KR101986494B1 - 클램핑 장치 및 이를 포함하는 가공 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치는, 피가공재를 고정하는 클램핑 장치이며, 일측에 제1 경사면이 형성된 베이스 블록, 상기 제1 경사면과 면접촉을 유지하는 제1 역경사면이 형성되어 상기 제1 경사면을 따라 이동 가능하게 설치되는 제1 블록, 상기 제1 블록에 지지되어, 상기 제1 블록과 일체로 상기 제1 경사면을 따라 하강하며 상기 피가공재를 측하방으로 가압하고, 상기 제1 블록과 일체로 상기 제1 경사면을 따라 상승하며 상기 피가공재에 대한 가압을 해제하는 클램핑 암 및 상기 제1 블록을 상기 제1 경사면을 따라 승강시키는 승강구동유닛을 포함한다.

Description

클램핑 장치 및 이를 포함하는 가공 장치{Clamping apparatus and machining apparatus using the same}
본 발명은 클램핑 장치 및 이를 포함하는 가공 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피가공재를 고정하는 클램핑 장치 및 이를 포함하는 가공 장치에 관한 것이다.
피가공물에 대해 형상, 패턴을 형성하거나 천공 등의 가공 처리를 하기 위해서는 피가공물을 가공 장치의 선반에 고정하여야 한다.
피가공물에 대한 안정적인 가공을 위해서는 피가공물을 수평 방향 및 수직 방향으로 동시에 고정하여야 한다.
이를 위해 종래에는 피가공물에 대해 수평 방향 힘을 작용하는 기구와 수직 방향 힘을 작용하는 기구를 별도로 구성하여 피가공물을 고정하였다.
또한, 피가공물을 가공하는데 소요되는 시간 외에 피가공물을 가공 장치의 선반 위에 정렬하는데 소요되는 시간, 피가공물을 고정하는데 소요되는 시간 및 가공이 완료된 피가공물을 선반으로부터 분리하는데 소요되는 시간이 상당히 소요되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 하나의 장치로 피가공물을 효과적으로 고정하는 클램핑 장치를 제공하는 것이다.
또한, 피가공물에 대한 가공 처리에 소요되는 시간 외에 피가공물을 정렬, 고정, 분리하는데 소요되는 시간이 최소화되는 가공 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치는, 피가공재를 고정하는 클램핑 장치이며, 일측에 제1 경사면이 형성된 베이스 블록, 상기 제1 경사면과 면접촉을 유지하는 제1 역경사면이 형성되어 상기 제1 경사면을 따라 이동 가능하게 설치되는 제1 블록, 상기 제1 블록에 지지되어, 상기 제1 블록과 일체로 상기 제1 경사면을 따라 하강하며 상기 피가공재를 측하방으로 가압하고, 상기 제1 블록과 일체로 상기 제1 경사면을 따라 상승하며 상기 피가공재에 대한 가압을 해제하는 클램핑 암 및 상기 제1 블록을 상기 제1 경사면을 따라 승강시키는 승강구동유닛을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치는, 메인 플레이트, 상기 메인 플레이트의 일면에 탈착 가능하게 설치되는 서브 플레이트, 상기 서브 플레이트의 일면에 설치되어 피가공재가 안착되는 복수의 지그 플레이트 및 상기 복수의 지그 플레이트와 일대일 대응되도록 상기 서브 플레이트의 일면 상에 설치되어 상기 피가공재를 상기 지그 플레이트 상에 고정하는 복수의 클램핑 장치를 포함하며, 상기 복수의 지그 플레이트 및 상기 복수의 클램핑 장치는 상기 서브 플레이트와 일체로 상기 메인 플레이트에 결합되거나 상기 메인 플레이트로부터 분리되며, 상기 클램핑 장치는, 일측에 제1 경사면이 형성된 베이스 블록, 상기 제1 경사면과 면접촉을 유지하는 제1 역경사면이 형성되어 상기 제1 경사면을 따라 이동 가능하게 설치되는 제1 블록, 상기 제1 블록에 지지되어, 상기 제1 블록과 일체로 상기 제1 경사면을 따라 하강하며 상기 피가공재를 측하방으로 가압하고, 상기 제1 블록과 일체로 상기 제1 경사면을 따라 상승하며 상기 피가공재에 대한 가압을 해제하는 클램핑 암 및 상기 제1 블록을 상기 제1 경사면을 따라 승강시키는 승강구동유닛을 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
하나의 클램핑 장치로 피가공물을 수직 및 수평 방향으로 동시에 고정할 수 있다.
