KR20150145142A - 공작기계에 착탈가능한 집진장치 - Google Patents

Abstract

집진장치가 내장되어 있지 않은 가공기에서 용이하게 착탈될 수 있고 가공 시에 발생하는 절삭분을 효과적으로 집진할 수 있는 집진장치.
집진장치는 가공기에서 가공 툴이 부착되는 가공부의 하측에 체결되어 설치될 수 있는 집진 모듈 헤드와, 상기 집진 모듈 헤드의 하부에 착탈될 수 있는 중공의 집진 덕트를 구비하여, 상기 집진 덕트를 가공 조건에 맞게 교체할 수 있게 되어 있다. 집진 모듈 헤드 및 상기 집진 덕트 중 어느 하나에는 자석이 부착되어 있고, 다른 하나가 자성체 부분을 포함하며, 이에 따라 집진 모듈 헤드와 집진 덕트가 자석의 자력에 의해 결합된다. 집진 모듈 헤드 및 집진 덕트 중 어느 하나에는, 절삭제 분사 노즐과, 상기 절삭제 분사 노즐에 유체흐름 경로 상으로 연결되는 절삭제 배관 접속구와, 외부의 흡입장치에 유체흐름 경로 상으로 연결될 수 있는 집진 배관 접속구가 마련되어 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 집진 모듈 헤드에는 절삭제 분사 노즐에 절삭제를 공급하기 위한 절삭제 유로와, 집진되는 절삭분의 통로로 작용하며 절삭제 배관 접속구까지 연장되는 절삭분 유로가 형성되어 있다.
절삭분을 효과적으로 집진할 수 있고, 집진 덕트를 교체하여 가공 조건에 최적화할 수 있으며, 콤팩트하여 가공 툴의 동작에 영향을 주지 않는 효과가 있다.

Description

공작기계에 착탈가능한 집진장치{Chip Collecting Device Detachably Mountable to Machine Tool}

본 발명은 먼지 발생지역에 있어서 먼지의 발산을 방지하고 먼지를 수집 또는 제거하는 장치에 관한 것으로서, 특히 공작기계에서 발생되는 절삭분을 수집하는 장치에 관한 것이다.

금속 또는 플라스틱 재질의 공작물에 대하여 세밀한 형상으로 절단 및 천공 등의 가공을 행하는 조각기 개념의 가공기가 널리 사용되고 있다. 이와 같은 공작기계에서는 절삭가공 과정에서 절삭분(chip)이 배출되고, 이러한 절삭분은 냉각을 위하여 분사되는 절삭제로 인해 비산되어 가공기 주위 공간을 떠다니거나 피가공물인 공작물의 상부나 바닥면에 떨어지게 되는데, 공작물 가공이 완료되어 새로운 공작물이 놓여질 때 공작물의 위치를 틀어지게 하여 불량 발생의 원인이 된다. 이에 따라 공작물이 교체될 때마다 작업인력이 수작업으로 절삭분을 제거하는 청소를 하게 되는 것이 통례이다.

집진장치를 구비한 공작기계도 존재하지만, 소형 가공기에서는 집진장치를 마련하는 경우 가공기의 크기가 커지고 가격이 크게 상승하기 때문에 집진장치를 적용하기가 실질적으로 어렵다. 또한, 중대형 공작기계에서도 처음부터 집진장치가 마련되지 않은 상태라면 집진장치 때문에 기계를 교체한다는 것은 매우 비경제적이다.

한편, 작업의 연속적인 처리를 위하여 가공기에 공작물을 자동으로 로딩/언로딩하는 장치도 널리 사용되고 있다. 이와 같은 경우에는, 자동 로딩/언로딩 장치의 연속적인 실시간 작업에 작업자가 대응하기 어렵기 때문에, 수작업에 의한 청소가 로딩/언로딩 장치의 동작을 방해하거나 청소작업자의 부상 위험을 증가시킬 수 있고, 생산성을 높이고자 하는 자동 로딩/언로딩 장치의 도입취지를 퇴색시킨다는 문제점이 있다.

이에 따라, 집진장치가 내장되어 있지 않은 가공기에서, 특히, 자동 로딩/언로딩 장치와 함께 사용되거나 이를 구비하는 소형 가공기에서, 큰 공간을 점유하지 않아 가공공간을 저해하지 않으면서 가공 작업 중에 발생되는 절삭분을 효과적으로 제거하는 방안이 절실하게 요구되고 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 집진장치가 내장되어 있지 않은 가공기에서 용이하게 착탈될 수 있고 가공 시에 발생하는 절삭분을 효과적으로 집진할 수 있는 집진장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

아울러 본 발명은 이와 같은 집진장치를 구비하는 공작기계 장치를 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 집진장치는 가공 툴이 부착되는 가공부를 구비하는 가공기에 설치될 수 있는 것으로서, 상기 가공기의 가공부 하측에 체결되어 설치될 수 있는 집진 모듈 헤드와, 상기 집진 모듈 헤드의 하부에 착탈될 수 있는 중공의 집진 덕트를 구비하여, 상기 집진 덕트를 가공 조건에 맞게 교체할 수 있게 되어 있다. 상기 집진 모듈 헤드 및 상기 집진 덕트 중 어느 하나에는 자석이 부착되어 있고, 다른 하나가 자성체 부분을 포함하며, 이에 따라 상기 집진 모듈 헤드와 상기 집진 덕트가 상기 자석의 자력에 의해 결합된다. 상기 집진 모듈 헤드 및 상기 집진 덕트 중 어느 하나에는, 절삭제 분사 노즐과, 상기 절삭제 분사 노즐에 유체흐름 경로 상으로 연결되는 절삭제 배관 접속구와, 상기 집진 덕트의 내부공간과 유체흐름 경로 상으로 연결되는 집진 배관 접속구가 마련되어 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 집진 모듈 헤드에는 상기 가공부의 하측 부위를 수용할 수 있도록 상하방향으로 연장된 관통공이 형성되어 있고, 상기 집진 모듈 헤드의 내부에는 상기 집진 모듈 헤드의 외부면과 상기 집진 모듈 헤드의 저면을 연통시키는 절삭제 유로가 형성되어 있으며, 상기 절삭제 유로의 내측 단부에 상기 가공 툴을 향하도록 상기 절삭제 분사 노즐이 설치되고, 상기 절삭제 유로의 외측 단부에 상기 절삭제 배관 접속구가 설치된다.

위와 같은 실시예가 변형된 실시예에서는, 집진 모듈 헤드에 상기 가공부의 하측 부위를 수용할 수 있도록 상하방향으로 연장된 관통공이 형성되어 있고, 상기 집진 모듈 헤드의 내부에, 상기 집진 모듈 헤드의 외부면과 상기 집진 모듈 헤드의 저면을 연통시키는 압축공기 유로가 형성되어 있다. 상기 압축공기 유로의 내측 단부에 상기 가공 툴을 향하도록 상기 절삭제 분사 노즐이 설치되고, 상기 압축공기 유로의 외측 단부에 공기 배관 접속구가 설치된다. 또한, 상기 집진 모듈 헤드의 내부에는 상기 집진 모듈 헤드의 외부면과 상기 압축공기 유로 상의 한 지점을 연통시키는 절삭제 유로가 형성되어 있고, 상기 절삭제 유로의 외측 단부에는 상기 절삭제 배관 접속구가 설치된다. 이와 같은 경우, 상기 공기 배관 접속구에는 압축공기의 양을 조절하기 위한 분사량 조절밸브가 설치되고, 절삭제 배관 접속구에는 절삭제의 양을 조절하기 위한 분사량 조절밸브가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 집진 모듈 헤드의 내부에는, 상기 집진 모듈 헤드의 외부와 상기 집진 모듈 헤드의 하측에 있는 상기 집진 덕트의 내부공간을 연통시키는 절삭분 유로가 추가적으로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우, 상기 집진 배관 접속구는 상기 절삭분 유로의 외측 단부에 설치된다.

