KR20220169107A

KR20220169107A - Cnc선반용 소재 적재장치

Info

Publication number: KR20220169107A
Application number: KR1020210079110A
Authority: KR
Inventors: 박문도; 오태규; 김명묵
Original assignee: 주식회사 성우
Priority date: 2021-06-18
Filing date: 2021-06-18
Publication date: 2022-12-27
Anticipated expiration: 2041-06-18
Also published as: KR102530302B1

Abstract

본 발명은 수치제어를 통해 자동으로 각종 금속소재를 회전시켜서 절삭 가공하는 공작기계인 CNC선반에 로봇아암 등을 이용하여 소재를 자동으로 투입 및 탈거할 수 있도록 소재를 효율적으로 적재할 수 있는 CNC선반용 소재 적재장치에 관한 것으로, CNC선반에 가공하고자 하는 소재를 공급하거나 CNC선반으로부터 가공된 소재를 퇴출시켜 적재하는 CNC선반용 소재 적재장치에 있어서, 프레임과, 상기 프레임의 상부에 회전 가능하게 설치된 원형의 회전판과, 각각이 상기 회전판의 회전중심을 기준으로 방사상 일정한 각도로 배열 설치되고, 각각이 복수의 소재를 상하로 적재하는 복수의 적재부와, 상기 프레임의 내부에 설치되고, 상기 회전판을 일정한 각도로 간헐적으로 회전시키는 회전작동부와, 상기 프레임의 내부에 설치되고, 상기 회전작동부에 의해 간헐적으로 회전된 상기 회전판을 일정한 각도마다 위치 고정시키는 위치고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

CNC선반용 소재 적재장치{MATERIAL LOADING APPARATUS FOR CNC LATHE}

본 발명은 수치제어를 통해 자동으로 각종 금속소재를 회전시켜서 절삭 가공하는 공작기계인 CNC선반에 로봇아암 등을 이용하여 소재를 자동으로 투입 및 탈거할 수 있도록 소재를 효율적으로 적재할 수 있는 CNC선반용 소재 적재장치에 관한 것이다.

일반적으로 선반은 각종 금속재료를 회전시켜서 바이트로 깎아내는 공작기계이고, CNC(Computerized Numerical Control) 선반은 절삭가공을 하는 경우 가공치수, 형상, 필요한 공구, 이송속도 등을 선택적으로 지시하는 수치 데이터를 기록한 프로그램을 컴퓨터와 직접 실시간으로 연결시켜 자동으로 절삭공구의 위치를 결정하거나 자동절삭을 수행하도록 제어장치가 선반에 결합된 머시닝 센터의 한 종류이다.

이러한 CNC선반(1)은 일반적으로 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 내부에 가공챔버(11)가 형성되고, 외부로부터 상기 가공챔버(11)를 개폐하도록 도어(12)가 구비된 커버프레임(10)과, 상기 커버프레임(10)의 가공챔버(11) 내부 일측면에 회전 가능하게 설치되고, 가공하고자 하는 소재(M)를 탈착 가능하게 고정하는 고정척(20)과, 상기 커버프레임(10)의 가공챔버(11) 내부를 이동하면서 상기 고정척(20)에 고정된 소재(M)를 가공하는 복수의 공구(31)가 장착된 공구대(30)를 포함하여 이루어진다.

상기 CNC선반(1)의 가공 대상물인 소재(M)는 다양한 품목일 수 있고, 그에 따라 고정척(20)의 형상이나 공구대(30)에 장착된 공구(31) 역시 다양하게 교체, 변경될 수 있다. 다만, 특정 품목의 대량생산 체제하에서는 CNC선반을 해당 품목에 맞게 커버프레임(10)의 크기나 고정척(20)의 형상 및 공구대(30)에 장착된 공구(31)의 종류를 특정하기도 한다.

상술한 일반적인 CNC선반(1)을 이용하여 소재(M)를 가공하는 과정을 살펴보면, 가공하고자 하는 소재(M)를 고정척(20)에 물려 고정한 후 고정척(20)을 회전시키고, 공구대(30)를 이동시켜 선택된 공구(31)의 바이트가 상기 소재(M)를 깎아내면서 가공이 완료된다.

