KR20150021433A - 클램핑 고정구 - Google Patents

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Abstract

클램핑 고정구는 클램핑 베이스 부재(1) 및 이에 고정 클램핑하기 위한 작업편 팰릿(2)을 포함한다. 클램핑 베이스 부재(1)는 각각의 클램핑 디바이스(5) 내에 제 위치에 고정되어 클램핑하기 위하여 클램핑 디바이스(5)의 수와 수적으로 상응하는 다수의 클램핑 스피곳(43)을 특징으로 한다. 작업편 팰릿(2)에 배열된 추가적인 중심조정 부재(38)와 협동하는 제1 중심조정 부재(4)가 클램핑 베이스 부재(1)에 배열되어 작업편 팰릿(2)은 X-방향 및 Y-방향에서 클램핑 베이스 부재에 고정되어 클램핑될 때 제 위치에 배열된다. 각각의 클램핑 디바이스(5)는 클램핑 소켓(6)을 특징으로 하며, 이의 상부 측면은 작업편 팰릿(2)에 대한 Z-장착부를 형성한다. 클램핑 베이스 부재(1)의 Z-장착부는 각각의 클램핑 소켓(6)의 상부를 덮는 복수의 면 부분(11)에 의하여 형성되고, 여기서 각각의 면 부분(11)에는 세정 매체를 위한 적어도 하나의 유출 포트(12)가 구비된다. 각각의 클램핑 소켓(6)에는 클램핑 베이스 부재(1)의 밑면까지 아래로 연장하는 중공형 돌출부(10)가 구비된다.

Description

클램핑 고정구{Clamping Fixture}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 기재된 바와 같이 클램핑 고정구에 관한 것이다.
이러한 클램핑 고정구는 위치가 정해진 클램핑 공구, 작업편 또는 작업편 팰릿(pallet)을 위해 사용되며, 클램핑 베이스 부재는 보통 기계 공구의 작업 테이블 또는 프레스 상에 고정가능하게 위치되고 작업편 팰릿은 클램핑 베이스 부재 상에 정밀하게 위치되어 해제가능하게 위치된다.
기계의 작업 스테이션에 작업편을 잘 정해진 위치에서 클램핑하기 위한 본 발명에 따른 장치가 EP 0 614 725 A1으로부터 공지되어 있다. 이 장치는 기계 공구의 작업 구역 내에 고정되는 클램핑 베이스 부재 및 클램핑 베이스 부재 상에 위치되고 이에 고정되도록 구성된 작업편을 포함한다. 작업편 팰릿을 클램핑 베이스 부재에 대하여 정렬시키기 위하여 클램핑 베이스 부재는 중심조정 자 부재(centering ruler member)의 형태의 제1 정렬 수단을 특징으로 하며, 작업편 팰릿은 홈이 구비되도록 가공된 프로파일 플레이트 형태의 추가적인 정렬 수단을 포함한다. 작업편 팰릿을 클램핑 베이스 부재 상에 위치시키기 위하여, 상기 중심조정 자 부재는 프로파일 플레이트의 홈과 결속되어 작업편 팰릿을 X- 및 Y- 방향으로 그리고 Z-축에 대한 이의 위치 각도에 대하여 위치시킨다. X-위치설정은, 작업편 팰릿의 밑면이 클램핑 베이스 부재의 환형 장착 면 부분과 접촉하게 될 때까지 클램핑 디바이스를 통하여 작업편 팰릿이 클램핑 베이스 부재에 대항하여 견인됨에 의하여 달성된다. 이러한 클램핑 고정구 또는 장치는 실제 성공한 입증된 기록을 가지고 있지만, 시간에 따라 환형 장착 면 부분에 먼지가 쌓이는 위험성이 있으며, 이는 특히 Z-방향에서의 작업편 팰릿의 정밀한 위치설정을 방해한다. 이에 더하여, 또한 4개의 클램핑 디바이스에 먼지가 쌓일 수 있으며, 이는 또한 각각의 클램핑 디바이스의 적절한 기능을 방해한다.
이는 본 발명의 목적이, 전술된 가공 분야에서 사용하도록 더러워짐에 영향을 받지 않는 클램핑 고정구를 제공하여, 이제 작업편 팰릿이 반복되는 정확성과 함께 클램핑 베이스 부재 상에 형성될 수 있는 것인 이유이다.
이러한 목적의 달성은, 청구항 제1항에서 기재된 바와 같은 특징에 의하여 정의된다. 본 발명에 따라서, 이제 클램핑 고정구의 클램핑 베이스 부재는 각각의 클램핑 디바이스 내에서 제 위치에 고정 클랭핑되기 위하여 클램핑 디바이스의 수와 수적으로 상응하는 다수의 클램핑 스피곳(spigot)을 특징으로 하며, 여기서 제1 중심조정 부재는 상기 클램핑 베이스 부재 상에 배열되고, 제1 중심조정 부재는 작업편 팰릿에 배열된 추가적인 중심조정 부재와 협동하여 작업편 팰릿이 X-방향 및 Y-방향에서 클램핑 베이스 부재에 고정 클램핑될 때 제 위치에 배열되고, 여기서 각각의 클램핑 디바이스는 이제 클램핑 소켓을 특징으로 하며, 클램핑 소켓의 상부 면은 작업편 팰릿에 대한 Z-장착부를 형성하고, 클램핑 베이스 부재의 Z-장착부는 각각의 클램핑 소켓의 상부를 덮는 복수의 면 부분에 의하여 형성되고, 여기서 각각의 면에는 매체를 위한 적어도 하나의 유출 포트가 제공되며, 여기서 각각의 클램핑 스피곳에는 클램핑 베이스 부재의 밑면까지 아래로 연장하는 중공형 돌출부가 제공된다.