상기 집진 덕트에는 상기 가공부 주위의 작업진행 상태를 확인할 수 있게 해주는 투명창이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 집진 덕트의 하부에는 공기의 유입을 원활하게 하면서 절삭분의 외부 유출을 억제하기 위한 브러시가 구비되는 것이 바람직하다. 일 실시예에 있어서, 상기 집진 덕트의 테두리 저면에 하측 방향으로 개방된 요홈이 형성되어 있고, 상기 브러시가 상기 요홈에 끼워지게 된다.

한편, 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 공작기계 장치는 가공 툴이 부착되는 가공부와, 상기 가공부의 하측에 마련되는 체결부와, 상기 체결부에 착탈될 수 있는 중공의 집진 덕트를 구비하여, 상기 집진 덕트를 교체할 수 있게 되어 있다. 상기 체결부 및 상기 집진 덕트 중 어느 하나에 자석이 부착되어 있고, 다른 하나가 자성체 부분을 포함하며, 이에 따라 상기 체결부와 상기 집진 덕트가 상기 자석의 자력에 의해 결합된다. 상기 체결부 및 상기 집진 덕트 중 어느 하나에는, 절삭제 분사 노즐과, 상기 절삭제 분사 노즐에 유체흐름 경로 상으로 연결되는 절삭제 배관 접속구와, 상기 집진 덕트의 내부공간과 유체흐름 경로 상으로 연결되는 집진 배관 접속구가 마련되어 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 체결부는 상기 가공부의 하측에 체결되어 설치될 수 있는 집진 모듈 헤드를 구비한다. 이에 따라, 상기 집진 모듈 헤드 및 상기 집진 덕트 중 어느 하나에 자석이 부착되고, 다른 하나가 자성체 부분을 포함하여, 상기 집진 모듈 헤드와 상기 집진 덕트가 상기 자석의 자력에 의해 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 집진장치는 별도의 집진장치가 내장되어 있지 않은 가공기에서 스핀들에 용이하게 착탈되어 공작물 가공시에 발생되는 절삭분을 가공 과정에서 효과적으로 집진할 수 있으며, 이에 따라 공작기계 주위 환경의 청결성을 향상시킬 수 있고 절삭분으로 인한 제품 불량을 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.

스핀들에 견고하게 체결할 수 있을 뿐만 아니라 필요에 따라 제거할 수도 있다. 특히, 집진장치의 집진 덕트를 다양한 형태로 제작하고 자석에 의해 용이하게 부착할 수 있을 뿐만 아니라 원터치 방식으로 쉽게 탈착하여 교체할 수 있기 때문에, 공작물이나 가공 툴, 또는 가공작업의 종류 등에 따라 최적화된 집진 구조를 구현할 수 있게 된다.

특히, 집진장치가 콤팩트하여 큰 공간을 점유하지 않고 가공 툴의 동작에 영향을 주지 않기 때문에 공간 배치를 위한 문제가 발생되지 않는 이점도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다. 도면 중,
도 1은 본 발명의 집진장치가 적용된 공작기계 시스템의 일 예를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 집진장치 즉, 가공기의 스핀들에 장착되는 집진 모듈의 일 실시예의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 집진 모듈 헤드의 저면도이다.
도 4는 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 5 및 도 6은 도 2의 집진 모듈이 가공기의 스핀들에 장착된 상태를 보여주는 사시도로서, 도 5는 측상방에서 본 사시도, 그리고 도 6은 측하방에서 본 사시도이다.
도 7은 도 5의 B-B선 단면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 공작물 자동 로딩/언로딩 장치의 사시도이다.
도 9는 도 8의 공작물 자동 로딩/언로딩 장치의 정면도이다.
도 10은 도 8의 공작물 자동 로딩/언로딩 장치의 측면도이다.
도 11은 도 8의 공작물 자동 로딩/언로딩 장치에서 이송 아암이 가공기 방향으로 인출된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 12는 본 발명에 의한 집진 모듈의 다른 실시예의 사시도이다.
도 13은 도 12의 C-C선 단면도이다.
도 14 및 도 15은 도 12의 집진 모듈이 가공기의 스핀들에 장착된 상태를 보여주는 사시도로서, 도 14는 측상방에서 본 사시도, 그리고 도 15은 측하방에서 본 사시도이다.
도 16은 도 14의 D-D선 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 집진장치가 적용되는 공작기계 시스템은 공작물을 가공하는 가공기(100)와, 상기 가공기(100)의 측방에 설치되어 상기 가공기(100)에 공작물을 자동으로 공급하고 가공이 완료된 공작물을 회수하는 로딩/언로딩 장치(200)를 구비한다.

상기 가공기(100)는 테이블(110) 상의 지그(112)에 고정된 공작물(120)을 일정 형상으로 가공하는 장치로서, 스핀들(130)과, 상기 스핀들(130)의 축단에 장착되는 가공 툴 즉, 절삭공구(132)를 구비한다. 도시된 가공기(100)는 판 형상의 공작물을 가공하기에 적합한 것이지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따르면, 가공기(100)에는 공작물(120)의 가공 과정에서 발생되는 절삭분을 집진하기 위한 집진장치가 착탈될 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명에 의한 집진장치인 집진 모듈(140)은 가공기(100)에서 스핀들(130)의 하단에 설치될 수 있으며, 이 집진 모듈(140)이 공작물(120)의 가공 중에 발생되는 절삭분을 집진하게 된다. 집진 모듈(140)에 의해 집진된 절삭분은 호스(190)를 통해 외부로 이송되어 포집된다. 도면에 도시된 실시예에 있어서는, 절삭분이 호스(190)를 통해 로딩/언로딩 장치(200)로 이송되어 로딩/언로딩 장치(200)에 의해 집진된 절삭분과 함께 포집된다.

로딩/언로딩 장치(200)는 이송/집진 유닛(210)과 적재대(250)을 구비한다. 상기 이송/집진 유닛(210)은 가이드 레일(212)과 상기 가이드 레일(212)을 따라 수평방향으로 왕복운동할 수 있는 이송 아암(216)과, 상기 이송 아암(216)에 장착되는 로딩 유닛(220) 및 언로딩 유닛(230)과 집진 유닛(240)을 구비한다.

로딩 유닛(220)은 적재대(250)에 적치되어 있는 미가공 공작물(120a)을 클램핑하거나 흡착하여 들어올리고, 이송 아암(216)의 운동에 따라 가공기(100)의 테이블(110)로 이송된 상태에서 미가공 공작물(120a)을 가공기(100) 테이블(110)의 지그(112)에 내려놓는다. 언로딩 유닛(230)은 가공이 완료되어 가공기(100) 테이블(110)의 지그(112)에 안착되어 있는 공작물(120, 120b)을 클램핑하거나 흡착하여 들어올리고, 이송 아암(216)의 운동에 따라 적재대(250) 상부로 복귀된 상태에서 공작물(120b)을 적재대(250)에 내려놓는다. 집진 유닛(240)은 언로딩 유닛(230)이 가공 완료된 공작물(120)을 들어올리기 전후에 공작물(120) 상부면에 잔류하는 절삭분 및/또는 테이블이나 지그 주위에 잔류하는 절삭분을 집진한다.