이때, CNC선반(1)을 이용해 소재(M)를 반복 가공하기 위해서는, 첫째 가공 전 및 후 각각 소재(M)를 고정척(20)에 고정하거나 꺼내기 위하여 커버프레임(10)의 도어(12)를 개방 및 폐쇄해야 하고, 둘째 그 과정에서 작업자가 직접 손으로 소재(M)를 잡고 고정척(20)에 고정하거나 꺼내야 한다. 이 경우, 자동 대량생산 체제하에서 작업자가 소재(M)를 직접 잡고 고정하거나 꺼내게 되면 작업자가 언제나 CNC선반(1)에 붙어 있어야 하므로 인건비 상승은 물론 작업의 일정한 연속성을 보장하기 어려우므로 생산성의 저하를 불러올 수밖에 없다.

이러한 작업자의 수작업을 대신하기 위하여 커버프레임(10)의 도어(12) 전방으로 소재(M)를 자동으로 투입 및 인출하는 다관절 로봇아암이나 겐트리형 로봇아암 등이 별도로 설치된다. 즉, 작업자의 손을 대신하여 그립퍼가 소재적재부나 컨베이어 등을 통해 공급되는 소재(M)를 파지하고, 2축 또는 3축 이동하거나 회전이동하면서 커버프레임(10)의 도어(12)가 개방 및 폐쇄될 때 소재(M)를 가공챔버(11)의 내부로 투입하거나 인출하는 것이다. 예컨대, 종래 기술로서 등록특허 제10-1341118호의 '씨앤씨 선반의 공작물 자동 공급 및 인출 기계장치' 또는 등록실용신안 제20-0393854호의 '시앤씨선반의 공작물 공급 및 인출장치' 등이 있다.

이를 통하여 소재(M)를 자동으로 투입 및 인출할 수 있는 다관절 로봇아암이나 겐트리형 로봇아암 등을 통해 작업자의 개입없이 자동으로 소재(M)의 가공 전 및 후로 소재(M)를 투입 및 인출함으로써 인건비를 절감하고, 작업의 연속성을 보장함으로써 생산성을 높일 수 있다.

상술한 바와 같이 소재(M)를 자동을 투입 및 인출할 수 있는 다관절 로봇아암이나 겐트리형 로봇아암 등이 설치되는 경우에는 역시 소재(M)를 효율적으로 적재할 수 있는 CNC선반용 소재 적재장치가 필요하다. 이러한 소재 적재장치로는 등록실용신안 제20-0407738호의 '소재 공급용 스토커', 등록특허 제10-2199404호의 '양용형 적재 수단'과 같이 복수의 적재부가 체인-스프로킷 무한궤도 타입으로 설치되고, 상기 적재부는 복수의 소재(M)를 상하로 적재하면서 소재(M)의 다양한 직경에 따라 서로 근접 또는 이격하는 복수의 수직봉에 의해 거치되는 구조를 가진다.