피가공물에 대한 가공 처리에 소요되는 시간 외에 피가공물을 정렬, 고정, 분리하는데 소요되는 시간을 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 메인 플레이트와 서브 플레이트의 분해 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 서브 플레이트의 저면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 메인 플레이트와 서브 플레이트 간의 결합 관계를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치를 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치의 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치를 이용해 피가공재를 고정한 상태를 도시한 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치 및 이를 포함하는 가공 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치(1)는 메인 플레이트(10), 서브 플레이트(20), 지그 플레이트(40), 클램핑 장치(100), 서브 플레이트 고정 유닛(30) 등을 포함한다.
메인 플레이트(10)는 가공 장치(1)에 고정 설치되는 부재로서, 서브 플레이트(20)가 안착되는 일면이 전체적으로 편평하게 형성되는 판형 부재이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 메인 플레이트(10)의 양측에는 서브 플레이트 고정 유닛(30)이 설치된다. 서브 플레이트 고정 유닛(30)은 메인 플레이트(10)에 안착된 서브 플레이트(20)의 양측을 지지하여 서브 플레이트(20)를 메인 플레이트(10)에 고정한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 각 서브 플레이트 고정 유닛(30)은 메인 플레이트(10)의 일면 상에 설치되는 한 쌍의 회동 지지단(32, 33)과, 한 쌍의 회동 지지단(32, 33) 사이에서 회동 가능하게 지지되는 누름 부재(31)를 포함한다.
누름 부재(31)는 메인 플레이트(10)에 안착된 서브 플레이트(20)의 일면을 하방으로 가압하여 서브 플레이트(20)를 메인 플레이트(10)에 고정한다. 회동 지지단(32, 33)은 누름 부재(31)가 서브 플레이트(20)을 가압한 상태로 고정될 수 있도록 구성될 수 있다.
그리고, 서브 플레이트(20)가 메인 플레이트(10)로부터 분리되는 때에는, 누름 부재(31)가 서브 플레이트(20)의 외측으로 회동되며 서브 플레이트(20)의 일면에 대한 가압을 해제한다(도 2 참고).
도 1에 도시된 서브 플레이트 고정 유닛(30)는 서브 플레이트(20)를 메인 플레이트(10)에 고정하거나 서브 플레이트(20)가 메인 플레이트(10)로부터 분리 가능하게 하는 구조의 일례를 도시한 것이며, 동일 또는 유사한 기능을 수행하기 위해 서브 플레이트 고정 유닛(30)의 구조는 변경될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 서브 플레이트(20)의 일면에는 복수 개의 지그 플레이트(40)들이 설치된다.
지그 플레이트(40)는 피가공재가 안착되는 구성이다. 도 1에는 서브 플레이트(20)의 일면 상에 3개의 지그 플레이트(40)가 일렬로 배치되는 예를 도시하였으나, 동시에 가공할 피가공재의 수에 따라 서브 플레이트(20)의 일면 상에 설치되는 지그 플레이트(40)의 수 및 배열은 달라질 수 있다.
지그 플레이트(40)의 아웃 라인은 피가공재의 아웃 라인에 따라 달라질 수 있다. 도 1에는 대략 사각형의 아웃 라인을 갖는 피가공재가 안착되는 지그 플레이트(40)를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 각 지그 플레이트(40)의 일측 코너에 인접하여 클램핑 장치(100)가 설치되고, 클램핑 장치(100)가 인접 설치된 일측 코너의 대각 방향인 타측 코너에 인접하여 스토퍼들(41, 42)이 설치된다.
스토퍼(41, 42)는 지그 플레이트(40)에 안착되는 피가공재의 측면을 지지하는 구성으로, 타측 코너에 설치되는 제1 스토퍼(41)와 제2 스토퍼(42)를 포함한다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 지그 플레이트(40)의 장변(長邊) 중 클램핑 장치(100)와 마주하는 장변 측에는 제3 스토퍼(43)가 추가 설치될 수 있다. 이는 지그 플레이트(40)에 안착되는 피가공재를 보다 안정적으로 지지하기 위함이다.
클램핑 장치(100)에 대한 자세한 설명은 후술한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 메인 플레이트와 서브 플레이트의 분해 상태를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 서브 플레이트의 저면을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치의 메인 플레이트와 서브 플레이트 간의 결합 관계를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 메인 플레이트(10)의 일면에는 적어도 일부가 일면으로부터 돌출되도록 설치되는 복수의 정렬핀(60)이 구비된다.
그리고, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 서브 플레이트(20)의 이면에는 복수의 정렬핀(60)과 대응되는 복수의 정렬홈(21)이 서브 플레이트(20)의 내측으로 함몰 형성된다.