이와 같이 도 1의 실시예에서는 공작물의 가공 중에 발생되는 절삭분을 집진 모듈(140)에 의하여 수집하고, 하나의 공작물에 대한 가공이 완료될 때마다 로딩/언로딩 장치(200)에 마련된 집진 유닛(240)에 의하여 공작물(120) 상부면에 잔류하는 절삭분 및/또는 테이블이나 지그 주위에 잔류하는 절삭분을 추가적으로 수집하게 된다.

도 2는 본 발명에 의한 집진장치 즉, 가공기(100)에서 스핀들(130)의 하단에 장착되는 집진 모듈(140)의 일 실시예의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 집진 모듈(140)의 저면도이며, 도 4는 도 2의 A-A선 단면도이다.

집진 모듈(140)은 가공기(100)에서 스핀들(130)의 하단에 체결되는 집진 모듈 헤드(150)와, 상기 집진 모듈 헤드(150)의 저면에 결합되는 집진 덕트(170)를 구비한다.

도시된 실시예에 있어서, 집진 모듈 헤드(150)에는 상하방향으로 연장된 관통공(152)이 형성되어 있어서 도우넛과 같은 고리 구조를 포함하게 되며, 이에 따라 스핀들(130)의 하부에 외삽할 수 있게 되어 있다. 여기서, 관통공(152)의 내주면에는 스핀들(130)의 하단 또는 하단의 직상방 부위를 거치시킬 수 있도록 단차가 형성될 수도 있다.

집진 모듈 헤드(150)에서 관통공(152)에 의해 형성되는 고리에는 일측에 횡방향으로 슬릿(154)이 형성되어 있고, 집진 모듈 헤드(150)의 상부면으로부터 상기 슬릿(154)에 연이어진 절개부(155)가 상하 방향으로 형성되어 있으며, 절개부에서 서로 대향하는 헤드 몸체의 일 측에는 탭(156)이 형성하고 타 측에는 카운터 보어(157)가 형성되어 있다. 따라서 상기 탭(156)과 카운터 보어(157)를 볼트로 체결하여 조임으로써 집진 모듈 헤드(150)를 클램핑 방식으로 스핀들(130)에 견고하게 체결할 수 있게 되어 있다.

집진 모듈 헤드(150)의 내부에는 그 외부면과 그 하부를 연통시키는 제1 유로(158)가 형성되어 있다. 상기 제1 유로(158)의 내측 단부에는 절삭제 분사 노즐(160)이 삽입 체결되고, 상기 제1 유로(158)의 외측 단부에는 절삭제 배관 접속구(162)가 체결된다. 도시된 실시예에서는, 상기 제1 유로(158)가 관통공(152)의 하측 내주면과 집진 모듈 헤드(150)의 상부면 사이에 형성되어 있어서, 절삭제 분사 노즐(160)은 관통공(152)의 하측 내주면으로부터 다단으로 절곡되거나 구부러져 그 단부가 가공 툴(132)을 향하도록 배치되어 있고, 절삭제 배관 접속구(162)는 집진 모듈 헤드(150)의 상부면에 설치된다.

상기 절삭제 분사 노즐(160)은 가공기(100)가 본래 구비하고 있는 절삭제 분사 노즐의 기능을 대신하기 위한 것으로서, 절삭제 배관 접속구(162)와 제1 유로(158)를 통하여 공급되는 절삭제(예컨대 알콜)과 공기의 혼합물을 가공 툴(132) 하단과 공작물 주위를 향하여 분사하게 된다. 이에 따라, 본 발명에 의한 집진기 모듈(140)이 가공기(100)가 본래 구비하고 있는 절삭제 분사 노즐과 공간적으로 간섭할 수 있는 경우에도, 상기 절삭제 분사 노즐를 제거한 상태에서 원활하게 절삭제-공기 혼합물을 분사할 수 있게 해준다.

또한, 집진 모듈 헤드(150)의 내부에는 그 외부면과 그 하부를 연통시키는 제2 유로(164)가 형성되어 있다. 상기 제2 유로의 외측 단부에는 집진 배관 접속구(166)이 체결된다. 상기 집진 배관 접속구(166)는 호스(도 1의 190)를 통해 로딩/언로딩 장치(200)의 송풍기에 유체흐름 경로 상으로 연결된다.

바람직한 실시예에 있어서, 집진 모듈 헤드(150)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 제작된다. 집진 모듈 헤드(150)의 저면에는 관통공(152)의 하단 모서리를 따라 복수의 자석(168a~168d)이 부착되어 있다.

한편, 상기 집진 덕트(170)는 스테인레스 스틸 재질로 제작될 수 있으며, 하측으로 갈수록 내경 및 외경이 좁아지는 형태로 되어 있는 경사면(172)과, 상기 경사면(162)의 하단에서 하방으로 연이어진 수직 격벽(176)을 포함한다. 상기 경사면(172)은 일부가 절개되고, 예컨대 아크릴과 같은 합성수지 재질이나 글라스 재질의 투명창(174)이 부착되어 가공 작업 중에 작업자가 가공 툴(132) 주위의 작업진행 상태를 확인할 수 있게 되어 있다. 상기 수직 격벽(176)의 저면에는 하측 방향으로 개방된 요홈(178)이 형성되어 있고, 상기 요홈(178)에는 브러시(180)가 촘촘하게 끼워맞춤으로 설치된다. 상기 브러시(180)는 공기의 유입을 원활하게 하면서 절삭분이나 절삭제-공기 혼합물이 외부로 비산하는 것을 억제하는 기능을 수행한다. 상기 브러시(180)로는 예컨대 돈모가 사용될 수 있다. 한편, 집진 덕트(170)의 경사면(172)이 하측으로 갈수록 내경 및 외경이 좁아지는 형태를 가져야 하는 것은 아니며, 흡입압이 높은 경우에는 정반대의 측면 형상을 가질 수도 있고, 경사가 없을 수도 있다.

상기 집진 덕트(170)는 집진 모듈 헤드(150)의 저면에 설치되어 있는 자석(168a~168d)에 자력에 의해 부착될 수 있으며, 작업자가 자력을 이기는 힘을 가하여 집진 모듈 헤드(150)로부터 분리할 수 있다. 집진 덕트(170)에서 수직 격벽(176)의 내경과 높이는 공작물, 가공 툴(132), 가공작업의 종류 등에 따라 달리하여 제작되는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 집진 덕트(170)가 자석의 자력에 의해 집진 모듈 헤드(150)에 결합되기 때문에 원터치 방식으로 쉽게 탈착하여 교체하는 것이 가능해진다.

도 2의 집진 모듈(140)은 다음과 같이 설치된다.

도 5 및 도 6은 집진 모듈(140)이 가공기의 스핀들(130)에 장착된 상태를 보여주는 사시도로서, 도 5는 측상방에서 본 사시도, 그리고 도 6은 측하방에서 본 사시도이다. 그리고 도 7는 도 5의 B-B선 단면도이다. 도면에서, 참조번호 132는 스핀들(130)의 하단에 장착되는 가공 툴을 나타내고, 참조번호 134는 스핀들(130)을 가공기(100)의 프레임에 설치하여 고정시키기 위한 스핀들 하우징을 나타낸다.

