KR20080050912A - 공압을 이용한 공작물 치구의 착좌 감지장치 - Google Patents

공압을 이용한 공작물 치구의 착좌 감지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공압을 이용한 공작물 치구의 착좌 감지장치에 관한 것이다. 이를 위해, 공작물(20)이 고정되는 위치까지 제 1 공압라인(45)의 일단이 연장된 치구(50); 치구(50)중 제 1 공압라인(45)의 타단에 설치된 공압유입부(100); 공압유입부(100)에 밀착되거나 분리되는 실린더(70); 실린더(70)에 탑재되어 공압유입부(100)와의 밀착상태에서 공압을 공급하는 커넥터(85); 커넥터(85)와 연결된 제 2 공압라인(78) 상에 설치되어 제 2 공압라인(78)의 압력을 감지하는 압력센서(220); 및 압력센서(220)의 출력신호를 소정의 기준 압력값과 대비하여 공작물(20)의 착좌 여부를 판단하는 제어부(200)가 제공된다.
착좌장치, 공압센서, 압력, 공작물, 치구, 클램프, 볼, 실린더, 커넥터

Description

공압을 이용한 공작물 치구의 착좌 감지장치{Mounting sensing device of a work piece jig using pneumatic pressures}
도 1은 본 발명에 따른 공압을 이용한 공작물 치구의 착좌 감지장치의 개략적인 측면도,
도 2는 도 1에 도시된 착좌 감지장치의 평면도,
도 3은 도 1에 도시된 착좌 감지장치중 공압실린더(70) 및 그 주변장치의 정면도,
도 4는 도 1중 공압유입부(100)와 커넥터(85)가 접근하는 상태의 부분확대 단면도,
도 5는 도 4에 도시된 공압유입부(100)와 커넥터(85)가 밀착되어 공압을 전달하는 상태의 부분확대 단면도,
도 6은 도 4중 커넥터(85) 첨단부분의 부분확대 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
5 : 베이스, 10 : 팔레트,
20 : 공작물, 30 : 소재용 클램프,
32 : 클램프축, 40 : 클램프용 유압치구,
45 : 제 1 공압라인, 50 : 치구,
70 : 공압실린더, 72 : 제 3 공압라인,
74 : 가이드, 78 : 제 2 공압라인,
79 : 공압포트, 80 : 블럭 커넥터,
85 : 커넥터, 87 : 내공,
89 : 측면개구부, 100 : 공압유입부,
110 : 하우징, 120 : 커넥터 블럭,
130 : 볼, 140 : 스프링,
200 : 제어부, 210 : 표시부,
220 : 압력센서.
본 발명은 공작기계에서 공작물 치구의 착좌 감지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공압을 이용한 공작물 치구의 착좌 감지장치에 관한 것이다.
일반적으로, 공작기계의 팔레트 위에 치구를 설치하고, 치구상에 공작물을 설치하여 가공하는 사례가 있다. 이 때, 치구상에 공작물을 고정하기 위하여 치구에 별도의 유압라인 또는 공압라인을 설치하여 사용한다. 특히, 공작물이 치구상에 옳바르게 장착되었는지 또는 공작물과 치구 사이에 절삭칩과 같은 이물질이 끼여 있는지 여부를 알아내기 위해 공압라인을 사용하곤 하였다. 공압라인의 압력을 감지하여
그런데, 공작물의 크기나 가공 조건 등에 따라 또는 작업자의 필요에 따라 유공압 라인을 증설하거나 조정해야 하는 필요성이 발생한다. 실제로 이러한 작업은 매우 번거로운 것으로서 생산성을 저하시키고, 경험자를 필요로 하는 단점이 있었다. 특히, 팔레트 위의 치구가 놓여져 있는 상태에서 작업자가 치구로 올라가 조정 작업을 해야 했기 때문에 안전사고의 위험이 항상 도사리고 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은 치구로 용이하게 공압을 공급할 수 있고, 압력을 전달받아 착좌 여부를 판단할 수 있는 공압을 이용한 공작물 치구의 착좌 감지장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은, 치구에 제공될 공압라인의 증설이나 조정이 용이하고 간편한 공압을 이용한 공작물 치구의 착좌 감지장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 공작물(20)이 고정되는 위치까지 제 1 공압라인(45)의 일단이 연장된 치구(50);
치구(50)중 제 1 공압라인(45)의 타단에 설치된 공압유입부(100);
공압유입부(100)에 밀착되거나 분리되는 실린더(70);
실린더(70)에 탑재되어 공압유입부(100)와의 밀착상태에서 공압을 공급하는 커넥터(85);
커넥터(85)와 연결된 제 2 공압라인(78) 상에 설치되어 제 2 공압라인(78)의 압력을 감지하는 압력센서(220); 및
압력센서(220)의 출력신호를 소정의 기준 압력값과 대비하여 공작물(20)의 착좌 여부를 판단하는 제어부(200)로 구성되는 것을 특징으로 하는 공압을 이용한 공작물 치구의 착좌 감지장치에 의해 달성될 수 있다.