다만, 종래 기술에 따른 CNC선반용 소재 적재장치는 첫째, 소재(M)가 적재되는 복수의 적재부가 체인-스프로킷 무한궤도 타입으로 긴 장방형의 구조를 가지고 있어 공간활용성이 떨어지고, 둘째 바닥고정형 타입으로 가공하고자 하는 소재(M)를 적재하기 위해 다량의 소재(M)를 소재 적재장치에 가져다가 어렵게 적재해주어야 하며, 셋째 체인-스프로킷 무한궤도 타입이 가지는 적재부의 간헐 이동시 정확한 위치고정에 어려움이 따른다는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 복수의 적재부를 간헐 회전형 타입으로 이동이 가능하도록 구조를 간소화시키고, 적재부의 간헐 회전시 정확한 위치고정을 이루어낼 수 있어 생산성 및 작업품질을 향상시킬 수 있는 CNC선반용 소재 적재장치을 제공하는 데 있다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 CNC선반용 소재 적재장치는, CNC선반에 가공하고자 하는 소재를 공급하거나 CNC선반으로부터 가공된 소재를 퇴출시켜 적재하는 CNC선반용 소재 적재장치에 있어서, 프레임과, 상기 프레임의 상부에 회전 가능하게 설치된 원형의 회전판과, 각각이 상기 회전판의 회전중심을 기준으로 방사상 일정한 각도로 배열 설치되고, 각각이 복수의 소재를 상하로 적재하는 복수의 적재부와, 상기 프레임의 내부에 설치되고, 상기 회전판을 일정한 각도로 간헐적으로 회전시키는 회전작동부와, 상기 프레임의 내부에 설치되고, 상기 회전작동부에 의해 간헐적으로 회전된 상기 회전판을 일정한 각도마다 위치 고정시키는 위치고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임의 하부에 설치되어 상기 프레임을 이동시키는 이동바퀴와, 상기 프레임의 하부에 설치되고, 상기 프레임을 바닥면에 고정시키는 바닥고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 적재부 각각은, 상기 회전판의 상부에 상하로 승강 가능하게 설치되고, 복수의 소재를 상하로 적재하는 원형의 적재판과, 각각이 상기 적재판을 관통하여 상기 적재판의 반경방향으로 서로 이격 또는 근접하면서 상기 소재의 외주면에 접촉하여 상기 소재를 거치시키는 복수의 거치봉을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전판의 특정 각도에 위치하는 어느 일 적재판의 위치를 적재위치라고 정의하고, 상기 적재위치에 대응되도록 상기 프레임의 내부에 설치되어 상기 적재위치에 위치하는 상기 적재판을 상하로 승강시키는 적재판승강부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 적재판승강부는, 정역회전하는 승강모터와, 상기 승강모터로부터 회전력을 전달받아 정역회전하는 볼스크류와, 상기 볼스크류에 결합되어 상기 볼스크류의 정역회전에 따라 상하로 승강하는 승강너트와, 상기 승강너트에 결합되어 함께 승강하면서 상기 적재판을 상하로 승강시키는 복수의 승강봉을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전작동부는, 일방향으로 회전하는 회전모터와, 상기 회전판의 하부에 동축으로 결합되어 함께 회전하는 메인샤프트와, 상기 회전모터의 회전력을 상기 메인샤프트에 전달하는 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동력전달수단은, 상기 회전모터의 회전축에 결합되어 회전하는 주동스프로킷과, 상기 메인샤프트에 동축으로 결합되어 회전하는 종동스프로킷과, 상기 주동스프로킷 및 종동스프로킷을 연결하는 체인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전판은, 일정한 각도로 배열 설치된 상기 적재부 각각에 대응되도록 하부에 복수의 위치고정홈이 함몰 형성되고, 상기 위치고정부는, 상기 회전판의 특정 각도에 위치하는 어느 일 적재판의 위치를 고정위치라고 정의하고, 상기 고정위치에 대응되도록 상기 프레임의 내부에 고정 설치된 실린더와, 상기 실린더의 작동에 따라 상하로 승강하는 승강로드와, 상기 승강로드에 결합되어 함께 승강하면서 상기 고정위치에 대응되는 상기 회전판의 위치고정홈에 삽입되어 위치고정시키는 위치고정돌기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위치고정돌기는, 상부가 원뿔대 형상으로 상기 위치고정홈에 형합 삽입되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 동력전달수단은, 원판 형상으로 상기 메인샤프트에 회전중심이 결합되어 함께 회전하고, 외주 둘레에 방사상 일정한 각도로 복수의 구동홈이 형성된 제네바피동휠과, 원판 형상으로 상기 회전모터의 회전축에 결합되어 회전하고, 회전중심으로부터 이격되어 돌출 형성된 단일의 구동핀이 상기 제네바피동휠의 구동홈에 삽입되어 상기 제네바피동휠을 일정한 각도로 간헐적으로 회전시키는 제네바구동휠을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 위치고정부는, 상기 제네바구동휠과 이격되어 고정 설치되고, 스프링에 의해 탄성 작동하는 작동볼이 상기 제네바피동휠의 구동홈에 삽입되어 상기 제네바피동휠을 위치고정시키는 볼플런저인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 CNC선반용 소재 적재장치는, 프레임에 회전 가능하게 설치된 복수의 회전판 위에 복수의 적재부를 설치하고, 회전작동부를 통해 간헐 회전형 타입으로 구성하며, 프레임의 하부에 이동바퀴를 달아 이동이 가능하도록 구조를 간소화시키고, 특별한 구조의 위치고정부를 통해 적재부의 간헐 회전시 정확한 위치고정을 이루어낼 수 있어 생산성 및 작업품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 2는 일반적인 CNC선반을 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 CNC선반용 소재 적재장치가 CNC선반 및 로봇아암과 함께 설치되어 소재의 이동 상태를 도시한 평면도이며,
도 4는 도 3의 실시예 중 본 발명에 따른 CNC선반용 소재 적재장치를 도시한 평면도이고,
도 5는 도 4의 실시예에서 적재부에 소재가 적재된 상태를 도시한 평면도이며,
도 6은 도 4의 실시예에서 프레임의 내부에 설치된 회전작동부, 위치고정부 및 적재판승강부의 제1 실시예를 도시한 평면 투시도이고,
도 7은 도 6의 실시예의 A-A'선에서 바라본 측단면도이며,
도 8은 도 7의 실시예 중 회전작동부를 확대 도시한 측단면도이고,
도 9는 도 6의 실시예의 B-B'선에서 바라본 측단면도이며,
도 10 및 11은 도 9의 실시예 중 위치고정부의 작동과정을 확대 도시한 측단면도이고,
도 12는 도 4의 실시예에서 프레임의 내부에 설치된 회전작동부, 위치고정부 및 적재판승강부의 제2 실시예를 도시한 평면 투시도이며,
도 13은 도 12의 실시예의 C-C'선에서 바라본 측단면도이고,
도 14는 도 13의 실시예 중 회전작동부 및 위치고정부를 확대 도시한 측단면도이며,
도 15는 도 12의 실시예 중 회전작동부의 동력전달수단인 제네바구동휠 및 제네바피동휠과 함께 위치고정부를 확대 도시한 평면도이고,
도 16은 도 15의 실시예를 기준으로 일정한 각도로 간헐 회전하는 작동과정을 도시한 평면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 CNC선반용 소재 적재장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 CNC선반용 소재 적재장치는, 도 1 및 2를 참조하여 도 3에 도시된 바와 같이 CNC선반(1)에 가공하고자 하는 소재(M)를 공급하거나 CNC선반(1)으로부터 가공된 소재(M)를 퇴출시켜 적재하는 CNC선반용 소재 적재장치에 관한 것으로, 도 4 내지 16에 도시된 바와 같이 프레임(100), 회전판(200), 복수의 적재부(300), 회전작동부(400) 및 위치고정부(500)를 포함하여 이루어지고, 적재판승강부(600)를 더 포함할 수 있다.