집진 모듈(140)을 가공기의 스핀들(130)에 장착함에 있어서는, 집진 모듈(140)의 집진 모듈 헤드(150)와 집진 덕트(170)를 먼저 조립한 후에 조립 완료된 집진 모듈(140)을 스핀들(130)에 장착할 수도 있고, 집진 모듈(140)의 집진 모듈 헤드(150)를 먼저 스핀들(130)에 장착한 후에 집진 덕트(170)를 집진 모듈 헤드(150)의 하단에 자석을 이용하여 부착할 수도 있다.

어떠한 경우든지 집진 모듈(140)의 집진 모듈 헤드(150)를 스핀들(130)에 장착함에 있어서는, 위에서 언급한 바와 같이, 집진 모듈 헤드(150)의 관통공(152)을 스핀들(130)의 하부에 외삽한 후에, 집진 모듈 헤드(150)의 높낮이를 조정하면서, 헤드 몸체의 일 측에는 형성된 탭(156)과 카운터 보어(157)를 볼트 또는 나사로 체결하여 조이게 된다.

이와 같이 설치된 상태에서, 절삭제 배관 접속구(162)를 호스에 의하여 절삭제 원천에 연결시키고, 집진 배관 접속구(166)를 포집 장치, 예컨대 로딩/언로딩 장치(200)의 송풍기에 호스를 통해 연결하게 된다.

이에 따라, 집진 모듈 헤드(150)는 절삭제 배관 접속구(162)를 통해 유입되는 절삭제-공기 혼합물을 가공 툴(132) 하단과 공작물 주위를 향하여 분사하면서, 가공 과정에서 발생되는 절삭분을 집진하여 집진 배관 접속구(166)를 통해 배출할 수 있게 된다.

도 8 내지 도 10은 도 1에 도시된 로딩/언로딩 장치를 구체적으로 보여주는데, 도 8은 장치의 사시도, 도 9는 장치의 정면도, 그리고 도 10은 장치의 측면도이다.

이 도면들을 참조하면, 로딩/언로딩 장치(20)는 그 전면 상부에 설치되어 장치의 작동을 설정할 수 있게 해주고 설정된 바에 따라 작동을 제어하는 제어반(202)과, 제어반(202)의 하측에 설치되는 상기 이송/집진 유닛(210)과, 상기 이송/집진 유닛(210)의 하방에 설치되는 적재대(250)를 구비한다.

상기 이송/집진 유닛(210)은 가이드 레일(212)과, 상기 가이드 레일(212)에 횡방향 이송가능하게 설치되고 상기 가이드 레일(212)에 의해 안내되어 수평방향으로 슬라이딩할 수 있는 슬레드(214)와, 상기 슬레드(214)의 전면에서 횡방향 이송가능하게 설치되고 상기 슬레드(214)에 의해 안내되어 수평방향으로 슬라이딩할 수 있는 이송 아암(216)을 구비한다. 전술한 바와 같이, 상기 로딩 유닛(220) 및 언로딩 유닛(230)과 집진 유닛(240)은 상기 이송 아암(216)에 장착된다. 한편, 본 실시예에서는 로딩 유닛(220), 언로딩 유닛(230), 집진 유닛(240)의 이동 가능 범위를 늘리기 위하여 위와 같이 가이드 레일(212)과 슬레드(214)에 의해 이송 아암(216)이 2단으로 펼쳐지게 되어 있지만, 변형된 실시예에서는 슬레드(214)를 생략하여 이송 아암(216)이 1단으로 펼쳐지게 할 수도 있다.

일 실시예에 있어서, 슬레드(214)는 유압이나 공압 등을 이용하는 압력 실린더(미도시됨)에 의하여 가이드 레일(212)을 따라 슬라이딩 운동한다. 또한, 이송 아암(216)도 압력 실린더(미도시됨)에 의하여 가이드 레일(212)을 따라 슬라이딩 운동한다. 그렇지만, 변형된 실시예에 있어서는, 슬레드(214)가 기어나 체인 등 다른 동력전달 부재와 모터에 의해 구동될 수도 있고, 마찬가지로 이송 아암(216) 역시 기어나 체인 등 다른 동력전달 부재와 모터에 의해 구동될 수 있다.

도 9를 참조하면, 바람직한 실시예에 있어서, 로딩 유닛(220)은 이송 아암(216)에 설치되어 고정되는 로더 헤드(222)와, 상기 로더 헤드(222)의 하단에 마련되어 있고 미가공 공작물(120a)을 흡착하여 척킹할 수 있는 로딩 패드(224)를 구비한다. 로딩 패드(224)는 압력 실린더(미도시됨)를 통해 상하 방향으로 구동될 수 있으며, 적재대(250)에 적치되어 있는 미가공 공작물(120a)을 진공 흡착력에 의해 흡착하여 들어올린 후, 가공기(100)의 테이블(110)로 이동한 상태에서 흡착을 해제하여 미가공 공작물(120a)을 테이블(110)의 지그(112)에 마운팅할 수 있다.

언로딩 유닛(230)은 이송 아암(216)에 체결된 언로더 헤드(232)와, 상기 언로더 헤드(232)의 하단에 마련되어 있고 가공기(100)의 테이블(110) 상에 있는 공작물(120)을 클램핑하는 클램프(234)를 구비한다. 언로딩 유닛(230)은 압력 실린더(미도시됨)를 통해 상하 방향으로 구동될 수 있으며, 가공기(100) 테이블(110)의 지그(112)에 안착되어 있는 공작물(120)을 클램핑하여 들어올린 후, 적재대(250) 상부로 복귀된 상태에서 클램핑을 해제하여 공작물(120)을 적재대(250)에 배출할 수 있다.

도시된 실시예에 있어서는 상기 로딩 유닛(220)과 언로딩 유닛(230)이 별도로 마련되지만, 변형된 실시예에 있어서는 하나의 유닛만으로 로딩 및 언로딩 동작을 수행하도록 장치가 구현될 수도 있다. 또한, 로딩 유닛(220)의 로딩 패드(224)가 클램프로 대체될 수도 있고, 언로딩 유닛(230)의 클램프(234)가 흡착판으로 대체될 수도 있다. 로딩 패드(224)와 클램프(234) 각각이 다른 균등한 기계요소로 대체될 수도 있다.

집진 유닛(240)은 이송 아암(216)에 설치되어 고정되는 집진 헤드(242)와, 상기 집진 헤드(242)의 하단에 마련되어 있고 뒤집어진 컵 형상으로 되어 있으며 하측이 개방되어 있는 흡입 호퍼(244)를 구비한다. 흡입 호퍼(244) 내부에는 압축공기를 분사하기 위한 에어샤워 노즐(미도시됨)이 마련되어 있다. 호퍼(254)의 일 측면에는 집진배관 접속부(246)가 형성되어 있다. 집진 과정에서, 에어샤워 노즐에 의해 분사되는 압축공기에 의해 흡입 호퍼(244) 하측에 있는 절삭분이 상방으로 부양되고, 흡입 호퍼(244)는 외부에서 인가되는 흡력압력에 의해 하방에 있는 물질들을 흡입하여, 집진배관 접속부(246)에 접속되는 호스 내지 배관을 통해 배출하게 된다.

다시 도 8을 참조하면, 적재대(250)는 미가공 공작물(120a)이 얹혀지는 제1 트레이(252)와, 상기 제1 트레이(252)의 저면에 그 상단이 결합되어 있고 상하방향으로 연장되는 하나 이상의 제1 리프팅 로드(254)와, 가공완료 공작물(120b)이 얹혀지는 제2 트레이(256)와, 상기 제2 트레이(256)의 저면에 그 상단이 결합되어 있고 상하방향으로 연장되는 하나 이상의 제2 리프팅 로드(258)와, 상기 제1 및 제2 리프팅 로드(254. 258)의 하단을 수용하며 상기 제1 및 제2 리프팅 로드(254. 258)를 상하방향으로 승하강시키는 리프터(260)을 구비한다.

