KR20130030642A - 도넛타입 소재 공급툴 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도넛타입 소재 공급툴.도넛 타입의 소재를 척으로 공급하는 과정을 기계적으로 수행할 수 있게 되므로, 작업의 효율성을 높이면서 안전하고 쾌적한 작업환경을 구축할 수 있도록 한 도넛타입 소재 공급툴에 관한 것으로서;
공작기계의 내부에 설치되어 소재를 잡아주는 척에 대하여 X,Y,Z방향으로 움직이는 이송플레이트에 구비되는 홀더에 고정될 수 있도록 구비하는 홀딩바와, 상기 홀딩바에 형성되는 가이드홀을 출입할 수 있도록 결합하는 작동로드와, 상기 작동로드와 홀딩바 사이에 개재하여 작동로드가 항상 전방으로 돌출되게 하는 스프링과, 상기 작동로드의 선단에 구비하여 공작기계의 외부에서 내부로 연결되는 피더 상에 위치한 소재를 인출하여 척으로 공급하는 공급자와, 상기 공급자는 소재를 안정적으로 받쳐줄 수 있도록 형성하는 받침판과, 상기 받침판의 전면 중심에 소재에 형성되는 홀과 결합하여 일치시킬 수 있도록 돌출시켜 형성하는 결합돌기와, 상기 받침판에 소재를 흡착할 수 있도록 배열하는 다수개의 마그네트를 포함하는 구성이 특징이다.

Description

도넛타입 소재 공급툴{SUPPLY TOOL OF MATERIAL FOR CNC}

본 발명은 도넛타입 소재 공급툴에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 원판 또는 다각형상의 중앙에 홀이 형성된 와셔와 같은 도넛 타입의 소재를 가공할 수 있도록 척에 공급하기 위한 공급툴의 제공에 관한 것이다.

공작기계는 금속 또는 다른 재료로 된 부품을 제작, 제작된 부품을 보다 정밀하게 가공하기 위해 사용하는 고정식 동력기계이며, 이러한 공작기계 중 대표적인 것으로 축, 파이프 등을 가공하는 선반은 공작물을 주축에 의해 회전되는 척에 클램핑한 후, 이를 회전시키며 가공공구로 목적하는 형상을 완성하게 된다.

특히, 선반은 기계부속 등을 생산하는 공장의 대부분이 자동화 라인을 구축함에 따라 인력에 의존하지 않고 자동으로 제품을 가공하기 위한 수치제어(Numerical Control; NC) 방식의 것이 꾸준히 개발되어 왔었으며, 이와 같은 개발의 결과로 현재의 수치제어선반은 컴퓨터와 연동하여 제품을 가공하는 컴퓨터 수치제어(Computerized Numerical Control; CNC)선반이 개발되어 사용되고 있다.

상기와 같은 공작기계는 기계바디의 내부에 동력을 전달받아 가공하고자 하는 소재를 클램핑하기 위한 척이 설치되고, 상기 척의 전방에는 척에 대하여 X,Y,Z방향으로 움직이는 이송플레이트가 설치된다.

상기 이송플레이트에는 척에 고정된 소재를 가공하기 위한 툴을 장착하거나 또는 척에 소재를 공급하거나 척에 공급된 소재를 인출하기 위한 로딩 및 언로딩을 위한 홀더를 구비하여 척의 상방에 설치되는 공급라인을 통하여 공급되는 소재를 로딩 및 언로딩할 수 있도록 구성하고 있다.

상기와 같은 수치제어방식의 공작기계는, 공작기계를 이용하여 가공하기 위한 소재가 척이 충분하게 클램핑할 수 있는 형상으로 구비되기 때문에 공작기계의 외부에서 공작기계의 내부로 가공하고자 하는 소재를 공급하기 위한 피더를 부설하고, 공작기계의 내부에 설치되는 이송플레이트에 구비되는 홀더에 클램퍼를 설치하여 소재를 공급할 수 있도록 하고 있다.