서브 플레이트(20)의 이면에 형성되는 정렬홈(21)은 메인 플레이트(10)의 일면에 형성된 정렬핀(60)과 일대일 대응되도록 형성될 수 있다. 또는, 서브 플레이트(20)의 이면에 형성되는 정렬홈(21)은 메인 플레이트(10)의 일면에 형성된 정렬핀(60)보다 많은 개수로 형성되어, 일부 정렬홈(21)은 정렬핀(60)을 수용하고 나머지 정렬홈은 정렬핀(60)이 수용하지 않을 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치(1)는 서브 플레이트(20)가 메인 플레이트(10)에 대해 탈착되는 구성을 갖는데, 피가공재에 대한 정확한 가공을 위해서는 서브 플레이트(20)가 메인 플레이트(10)의 정위치에 위치하여야 한다.
이를 위해, 정렬핀(60)과 정렬홈(21)이 서브 플레이트(20)가 메인 플레이트(10) 상에 안착되는 위치를 정렬하는 기능을 수행한다. 즉, 정렬핀(60)과 정렬홈(21)을 상호 대응되는 위치에 미리 형성하여, 정렬핀(60)이 정렬홈(21) 내로 삽입되도록 서브 플레이트(20)를 메인 플레이트(10)의 일면 상에 위치하는 것만으로도 서브 플레이트(20)의 정렬이 완료되므로, 별도로 서브 플레이트(20)를 정렬하기 위한 작업이 필요없다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 정렬핀(60)은 메인 플레이트(10)의 내부로 삽입되는 삽입단(63)과, 삽입단(63)과 단차를 형성하며 메인 플레이트(10)의 일면 상에 돌출되는 돌출단(62) 및 접촉 부재(61)을 포함한다.
삽입단(63)은 압입핀 타입으로 형성되어, 정렬핀(60)을 메인 플레이트(10)의 일면 상에 미리 정해진 위치에 삽입 설치할 수 있다.
돌출단(62)은 메인 플레이트(10)의 일면으로부터 상부를 향해 점차 단면적이 좁아지는 형상을 가질 수 있다. 도 2에는 돌출단(62) 형상의 일례로 원뿔대를 도시하였으나, 다각뿔대의 형상을 가질 수도 있다.
접촉 부재(61)는 돌출단(62)의 외측면에 적어도 일부가 돌출되도록 설치된다. 도 4에는 접촉 부재(61)의 일례로서 구 형상의 접촉 부재(61)가 돌출단(62)의 외측면에 일부 삽입 설치되는 예를 도시하였으나, 대략 반구 형상의 접촉 부재가 돌출단(62)의 외측면에 부착 설치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 정렬홈(21)은 정렬핀(60)의 돌출단(62) 형상과 유사하게, 서브 플레이트(20)의 내측을 향해 점차 개구 면적이 좁하지는 형상을 가질 수 있다. 정렬홈(21)은 돌출단(62)의 외경보다 약간 큰 내경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 서브 플레이트(20)가 메인 플레이트(10)의 일면 상에 안착된 상태에서, 정렬핀(60)의 돌출단(62) 및 접촉 부재(61)는 정렬홈(21) 내로 삽입된다. 그리고, 접촉 부재(61)는 정렬홈(21)과 점접촉을 유지하게 된다. 접촉 부재(61)가 정렬홈(21)과 점접촉을 이루게 되므로, 서브 플레이트(20)를 메인 플레이트(10)로부터 분리하는 작업을 수월하게 진행할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치를 도시한 사시도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치(100)는, 베이스 블록(110), 제1 블록(130), 제2 블록(140), 제3 블록(120), 샤프트(152), 클램핑 암(170) 등을 포함한다.
베이스 블록(110)은 서브 플레이트(20)의 일면에 설치된다.
베이스 블록(110)은 제1 블록(130)과 제3 블록(120)을 지지한다. 그리고, 제2 블록(140)은 제1 블록(130) 및 제3 블록(120)에 지지되어 베이스 블록(110)의 상부에 위치한다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 베이스 블록(110)은 샤프트(152)의 일부가 관통하도록 중앙부가 관통 형성되며, 샤프트(152)와 나사 결합된다. 샤프트(152)는 회전 방향에 따라 베이스 블록(110)에 대해 상승/하강되도록 설치된다.
베이스 블록(110)의 일측에는 V자 형상의 제1 경사면(111a, 111b)이 형성되고, 타측에는 제1 경사면(111a, 111b)과 대략 대칭 형성되는 V자 형상의 제2 경사면(112a, 112b)이 형성된다.
제1 블록(130)은 베이스 블록(110)의 제1 경사면(111a, 111b)과 형합되는 V자 형상의 제1 역경사면(131a, 131b)을 포함한다. 그리고, 제1 블록(130)은 제1 역경사면(131a, 131b)으로부터 상방으로 연장 형성되며, 제1 역경사면(131a, 131b)과 대략 대칭 형성되는 V자 형상의 제3 경사면(132a, 132b)을 포함한다.
