KR101682125B1

KR101682125B1 - 공작물 장착용 척 구조체

Info

Publication number: KR101682125B1
Application number: KR1020160106374A
Authority: KR
Inventors: 김영훈; 김미진
Original assignee: 주식회사 원진에이앤티
Priority date: 2016-08-22
Filing date: 2016-08-22
Publication date: 2016-12-02
Also published as: CN107755725A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 공작물 장착용 척 구조체는 자동가공장치에 공작물을 장착하는 공작물 장착용 척 구조체로서, 상기 공작물을 가공할 때 공작물을 장착한 후 자동가공장치에 체결되도록 자동가공장치의 수평 방향으로 연결되는 척 바디; 및 상기 공작물을 내경의 크기에 맞춰 상기 공작물을 고정 시키도록 상기 척 바디 전단부에 결합되는 콜렛 척; 을 포함하며, 상기 척 바디는 상기 자동가공장치 내부에서 수평 방향으로 슬라이드 이동 수단을 통해서 수평 방향으로 슬라이드 이동되며, 상기 콜렛 척은 상기 척 바디의 전단부에서 상기 척 바디가 슬라이드 이동 시 척 바디의 전단부에서 상기 공작물의 내경에 따라 외경의 크기가 변화되어 공작물과 접지면을 늘리 수 있다.

Description

공작물 장착용 척 구조체{STRUCTURE FOR WORK CHUCKING DEVICE}

본 발명은 공작물 장착용 구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동가공장치에 공작물을 내경에 맞춰 공작물을 장착하여 공작물의 접지면을 늘려 공작물이 가공 중 공작물의 떨림 현상을 방지할 수 있는 공작물 장착용 척 구조체에 관한 것이다.

일반적으로 공작물을 기계적으로 가공하는 공작기계들 중에서 가장 많이 사용되는 것으로 자동가공장치(CNC MACHINING CENTER)를 들 수 있는데, 이러한 자동가공장치는 자동으로 작동되는 수치제어 선반 및 컴퓨터 수치제어 선반으로 분류될 수 있다.

특히, CNC 선반으로 불려지는 컴퓨터 수치제어 선반은 범용선반에 컨트롤러를 장착한 공작기계로서 프로그램에 의해 자동으로 각종 부품을 가공할 수 있다는 장점이 있다.

상기 컴퓨터 수치제어 선반은 자동으로 기계를 동작시킬 수 있는 전자장치인 컨트롤러와 기계장치인 기계본체로 구성되는데, 여기서 컨트롤러는 CNC 시스템 프로그램, PLC 프로그램 등에 의해 기계본체의 작동을 제어하는 역할을 하며, 기계본체는 공작물을 장착하여 스핀들에 의해 회전하며 공작물을 가공할 수 있는 척이 구성된다.

상기 척은 공작물이 장착되어 공작물을 가공하는 것으로 공작물이 척에 안정적으로 장착되어야 공작물의 정밀한 가공이 가능하게 된다.

그러나, 종래의 척은 대부분 공작물의 크기에 따라서 공작물을 안정적으로 장착할 수 없으며, 공작물의 내경의 크기에 따라 접지되는 접지면이 달라지게 되므로, 공작물의 가공 시 척에서 공작물의 떨림 현상이 발생하여 공작물의 정밀 가공이 저하되는 문제점이 있었다.

특히, 척에서 공작물이 떨리는 현상으로 공작물의 가공 시 가공 편차가 발생하여 이로 인한 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

이에, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 공작물을 가동 시 공작물의 형태나 크기에 따라 척을 교체하는 기술이 제안된 바 있으나, 이는 공작물을 가공할 때 마다 척을 교체해야 하므로 공작물의 가공 시 작업 시간이 늘어나며 이에 따른 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