프레임(100)은 도 3 내지 7 및 9에 도시된 바와 같이 CNC선반(1)의 전방으로 이격되어 설치되고, 전체적인 장치의 외관 및 뼈대를 이루면서 도면상 육면체 형상으로 후술하는 각각의 구성요소가 취부 및 결합된다. 이러한 프레임(100)은 도 7에 도시된 바와 같이 하부에 이동바퀴(110)가 설치되어 바닥면을 따라 원하는 장소로 이동 가능하며, 또한 하부에 바닥고정부(120)가 설치되어 상기 프레임(100)을 바닥면에 고정시킬 수 있다. 이러한 이동형 프레임(100)을 통해 후술하는 복수의 적재부(300)에 가공하고자 하는 소재(M)를 원하는 작업공간에서 용이하게 적재하거나 탈거시킬 수 있고, 특히 CNC선반(1)의 전방에 이격하여 설치할 때 다른 장치들과의 간섭을 회피하면서 원하는 작업공간에 용이하게 배치시킬 수 있는 효과가 있다.

회전판(200)은 도 4 내지 14에 도시된 바와 같이 원형의 원판으로 상기 프레임(100)의 상부에 회전 가능하게 설치된다. 이러한 회전판(200)은 후술하는 회전작동부(400)에 의해 일정한 각도로 간헐적으로 회전하고, 상부에는 소재(M)가 적재되는 복수의 적재부(300)가 설치되어 회전판(200)과 함께 회전한다.

적재부(300)는 도 4 내지 7에 도시된 바와 같이 복수가 구비되어 각각이 상기 회전판(200)의 회전중심을 기준으로 방사상 일정한 각도로 배열 설치되고, 각각이 복수의 소재(M)를 상하로 적재한다. 도면상 상기 적재부(300)는 8개가 구비되어 각각이 회전판(200)의 상부에 45도 각도로 방사상 배열 설치된다. 그에 따라 회전판(200)은 후술하는 회전작동부(400)에 의해 45도 각도로 간헐적으로 회전하고, 회전판(200)의 상부에 설치된 적재부(300) 역시 회전판(200)과 함께 45도 각도로 간헐적으로 회전하게 된다.

