KR102399492B1 - 금형가공용 고정지그 - Google Patents

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KR102399492B1
KR102399492B1 KR1020210090829A KR20210090829A KR102399492B1 KR 102399492 B1 KR102399492 B1 KR 102399492B1 KR 1020210090829 A KR1020210090829 A KR 1020210090829A KR 20210090829 A KR20210090829 A KR 20210090829A KR 102399492 B1 KR102399492 B1 KR 102399492B1
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fixing jig
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김민
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주식회사 정원
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 금형가공용 고정지그에 관한 것이다. 본 발명은 금형을 제작하기 위한 가공대상물을 고정하는 지그에 있어서, 상부에 가공대상물이 배치되는 작업테이블; 가공대상물의 측면에 접하는 가압부재; 및 작업테이블 또는 가압부재의 위치를 조절하는 위치조절장치를 포함할 수 있다.

Description

금형가공용 고정지그{FIXING JIG FOR PROCESSING MOLD}
본 발명은 금형가공용 고정지그에 관한 것이다.
일반적으로, 사출성형 등에 사용되는 금형을 가공하기 위하여 작업테이블에 금형을 올려놓은 후 필요에 따라 연마, 절삭 등 가공장치를 이용하여 금형의 형상을 가공하고 있다.
종래에는 클램프를 사용하여 작업테이블과 가공대상물을 고정하고 있으나, 가공장치로부터 가공대상물에 전달되는 외력에 의해 클램프가 헐거워져 가공대상물의 위치가 변하거나, 심할 경우 작업테이블에서 이탈하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 금형가공용 고정지그를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 금형을 제작하기 위한 가공대상물을 고정하는 지그에 있어서, 상부에 가공대상물이 배치되는 작업테이블; 가공대상물의 측면에 접하는 가압부재; 및 작업테이블과 가압부재의 위치를 조절하는 위치조절장치를 포함하고, 가압부재는 작업테이블에 수직으로 작업테이블의 테두리에 접하는 고정플레이트; 및 작업테이블의 상부에 배치되어 이동하는 가변부재를 포함하고, 위치조절장치는 일측 단부가 가변부재에 힌지결합되는 가변부재위치조절실린더; 일측 단부가 가변부재에 힌지결합되고, 타측 단부가 가변부재위치조절실린더에 힌지결합되는 서브실린더; 가변부재위치조절실린더의 타측 단부에 설치되는 로봇암; 및 일측 단부가 작업테이블의 하면에 설치되는 작업테이블위치조절실린더를 포함하고, 로봇암은 일측 단부가 가변부재위치조절실린더의 타측 단부에 설치되고, 타측 단부가 제1힌지부에 설치되는 제1암; 일측 단부가 제1힌지부에 설치되고, 타측 단부가 제2힌지부에 설치되는 제2암; 일측 단부가 제2힌지부에 설치되는 제3암; 제1힌지부에 설치되고, 제1힌지부의 힌지축을 기준하여 상호 인접한 제1암과 제2암을 상대적으로 회전시키는 제1암모터; 제2힌지부에 설치되고, 제2힌지부의 힌지축을 기준하여 상호 인접한 제2암과 제3암을 상대적으로 회전시키는 제2암모터; 및 제3암의 타측 단부에 설치되고, 지면에 대하여 수평하게 제3암을 회전시키는 턴테이블을 포함할 수 있다.
본 발명은 가공대상물의 위치를 측정하는 위치센서; 및 위치센서의 측정값에 기초하여 위치조절장치의 구동을 선택적으로 조절하는 제어장치를 더 포함할 수 있다.
삭제
본 발명은 가공대상물과 작업테이블 간에 배치되는 받침플레이트를 더 포함할 수 있다.
삭제
삭제
본 발명에 따른 금형가공용 고정지그는 위치조절장치를 통해 작업테이블, 가압부재의 위치를 조절할 수 있어서 가공대상물을 견고하게 지지하여 고정할 수 있다.
도 1 내지 도 3a는 순차적으로 본 발명의 일실시예에 따른 금형가공용 고정지그의 블록도, 평면도, 정면도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 작업테이블과 가공대상물 간에 받침플레이트가 개재된 상태를 나타내는 정면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 챔버의 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 챔버에 설치되는 로봇암의 정면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 위치조절장치의 작동상태를 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 위치조절장치의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 8,9는 순차적으로 도 7에 도시된 위치조절장치의 작동상태를 나타내는 평면도이다.
