KR19990021776A - 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치에 관한 것으로, 프레임(2)이 구비된 베드(1)와, 상기 프레임(2)상에 설치되고 그 중앙을 관통하여 공작물(W)을 파지하는 아웃드로바아(11)와 공작물(W)의 말단부를 지지하는 인너드로바아(12)가 설치되며 그 선단부에 공작물(W)을 파지하는 콜릿척(19)이 구비된 스핀들(10)과, 상기 스핀들(10)에 장착된 공작물(W)을 회전시켜 주기 위한 구동력을 발생시키는 구동수단과, 상기 스핀들(10)에 길이가 다른 공작물(W)이 장착되었을 때 공작물(W)의 위치를 자동으로 설정하여 주는 공작물위치자동세팅유니트와, 상기 스핀들(10)의 인너드로바아(12) 말단부에 구비되어 상기 스핀들(10)에 공작물(W)이 장착될 때 발생되는 충격력을 흡수하는 완충유니트를 포함하여 구성된다.

Description

길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치

본 발명은 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 클램핑장치로 길이가 다양한 공작물을 간단한 조작으로 클램핑하여 회전시킬 수 있도록 된 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치에 관한 것이다.

클램핑 장치는 공작물을 클램핑하여 공작물에 특정한 가공을 수행할 수 있도록 하는 장치이다. 이와 같은 클램핑장치는 특정한 공작물을 클램핑할 수 있도록 다양한 종류의 것이 개발되어 왔다.

한편, 하나의 클램핑장치에서 길이가 다르고 형상은 동일한 공작물을 파지하기 위해서는 상기 공작물을 파지하기 위한 부재들을 교환해주어야 한다.

따라서, 종래에 길이가 다르고 형상은 동일한 공작물을 클램핑장치에서 파지하기 위해서는 그 때마다 수작업으로 일일이 공작물을 파지하기 위한 부재들을 분해하여 새로 조립하는 과정을 거쳐야 하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 길이가 각각 다른 공작물을 간단한 조작만으로 클림핑하여 회전시킬 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치의 전체구성을 보인 정단면도.

도 2는 본 발명에 의한 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치의 구성을 보인 우측면도.

도 3은 본 발명에 의한 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치의 구성을 보인 평면도.

도 4는 본 발명에 의한 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치에 있어서 공작물이 파지되는 부분을 상세하게 보인 상세단면도.

도 5는 본 발명에 의한 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치에 있어서 길이가 각각 다른 공작물의 가공부가 특정 위치에 있게 되는 것을 설명하기 위한 설명도.

도 6은 본 발명에 의한 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치에 사용되는 인너드로바의 구성을 보인 단면도.

도 7은 본 발명에 의한 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치가 작동되는 것을 설명하기 위한 작동상태도.

도 8은 본 발명에 의한 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치의 완충유니트가 작동되는 것을 보인 작동상태도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 베드 2: 프레임

5: 엘엠레일 10: 스핀들

11: 아웃드로바아 12: 인너드로바아

12S: 걸림단 13: 에어공급공

16: 로터리실린더 17: 종동스프라켓

20: 모터 21: 감속기

22: 구동스프라켓 23: 체인

30: 로터리엑츄에이터 31: 회전지지대

32: 근접센서 35: 스톱바테이블

36: 스톱바 40: 에어실린더

41: 작동로드 42: 프리조인트

45: 베이스플레이트 46: 엘엠가이드

47: 리브 50: 패드플레이트

51: 패드 60: 완충하우징

64: 완충가이드 65: 완충스프링

66: 스톱퍼 70: 스프링호스

71: 로터리조인트 75: 분배블럭

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해 프레임이 구비된 베드와, 상기 프레임상에 설치되고 그 중앙을 관통하여 공작물을 파지하는 아웃드로바아와 공작물의 말단부를 지지하는 인너드로바아가 설치되며 그 선단부에 공작물을 파지하는 콜릿척이 구비된 스핀들과, 상기 스핀들에 장착된 공작물을 회전시켜 주기 위한 구동력을 발생시키는 구동수단과, 상기 스핀들에 길이가 다른 공작물이 장착되었을 때 공작물의 위치를 자동으로 설정하여 주는 공작물위치자동세팅유니트와, 상기 스핀들의 인너드로바아 말단부에 구비되어 상기 스핀들에 공작물이 장착될 때 발생되는 충격력을 흡수하는 완충유니트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치가 제공된다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면들에 도시된 바에 따르면, 베드(1) 상에 프레임(2)이 구비된다. 상기 프레임(2)은 본 발명에 의한 장치의 여러 구성요소가 설치되는 골조역할을 하는 것이다.