이러한 방식으로 클램핑 고정구를 구성함으로써 이제 형성된 면 부분에 의하여 형성된 Z-장착부가 세정되는 것을 가능케 하며, 이제 클램핑 베이스 부재의 밑면으로부터 클램핑 디바이스의 영역에 쌓이기 쉬운 임의의 먼지가 세정된다. 이것이 이러한 디자인의 클램핑 고정구가 더러워지는 것에 훨씬 덜 취약한 이유이며, 이는 궁극적으로 이제 장 기간의 시간에 걸치더라도 작업편 팰릿이 클램핑 베이스 부재 상에 반복적으로 정밀하게 위치될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 대상의 바람직한 실시예 및 추가적인 측면은 종속항으로부터 알 수 있다.
따라서, 일 특정 바람직한 양태에서, 클램핑 베이스 부재는 기본 요소를 특징으로 하고 작업편 팰릿은 주 요소를 특징으로 하며, 여기서 클램핑 소켓은 클램핑 베이스 부재의 기본 요소 내에 삽입되어 클램핑 베이스 부재의 Z-장착부를 형성하고, 여기서 환형 요소는 작업편 팰릿의 주 요소 내에 삽입되어 작업편 팰릿의 Z-장착부를 형성한다. 이는 이제 원하는 요구조건으로 특별히 구성된 재료로 각각의 Z-장착부를 제작하는 것을 가능케 한다. 이에 더하여, 임의의 특정 응력에 노출되지 않은 클램핑 고정구의 요소, 특히 기본 요소 및 주 요소는 이제 비교적 저가로 그리고 필요시에는 경량의 재료로 제작될 수 있다. 이와 관련하여, 추가적인 특정 바람직한 실시예에서, 클램핑 베이스 부재의 기본 요소의 재료보다 더 경질의 재료의 클램핑 소켓을 제작하고, 작업편 팰릿의 주 요소의 재료보다 더 경질의 재료로부터 작업편 팰릿의 환형 요소를 제작하는 것이 제안된다.
클램핑 고정구의 다른 바람직한 양태에서, 각각의 클램핑 소켓은 단일편으로 설계되고, 환형 주연 견부를 특징으로 하며, 이의 밑면은 드릴링(drilling)으로 유출 포트를 연결하는 환형 통로가 구비되도록 가공된다. 클램핑 소켓의 유출 포트는 환형 통로를 통하여 공기를 공급받을 수 있기 때문에, 이러한 양태는 클램핑 소켓의 비교적 간단한 구조를 허용한다.
클램핑 고정구의 다른 특정 바람직한 실시예에서는, 클램핑 베이스 부재 상에 작업편 팰릿을 위치시킬 때 Z-장착부로 기능하는 면 부분과 작업편 팰릿의 Z-장착부 사이에 0.1 부터 0.01 mm 까지의 범위를 갖는 간격이 형성되도록 작업편 팰릿이 클램핑 베이스 부재에 조정되도록 제공된다. 이는 이제, 클램핑 작동 중에 클램핑 베이스 부재의 Z-장착부와 접촉되기 위하여서는 작업편 팰릿이 Z-방향에서 단지 매우 작은 거리만을 오직 결정하기만 하면 될 수 있게 만든다. 이것이 작업편 팰릿을 고정 클램핑할 때 홈 요소가 Z-방향에서 오직 약간만 전환되어 클램핑 베이스 부재에 대한 작업편 팰릿의 매우 정확한 정렬을 향상시키는 이유이다. 이는 X-방향 및 Y-방향으로의 정렬 이후에 작업편 팰릿의 매우 작은 Z-이동으로 인하여 오류의 임의의 가능한 원인이 실질적으로 제거되고, 홈 요소를 Z-방향으로 유연하게 편향시키기 위해 오직 상대적으로 작은 힘만이 극복되어야 하기 때문이다.
본 발명의 추가적인 바람직한 실시예 및 특징 조합은 이하 상세한 설명 및 청구항 전체로부터 알 수 있다.
예시적인 실시예를 설명하기 위하여 사용되는 도면들은 다음과 같다:
도 1은 클램핑 베이스 부재 및 작업편 팰릿을 포함하는 클램핑 고정구의 사시도이다.
도 2는 클램핑 베이스 부재의 단면도이다.
도 2a는 도 2로부터 취해진 부분을 확대 도시한다.
도 3은 작업편 팰릿의 단면도이다.
도 4는 클램핑 베이스 부재 상에 작업편 팰릿을 위치시키는 중을 도시한다.
도 5는 작업편 팰릿이 제 자리에 고정 클램핑된 것을 도시한다.
도 1을 참조하면, 클램핑 고정구의 주 부재가 사시도로 도시되어 있다. 클램핑 고정구는 기계 공구의 영역에서 제 위치에 고정된 클램핑 베이스 부재(1) 및 작업편 팰릿(2)을 포함한다. 도시된 클램핑 고정구는 특히, 작업 공구, 예를 들어, 밀링, 그라인딩 또는 방전가공 기계(spark erosion machine) 또는 선반(lathe)의 작업 영역에서 크고 및/또는 무거운 작업편을 제 위치에 고정 클램핑시키도록 기능한다. 이 문맥에서 '크고 무거운'은 작업편이 대략 500×500×500 mm만큼 크고 수백 킬로그램까지 중량이 나가는 것으로 이해된다.