그리고, 공압유입부(100)는,
커넥터(85)와 맞닿을 수 있는 볼(130);
볼(130)을 일방향으로 탄성지지하는 스프링(140); 및
내부에 볼(130)과 스프링(140)이 구비되고, 공압 유로가 형성된 커넥터 블럭(120)으로 구성될 수 있다.
뿐만 아니라, 커넥터(85)는 축선방향으로 내공(87)이 형성된 중공형상이고,
공압유입부(100)와 접촉하는 첨단에는 반경방향으로 측면개구부(89)가 형성되어 있는 것이 적합할 수 있다.
아울러, 실린더(70)상에는 복수의 커넥터(85)가 병렬로 설치되고,
압력센서(220)는 각 커넥터(85)에 연결된 각 제 2 공압라인(78) 마다 설치되어 있는 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부 도면들과 관련되어 설명되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명확해질 것이다.
이하에서는 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면과 관련하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 공압을 이용한 공작물 치구의 착좌 감지장치의 개략적인 측면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 팔레트(10)의 상부에는 치구(50)가 설치되고, 치구(50)에는 가공할 공작물(20)이 고정된다. 소재용 클램프(30)는 클램프축(32)을 중심으로 회전 가능하며, 공작물(20)을 고정하거나 고정해제하는 기능을 갖는다. 클램프용 유압치구(40)는 치구(50)의 상부에 위치하며 클램핑에 필요한 유압을 제공하는 구성을 갖는다.
제 1 공압라인(45)은 차구(50)의 내부 또는 외부에 설치되며, 일단은 공작물(20)이 고정되는 영역까지 연장되어, 공작물(20)의 일면에 직접 면접하게 된다. 제 1 공압라인(45)의 타단은 치구(50) 하단의 측면까지 연장되어 공압유입부(100)를 형성하게 된다. 이러한 제 1 공압라인(45)은 공압유입부(100)에서 유입된 공압을 공작물(20)까지 전달하는 구성을 갖는다. 공압유입부(100)에 관한 구체적인 구성은 추후 설명하기로 한다.
공압실린더(70)는 치구(50)에 대해 수평한 위치로 고정되어 있으며, 공압유입부(100)로부터 일정한 간격만큼 이격된 채 고정된다. 따라서, 공압실린더(70)가 팽창되었을 때는 공압유입부(100) 근처까지 접근할 수 있는 행정길이와 기구적인 배치를 갖는다.
공압실린더(70)의 상부에는 커넥터(85)에 공압을 전달하기 위한 공압포트(79)가 구비되어 있다. 제 2 공압라인(78)의 일단은 공압포트(79)에 연결되어 있고, 타단은 압력센서(220)에 연결되어 있다. 이러한 제 2 공압라인(78)은 공압유입부(100)를 통해 치구(50) 내부로 공압을 전달하기 위한 것이다.
압력센서(220)는 공작물(20)과 제 1 공압라인(45) 사이의 공압 배출에 따른 압력 감소 및 공작물(20)과 제 1 공압라인(45) 사이의 밀착에 따른 압력 상승을 감지한다.
제 3 공압라인(72)의 일단은 공압실린더(70)에 연결되고, 타단은 압력센서(220) 전단에서 분지된다. 이러한 제 3 공압라인(72)은 공압실린더(70)의 수축과 팽창 동작을 위한 공압을 전달하기 위한 것이다. 제 3 공압라인(72)은 압력센서(220)의 전단에서 분지되기 때문에 제 2 공압라인(78)의 내부 압력에 영향을 미치지 않게 된다.
제어부(200)는 압력센서(220)로 부터 전달받은 신호를 이용하여 제 2 공압라인(78)의 내부 압력을 산출한다. 이렇게 산출된 내부압력을 미리 입력된 기준압력과 비교하여 공작물(20)과 제 1 공압라인(45) 사이의 상태를 감지하게 된다. 이 때, 제 1 공압라인(45)과 제 2 공압라인(78) 사이의 압력은 같다고 본다.
표시부(210)는 제어부(200)와 연결되어 있으며, 정상여부 또는 이상 여부를 표시하도록 구성된다. 이러한 표시부(210)의 일예로는 알람을 위한 경광등과 부저, 모니터상의 표시 등이 될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 착좌 감지장치의 평면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 착좌 감지장치중 공압실린더(70) 및 그 주변장치의 정면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더(70)는 블럭 커넥터(80), 커넥터(85), 블럭(76) 및 공압포트(79) 등을 가이드(74)를 따라 일체로 이송시킨다. 블럭(76)상에는 도 2의 실시예와 같이 4개의 블럭 커넥터(80)를 병렬로 배치하고, 각각의 블럭 커넥터(80)에 커 넥터(85)를 설치한다. 제 2 공압라인(78)은 4개의 공압포트(79)에 공압을 전달한다.