상기 프레임(2) 상단 일측에는 스핀들(10)이 구비된다. 상기 스핀들(10)의 중앙을 관통하여서는 아웃드로바아(11)가 설치된다. 이와 같은 아웃드로바아(11)는 공작물(W)을 파지하여 회전시키는 역할을 하는 것이다. 상기 아웃드로바아(11)는 그 선단부가 상기 스핀들(10)의 선단까지 연장되어 있다.

상기 아웃드로바아(11)의 후단부 내측에는 인너드로바아(12)의 선단부가 삽입설치되어 있다. 그리고, 상기 인너드로바아(12)의 내부에는 그 중앙을 관통하여 에어공급공(13)이 천공되어 있다. 상기와 같은 인너드로바아(12)는 그 선단부로 공작물(W)의 말단부를 지지하는 역할을 한다.

상기 스핀들(10)의 선단부에는 콜릿척(19)이 연결설치되어 있다. 이와 같은 콜릿척(19)은 공작물(W)을 파지하는 역할을 수행하게 된다.

한편, 상기 프레임(2)의 일측 상단에는 스핀들(10)에 장착된 공작물(W)을 회전시켜 주기 위한 구동력을 발생시키는 모터(20)가 설치되어 있다. 상기 모터(20)의 출력축(도시되지 않음)에는 감속기(21)가 연결설치되어 있고, 상기 감속기(21)의 출력축(21)에는 구동스프라켓(22)이 설치되어 있다. 상기 구동스프라켓(22)에는 체인(23)의 일측이 걸어감아져 있으며, 상기 체인(23)의 타측은 상기 스핀들(10)의 후단부에 설치되어 있는 로터리 실린더(16)측의 종동스프라켓(17)에 걸어감아져 있다. 상기 종동스프라켓(17)은 스프라켓바디(17)를 통해 상기 아웃드로바아(11)와 연결되어 아웃드로바아(11)를 회전시켜 준다. 도면 부호 26은 모터지지브래키트, 27은 방진구이다.

그리고, 상기 스핀들(10)에 길이가 다른 공작물(W)이 장착되었을 때 공작물(W)의 위치를 자동으로 설정하여 주는 공작물위치자동세팅유니트가 상기 베드(1)의 후단부의 프레임(2) 상에 설치된다. 이의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

즉, 상기 프레임(2) 상에는 회전지지대(31)가 설치되어 있다. 상기 회전지지대(31)의 일측에는 로터리엑츄에이터(30)가 고정설치되어 있고, 상기 로터리엑츄에이터(30)의 회전축(30')은 상기 회전지지대(31)를 관통하여 설치되어 있는 회전연결부재(33)와 연결되어 있다. 상기 회전연결부재(33)는 상기 회전지지대(31)에 베어링(34)으로 회전가능하게 설치되어 있다. 그리고, 상기 회전지지대(31)에는 센서브래키트(31')가 구비되어 있고, 상기 센서브래키트(31')에는 아래에서 설명될 스톱바테이블(35)의 회전을 제어하기 위한 근접센서(32)가 구비된다. 상기 회전연결부재(33)에는 스톱바테이블(35)이 연결설치된다.

상기 스톱바테이블(35)은 그 일면에 각각 길이가 다른 다수개의 스톱바(36)가 원형을 이루도록 설치되어 있다. 상기와 같은 스톱바테이블(35)은 상기 로타리엑츄에이터(30)의 회전에 의해 일정 각도씩 회전된다.