도 10은 도 2에 도시된 가변부재의 사시도이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 구체적인 설명에 앞서 후술되는 내용에 표현된 방향에 있어서, "상부"의 상(上)은 도 3a에 도시된 작업테이블(110)을 기준하여 가공대상물(10) 측으로 향한 방향이며, "하부"의 하(下)는 가공대상물(10)을 기준하여 작업테이블(110) 측으로 향한 방향으로 정의한다.
이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 금형가공용 고정지그에 대하여 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 3a는 순차적으로 본 발명의 일실시예에 따른 금형가공용 고정지그의 블록도, 평면도, 정면도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 작업테이블과 가공대상물 간에 받침플레이트가 개재된 상태를 나타내는 정면도이다.
도 1 내지 도 3b를 참조하면, 금형가공용 고정지그(100, 이하, '고정지그'라 함)는 금형을 제작하기 위한 가공대상물(10)을 고정하는 지그로서, 상부에 상기 가공대상물(10)이 배치되는 작업테이블(110)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 고정지그(100)는 상기 가공대상물(10)의 측면에 접하는 가압부재(120), 상기 작업테이블(110) 또는 가압부재(120)의 위치를 조절하는 위치조절장치(200)를 포함할 수 있다.
가공장치는 상기 가공대상물(10)의 상부에 배치되어 상기 가공대상물(10)의 절삭, 연마를 수행할 수 있다.
상기 가공대상물(10)은 육면체로서, 상기 위치조절장치(200)를 통해 상기 작업테이블(110), 가압부재(120)의 위치를 조절할 수 있어서 상기 가공대상물(10)을 견고하게 고정할 수 있다.
상기 고정지그(100)는 상기 가공대상물(10)의 위치를 측정하는 위치센서(140), 상기 위치센서(140)의 측정값에 기초하여 상기 위치조절장치(200)의 구동을 선택적으로 조절하는 제어장치(150)를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 위치센서(140)가 상기 가공대상물(10)의 측면에 대한 좌표를 측정하면, 상기 제어장치(150)가 상기 위치조절장치(200)를 구동하여 상기 좌표에 대응하는 위치에 상기 가압부재(120)를 배치시켜서 상기 가공대상물(10)의 측면에 상기 가압부재(120)를 접하게 하고, 나아가 가압하여 상기 가공대상물(10)을 견고히 지지하여 고정할 수 있다.
상기 가압부재(120)는 상기 작업테이블(110)에 수직으로 상기 작업테이블(110)의 테두리에 접하는 고정플레이트(121), 상기 작업테이블(110)의 상부에 배치되어 이동하는 판상 형태의 가변부재(122)를 포함할 수 있다.
상기 가공대상물(10)이 직육면체인 것을 기준으로 하면, 일 예로 도 2에 도시된 바와 같이 상기 고정플레이트(121)는 상호 수직을 이루어 상기 가공대상물(10)의 양측면에 접하고, 상기 가변부재(122)는 나머지 측면에 각각 배치될 수 있다.
다른 예로, 상기 가공대상물(10)의 4측면에 각각 상기 가변부재(122)가 배치될 수 있다.
상기 고정플레이트(121)는 지면에 입설되어 높이가 일정한 상태를 유지함으로써, 상기 작업테이블(110)의 상면으로부터 상기 고정플레이트(121)의 상단까지의 높이가 상기 가공대상물(10)의 높이 절반보다 낮을 경우, 상기 고정플레이트(121)가 안정적으로 상기 가공대상물(10)을 지지하기 어렵고, 나아가 상기 가공대상물(10)이 원치 않게 상기 고정플레이트(121)를 넘어가 상기 작업테이블(110)에서 이탈될 우려가 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 상기 고정지그(100)는 상기 가공대상물(10)과 작업테이블(110) 간에 배치되는 받침플레이트(160)를 더 포함할 수 있다.