상기 리프터(260)는 제1 및 제2 리프팅 로드(254. 258) 각각을 별도로 승하강시켜서 제1 및 제2 트레이(252, 256)의 상부면 높이를 각각 일정하게 유지시킴으로써, 로딩 패드(224)가 일정한 스트록으로 승강하여 제1 트레이(252)로부터 미가공 공작물(120a)을 흡착하여 들어올릴 수 있게 함과 아울러, 클램프(234)가 일정한 스트록으로 승강하여 가공기(100)의 테이블(110)로부터 이송해온 공작물(120)을 가공완료 공작물(120b)로써 제2 트레이(256)에 언로딩할 수 있게 해준다. 제1 및 제2 트레이(252, 256)의 상부면 높이를 일정하게 유지시키기 위하여, 적재대(250)에는 위치감지센서 또는 발광소자 및 수광소자가 마련될 수 있다. 이와 같은 위치감지센서 또는 발광소자/수광소자의 출력신호는 제어반(202)에 공급되고, 제어반(202)은 수신된 신호를 토대로 리프터(260)의 동작을 제어하게 된다.

한편, 집진 유닛(240)을 통해 흡입되는 절삭분을 처리하기 위하여, 로딩/언로딩 장치(200)는 집진 유닛(240)에 유체흐름 경로상으로 연결되는 송풍기(270)와, 상기 송풍기(270)의 배출구에 그 유입구(272a)가 연결되어 있는 사이클론(272)과, 사이클론(272)의 호퍼 하단에 설치되는 집진통(274)을 구비한다. 사이클론(272)은 송풍기(270)를 경유하여 유입구(272a)를 통해 유입되는 공기-절삭분 혼합물을 원심분리하여, 절삭분은 집진통(274)로 배출하고 절삭분이 제거된 공기는 배출구(272b)를 통해 배출하게 된다. 집진 유닛(240)에서 절삭분과 함께 흡입되는 절삭제 즉, 알콜은 공기-절삭분의 이송 과정에서 증발되어 공기와 함께 배출된다. 위와 같은 구조는 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 설계변경이 가능함은 물론이다.

바람직한 실시예에 있어서, 송풍기(270)로는 링블로워가 사용된다. 그리고, 송풍기(270)의 유입구에는 가공기(100)의 스핀들(130)의 하단에 부착되어 있는 집진 모듈(140)과 호스(190)를 통해 연결될 수 있어서, 상기 집진 모듈(140)에 의해 흡입되는 절삭분도 로딩/언로딩 장치(200)의 집진 유닛(240)에 의해 흡입되는 절삭분과 함께 집진된다.

이하, 이상에서 설명한 실시예에 따른 공작기계 시스템의 동작을 설명한다.

시스템의 동작이 시작되면, 도 8과 같이 이송 아암(216)이 가이드 레일(212)의 전방으로 복귀된 상태에서 로딩 유닛(220)의 로딩 패드(224)가 하측으로 이동하여 적재대(250)의 제1 트레이(252)에 적치되어 있는 미가공 공작물(120a)을 진공 흡착력에 의해 흡착한 후에 로딩 패드(224)와 미가공 공작물(120a)이 상방으로 들어올려진다.

이어서, 가이드 레일(212)에 의해 안내되어 슬레드(214)가 가공기(100) 방향으로 슬라이딩하여 이동하고 이송 아암(216)이 슬레드(214)에 대하여 가공기(100) 방향으로 슬라이딩하여 이동함으로써, 가이드 레일(212) - 슬레드(214) - 이송 아암(216)의 조립체가 도 9에 도시된 바와 같이 펼쳐지게 된다. 로딩 패드(224)와 미가공 공작물(120a)이 가공기(100)의 테이블(110)에 있는 지그(112)의 상방에 정확히 위치하게 되면, 로딩 유닛(220)의 로딩 패드(224)가 하측으로 이동하고 흡착을 해제하여 미가공 공작물을 지그(112)에 마운팅한다. 그리고, 로딩 패드(224)가 상측으로 복귀한 후, 이송 아암(216)이 도 8에 도시된 최초의 위치로 완전히 복귀하거나 부분적으로 복귀한다.

이와 같은 상태에서, 가공기(100)에서 스핀들(130)의 축이 회전함에 따라 가공 툴(132)이 회전하게 되고 가공이 시작된다. 가공이 시작되기 직전부터 집진 모듈 헤드(150)의 절삭제 분사 노즐(160)은 가공기(100)가 절삭제 배관 접속구(162)와 제1 유로(158)를 통하여 공급되는 절삭제-공기 혼합물을 가공 툴(132)과 공작물의 접촉 부위를 향하여 분사함으로써 냉각과 윤활 작용이 이루어지도록 한다.

가공 과정에서 절삭분이 발생되는데, 이 절삭분은 기체 또는 액체 상태의 알알콜과 함께 로딩/언로딩 장치(200)에 있는 송풍기(270)의 흡입압력에 의하여 집진 덕트(170) 내에서 모아지고, 제2 유로(164)와 집진 배관 접속구(166)와 호스(도 1의 190)를 통하여 로딩/언로딩 장치(200)에 이송되어 최종적으로 집진통(274)에 포집된다. 이때 집진은 집진 모듈(140)의 집진 덕트(170)가 커버하는 작업공간 전체에 걸쳐 이루어진다. 집진이 이루어지는 동안에 브러시(180)는 공기의 유입을 원활하게 하면서 절삭분이나 절삭제가 외부로 유출되는 것을 억제하게 된다. 그리고 집진 전에 미처 증발하지 않은 알콜은 이송 과정에서 증발되어 기체 상태로 변환된다.

가공이 완료되면, 슬레드(214)와 이송 아암(216)이 다시 펼쳐지게 되는데 이때에는 집진 헤드(242)가 가공기(100)의 지그(112)의 상방에 정확히 위치할 때까지 펼쳐진다. 집진 헤드(242)의 이동이 완료되면, 집진 유닛(240)의 흡입 호퍼(244)가 하측으로 이동하고, 에어샤워 노즐에 의해 공작물(120)을 향해 압축공기가 분사되면서 송풍기(270)의 흡입압력에 의하여 흡입 호퍼(244) 하방에 있는 물질들이 흡입되어, 공작물(120) 상부면에 잔류하던 절삭분이 제거된다.

일정 시간동안 집진이 진행된 후에는, 흡입 호퍼(244)가 상측으로 복귀하며, 슬레드(214)와 이송 아암(216)이 다시 동작하여 언로딩 유닛(230)의 클램프(234)가 지그(112)의 상방에 정확히 위치할 수 있도록 하게 된다. 이어서, 클램프(234)가 지그(112)에 안착되어 있는 공작물(120)을 클램핑하여 들어올리게 된다. 공작물(120)을 클램핑한 클램프(234)가 상측으로 복귀한 후, 다시 집진 헤드(242)가 지그(112)의 상방에 위치하도록 슬레드(214)와 이송 아암(216)이 구동되며, 집진 유닛(240)의 흡입 호퍼(244)는 위와 같은 방식으로 구동되어 공작물(120)이 제거된 상태의 지그(112) 주위에 대하여 집진 동작을 수행하여 청소를 하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 로딩/언로딩 장치(200)의 집진 유닛(240)이 각 공작물에 대한 가공 작업 후에 두 차례 집진 동작을 수행하여, 공작물(120) 상부면에 잔류하는 절삭분을 제거함과 아울러 테이블(110)과 지그(112) 주위에 잔류하는 절삭분을 제거하게 된다.