클램핑 베이스 부재(1)는 4개의 클램핑 디바이스(5)가 장착되는 기본 요소(22)를 특징으로 하며, 작업편 팰릿(2)은 클램핑 디바이스에 상응하여 배열되고 클램핑 디바이스(5)에서 제 위치에서 고정 클램핑될 수 있는 4개의 클램핑 스피곳(43)과 끼워 맞춰지는 주 요소(36)를 포함한다. 클램핑 베이스 부재(1) 상에 작업편 팰릿(2)을 정밀하게 위치시키는 것을 달성하기 위하여, 클램핑 베이스 부재(1)의 기본 요소는 4개의 중심조정 탱(tang)(4)의 형태인 제1 중심조정 요소를 특징으로 하고, 작업편 팰릿(2)의 주 요소는 4개의 홈 요소(38)의 형태인 추가적인 중심조정 요소를 특징으로 한다. 홈 요소(38)는 중심조정 홈이 제공된 이의 중심 부분이 Z-방향으로, 즉, 작업편 팰릿(2)의 밑면(37)의 방향으로 특정 수치로, 바람직하게는 몇백 mm로 편향될 수 있도록 설계된다. 작업편 팰릿(2)에는 볼트로 고정됨에 의하여 홈 요소(38)가 고정된 밑면(37)이 제공된다. 이러한 클램핑 고정구의 기초 구성은 EP 0 614 725 A1로부터 공지되어 있으므로, 이하는 특히 본 발명에 필수적인 클램핑 고정구의 특징을 설명한다.
클램핑 베이스 부재(1)의 각각의 클램핑 디바이스(5)는 기본 요소(22) 내에 삽입된 클램핑 소켓(6)을 포함하며, 이의 환형 상부 면은 작업편 팰릿(2)에 대한 Z-장착부를 부분 형성한다. 이를 위해, 작업편 팰릿을 제 위치에 고정 클램핑시키면서 면 부분에 의하여 장착시키기 위하여, 각각의 상부 면은 4개의 상승된 면 부분(11)으로 가공된다. 상기 면 부분(11)의 각각은 세정 매체, 바람직하게는 공기가 분사될 수 있는 유출 포트를 특징으로 한다. 이러한 상승된 면 부분(11)은 고 정밀도로 평평하게 연삭된다. 4개의 상승된 면(11) 대신에 임의의 다른 수 또는 형상의 이러한 면 부분이 제공될 수 있음이 이해될 것이다.
또한, 클램핑 베이스 부재(1)에는 작업편 팰릿(2)으로부터 돌출되는 인덱싱 핀(3)을 수용하도록 작용하는 인덱싱 포트(15)가 제공된다. 상기 인덱싱 수단의 이러한 협동은 클램핑 베이스 부재(1) 상에 항상 동일한 각도 위치에서 작업편 팰릿(2)이 제 위치에 고정되는 것을 보증하는 것을 의미한다.
Z-장착부를 형성하기 위하여, 클램핑 베이스 부재(1)에 면하는 밑면 상의 환형 요소(46)는 작업편 팰릿(2)의 주 요소(36)에 삽입되고, 환형 요소(46)는 작업편 팰릿(2)의 밑면(37)을 면하는 각각의 클램핑 스피곳(43)의 후방 기반을 둘러싼다. 상기 환형 요소(46)는 고 강도 재료, 바람직하게는 경화강으로 제작된다. 이러한 환형 요소(46)가 어떻게 고정되고 가공되는지는 이제 더 상세하게 설명될 것이다.
클램핑 베이스 부재(1)의 기본 요소(22)는 클램핑 디바이스(5)를 작동시키기 위한 예를 들어, 압축 공기 등과 같은 매체를 공급할 수 있는 복수의 연결 통로(35)를 특징으로 한다. 이러한 연결 통로(35) 중 적어도 하나를 통하여 상승된 면 부분(11)의 유출 포트 인셋(inset)으로 세정 매체(공기)가 공급될 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 선 A-A를 따라서 취해진 클램핑 베이스 부재(1)의 횡단면이 도시된다. 기본 요소(22)에는 4개의 캐비티(23)(4개의 캐비티(23) 중 오직 2개만 도시됨)가 제공되고, 각각은 각각 하나의 클램핑 디바이스(5)를 장착하도록 고안된다. 4개의 클램핑 디바이스 중 하나[이 도면에서 좌측클램핑 디바이스(5)]에 관하여, 하나의 이러한 클램핑 디바이스(5)의 구조는 이제 더 상세하게 설명될 것이다.
