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KR102155088B1 - 인덱스 지그 - Google Patents

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KR102155088B1
KR102155088B1 KR1020190096137A KR20190096137A KR102155088B1 KR 102155088 B1 KR102155088 B1 KR 102155088B1 KR 1020190096137 A KR1020190096137 A KR 1020190096137A KR 20190096137 A KR20190096137 A KR 20190096137A KR 102155088 B1 KR102155088 B1 KR 102155088B1
Authority
KR
South Korea
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unit
clamp
spindle
base frame
processed
Prior art date
Application number
KR1020190096137A
Other languages
English (en)
Inventor
최창훈
고종민
조태일
김동훈
김건욱
김장성
권현정
이재인
하사라
Original Assignee
(주)티오피에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)티오피에스 filed Critical (주)티오피에스
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/0054—Means for adjusting the position of a machine tool with respect to its supporting surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/72—Auxiliary arrangements; Interconnections between auxiliary tables and movable machine elements
    • B23Q1/76—Steadies; Rests
    • B23Q1/763—Rotating steadies or rests

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

Abstract

본 발명은 인덱스 지그에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 인덱스 지그를 이용하면 길이가 긴 가공대상을 정해진 위치에 자동으로 정렬하여 안정적으로 파지할 수 있으며, 가공대상을 회전시켜 가공대상의 자세를 변경함으로써 가공작업을 용이하게 할 수 있다. 아울러 가공대상을 가공하는 동안 가공대상의 중간 부위가 자중에 의하여 하방으로 처지는 것을 방지하여 정밀한 가공작업이 이루어질 수 있다.

Description

인덱스 지그{INDEX JIG}
본 발명은 인덱스 지그에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 가공대상을 고정함과 동시에 정해진 각도로 회전시켜 가공대상의 가공을 용이하게 하는 인덱스 지그에 관한 것이다.
항공기의 스트링거(stringer)와 같이 길이가 긴 가공대상을 용이하게 가공하기 위해서는 가공대상을 고정함과 동시에 정해진 각도로 회전시켜 가공대상의 자세를 변경하는 인덱스 지그(index jig)가 필수적이다.
인덱스 지그를 이용하여 가공대상을 파지하고 가공대상의 자세를 변경하기 위해서는, 인덱스 지그가 가공장치의 움직임을 방해하지 않도록 가공대상의 단부를 붙잡아서 자세를 변경해야 한다.
그러나 길이가 긴 가공대상은 가공대상의 중간 부위가 자중에 의하여 하방으로 처지게 되므로, 가공대상을 가공하는 과정에서 가공대상의 가공 위치가 변경되거나 가공대상의 자세가 틀어지게 되는 등 정밀한 가공이 불가능해진다는 문제가 있다.
이로 인한 오차는 정밀한 가공이 필수적인 항공기 부품의 경우 매우 심각한 문제로 이어질 수 있다.