한편, 상기 프레임(2)의 일측에는 에어실린더(40)가 고정설치되어 있다. 그리고, 상기 프레임(2)의 일측 하부에는 상기 에어실린더(40)의 작동에 의해 이동되는 베이스플레이트(45)를 안내하기 위한 엘엠레일(5)이 2줄로 평행하게 구비되어 있다.

그리고 상기 베이스플레이트(45)에는 상기 엘엠레일(5)을 따라 안내되는 엘엠블럭(46)이 그 상면에 설치되어 있다. 또한, 상기 베이스플레이트(45)는 상기 에어실린더(40)의 작동로드(41)와 프리조인트(42)로 연결되어 있다. 상기 베이스플레이트(45)의 하단부에는 베이스플레이트(45)의 보강을 위한 리브(47)가 형성되어 있다.

상기 베이스플레이트(47)의 일측에는 서브플레이트(48)를 통해 패드플레이트(50)가 연결 설치되어 있다. 상기 패드플레이트(50)는 상기 스톱바테이블(35)에 설치되어 있는 스톱바(36)에 의해 그 위치가 설정되는 것으로 그 상단부 일측에는 상기 스톱바(36)와 접촉되는 스톱바패드(51)가 구비되어 있다. 그리고, 상기 패드플레이트(50)의 하단부에는 상기 인너드로바아(12)의 후단부가 리니어베어링(52)으로 지지되어 관통설치되어 있다.

한편, 스핀들(10)에 공작물(W)이 장착될 때 발생되는 충격력을 흡수하는 완충유니트가 구비된다. 이와 같은 완충유니트의 구성은 다음과 같다.

즉, 상기 패드플레이트(50)의 하단부 일측, 즉 상기 인너드로바아(12)가 관통설치된 위치에 완충하우징(60)이 연결설치된다. 상기 패드플레이트(50)를 관통하여 연장된 인너드로바아(12)는 완충하우징(60)도 관통하여 설치된다. 상기 완충하우징(60)에는 센서브래키트(61)가 설치되어 있고, 상기 센서브래키트(61)에는 상기 인너드로바아(12)의 위치를 감지하여 공작물(W)의 장착완료여부를 감지하는 근접센서(62)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 완충하우징(60)의 내부에는 상기 인너드로바아(12)를 이동가능하게 지지하는 베어링(63)이 설치되어 있고, 상기 인너드로바아(12)에 가해지는 충격을 완충하기 위한 완충가이드(64)가 설치되어 있다. 상기 완충가이드(64)는 상기 완충하우징(60)의 내부에 고정키(65)로 일방향으로만 이동가능하게 설치되어 있다. 이와 같은 완충가이드(64)는 2개의 조각으로 구성되고, 이들 사이에는 완충스프링(65)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 하우징(60)의 내부에는 상기 인너드로바아(12)의 걸림단(12S)과 연동되면서 인너드로바아(12)에 가해지는 충격을 상기 완충가이드(64)로 전달하는 스토퍼(66)가 이동가능하게 설치되어 있다.

그리고, 상기 인너드로바아(12)의 말단부, 즉 상기 완충하우징(60)을 관통하여 나온 말단부에는 상기 에어공급공(13)으로 에어를 공급하는 스프링호스(70)가 연결설치되어 있다. 상기 스프링호스(70)는 상기 인너드로바아(12)에 로터리조인트(71)로 연결설치된다. 여기서 상기 스프링호스(70)는 상기 에어공급공(13)으로 에어를 공급하여 상기 스핀들(10) 내부에 유입된 칩이나 절삭유를 제거하게 된다.

또한 상기 프레임(2)의 일측, 다시 말해 상기 완충하우징(60)의 하방에 구비된 프레임(2)에는 분배블럭(75)이 구비되어 있다. 상기 분배블럭(75)은 센서선, 에어공급용 호스, 유압배관을 일단 모아서 서로 엉키지 않도록 분배하는 역할을 하는 것이다. 도면 부호 15는 리니어베어링이다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치의 작용을 상세하게 설명한다.

