KR20060047300A - 척 및 척에 분리 가능하게 장착 가능한 팰럿을 갖는 클램핑장치 - Google Patents

Abstract

클램핑 장치는 척 부재 및 척 부재에 분리 가능하게 장착 가능한 팰럿 부재를 포함한다. 척 부재는 중심 Z-축 주위에서 서로 90°로 오프셋 되어 배열된 네 개의 중심 홈을 갖는 반면, 팰럿은 네 개의 대응하게 위치된 중심 핀을 갖는다. 각각의 네 개의 중심 홈에서, 하나의 홈 플랭크는 팰럿의 관련된 중심 핀을 센터링 하는 기능을 하는 반면, 다른 홈 플랭크는 클램핑 부재에 의해 구성된다. 척 부재에 팰럿을 클램핑 할 때, 관련된 클램핑 부재는 중심 핀 상에 제공된 리세스와 결합하고 척 부재의 중심 홈 내의 Z-방향으로 리세스를 당긴다. 동시에, 클램핑 부재는 다른 홈 플랭크에 대해 중심 핀을 가압한다. 그것에 따라, 팰럿은 X, Y, 및 Z-방향으로 척 부재에 대하여 위치되고 척 부재에 클램핑된다.

척 부재, 팰럿 부재, 홈 플랭크, 중심 핀, 클램핑 장치

Description

척 및 척에 분리 가능하게 장착 가능한 팰럿을 갖는 클램핑 장치 {Clamping Apparatus with a Chuck and a Pallet Releasably Attachable Thereto}

도1은 척 및 팰럿을 도시한 사시도.

도2는 척을 도시한 평면도.

도3은 서로로부터 분리되어 있는 두 개의 요소인, 팰럿 및 척을 도시한 단면도.

도4는 서로 클램핑 되지 않고, 합체된 상태에서의 팰럿 및 척을 도시하는 단면도.

도5는 서로 합체되어 클램핑 된 팰럿 및 척을 도시한 단면도.

본 발명은 척 부재 및 척 부재에 분리 가능하게 고정되도록 구성된 팰럿 부재를 포함하는 클램핑 장치에 관한 것이다. 척 부재는 적어도 세 개의 중심 홈을 갖고, 팰럿 부재는 중심 홈에 대응하도록 배열되고 형성된 대응하는 수의 중심 핀을 갖는다. 또한 척 부재는 척 부재에 팰럿을 클램핑하기 위한 클램핑 수단을 포함한다.

상술한 종류의 클램핑 장치는 기계 공구의 기계 가공 영역에서 위치적으로 잘 알려진 방식으로 작업편을 고정하기 위해 주로 사용된다. 이에 따라, 제1 작업편은 팰럿에 고정되고, 팰럿은 척 부재에 분리 가능하게 장착된다. 대부분의 경우에, 척 부재는 기계 공구에 고정 장착된다.

이러한 종류의 알려진 클램핑 장치에서, 대체로 척 부재에는 두 개의 대향하는 원뿔형 측면을 각각 갖는 네 개의 중심 핀이 제공된다. 팰럿에는 상술된 중심 핀에 대응하는 위치에 대응하는 형상을 갖는 네 개의 홈이 제공된다. 팰럿은 중심에 위치된 클램핑 바를 포함하고, 클램핑 바에 의해 척 부재에 클램핑 고정될 수 있다. 척 부재에 팰럿을 클램핑 고정할 때, 중심 핀은 중심 홈에 유입되고 척 부재의 각도 위치에 대해서 뿐만 아니라 X 및 Y 방향의 척 부재에 대해서도 팰럿을 정렬시킨다.

유럽 특허 공개 공보 제0 255 042호는 기계 공구 상에 작업편을 고정하도록 구성된 여기에 대체로 언급된 종류의 클램핑 장치를 개시한다. 클램핑 장치는 주로 클램핑 장치에 고정된 척 부재, 전극 홀더 및 클램핑 바를 포함한다. 전극 홀더의 상부면은 중심 Z축 주위에서 90°로 서로 오프셋되는 네 개의 홈이 제공된다. 각각의 홈의 각각의 플랭크는 Z 방향으로 탄성이 있는 립의 형성을 위한 절개부를 갖는다.

