KR101782149B1 - 플레이트 소재용 흡착장치 - Google Patents

Abstract

가공할 플레이트 소재를 진공압으로 흡착하여 고정하기 위한 진공압 공급유로를 가지는 흡착플레이트와, 흡착플레이트에 설치되어 흡착플레이트의 흡착위치에 놓인 플레이트 소재의 양단를 접촉 지지하여 가공위치로 정렬시키는 정렬유닛을 포함하며, 플레이트 소재는, 판구조의 플레이트 몸체와, 플레이트 몸체의 상면으로 돌출형성되며 플레이트 몸체의 장변과 동일한 길이로 나란하게 형성되는 돌출리브를 포함하며, 정렬유닛은 돌출리브의 양단을 기준으로 접촉 지지하여 정렬시키도록 한 쌍이 구비되는 것을 특징으로 하는 플레이트 소재용 흡착장치가 개시된다.

Description

플레이트 소재용 흡착장치{A SUCTION APPARATUS FOR PLATE MATTER}

본 발명은 플레이트 소재용 흡착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변형 가능한 얇은 구조를 가지는 플레이트 소재를 흡착 고정하기 위한 플레이트 소재용 흡착장치에 관한 것이다.

일반적으로 다양한 종류의 소재를 절단, 절삭, 면취 등의 가공을 하기 위해서는 가공할 소재를 가공 스테이지 상에 자세 고정시킨 상태에서 가공툴을 이용하여 가공하는 것이 일반적이다.

가공할 소재의 형상이나 종류에 따라서 다양한 종류의 가공 스테이지가 적용될 수 있는데, 통상적으로는 스테이지 상에 가공할 소재를 올려놓고, 별도의 클램퍼를 이용하여 고정시킨 상태에서 가공하는 것이 일반적이다.

예를 들어, 길이가 길고 얇은 플레이트 구조를 가지는 가공 소재를 가공하고자 할 경우에는, 스테이지 상에 가공할 소재를 올려놓고, 복수 지점에서 가공할 소재를 클램핑하여 고정한 상태로 가공할 부분을 가공하게 된다. 그리고 클램퍼에 의해 가려진 부분도 가공하기 위해서는 가공할 소재를 클램핑하고 있던 상태를 해제하고, 가공할 소재의 자세를 바꾼 후에 다시 클램퍼로 클램핑한다. 이후에 자세가 변경된 가공할 소재의 다른 부분을 가공하게 된다.

그런데 상기와 같은 종래 기술에 의하면, 가공할 소재를 크램퍼를 이용하여 클램핑한 상태로 가공하게 되면, 가공할 전체적인 부분을 한번의 가공 공정으로 가공하지 못하고, 가공할 소재의 자세를 변경해주어야 하므로, 작업이 번거롭고 시간이 오래걸린다. 또한, 가공할 소재를 가공위치에 정확하게 세팅한 상태에서 완전 가공하는 것에 비하여, 가공위치를 재설정하여 설치할 경우에는 장착오차 등으로 인하여 가공정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.

또한 얇고 넓은 플레이트형상을 갖는 가공할 소재의 경우에는 특정 부분에서 클램퍼로 강하게 클램핑 할 경우에는, 국지적으로 클램핑력에 의한 응력이 집중되어 변형이 발생되거나, 다른 부분에서 들뜨는 현상이 발생되는 문제점이 있다.

특히, 최근에는 차량경량화 등을 이유로 차량의 부품이나 차체 등에 사용되는 소재들이 가볍고 얇은 플레이트 구조를 갖도록 설계되는 점을 고려할 때, 상술한 문제점을 해결하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1610256호

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 얇은 플레이트 구조를 갖는 플레이트 소재를 정밀하게 위치 정렬시킨 상태로 진공흡착 고정하여 자세 변경 없이 전체 가공부분을 가공할 수 있도록 지지하는 플레이트 소재용 흡착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플레이트 소재용 흡착장치는, 가공할 플레이트 소재를 진공압으로 흡착하여 고정하기 위한 진공압 공급유로를 가지는 흡착플레이트; 상기 흡착플레이트에 설치되어 상기 흡착플레이트의 흡착위치에 놓인 상기 플레이트 소재의 양단를 접촉 지지하여 가공위치로 정렬시키는 정렬유닛;을 포함하며, 상기 플레이트 소재는, 판구조의 플레이트 몸체와, 상기 플레이트 몸체의 상면으로 돌출형성되며, 상기 플레이트 몸체의 장변과 동일한 길이로 나란하게 형성되는 돌출리브를 포함하며, 상기 정렬유닛은 상기 돌출리브의 양단을 기준으로 접촉 지지하여 정렬시키도록 한 쌍이 구비되는 것을 특징으로 한다.

이로써, 진공압만을 이용하여 가공할 플레이트 소재를 흡착하여 자세 고정한 상태로 가공할 수 있다.