아울러 가공대상을 가공하기 위한 작업을 자동화하기 위해서는 가공대상을 정해진 위치에 정확하게 정렬하고 정해진 부위를 붙잡아서 고정하여야 한다. 그러나 종래의 인덱스 지그에 의하면 이와 같은 과정이 작업자에 의하여 수동으로 이루어지게 되므로 완전한 자동화가 어렵다는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-2012-0040990호 "외면 서브작업을 위한 대상물의 회전형 지그" (2012.4.30. 공개) 대한민국 등록실용신안 제20-0253500호 "불규칙한 형상의 철구조물 회전용 지그" (2001.10.27. 등록)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 길이가 긴 가공대상을 정해진 위치에 자동으로 정렬하여 파지할 수 있으며, 가공대상을 회전시켜 가공대상의 자세를 변경함으로써 가공작업을 용이하게 할 수 있도록 하며, 가공대상을 가공하는 동안 가공대상의 중간 부위가 자중에 의하여 처지지 않게 하여 가공대상을 정밀하게 가공할 수 있도록 하는 인덱스 지그를 제시하고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 폭방향으로 이격되어 길이방향으로 나란히 연장되는 한 쌍의 메인 주행레일이 마련되는 베이스 프레임 ; 상기 베이스 프레임의 길이방향 일측에 마련되는 고정 유닛용 프레임, 상기 고정 유닛용 프레임에 상기 베이스 프레임의 길이방향 타측을 향하면서 상기 베이스 프레임의 길이방향으로 연장되는 가상의 스핀들용 가상 회전축을 중심으로 회전 가능하게 마련되는 제1스핀들 유닛, 상기 제1스핀들 유닛을 회전시키기 위한 제1스핀들 유닛 회전장치, 가공대상의 일단부를 파지하기 위한 제1에어핑거를 포함하여 이루어지는 고정 유닛 ; 상기 메인 주행레일을 따라서 상기 베이스 프레임의 길이방향으로 이동 가능하게 마련되는 주행 유닛용 프레임, 상기 주행 유닛용 프레임을 상기 메인 주행레일을 따라서 이동시키기 위한 주행 유닛용 주행장치, 상기 주행 유닛용 프레임에 상기 제1스핀들 유닛을 마주보며 상기 스핀들용 가상 회전축을 중심으로 회전 가능하게 마련되는 제2스핀들 유닛, 상기 제2스핀들 유닛을 회전시키기 위한 제2스핀들 유닛 회전장치, 가공대상의 타단부를 파지하기 위한 제2에어핑거를 포함하여 이루어지는 주행 유닛 ; 상기 고정 유닛과 상기 주행 유닛의 사이에 배치되는 리프트 베이스, 상기 리프트 베이스의 상부에 상하방향으로 승강 가능하게 마련되며 상부에 가공대상을 거치할 수 있도록 하는 테이블, 상기 테이블를 상하방향으로 승강시키기 위한 테이블 승강장치, 상기 테이블의 상부에 상기 스핀들용 가상 회전축을 사이에 두고 상기 베이스 프레임의 폭방향으로 쌍을 이루며 마련되되 서로 가까워지거나 멀어지는 방향으로 진퇴 가능한 한 쌍의 클램프 몸체와 상기 클램프 몸체에 상기 스핀들용 가상 회전축을 향하여 마련되는 가이드 롤러를 포함하여 이루어지며 상기 베이스 프레임의 길이방향으로 이격되어 배치되는 복수의 클램프 유닛, 쌍을 이루는 상기 클램프 몸체를 서로 가까워지거나 멀어지는 방향으로 진퇴시키기 위한 클램프 유닛 구동장치를 포함하여 이루어지는 워크 포지션 리프트 ; 상기 고정 유닛에 가공대상의 일단부가 상기 제1스핀들 유닛에 접근하는 것을 감지하기 위하여, 일단부가 상기 제1스핀들 유닛에 결합되고 타단부가 상기 제2스핀들 유닛을 향하여 연장되는 중공관 형태의 제1하우징과, 상기 제1하우징을 관통하여 상기 베이스 프레임의 길이방향으로 진퇴 가능하게 마련되는 제1샤프트와, 상기 제1샤프트의 일단부에 고정 결합되는 제1센서부재 감지판과, 상기 제1샤프트의 타단부에 고정 결합되는 제1가공대상 접촉판과, 일단부가 상기 제1하우징에 지지되고 타단부가 상기 제1가공대상 접촉판에 지지되어 상기 제1가공대상 접촉판을 상기 제2스핀들 유닛을 향하는 방향으로 탄성 가압하는 제1탄성부재와, 상기 제1센서부재 감지판이 접근하는 것을 감지하기 위하여 상기 제1스핀들 유닛에 마련되는 제1센서부재를 포함하여 이루어지는 제1접근감지 유닛 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기에 있어서, 상기 클램프 유닛 구동장치는, 쌍을 이루는 상기 클램프 몸체 중 어느 하나에 상기 베이스 프레임의 폭방향으로 연장되게 마련되는 제1클램프 유닛용 랙 기어와, 쌍을 이루는 상기 클램프 몸체 중 다른 하나에 상기 제1클램프 유닛용 랙 기어를 마주보며 상기 제1클램프 유닛용 랙 기어와 나란하게 마련되는 제2클램프 유닛용 랙 기어와, 상기 제1클램프 유닛용 랙 기어와 상기 제2클램프 유닛용 랙 기어 사이에 배치되어 상기 제1클램프 유닛용 랙 기어 및 상기 제2클램프 유닛용 랙 기어에 치합되는 클램프 유닛용 피니언 기어, 상기 클램프 몸체를 상기 베이스 프레임의 폭방향으로 진퇴시키기 위한 클램프 유닛용 실린더부재를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명에 의한 인덱스 지그를 이용하면, 길이가 긴 가공대상을 정해진 위치에 자동으로 정렬하여 파지할 수 있으며, 가공대상을 회전시켜 가공대상의 자세를 변경함으로써 가공작업을 용이하게 할 수 있다. 아울러 가공대상을 가공하는 동안 가공대상의 중간 부위가 자중에 의하여 하방으로 처지지 않게 하여 가공대상을 안정적으로 파지할 수 있으며 이를 통하여 가공대상을 정밀하게 가공할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 의한 인덱스 지그와 가공대상의 사시도,