네 개의 리지는 전극 홀더에 대면하는 척 부재의 표면으로부터 돌출된다. 이러한 리지의 형상 및 위치는 주로 전극 홀더에 제공된 상술한 네 개의 홈의 형태 및 위치에 대응한다. 척 부재의 모서리에는 Z 방향 기준으로써 작용하는 네 개의 지주가 제공된다. 척 부재에 전극 홀더를 클램핑 할 때, 척 부재의 리지는 전술한 Z-기준 포스트가 전극 홀더 상에 제공된 지지면에 위치할 때까지 전극 홀더의 탄성 립을 결합하고 Z-방향에서 립을 축방향으로 변형하여, 척 부재에 대한 전극 홀더의 Z-위치가 결정된다. 탄성 립과 결합하는 리지에 의해, 전극 홀더는 척 부재에 대해 Z-축 주위에서 척 부재의 각도 위치에 관해서 뿐만 아니라 X 및 Y 방향에서도 위치 설정된다.

척 부재로부터 전극 홀더를 제거하기 위해, 전극 홀더는 전극 홀더 위에 높이 솟은 적어도 중심 클램핑 바의 길이에 대응하는 경로를 따라서 축 방향, 즉 Z-축 방향으로 이동되어야 한다. 바꾸어 말하면, Z-방향으로 연장되고 척 부재에 클램프된 전극 홀더 위에 위치되는 자유 공간이 제공되어야 함을 의미하고, 자유 공간은 전극 홀더가 척 부재로부터 상승되어 제거되게 하기 위해서 적어도 클램핑 바의 길이에 대응한다.

조립된 상태에서 낮은 총 높이를 갖고 팰럿이 척 부재로부터 제거 가능하도록 하기 위해 Z-방향에서 비교적 작은 자유 공간만이 필요한 상기에서 언급된 종류의 클램핑 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

이러한 및 다른 목적을 위해, 본 발명은 척 부재 및 척 부재에 분리 가능하게 고정되도록 구성된 팰럿 부재를 포함하는 클램핑 장치를 제공한다. 척 부재는 적어도 세 개의 중심 홈을 갖고, 각각의 중심 홈은 제1 측방향 홈 플랭크 및 제2 측방향 홈 플랭크를 갖는다.

팰럿 부재는 세 개의 중심 홈에 대응하도록 배열되어 형성된 적어도 세 개의 중심 핀을 갖는다. 각각의 중심 핀은 측방향 리세스를 갖고, 척 부재는 척 부재에 팰럿을 클램핑하기 위한 클램핑 수단을 포함한다.

척 부재의 각각의 상술한 제1 중심 홈 플랭크는 팰럿의 관련된 중심 핀의 위치를 결정하도록 구성되고, 각각의 상술한 제2 중심 홈 플랭크에는 척 부재에 팰럿을 클램핑할 때 관련된 중심 핀의 리세스와 결합하도록 구성된 클램핑 부재가 제공되어, 각각의 중심 핀은 관련된 중심 홈 내로 Z-방향으로 당겨지고 동시에 관련된 중심 홈의 상술한 제1 중심 홈 플랭크에 대해 가압된다.

따라서, 본 발명의 기본적인 생각은 척 부재에 팰럿을 고정하기 위해 분리되지 않은 클램핑 볼트 또는 바가 제공되어야 한다는 사실에 있음을 알 수 있다. 오히려, 팰럿 상에 제공된 중심 핀은 척 부재에 대해서 팰럿을 센터링하기 위해 제공되는 동시에 척 부재에 팰럿을 고정하기 위한 기능을 한다. 이를 위해, 척 부재의 각각의 중심 홈에서, 하나의 홈 플랭크는 홈 플랭크와 결합하는 중심 핀을 중심 설정 또는 위치 설정하도록 구성되는 반면, 대향 홈 플랭크는 관련된 중심 핀 상에 제공된 리세스 및/또는 엠보스먼트(embossment)와 결합하도록 구성된 클램핑 부재에 의해 구성된다. 이에 따라, 클램핑 부재는 중심 홈 내로 Z-방향으로 중심 핀을 당길 뿐만 아니라, 중심 설정 목적을 위해 제공된 대향 홈 플랭크에 대해 동시에 중심 핀을 가압하기도 한다.