각각의 클램핑 디바이스(5)는 상기 캐비티(23) 내에 삽입된 클램핑 소켓(6) 및 잠금 플런저(28)를 포함한다. 잠금 플런저(28)는 클램핑 소켓(6) 또는 이의 후방 돌출부(10)를 둘러싸는 환형 플런저 형태로 구성된다. 아래방향으로, 각각의 캐비티(23)는 원형 커버 플레이트(30)로 덮이며, 원형 커버 플레이트(30)의 각각에는 중앙 개구(31)가 제공되고 이의 기능은 이하에서 더 자세하게 설명될 것이다. 이러한 도면에 도시된 바와 같이, 각각의 클램핑 소켓(6)은 전체 클램핑 베이스 부재(1)를 관통하여 연장하는 관통 개구(full-length opening)(14)를 포함하는 일종의 부시(bush)로 구성된다. 클램핑 소켓(6)은 대체로 상부(8), 상부(8)를 아래 방향으로 연결하는 환형 주연 견부(9), 및 관형 돌출부(10)를 포함하고, 관형 돌출부(10)의 후방 단부는 클램핑 베이스 부재(1)의 후방 측면까지 연장한다. 클램핑 소켓(6)의 상부(8)는 원뿔 형태의 삽입부(13) 내에서 형성된다. 각각의 클램핑 소켓(6)은 각각의 캐비티(23)의 제1 또는 최상 스텝(24)에 환형 주연 견부(9)를 통하여 지지된다. 이러한 예시에서 잠금 플런저(28)는 클램핑 볼(53)이 클램핑 스피곳을 반경방향 내향으로 잠그도록 작용하게 하는 더 낮은 잠금 위치에서 도시된다. 잠금 플런저(28)는 도시된 바와 같은 잠금 위치에서 기본 요소(22)에 의해 지지된 압축 스프링(29)에 의하여 가압된다.
스프링(29)의 힘을 극복하면서 잠금 플런저(28)를 상향으로 가압하기 위하여, 압축된 매체는 잠금 플런저(28)의 밑면과 커버 플레이트(30) 사이의 환형 공간(32) 내로 도입된다(이를 달성하기 위한 수단은 미도시됨). 상기 환형 공간(32) 내로 안내하는 오직 하나의 통로(33)가 명백하게 도시되며, 이를 통하여 상응하는 압축된 매체가 도입될 수 있다. 각각의 커버 플레이트(30)는 클램핑 베이스 부재(1)의 후방/하부 측 상에서 각각의 캐비티(23)의 후방 스텝(27)에 볼트(미도시)로 고정된다. 환형 공간(32)은 여기에서 구체화되지 않은 개스킷(gasket)을 통하여 밀봉된다.
클램핑 소켓(6)의 관형 돌출부(10)는 커버 플레이트(30) 내의 중앙 개구(31)에 걸쳐 클램핑 베이스 부재(1)의 후방 또는 하부 측면까지 아래로 연장되어, 쌓인 임의의 먼지가 배출되거나 제거될 수 있는 관통-포트를 형성한다. 그러나, 예를 들어, 냉각수는 클램핑 소켓(6)을 통하여 아래로 유동할 수 있다.
각각의 클램핑 소켓(6)은 일체형으로 설계되고, 환형 통로(19)는 환형 주연 견부(9)의 후방 또는 하부 측에서 가공되어 축방향 드릴링(20)을 통하여 상승된 면 부분(11)으로 병합되는 유출 포트(12)에 연결된다. 모든 클램핑 소켓(6)의 환형 통로는 기본 요소(22)로부터 병합하는 연결 통로에 연결된다. 강철로 제작된 클램핑 소켓(6)은 Z-장착부로 기능하는 적어도 면 부분(11)의 영역에서 경화되고, 바람직하게는 전체 클램핑 소켓(6)은 경화강으로 제작된다.
상승된 면 부분(11)이 Z-장착부로 활용된 결과로, 면 부분들(11) 사이에 특히 면 부분들(11) 사이의 공간에서 다소 설정되는 각각의 클램핑 소켓(6)의 표면으로부터 공간이 존재한다. 모두 환형으로 형성되고 세정 포트를 특징으로 하지 않는 종래 기술에서와 같이 구성된 Z-장착부와 달리, 특히, 사이즈에서 감소된 Z-장착부가 더 높은 면 압력 접촉을 또한 달성할 수 있기 때문에 본 발명에 따른 Z-장착부는 더러워지는 것으로부터 대체로 덜 민감하다. 그러나, 이는 상응하는 장착 면이 바람직하게는 매우 단단하여 하중을 견딜 수 있도록 설계되는 것을 필요로 한다.
클램핑 소켓(6)에는 클램핑 볼(53)을 수용하도록 기능하는 복수의 반경방향 드릴링(52)이 제공된다. 또한, 각각의 중심조정 탱(tang)(4)이 기본 요소(22)의 상부 면의 가공된 홈에 장착됨은 명백하다. 이러한 중심조정 탱(4)은 기본 요소(22)에 볼트(미도시)로 고정되며, 또한 이는 각각의 홈에 결합되는 것이 바람직하다. 이러한 중심조정 탱(4)은 중심조정으로 기능하도록 2개의 비스듬한 측면(49)으로 구성된다.
이제 도 2a를 참조하면, 특히 클램핑 소켓(6)의 상승된 면 부분(11) 중 하나의 내에서 유출 포트(12)로 이어지는 수직 배향된 드릴링(20) 중 하나를 묘사하는 도 2에서 취해진 부분이 확대 도시되어 있다. 유출 포트(12)로부터 공기가 분사되는 높은 속도로부터 명백하듯이, 유출 포트(12) 자체는 수직 드릴링(20)의 포트에 비하여 상대적으로 작은 횡단면을 갖는다. 또한, 이 도면에서 드릴링(20)을 통하여 각각의 유출 포트(12)에 연결된 환형 통로(19)가 분명하게 도시된다. 이와 같이, 환형 통로(19)에 대하여 반경방향으로 연장하는 통로(18)가 분명히 도시되며, 이러한 통로(18)는 드릴링(17)을 환형 통로(19)에 연결시킨다. 본 예시에서와 같이, 4개의 면 부분(11)에 유출 포트(12)가 구비될 때, 각각의 환형 통로(19)는 4개의 수직으로 배향된 드릴링(20)을 통하여 4개의 유출 포트(12)에 연결된다.
