KR20170123405A - 베어링 궤도륜 가공 척킹 시스템 - Google Patents

베어링 궤도륜 가공 척킹 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스핀들에 고정되어 스핀들과 일체로 회전하도록 구비되는 중공의 커버(130)와, 상기 커버(130)에 결합되며 커버(130) 내에 구비되는 아버(110)와, 반경 방향으로 상기 커버(130)와 아버(110) 사이에서 위치하여 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되고 원주 방향을 따라 이격되며 단부로부터 절개된 복수의 슬릿이 형성된 콜릿(150)으로 이루어지며; 상기 아버(110)에는 외경면에 경사부(110a)가 형성되고, 상기 콜릿(150)의 내경면에 상기 아버(110)의 경사부(110a)와 접하는 경사부(150a)가 형성되며;
상기 커버(130)에는 단부로 개구된 하나 이상의 제1 유로(130a)가 형성되어; 콜릿(150)에 장착된 피가공물의 일방향 단면은 커버(130) 단부에 접하면서 장착되어 상기 제1 유로(130a)의 단부와 마주하는 것을 특징으로 하는 베어링 궤도륜 가공 척킹 시스템(100)에 관한 것이다.

Description

베어링 궤도륜 가공 척킹 시스템{A Chucking System For Bearing Race Working}
본원 발명은 베어링 궤도륜 가공용 척킹 시스템에 관한 것으로, 작업 시간이 단축되고 가공 불량을 방지할 수 있는 베어링 궤도륜 가공용 척킹 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 선반 등의 공작기계 스핀들에는 피가공물을 고정하기 위한 척이 구비되는데, 이러한 척 중 콜릿척은 유압실린더의 전, 후진에 따라 콜릿이 방사방향으로 벌어지거나 오무러 들면서 피가공물을 고정한다. 콜릿척은 크게 피가공물의 외주면을 물어 고정하는 외경척과, 내주면에 삽입되어 고정하는 내경척으로 대별된다.
피가공물의 외주면을 물려서 고정하는 외경척은 스핀들(1)에 고정 설치되며 그 내주면 선단부에는 선단쪽으로 갈수록 확경되는 테이퍼부가 구비된 원통형의 어댑터와, 이 어댑터의 내부에 유압실린더에 의해 전 후진 가능하게 설치되고 그 선단부에는 상기 테이퍼부에 대응되는 테이퍼를 갖는 클램핑부가 구비되어 전, 후진에 따라 피가공물의 외주면을 물어 고정할 수 있도록 된 콜릿으로 구성된다.
도 1에 도시한 척은 피가공물(P)의 내경을 가압하여 고정하는 내경척이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래 기술에 의한 베어링 궤도륜 가공용 척킹 시스템(10)은 스핀들(도시하지 않음)에 고정되어 스핀들과 일체로 회전하도록 구비되는 중공체인 커버(13)와, 상기 커버(10)에 결합되고 커버(13) 내에 구비되며 단부에 테이퍼면(11a)을 가지는 아버(11)와, 반경 방향으로 상기 커버(13)와 아버(11) 사이에 위치하여 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되고 원주 방향을 따라 이격되며 단부로부터 절개된 복수의 슬릿(15b)이 형성된 콜릿(15)으로 이루어진다.
상기 커버(10)의 테이퍼면(11a)은 단부로 갈수록 지름 감소하는 형태로 형성된다. 상기 콜릿(15)은 단부에 상기 아버(11)의 테이퍼면(11a)과 접하는 테이퍼로 형성된 내경면인 테이퍼면(15a)을 가진다. 상기 콜릿(15)의 테이퍼면(15a)은 단부로 갈수록 지름이 감소하는 형태로 형성된다.
상기 아버(11)의 테이퍼면(11a)의 후방은 외경면이 원통면으로 형성된다. 상기 콜릿(15)의 테이퍼면(15a)의 후방도 내경면이 상기 아버(11)의 원통면에 접하는 원통면으로 형성된다.