공개특허 10-2003-0027640

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공작물의 크기에 따라서 척과 공작물의 접지면을 늘림으로 공작물의 안정적인 장착을 통해서 공작물의 가공 시 공작물의 떨림 현상을 방지하여 공작물의 정밀 가공과 가공된 공작물의 가공 편차를 줄여 공작물의 가공 생산성을 높일 수 있는 공작물 장착용 척 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 슬라이드 이동 수단은 상기 자동가공창치에서 상기 척 바디의 후단부와 연결되어 상기 척 바디를 상기 자동가공장치에서 수평 방향으로 슬라이드이 이동 시키는 실린더; 및 상기 실린더가 상기 척 바디를 상기 자동가공장치 내부로 슬라이드 이동 시 상기 척 바디가 상기 자동가공장치에서 유동되는 것을 방지하며 상기 척 바디를 상기 자동가공장치 내부로 슬라이드 이동 시키키도록 상기 척 바디와 자동가공장치 사이에 개재되는 가이드 슬리브;를 포함하며 상기 가이드 슬리브는 상기 자동가공장치에 결합되는 결합판이 볼트에 의해 결합되며, 상기 결합판에는 상기 실린더 및 척 바디가 가이드 되도록 가이드 홀이 형성될 수 있다.

또한, 상기 가이드 슬리브에는 상기 바디 척을 밀폐할 수 있도록 가이드 슬리브의 외주면에 패킹이 결합되는 밀페부가 가이드 슬리브의 일단에 결합될 수 있다.

또한, 상기 척 바디의 전단부에는 상기 콜렛 척이 결합되는 장착부가 형성되고, 후단부는 상기 실린더에 결합되어 상기 실린더에 구동에 의해서 상기 장착부를 이동 시키는 이동부가 형성되며, 상기 장착부는 상기 자동가공장치의 수평 방향으로 전방에서 후방으로 저감되는 테이퍼 형상으로 이루어지며, 상기 장착부의 후단부에는 상기 콜렛 척의 이동을 제한도록 외주면이 돌출 형성된 이동 제한턱이 형성될 수 있다.

또한, 상기 콜렛 척은 상기 장착부에 장착되도록 내주면이 전방에서 후방으로 저감되는 테이퍼 형상으로 이루어지며, 외주면에는 일단이 개구되며 내부로 연장 형성된 슬릿홀이 형성되며, 상기 슬릿 홀의 단부는 상기 척 바디가 슬라이드 이동을 통해 장착부가 슬라이드 이동 하면서 장착부의 이동을 통해서 슬릿홀의 벌려서 상기 콜렛 척의 외경 크기를 변화시키는 변형홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 슬릿홀은 상기 콜렛 척의 외주면에 지그재그 형태로 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공작물 장착용 척 구조체는 콜렛 척의 외경의 크기를 변화시켜 콜렛 척과 공작물의 접지면을 늘려 공작물이 가공 중 발생하는 떨림 현상을 방지하여 공작물의 가공 생산성을 높일 수 있다.

또한, 척 바디가 자동가공장치 내부에서 슬라이드 이동되어 길이가 늘어남으로 인해 공작물을 가공 시 척 바디에 고정힘이 분산되어 공작물을 가공 시 가공된 공작물의 두께의 편차가 발생하지 않으며, 공작물의 변형을 최소화 시키며, 정밀가공이 가능할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작물 장착용 척 구조체의 단면도이다.
도 2는 도1의 척 바디에 콜렛 척이 결합되는 상태를 나타낸 상태도이다.
도 3은 도 2의 콜렛 척의 사시도이다.
도 4는 도 2 콜렛 척에 공작물이 결합되는 상태를 나타낸 상태도이다.
도 5와 도 6은 도 1의 작동 상태를 나타낸 상태도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 본 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작물 장착용 척 구조체의 단면도이고, 도 2는 도1의 척 바디에 콜렛 척이 결합되는 상태를 나타낸 상태도이며, 도 3은 도 2의 콜렛 척의 사시도이고, 도 4는 도 2 콜렛 척에 공작물이 결합되는 상태를 나타낸 상태도이고, 도 5와 도 6은 도 1의 작동 상태를 나타낸 상태도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 공작물 척 구조체(100)은 자동가공장치(CNC MACHINING CENTER)(10)의 내부에 설치되어 공작물(20)이 가공부(미도시)에서 가공 시 공작물(20)을 안정적으로 장착하는 것이다.

이를 위해 상기 공작물 척 구조체(100)는 척 바디(110), 슬라이드 이동 수단(120) 및 콜렛 척(140)을 포함한다.

상기 척 바디(110)는 공작물(20)을 가공할 때 공작물(20)을 장착하도록 자동가동장치(10)의 내부에서 수평 방향으로 연결되며, 장착부(111)와 이동부(113)로 구성된다.

상기 장착부(111)는 척 바디(110)의 전단부에 형성되며, 콜렛 척(140)이 결합되도록 자동가공장치(10)의 수평 방향으로 전방에서 후방으로 저감되는 테이펴 형상으로 이루어진다.