도 4는 도 1중 공압유입부(100)와 커넥터(85)가 접근하는 상태의 부분확대 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 공압유입부(100)와 커넥터(85)가 밀착되어 공압을 전달하는 상태의 부분확대 단면도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 블럭 커넥터(80)와 커넥터(85)는 공압실린더(70)에 의해 왕복 이송이 가능하고, 내부에는 제 2 공압라인(78)으로부터 전달받은 공압이 유지된다. 이를 위해, 블럭 커넥터(80)의 내부는 중공을 형성하고, 커넥터(85)가 중공에 끼워지도록 조립된다.
커넥터 블럭(120)의 내부에는 볼(130)과 스프링(140)이 구비되어 있다. 볼(130)은 커넥터(85)의 첨단과 접촉될 수 있도록 일부가 외부로 노출되어 있고, 스프링(140)은 볼(130)이 외부로 노출되도록 탄성 지지력을 가하게 된다. 스프링(140)은 압축 코일 스프링일 수 있다. 커넥터 블럭(120)의 내부에는 공압의 유로가 형성되어 있고, 하우징(110)을 통해 제 1 공압라인(45)과 연통되도록 구성된다.
도 6은 도 4중 커넥터(85) 첨단부분의 부분확대 단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 커넥터(85)의 중심에는 내공(87)이 형성되어 있고, 첨단에는 측면개구부(89)가 형성되어 있다. 측면개구부(89)는 첨단에서 반경방향으로 개방된 공압출구이다. 이러한 측면개구부(89)는 커넥터(85)의 첨단이 볼(130)에 밀착되더라도 측면개구부(89)를 통해 커넥터 블럭(120) 내부로 공압이 전달될 수 있도록 하기 위함이다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 착좌 감지장치의 동작에 대해 설명하기 로 한다. 우선, 제 3 공압라인(72)으로 공압을 전달하여 공압실린더(70)를 전진시킨다. 그러면, 도 4에서 도 5의 상태로 전환된다. 아울러 커넥터(85)가 볼(130)을 밀면서 커넥터(85)의 내공(87)과 제 1 공압라인(45)이 연통하게 된다. 이 때, 제 2 공압라인(78)을 통해 공압을 인가하면, 커넥터(85)와 제 1 공압라인(45)의 압력이 증가한다.
만약 공작물(20)이 소정 위치에 고정되고, 절삭칩과 같은 이물질이 없다면, 제 1 공압라인(45)의 일단이 공작물(20)에 밀착되어 있기 때문에 제 1 공압라인(45)의 일단은 공작물(20)의 일면에 의해 막힌 것과 마찬가지가 된다. 따라서, 제 1 공압라인(45)의 압력이 상승하고, 이는 제 2 공압라인(78)을 통해 압력센서(220)까지 전달된다.
상승하는 압력을 감지한 압력센서(220)의 출력신호는 제어부(200)로 전송되고, 제어부(200)는 미리 입력된 기준 압력값과 이를 비교하게 된다. 따라서, 감지된 압력이 기준압력보다 높다고 판정되는 경우 공작물(20)은 정상적으로 착좌하였다고 판단한다. 이러한 판단결과는 표시부(210)를 통해 정상으로 표시된다.
한편, 공작물(20)이 소정 위치에 있지 않거나, 또는 절삭칩과 같은 이물질이 개재되어 있다면, 제 1 공압라인(45)의 일단에 틈이 발생하여 공압이 유출되게 된다. 따라서, 제 1 공압라인(45)의 압력이 저하되고, 이는 제 2 공압라인(78)을 통해 압력센서(220)까지 전달된다.
압력 강하를 감지한 압력센서(220)의 출력신호는 제어부(200)로 전송되고, 제어부(200)는 미리 입력된 기준 압력값과 이를 비교하게 된다. 따라서, 감지된 압 력이 기준압력보다 낮다고 판정되는 경우 공작물(20)은 정상적으로 착좌하지 못하였다고 판단한다. 이러한 판단결과는 표시부(210)를 통해 비정상 또는 작업자의 주의를 요망하는 경고신호로 표시된다.
이와 같은 감지과정이 완료되면, 제 3 공압라인(72)의 공압밸브(번호 미부여)를 조작하여 공압실린더(70)를 후퇴시킨다. 따라서, 커넥터(85)와 공압유입부(100)가 분리되고, 공작기계는 다른 팔레트(10)로 교체된다. 이와 같은 과정을 반복하면서 치구(50)에 고정된 공작물(20)을 연속적으로 가공하게 된다.
본 발명에서는 비록 공압 시스템을 도시하고 설명하였으나, 유압시스템으로 대체할 수 있음은 물론이고, 수평 이송을 위한 실린더(70) 등도 리니어 모터 또는 랙과 피니언 등으로 대체될 수 있음은 물론이다.
따라서, 상기 설명한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 의하면, 치구로 용이하게 공압을 공급할 수 있고, 압력을 전달받아 착좌 여부를 판단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 치구에 제공될 공압라인의 증설이나 조정이 용이하고 간편한 특징이 있다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.

