KR101508206B1 - 씨앤씨(cnc) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치 - Google Patents

씨앤씨(cnc) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는 페이스 드라이브 씨앤씨(FACE DRIVE CNC) 선박 작업을 용이하게 하기 위하여 샤프트(SHAFT)와 같은 가공을 위한 중량물을 씨앤씨(CNC) 선반에 장착된 척으로 연속적이며 안정적인 상태에서 오작동 없이 자동으로 공급 및 인출할 수 있도록 하기 위한 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치에 관한 것이다.
그 구성은 씨앤씨(CNC) 선반(10)에 장착되어 중량물(20)을 가공하기 위하여 고정하는 척(30)과,
상기 씨앤씨(CNC) 선반(10)의 전방 고정대(40)에 장착되어 경사진 중량물공급구(50)에서 중량물(20)을 압지하고 척(30)의 상부측에서 분리하기 위해, 씨앤씨(CNC) 선반(10)의 지지대(61)에 수평실린더(62)를 장착하고, 상기 수평실린더(62)의 단부에 지지구(63)를 장착하고, 상기 지지구(63)의 하부에 수직실린더(64)를 장착하고, 상기 수직실린더(64)의 단부에 압지 및 분리암(65)을 장착하여 이루어진 중량물공급장치(60)와,
상기 척(30)에 압지되어 가공된 중량물(20)을 척(30)의 하부에서 낙하 받아 씨앤씨(CNC) 선반(10)의 전방으로 인출할 수 있게, 고정대(40)의 상부면에 수평으로 장착되어 수평이동하는 수평실린더(71)와 연결되어 버켓(72)을 구동하는 버켓구동부(73)와, 상기 버켓구동부(73)의 단부측에 장착되어 척(30)에 공급하는 중량물(20)을 안착하는 안착부(737)와, 상기 안착부(737)의 하부 측에는 척(30)에서 분리된 중량물(20)을 받아 안착하는 버켓(72)을 포함하여 이루어진 중량물인출장치(70);를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치{CNC heavy automatic feed and take-off of the shelf}
본 발명은 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는 페이스 드라이브 씨앤씨(FACE DRIVE CNC) 선반 작업을 용이하게 하기 위하여 샤프트(SHAFT)와 같은 중량물을 씨앤씨(CNC) 선반에 장착된 척으로 연속적이며 안정적인 상태에서 오작동 없이 자동으로 공급 및 인출할 수 있도록 하기 위한 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치에 관한 것이다.
일반적으로, 씨앤씨(CNC) 선반은 산업용 부품 및 자동차 부품의 대량 절삭 가공에 사용되어지는 장비로서, 소재의 생산 수량이 적은 경우에는 일부 수작업으로 소재의 공급과 배출을 실시하고 있으나, 대부분의 장비는 자동화 장치를 설치하여 대량생산에 대응하고 있다.
이러한 공급 및 배출의 자동화 장치를 설치함으로써 안정적인 생산 수량 확보가 가능하며 소수의 인원으로 운영됨으로써 제조원가 절감에 기여할 수 있다.
따라서, 소재의 종류와 형태별로 많은 종류의 자동화 장치가 개발되어 있으나, 자동화 설치에 따른 초기 투자비용 증가와 설치공간의 확보 및 유지 보수에 많은 어려움이 발생하고 있다.
그리고, 전 세계적으로 보편화되어 있는 가공기술 및 공구가 적용되어 있는 씨앤씨(CNC) 선반의 가공 공정에서 원가경쟁력을 확보하려면 투자비용이 적게 들어가고 설치공간을 줄인 자동화 장치의 개발이 필요하다.
또한, 소재 공급 및 배출시간을 줄여 하나의 소재를 생산하는데 필요한 시간(CYCLE TIME)을 줄여가는 것이 중요하다. 소재 개당 생산 시간(CYCLE TIME)을 줄일 수 있다는 것은 개당 제조원가를 낮출 수 있고 적은 장비 대수로 생산이 가능하게 함으로써 투자비 절감과 공간최소화를 이룰 수 있다.