구체적으로, 상기 적재부(300) 각각은 도 5 및 7에 도시된 바와 같이 상기 회전판(200)의 상부에 상하로 승강 가능하게 설치되고, 복수의 소재(M)를 상하로 적재하는 원형의 적재판(310)과, 각각이 상기 적재판(310)을 관통하여 상기 적재판(310)의 반경방향으로 서로 이격 또는 근접하면서 상기 소재(M)의 외주면에 접촉하여 상기 소재(M)를 거치시키는 복수의 거치봉(320)을 포함한다. 따라서, 복수의 거치봉(320)이 적재판(310)의 반경방향을 따라 서로 이격 또는 근접하면서 소재(M)의 외주면에 접촉하여 거치할 수 있게 되어 소재(M)의 다한 직경에 맞게 복수의 소재(M)를 상하로 적재할 수 있고, 적재된 소재(M)의 상방이 개방되어 있어 도 3에 도시된 바와 같이 로봇아암 등의 그립퍼가 용이하게 소재(M)를 파지하여 이동시킬 수 있게 된다.

이때, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 회전판(200)의 특정 각도에 위치하는 어느 일 적재판(310)의 위치를 적재위치라고 정의하고, 상기 적재위치에 대응되도록 상기 프레임(100)의 내부에 설치되어 상기 적재위치에 위치하는 상기 적재판(310)을 상하로 승강시키는 적재판승강부(600)를 더 포함할 수 있다. 상기 적재위치는 로봇아암 등의 그립퍼의 작업반경 범위 내에서 그립퍼에 의해 소재(M)가 파지되는 위치를 말한다. 이를 통하여, 적재위치에 위치하는 적재판(310)에 적재된 복수의 소재(M)가 로봇아암 등의 그립퍼를 통해 하나씩 CNC선반에 공급될 때마다 적재판(310)을 소재(M)의 높이만큼 상방으로 밀어 올려주어 다음 소재(M)의 파지를 더욱 용이하게 할 수 있다.

구체적으로, 상기 적재판승강부(600)는 도 6 및 7에 도시된 바와 같이 정역회전하는 승강모터(610)와, 상기 승강모터(610)로부터 회전력을 전달받아 정역회전하는 볼스크류(620)와, 상기 볼스크류(620)에 결합되어 상기 볼스크류(620)의 정역회전에 따라 상하로 승강하는 승강너트(630)와, 상기 승강너트(630)에 결합되어 함께 승강하면서 상기 적재판(310)을 상하로 승강시키는 복수의 승강봉(640)을 포함한다. 별도의 도면부호를 도시하지 않았으나 적재판(310)의 승강높이 및 승강너트(630)의 상승위치를 감지할 수 있는 높이감지센서가 구비될 수 있다.

회전작동부(400)는 도 6 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 프레임(100)의 내부에 설치되고, 상기 회전판(200)을 일정한 각도로 간헐적으로 회전시킨다. 구체적으로, 회전작동부(400)는 일방향으로 회전하는 회전모터(410)와, 상기 회전판(200)의 하부에 동축으로 결합되어 함께 회전하는 메인샤프트(420)와, 상기 회전모터(410)의 회전력을 상기 메인샤프트(420)에 전달하는 동력전달수단(430)을 포함한다.

이때, 동력전달수단(430)은 7 및 8에 도시된 바와 같이 상기 회전모터(410)의 회전축에 결합되어 회전하는 주동스프로킷(431)과, 상기 메인샤프트(420)에 동축으로 결합되어 회전하는 종동스프로킷(432)과, 상기 주동스프로킷(431) 및 종동스프로킷(432)을 연결하는 체인(433)을 포함할 수 있다. 즉, 회전모터(410)의 회전으로 주동스프로킷(431)이 회전하게 되고, 체인(433)을 통해 종동스프로킷(432)이 회전하게 되어 메인샤프트(420)와 함께 회전판(200)이 회전하게 된다.