여기서, 상기 진공압 공급유로는, 상기 흡착플레이트의 상하로 관통형성되는 메인 진공압 공급유로; 및 상기 메인 진공압 공급유로에 연통되도록 상기 흡착플레이트의 상부면에 인입형성되게 패턴 가공된 서브 진공압 공급유로;를 포함하며, 상기 서브 진공압 공급유로는 서로 교차하는 세로홈과 가로홈이 격자형태로 연결되어 이루어지는 것이 바람직하다.

이로써, 플레이트 소재의 전체 면에 걸쳐서 균일한 진공압을 공급하여 효과적으로 흡착고정시킬 수 있다.

또한, 상기 서브 진공압 공급유로의 최외곽에 인접하여 인입 형성되는 실링부재 장착홈에 장착되는 실링부재를 더 포함하는 것이 좋다.

이로써, 플레이트 소재의 테두리부분에 가깝게 실링부재를 위치시켜서 최대한 넓은 면적으로 진공압을 공급할 수 있도록 하여 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 정렬유닛은, 상기 돌출리브가 진입되어 정렬되는 정렬홈을 가지는 정렬부재; 및 상기 흡착플레이트에 설치되어 상기 정렬부재를 상기 흡착위치에 놓인 상기 플레이트 소재의 단부 쪽으로 접근시키거나 이격되도록 구동시키는 액추에이터;를 포함하는 것이 좋다.

이로써, 진공 흡착하여 고정하기 전에 플레이트 소재를 정확한 위치에 정렬시킨 상태로 고정할 수 있다.

본 발명의 플레이트 소재용 흡착장치에 따르면, 판구조의 플레이트 몸체의 상부에 돌출 형성된 돌출리브를 가지는 플레이트 소재를 흡착플레이트의 가공위치에 정확하게 정렬시킬 수 있으며, 위치 정렬된 후에는 진공압을 이용하여 강하게 흡착 고정시킬 수 있다.

따라서 종래와 같이 물리적으로 클램핑하지 않은 상태에서 플레이트 소재를 가공할 수 있으며, 전체 테두리면에 대한 가공(면취 등의 가공) 공정을 플레이트 소재의 자세 변경 없이 진행할 수 있다. 그로 인해, 플레이트 소재의 가공시간을 단축할 수 있게 되어 생산성을 향상시키고 생산원가를 낮출 수 있다.

또한, 플레이트 소재를 클램핑할 때 발생되던 변형 등의 문제를 해결할 수 있음은 물론, 자세 변경에 따른 장착 오차 등의 문제로 인하여 가공 정밀도가 떨어지는 문제를 해결하고, 정밀한 가공이 가능하게 되어 제품 신뢰도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플레이트 소재용 흡착장치에 플레이트 소재가 장착된 상태를 나타내 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플레이트 소재용 흡착장치와 플레이트 소재를 나타내 보인 분리 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 흡착장치의 평면도이다.
도 4 및 도 5 각각은 도 1에 도시된 정렬유닛에 의해 플레이트 소재를 정렬하는 상태를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 6은 도 1의 요부를 발췌하여 보인 부분 사시도이다.
도 7은 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 플레이트 소재용 흡착장치를 자세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플레이트 소재용 흡착장치(100)는, 베이스(110)상에 설치되는 흡착플레이트(120), 상기 흡착플레이트(120) 상에 설치되어 가공할 플레이트 소재(200)를 가공위치로 정렬시키는 정렬유닛(130)을 구비한다.

상기 흡착플레이트(120)는 소정 두께의 판 구조를 가지며, 상기 베이스(110) 상에 고정 설치된다. 흡착플레이트(120)에는 진공압력을 제공하기 위한 메인 진공압 공급유로(121) 및 서브 진공압 공급유로(123)가 형성된다. 메인 진공압 공급유로(121)는 흡착플레이트(120)에 상하로 관통하여 형성된다. 메인 진공압 공급유로(121)에는 미도시된 진공압 공급라인(141)을 통해 진공펌프(140)가 연결되어 진공압을 제공한다.

상기 서브 진공압 공급유로(123)는 흡착플레이트(120)의 상면에 소정 패턴으로 인입 형성된다. 구체적으로 살펴보면, 서브 진공압 공급유로(123)는 흡착플레이트(120)의 상면으로부터 소정 깊이로 형성되며, 격자 모양의 패턴구조를 갖는 세로홈과, 가로홈으로 이루어진다. 이러한 세로홈과 가로홈이 격자 구조로 서로 연결되도록 형성되며, 가공할 플레이트 소재(200)의 넓이에 대응되는 넓이로 패턴을 형성하도록 마련된다. 또한, 세로홈과 가로홈 각각의 간격은 서로 일정하게 형성되는 것이 바람직하다.