도 2는 도 1의 인덱스 지그의 주행 유닛에 의하여 가공대상이 파지된 상태를 도시한 사시도,
도 3은 도 1의 인덱스 지그의 워크 포지션 리프트에 의하여 가공대상이 클램핑된 상태를 도시한 사시도,
도 4는 도 1의 인덱스 지그를 길이방향을 따라 도시한 개념 정면도,
도 5는 도 1의 인덱스 지그를 길이방향을 따라 도시한 개념 평면도,
도 6은 도 4의 인덱스 지그의 고정 유닛의 개념 정면도,
도 7은 도 6의 고정 유닛의 제1스핀들 유닛 및 제1접근감지 유닛 및 제1에어핑거를 상세하게 도시한 도면,
도 8은 도 7의 제1접근감지 유닛의 작동상태를 개념적으로 도시한 도면,
도 9는 도 4의 인덱스 지그의 주행 유닛의 개념 정면도,
도 10은 도 4의 인덱스 지그와 베이스 프레임을 측면에서 도시한 도면,
도 11은 도 9의 주행 유닛의 제2스핀들 유닛 및 제2접근감지 유닛 및 제2에어핑거를 상세하게 도시한 도면,
도 12는 도 4의 워크 포지션 리프트를 정면에서 도시한 도면,
도 13은 도 12의 워크 포지션 리프트를 측면에서 도시한 도면,
도 14는 도 13의 워크 포지션 리프트를 A-A방향에서 도시한 도면,
도 15는 도 13의 워크 포지션 리프트를 B-B방향에서 도시한 도면,
도 16은 도 13의 워크 포지션 리프트를 C-C방향에서 도시한 도면,
도 17 내지 도 25는 본 발명의 일 실시례에 의한 인덱스 지그의 작동상태를 순서대로 도시한 도면.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시례를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시례에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다. 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.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 의한 인덱스 지그와 가공대상의 사시도이며, 도 2는 도 1의 인덱스 지그의 주행 유닛에 의하여 가공대상이 파지된 상태를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1의 인덱스 지그의 워크 포지션 리프트에 의하여 가공대상이 클램핑된 상태를 도시한 사시도이며, 도 4는 도 1의 인덱스 지그를 길이방향을 따라 도시한 개념 정면도이며, 도 5는 도 1의 인덱스 지그를 길이방향을 따라 도시한 개념 평면도이며, 도 6은 도 4의 인덱스 지그의 고정 유닛의 개념 정면도이며, 도 7은 도 6의 고정 유닛의 제1스핀들 유닛 및 제1접근감지 유닛 및 제1에어핑거를 상세하게 도시한 도면이며, 도 8은 도 7의 제1접근감지 유닛의 작동상태를 개념적으로 도시한 도면이며, 도 9는 도 4의 인덱스 지그의 주행 유닛의 개념 정면도이며, 도 10은 도 4의 인덱스 지그와 베이스 프레임을 측면에서 도시한 도면이며, 도 11은 도 9의 주행 유닛의 제2스핀들 유닛 및 제2접근감지 유닛 및 제2에어핑거를 상세하게 도시한 도면이며, 도 12는 도 4의 워크 포지션 리프트를 정면에서 도시한 도면이며, 도 13은 도 12의 워크 포지션 리프트를 측면에서 도시한 도면이며, 도 14는 도 13의 워크 포지션 리프트를 A-A방향에서 도시한 도면이며, 도 15는 도 13의 워크 포지션 리프트를 B-B방향에서 도시한 도면이며, 도 16은 도 13의 워크 포지션 리프트를 C-C방향에서 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시례에 의한 인덱스 지그(Index jig)는 항공기의 스트링거(Stringer)와 같이 길이가 긴 빔(Beam) 형태의 가공대상(10)을 가공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시례에 의한 인덱스 지그를 이용하면 가공대상(10)을 정해진 위치에 자동으로 정렬하여 안정적으로 파지할 수 있으며, 가공대상(10)의 자세를 자유롭게 변경할 수 있다. 아울러 가공대상(10)을 가공하는 동안 가공대상(10)의 중간 부위를 지지하여 하방으로 처지지 않게 할 수 있으며, 이를 통하여 가공대상(10)을 정밀하게 가공할 수 있도록 한다.
도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 실시례에 의한 인덱스 지그는 베이스 프레임(Base frame, 100), 고정 유닛(200), 주행 유닛(300), 워크 포지션 리프트(Work position lift, 400)를 포함하여 이루어진다.