그리하여 등록특허 제10-1341118호의 "씨앤씨 선반의 공작물 자동 공급 및 인출 기계장치"와, 등록특허 10-1316528호의 "씨앤씨 선반용 소재 자동공급장치"와, 실용신안등록 제20-0424966호의 "ＣＮＣ 선반의 오토로더"와 같은 자동화 시스템이 개발되었으나, 상기 공개된 구성들은 씨앤씨(CNC)선반에서 가공된 샤프트와 같은 중량물을 자동으로 투입 인출하는데 있어서, 척과의 간섭을 해결하기 위하여 회전유닛(암)을 이용하여 인출하기 때문에, 구조가 복잡하였음은 물론 회동공간을 확보하여야 하므로 공간 활용이 효과적이지 못하여 작업공간을 설치하는데 있어서 많은 불편이 있었던 것이다.
또한, 회전으로 인한 구성은 정밀하지 못하여 이들 제어가 정확하게 이루어지지 못한 문제점이 있었던 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 씨앤씨(CNC)선반으로 샤프트 등의 중량물을 씨앤씨(CNC) 선반에 장착된 척의 상부측으로 이동하여 정확하게 공급함과 동시에 가공 후에는 척의 하부에서 중량물을 받아 외부로 간단하게 인출할 수 있도록 함을 목적으로 하는 것이다.
또한, 본 발명은 샤프트 등과 같은 중량물을 씨앤씨(CNC) 선반의 일측에 장착된 경사진 공급대에서 척의 상부측으로 간단하고 정확하게 공급함과 함과 동시에 가공된 중량물을 척의 하부에서 받아 외부로 인출하기 때문에, 종래와 같이 회동공간에 대한 구애 없이 설치할 수 있음은 물론 작업공간을 잘 활용할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 제작 비용을 최소화하고 설치 공간을 줄일 수 있으며 공급시간을 단축하여 설비투자 비용을 최소화하고 단위시간당 생산량을 증대시킬 수 있도록 함을 목적으로 한다.
그뿐만 아니라 중량물을 자동 공급 및 인출하는 클램프용 핑거는 강도가 약하기 때문에 소형에는 적합하나, 자동차에 사용되는 샤프트와 같은 중량물을 핑커가 지지하는데 있어서는 한정적이고, 또 중량물의 자동 공급 및 인출을 동시에 취급하기 위해서는 중량물의 2배에 달하는 무게에 견딜 수 있는 강도가 강한 핑거를 사용하여야 하는 문제점을 해결하고자 함을 목적으로 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 갖는 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치는 도면에 나타내는 바와 같이, 씨앤씨(CNC) 선반(10)에 장착되어 중량물(20)을 가공하기 위하여 고정하는 척(30);
상기 씨앤씨(CNC) 선반(10)의 전방 고정대(40)에 장착되어 경사진 중량물공급구(50)에서 중량물(20)을 압지하고 척(30)의 상부측에서 분리하기 위해, 씨앤씨(CNC) 선반(10)의 지지대(61)에 수평실린더(62)를 장착하고, 상기 수평실린더(62)의 단부에 지지구(63)를 장착하고, 상기 지지구(63)의 하부에 수직실린더(64)를 장착하고, 상기 수직실린더(64)의 단부에 압지 및 분리암(65)을 장착하여 이루어진 중량물공급장치(60);
상기 척(30)에 압지되어 가공된 중량물(20)을 척(30)의 하부에서 낙하 받아 씨앤씨(CNC) 선반(10)의 전방으로 인출할 수 있게, 고정대(40)의 상부면에 수평으로 장착되어 수평이동하는 수평실린더(71)와 연결되어 버켓(72)을 구동하는 버켓구동부(73)와, 상기 버켓구동부(73)의 단부측에 장착되어 척(30)에 공급하는 중량물(20)을 안착하는 안착부(737)와, 상기 안착부(737)의 하부 측에는 척(30)에서 분리된 중량물(20)을 받아 안착하는 버켓(72)을 포함하여 이루어진 중량물인출장치(70);를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
삭제
삭제
또한, 본 발명에 따른 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치의 버켓구동부(73)는 고정구(731)의 회동핀(732)에 장착되어 상,하 이동하는 구동부본체(733)와, 상기 구동부본체(733)에 장착된 수평실린더(734)와 일측단부가 연결된 작동편(735)과, 상기 작동편(735)을 전, 후 회동할 수 있도록 고정하는 고정핀(736)과, 상기 고정핀(736)과 연결된 버켓(72)을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
삭제
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치에 의하면, 씨앤씨(CNC) 선반에 장착된 척으로 중량물을 자동 공급 및 인출하는 장치는 씨앤씨(CNC) 선반과 분리되어 이동할 수 있기 때문에, 이동이 간편하고 설치가 편리한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치에 의하면, 소재의 공급 및 인출 시간이 획기적으로 단축되므로, 설비투자 비용이 감소하고, 제조원가가 감소될 수 있으며, 생산인력이 절감될 수 있는 이점이 있다.