또한, 제3 블록(120)은 베이스 블록(110)의 제2 경사면(112a, 112b)과 형합되는 V자 형상의 제2 역경사면(121a, 121b)을 포함한다. 그리고, 제3 블록(120)은 제2 역경사면(121a, 121b)으로부터 상방으로 연장 형성되며, 제2 역경사면(121a, 121b)과 대략 대칭 형성되는 V자 형상의 제4 경사면(122a, 122b)을 포함한다.
제1 블록(130)과 제3 블록(120)은 샤프트(152)를 중심으로 대략 대칭 형성될 수 있다.
제2 블록(140)은 베이스 블록(110)과 대략 상하로 대칭되는 형상을 가지며, 일측에는 제1 블록(130)의 제3 경사면(132a, 132b)과 형합되는 V자 형상의 제3 역경사면(141a, 141b)이 형성되고, 타측에는 제3 블록(120)의 제4 경사면(122a, 122b)과 형합되는 V자 형상의 제4 역경사면(142a, 142b)이 형성된다.
제2 블록(140)은 샤프트(152)의 일부가 관통하도록 중앙부가 관통 형성된다. 제2 블록(140)은 샤프트(152)가 베이스 블록(110)에 대해 상승/하강할 때에 샤프트(152)와 일체로 상승/하강하며 제1 블록(130)과 제3 블록(120)을 각각 베이스 블록(110)의 제1 경사면(111a, 111b)과 제2 경사면(112a, 112b)을 따라 이동하게 한다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 샤프트(152)는 제2 블록(140) 및 베이스 블록(110)을 관통하여 설치된다.
샤프트(152)의 하단은 서브 플레이트(20)에 형성된 샤프트 결합홀(22) 내로 삽입 설치된다. 샤프트 결합홀(22)의 내측에는 나사산이 형성되어 샤프트(152)의 외측면에 형성된 나사산과 계합된다.
샤프트(152)의 상단에는 제2 블록(140)에 회전 가능하게 지지되는 핸들바(150)가 형성된다. 핸들바(150)는 작업자가 샤프트(152)를 쉽게 회전시킬 수 있도록 샤프트(152)의 측방으로 소정 길이를 갖도록 연장 형성된다. 핸들바(150)는 샤프트(152)와 일체로 형성되거나, 샤프트(152)와 함께 회전할 수 있도록 샤프트(152)에 고정된다.
핸들바(150), 샤프트(152) 및 제2 블록(140)은 제1 블록(130)과 제3 블록(120)을 베이스 블록(110)에 대핸 승강시키는 승강구동유닛이 될 수 있다.
제1 블록(130)에는 클램핑 암(170)을 지지하는 지지 플레이트(160)가 설치된다. 지지 플레이트(160)는 적어도 하나의 볼트(163)를 이용해 제1 블록(130)의 측부에 결합된다.
지지 플레이트(160)의 일면에는 한 쌍의 러그(161, 162)가 일정 간격을 두고 돌출 형성된다. 그리고, 암 회동축(164)은 한 쌍의 러그(161, 162)를 연결하도록 형성된다.
클램핑 암(170)은, 암 회동축(164)에 회동 가능하게 설치되는 암 베이스(171), 암 베이스(171)로부터 각각 연장 형성되는 제1 암(172) 및 제2 암(173)을 포함한다.
한 쌍의 러그(161, 162)는 각각 암 베이스(171)의 상면과 하면을 지지하여 클램핑 암(170)이 수평한 상태를 유지하도록 한다.
제1 암(172)과 제2 암(173)은 상호 대략 수직하게 암 베이스(171)로부터 연장 형성된다. 제1 암(172)에서 피가공재와 접촉하는 면의 단부측에는 요철면(172a)이 형성된다. 유사하게, 제2 암(173)에서 피가공재와 접촉하는 면의 단부측에도 요철면(173a)이 형성된다. 요철면(172a, 173a)은 제1 암(172)과 제2 암(173)이 피가공재를 보다 견고하게 협지하게 하기 위한 구성이다.
제3 블록(120)의 후방에는 스토퍼(53)가 위치한다. 스토퍼(53)는 서브 플레이트(20)의 일면 상에 설치되어, 클램핑 장치(100)가 피가공재를 고정하기 위해 작동할 때 제3 블록(120)의 후방을 지지한다(도 7 참고).
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 블록(130)과 제3 블록(120)은 탄성 부재(180)에 의해 탄성 지지된다.
이를 위해 제1 블록(130)의 일측면에는 측방으로 돌출 형성되는 제1 지지단(133)이 형성되고, 제2 블록(140)의 일측면에는 측방으로 돌출 형성되는 제2 지지단(123)이 형성된다.