베이스 프레임(100)은 지면에 안정적으로 지지되도록 하기 위한 것으로서, 베이스 프레임(100)에는 베이스 프레임(100)의 폭방향으로 이격된 상태로 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 나란하게 연장되는 한 쌍의 메인 주행레일(110)이 마련된다.
한 쌍의 메인 주행레일(110)은 주행 유닛(300) 및 워크 포지션 리프트(400)가 메인 주행레일(110)을 따라서 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 이동할 수 있도록 하기 위한 것이다.
베이스 프레임(100)의 하부에는 베이스 프레임(100)을 지면에 설치하기 위한 복수의 설치용 브래킷(120)이 마련된다. 설치용 브래킷(120)은 베이스 프레임(100)의 길이방향을 따라서 일정한 간격으로 이격되어 마련된다.
베이스 프레임(100)의 길이방향 일측에는 고정 유닛(200)이 마련된다. 고정 유닛(200)은 베이스 프레임(100)의 길이방향 일측에 고정되어 설치된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 고정 유닛(200)은 고정 유닛용 프레임(210), 제1스핀들 유닛(220), 제1스핀들 유닛 회전장치(230), 제1접근감지 유닛(240), 제1에어핑거(250)로 이루어진다.
고정 유닛용 프레임(210)은 도 4와 같이 베이스 프레임(100)의 길이방향 일측에 수직으로 세워진 자세로 고정된다. 고정 유닛용 프레임(210)에는 제1스핀들 유닛(Spindle unit, 220), 제1스핀들 유닛 회전장치(230), 제1접근감지 유닛(240), 제1에어핑거(Air finger, 250)가 설치된다.
고정 유닛용 프레임(210)에는 베이스 프레임(100)의 길이방향 타측을 향하도록 제1스핀들 유닛(220)이 마련된다. 제1스핀들 유닛(220)은 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 연장되는 가상의 스핀들용 가상 회전축을 중심으로 회전 가능하게 마련된다.
더욱 구체적으로 제1스핀들 유닛(220)은, 제1스핀들 부싱(221), 제1스핀들 축(222), 제1스핀들 풀리(223), 제1스핀들 헤드(224)로 이루어진다.
제1스핀들 부싱(221)은 스핀들용 가상 회전축을 중심으로 회전하는 제1스핀들 축(222)을 회전가능하게 지지하기 위한 것으로서, 고정 유닛용 프레임(210)에 고정되어 설치된다. 제1스핀들 부싱(221)의 내부에는 제1스핀들 축(222)의 회전을 용이하게 하기 위한 제1베어링(221a)이 마련된다.
제1스핀들 축(222)은 제1스핀들 부싱(221)에 설치되어 제1베어링(221a)에 지지된 상태로 스핀들용 가상 회전축을 중심으로 회전된다. 제1스핀들 축(222)의 일단부에는 회전력을 전달받기 위한 제1스핀들 풀리(223)가 마련되고, 제1스핀들 축(222)의 타단부에는 제1스핀들 축(222)과 함께 회전되는 제1스핀들 헤드(224)가 마련된다.
제1스핀들 헤드(224)는 후술할 제1센서부재 감지판(243)과 제1센서부재(246)를 수용할 수 있도록 내부가 비어있는 납작한 원통 형태이다. 제1스핀들 헤드(224)에는, 후술할 제1하우징(241)의 일단부가 결합되고 후술할 제1샤프트(242)의 일단부가 내부로 드나들 수 있도록 4개의 제1하우징용 통공(224a)이 형성된다. 4개의 제1하우징용 통공(224a)은 사각형의 네 꼭지점 부위에 위치하도록 형성된다.
제1스핀들 유닛(220)을 스핀들용 가상 회전축을 중심으로 회전시키기 위한 제1스핀들 유닛 회전장치(230)가 도 6과 같이 마련된다. 제1스핀들 유닛 회전장치(230)는 제1스핀들 구동모터(231)와, 제1스핀들 구동모터(231)에 의하여 회전되는 제1구동모터용 풀리(232), 그리고 제1구동모터용 풀리(232)와 제1스핀들 풀리(223)를 연결하여 제1스핀들 축(222)으로 회전력을 전달하는 제1타이밍 벨트(233)로 이루어진다.
제1스핀들 구동모터(231)는 제1스핀들 유닛(220)의 하부에 위치하도록 고정 유닛용 프레임(210)에 설치된다. 제1스핀들 구동모터(231)를 작동시켜 제1구동모터용 풀리(232)에서 제1스핀들 풀리(223)로 회전력을 전달하면 제1스핀들 축(222)을 회전시킬 수 있다.