먼저 공작물(W)을 장착하는 것은 상기 스핀들(10) 선단부에 구비된 콜릿척(19) 정면에서 상기 아웃드로바아(11)의 내부로 공작물(W)을 삽입하면 된다. 이때, 상기 인너드로바아(12)의 선단부가 공작물(W)의 말단부를 지지하게 되고, 공작물(W)이 삽입되는 힘에 의해 상기 인너드로바아(12)가 후방으로 밀리게 된다. 이와 같이 상기 인너드로바아(12)가 후방으로 밀리게 되면, 상기 걸림단(12S)이 완충하우징(60)의 내부에 있는 스톱퍼(66)를 밀어주어 완충가이드(64)가 완충스프링(65)의 탄성력을 극복하면서 완충하우징(60)의 내부에서 후방으로 이동하게 된다. 이와 같은 과정에서 공작물(W)의 장착시에 발생되는 충격이 상기 완충스프링(60)에 의해 완충된다. 이때, 인너드로바아(12)가 이동되는 거리는 상기 2조각의 완충가이드(64)가 떨어져 있는 것 만큼이다.

그리고, 상기 인너드로바아(12)가 어느 정도 후방으로 밀리게 되면, 완충하우징(60)의 센서브래키트(61)에 설치되어 있는 근접센서(62)가 이를 감지하여 스핀들(10)의 내부로 공작물(W)의 삽입이 완료됐다는 신호를 전달하여 이후의 공정을 진행하도록 한다.

상기와 같이 공작물(W)의 장착이 완료되면 상기 모터(20)가 회전하여 공작물(W)을 회전시켜 주게 된다. 이때, 상기 모터(20)의 구동력이 전달되는 경로를 설명하면 다음과 같다. 일단 모터(20)의 구동력이 감속기(21)로 전달되어 일정한 속도로 변속되어 출력축(21')으로 전달된다. 이와 같이 되면 출력축(21')에 설치되어 있는 구동스프라켓(22)이 회전되면서 이에 감아걸어져 있는 체인(23)이 구동되어 종동스프라켓(17)을 회전시키게 된다. 이와 같은 종동스프라켓(17)의 회전은 스프라켓바디(17')를 통해 아웃드로바아(11)로 전달된다. 따라서 상기 아웃드로바아(11)가 회전하면서 콜릿척(19)을 회전시켜 공작물(W)을 회전시키게 된다.

한편, 상기 스핀들(10)에 장착되는 공작물(W)의 길이가 달라지게 되는 경우에 상기 인너드로바아(12)의 선단부 위치를 변경시켜 주는 것을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 공작물(W)의 길이에 따라 상기 인너드로바아(12)의 위치를 설정하는 것은 상기 각각 길이가 다른 스톱바(36)와 패드플레이트(50)가 맞닿는 위치를 변경시켜 이루어지게 된다. 즉, 공작물(W)의 길이가 상대적으로 긴 경우에는 상대적으로 짧은 스톱바(36)와 패드플레이트(50)를 맞닿게 하고, 공작물(W)의 길이가 상대적으로 짧은 경우에는 상대적으로 긴 스톱바(36)와 패드플레이트(50)를 맞닿게 하여 공작물(W)에 있어서 가공부(A)가 공작물가공장치(도시되지 않음)의 가공툴에 대응되는 특정 위치에 있게 한다. 다시 말해 길이가 각각 다른 공작물의 각각의 가공부가 도 5에 도시된 바와 같이 특정위치에 오도록 하여 다른 장치의 이동이나 분해 조립의 필요없이 길이가 다른 공작물에 대한 가공을 수행할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해서는 먼저 상기 에어실린더(40)가 작동하여 작동로드(41)를 도 7의 화살표방향으로 이동시켜 상기 베이스플레이트(45)가 상기 프레임(2)의 가이드레일(5)을 따라 이동되게 한다. 이와 같이 되면 상기 패드플레이트(50), 완충하우징(60) 등이 상기 베이스플레이트(45)와 일체로 이동하게 되고, 상기 패드플레이트(50)의 패드(51)와 스톱바(36)가 분리된다.