도1은 사시도에서, 척(1)과 팰럿(2)을 도시하고, 나중에 논의될 일부 부재도 포함한다. 척은 사실상 실린더형이고 복수의 나사(5)에 의해 환형 요소(4)에 고정되는 사실상 원형의 기부판(3)을 포함하고, 이에 따라, 환형 요소(4)는 실제 척 부재(1)를 둘러 싼다. 척 부재(1)에는 슬리브 부재(7)를 수용하도록 구성된 중심의 연속적인 개구(6)가 제공된다.

각각의 경우에 환형 밀봉부(8, 9)는 상부로부터 환형 요소(4) 및 슬리브(7) 내로 삽입된다. 또한 척 부재(1)에는 서로 90°로 오프셋 되어 중심 Z-축(26) 주위에 동축으로 배열되는 네 개의 중심 홈(10a, 10b, 10c, 10d)이 제공된다. 반면에, 팰럿(2)에는 두 개의 요소(1, 2)를 조립할 때 척 부재(1)의 중심 홈(10a, 10b, 10c, 10d)에 대응하여 배열되고 그와 함께 협동하도록 구성된 네 개의 중심 핀(20a, 20b, 20c, 20d)이 제공된다.

척 부재(1) 내에 제공된 중심 홈(10a, 10b, 10c, 10d)의 경우에, 각각의 경우에서, 하나의 홈의 측면 또는 플랭크는 그들과 함께 협동하는 팰럿(2)의 중심 핀을 센터링하도록 구성되는 반면, 다른 홈의 측면 또는 플랭크는 피벗식으로 지지되는 종류의 래치(11a, 11b, 11c, 11d)의 클램핑 요소에 의해 구성된다. 다음 여기에서 더욱 상세하게 설명될 전체 네 개의 래치(11a, 11b, 11c, 11d)는 척 부재(1)에 팰럿(2)을 클램핑하기 위한 역할을 한다. 특히 래치(11a, 11b, 11c, 11d)는 그 목적을 위해 척 부재에 제공된 홈 내로 측방향으로 이동된다. 클램핑 요소의 조립된 상태에서, 관련 래치(11a, 11b, 11c, 11d)는 슬리브(7)에 의해 척의 내부 측면에 그리고 축 방향에 관하여 환형 요소(4)에 의해 척의 외부 측면에 고정된다.

도2는 척 부재(1)의 평면도를 도시한다. 네 개의 중심 홈(10a, 10b, 10c, 10d) 및 네 개의 래치(11a, 11b, 11c, 11d) 외에도, 이 도면은 네 개의 홈 측면 또는 플랭크(14a, 14b, 14c, 14d)도 도시한다. 도면의 종방향으로 도시된 바와 같이 서로 대향하는 두 개의 중심 홈(10c, 10a)을 고려하면, 각 경우에 우측의 홈 플랭크(14a, 14c)는 X-축의 척(1)에 관해 팰럿(2)의 위치를 결정하기 위한 기준을 구성함을 알 수 있다. 도면의 수평 방향으로 도시된 바와 같이, 다른 두 개의 중심 홈(10d, 10b)을 고려하면, 각 경우에 하부 홈 플랭크(14d, 14b)는 Y-축의 척(1)에 관해 팰럿(2)의 위치를 결정하기 위한 기준을 구성함을 알 수 있다. 각 경우에 인접한 중심 홈(10a/10b; 10b/10c; 10c/10d; 10d/10a) 사이에 위치된 안착면(15a, 15b, 15c, 15d)은 Z-축의 척(1)에 관해 팰럿(2)의 위치를 결정하기 위한 안착면을 형성한다. 이러한 안착면(15a, 15b, 15c, 15d)은 사실상 환형 세그먼트의 형상을 갖는다.