그리고, 탄성 부재(180)는 폐루프 형상으로 제작되어 폐루프의 내측의 일측이 제1 지지단(133)에 지지되고, 폐루프의 내측의 타측은 제2 지지단(123)에 지지되도록 설치된다.
탄성 부재(180)와 제1 블록(130) 및 제3 블록(120) 사이에는 클립 부재(190)가 설치될 수 있다. 클립 부재(190)는 제1 블록(130) 및 제3 블록(120)의 일측면을 가로지르도록 설치되며, 탄성 부재(180)의 중앙 부분 일부를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
클립 부재(190)는 탄성 부재(180)의 신장 방향을 가이드하며, 탄성 부재(180)가 제1 블록(130)과 제2 블록(140) 사이 및/또는 제2 블록(140)과 제3 블록(120)사이에 끼는 것을 방지한다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 클램핑 장치(100)의 양측에는 베이스 블록(110)을 지지하고, 제1 블록(130) 및 제3 블록(120)의 이동 방향을 가이드하는 스토퍼(51, 52)가 각각 설치될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치를 이용해 피가공재를 고정한 상태를 도시한 사시도이다.
이하에서는, 도 6 내지 도 8을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치의 작동 관계에 대해 설명한다.
도 6에 도시된 상태는 클램핑 장치(100)가 피가공재(S)를 고정하기 이전 상태를 도시한 것이고, 도 7에 도시된 상태는 클램핑 장치(100)가 피가공재(S)를 고정한 상태를 도시한 것이다.
도 6에 도시된 상태에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 작업자가 핸들바(150)를 일방향으로 회전시키면, 샤프트(152)가 회전하며 서브 플레이트(20)를 향해 하강한다.
이로 인해, 제2 블록(140)이 샤프트(152)와 함께 하강하며 베이스 블록(110)과의 간격이 좁아지고 동사에 제1 블록(130)와 제3 블록(120)을 하방으로 이동시킨다. 동시에 제2 블록(140)은 제1 블록(130)의 제3 경사면(132a, 132b) 및 제3 블록(120)의 제4 경사면(122a, 122b)을 따라 슬라이딩 될 수 있다.
한편, 제1 블록(130)은 베이스 블록(110)의 제1 경사면(111a, 111b)을 따라 하강하고, 제3 블록(120)은 베이스 블록(110)의 제2 경사면(112a, 112b)을 따라 하강한다.
다만, 제1 블록(130)은 제1 경사면(111a, 111b)에 의해 클램핑 암(170) 측으로 전진하며 하강하게 되고, 제3 블록(120)은 제2 경사면(112a, 112b)에 의해 스토퍼(53) 측으로 전진하며 하강하게 된다.
클램핑 암(170)은 제1 블록(130)과 일체로 이동하며 제1 블록(130)과 동일하게 전진 및 하강하며 도 8에 도시된 바와 같이, 피가공재(S)의 일측 코너를 형성하는 양측면을 협지한다.
클램핑 암(170)은 지지 플레이트(160)에 회동 가능하게 설치되므로, 피가공재(S)의 일측 코너의 형상에 대응하도록 회동하며 피가공재(S)의 일측 코너에 접근하여 피가공재(S)의 일측 코너를 안정적으로 협지할 수 있다.
피가공재(S)의 타측 코너는 지그 플레이트(40)에 인접하여 설치되는 복수의 스토퍼(41, 42)에 의해 지지되므로, 클램핑 암(170)이 피가공재(S) 측으로 전진하여 피가공재(S)의 일측 코너를 협지하면 피가공재(S)가 수평 방향으로 지그 플레이트(40) 상에 고정된다.
또한, 클램핑 암(170)은 피가공재(S) 측으로 전진함과 동시에 대각 방향으로 하강하며 피가공재(S)의 일측 코너를 협지하므로, 피가공재(S)를 지그 플레이트(40) 측으로 눌러 피가공재(S)를 지그 플레이트(40)에 대해 수직 방향으로도 고정한다.
즉, 클램핑 암(170)이 대각 방향으로 전진 및 하강하며 피가공재(S)의 일측 코너를 협지하므로, 피가공재(S)에는 측방 및 하방으로 작용하는 고정력이 동시에 작용하게 된다.
따라서, 피가공재(S)를 지그 플레이트(40) 상에 수직 방향으로 고정하기 위한 별도의 고정핀을 사용할 필요가 없이, 클램핑 암(170)의 작동만으로도 피가공재(S)가 지그 플레이트(40) 상에 수평 방향 및 수직 방향으로 고정될 수 있다.
피가공재(S)에 대한 고정을 해제하고자 하는 경우에, 작업자는 핸들바(150)를 타방향으로 회전시킨다. 이에 따라 샤프트(152)는 회전하며 서브 플레이트(20)에 대해 상대적으로 상승한다.