이때, 회전판(200)이 일정한 각도로, 예컨대 도면상 45도 각도로 간헐적으로 회전하기 위해서는 회전모터(410)의 회전을 제어하여 회전판(200)이 45도 각도만큼만 회전한 후 멈춰야 된다. 그러나, 회전모터(410)의 정밀한 회전제어는 달성될 수 있더라도, 설계나 조립 등의 오차, 오랜 사용에 따른 마모나 늘어짐에 따른 작동상의 오차 등이 발생할 수밖에 없다. 따라서, 회전판(200)이 일정한 각도, 예컨대 도면상 45도 각도로 회전한 후 미세한 오차가 발생하더라도 정확한 위치고정을 위해 위치고정부(500)가 필요하다.

즉, 위치고정부(500)는 도 6 및 9 내지 11에 도시된 바와 같이 상기 프레임(100)의 내부에 설치되고, 상기 회전작동부(400)에 의해 간헐적으로 회전된 상기 회전판(200)을 일정한 각도마다 위치 고정시킨다.

구체적으로, 상기 회전판(200)은 일정한 각도로 배열 설치된 상기 적재부(300) 각각에 대응되도록 하부에 복수의 위치고정홈(210)이 함몰 형성되고, 이때 상기 위치고정부(500)는 실린더(510)의 작동으로 상하로 승강하는 승강로드(520)에 결합되어 함께 승강하는 위치고정돌기(530)가 상기 위치고정홈(210)에 삽입되면서 상기 회전판(200)을 위치고정시키게 된다.

즉, 실린더(510)는 도 6 및 9에 도시된 바와 같이 상기 회전판(200)의 특정 각도에 위치하는 어느 일 적재판(310)의 위치를 고정위치라고 정의하고, 상기 고정위치에 대응되도록 상기 프레임(100)의 내부에 고정 설치된다. 이때, 도 10 및 11에 도시된 바와 같이 승강로드(520)는 상기 실린더(510)의 작동에 따라 상하로 승강하고, 위치고정돌기(530)는 상기 승강로드(520)에 결합되어 함께 승강하면서 상기 고정위치에 대응되는 상기 회전판(200)의 위치고정홈(210)에 삽입되어 위치고정시킨다.

이 경우, 상기 위치고정돌기(530)와 위치고정홈(210) 간에 삽입을 용이하게 하기 위하여 상기 위치고정돌기(530)는 상부가 원뿔대 형상으로 상기 위치고정홈(210)에 형합 삽입된다.

따라서, 회전판(200)이 일정한 각도, 예컨대 도면상 45도 각도로 회전한 후 미세한 오차가 발생하더라도 상기 위치고정부(500)의 위치고정돌기(530)가 상기 회전판(200)의 위치고정홈(210)에 형합 삽입되면서 회전판(200)의 미세한 오차를 바로잡을 수 있는 것이다.

한편, 상기 회전작동부(400)의 동력전달수단(430)이 상술한 체인-스프로킷 구조를 채택하게 되면 필연적으로 회전판(200)의 간헐 회전시 미세한 오차가 발생할 수밖에 없고, 상기와 같은 실린더타입의 위치고정홈(210) 및 위치고정돌기(530)의 구성이 요구된다. 따라서, 회전판(200)의 간헐 회전을 보다 정확하게 단속적이면서 간단한 구성으로 위치고정시킬 수 있도록 또 다른 동력전달수단(430)을 제시한다.

즉, 도 12 내지 16에 도시된 바와 같이 상기 동력전달수단(430)은 제네바피동휠(434) 및 제네바구동휠(435)을 포함할 수 있고, 이때 상기 위치고정부(500)는 볼플런저(540)일 수 있다.

구체적으로, 상기 제네바피동휠(434)은 원판 형상으로 상기 메인샤프트(420)에 회전중심이 결합되어 함께 회전하고, 외주 둘레에 방사상 일정한 각도로 복수의 구동홈(434a)이 형성된다. 또한, 제네바구동휠(435)은 원판 형상으로 상기 회전모터(410)의 회전축에 결합되어 회전하고, 회전중심으로부터 이격되어 돌출 형성된 단일의 구동핀(435a)이 상기 제네바피동휠(434)의 구동홈(434a)에 삽입되어 상기 제네바피동휠(434)을 일정한 각도로 간헐적으로 회전시킨다. 도면상 제네바피동휠(434)의 구동홈(434a)은 45도 각도로 8개의 구동홈(434a)이 형성되어 일정한 각도, 즉 45도 각도로 간헐 회전하게 된다.