상기 콜릿(15)이 아버(11)와 커버(13) 사이에서 유압실린더(도시하지 않음) 후방으로 당겨지면 콜릿(15)이 후퇴하면서 절개된 슬릿(15b)에 의하여 팽창되어 피가공물(P)을 내경에서 가압하여 파지한다.
먼저, 도시하지 않은 파지 수단(예, 유압 또는 공압 실린더에 의하여 작동하는 핑거를 구비한 이송 수단)에 의하여 피가공물(P)이 파지되어 커버(13)의 단부에 접하도록 이송되며, 콜릿(15)이 후퇴하면서 팽창하여 피가공물(P)의 내면을 가압하여 콜릿(15)에 파지되며, 콜릿(15)에 파지된 상태에서 피가공물(P)이 가공된다.
가공 완료 후, 콜릿(15)이 전방으로 이동되면, 콜릿(15)이 복원되어 수축되어 피가공물(P)의 파지가 해제된다. 이때, 피가공물(P) 제거 수단인 판상의 이젝터(17)가 측방에서 커버(13)와 피가공물(P) 사이로 삽입되고, 도 1에서 우측 방향으로 이동되면서 가공이 완료된 피가공물(P)을 이탈시킨다.
상기 이젝터(17)는 판상으로서 피가공물(P)을 향하는 전방으로 오목한 원호형 홈(17a)이 형성되고, 반대쪽에는 볼트 등이 삽입되어 이젝터(17)를 이동시키는 이젝터 이동수단(도시하지 않음)에 결합하기 위한 복수의 절개홈이 형성된다. 상기 이 이젝터 이동수단은 공작기계의 프레임 본체 등에 결합되는 2개의 실린더로 이루어질 수 있다.
종래의 베어링 궤도륜 가공용 척킹 시스템에서는 가공 완료 후 별도의 이젝터를 사용하여 피가공물을 콜릿으로부터 이탈시키므로 작업 사이클이 길어지는 문제점이 있었으며, 이탈시 이젝터에 의한 찍힘 등의 불량 발생 가능성이 있었으며, 또한, 콜릿에 피가공물이 정확한 위치로 장착되었는지에 관계없이 가공이 이루어지므로 장착 불량에 의한 가공 불량이 발생하는 문제점이 있었다.
1. 대한민국 등록번호 10-0653941 등록특허공보 2. 대한민국 공개번호 10-2015-0040927 공개특허공보 3. 대한민국 등록번호 20-0330629 등록실용신안공보 4. 대한민국 등록번호 20-0401336 등록실용신안공보 5. 대한민국 등록번호 20-0423061 등록실용신안공보
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 작업 사이클이 단축되고. 피가공물에 찍힘 등의 불량이 발생하지 않으며, 장착 불량에 의한 가공 불량을 방지할 수 있는 베어링 궤도륜 가공용 척킹 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 위하여 본 발명은 스핀들에 고정되어 스핀들과 일체로 회전하도록 구비되는 중공의 커버와, 상기 커버에 결합되며 커버 내에 구비되는 아버와, 반경 방향으로 상기 커버와 아버 사이에서 위치하여 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되고 원주 방향을 따라 이격되며 단부로부터 절개된 복수의 슬릿이 형성된 콜릿으로 이루어지며; 상기 아버에는 외경면에 경사부가 형성되고, 상기 콜릿의 내경면에 상기 아버의 경사부와 접하는 경사부가 형성되며;
상기 커버에는 단부로 개구된 하나 이상의 제1 유로가 형성되어; 콜릿에 장착된 피가공물의 일방향 단면은 커버 단부에 접하면서 장착되어 상기 제1 유로의 단부와 마주하는 베어링 궤도륜 가공 척킹 시스템을 제공한다.