상기 장착부(111)의 후단부에는 콜렛 척(140)의 이동을 제한도록 외주면이 돌출 형성된 이동 제한턱(112)이 형성된다.

그리고 상기 이동부(113)는 슬라이드 이동 수단(120)과 연결되어 슬라이드 이동 수단(120)에 의해서 장착부(111)를 이동 시키는 것이다.

상기 이동부(113)는 자동가공장치(10) 내부에서 수평 방향으로 슬라이드 이동 수단(120)을 통해서 수평 방향으로 슬라이드 이동되며, 척 바디(110)의 길이를 조절하는 것이다.

즉, 상기 척 바디(110)는 자동가공장치(10) 내부에서 길이 조정이 가능하게 된다.

여기서, 상기 자동가공장치(10) 내부에서 바디(110)의 길이를 늘리면 공작물(20)을 가공 시 척 바디(110)에 전달되는 고정힘이 분산되어 척 바디(110)에 장착된 공작물(20)의 변형을 최소화 시키며, 정밀가공이 가능하게 된다.

그리고 상기 슬라이드 이동 수단(120)은 척 바디(110)의 이동부(113)를 자동가공장치(10) 내부에서 수평 방향으로 슬라이드 이동 시켜 척 바디(110)의 길이를 조절하는 것으로 실린더(121), 가이드 슬리브(120) 및 밀폐부(130)를 포함한다.

상기 실린더(121)는 자동가공장치(10)에서 척 바디(110)의 후단부인 이동부(113)와 연결되어 척 바디(110)의 이동부(113)와 장착부(111)를 자동가공장치(10)에서 수평 방향으로 슬라이드이 이동 시킨다.

상기 가이드 슬리브(122)는 실린더(121)가 척 바디(110)를 자동가공장치(10) 내부로 슬라이드 이동 시 척 바디(110)가 자동가공장치(10)에서 유동되는 것을 방지하며 척 바디(110)를 자동가공장치(10) 내부로 슬라이드 이동 시키키도록 척 바디(110)와 자동가공장치(10) 사이에 개재된다.

성가 가이드 슬리브(122)는 자동가공장치(10)에 결합되는 결합판(122a)이 볼트(122b)에 의해 결합된다.

상기 결합판(122a)에는 실린더(121) 및 척 바디(110)가 가이드 되도록 가이드 홀(122c)이 형성된다.

또한, 상기 가이드 슬리브(122)에는 척 바디(110)을 밀폐할 수 있도록 가이드 슬리브(122)의 외주면에 패킹(131)이 결합되는 밀페부(130)가 가이드 슬리브(122)의 일단에 결합된다.

상기 밀폐부(130)는 가이드 슬리브(122)의 외주면에 패킹(131)이 결합되고 볼트(132)를 통해 가이드 슬리브(122)에 결합된다.

즉, 상기 밀폐부(130)는 척 바디(110)와 가이드 슬리브(122)를 밀폐하여 가이드 슬리브(122) 내부로 공작물(20)을 가공 시 발생하는 잔재물 및 물과 기름등이 가이드 슬리브(122) 내부로 유입되는 것을 차단한다.

상기 콜렛 척(140)은 공작물(10)을 내경의 크기에 맞 공작물(20)을 고정 시키도록 척 바디 (110) 전단부에 형성된 장착부(110)에 결합된다.

상기 콜렛 척(140) 척 바디(110)의 장착부(111)에서 척 바디(110)가 슬라이드 이동 시 척 바디(110)의 장착부(111)에서 공작물(20)의 내경에 따라 외경의 크가가 변화되어 공작물(20)과 접지면을 늘리 수 있도록 외주면의 일단이 개구되며 내부로 연장 형성되는 슬릿홀(141)이 형성된다.

상기 콜렛 척(140)은 장착부(111)에 장착되도록 내주면이 전방에서 후방으로 저감되는 테이퍼 형상으로 이루어져 장착부(111)에 장착된 후 장착부(111)가 슬라이드 이동함에 따라서, 외경의 크기가 변화되는 것이다.

즉, 상기 콜렛 척(140)은 전방에서 후방으로 테이퍼지게 형성된 장착부(111)가 실린더(122)의 구동을 통해 이동하면서, 콜렛 척(140)의 내주면을 밀게 되고, 슬릿홀(141)이 외주면에서 변형되면서 콜렛 척(140)의 외경의 크기가 변화되게 된다.