2차 집진이 완료된 후에는, 언로딩 유닛(230)의 클램프(234)가 적재대(250)의 제2 트레이(256) 상부에 이를 때까지 슬레드(214)와 이송 아암(216)이 구동되고, 클램프(234)는 공작물(120)의 클램핑을 해제하여 작업완료 공작물(120b)로써 제2 트레이(256)에 내려놓게 된다.

그리고, 모든 작업이 완료될 때까지 다음 미처리 공작물(120a)에 대하여 위와 같은 작업이 반복된다. 한편, 적재대(250)의 제1 트레이(252)로부터 공작물(120a)가 들어올려질 때마다 제1 리프팅 로드(254)의 작용에 의해 제1 트레이(252)가 상승하여 제1 트레이(252)의 상부면 높이는 일정하게 유지된다. 또한, 제2 트레이(256)에 작업완료 공작물(120b)가 적재될 때마다 제2 리프팅 로드(258)의 작용에 의해 제2 트레이(256)가 하강하여 제2 트레이(256)의 상부면 높이도 일정하게 유지된다.

도 12 내지 17은 본 발명에 집진 모듈의 다른 실시예를 보여준다. 구체적으로, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집진 모듈(340)의 사시도이고, 도 13은 도 12의 A-A선 단면도이다.

도 2에 본 실시예에 따른 집진 모듈(140)에서는 하나의 절삭제 배관 접속구(162)를 통하여 절삭제-공기 혼합물이 유입되고 이 혼합물이 절삭제 분사 노즐(160)을 통해 분사되지만, 본 실시예에 있어서는 집진 모듈 헤드(350)에 압축공기를 공급하기 위한 공기 배관 접속구(362)와, 절삭제를 공급하기 위한 절삭제 배관 접속구(364)가 별도로 마련된다. 이에 따라, 절삭제와 압축공기의 혼합이 집진 모듈 헤드(350) 내부의 유로에서 이루어지게 된다. 그리고, 공기 배관 접속구(362)에는 압축공기 분사량을 조절하기 위한 분사량 조절밸브(363)가 마련되어 있고, 절삭제 배관 접속구(364)에는 절삭제 유량을 조절하기 위한 유량 조절밸브(365)가 마련되어 있다. 도 12에 도시된 집진 모듈(340)의 다른 특징은 도 2에 도시된 것과 유사하다.

구체적으로, 집진 모듈(340)은 가공기(100)에서 스핀들(130)의 하단에 체결되는 집진 모듈 헤드(350)와, 상기 집진 모듈 헤드(350)의 저면에 결합되는 집진 덕트(170)를 구비한다.

도시된 실시예에 있어서, 집진 모듈 헤드(350)에는 상하방향으로 연장된 관통공(352)이 형성되어 있어서 도우넛과 같은 고리 구조를 포함하게 되며, 이에 따라 스핀들(130)의 하부에 외삽할 수 있게 되어 있다. 여기서, 관통공(352)의 내주면에는 스핀들(130)의 하단 또는 하단의 직상방 부위를 거치시킬 수 있도록 단차가 형성될 수도 있다.

집진 모듈 헤드(350)에서 관통공(352)에 의해 형성되는 고리에는 일측에 횡방향으로 슬릿(354)이 형성되어 있고, 집진 모듈 헤드(350)의 상부면으로부터 상기 슬릿(354)에 연이어진 절개부(355)가 상하 방향으로 형성되어 있으며, 절개부에서 서로 대향하는 헤드 몸체의 일 측에는 탭(356)이 형성하고 타 측에는 카운터 보어(357)가 형성되어 있다. 따라서 상기 탭(356)과 카운터 보어(357)를 볼트로 체결하여 조임으로써 집진 모듈 헤드(350)를 클램핑 방식으로 스핀들(130)에 견고하게 체결할 수 있게 되어 있다.

집진 모듈 헤드(350)의 내부에는 그 외부면과 그 하부를 연통시키는 제1 유로(358)가 형성되어 있다. 상기 제1 유로(358)의 내측 단부에는 절삭제 분사 노즐(360)이 설치된다. 본 실시예에 있어서 절삭제 분사 노즐(360)은 플렉서블한 재질의 소재로 가공되는 것이 바람직하다. 상기 제1 유로(358)의 외측 단부에는 공기 배관 접속구(362)가 체결된다. 도시된 실시예에서는, 상기 제1 유로(358)가 관통공(152)의 하측 내주면과 집진 모듈 헤드(150)의 측면 사이에 형성되어 있어서, 절삭제 분사 노즐(360)은 집진 모듈 헤드(350)의 저면에서 가공 툴(132)을 향하도록 배치되어 있고, 공기 배관 접속구(362)는 집진 모듈 헤드(150)의 측면에 설치된다. 위에서 언급한 바와 같이, 공기 배관 접속구(362)에는 압축공기 분사량을 조절하기 위한 분사량 조절밸브(363)가 마련되어 있다.

집진 모듈 헤드(350)의 내부에는 집진 모듈 헤드(350)의 정면과 상기 제1 유로(358) 상의 일 지점을 연통시키는 제3 유로(359)가 형성되어 있다. 도시된 실시예에 있어서, 제3 유로(359)는 집진 모듈 헤드(350)의 정면에서 집진 모듈 헤드(350)의 내측을 향하여 수평방향으로 연이어진 후, 하방으로 절곡된 후 제1 유로(358)에 연통된다. 집진 모듈 헤드(350)의 정면에서 상기 제3 유로(359)의 단부에는 절삭제 배관 접속구(364)가 체결된다. 위에서 언급한 바와 같이, 절삭제 배관 접속구(364)에는 절삭제 유량을 조절하기 위한 유량 조절밸브(365)가 마련되어 있다.

본 실시예에 있어서, 압축공기가 흐르는 제1 유로(358)의 내경은 도 13에 도시된 바와 같이 제3 유로(359)와 만나는 부위 직전에서 감소하게 가공된다. 이에 따라 동작 과정에서 제1 유로(358)와 제3 유로(359)가 만나는 지점에서 압축공기 유속이 증가하고 압력이 감소하여 제3 유로(359)를 통해 유입되는 절삭제가 압축공기에 혼입될 수 있게 된다.

본 실시예에 있어서, 집진 모듈 헤드(350)의 하부에 결합되는 집진 덕트(170)의 구성과, 집진 모듈 헤드(350) 및 집진 덕트(170)의 체결 구조는 도 2에 도시된 실시예와 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

본 실시예에 따른 집진 모듈(340)은 다음과 같이 설치된다.

도 14 및 도 15는 집진 모듈(340)이 가공기의 스핀들(130)에 장착된 상태를 보여주는 사시도로서, 도 14는 측상방에서 본 사시도, 그리고 도 15는 측하방에서 본 사시도이다. 그리고 도 16는 도 14의 D-D선 단면도이다. 도면에서, 참조번호 132는 스핀들(130)의 하단에 장착되는 가공 툴을 나타내고, 참조번호 134는 스핀들(130)을 가공기(100)의 프레임에 설치하여 고정시키기 위한 스핀들 하우징을 나타낸다.