흡착플레이트(120)의 서브 진공압 공급유로(123)의 상부를 덮도록 플레이트 소재(200)를 배치할 때, 플레이트 소재(200)와 흡착플레이트(120) 상면과의 기밀을 유지하기 위한 실링부재(150)를 서브 진공압 공급유로(123)에 끼워 넣어 설치하게 되는데, 가급적 가공할 플레이트 소재(200)의 테두리 부분 쪽에서 기밀이 이루어지도록 하는 것이 좋다. 따라서 서브 진공압 공급유로(123)의 패턴영역 외곽쪽에 인접하여 실링부재 장착홈(125)이 인입형성되는 것이 바람직하다. 실링부재 장착홈(125)은 서브 진공압 공급유로(123)과 분리되어 이격된 위치에 형성된다. 이와 같이 서브 진공압 공급유로(123)에 인접되게 실링부재 장착홈(125)을 형성하여 실링부재(150)를 장착하면, 플레이트 소재(200)의 테두리에 가까운 부분에 실링부재(150)를 설치할 수 있게 된다. 따라서 가공할 플레이트 소재(200)에 최대한 넓은 영역으로 흡착력을 제공할 수 있게 되고, 가공할 플레이트 소재(200)를 강한 진공압으로 안정되게 위치 고정할 수 있게 된다.

상기 실링부재(150)는 고무 또는 실리콘 등의 재질로 형성되며, 상기 실링부재 장착홈(125)에 압입되어 결합된다. 여기서, 실링부재(125)를 실링부재 장착홈(125)에 끼워 넣게 되면, 흡착플레이트(120)의 상면으로 실링부재(125)가 소정 높이 돌출될 수 있도록 충분한 두께를 갖는 것이 바람직하다. 따라서 실링부재(150)를 덮도록 가공할 플레이트 소재(200)를 흡착 플레이트(120)의 상부에 올려놓은 상태에서 진공압을 공급하게 되면, 흡착플레이트(120)와 플레이트 소재(200) 사이의 실링부재가 진공압이 누수되는 것을 방지하고, 플레이트 소재(200)가 강한 진공 흡착력으로 자세 고정되도록 지지할 수 있게 된다.

상기 정렬유닛(130)은 흡착 플레이트(120)의 상부에 놓이는 플레이트 소재(200)의 양단부 각각을 접촉지지하여 정렬시키는 한 쌍의 정렬부재(131)와, 상기 정렬 부재(131) 각각을 왕복 이동시키는 액추에이터(133)를 구비한다.

여기서, 상기 가공할 플레이트 소재(200)는 얇은 판 구조를 가지는 소재 몸체(210)와, 소재 몸체(210)의 상부 중앙에서 소정 높이 및 두께로 돌출되게 연결되는 돌출리브(220)를 가진다. 소재 몸체(210)는 직사각형 평면 구조를 가지며, 강한 외력을 받을 경우 휘어지거나 변형될 수 있을 정도로 얇은 구조를 가지며, 금속 재질로 형성된다. 그리고 돌출리브(220)는 소재 몸체(210)의 상면에 돌출되게 형성되며, 장변 방향으로 나란하게 동일한 길이로 형성된다. 이러한 돌출리브(220)는 소재 몸체(210)의 제조시 일체로 형성될 수 있다.

상기 정렬부재(131)는 상기 소재 몸체(210)와 돌출리브(220)를 측면에서 접촉하여 지지하여 정렬시키기 위한 것으로서, 돌출리브(220)가 끼워져 정렬되는 정렬홈(131a)을 가진다. 정렬홈(131a)은 정렬부재(131)이 단부로부터 소정 깊이로 형성되며, 정렬부재(131)의 단부에서 점진적으로 좁아지도록 형성된다. 따라서 정렬부재(131)가 되어 돌출리브(220) 쪽으로 접근하여 정렬시킬 때, 돌출리브(220)가 도 5와 같이, 정렬홈(131a) 내부로 상대적으로 진입되면서 중심이 정렬될 수 있다.

또한, 정렬부재(131)의 하면에는 상기 소재 몸체(210)의 단부를 접촉 지지하여 정렬시킬 수 있도록 단차부(131b)가 형성될 수 있다. 이러한 구성의 정렬부재(131)가 플레이트 소재(200)의 양단부 쪽에서 접근하여 플레이트 소재(200)를 접촉하여 정렬시키게 되면, 플레이트 소재(200)는 정확한 가공위치에 정렬될 수 있다.

상기 엑추에이터(133)는 흡착 플레이트(120)의 양측에 각각 설치되며, 구동시 상기 정렬부재(131)를 전진 및 후진구동시킨다. 이러한 엑추에이터(133)는 유압실린더 등 다양한 구성이 가능하다.