상기와 같이 이송플레이트에 구비되는 홀더에 설치되어 소재를 척에 공급하기 위한 클램퍼는 통상적으로 유압 또는 공압에 의하여 한 쌍의 핑거가 벌어지고 오므려지는 형태로 구성되기 때문에 소재를 피더에서 척으로 공급할 수 있기 위해서는 척과 클램퍼가 간섭받지 않을 정도의 길이를 가지는 소재일 경우에만 가능하게 된다.

그러므로 원판형상, 또는 다각형상 또는 원판 및 다각형상의 중앙에 구멍이 형성된 판상소재를 척으로 공급하여 가공하기 위해서는 소재의 공급을 위한 피더와 피더에서 척으로 소재를 공급하기 위한 통상적인 클램프를 이용해서는 공급하는 것이 현실적으로 어렵게 된다.

이러한 이유에 의하여 현재에는 공작기계를 이용하여 도넛타입의 소재를 가공하고자 할 경우에는 작업자가 공작기계의 도어를 개방시킨 상태에서 소재를 하나 하나씩 손으로 잡고 척에 공급하는 방식을 취하고 있기 때문에 공작기계의 자동화가 불가능하게 된다.

상기와 같이 도넛 형태의 소재를 기계적으로 수행하지 않고 수작업에 의하여 공급하는 관계로 가공시간이 길어지게 되므로 전체적인 생산성이 향상되는 것을 기대할 수 없고, 공작기계 마다 작업가가 필요하게 되는 것은 물론 가공시간이 길어지면서 생산원가 상승이 불가피하여 대외적인 경쟁력이 취약하게 되는 원인이 된다.

또한, 도넛 타입의 소재를 가공완료하기까지 공작기계의 도어를 개방한 상태로 두어야 소재 공급이 가능하게 되므로 공작기계가 소재를 가공하는 과정에서 발생하는 버(Burr)는 물론 각종 오일류가 비산되어 공작기계 외부로 분출되기 때문에 작업자는 물론 작업장을 오염시키고, 가공소음이 외부로 유출되어 쾌적한 작업환경을 유지할 수 없게 된다.

그리고, 작업자가 소재를 척에 공급하는 과정에서 타이밍을 놓칠 경우에는 척에 작업자의 손이 끼이거나 작업자가 착용하고 있는 장갑이 척에 끼어 손이 손상되는 안전사고의 우려가 높은 등 여러 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 공작기계의 내부에 설치되어 소재를 잡아주는 척에 대하여 X,Y,Z방향으로 움직이는 이송플레이트에 구비되는 홀더에 고정될 수 있도록 구비하는 홀딩바와, 상기 홀딩바에 형성되는 가이드홀을 출입할 수 있도록 결합하는 작동로드와, 상기 작동로드와 홀딩바 사이에 개재하여 작동로드가 항상 전방으로 돌출되게 하는 스프링과, 상기 작동로드의 선단에 구비하여 공작기계의 외부에서 내부로 연결되는 피더 상에 위치한 소재를 인출하여 척으로 공급하는 공급자와, 상기 공급자는 소재를 안정적으로 받쳐줄 수 있도록 형성하는 받침판과, 상기 받침판의 전면 중심에 소재에 형성되는 홀과 결합하여 일치시킬 수 있도록 돌출시켜 형성하는 결합돌기와, 상기 받침판에 소재를 흡착할 수 있도록 배열하는 다수개의 마그네트를 포함하여;

도넛타입 소재 공급툴.도넛 타입의 소재를 척으로 공급하는 과정을 기계적으로 수행할 수 있게 되므로, 작업의 효율성을 높이면서 안전하고 쾌적한 작업환경을 구축할 수 있는 목적 달성이 가능하다.