도3은 척(1)의 중심 홈(10a) 및 관련된 중심 핀(20a)을 통해 활주하는 면을 따라 취해진 단면에서의 팰럿(2) 및 척 부재(1)를 도시하고, 이에 따라 둥근 하부판은 감소된 크기로 도시된다. 관련된 래치(11a)의 하부 부분은 척 부재(1)의 대응 홈 내에 수용되는 원통형 부분(12a)을 포함한다. 동시에, 원통형 부분(12)은 그 주위로 래치(11a)가 피벗되는 베어링을 구성한다. 래치(11a)를 작동하기 위해, 래치(11a)를 향하는 방향으로 기부판(3) 상에 위치되는 스프링(19)에 의해 편향되는 클램핑 피스톤(16)이 제공된다. 클램핑 피스톤(16)은 실린더형 돌출부(18)와 환형 견부(17)를 포함하고, 실린더형 돌출부는 래치(11a)가 베어링 주위에서 반경 방향으로 이동 가능하고 피벗 가능하게 하는 원뿔형 전방부를 갖는다. 바람직하게 는, 돌출부(18)와 래치(11a) 사이의 접촉면을 증가시키고, 그에 따라 래치(11a)의 상부(13a)에 가해지는 특정한 가압력을 감소시키기 위해 래치(11a)와 대면하는 측면에서 돌출부(18)는 약간 평평해진다.

여기에 개시되고 도3에 도시된 바와 같이, 스프링(19)의 힘에 대항하여 초기의 안착 위치로 클램핑 피스톤(16)을 이동하기 위해, 가압 공기가 견부(17) 위에 위치된 챔버에 공급된다. 챔버 내로 가압 공기를 공급하는 것은 환형 홈(21) 및 채널(22)을 통해 달성된다. 클램핑 요소가 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 조립된 상태에 있게 되면, 환형 원형 요소(도1 참조)(4)와 협동하여 홈(21)은 도시되지 않은 밀봉 요소에 의해 밀봉되는 환형 채널을 구성한다.

특정한 중심 핀(20a)에는 핀의 대향 측면 양쪽에 리세스(23a, 24a)가 제공된다. 도3에 도시된 바와 같이 관련된 중심 핀을 센터링 하기 위해 제공된 우측 홈 플랭크(14a)는, 도3에 도시된 바와 같이 척(1)에 팰럿(2)을 클램핑 할 때 중심 핀(20a)의 하나의 우측 리세스(23a) 상에 위치되도록 구성된 엠보스먼트로서 설계된다. 래치(11a)에 관해서는, 도3에 도시된 바와 같이 척(1)에 팰럿(2)을 클램핑 할 때 중심 핀(20a)의 다른 좌측 리세스(24a) 상에 위치되도록 구성된 엠보스먼트(13a)도 제공된다.

도4는 조립되었지만 아직 클램핑 된 상태가 아닌 팰럿(2) 및 척 부재(1)의 단면도를 도시한다. 팰럿(2)의 특정한 중심 핀(20a)이 척 부재(1)의 대응 중심 홈을 관통하는 것을 보장하기 위해, 도4에 도시된 바와 같이 피스톤(16)은 안착 또는 개시 위치로 하향 방향으로 공기압으로 이동되어야 한다. 이에 따라, 도4에 도시 된 바와 같이 래치(11a)는 좌측으로 피벗되는 개시 위치에 있게 된다. 또한 래치(11a)가 상술한 개시 위치인 좌측 위치에 있는 것을 보장하기 위해서, 일단 클램핑 피스톤(16)이 하부 안착 위치에 있으면, 필요에 따라, (도시되지 않은) 스프링 요소가 제공될 수 있다. 반면에, 래치(11a)는 그 우측 위치에 있게 되는 중심 홈(10a)을 관통하는 중심 핀(20a)에 의해 소정의 좌측 안착 위치로 이동되도록 설계된다.