상기에서, 커버에는 원주 방향을 따라 이격되며 피가공물을 향하여 돌출되고 단면이 평면인 복수의 돌기부가 형성되며; 상기 제1 유로의 단부는 돌기부에 개구되어 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 피가공물의 가공이 완료되면, 상기 콜릿이 전진하여 피가공물의 파지가 해제되고, 제1 유로를 통하여 압축 공기가 공급되어 압축 공기가 피가공물을 밀어 콜릿으로부터 피가공물을 이탈시키는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 커버에는 제1 유로로부터 원주 방향으로 이격되어 하나 이상의 제2 유로가 더 형성되고; 상기 제2 유로의 단부는 돌기부에 위치하며; 제2 유로와 연통된 유로 상에는 공기의 흐름을 감지하는 유동감지센서가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 피가공물이 콜릿에 장착될 때 돌기부의 단부에 접하여 제2 유로의 단부는 피가공물의 단면과 접하며; 제2 유로의 단부와 피가공물의 단면 사이에 틈새가 형성되어 틈새를 통하여 제2 유로로부터 압축 공기가 누설되면 유동감지센서에서 압축 공기의 유동이 감지되고 제어부로 감지신호가 전달되어 가공 작업이 중지되는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 유동감지센서에 연결되어 유동감지센서로부터의 신호를 받는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 스핀들을 회전시키는 모터에 연결되어 모터의 작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 베어링 궤도륜 가공용 척킹 시스템에서는 압축 공기에 의하여 가공이 완료된 피가공물을 콜릿으로부터 이탈시키므로 작업 사이클이 단축되고 이탈 과정에서 피가공물에 찍힘 등의 불량이 발생하지 않으며, 또한, 콜릿에 피가공물 장착 상태를 감지하여 장착 불량에 따른 가공 불량이 발생하지 않고; 커버에 돌기부가 형성되어 피가공물이 돌기부에 밀착되므로 피가공물 장착 상태의 감지가 정확하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 베어링 궤도륜 가공용 척킹 시스템의 일부 단면도이며,
도 2는 도 1에 도시한 이젝터의 정면도이며,
도 3은 본 발명에 따르는 베어링 궤도륜 가공용 척킹 시스템의 일부 단면도이며,
도 4는 본 발명 베어링 궤도륜 가공용 척킹 시스템을 이루는 커버의 일부 사시도이며,
도 5는 본 발명 베어링 궤도륜 가공용 척킹 시스템을 이루는 작동을 설명하기 위한 구성도이다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명 베어링 궤도륜 가공용 척킹 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따르는 베어링 궤도륜 가공용 척킹 시스템(100)은 스핀들(도시하지 않음)에 고정되어 스핀들과 일체로 회전하도록 구비되는 중공의 커버(130)와, 상기 커버(130)에 결합되며 커버(130) 내에 구비되는 아버(110)와, 반경 방향으로 상기 커버(130)와 아버(110) 사이에서 위치하여 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되고 원주 방향을 따라 이격되며 단부로부터 절개된 복수의 슬릿이 형성된 콜릿(150)으로 이루어진다.
상기 아버(110)에는 외경면에 경사부(110a)가 형성되고, 상기 콜릿(150)의 내경면에 상기 아버(110)의 경사부(110a)와 접하는 경사부(150a)가 형성되어, 상기 커버(130)와 아버(110) 사이에서 도시하지 않은 유압실린더의 작동에 의하여 콜릿(150)이 전진하면 콜릿의 외경이 감소하여 피가공물(P)의 파지가 해제되고, 콜릿(150)이 후진하면 콜릿이 팽창하여 외경이 증가하여 피가공물(P)이 콜릿(150)에 파지된다. 상기 아버(110)는 경사부(110a)의 후방으로 외경이 원통면으로 형성되며, 상기 콜릿(150)도 경사부(150a)의 후방으로 내경면이 상기 아버(110)의 원통형 외경면과 접하는 원통형으로 형성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 커버(130)에는 피가공물(P)이 접하는 전방의 단면에 원주 방향을 따라 이격되며 전방으로 돌출된 복수의 돌기부(131)가 형성된다. 상기 돌기부(131)의 단면은 평면으로 형성되어 피가공물(P)이 접하게 된다. 상기 돌기부(131)는 원주 방향을 따라 등간격을 이루어 4개 또는 6개 형성될 수 있다.