이로 인해, 제2 블록(140)은 샤프트(152)와 함께 상승하여 베이스 블록(110)과의 간격이 넓여지며, 동시에 제1 블록(130)와 제3 블록(120)을 누르는 힘이 약해지거나 제거된다.
제1 블록(130)과 제3 블록(120)은 탄성 부재(180)에 의해 탄성 지지되므로, 제1 블록(130)과 제3 블록(120)은 탄성 부재(180)의 탄성 복원력에 의해 상호 간의 간격이 다시 좁아진다. 따라서, 제1 블록(130)은 베이스 블록(110)의 제1 경사면(111a, 111b)을 따라 상승하고, 제2 블록(140)은 베이스 블록(110)의 제2 경사면(112a, 112b)을 따라 상승하게 된다.
동시에, 클램핑 암(170)은 제1 블록(130)과 일체로 이동하며, 피가공재(S)의 일측 코너를 수직 및 수평 방향으로 가압하던 힘을 해제하게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치(1)는 클램핑 장치(100)를 이용해 피가공재(S)를 지그 플레이트(40) 상에 수직 및 수평 방향으로 동시에 고정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치(1)는 서브 플레이트(20) 상에 복수의 지그 플레이트(40) 및 클램핑 장치(100)를 설치하여 동시에 복수 개의 피가공재(S)에 대한 가공 처리를 진행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치(1)는 복수의 지그 플레이트(40) 및 클램핑 장치(100)가 구비된 서브 플레이트(20)가 메인 플레이트(10)에 대해 탈착 가능하게 구비된다.
따라서, 작업자는 서브 플레이트(20)가 메인 플레이트(10)에 결합된 상태에서 복수 개의 피가공재(S)에 대한 가공 처리가 완료된 이후에는, 가공 처리가 완료된 복수 개의 피가공재(S)가 지그 플레이트(40)에 고정된 상태로 서브 플레이트(20)를 분리하고, 새로운 피가공재(S)들이 고정된 새로운 서브 플레이트(20)를 메인 플레이트(10)에 장착하여, 새로운 피가공재(S)들에 대한 가공 처리를 곧바로 시작할 수 있다.
새로운 피가공재(S)들을 새로운 서브 플레이트(20)에 고정하는 작업은, 메인 플레이트(10) 상에서 다른 피가공재(S)들이 가공 처리되는 중에 수행될 수 있다.
그리고, 복수 개의 피가공재(S)에 대한 가공 처리가 완료되어 메인 플레이트(10)로부터 분리된 서브 플레이트(20)가 인접 장소 또는 별도의 장소로 옮겨지면, 작업자는 가공 처리가 완료된 복수 개의 피가공재(S)들을 서브 플레이트(20)로부터 분리할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치(1)는 피가공재(S)를 가공이 이루어지는 메인 플레이트(10) 상에서 고정 또는 해제하지 않으므로, 피가공재(S)들에 대한 가공 처리가 거의 연속적으로 진행되고, 이에 따라 피가공재(S)들의 가공에 소요되는 택 타임을 줄여 생산량을 증대시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 가공 장치 10: 메인 플레이트
20: 서브 플레이트 21: 정렬홈
22: 샤프트 결합홀 30: 서브 플레이트 고정 유닛
31: 누름 부재 32, 33: 회동 지지단
40: 지그 플레이트 41, 42, 43, 51, 52, 53: 스토퍼
60: 정렬핀 61: 접촉 부재
62: 돌출단 63: 삽입단
100: 클램핑 장치 110: 베이스 블록
111a, 111b: 제1 경사면 112a, 112b: 제2 경사면
120: 제3 블록 121a, 121b: 제2 역경사면
122a, 122b: 제4 경사면 130: 제1 블록
131a, 131b: 제1 역경사면 132a, 132b: 제3 경사면
140: 제2 블록 141a, 141b: 제3 역경사면
142a, 142b: 제4 역경사면 150: 핸들바
152: 샤프트 160: 지지 플레이트
161, 162: 러그 164: 암 회동축
170: 클램핑 암 171: 암 베이스
172: 제1 암 172a, 173a: 요철면
173: 제2 암 180: 탄성 부재
190: 클립 부재

Claims (19)

  1. 피가공재를 고정하는 클램핑 장치에 있어서,
    일측에 제1 경사면이 형성된 베이스 블록;
    상기 제1 경사면과 면접촉을 유지하는 제1 역경사면이 형성되어 상기 제1 경사면을 따라 이동 가능하게 설치되는 제1 블록;
    상기 제1 블록에 지지되어, 상기 제1 블록과 일체로 상기 제1 경사면을 따라 하강하며 상기 피가공재를 측하방으로 가압하고, 상기 제1 블록과 일체로 상기 제1 경사면을 따라 상승하며 상기 피가공재에 대한 가압을 해제하는 클램핑 암; 및
    상기 제1 블록을 상기 제1 경사면을 따라 승강시키는 승강구동유닛을 포함하고,