이제 도 3을 참조하면, 도 1에 도시된 바와 같이 선 B-B를 따라서 취해진 작업편 팰릿(2)의 단면도를 도시한다. 클램핑 스피곳(43) 및 홈 요소(38) 양자 모두는 주 요소(36)의 밑면(37)에 고정된다. 또한, 주 요소(36)의 밑면에서 가공된 환형 디스크-형상 환형 요소(46)에 의하여 형성된 Z-장착 면(47)이 본 섹션에서 명백하게 도시된다. 이러한 환형 요소(46)는 경화강으로 제작되는 반면, 작업편 팰릿(2)의 주 요소(36) 자체는 더 연질의 그리고 더 경질의 재료, 예를 들어, 알루미늄으로 제작된다. 또한, Z-장착 면(47)은 상대적으로 작고 비-경화된 재료로 구비되기 때문에, Z-장착부가 고 클램핑력으로 인하여 탄성 및/또는 소성 변형되는 위험성이 있을 수 있다. 중심설정 홈(39)을 특징으로 하는 각각의 주 요소(36)의 중간 부분은 2개의 반경방향으로 배향된 탱(41)을 통하여 주 요소(36) 상에서 지지된다. 이미 언급된 바와 같이, 홈 요소(38)의 중간 부분은 Z-방향에서 몇백 mm로 유연하게 설계된다. 이러한 탱(41)을 특히 이의 두께, 길이, 폭 및 이의 재료에 관련하여 구성하는 것은 중간 부분[홈(39)]을 편향시키기 위한 힘이 Z-방향에서 결정되는 것을 가능하게 한다.
환형 요소(46)를 주 요소(36)에 고정시키기 위하여, 이는 우선 작업편 팰릿(2)의 밑면(37) 상에 환형 요소(46)를 장착시키도록 디자인된 리세스 내에 우선 삽입된다. 환형 요소(46)는 상기 리세스 내에 결속되는 것이 바람직하다. 이후에, 제공되는 환형 요소(46) 및 작업편 팰릿(2)의 밑면(37) 또한 평평하게 연삭된다. 이후, 클램핑 스피곳(43)은 작업편 팰릿(2)의 주 요소(36)에 볼트로 고정된다. 환형 요소(46)는 중앙 캐비티를 가지고, 이의 직경은 클램핑 스피곳(43)의 후방 측면 상에 배열된 중심설정 칼라(centering collar)보다 약간 크다. 각각의 클램핑 스피곳(43)을 고정하는 데 있어서, 상응하는 환형 요소(46)는 클램핑 스피곳(43)의 확대된 직경 기반(footing)(48)에 의하여 제 위치에 추가 고정된다. 환형 요소(46)를 작업편 팰릿(2)의 주 요소(36)에 고정 결속시키는 것은 클램핑 스피곳(43)이 볼트로 제 위치에 고정될 때 이의 위치 및 형상이 더 이상 변하지 않는 것을 보증하며, 이는 연삭 이후에 각각의 환형 요소(46)의 밑면이 정의된 고 정밀 Z-장착부를 형성하기 때문에 중요하다.
X-방향 및 Y-방향에서 중심조정을 지시하는 중심조정 요소, 즉, 중심조정 탱(4) 및 홈 요소(38)는 각각에 조정되어, 작업편 팰릿(2)을 클램핑 베이스 부재(1) 상에 위치시킬 때 0.1 부터 0.01 mm까지의 범위를 갖는 간격, 바람직하게는 0.02 부터 0.04 mm까지의 범위를 갖는 간격은 클램핑 베이스 부재(1)의 Z-장착부[상승된 면 부분(11)]과 작업편 팰릿(2)의 환형 Z-장착부[환형 Z-장착 면(47)] 사이에서 구체화된다. 작업편 팰릿(2)을 클램핑 베이스 부재(1) 상에 위치시키는 것은 작업편 팰릿(2)이 이의 자체 중량에 의하여 클램핑 베이스 부재(1) 상에 위치되거나, 또는, 기껏해야 작업편 팰릿이 이에 함께 고정되어 위치되는 것을 의미한다. 이러한 문맥에서, 작업편 팰릿(2)을 클램핑 베이스 부재(1) 상에 위치시키는 것은 임의의 인장이 없는 것으로 또한 일컬어진다. 그러나, 임의의 경우에 홈 요소(38)는 예를 들어, 수백 킬로그램에 달하는 작업편 팰릿(2)에 고정되도록 작업편의 최대 중량에 조정되어 작업편 팰릿(2)의 작업편이 함께 고정된 배치 후이더라도 클램핑 베이스 부재(1)의 Z-장착부와 작업편 팰릿(2)의 Z-장착 면 사이에 간격이 여전히 존재한다.