즉, 제네바피동휠(434)과 제네바구동휠(435)은 상호 구동홈(434a)과 구동핀(435a)에 의한 간헐 회전기구인 제네바기구(Geneva mechanism)이다. 회전모터(410)는 상기 제네바구동휠(435)을 일정한 방향으로 회전시킨다. 따라서, 회전모터(410)의 일방향 회전력을 제네바구동휠(435)이 전달받아 구동핀(435a)이 회전하고, 구동핀(435a)은 제네바피동휠(434)의 구동홈(434a)에 삽입되어 제네바피동휠(434)을 회전시킨 후 빠져나오면서 제네바피동휠(434)의 그 다음 구동홈(434a)에 삽입되어 제네바피동휠(434)을 회전시키는 반복 작동에 의한 제네바피동휠(434)의 간헐 회전을 이루어낸다. 제네바피동휠(434)의 간헐 회전은 메인샤프트(420) 및 회전판(200)의 간헐 회전으로 이어지고, 회전판(200)의 상부에 방사상 배열 설치된 복수의 적재부(300)는 일정한 각도로 간헐 회전이송되는 것이다.

상술한 회전작동부(400)의 구동으로 회전판(200) 및 복수의 적재부(300)가 간헐 회전이송되고, 각각의 적재부(300)가 회전이송 및 멈춤 동작을 반복하게 되는데, 이때 회전판(200)의 멈춤 동작이 이루어질 때 제네바피동휠(434)의 위치고정을 위해 위치고정부(500)인 볼플런저(540)를 통해 간단한 구조로 위치고정시킬 수 있다.

즉, 상기 위치고정부(500)는 상기 제네바구동휠(435)과 이격되어 고정 설치되고, 스프링(541)에 의해 탄성 작동하는 작동볼(542)이 상기 제네바피동휠(434)의 구동홈(434a)에 삽입되어 상기 제네바피동휠(434)을 위치고정시킨다. 그에 따라, 제네바피동휠(434)과 결합되어 함께 회전하는 메인샤프트(420) 및 회전판(200) 역시 위치고정되며, 회전판(200)의 상부에 설치된 적재부(300) 역시 정확한 각도로 회전되어 위치고정되게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 CNC선반용 소재 적재장치는, 프레임(100)에 회전 가능하게 설치된 복수의 회전판(200) 위에 복수의 적재부(300)를 설치하고, 회전작동부(400)를 통해 간헐 회전형 타입으로 구성하며, 프레임(100)의 하부에 이동바퀴(110)를 달아 이동이 가능하도록 구조를 간소화시키고, 특별한 구조의 위치고정부(500)를 통해 적재부(300)의 간헐 회전시 정확한 위치고정을 이루어낼 수 있어 생산성 및 작업품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

M : 소재
1 : CNC선반
100 : 프레임
110 : 이동바퀴 120 : 바닥고정부
200 : 회전판 210 : 위치고정홈
300 : 적재부
310 : 적재판 320 : 거치봉
400 : 회전작동부
410 : 회전모터 420 : 메인샤프트
430 : 동력전달수단 431 : 주동스프로킷
432 : 종동스프로킷 433 : 체인
434 : 제네바피동휠 434a : 구동홈
435 : 제네바구동휠 435a : 구동핀
500 : 위치고정부 510 : 실린더
520 : 승강로드 530 : 위치고정돌기
540 : 볼플런저
541 : 스프링 542 : 작동볼
600 : 적재판승강부
610 : 승강모터 620 : 볼스크류
630 : 승강너트 640 : 승강봉