상기 가공대상물(10)의 높이에 따라 상기 가공대상물(10)과 작업테이블(110) 간에 상기 받침플레이트(160)를 개재하여 상기 가공대상물(10)이 상기 고정플레이트(121)에 안정적으로 고정된 상태를 유지할 수 있다.
상기 받침플레이트(160)는 상기 가압부재(120)와 같이 철재, 합금강과 같이 일정 강성을 띤 공지의 소재를 사용하여 제작될 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 챔버의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 위치조절장치(200)는 상기 받침플레이트(160)의 역할을 대신할 수 있으며, 일측 단부가 상기 작업테이블(110)에 설치되는 작업테이블위치조절실린더(210a)와, 일측 단부가 상기 가변부재(122)에 설치되는 가변부재위치조절실린더(210b)로 이루어지는 위치조절실린더(210)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 위치조절실린더(210)는 일측 단부가 상기 가변부재(122) 또는 작업테이블(110)에 설치되는 로드(211), 상기 로드(211)의 타측 단부에 설치되는 피스톤(212), 상기 로드(211)의 타측 단부가 일측 단부를 관통하여 내부에 상기 피스톤(212)이 배치되는 챔버(213)를 포함할 수 있다.
삭제
상기 챔버(213)는 공압식 또는 유압식으로 구동되며, 유로를 통해 내부에 유체가 인입되거나 인출되는 공간이다.
상기 로드(211)는 상기 챔버(213)에서 생성되는 유압차에 의해 왕복 선형이동되며, 일측 단부가 상기 가변부재(122)의 측면 또는 작업테이블(110)의 하면에 고정될 수 있다.
상기 챔버(213)는 상기 피스톤(212)을 기준하여, 상기 로드(211)를 전진시키기 위한 유압이 생성되는 전진챔버(213a), 상기 로드(211)를 후진시키는 후진챔버(213b)로 구획될 수 있다.
상기 위치조절실린더(210)는 상기 로드(211)를 후진시키기 위해 상기 로드(211)를 감싸고 상기 후진챔버(213b)의 내부에 배치되는 탄성체(214)를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 전진챔버(213a)에 생성되는 유압에 의해 상기 피스톤(212)이 전진하여 상기 탄성체(214)가 압축변형되고, 유체가 인출되어 유압이 해제되면 상기 탄성체(214)가 원상태로 복원됨으로써, 상기 피스톤(212)이 후진하여 상기 로드(211)가 왕복 선형이동된다.
그리고, 상기 로드(211)의 선형이동에 의해 상기 작업테이블(110) 또는 가변부재(122)의 위치가 조절될 수 있다.
상기 챔버(213)의 타측 단부는 상기 작업테이블(110)의 인근에 배치되는 벽체, 또는 별도의 파이프로 이루어진 지지대에 클램프와 같은 고정부재를 매개로 고정되거나, 용접에 의해 일체로 고정될 수 있다.
하지만, 이러한 경우 상기 가변부재(122)의 높이가 일정한 상태를 유지함으로써, 상기 가공대상물(10)의 높이에 따라 상기 가변부재(122)의 높이를 조절하기 어려운 문제가 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 상기 고정지그(100)는 상기 챔버(213)의 타측 단부에 설치되는 로봇암(170)을 더 포함할 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 챔버에 설치되는 로봇암의 정면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 로봇암(170)은 상기 챔버(213)의 타측 단부가 설치되고, 상호 회전 가능하도록 힌지부(174)를 매개로 연결되는 복수 개의 암, 상기 암의 단부가 설치되어 상기 암을 좌우로 회전시키는 턴테이블(175)을 포함할 수 있다.
상기 암은 일측 단부가 상기 챔버(213)의 타측 단부에 설치되는 제1암(171), 일측 단부가 상기 제1암(171)의 타측 단부에 연결되는 제2암(172), 일측 단부가 상기 제2암(172)의 타측 단부에 연결되는 제3암(173)을 포함할 수 있다.