이제 도 4를 참조하면, 작업편 팰릿(2)이 도 1의 선 C-C을 따라 취해진 부분에 도시된 클램핑 베이스 부재(1)에 어떻게 배치되는 지가 도시된다. 각각의 클램핑 스피곳(43)이 제 위치에 고정되어 클랭핑되기 위한 클램핑 고정구의 상응하는 클램핑 소켓(6) 내로 삽입되기 위하여, 삽입될 때 각각의 잠금 플런저(28)는, 클램핑 볼(53)이 적어도 각각의 클램핑 스피곳(43)에 의하여 반경방향 외향으로 가압되는 후퇴 위치에 있게 되는, 도시된 바와 같은 잠기지 않은 위치에 위치되어야 한다. 상부 탑 위치에 상응하는 잠금 플런저(28)의 잠기지 않은 위치에서 클램핑 볼(53)은 잠금 플런저(28)의 환형 홈에 장착될 수 있다. 가압 매체(압축 공기)를 환형 공간(32) 내로 적용시킬 때 압축 스프링(29)의 바이어스된 힘을 극복하는 데 있어서 잠금 플런저(28)는 도시된 바와 같은 위치로 공압적으로 상향 가압된다. 각각의 잠금 플런저(28)는 스토퍼(stopper)로 기능하는 각각의 캐비티(23)의 추가적 스텝에서 이의 상부 면에 의해 지지된다.
이후, 작업편 팰릿(2)은 중심조정 탱(4)이 홈 요소(38)와 결합할 때까지 Z-방향으로 하강되며, 특히, 홈 요소(38)의 비스듬한 측벽(40)은 중심조정 탱(4)의 비스듬한 측면(49)과 접촉하게 된다. 작업편 팰릿(2)이 클램핑 베이스 부재(1) 상에 배치되면, 작업편 팰릿(2)은 X-방향 및 Y-방향에서 클램핑 베이스 부재(1)에 대하여 그리고 Z-장착 면에 수직으로 배향된 Z-축에 대한 각 위치에 대하여 정렬되며, Z-장착 면(47)으로 기능하는 작업편 팰릿(2)의 상응하는 환형 요소(46)의 밑면과 각각의 클램핑 소켓의 상승된 면 부분(11) 사이에 0.1 부터 0.01 mm까지의 범위를 갖는 간격이 존재하기 때문에 Z-위치설정이 그저 완결되게 된다. Z-방향은 화살표(54)로 표시된다.
작업편 팰릿(2)을 클램핑 베이스 부재(1) 상에 위치시킨 이후에, 공기는 유출 포트를 통하여 상승된 면 부분(11) 내로 분사되는 것이 바람직하다. 고 분사 속도로 나오는 공기는 작업편 팰릿(2)의 환형 Z-장착 면(47) 및 클램핑 베이스 부재(1)의 상승된 면 부분(11)을 세정한다. 공기 공급기는 작업편 팰릿(2)이 클램핑 베이스 부재(1)에 올바르게 고정 클램핑 되었는지 알아낼 수 있는 압력 또는 유동 센서(미도시)를 특징으로 하는 것이 바람직하며, 이는 이후 작업편 팰릿(2)이 제 위치에 고정 클램핑되면 센서에 의하여 신호되면서 공기 유출 포트가 작업편 팰릿(2)의 각각의 Z-장착 면(47)에 의하여 차단되기 때문이다.
작업편 팰릿(2)이 클램핑 베이스 부재(1) 상에 배열된 4개의 클램핑 디바이스(5)에 의하여 클램핑 베이스 부재(1)의 방향으로 견인됨에 의하여 작업편 팰릿(2)을 제 위치에 고정 클램핑할 때 Z-장착부들 사이의 상기 간격은 제거된다. 이를 위하여, 압력이 주위 압력에 맞춰질 때까지 밸브(미도시)를 개방함에 의하여 각각의 환형 공간(32) 내에서 과중 공압은 감소된다. 압력 스프링(29)의 힘은 각각의 잠금 플런저(28)를 하향으로 가압시키며, 그 결과 클램핑 볼(53)은 반경방향 내향으로 이동된다. 이러한 배열에서, 클램핑 볼(53)은 각각의 클램핑 스피곳(43)의 헤더(44) 상의 비스듬한 면(45)과 접촉하게 되며(도 3 참조), 클램핑 스피곳(43)을 어느 정도로 하향으로 견인시켜 Z-장착부들(11, 47) 사이의 상기 간격이 제거된다. 또한, 작업편 팰릿(2)을 아래로 견인시키는 것은 홈 요소(38)의 유연한 편향을 야기시킨다.
각각의 환형 공간(32)이 0 기압을 가지면 잠금 플런저(28)는 압축 스프링(29)의 바이어스된 힘에 의하여 잠금 위치로 하향으로 가압되어, 작업편 팰릿(2)이 클램핑 베이스 부재(1)에 고정 클램핑되고 클램핑 스피곳(43)을 각각 구속(arrest)하는 클램핑 볼(53)로 인하여 제 위치에 잠금된다. 제 위치에 고정 클램핑되는 이러한 조건은 도 5에서 도시된다.
클램핑 베이스 부재(1) 상에 작업편 팰릿(2)의 배열 이후에 클램핑 베이스 부재(1)의 Z-장착 면(11)과 작업편 팰릿(2)의 Z-장착 면(47) 사이의 0.1 부터 0.01 mm 까지 범위를 갖는 상기 간격을 보증하기 위하여, 언급된 Z-장착부, 즉, 각각의 클램핑 소켓(6)의 상부를 덮는 상승된 면 부분(11)과 환형 Z-장착 면(47)을 형성하는 환형 요소(46)의 밑면은 고 정밀도로 가공되고 평평하게 연삭될 필요가 있다. 또한, 한편, 이는 홈 요소(38)에도 적용되며, 즉, 이의 측벽(40) 및 중심조정 요소의 측면(49)은 홈(39)의 위치 및 질량이 클램핑 베이스 부재(1) 상에 배열된 중심조정 탱(4)에 정밀하게 조정되는 미리결정된 수치에 일치하도록 서로 조정된다.