이때, 상기 슬릿 홀(141)은 콜렛 척(140)의 외경의 크기의 변화의 효율을 높일 수 있도록 외주면에 지그재그 형태로 배치된다.

그리고 상기 슬릿 홀(141)의 단부는 척 바디(110)가 슬라이드 이동을 통해 장착부(111)가 슬라이드 이동 하면서 장착부(111)의 이동을 통해서 슬릿홀(141)을 벌려서 콜렛 척(140)의 외경 크기를 효과적으로 변형 시키는 변형홈(142)이 형성된다.

도 5와 도 6은 도 1의 작동 상태를 나타낸 상태도이다.

도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 공작물 척 구조체(100)의 사용 상태는 다음과 같다.

먼저, 상기 척 바디(110)의 장착부(111)에 콜렛 척(140)을 결합 시킨다.

이때, 상기 콜렛 척(140)은 장착부(111)의 테이퍼 형상에 따라서 후방이 슬릿 홀(141)을 통해 벌어지면서 장착부(111)에 장착된다.

그런 후, 공작물(20)을 콜렛 척(140)에 장착 시킨다.

이후, 상기 실린더(121)를 가동 시켜 척 바디(110)의 이동부(113)를 자동가공장치(10) 내부에서 슬라이드 이동 시킨다.

이때, 상기 실린더(121)는 공작물(20)의 내경에 크기에 맞춰 척 바디(110)를 가이드 슬리브(122) 내부에서 수평 방향으로 슬라이딩 이동 시킨다.

즉, 상기 공작물(20)의 내경이 콜렛 척(140)의 외경 보다 클 경우 도 5에 도시된 바와 같이 이동부(111)를 자동가공장치(10)의 내부에서 수평 방향의 후방으로 이동 시켜 콜렛 척(140)의 외경의 크기를 늘리게 한다.

이때, 상기 장착부(111)는 수평방향의 후방으로 이동하면서 장착부(111)의 전방이 콜렛 척(140)의 후방 내주면을 밀게되며, 콜렛 척(140)의 후방의 외주면이 변형홈(142)을 통해 변화되면서 슬릿 홀(141)을 벌려서 콜렛 척(140)의 외경 크기를 변화시켜 콜렛 척(140)의 외경이 공작물(20)의 내경의 크기에 맞 공작물(20)을 고정 시키게 된다.

반대로, 상기 공작물(20)의 내경이 콜렛 척(140)의 외경 보다 작을 경우 도 6에 도시된 바와 같이 이동부(111)를 자동가공장치(10)의 내부에서 수평 방향의 전방으로 이동 시켜 콜렛 척(140)의 외경의 크기를 작게 한다.

이때, 상기 장착부(111)는 수평방향의 전방으로 이동하면서 장착부(111)의 후방이 콜렛 척(140)의 후방 내경에 밀착되며, 콜렛 척(140)의 후방 내경은 변형홈(142)이 원래대로 복원되어 슬릿 홀(141)을 원상태로 복원 시켜 콜렛 척(140)의 외경이 공작물(20)의 내경의 크기에 맞 공작물(20)을 고정 시키게 된다.

상기와 같은 방법을 통해서 상기 공작물(20)을 콜렛 척(140) 안정적으로 고정 시킨 후 가공부(미도시)를 통해서 공작물(20)을 정밀 가공하게 된다.

이때, 상기 공작물(20)은 콜렛 척(140)에 안정되게 고정되므로, 공작물(20)의 외경변형을 방지하며, 공작물(20)의 떨림 현상을 방지할 수 있다.

지금 까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작물 장착용 척 구조체(100)는 척 바디(110)의 장착부(111)에서 콜렛 척(140)이 공작물(20)의 내경의 크기에 맞춰 외경의 크기를 변화시켜 공작물(20)의 내경과 콜렛 척의(140) 외경의 크기를 갖게 하여, 공작물(20)과 콜렛 척(140)의 접지면을 늘릴 수 있게 된다.

즉, 상기 공작물(20)과 콜렛 척(140)의 접지면을 늘어남으로 공작물(140)의 가공 중 공작물(20)의 떨림 현상을 방지할 수 있어 공작물(140)의 크기에 상관없이 다양한 공작물의 가공하여 공작물(20)의 가공 생산성을 높일 수 있다.