상기 커버(130)에는 제1 유로(130a)와 제2 유로(130b)가 형성된다. 상기 제1 유로(130a)와 제2 유로(130b)의 단부는 돌기부(131)의 단부로 개구된다. 예를 들어 상기 돌기부(131)가 6개 형성되는 경우 상기 제1 유로(130a)는 3개 형성되고, 제2 유로(130b)도 3개 형성되며, 각 돌기부(131)에 제1 유로(130a) 또는 제2 유로(130b)가 형성된다.
콜릿(150)에 장착된 피가공물(P)의 일방향 단면은 커버(130) 단부에 접하면서 장착되어 상기 제1 유로(130a)의 단부와 마주하며, 피가공물의 가공이 완료되면, 상기 콜릿(150)이 전진하여 피가공물의 파지가 해제되고, 제1 유로(130a)를 통하여 압축 공기가 공급되어 압축 공기가 피가공물(P)을 밀어 콜릿(150)으로부터 이탈시킨다.
또한, 피가공물(P)이 콜릿(150)에 장착될 때 제2 유로(130b)의 단부와 피가공물의 단면 사이에 틈새가 형성되어 틈새를 통하여 제2 유로(130b)로부터 압축 공기가 누설되면 유동감지센서(도시하지 않음)에서 압축 공기의 유동이 감지되고 제어부(160)로 감지신호가 전달되어 가공 작업이 중지되어 장착 불량에 의한 가공 불량이 방지된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(160)에 연결되어 동작이 제어되는 제1 모터(171)와 제2 모터(181)가 구비되고, 상기 제1 모터(171)에 의하여 제1 펌프(173)가 작동되고, 제2 모터(181)에 의하여 제2 펌프(183)가 작동된다. 상기 제1 펌프(181)는 제1 유로(130a)로 공기를 공급하며, 상기 제2 펌프(183)는 제2 유로(130b)로 공기를 공급한다.
피가공물(P)의 가공이 완료되면 유압실린더(도시하지 않음)에 의하여 콜릿(150)이 전진하여 피가공물(P)의 파지가 해제되고 제어부(160)의 명령에 의하여 제1 모터(171)가 작동하고 제1 펌프(181)에 의하여 제1 유로(130a)로 공기가 공급되어 피가공물(P)이 콜릿(150)으로부터 이탈된다.
상기 제1 유로(130a)에 연결된 유로 상에 제어부(160)의 명령에 의하여 개폐되는 개폐밸브(도시하지 않음)가 구비되고, 개폐밸브가 개폐됨으로써 제1 유로(130a)로의 공기가 단속될 수도 있다.
가공을 위하여 피가공물(P)이 도시하지 않은 로봇과 같은 이송수단에 의하여 이송되어 콜릿(150)이 삽입되면서 커버(130)의 돌기부(31)의 단면에 밀착되며, 콜릿(150)이 도시하지 않은 유압실린더에 의하여 당겨져 후퇴하면서 팽창하여 피가공물(P)을 파지한다. 제2 펌프(183)로부터 제2 유로(130b)로 공기가 공급되고, 제2 유로로 연결된 유로 상에 제어부(160)에 연결된 유동감지센서(유량센서; 도시하지 않음)가 구비되어, 제2 유로(130b)로 공급되는 공기의 유동을 감지한다. 피가공물(P)이 돌기부(131)의 단면에 밀착되지 않아 돌기부(131)와 피가공물(P) 사이로 공기가 누설되면, 유량센서에서 공기의 흐름이 감지되고 감지된 신호는 제어부(160)로 전달되며, 스핀들을 회전시키는 모터(도시하지 않음)의 작동이 시작되지 않도록 상기 제어부(160)에 의하여 제어된다. 그리고 상기 제어부(160)에 연결된 알람수단(도시하지 않음)을 통하여 장착 불량 신호가 발생된다. 상기 알람수단은 벨이나 경광등일 수 있다. 따라서 장착 불량에 의한 가공 불량이 방지된다.