작업편 팰릿(2)을 클램핑 베이스 부재(1) 상에 배열시킨 이후의 Z-장착부들 사이의 작은 간격으로 인하여, 작업편 팰릿(2)이 클램핑 베이스 부재(1)의 Z-장착부(11)와 접촉하게 될 때까지의 작업편 팰릿(2)은 클램핑 작동 중에 오직 Z-방향에서 매우 작은 간격만 이동할 필요가 있음이 달성된다. 결과적으로, 이는 또한 홈 요소(38)가 Z-방향에서 오직 매우 작은 각도로, 즉, Z-장착부들 사이의 간격의 크기에 의하여 유연하게 편향될 필요가 있는 이점을 갖는다. 이제 이는 작업편 팰릿(2)을 클램핑 베이스 부재(1)에 대하여 고 정밀성으로 배열시키는 것을 촉진하며, 이는 작업편 팰릿(2)의 X-방향 및 Y-방향에서의 배열 이후에 Z-방향에서의 매우 작은 이동이 오차의 원천을 실질적으로 제거하기 때문이다.
도시된 바와 같이 중심조정 탱(4)과 홈 요소(38) 형태의 개별 중심조정 요소를 제공하는 것은 이들이 원하는 요구조건을 명확하게 따르는 재료로 제작될 수 있다는 이점을 갖는다. 참으로, 이는 또한 추가적으로, 클램핑 베이스 부재(1)의 각각의 기본 요소(22) 또는 작업편 팰릿(2)의 주 요소(36)가 원하는 특성을 갖는, 바람직하게는 저가 및 용이한 재료로 이제 제작될 수 있다는 추가 이점을 갖는다. 중심조정 요소는 경화강, 바람직하게는 클램핑 베이스 부재(1)의 기본 요소(22)를 위한 기초 재료로 적용되는 비경화강과 같은 경성의(hard) 그리고 인성의(tough) 재료로 제작되는 것이 바람직한 반면에, 작업편 팰릿(2)의 주 요소(36)는 알루미늄 또는 이의 합금으로 제작되는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 따라서 구성된 클램핑 고정구는 이제 클램핑 베이스 부재(1) 상의 작업편 팰릿(2)의 반복적이고 절대 확실성이 구비된 매우 정교한 위치설정을 보증한다. 이는 우선 한가지 이유로, Z-장착부는 클램핑 작동 중에 세정되기 때문에 달성된다. 다른 이유로는, 제 위치에 고정된 이후의 중심조정 요소는 고 정밀도로 가공되고 서로 조정되어 클램핑 베이스 부재(1) 상에 배열된 이후의 작업편 팰릿이 이제 X-방향 및 Y-방향에서 그리고 Z-축에 대하여 각(angular) 위치에 대한 위치되며, 0.1 부터 0.01 mm 까지, 바람직하게는 0.02 부터 0.04 mm까지의 범위의 간격이 이제 Z-장착부들 사이, 즉, 클램핑 베이스 부재(1)의 상승된 면 부분(11)과 작업편 팰릿(2)의 환형 Z-장착 면(47) 사이에 존재한다. 이는 이제 클램핑 베이스 부재(1) 상에서 작업편 팰릿(2)의 위치를 분명하게 형성할 때 작업편 팰릿을 Z-방향에서 위치시키도록 단지 기능되는 부차적인 클램핑 작동에서, 작업편 팰릿이 상기 간격의 크기의 거리를 단지 이동해야 함을 의미한다. X-방향 및/또는 Y-방향에서의 위치설정이 임의의 오차의 원천을 실질적으로 제거한 이후에 작업편 팰릿 위치의 Z-방향에서의 이동은 이제 단지 최소값이다. 이에 추가적으로, 작은 이동의 결과로, 아이템들을 제 위치에 고정 클램핑할 때, 유연한 홈 요소는 이제 작업편 상에서 Z-방향의 상대적으로 작은 저항력에 의하여 존재하는 오직 매우 작은 범위로, 고 정밀도와 긴 유용한 수명을 구비하며 편향되는 것이 요구된다.
클램핑 베이스 부재(1) 상에 작업편 팰릿의 위치설정을 매우 정밀한 것으로 언급할 때, 본 발명에 따른 고정구가 2 미크론보다 우수한 반복가능한 정확도를 획득하도록 유도된다는 점이 주목되어야 한다.