또한, 상기 척 바디(110)가 자동가공장치(10) 내부에서 슬라이드 이동되어 척 바디(110)의 길이가 늘어남으로 인해 공작물(20)을 가공 시 척 바디(110)에 고정힘이 분산되어 가공된 공작물(20) 손상을 최소화 시키며 두께의 편차가 발생하지 않고 정밀가공이 가능하다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

10: 자동가공장치 20: 공작물
100: 공작물 척 구조체 110: 척 바디
111: 장착부 112 이동 제한턱
113: 이동부 120: 슬라이드 이동 수단
121: 실린더 122: 가이드 슬리브
122a: 결합판 122b: 볼트
122c: 가이드 홀 130: 밀폐부
131: 패킹 132: 볼트
140: 콜렛 척 141: 슬릿홀
142: 변형홈

Claims

자동가공장치에 공작물을 장착하는 공작물 장착용 척 구조체로서,
상기 공작물을 가공할 때 공작물을 장착하도록 자동가동장치의 내부에서 수평 방향으로 연결되는 척 바디; 및
상기 공작물을 내경의 크기에 맞춰 상기 공작물을 고정 시키도록 상기 척 바디 전단부에 결합되는 콜렛 척;
을 포함하며,
상기 척 바디는
상기 자동가공장치 내부에서 수평 방향으로 슬라이드 이동 수단을 통해서 수평 방향으로 슬라이드 이동되며,
상기 콜렛 척은
상기 척 바디의 전단부에서 상기 척 바디가 슬라이드 이동 시 척 바디의 전단부에서 상기 공작물의 내경에 따라 외경의 크기가 변화되어 공작물과 접지면을 늘리 수 있으며,
상기 척 바디의 전단부에는 상기 콜렛 척이 결합되는 장착부가 형성되고, 후단부는 상기 실린더에 결합되어 상기 실린더에 구동에 의해서 상기 장착부를 이동 시키는 이동부가 형성되며,
상기 장착부는
상기 자동가공장치의 수평 방향으로 전방에서 후방으로 저감되는 테이퍼 형상으로 이루어지며,
상기 장착부의 후단부에는
상기 콜렛 척의 이동을 제한도록 외주면이 돌출 형성된 이동 제한턱이 형성되는 공작물 장착용 척 구조체.
제1항에 있어서,
상기 슬라이드 이동 수단은
상기 자동가공창치에서 상기 척 바디의 후단부와 연결되어 상기 척 바디를 상기 자동가공장치에서 수평 방향으로 슬라이드이 이동 시키는 실린더; 및
상기 실린더가 상기 척 바디를 상기 자동가공장치 내부로 슬라이드 이동 시 상기 척 바디가 상기 자동가공장치에서 유동되는 것을 방지하며 상기 척 바디를 상기 자동가공장치 내부로 슬라이드 이동 시키키도록 상기 척 바디와 자동가공장치 사이에 개재되는 가이드 슬리브;를 포함하며
상기 가이드 슬리브는
상기 자동가공장치에 결합되는 결합판이 볼트에 의해 결합되며, 상기 결합판에는 상기 실린더 및 척 바디가 가이드 되도록 가이드 홀이 형성되는 공작물 장착용 척 구조체.
제2항에 있어서,
상기 가이드 슬리브에는
상기 바디 척을 밀폐할 수 있도록 가이드 슬리브의 외주면에 패킹이 결합되는 밀페부가 가이드 슬리브의 일단에 결합되는 공작물 장착용 척 구조체.
삭제
제1항에 있어서,
상기 콜렛 척은
상기 장착부에 장착되도록 내주면이 전방에서 후방으로 저감되는 테이퍼 형상으로 이루어지며,
외주면에는 일단이 개구되며 내부로 연장 형성된 슬릿홀이 형성되며,
상기 슬릿 홀의 단부는
상기 척 바디가 슬라이드 이동을 통해 장착부가 슬라이드 이동 하면서 장착부의 이동을 통해서 슬릿홀의 벌려서 상기 콜렛 척의 외경 크기를 변화시키는 변형홈이 형성되는 공작물 장착용 척 구조체.
제5항에 있어서,
상기 슬릿홀은
상기 콜렛 척의 외주면에 지그재그 형태로 배치되는 공작물 장착용 척 구조체.