상기 제1암(171)과 상기 챔버(213)는 볼트와 같은 고정부재를 매개로 고정되거나, 용접에 의해 일체로 고정될 수 있으며, 상기 제1암(171) 내지 제3암(173)은 상기 힌지부(174)를 매개로 상호 연결될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 힌지부(174)는 상기 제1암(171)의 타측 단부와 상기 제2암(172)의 일측 단부 간에 설치되는 제1힌지부(174a), 상기 제2암(172)의 타측 단부와 상기 제3암(173)의 일측 단부 간에 설치되는 제2힌지부(174b)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제3암(173)의 타측 단부는 상기 턴테이블(175)이 설치되며, 상기 턴테이블(175)이 지면에 대하여 수평하게 상기 로봇암(170)을 회전시킬 수 있다.
상기 위치조절장치(200)는 상기 암을 수직으로 회전시키는 암모터(176)를 더 포함하고, 상기 암모터(176)는 상기 힌지부(174)에 각각 설치되어 상기 암을 수직회전시킨다.
보다 구체적으로, 상기 암모터(176)는 상기 제1힌지부(174a)에 설치되고, 상기 제1힌지부(174a)의 힌지축을 기준하여 상호 인접한 상기 제1암(171)과 제2암(172)을 상대적으로 회전시키는 제1암모터(176a), 상기 제2힌지부(174b)에 설치되고, 상기 제2힌지부(174b)의 힌지축을 기준하여 상호 인접한 상기 제2암(172)과 제3암(173)을 상대적으로 회전시키는 제2암모터(176b)를 포함할 수 있다.
상기 턴테이블(175), 암모터(176)는 전술된 챔버(213)와 같이 공압식 또는 유압식으로 구동될 수 있다.
상기 로봇암(170)에 의해 상기 가공대상물(10)의 높이에 따라 상기 가압부재(120)의 위치를 조절할 수 있으나, 상기 가공대상물(10')이 직육면체가 아니고 각뿔대와 같이 일측면이 기울어진 형태인 경우, 상기 가변부재(122)가 상기 가공대상물(10')에 접하기 어려운 문제가 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 상기 위치조절장치(200')는 일측 단부가 상기 가변부재(122)에 힌지결합되고, 타측 단부가 상기 챔버(213)에 힌지결합되는 서브실린더(220)를 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 서브실린더(220)는 일측 단부가 상기 가변부재(122)에 힌지결합되는 서브로드(221), 상기 서브로드(221)의 타측 단부에 설치되는 서브피스톤(222), 상기 서브로드(221)의 타측 단부가 일측 단부를 관통하여 내부에 상기 서브피스톤(222)이 배치되는 서브챔버(223)를 포함할 수 있다.
상기 위치조절장치(200)는 상기 서브로드(221)를 후진시키기 위해 상기 서브로드(221)를 감싸고 상기 서브챔버(223)의 후진챔버(213b) 내부에 배치되는 서브탄성체(224)를 더 포함할 수 있다.
상기 서브실린더(220)는 상기 위치조절실린더(210)와 같은 구조로 이루어져 공압식 또는 유압식으로 구동되며, 상기 로드(211)의 일측 단부는 상기 가변부재(122)에 힌지결합될 수 있다.
상기 가변부재(122)와 로드(211) 간 결합지점인 제1힌지점(P1), 상기 챔버(213)와 서브챔버(223)간 결합지점인 제2힌지점(P2), 상기 서브로드(221)와 가변부재(122)간 결합지점인 제3힌지점(P3)을 연결하면, 상기 가변부재(122), 로드(211), 서브챔버(223), 서브로드(221)는 삼각구조로 이루어진다.
즉, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 기울어진 상기 가공대상물(10')의 측면에 상기 가변부재(122)가 접할 시, 상기 로드(211)와 서브로드(221)의 길이가 조절되어 상기 가변부재(122)가 회전하여 상기 가변부재(122)가 상기 가공대상물(10')의 측면에 접하게 되고, 나아가 가압하여 상기 가공대상물(10')을 견고히 지지하여 고정할 수 있다.
상기 가공대상물(10)의 고정에 있어서, 상기 가공대상물(10)의 높이 외에도 상기 가공대상물(10)의 가로폭도 고려를 해야 하며, 상기 가변부재(122)의 가로폭이 상기 가공대상물(10)의 가로폭 절반보다 짧을 경우, 상기 가변부재(122)가 안정적으로 상기 가공대상물(10)을 지지하기 어렵다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 상기 고정지그(100)는 상기 가변부재(122')의 일측에 설치되어 상기 가변부재(122')의 내부에 인입 또는 인출되는 연장부재(180)를 더 포함할 수 있다.