Claims (13)

  1. 작업편 팰릿(2)을 제 위치에 고정 클램핑하기 위한 클램핑 베이스 부재(1)를 포함하는 클램핑 고정구이며,
    상기 클램핑 베이스 부재(1)는 다수의 클램핑 디바이스(5)를 특징으로 하고, 상기 작업편 팰릿(2)은 각각의 클램핑 디바이스(5) 내에서 제 위치에 고정 클램핑되기 위하여 클램핑 디바이스(5)의 수와 상응하는 다수의 클램핑 스피곳(43)을 특징으로 하며, 여기서 제1 중심조정 부재(4)는 상기 클램핑 베이스 부재(1) 상에 배열되고, 제1 중심조정 부재(4)는 상기 작업편 팰릿(2) 상에 배열된 추가적인 중심조정 부재(38)와 협동하여 상기 작업편 팰릿(2)이 X-방향 및 Y-방향에서 상기 클램핑 베이스 부재에 고정 클랭핑될 때 제 위치에 배열되며, 여기서 각각의 클램핑 디바이스(5)는 클램핑 소켓(6)을 특징으로 하며, 클램핑 소켓(6)의 상부 면은 상기 작업편 팰릿(2)에 대한 Z-장착부를 형성하는 클램핑 고정구에 있어서,
    상기 클램핑 베이스 부재(1)의 Z-장착부는 각각의 클램핑 소켓(6)의 상부를 덮는 복수의 면 부분(11)에 의하여 형성되며, 여기서 각각의 면 부분(11)에는 세정 매체를 위한 적어도 하나의 유출 포트(12)가 제공되며, 여기서 각각의 클램핑 소켓(6)에는 상기 클램핑 베이스 부재(1)의 밑면까지 아래로 연장하는 중공 돌출부(10)가 제공되는 것을 특징으로 하는
    클램핑 고정구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑 베이스 부재(1)는 기본 요소(22)를 특징으로 하고, 상기 작업편 팰릿(2)은 주 요소(36)를 특징으로 하며, 여기서 상기 클램핑 베이스 부재(1)의 Z-장착부를 형성하기 위하여 클램핑 소켓(6)은 상기 클램핑 베이스 부재(1)의 상기 기본 요소(22) 내로 삽입되며, 상기 작업편 팰릿(2)의 Z-장착부를 형성하기 위하여 환형 요소(46)는 상기 작업편 팰릿(2)의 상기 주 요소(36) 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 클램핑 고정구.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 클램핑 소켓(6)은 상기 클램핑 베이스 부재(1)의 상기 베이스 요소(22)의 재료보다 더 경질의 재료로 제작되고, 상기 작업편 팰릿(2)의 환형 요소(46)는 상기 작업편 팰릿(2)의 주 요소(36)의 재료보다 더 경질의 재료로부터 제작되는 것을 특징으로 하는 클램핑 고정구.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 클램핑 소켓(6)은 단일편으로 설계되고 환형 주연 견부(9)를 특징으로 하며, 이의 밑면은 드릴링(20)을 통하여 유출 포트(12)와 연결되는 환형 통로(19)가 구비되도록 가공되는 것을 특징으로 하는 클램핑 고정구.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클램핑 베이스 부재(1)는 4개의 클램핑 디바이스(5)를 포함하고, 상기 작업편 팰릿(2)은 4개의 클램핑 스피곳(43)을 포함하는 것을 특징으로 하는 클램핑 고정구.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클램핑 베이스 부재(1)의 상기 기본 요소(22)에는 모든 클램핑 소켓(6)의 상기 환형 통로(19)를 연결하고 밖으로 포트를 형성(porting)하는 적어도 하나의 연결 통로(35a)가 구비되는 것을 특징으로 하는 클램핑 고정구.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연결 통로(35a)는 상기 기본 요소(22)의 측면 및/또는 밑면에서 밖으로 포트를 형성하는 것을 특징으로 하는 클램핑 고정구.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클램핑 베이스 부재(1)의 상기 기본 요소(22)에는 상기 클램핑 소켓(6)을 수용하기 위한 캐비티(23)가 제공되고, 각각의 캐비티(23)는 각각의 클램핑 소켓(6)의 상기 견부(9)를 지지하기 위한 면을 형성하는 제1 스텝(24)을 갖는 것을 특징으로 하는 클램핑 고정구.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클램핑 베이스 부재(1) 상에 배열되는 상기 제1 중심조정 요소는 중심조정 탱(4)의 형태로 구성되고, 작업편 팰릿(2)에 배열되는 추가적인 중심조정 요소는 Z-방향에서 유연하게 설계되는 홈 요소(38)의 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 클램핑 고정구.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 클램핑 베이스 부재(1) 상에 상기 작업편 팰릿(2)을 위치시킬 때 상기 작업편 팰릿(1) 상에 배열된 상기 홈 요소(38)는 상기 클램핑 베이스 부재(1) 상에 배열된 상기 중심조정 탱(4)과 접촉하게 되는 것을 특징으로 하는 클램핑 고정구.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 홈 요소(38)는 중심조정 면으로 기능하는 비스듬한 측벽(40)을 포함하고, 상기 측벽(40)에 상응하는 상기 중심조정 탱(4)은 중심조정 면으로 기능하는 측면(49)을 포함하는 것을 특징으로 하는 클램핑 고정구.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작업편 팰릿(2)의 상기 클램핑 베이스 부재(1) 상의 배열 이후에, Z-장착부로 기능하는 상기 클램핑 베이스 부재(1)의 상기 면 부분(11)과 상기 작업편 팰릿(2)의 상기 Z-장착 면(47) 사이에 0.1 부터 0.01 mm까지의 범위를 갖는 간격이 존재하도록 상기 작업편 팰릿(2)이 상기 클램핑 베이스 부재(1)에 조정되는 것을 특징으로 하는 클램핑 고정구.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클램핑 베이스 부재(1)의 각각의 클램핑 디바이스(5)는 클램핑 스피곳(43)을 제 위치에 고정 클램핑하기 위하여 클램핑 볼(53)을 작동시키기 위한 잠금 플런저(28)를 포함하고, 각각의 잠금 플런저(28)는 클램핑 소켓(6)의 각각의 돌출부(10)를 둘러싸는 환형 플런저로 구성되고 이는 상기 클램핑 베이스 부재(1)의 밑면의 방향에서 상기 기본 요소(22) 상에 지지되는 압축 스프링(29)을 통하여 바이어스되는 것을 특징으로 하는 클램핑 고정구.
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