한편, 상기 흡착플레이트(120)에는 복수의 플레이트 소재(200)를 서로 이격되게 정렬시켜서 흡착 고정할 수 있도록 충분한 넓이를 가질 수 있다. 그리고 흡착플레이트(120)에는 상술한 유로들(121)(123)이 서로 이격된 위치에 각각 마련될 수 있으며, 상기 정렬유닛(130)도 두 쌍이 마련될 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 플레이트 소재용 흡착장치(100)는 얇은 판 구조의 소재 몸체(210)의 상면에 소재 몸체(210)의 동일한 장변 길이로 나란한 방향으로 돌출된 돌출리브(220)를 가지는 플레이트 소재(220)를 정확하게 정렬시켜서 진공 흡착시킬 수 있다.

즉, 흡착 플레이트(120)에 놓인 가공할 플레이트 소재(200)를 정렬유닛(130)을 이용하여 도 3 및 도 5와 같이 가공위치에 정확하게 정렬시킬 수 있다.

그런 다음 진공펌프(140)를 구동시켜서 메인 진공압 공급유로(121)를 통해 서브 진공압 공급유로(123)로 진공압을 발생시키면, 플레이트 소재(200)의 하면에 진공압이 작용하여 흡착플레이트(120)의 상면에 밀착되어 고정된다. 이때, 서브 진공압 공급유로(123)에 인접설치된 실링부재(150)에 의해 진공압이 외부로 새어 나가지 않게 되어, 플레이트 소재(200)는 흡착플레이트(120)의 상부에 정렬된 자세 및 위치 고정된 상태를 유지할 수 있게 된다.

이 상태에서 상기 액추에이터(133)를 구동하여 도 4와 같이 정렬부재(131)를 플레이트 소재(200)로부터 분리된 초기위치로 이동시키면, 진공압에 의해서만 플레이트 소재(200)가 위치 고정된 상태로서, 플레이트 소재(200)의 테두리 부분을 포함하여 전체면이 외부로 노출된 상태가 된다. 따라서 이 상태에서 가공툴을 이용하여 플레이트 소재(200)의 전체 체두리부분(4변 단면)을 면취 가공을 포함하여 가공할 수 있게 된다. 즉, 종래와 같이 플레이트 소재(200)를 전체적으로 가공하기 위해서 클램퍼를 분리하고 자세를 변경하여 다시 위치 고정해야 하는 번거로움 없이, 가공공정을 한번에 마무리할 수 있다. 따라서 플레이트 소재(200)의 가공시간을 단축할 수 있으며, 가공 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 플레이트 소재(200)의 전체면에 걸쳐서 진공압이 작용하도록 하여 자세 고정함으로써, 종래와 같이 특정 부분에 가압력(응력)이 편중되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 플레이트 소재(200)에 편중된 외력이 가할 때 발생하던 변형의 문제 등을 해결할 수 있는 이점이 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

100..플레이트 소재용 흡착장치 110..베이스
120..흡착 플레이트 130..정렬유닛
140..진공펌프 150..실링부재
200..플레이트 소재 210..소재 몸체
220..돌출리브

Claims (4)

1. 가공할 플레이트 소재를 진공압으로 흡착하여 고정하기 위한 진공압 공급유로를 가지는 흡착플레이트;
   상기 흡착플레이트에 설치되어 상기 흡착플레이트의 흡착위치에 놓인 상기 플레이트 소재의 양단를 접촉 지지하여 가공위치로 정렬시키는 정렬유닛;을 포함하며,
   상기 플레이트 소재는,
   판구조의 플레이트 몸체와, 상기 플레이트 몸체의 상면으로 돌출형성되며, 상기 플레이트 몸체의 장변과 동일한 길이로 나란하게 형성되는 돌출리브를 포함하며,
   상기 정렬유닛은 상기 돌출리브의 양단을 기준으로 접촉 지지하여 정렬시키도록 한 쌍이 구비되며,
   상기 진공압 공급유로는,
   상기 흡착플레이트의 상하로 관통형성되는 메인 진공압 공급유로; 및
   상기 메인 진공압 공급유로에 연통되도록 상기 흡착플레이트의 상부면에 인입형성되게 패턴 가공된 서브 진공압 공급유로;를 포함하며,
   상기 서브 진공압 공급유로는 서로 교차하는 세로홈과 가로홈이 격자형태로 연결되어 이루어지고,
   상기 서브 진공압 공급유로의 최외곽에 인접하여 인입 형성되는 실링부재 장착홈에 장착되는 실링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플레이트 소재용 흡착장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 정렬유닛은,
   상기 돌출리브가 진입되어 정렬되는 정렬홈을 가지는 정렬부재; 및
   상기 흡착플레이트에 설치되어 상기 정렬부재를 상기 흡착위치에 놓인 상기 플레이트 소재의 단부 쪽으로 접근시키거나 이격되도록 구동시키는 액추에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플레이트 소재용 흡착장치.

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