또한, 발명에 따른 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치에 의하면, 상기 중량물 자동 공급 및 인출장치의 제작 비용이 절감될 수 있고, 설비 내 공간 활용성이 증대될 수 있으며, 상기 공급 및 인출장치의 위치 제어가 용이한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치에 의하면, 고정대의 일측에 장착된 소재공급장치를 통해 중량물공급구에서 중량물을 공급하고, 가공된 중량물을 중량물인출장치를 통해 인출하는 작업을 연속적으로 이루어지기 때문에, 로딩/언로딩의 손실시간이 감소되며 중량물 취급이 용이하여 작업자의 고통을 해소할 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 중량물 공급장치의 작동상태를 나타낸 정면도.
도 1b는 본 발명에 따른 씨앤씨(CNC) 선반에 중량물을 공급하는 상태를 나타낸 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 인출장치의 작동상태를 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치로 중량물을 인출하는 상태를 나타낸 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치를 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치의 버켓구동부를 확대하여 나타낸 측면도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한, 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.
본 발명에 따른 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치의 구성을 크게 나누어 살펴보면, 도 1a 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 씨앤씨(CNC) 선반(10), 고정대(40), 중량물공급장치(60), 중량물인출장치(70), 버켓구동부(73)를 포함하여 구성된다.
상기와 같은 본 발명에 대한 구성을 도면을 통하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
자동차에 사용되는 중량물인 샤프트와 같은 중량물(20)을 씨앤씨(CNC) 선반(10)에서 가공하기 위하여 씨앤씨(CNC) 선반(10)에 장착된 척(30)으로 공급 및 인출하기 위한 중량물공급장치(60)와, 중량물인출장치(70)가 장착된 고정대(40)로 구성된다. 상기 고정대(40)는 작업공간의 활용 및 씨앤씨(CNC) 선반(10)으로 간편하게 이동 및 분리할 수 있도록 씨앤씨(CNC) 선반(10)과 분리 제작하여 구성한다. 이때 이동의 편리를 도모하기 위하여 고정대(40)의 하단에는 이동롤러(41)가 장착되어 있고, 또 움직이지 않도록 고정하기 위하여 승,하강하는 지지구(42)가 다수개 장착되어 구성된다.
그리고 도 2에 나타내는 바와 같이, 고정대(40)의 전방 일측에는 씨앤씨(CNC) 선반(10)에 장착되어 중량물(20)을 고정하는 척(30)으로 중량물(20)을 이동하기 위한 중량물공급장치(60)와 중량물공급구(호퍼)(50)가 장착되어 있다.
상기 중량물공급장치(60)는 도 1a에 나타내는 바와 같이, 고정대(40)의 전방에 수직으로 지지대(61)가 설치되어 있고, 상기 지지대(61)의 상단에는 수평실린더(62)가 장착되어 수평이동하도록 구성되어 있다.
또 상기 수평실린더(62)의 단부에는 지지구(63)가 장착되어 있고, 상기 지지구(63)의 하부에는 수직으로 이동하는 수직실린더(64)가 장착되어 있다.
그뿐만 아니라 수직실린더(64)의 단부에는 중량물(20)을 압지하는 압지 및 분리암(65)가 장착되어 있다.
이때 압지 및 분리암(65)은 V형의 홈으로 형성되어 후진시 간섭을 피하는 갈퀴 작동할 수 있는 수단이다.
그리고 중량물공급구(50)는 고정대(40)의 측면에 경사지게 장착되어 다수개의 중량물을 연속적으로 공급할 수 있도록 구성하고 있다. 즉, 중량물공급구(50)가 경사지게 형성되어 있기 때문에, 하단의 중량물(20)을 압지하여 들어올리게 되면 경사면을 따라 중량물(20)은 전방으로 이동하게 되므로 중량물(20)을 연속적으로 공급할 수 있는 것이다.
또한, 상기 고정대(40)의 상부면에는 씨앤씨(CNC) 선반(10)에 장착된 척(30)에 고정되어 가공된 중량물(20)을 낙하 받아 전방으로 수평이동할 수 있는 중량물인출장치(70)가 장착되어 있다.