팰럿(2)이 척 부재(1)의 Z-방향 기준면 상에 위치되고 중심 핀이 관련된 중심 홈 내에 수용되면, 클램핑 피스톤(16) 상에 가해지는 공기 압력은 감소되고, 그 결과 피스톤은 관련된 스프링(19)의 영향 아래 도5에 따른 작동 위치로 이동된다. 클램핑 피스톤(16)의 위쪽으로의 이동 동안, 약간 원뿔형 돌출부(18)는 홈 측부 또는 플랭크(14a)를 향하는 방향으로 래치(11a)를 가압하여 이동시킨다. 홈 측부 또는 플랭크(14a) 그리고 래치(11a)의 엠보스먼트(13a) 모두의 설계로 인해, 중심 핀(20a)은 관련된 홈 내로 견인되고, 그 결과, 한편으로는 Z-방향으로 센터링이 일어난다. 다른 한편으로는, 그리고 사실상 동시적으로, Z-축 주위의 각도 위치에 관해서 뿐만 아니라 X 및 Y-방향에서 팰럿(2)의 센터링도 일어난다. 클램핑 피스톤(16)이 위로 이동함으로써, 실질적인 구성에 따라, 래치(11a)는 팰럿(2)이 척 부재(1)에 클램핑 되는 작동 위치 내로 수십 밀리리터에서 수 밀리리터까지 사이의 경로를 따라 우측을 향해 피벗된다. 이에 따라, 팰럿은 Z-기준면(15a, 15b, 15c, 15d) 상에 (도2 참조) 위치되고, 그 결과, Z-방향으로 정확한 위치 설정 외에, X 및 Y-방향 뿐만 아니라 Z-방향 주위의 각도 위치에 관해서도 정확한 위치 설정이 보장된다. 클램핑 작동이 완료되면, 중심 핀(20a)이 중심 홈의 하부에 위치되지 않도록 크기가 결정된다는 것을 알아야 한다.

중심 홈(10a)과 중심 핀(20a)의 협동에 관해 주어진 모든 상기 설명은 모든 대응 요소를 포함하는 세 개의 다른 중심 핀(20b, 20c, 20d) 및 세 개의 다른 중심 홈(10b, 10c, 10d)에 대해서도 동등하게 적용된다.

네 개의 래치를 작동하기 위한 네 개의 상이한 클램핑 피스톤 대신에, 네 개의 래치를 작동하기 위한 네 개의 실린더형 돌출부를 갖는 공통 환형 피스톤이 제공될 수 있다. 반면에, 대응하게 설계된 클램핑 수단에 협동하는 엠보스먼트를 갖는 상기 언급된 리세스를 대신하여 또는 추가적으로 특정한 중심 핀이 제공될 수 있다.

본 발명에 따라 가능한 실시예로 상기에서 기술한 클램핑 장치의 장점이 이하에 요약될 수 있다.

대부분의 종래 기술의 장치에 의해 제공되는 것처럼 대체로 매우 긴 중심 클램핑 바에 대한 요구가 없어지므로, 매우 간략한 구성, 특히 매우 낮은 높이가 제공될 수 있고,

팰럿을 제거하기 위해, 클램핑 척 위의 10mm 영역의 자유 공간으로 충분하고,

탄력적인 중심 요소가 없는 매우 간략한 구성이 제공될 수 있고,

절대적이고 반복성이 있는 매우 높은 정확도의 센터링이 얻어지고,

긴 핀 부재의 형상에서 중심 클램핑 부재가 없어서, 척 부재에는 연속적인 중심 구멍이 제공될 수 있고,

상술한 두 개의 환형 밀봉 부재의 제공으로 인해, 상기 두 개의 밀봉 부재를 센터링하고 그 사이에 위치되는 것에 관련된 요소의 효과적인 보호가 달성되고,

래치를 작동하기 위해 제공된 클램핑 피스톤은 주변 환경에 대하여 공기식으로 밀봉되고,

중심 및/또는 안착면을 공기식으로 세척하기 위해 배기시켜야 하는 공기가 없고,

Z-방향으로 가해지는 높은 클랭핑 힘이 요구되지 않고, 따라서 팰럿이 매우 얕게 설계될 수 있다.