    상기 승강구동유닛은,
    상기 제1 블록에 지지되는 제2 블록 및
    상기 제2 블록을 관통하는 샤프트를 포함하며,
    상기 샤프트가 일방향으로 회전하는 때에는, 상기 제2 블록과 상기 베이스 블록 사이의 간격이 좁아지며 상기 제1 블록이 상기 제1 경사면을 따라 하강하고 동시에 상기 클램핑 암은 상기 제1 블록과 일체로 이동하며 상기 피가공재를 향해 전진하여 상기 피가공재를 측하방으로 가압하고,
    상기 샤프트가 타방향으로 회전하는 때에는, 상기 제2 블록과 상기 베이스 블록 사이의 간격이 넓어지며 상기 제1 블록이 상기 제1 경사면을 따라 상승하고 동시에 상기 클램핑 암은 상기 제1 블록과 일체로 이동하며 상기 피가공재로부터 후퇴하며 상기 피가공재에 대한 가압을 해제하는, 클램핑 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑 암은 상기 제1 블록에 대해 회동 가능하게 설치되는, 클램핑 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 클램핑 암은,
    상기 피가공재의 코너 일측을 지지하는 제1 암 및
    상기 제1 암으로부터 연장 형성되어 상기 피가공재의 코너 타측을 지지하는 제2 암을 포함하는, 클램핑 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 블록은 타측에 제2 경사면이 형성되고,
    상기 제2 경사면과 면접촉을 유지하는 제2 역경사면이 형성되어 상기 제2 경사면을 따라 이동 가능하게 설치되며 상기 제1 블록과 함께 상기 제2 블록을 지지하는 제3 블록을 더 포함하여,
    상기 샤프트가 일방향으로 회전하는 때에는, 상기 제2 블록과 상기 베이스 블록 사이의 간격이 좁아지며 상기 제3 블록이 상기 제2 경사면을 따라 하강하고,
    상기 샤프트가 타방향으로 회전하는 때에는, 상기 제2 블록과 상기 베이스 블록 사이의 간격이 넓어지며 상기 제3 블록이 상기 제2 경사면을 따라 상승하는, 클램핑 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 블록과 상기 제3 블록을 탄성 지지하는 탄성 부재를 더 포함하고,
    상기 샤프트가 타방향으로 회전하는 때에는, 상기 탄성 부재의 탄성 복원력에 의해 상기 제1 블록과 상기 제3 블록 사이의 간격이 좁아지며 상기 제1 블록과 상기 제3 블록이 각각 상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면을 따라 상승하는, 클램핑 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 블록은 측방으로 돌출 형성되는 제1 지지단을 포함하고,
    상기 제3 블록은 측방으로 돌출 형성되는 제2 지지단을 포함하며,
    상기 탄성 부재의 일측은 상기 제1 지지단에 의해 지지되고, 상기 탄성 부재의 타측은 상기 제2 지지단에 의해 지지되어 상기 제1 블록과 상기 제3 블록을 탄성 지지하는, 클램핑 장치.
  8. 메인 플레이트;
    상기 메인 플레이트의 일면에 탈착 가능하게 설치되는 서브 플레이트;
    상기 서브 플레이트의 일면에 설치되어 피가공재가 안착되는 복수의 지그 플레이트; 및
    상기 복수의 지그 플레이트와 일대일 대응되도록 상기 서브 플레이트의 일면 상에 설치되어 상기 피가공재를 상기 지그 플레이트 상에 고정하는 복수의 클램핑 장치를 포함하며,
    상기 복수의 지그 플레이트 및 상기 복수의 클램핑 장치는 상기 서브 플레이트와 일체로 상기 메인 플레이트에 결합되거나 상기 메인 플레이트로부터 분리되며,
    상기 클램핑 장치는,
    일측에 제1 경사면이 형성된 베이스 블록;
    상기 제1 경사면과 면접촉을 유지하는 제1 역경사면이 형성되어 상기 제1 경사면을 따라 이동 가능하게 설치되는 제1 블록;
    상기 제1 블록에 지지되어, 상기 제1 블록과 일체로 상기 제1 경사면을 따라 하강하며 상기 피가공재를 측하방으로 가압하고, 상기 제1 블록과 일체로 상기 제1 경사면을 따라 상승하며 상기 피가공재에 대한 가압을 해제하는 클램핑 암; 및
    상기 제1 블록을 상기 제1 경사면을 따라 승강시키는 승강구동유닛을 포함하고,
    상기 메인 플레이트의 일면에 돌출 형성되는 복수의 정렬핀을 더 포함하고,
    상기 서브 플레이트의 이면에는 상기 정렬핀의 위치에 대응하도록 형성되는 복수의 정렬홈이 형성되는, 가공 장치.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 정렬핀은 상기 메인 플레이트의 일면으로부터 상부를 향해 단면적이 점차 좁아지도록 형성되며,
    상기 정렬홈은 상기 서브 플레이트의 내측을 향해 개구 면적이 점차 좁아지도록 형성되는, 가공 장치.