상기 제1 유로 및 제2 유로는 각각 배관을 통하여 컴프레서(도시하지 않음)에 연결되어 공기가 공급될 수 있다. 상기 배관에 제어부(160)에 의하여 개폐가 제어되는 개폐밸브가 설치되어 상기와 같은 동작이 되도록 제어될 수 있다.
100: 베어링 궤도륜 가공 척킹 시스템
110: 아버 130: 커버
150: 콜릿 P: 피가공물

Claims (6)

  1. 스핀들에 고정되어 스핀들과 일체로 회전하도록 구비되는 중공의 커버(130)와, 상기 커버(130)에 결합되며 커버(130) 내에 구비되는 아버(110)와, 반경 방향으로 상기 커버(130)와 아버(110) 사이에서 위치하여 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되고 원주 방향을 따라 이격되며 단부로부터 절개된 복수의 슬릿이 형성된 콜릿(150)으로 이루어지며; 상기 아버(110)에는 외경면에 경사부(110a)가 형성되고, 상기 콜릿(150)의 내경면에 상기 아버(110)의 경사부(110a)와 접하는 경사부(150a)가 형성되며;
    상기 커버(130)에는 단부로 개구된 하나 이상의 제1 유로(130a)가 형성되어; 콜릿(150)에 장착된 피가공물의 일방향 단면은 커버(130) 단부에 접하면서 장착되어 상기 제1 유로(130a)의 단부와 마주하는 것을 특징으로 하는 베어링 궤도륜 가공 척킹 시스템(100).
  2. 제1 항에 있어서, 상기 커버(130)에는 원주 방향을 따라 이격되며 피가공물을 향하여 돌출되고 단면이 평면인 복수의 돌기부(131)가 형성되며; 상기 제1 유로(130a)의 단부는 돌기부(131)에 개구되어 위치하는 것을 특징으로 하는 베어링 궤도륜 가공 척킹 시스템(100).
  3. 제2 항에 있어서, 피가공물의 가공이 완료되면, 상기 콜릿(150)이 전진하여 피가공물의 파지가 해제되고, 제1 유로(130a)를 통하여 압축 공기가 공급되어 압축 공기가 피가공물을 밀어 콜릿(150)으로부터 피가공물을 이탈시키는 것을 특징으로 하는 베어링 궤도륜 가공 척킹 시스템(100).
  4. 제3 항에 있어서, 상기 커버(130)에는 제1 유로(130a)로부터 원주 방향으로 이격되어 하나 이상의 제2 유로(130b)가 더 형성되고; 상기 제2 유로(130b)의 단부는 돌기부(131)에 위치하며; 제2 유로(130b)와 연통된 유로 상에는 공기의 흐름을 감지하는 유동감지센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 베어링 궤도륜 가공 척킹 시스템(100).
  5. 제4 항에 있어서, 피가공물이 콜릿(150)에 장착될 때 돌기부(131)의 단부에 접하여 제2 유로(130b)의 단부는 피가공물의 단면과 접하며; 제2 유로(130b)의 단부와 피가공물의 단면 사이에 틈새가 형성되어 틈새를 통하여 제2 유로(130b)로부터 압축 공기가 누설되면 유동감지센서에서 압축 공기의 유동이 감지되고 제어부로 감지신호가 전달되어 가공 작업이 중지되는 것을 특징으로 하는 베어링 궤도륜 가공 척킹 시스템(100).
  6. 제5 항에 있어서, 상기 유동감지센서에 연결되어 유동감지센서로부터의 신호를 받는 제어부(160)를 더 포함하고, 상기 제어부(160)는 스핀들을 회전시키는 모터에 연결되어 모터의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 베어링 궤도륜 가공 척킹 시스템(100).
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