상기 중량물인출장치(70)는 고정대(40)의 상부면에서 수평이동하는 수평실린더(71)가 장착되어 있고, 단부측의 버켓(72)을 구동하는 버켓구동부(73)를 수평이동하도록 구성되어 있다.
그리고 상기 버켓구동부(73)의 단부측에는 중량물(20)을 안착하여 이동하는 안착부(737)가 형성되어 있고, 척(30)의 하부로 수평이동하여 척(30)에서 분리되어 낙하하는 중량물(20)을 가볍게 받쳐주기 위해 안착부(737)의 하부에는 버켓(72)이 장착되어 있다.
이때 상기 버켓(72)은 중량물(20)의 형상에 맞추어 제작한다. 본 발명에서는 도면상 원형으로 형성하였기에 원호형으로 표기되어 있지만, 이것에 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 버켓구동부(73)는 수평실린더(71)의 단부측에 회동핀(732)이 결합된 고정구(731)에 장착되어 있다. 그리고 상기 회동핀(732)에는 회동핀(732)을 축으로 상,하이동하는 구동부본체(733)가 장착되어 있다.
상기 구동부본체(733)에는 수평실린더(734)가 형성되어 있고, 수평실린더(734)의 단부에는 작동편(735)의 단부가 연결되어 구성된다.
또, 상기 수평실린더(734)의 전, 후이동에 의해 작동편(735)이 전, 후 회동할 수 있도록 고정핀(736)이 결합되어 구성된다.
그리고 상기 고정핀(736)에는 척(30)에서 가공되어 낙하하는 중량물(20)을 받쳐주기 위한 버켓(72)이 연결하여 구성된다.
이때 버켓(72)은 구동부본체(733)에 형성된 수평실린더(734)의 수평이동에 의해 수평실린더(734)와 연결된 작동편(735)이 상,하이동하면서 버켓(72)을 승,하강시켜주는 역할을 하게 되는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치에 대한 작동상태를 도면을 통하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 씨앤씨(CNC) 선반(10)의 척(30)에서 가공하기 위한 중량물(20)을 자동으로 공급하기 위해 고정대(40)를 씨앤씨(CNC) 선반(10)의 전방 위치로 이동한다. 이때 고정대(40)는 하부에 이동롤러(41)가 장착되어 있기 때문에, 이동 및 설치가 간편하다.
그리고 고정대(40)를 움직이지 않고 정밀한 작업을 이행할 수 있도록 고정하기 위하여 하부에 장착되어 승,하강하는 지지구(42)를 하강하여 지반에 밀착시켜서 고정한다.
상기와 같이 씨앤씨(CNC) 선반(10)의 일측에 고정대(40)를 설치한 후에는, 고정대(40)의 일측면에 장착된 중량물공급구(호퍼)(50)에 중량물(20)을 투입하여 둔다. 이때 중량물공급구(50)는 고정대(40)의 일측면에 경사지게 형성되어 있기 때문에, 중량물(20)을 투입하게 되면 중량물(20)은 경사면을 따라 하향하면서 연속적으로 중량물을 공급할 수 있게 되는 것이다.
그리고 중량물(20)을 가공하기 위한 작업을 수행하기 위해서는 중량물공급구(50)에 투입된 중량물(20)을 중량물공급장치(60)에 장착된 중량물(20)을 압지하고 분리하는 압지 및 분리암(65)이 압지한 후, 씨앤씨(CNC) 선반(10)에 장착된 척(30)의 상부측으로 이동하는 중량물인출장치(70)의 선단부에 형성된 안착부(737)에 안착시켜서 중량물(20)을 척(30)의 상부에서 공급하여 척(30)에 고정한다.
이때 중량물공급장치(60)는 지지대(61)에 장착된 수직실린더(64)의 수직이동에 의해 중량물(20)을 압지 및 분리하는 압지 및 분리암(65)이 벌어지면서 중량물 공급구(50)의 하부로 투입된 중량물(20)을 압지하여 상승한 다음, 다시 지지구(63)에 장착된 수평실린더(62)의 수평이동에 의해 전진하면서 씨앤씨(CNC) 선반(10)에서 수평 이동하는 중량물인출장치(70)의 안착부(737)로 이동하여 분리하면 중량물(20)은 안착부(737)에 안착된다.
또한, 중량물인출장치(70)는 수평실린더(71)에 의해 수평이동하여 척(30)의 상부측으로 이동하여 척(30)에 고정된다.