본 발명은 공작기계의 외부에서 공작기계의 내부로 연장되는 피더에서 척으로 도넛타입 소재를 기계적으로 공급하기 위한 전용의 공급툴을 제공하여 소재의 공급을 원활하게 수행하여 가공시간을 대폭 단출하면서 가공품질을 높이는 것은 물론, 가공에 따르는 생산원가를 절감하여 대외적인 경쟁력을 높이도록 하면서 도넛타입 소재를 안정적이면서 효율적으로 척에 공급하여 공작기계의 완전자동화를 꾀할 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 도넛타입 소재 공급툴을 도시한 외관 사시도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 도넛타입 소재 공급툴을 도시한 A - A선 단면도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 도넛타입 소재 공급툴이 장착된 상태를 도시한 구성도.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 도넛타입 소재 공급툴을 도시한 외관 사시도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 도넛타입 소재 공급툴을 도시한 A - A선 단면도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 도넛타입 소재 공급툴이 장착된 상태를 도시한 구성도로서 함께 설명한다.

본 발명의 기술이 적용되는 도넛타입 소재 공급툴(100)은, 공작기계(101)의 내부에 설치되어 소재(102)를 잡아주는 척(103)에 대하여 X,Y,Z방향으로 움직이는 이송플레이트(104)에 구비되는 홀더(105)에 고정될 수 있도록 홀딩바(106)를 구비한다.

상기 홀딩바(106)의 전방으로는 홀딩바(106)에 형성되는 가이드홀(107)을 출입할 수 있도록 작동로드(108)를 결합하고, 상기 작동로드(108)와 홀딩바(106) 사이에는 스프링(109)을 개재하여 작동로드(108)가 항상 전방으로 돌출되는 형태가 되도록 한다.

물론, 상기 홀딩바(106)에 형성되는 가이드홀(107)에 위치하는 작동로드(108)의 후단부에는 스토퍼 또는 스톱링을 구비하여 작동로드(108)가 가이드홀(107)을 벗어나 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 함은 당연할 것이다.

상기 작동로드(108)의 선단에는 공작기계(101)의 외부에서 내부로 연결되는 피더(110) 상에 위치한 도넛 형태의 소재(102)를 피더(110)로부터 인출하여 척(103)으로 공급하기 위한 공급자(111)를 구비한다.

상기 공급자(111)는 가공을 통하여 작동로드(108)에 일체로 형성하여도 되고, 작동로드(108)와 분리가공한 후 작동로(108)와 결합시켜 구성하는 등 다양한 형태로의 실시가 가능할 것이다.

상기 공급자(111)는, 소재(102) 전체를 안정적으로 받쳐줄 수 있도록 원판형상의 받침판(112)을 형성하고, 상기 받침판(112)의 전면 중심에는 소재(102)에 형성되는 홀(113)과 결합하여 일치시킬 수 있도록 결합돌기(114)를 돌출시켜 형성한다.

상기 받침판(112)에는 소재(102)를 흡착할 수 있도록 다수개의 마그네트(115)를 배열하고, 상기 받침판(112)과 결합돌기(114)의 전면부는 후향 경사지게 경사면(116)을 형성하여 홀(113)로의 결합을 용이하게 하면서 소재(102)가 받침판(112)과 평평한 상태로 밀착되지 않아도 척(103)에 밀어줄 때 제 위치를 잡아줄 수 있도록 한다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 도넛타입 소재 공급툴(100)을 이용하여 소재(102)를 척(103)에 공급하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

공급툴(100)를 이송플레이트(104)에 구비되는 홀더(105)에 견고하게 고정하고 공작기계(101)의 도어를 닫으면, 프로그래밍된 수치제어에 의하여 공작기계(101) 외부에서 내부로 연결된 피더(110)로 소재(102)를 공급하면 이송플레이트(104)가 공급툴(100)을 장착한 홀더(105)를 피더(110) 끝단으로 움직인 후 다시 피더(110) 끝단에 위치한 소재(1020 방향으로 이동하게 된다.

그러면, 홀더(105)에 장착된 공급툴(100)의 공급자(111)를 구성하는 결합돌기(114)가 소재(102)의 홀(113)에 삽입되면서 받침판(112)에 구비되는 마그네트(115)가 소재(102)를 자력으로 흡착하게 된다.

