 제3 랙이 형성되며, 내측면에는 한 쌍의 제2 LM Guide가 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공작물 이송장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 포크(Fork)는, 외측면에 한 쌍의 제2 LM Block이 형성되고, 내측면으로는 제3 피니언이 형성되며, 하부 일측에는 보조 랙이 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공작물 이송장치.
제1항에 있어서,
상기 제3 포크는, 제2 포크의 상단부를 “ㄷ”자 형태로 감싸 포킹 방향으로 이동하도록 일측에 복수 개의 롤러가 형성되고, 밑면에는 제4 랙이 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공작물 이송장치.
제1항에 있어서,
상기 비틀림 방지수단은 너트 브래킷과 상기 너트 브래킷과 대향하도록 형성되는 중간 블록과 상기 너트 브래킷과 중간 블록 사이에 결합되는 베어링 및 부싱(bushing)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공작물 이송장치.
제9항에 있어서,
상기 베어링은 외면이 중간 블록의 내면에 삽입, 결합되고, 베어링의 내면은 부싱의 외면에 삽입, 결합되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공작물 이송장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 상기 공작물 이송장치를 구비하는 공작기계.