Claims (11)

1. 척 부재 및 척 부재에 분리 가능하게 고정되도록 구성된 팰럿 부재를 포함하고, 상기 척 부재는 적어도 세 개의 중심 홈을 갖고, 각각의 상기 중심 홈은 제1 측방향 홈 플랭크 및 제2 측방향 홈 플랭크를 갖고, 상기 팰럿 부재는 상기 적어도 세 개의 중심 홈에 대응하여 배열되고 형성된 적어도 세 개의 중심 핀을 갖고,상기 척 부재는 상기 척 부재에 상기 팰럿을 클램핑하기 위한 클램핑 수단을 더 포함하는 클램핑 장치에 있어서,

   각각의 상기 중심 핀은 측방향 리세스 및/또는 엠보스먼트를 갖고,

   상기 척 부재의 각각의 상기 제1 중심 홈 플랭크는 상기 팰럿의 관련된 중심 핀의 위치를 결정하도록 구성되고, 각각의 상기 제2 중심 홈 플랭크에는 상기 척 부재에 상기 팰럿을 클램핑 할 때 상기 관련된 중심 핀의 상기 리세스 및/또는 엠보스먼트를 결합하도록 구성된 클램핑 부재가 제공되어, 각각의 상기 중심 핀은 관련된 중심 홈 내의 Z-방향으로 당겨지는 동시에 관련된 중심 홈의 상기 제1 중심 홈 플랭크에 대하여 가압되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
2. 제1항에 있어서, 각각의 상기 중심 핀에는 양 측면 상에 리세스 및/또는 엠보스먼트가 제공되고,

   관련된 중심 핀의 위치를 결정하도록 구성된 상기 제1 중심 홈 플랭크는 상기 클램핑 부재의 영향 하에 상기 중심 핀을 중심 홈 내로 Z-방향으로 당기는 것과 같이 중심 홈 플랭크와 결합하는 중심 핀의 형상에 대응하는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 척 부재에는 Z-축 주위에서 서로 90°로 오프셋 되어 배열된 네 개의 중심 홈이 제공되어, 상기 팰럿에는 네 개의 대응하여 위치된 중심 핀이 제공되고, 이에 따라, 각 경우에 두 개의 직경 방향으로 대향된 중심 홈은 X-방향으로 팰럿의 위치를 결정하도록 구성되는 반면, 두 개의 나머지 직경 방향으로 대향된 중심 홈은 Y-방향으로 팰럿의 위치를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
4. 제1항에 있어서, 각각의 상기 클램핑 부재는 Z-방향으로 이동 가능한 클램핑 피스톤에 의해 대향 홈 플랭크를 향해 피벗되도록 구성된 피벗형 래치 부재로서 구성되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
5. 제4항에 있어서, 클램핑 부재의 회전 중심은 관련된 중심 홈 아래에 위치되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 클램핑 피스톤에는 개시 또는 안착 위치로부터 작동 또는 클램핑 위치로 상기 클램핑 부재를 피벗하도록 구성된 실린더형 돌출부가 제공되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 실린더형 돌출부는 원뿔형 전방부를 갖는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
8. 제4항 또는 제6항에 있어서, 상기 클램핑 피스톤은 스프링 부재에 의해 상기 클램핑 부재를 향하는 방향으로 편향되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 척 부재에는 중심의 연속적인 개구가 제공되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 척 부재에는 Z-축 기준으로서 작용하고 인접한 중심 홈 사이에 각각 위치되는 복수의 안착면이 제공되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
11. 제10항에 있어서, Z-축 기준으로써 작용하는 상기 안착면은 사실상 환형 세그먼트의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.

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