그리고 상기 척(30)에 고정된 중량물(20)은 씨앤씨(CNC) 선반에서 바이트 등을 이용하여 가공한 후, 중량물인출장치(70)의 버켓(72)에 안착하게 된다.
즉, 상기 중량물인출장치(70)는 고정대(40)의 상부면에 장착된 수평실린더(71)의 수평이동에 의해 전진하면서 수평실린더(71)의 단부측에 장착된 구동부본체(733)를 구동하게 된다.
즉, 척(30)의 하부로 전진한 구동부본체(733)의 단부측에서 작동하는 수평실린더(734)와 연결된 버켓(72)은 척(30)의 하부에서 대기한다.
그리고 상기 척(30)에서 가공된 중량물(20)이 분리되면 하부로 자유낙하면서 작동편(735)과 연결된 버켓(72)으로 안착되어 받쳐주게 된다.
그리고 나서 수평실린더(734)를 후진하게 되면, 수평실린더(734)와 연결된 작동편(735)이 당겨지면서 중량물(20)을 받쳐준 버켓(72)이 전방으로 회전하면서 하향하게 된다. 그런 후, 고정대(400에 장착된 수평실린더(71)를 당겨주면 버켓(72)에 안착된 중량물(20)은 씨앤씨(CNC) 선반(10)의 외부로 인출이 되는 것이다.
상기와 같이 고정대(40)에 장착된 수평실린더(71)의 수평이동에 의해 버켓구동부(73)가 가동하면서 씨앤씨(CNC) 선반(10)의 하부로 중량물(20)을 인출하게 되므로, 작업공간을 유용하게 활용할 수 있게 되는 것이다.
그뿐만 아니라 중량물(20)을 간단하고 정확하게 공급 및 인출을 할 수 있어 작업능률의 향상은 물론 작업자의 편리를 도모할 수 있다.
10. 씨앤씨(CNC) 선반 20. 중량물
30. 척 40. 고정대
50. 중량물공급구 60. 중량물공급장치
61. 지지대 62. 수평실린더
63. 지지구 64. 수직실린더
65. 압지 및 분리암 70. 중량물인출장치
71. 수평실린더 72. 버켓
73. 버켓구동부 731. 고정구
732. 회동핀 733. 구동부본체
734. 수평실린더 735. 작동편
736. 고정핀 737. 안착부

Claims (5)

  1. 씨앤씨(CNC) 선반(10)에 장착되어 중량물(20)을 가공하기 위하여 고정하는 척(30)과,
    상기 씨앤씨(CNC) 선반(10)의 전방 고정대(40)에 장착되어 경사진 중량물공급구(50)에서 중량물(20)을 압지하고 척(30)의 상부측에서 분리하기 위해, 씨앤씨(CNC) 선반(10)의 지지대(61)에 수평실린더(62)를 장착하고, 상기 수평실린더(62)의 단부에 지지구(63)를 장착하고, 상기 지지구(63)의 하부에 수직실린더(64)를 장착하고, 상기 수직실린더(64)의 단부에 압지 및 분리암(65)을 장착하여 이루어진 중량물공급장치(60)와,
    상기 척(30)에 압지되어 가공된 중량물(20)을 척(30)의 하부에서 낙하 받아 씨앤씨(CNC) 선반(10)의 전방으로 인출할 수 있게, 고정대(40)의 상부면에 수평으로 장착되어 수평이동하는 수평실린더(71)와 연결되어 버켓(72)을 구동하는 버켓구동부(73)와, 상기 버켓구동부(73)의 단부측에 장착되어 척(30)에 공급하는 중량물(20)을 안착하는 안착부(737)와, 상기 안착부(737)의 하부 측에는 척(30)에서 분리된 중량물(20)을 받아 안착하는 버켓(72)을 포함하여 이루어진 중량물인출장치(70);를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 버켓구동부(73)는 고정구(731)의 회동핀(732)에 장착되어 상,하이동하는 구동부본체(733)와, 상기 구동부본체(733)에 장착된 수평실린더(734)와 일측단부가 연결된 작동편(735)과, 상기 작동편(735)을 전, 후 회동할 수 있도록 고정하는 고정핀(736)과, 상기 고정핀(736)과 연결된 버켓(737)을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 씨앤씨(CNC) 선반의 중량물 자동 공급 및 인출장치.
  5. 삭제
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