이때 결합돌기(114)에 형성되는 경사면(116)에 의하여 결합돌기(114)의 선단부 직경이 소재(102)에 형성되는 홀(113)의 직경보다 작은 상태이기 때문에 용이하게 홀(113)로 진입할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 소재(102)를 자력으로 공급자(111)에 부착하게 되면, 이송플레이트(104)는 피더(110)와 멀어진 상태에서 척(103) 방향으로 이동하고, 척 방향으로 이동이 완료되면 홀더(105)가 척(103) 방향으로 이동할 수 있도록 이송플레이트(104)가 척(103) 방향으로 이동한다.

그러면, 공급툴(100)의 공급바(111)에 결합 된 소재(102)는 척(103)으로 전진하여 소재(102)를 척(103)에게 인계하는 데, 척(103)이 소재(102)를 견고하게 잡을 수 있도록 지긋하게 눌러주는 형태로 공급하게 된다.

이 과정에서는 이송플레이트(104)는 척(103) 방향으로 전진하고 있기 때문에 공급자(111)가 척(103)과 연접되면서 눌러지게 되는 데, 이때 작동로드(108)와 홀딩바(106) 사이에 개재된 스프링(109)이 수축되면서 작동로드(108)의 후미가 홀딩바(106)에 형성되는 가이드홀(107)로 들어가게 되므로 이송플레이트(104)가 척(103) 방향으로 움직이더라도 공급자(111)는 균일한 압력을 유지할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 소재(102)를 척(103)으로의 공급이 완료되면, 이송플레이트(104)는 원래의 위치로 복귀한 후 다시 공급툴(100)을 피더(110) 방향으로 이동하여 소재(102)를 공급받아 척(103)으로 공급하는 동작을 반복하게 되는 것이다.

특히, 공급자(111)를 구성하는 받침판(112)의 전면부가 후향 경사지게 형성되는 경사면(116)에 의하여 피더(110)로부터 소재(102)를 공급받는 과정이나 소재(102)를 척(103)으로 공급하는 과정에서 소재(102)가 받침판(112)과 평평한 상태를 유지하지 못하고 비스듬하게 결합 되어 있어도 소재(102)가 받침판(112)과 연접되는 과정 또는 소재(102)가 척(103)과 연접되는 과정에서 보정이 이루어져 평평한 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명은 도넛 타입의 소재를 척으로 공급하는 과정을 기계적으로 수행할 수 있게 되므로, 작업의 효율성을 높이면서 안전하고 쾌적한 작업환경을 구축할 수 있는 등의 장점을 가진다.

100; 공급툴
104; 이송플레이트
106; 홀딩바
108; 작동로드
111; 공급자
112; 받침판
114; 결합돌기
115; 마그네트

Claims (2)

1. 공작기계의 내부에 설치되어 소재를 잡아주는 척에 대하여 X,Y,Z방향으로 움직이는 이송플레이트에 구비되는 홀더에 고정될 수 있도록 구비하는 홀딩바와;
   상기 홀딩바에 형성되는 가이드홀을 출입할 수 있도록 결합하는 작동로드와;
   상기 작동로드와 홀딩바 사이에 개재하여 작동로드가 항상 전방으로 돌출되게 하는 스프링과;
   상기 작동로드의 선단에 구비하여 공작기계의 외부에서 내부로 연결되는 피더 상에 위치한 소재를 인출하여 척으로 공급하는 공급자와;
   상기 공급자는 소재를 안정적으로 받쳐줄 수 있도록 형성하는 받침판과;
   상기 받침판의 전면 중심에 소재에 형성되는 홀과 결합하여 일치시킬 수 있도록 돌출시켜 형성하는 결합돌기와;
   상기 받침판에 소재를 흡착할 수 있도록 배열하는 다수개의 마그네트를 포함하는 것을 특징으로 하는 도넛타입 소재 공급툴.
2. 제 1 항에 있어서;
   상기 받침판과 결합돌기의 전면부는 홀로의 결합을 용이하게 하면서 소재가 받침판과 평평한 상태로 밀착되지 않아도 척에 밀어줄 때 제 위치를 잡아줄 수 있도록 후향 경사진 경사면을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 도넛타입 소재 공급툴.

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