Claims

CNC선반에 가공하고자 하는 소재를 공급하거나 CNC선반으로부터 가공된 소재를 퇴출시켜 적재하는 CNC선반용 소재 적재장치에 있어서,
프레임과,
상기 프레임의 상부에 회전 가능하게 설치된 원형의 회전판과,
각각이 상기 회전판의 회전중심을 기준으로 방사상 일정한 각도로 배열 설치되고, 각각이 복수의 소재를 상하로 적재하는 복수의 적재부와,
상기 프레임의 내부에 설치되고, 상기 회전판을 일정한 각도로 간헐적으로 회전시키는 회전작동부와,
상기 프레임의 내부에 설치되고, 상기 회전작동부에 의해 간헐적으로 회전된 상기 회전판을 일정한 각도마다 위치 고정시키는 위치고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC선반용 소재 적재장치.
제1항에 있어서,
상기 프레임의 하부에 설치되어 상기 프레임을 이동시키는 이동바퀴와,
상기 프레임의 하부에 설치되고, 상기 프레임을 바닥면에 고정시키는 바닥고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC선반용 소재 적재장치.
제1항에 있어서,
상기 적재부 각각은,
상기 회전판의 상부에 상하로 승강 가능하게 설치되고, 복수의 소재를 상하로 적재하는 원형의 적재판과,
각각이 상기 적재판을 관통하여 상기 적재판의 반경방향으로 서로 이격 또는 근접하면서 상기 소재의 외주면에 접촉하여 상기 소재를 거치시키는 복수의 거치봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC선반용 소재 적재장치.
제3항에 있어서,
상기 회전판의 특정 각도에 위치하는 어느 일 적재판의 위치를 적재위치라고 정의하고, 상기 적재위치에 대응되도록 상기 프레임의 내부에 설치되어 상기 적재위치에 위치하는 상기 적재판을 상하로 승강시키는 적재판승강부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC선반용 소재 적재장치.
제4항에 있어서,
상기 적재판승강부는,
정역회전하는 승강모터와,
상기 승강모터로부터 회전력을 전달받아 정역회전하는 볼스크류와,
상기 볼스크류에 결합되어 상기 볼스크류의 정역회전에 따라 상하로 승강하는 승강너트와,
상기 승강너트에 결합되어 함께 승강하면서 상기 적재판을 상하로 승강시키는 복수의 승강봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC선반용 소재 적재장치.
제1항에 있어서,
상기 회전작동부는,
일방향으로 회전하는 회전모터와,
상기 회전판의 하부에 동축으로 결합되어 함께 회전하는 메인샤프트와,
상기 회전모터의 회전력을 상기 메인샤프트에 전달하는 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC선반용 소재 적재장치.
제6항에 있어서,
상기 동력전달수단은,
상기 회전모터의 회전축에 결합되어 회전하는 주동스프로킷과,
상기 메인샤프트에 동축으로 결합되어 회전하는 종동스프로킷과,
상기 주동스프로킷 및 종동스프로킷을 연결하는 체인을 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC선반용 소재 적재장치.
제7항에 있어서,
상기 회전판은,
일정한 각도로 배열 설치된 상기 적재부 각각에 대응되도록 하부에 복수의 위치고정홈이 함몰 형성되고,
상기 위치고정부는,
상기 회전판의 특정 각도에 위치하는 어느 일 적재판의 위치를 고정위치라고 정의하고, 상기 고정위치에 대응되도록 상기 프레임의 내부에 고정 설치된 실린더와,
상기 실린더의 작동에 따라 상하로 승강하는 승강로드와,
상기 승강로드에 결합되어 함께 승강하면서 상기 고정위치에 대응되는 상기 회전판의 위치고정홈에 삽입되어 위치고정시키는 위치고정돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC선반용 소재 적재장치.
제8항에 있어서,
상기 위치고정돌기는,
상부가 원뿔대 형상으로 상기 위치고정홈에 형합 삽입되는 것을 특징으로 하는 CNC선반용 소재 적재장치.
제6항에 있어서,
상기 동력전달수단은,
원판 형상으로 상기 메인샤프트에 회전중심이 결합되어 함께 회전하고, 외주 둘레에 방사상 일정한 각도로 복수의 구동홈이 형성된 제네바피동휠과,
원판 형상으로 상기 회전모터의 회전축에 결합되어 회전하고, 회전중심으로부터 이격되어 돌출 형성된 단일의 구동핀이 상기 제네바피동휠의 구동홈에 삽입되어 상기 제네바피동휠을 일정한 각도로 간헐적으로 회전시키는 제네바구동휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC선반용 소재 적재장치.
제10항에 있어서,
상기 위치고정부는,
상기 제네바구동휠과 이격되어 고정 설치되고, 스프링에 의해 탄성 작동하는 작동볼이 상기 제네바피동휠의 구동홈에 삽입되어 상기 제네바피동휠을 위치고정시키는 볼플런저인 것을 특징으로 하는 CNC선반용 소재 적재장치.