집진 모듈(340)을 가공기의 스핀들(130)에 장착함에 있어서는, 집진 모듈(340)의 집진 모듈 헤드(350)와 집진 덕트(170)를 먼저 조립한 후에 조립 완료된 집진 모듈(340)을 스핀들(130)에 장착할 수도 있고, 집진 모듈(340)의 집진 모듈 헤드(350)를 먼저 스핀들(130)에 장착한 후에 집진 덕트(170)를 집진 모듈 헤드(350)의 하단에 자석을 이용하여 부착할 수도 있다.

어떠한 경우든지 집진 모듈(340)의 집진 모듈 헤드(350)를 스핀들(130)에 장착함에 있어서는, 위에서 언급한 바와 같이, 집진 모듈 헤드(350)의 관통공(352)을 스핀들(130)의 하부에 외삽한 후에, 집진 모듈 헤드(350)의 높낮이를 조정하면서, 헤드 몸체의 일 측에는 형성된 탭(356)과 카운터 보어(357)를 볼트 또는 나사로 체결하여 조이게 된다.

이와 같이 설치된 상태에서, 공기 배관 접속구(362)를 호스에 의하여 콤프레서와 같은 압축공기 원천에 연결시키고, 절삭제 배관 접속구(364)를 절삭제 원천에 연결시키며, 집진 배관 접속구(366)를 포집 장치, 예컨대 로딩/언로딩 장치(200)의 송풍기에 호스를 통해 연결하게 된다.

이와 같이 설치된 상태에서 가공기(130)가 동작하기 시작하면, 공기 배관 접속구(362)를 통하여 압축공기가 제1 유로(358)를 통하여 집진 덕트(170) 내부에 위치하는 절삭제 분사 노즐(360)로 공급되고, 절삭제 분사 노즐(360)에 의해 압축공기가 가공 툴(132) 하단과 공작물 주위를 향하여 분사된다. 이때, 압축공기가 흐르는 제1 유로(358)의 내경이 제3 유로(359)와 만나는 부위 직전에서 감소한 탓에, 제1 유로(358)와 제3 유로(359)가 만나는 지점에서는 압축공기 유속이 증가하고 압력이 감소하게 되며, 이러한 압력차로 말미암아 제3 유로(359)를 통해 유입되는 절삭제가 압축공기에 혼입된다. 혼입된 절삭제는 제1 유로(358)를 통해 진행되면서 압축공기와 완전하게 혼합되며, 이에 따라 절삭제 분사 노즐(360)은 절삭제-공기 혼합물을 분사하게 된다. 가공 과정에서 발생되는 절삭분은 제3 유로를 통해 인가되는 흡입압에 의해 제3 유로(359)로 흡입되고, 집진 배관 접속구(366)를 통해 배출할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다양한 방식으로 변형될 수 있고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다.

예컨대, 본 발명에 의한 집진 모듈과 자동 로딩/언로딩 장치는 주로 소형 가공기에 연계시켜 사용하여 생산성을 높일 목적으로 개발되었지만, 가공기가 소형에 한정되는 것은 아니며, 대형 기계장치가 될 수도 있다.

집진 모듈에 의해 수집된 절삭분이 반드시 자동 로딩/언로딩 장치로 배출되어야 하는 것은 아니며, 별도의 포집장치로 배출될 수도 있고 포집장치가 가공기 내에 마련될 수도 있다.

또한, 본 발명의 집진 모듈은 집진장치가 내장되어 있지 않은 상태로 기 사용중인 가공기에 장착하여 사용할 수도 있지만, 가공기 제작 과정에서부터 장착된 상태로 사용자에게 공급될 수도 있다.

이상의 설명에서 "가공기" 또는 "공작기계"는 선반, 밀링머신, 드릴링머신 등 절삭가공 기계 뿐만 아니라 레이저 가공기 등 모든 형태의 가공 기계를 포함하며, 수치제어 여부를 불문한다.

한편, 가공 툴로써 절삭공구를 예시적으로 설명하였지만, 연삭공구나 연삭숫돌 등 다른 툴이 사용될 수도 있다.

다른 한편으로, 이상의 설명에서는 있어서, 집진 모듈 헤드(150)가 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 제작되고, 복수의 자석(168a~168d)이 집진 모듈 헤드(150)에 부착되며, 집진 덕트(170)가 스테인레스 스틸 재질로 제작되는 실시예에 대하여 설명하였지만, 재질이나 자석 부착 위치가 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 집진 모듈 헤드(150) 및 집진 덕트(170) 중 어느 하나에 적어도 일부를 자성 재료로 구성하고, 다른 하나에 자석을 부착하면 족하다.

또 다른 한편으로, 이상에서는 공작물이 판상으로 되어 있는 경우를 중심으로 기술하였지만, 공작물의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.

또 다른 한편으로, 로딩 유닛(220) 및 언로딩 유닛(230)는 기능적으로 구분된 것으로서 하나의 헤드만으로 로딩 및 언로딩 기능을 수행할 수도 있다. 나아가, 이상의 설명에서는 이송/집진 유닛(210)이 가공기(100) 방향으로 슬라이딩 운동할 수 있는 이송 아암(216)을 구비하고 상기 이송 아암(216)에 장착되는 로딩 헤드(218) 및 언로딩 헤드(220)와 집진 헤드(222)가 마련되는 것으로 설명하였지만, 이송 아암(216)의 운동 방식이 슬라이딩에 한정되는 것은 아니며, 로딩 헤드(218) 및 언로딩 헤드(220)와 집진 헤드(222)에 대하여 별도의 이송 아암 또는 여타의 이송 메커니즘이 마련될 수도 있다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 가공기
110: 테이블, 112: 지그
120: 공작물, 120a: 미가공 공작물, 120b: 가공완료 공작물
130: 스핀들, 132: 가공 툴(절삭공구), 134: 스핀들 하우징
140, 340: 집진 모듈
150: 집진 모듈 헤드, 152: 관통공
154: 슬릿, 155: 절개부, 156: 탭, 157: 카운터 보어
158: 제1 유로, 160: 절삭제 분사 노즐, 162: 절삭제 배관 접속구
164: 제2 유로, 166: 집진 배관 접속구
168a~168d: 자석
170: 집진 덕트, 172: 경사면, 174: 투명창, 176: 수직 격벽
178: 요홈, 180: 브러시
190: 호스
200: 공작물 로딩/언로딩 장치, 202: 제어반
210: 이송/집진 유닛
212: 가이드 레일, 214: 슬레드, 216: 이송 아암
220: 로딩 유닛, 222: 로더 헤드, 224: 로딩 패드
230: 언로딩 유닛, 232: 언로더 헤드, 234: 클램프
240: 집진 유닛, 242: 집진 헤드, 244: 흡입 호퍼
246: 집진배관 접속부
250: 적재대, 252: 제1 트레이, 254: 제1 리프팅 로드
256: 제2 트레이, 258: 제2 리프팅 로드, 260: 리프터
270: 송풍기, 272: 사이클론, 274: 집진통
272a: 사이클론 유입구, 272b: 사이클론 배출구
350: 집진 모듈 헤드, 352: 관통공
354: 슬릿, 355: 절개부, 356: 탭, 357: 카운터 보어
358: 제1 유로, 359: 제3 유로, 360: 절삭제 분사 노즐
362: 공기 배관 접속구, 363: 분사량 조절밸브
364: 절삭제 배관 접속구, 365: 유량 조절밸브
366: 집진 배관 접속구

Claims (15)