상기 가변부재(122)와 연장부재(180)는 내부가 빈 육면체 형태이고, 상기 가변부재(122)의 일측 단부에 개방공(123)이 형성되어 상기 연장부재(180)가 삽입될 수 있다.
즉, 상기 가공대상물(10)의 가로폭에 따라 상기 가변부재(122)에 상기 연장부재(180)를 인입 또는 인출하여 상기 가변부재(122)로부터 노출되는 상기 연장부재(180)의 길이를 조절할 수 있다.
그리고, 상기 가변부재(122)와 연장부재(180)의 측면에 상호 연통되는 체결공(181)이 형성되고, 상기 체결공(181)에 볼트(B)를 체결하여 상기 가변부재(122)와 연장부재(180)를 고정할 수 있다.
상기 체결공(181)은 복수 개로 이루어져 상기 가변부재(122)의 길이방향을 따라 상호 일정간격 이격되어 상기 가변부재(122)와 연장부재(180)에 형성됨으로써, 상기 가변부재(122)에서 인출되는 상기 연장부재(180)의 길이에 따라 상기 연장부재(180)를 상기 가변부재(122)에 고정할 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 금형가공용 고정지그는 위치조절장치를 통해 작업테이블, 가압부재의 위치를 조절할 수 있어서 가공대상물을 견고하게 지지하여 고정할 수 있다.
상기와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 금형가공용 고정지그 110 : 작업테이블
120 : 가압부재 200 : 위치조절장치
140 : 위치센서 150 : 제어장치
160 : 받침플레이트 170 : 로봇암
180 : 연장부재

Claims (5)

  1. 금형을 제작하기 위한 가공대상물을 고정하는 지그에 있어서,
    상부에 상기 가공대상물이 배치되는 작업테이블;
    상기 가공대상물의 측면에 접하는 가압부재; 및
    상기 작업테이블과 가압부재의 위치를 조절하는 위치조절장치;
    를 포함하고,
    상기 가압부재는,
    상기 작업테이블에 수직으로 상기 작업테이블의 테두리에 접하는 고정플레이트; 및
    상기 작업테이블의 상부에 배치되어 이동하는 가변부재;
    를 포함하고,
    상기 위치조절장치는,
    일측 단부가 상기 가변부재에 힌지결합되는 가변부재위치조절실린더;
    일측 단부가 상기 가변부재에 힌지결합되고, 타측 단부가 상기 가변부재위치조절실린더에 힌지결합되는 서브실린더;
    상기 가변부재위치조절실린더의 타측 단부에 설치되는 로봇암; 및
    일측 단부가 상기 작업테이블의 하면에 설치되는 작업테이블위치조절실린더;
    를 포함하고,
    상기 로봇암은,
    일측 단부가 상기 가변부재위치조절실린더의 타측 단부에 설치되고, 타측 단부가 제1힌지부에 설치되는 제1암;
    일측 단부가 상기 제1힌지부에 설치되고, 타측 단부가 제2힌지부에 설치되는 제2암;
    일측 단부가 상기 제2힌지부에 설치되는 제3암;
    상기 제1힌지부에 설치되고, 상기 제1힌지부의 힌지축을 기준하여 상호 인접한 상기 제1암과 제2암을 상대적으로 회전시키는 제1암모터;
    상기 제2힌지부에 설치되고, 상기 제2힌지부의 힌지축을 기준하여 상호 인접한 상기 제2암과 제3암을 상대적으로 회전시키는 제2암모터; 및
    상기 제3암의 타측 단부에 설치되고, 지면에 대하여 수평하게 상기 제3암을 회전시키는 턴테이블;
    을 포함하는 금형가공용 고정지그.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가공대상물의 위치를 측정하는 위치센서; 및
    상기 위치센서의 측정값에 기초하여 상기 위치조절장치의 구동을 선택적으로 조절하는 제어장치;
    를 더 포함하는 금형가공용 고정지그.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가공대상물과 작업테이블 간에 배치되는 받침플레이트를 더 포함하는 금형가공용 고정지그.
  4. 삭제
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