  11. 제8항 또는 제10항에 있어서,
    상기 정렬핀은, 상기 정렬핀의 외측면에 돌출 형성되어 상기 서브 플레이트가 상기 메인 플레이트의 일면 상에 안착되는 때에 상기 정렬홈과 점접촉을 유지하는 적어도 하나의 접촉 부재를 포함하는, 가공 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 서브 플레이트는 상기 복수의 지그 플레이트 상에 상기 피가공재가 각각 안착된 상태로 상기 메인 플레이트에 결합되고,
    상기 피가공재에 대한 처리가 완료된 때에는 상기 피가공재가 상기 복수의 지그 플레이트 상에 각각 안착된 상태로 상기 메인 플레이트로부터 분리되는, 가공 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 메인 플레이트에 설치되어 상기 메인 플레이트의 일면에 안착된 상기 서브 플레이트를 상기 메인 플레이트에 고정하는 복수의 서브 플레이트 고정 유닛을 더 포함하는, 가공 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 클램핑 암은 상기 제1 블록에 대해 회동 가능하게 설치되는, 가공 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 클램핑 암은,
    상기 피가공재의 코너 일측을 지지하는 제1 암 및
    상기 제1 암으로부터 연장 형성되어 상기 피가공재의 코너 타측을 지지하는 제2 암을 포함하는, 가공 장치.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 승강구동유닛은,
    상기 제1 블록에 지지되는 제2 블록 및
    상기 제2 블록을 관통하여 상기 베이스 블록 및 상기 서브 플레이트 중 적어도 하나와 나사 결합되는 샤프트를 포함하며,
    상기 샤프트가 일방향으로 회전하는 때에는, 상기 제2 블록과 상기 베이스 블록 사이의 간격이 좁아지며 상기 제1 블록이 상기 제1 경사면을 따라 하강하고 동시에 상기 클램핑 암은 상기 제1 블록과 일체로 이동하며 상기 피가공재를 향해 전진하여 상기 피가공재를 측하방으로 가압하고,
    상기 샤프트가 타방향으로 회전하는 때에는, 상기 제2 블록과 상기 베이스 블록 사이의 간격이 넓어지며 상기 제1 블록이 상기 제1 경사면을 따라 상승하고 동시에 상기 클램핑 암은 상기 제1 블록과 일체로 이동하며 상기 피가공재로부터 후퇴하며 상기 피가공재에 대한 가압을 해제하는, 가공 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 베이스 블록은 타측에 제2 경사면이 형성되고,
    상기 제2 경사면과 면접촉을 유지하는 제2 역경사면이 형성되어 상기 제2 경사면을 따라 이동 가능하게 설치되며 상기 제1 블록과 함께 상기 제2 블록을 지지하는 제3 블록을 더 포함하여,
    상기 샤프트가 일방향으로 회전하는 때에는, 상기 제2 블록과 상기 베이스 블록 사이의 간격이 좁아지며 상기 제3 블록이 상기 제2 경사면을 따라 하강하고,
    상기 샤프트가 타방향으로 회전하는 때에는, 상기 제2 블록과 상기 베이스 블록 사이의 간격이 넓어지며 상기 제3 블록이 상기 제2 경사면을 따라 상승하는, 가공 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 블록과 상기 제3 블록을 탄성 지지하는 탄성 부재를 더 포함하고,
    상기 샤프트가 타방향으로 회전하는 때에는, 상기 탄성 부재의 탄성 복원력에 의해 상기 제1 블록과 상기 제3 블록 사이의 간격이 좁아지며 상기 제1 블록과 상기 제3 블록이 각각 상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면을 따라 상승하는, 가공 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 블록은 측방으로 돌출 형성되는 제1 지지단을 포함하고,
    상기 제3 블록은 측방으로 돌출 형성되는 제2 지지단을 포함하며,
    상기 탄성 부재의 일측은 상기 제1 지지단에 의해 지지되고, 상기 탄성 부재의 타측은 상기 제2 지지단에 의해 지지되어 상기 제1 블록과 상기 제3 블록을 탄성 지지하는, 가공 장치.
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