Claims (4)

  1. 공작물(20)이 고정되는 위치까지 제 1 공압라인(45)의 일단이 연장된 치구(50);
    상기 치구(50)중 상기 제 1 공압라인(45)의 타단에 설치된 공압유입부(100);
    상기 공압유입부(100)에 밀착되거나 분리되는 실린더(70);
    상기 실린더(70)에 탑재되어 상기 공압유입부(100)와의 밀착상태에서 공압을 공급하는 커넥터(85);
    상기 커넥터(85)와 연결된 제 2 공압라인(78) 상에 설치되어 상기 제 2 공압라인(78)의 압력을 감지하는 압력센서(220); 및
    상기 압력센서(220)의 출력신호를 소정의 기준 압력값과 대비하여 상기 공작물(20)의 착좌 여부를 판단하는 제어부(200)로 구성되는 것을 특징으로 하는 공압을 이용한 공작물 치구의 착좌 감지장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공압유입부(100)는,
    상기 커넥터(85)와 맞닿을 수 있는 볼(130);
    상기 볼(130)을 일방향으로 탄성지지하는 스프링(140); 및
    내부에 상기 볼(130)과 스프링(140)이 구비되고, 공압 유로가 형성된 커넥터 블럭(120)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공압을 이용한 공작물 치구의 착좌 감지장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥터(85)는 축선방향으로 내공(87)이 형성된 중공형상이고,
    상기 공압유입부(100)와 접촉하는 첨단에는 반경방향으로 측면개구부(89)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공압을 이용한 공작물 치구의 착좌 감지장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 실린더(70)상에는 복수의 커넥터(85)가 병렬로 설치되고,
    상기 압력센서(220)는 각 커넥터(85)에 연결된 각 제 2 공압라인(78) 마다 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공압을 이용한 공작물 치구의 착좌 감지장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100936382B1 (ko) * 2002-11-23 2010-01-13 두산인프라코어 주식회사 공압을 이용한 공작물 착좌 확인 장치

Cited By (1)

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KR100936382B1 (ko) * 2002-11-23 2010-01-13 두산인프라코어 주식회사 공압을 이용한 공작물 착좌 확인 장치

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