1. 가공 툴이 부착되는 가공부를 구비하는 가공기에 설치될 수 있는 집진장치로서,
   상기 가공기의 상기 가공부 하측에 체결되어 설치될 수 있는 집진 모듈 헤드; 및
   상기 집진 모듈 헤드의 하부에 착탈될 수 있는 중공의 집진 덕트;
   를 구비하여 상기 집진 덕트를 교체할 수 있게 되어 있으며,
   상기 집진 모듈 헤드 및 상기 집진 덕트 중 어느 하나에 자석이 부착되어 있고, 다른 하나가 자성체 부분을 포함하여, 상기 집진 모듈 헤드와 상기 집진 덕트가 상기 자석의 자력에 의해 결합되고,
   상기 집진 모듈 헤드 및 상기 집진 덕트 중 어느 하나에, 절삭제 분사 노즐과, 상기 절삭제 분사 노즐에 유체흐름 경로 상으로 연결되는 절삭제 배관 접속구와, 상기 집진 덕트의 내부공간과 유체흐름 경로 상으로 연결되는 집진 배관 접속구가 마련되어 있는 집진장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 집진 모듈 헤드에 상기 가공부의 하측 부위를 수용할 수 있도록 상하방향으로 연장된 관통공이 형성되어 있고,
   상기 집진 모듈 헤드의 내부에, 상기 집진 모듈 헤드의 외부면과 상기 집진 모듈 헤드의 저면을 연통시키는 절삭제 유로가 형성되어 있으며,
   상기 절삭제 유로의 내측 단부에 상기 가공 툴을 향하도록 상기 절삭제 분사 노즐이 설치되고, 상기 절삭제 유로의 외측 단부에 상기 절삭제 배관 접속구가 설치되는 집진장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 집진 모듈 헤드에 상기 가공부의 하측 부위를 수용할 수 있도록 상하방향으로 연장된 관통공이 형성되어 있고,
   상기 집진 모듈 헤드의 내부에, 상기 집진 모듈 헤드의 외부면과 상기 집진 모듈 헤드의 저면을 연통시키는 압축공기 유로가 형성되어 있고,
   상기 압축공기 유로의 내측 단부에 상기 가공 툴을 향하도록 상기 절삭제 분사 노즐이 설치되고, 상기 압축공기 유로의 외측 단부에 공기 배관 접속구가 설치되며,
   상기 집진 모듈 헤드의 내부에, 상기 집진 모듈 헤드의 외부면과 상기 압축공기 유로 상의 한 지점을 연통시키는 절삭제 유로가 형성되어 있고,
   상기 절삭제 유로의 외측 단부에 상기 절삭제 배관 접속구가 설치되는 집진장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 공기 배관 접속구에 설치되며 상기 압축공기의 양을 조절하기 위한 분사량 조절밸브와;
   상기 절삭제 배관 접속구에 설치되며 상기 절삭제의 양을 조절하기 위한 분사량 조절밸브;
   를 더 구비하는 집진장치.
5. 청구항 2 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 집진 모듈 헤드의 내부에, 상기 집진 모듈 헤드의 외부와 상기 집진 모듈 헤드의 하측에 있는 상기 집진 덕트의 내부공간을 연통시키는 절삭분 유로가 추가적으로 형성되어 있고,
   상기 절삭분 유로의 외측 단부에, 상기 집진 배관 접속구가 설치되는 집진장치.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 집진 덕트에 상기 가공부 주위의 작업진행 상태를 확인할 수 있게 해주는 투명창이 형성되어 있는 집진장치.
7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 집진 덕트가
   공기의 유입을 원활하게 하면서 절삭분의 외부 유출을 억제하기 위한 브러시;
   를 그 하부에 구비하는 집진장치.
8. 청구항 5에 있어서, 상기 집진 덕트의 테두리 저면에 하측 방향으로 개방된 요홈이 형성되어 있고,
   상기 브러시가 상기 요홈에 끼워져 있는 집진장치.
9. 가공 툴이 부착되는 가공부;
   상기 가공부의 하측에 마련되는 체결부;
   상기 체결부에 착탈될 수 있는 중공의 집진 덕트;
   를 구비하여 상기 집진 덕트를 교체할 수 있게 되어 있으며,
   상기 체결부 및 상기 집진 덕트 중 어느 하나에 자석이 부착되어 있고, 다른 하나가 자성체 부분을 포함하여, 상기 체결부와 상기 집진 덕트가 상기 자석의 자력에 의해 결합되고,
   상기 체결부 및 상기 집진 덕트 중 어느 하나에, 절삭제 분사 노즐과, 상기 절삭제 분사 노즐에 유체흐름 경로 상으로 연결되는 절삭제 배관 접속구와, 상기 집진 덕트의 내부공간과 유체흐름 경로 상으로 연결되는 집진 배관 접속구가 마련되어 있는 공작기계 장치.
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 체결부가 상기 가공부의 하측에 체결되어 설치될 수 있는 집진 모듈 헤드;
    를 구비하며,
    상기 집진 모듈 헤드 및 상기 집진 덕트 중 어느 하나에 자석이 부착되어 있고, 다른 하나가 자성체 부분을 포함하여, 상기 집진 모듈 헤드와 상기 집진 덕트가 상기 자석의 자력에 의해 결합되는 공작기계 장치.
11. 청구항 10에 있어서, 상기 집진 모듈 헤드에 상기 가공부의 하측 부위를 수용할 수 있도록 상하방향으로 연장된 관통공이 형성되어 있고,
    상기 집진 모듈 헤드의 내부에, 상기 집진 모듈 헤드의 외부면과 상기 집진 모듈 헤드의 저면을 연통시키는 절삭제 유로가 형성되어 있으며,
    상기 절삭제 유로의 내측 단부에 상기 가공 툴을 향하도록 상기 절삭제 분사 노즐이 설치되고, 상기 절삭제 유로의 외측 단부에 상기 절삭제 배관 접속구가 설치되는 공작기계 장치.
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 집진 모듈 헤드에 상기 가공부의 하측 부위를 수용할 수 있도록 상하방향으로 연장된 관통공이 형성되어 있고,
    상기 집진 모듈 헤드의 내부에, 상기 집진 모듈 헤드의 외부면과 상기 집진 모듈 헤드의 저면을 연통시키는 압축공기 유로가 형성되어 있고,
    상기 압축공기 유로의 내측 단부에 상기 가공 툴을 향하도록 상기 절삭제 분사 노즐이 설치되고, 상기 압축공기 유로의 외측 단부에 공기 배관 접속구가 설치되며,
    상기 집진 모듈 헤드의 내부에, 상기 집진 모듈 헤드의 외부면과 상기 압축공기 유로 상의 한 지점을 연통시키는 절삭제 유로가 형성되어 있고,
    상기 절삭제 유로의 외측 단부에 상기 절삭제 배관 접속구가 설치되는 공작기계 장치.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 공기 배관 접속구에 설치되며 상기 압축공기의 양을 조절하기 위한 분사량 조절밸브와;
    상기 절삭제 배관 접속구에 설치되며 상기 절삭제의 양을 조절하기 위한 분사량 조절밸브;
    를 더 구비하는 공작기계 장치.
14. 청구항 11 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 집진 모듈 헤드의 내부에, 상기 집진 모듈 헤드의 외부와 상기 집진 모듈 헤드의 하측에 있는 상기 집진 덕트의 내부공간을 연통시키는 절삭분 유로가 추가적으로 형성되어 있고,
    상기 절삭분 유로의 외측 단부에, 상기 집진 배관 접속구가 설치되는 공작기계 장치.
15. 청구항 9에 있어서, 상기 집진 덕트가
    공기의 유입을 원활하게 하면서 절삭분의 외부 유출을 억제하기 위한 브러시;
    를 그 하부에 구비하는 공작기계 장치.

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