이와 같은 상태에서 상기 스핀들(10)에 장착되는 공작물(W)의 길이에 따라 특정의 스톱바(36)가 상기 패드플레이트(50)의 패드(51)에 대응되는 위치로 이동하게 된다. 이는 상기 스톱바테이블(35)의 회전에 의해 이루어진다. 즉, 상기 스톱바테이블(35)에 다수개 설치되어 있는 각각 길이가 다른 스톱바(36) 중에서 스핀들(10)에 장착되는 공작물(W)에 대응되는 스톱바(36)를 선택하여 상기 스톱바(36)와 상기 패드플레이트(50)의 패드(51)가 서로 접촉할 수 있는 위치에 오도록 스톱바테이블(35)이 회전된다. 상기 스톱바테이블(35)의 회전은 상기 근접센서(32)에 의해 감지되어 제어된다.

그리고, 다시 상기 에어실린더(40)가 작동하여 상기 베이스플레이트(45)를 도 7의 화살표 반대방향으로 이동시켜 스톱바(36)와 패드플레이트(50)의 패드(51)가 맞닿게 한다. 이와 같이되면 상기 베이스플레이트(45)와 일체로 이동되는 완충하우징(60)과 패드플레이트(50)가 상기 스톱바(36)의 길이에 따라 특정 위치에 오게 되고, 따라서 상기 인너드로바아(12)의 위치도 역시 특정 위치로 정해진다.

상기와 같이 인너드로바아(12)의 위치설정이 마쳐지면 상기 스핀들(10)에 공작물(W)을 장착하여 이후의 공정을 진행할 수 있게 된다.

한편, 상기 인너드로바아(12)의 내부에 천공되어 있는 에어공급공(13)으로는 스프링호스(70)를 통해 에어를 공급하여 스핀들(10) 내부로 유입된 칩이나 절삭유 등을 불어낼 수 있으므로 클램핑장치를 항상 청결하게 유지할 수 있다.

그리고, 상기 프레임(2)의 일측에 구비되어 있는 분배블럭(75)이 본 발명의 장치에서 사용되는 여러 가지 전선, 호스등을 일단 모아서 분배하도록 하므로 전선이나 호스 등이 엉키지 않고 잘 정리되어 있게 된다.

또한 상기 모터(20)의 회전력을 공작물에 전달하기 위한 수단으로서 체인(23)을 사용하므로 장치에 대한 보수가 용이하게 된다. 즉, 체인(23)은 동일한 요소들이 반복 연결되어 구성된 것이므로 그 요소와 요소사이를 분리할 수 있어 체인(23) 전체를 스프라켓(22,17)으로부터 탈거하거나 스프라켓(22,17)에 장착하는 작업이 매우 용이하다. 따라서 클램핑장치의 보수나 수리를 위한 분해조립이 아주 용이하게 이루어진다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치는 공작물의 길이가 달라지더라도 공작물을 지지하는 인너드로바아를 분해하여 교환할 필요없이 스톱바테이블을 회전시켜 인너드로바아의 선단부 위치를 변경할 수 있도록 구성하였으므로 공작물의 길이가 달라졌을 경우의 작업준비시간이 현저하게 감소하게 되는 등의 효과가 있다.

Claims (2)

1. 프레임이 구비된 베드와, 상기 프레임상에 설치되고 그 중앙을 관통하여 공작물을 파지하는 아웃드로바아와 공작물의 말단부를 지지하는 인너드로바아가 설치되며 그 선단부에 공작물을 파지하는 콜릿척이 구비된 스핀들과, 상기 스핀들에 장착된 공작물을 회전시켜 주기 위한 구동력을 발생시키는 구동수단과, 상기 스핀들에 길이가 다른 공작물이 장착되었을 때 공작물의 위치를 자동으로 설정하여 주는 공작물위치자동세팅유니트와, 상기 스핀들의 인너드로바아 말단부에 구비되어 상기 스핀들에 공작물이 장착될 때 발생되는 충격력을 흡수하는 완충유니트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 인너드로바아의 내부에는 그 중앙을 관통하여 에어공급공이 형성되어 있으며, 상기 에어공급공으로 에어를 공급하는 스프링호스가 인너드로바아의 말단부에 로터리조인트로 연결됨을 특징으로 하는 길이가 다른 공작물용 회전식 클램핑장치.