제1스핀들 유닛(220)의 제1스핀들 헤드(224)에는 가공대상의 일단부가 제1스핀들 헤드(224)에 접근하는 것을 감지하기 위한 제1접근감지 유닛(240)이 마련된다.
제1접근감지 유닛(240)은 제1하우징(241), 제1샤프트(242), 제1센서부재 감지판(243), 제1가공대상 접촉판(244), 제1탄성부재(245), 제1센서부재(246)로 이루어진다.
제1하우징(241)은 일단부가 제1스핀들 헤드(224)에 결합되고 타단부가 베이스 프레임(100)의 길이방향 타측을 향도록 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 연장되는 중공관 형태이다. 본 실시례에서는 4개의 제1하우징(241)이 마련되며, 제1하우징(241)의 일단부가 제1스핀들 헤드(224)의 제1하우징용 통공(224a)에 각각 삽입되도록 제1스핀들 헤드(224)에 설치된다.
제1샤프트(242)는 제1하우징(241)의 내부를 관통하여 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 진퇴 가능하게 설치된다. 본 실시례에서는 4개의 제1샤프트(242)가 4개의 제1하우징(241)에 각각 삽입되어 설치된다.
제1샤프트(242)의 일단부는 제1하우징(241)을 관통하여 제1스핀들 헤드(224)의 내부에 위치된다. 제1샤프트(242)의 일단부에는 제1센서부재 감지판(243)이 고정 결합된다. 제1센서부재 감지판(243)은 4개의 제1샤프트(242)에 결합된 상태로 제1스핀들 헤드(224)의 내부에서 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 진퇴하게 된다.
제1샤프트(242)의 타단부는 제1하우징(241)을 관통하여 제1하우징(241)의 타단부로 돌출된다. 제1샤프트(242)의 타단부에는 제1가공대상 접촉판(244)이 고정 결합된다. 제1가공대상 접촉판(244)은 가공대상(10)의 일단부가 접촉되는 부위이다.
상기와 같이 제1센서부재 감지판(243), 제1샤프트(242), 제1가공대상 접촉판(244)이 서로 결합되어, 제1하우징(241)을 따라 함께 이동할 수 있다.
제1가공대상 접촉판(244)을 후술할 제2스핀들 유닛(320)을 향하는 방향으로 탄성 가압하기 위한 제1탄성부재(245)가 마련된다.
본 실시례의 제1탄성부재(245)는 압축 스프링으로서, 제1탄성부재(245)의 일단부는 제1하우징(241)에 지지되고 타단부는 제1가공대상 접촉판(244)에 지지되도록 설치된다.
제1탄성부재(245)는 제1가공대상 접촉판(244)이 가공대상(10)에 의하여 눌려지지 않은 상태일 때, 제1샤프트(242)와 제1센서부재 감지판(243)과 제1가공대상 접촉판(244)이 후술할 제2스핀들 유닛(320)을 향하여 전방으로 이동된 상태가 되도록 한다.
제1스핀들 헤드(224)의 내부에는 제1센서부재(246)가 마련된다. 제1센서부재(246)는 근접센서로서 제1센서부재 감지판(243)을 향하도록 마련된다. 제1센서부재(246)는 제1센서부재 감지판(243)이 베이스 프레임(100)의 길이방향 일측으로 후퇴하여 제1센서부재(246)에 접근하는 것을 감지한다.
가공대상(10)의 일단부가 제1가공대상 접촉판(244)에 접촉되어 제1가공대상 접촉판(244)이 베이스 프레임(100)의 길이방향 일측으로 눌려지게 되면, 도 8에 도시된 바와 같이 제1가공대상 접촉판(244)과 함께 제1샤프트(242)와 제1센서부재 감지판(243)은 제1센서부재(246)를 향하여 후퇴하게 된다.
제1센서부재 감지판(243)이 후퇴하면 제1센서부재(246)는 제1센서부재 감지판(243)의 접근을 감지하여 가공대상(10)의 일단부가 제1스핀들 유닛(220)에 근접했음을 알 수 있게 된다.
제1접근감지 유닛(240)을 통하여 가공대상(10)의 접근을 감지하고 이를 통하여 본 실시례의 인덱스 지그를 제어하면, 고정 유닛(200)에 대한 가공대상(10)의 위치를 정확하게 파악할 수 있으며, 고정 유닛(200)과 가공대상(10)의 거리를 조절할 수 있다.
제1스핀들 헤드(224)에는 제1에어핑거(250)가 마련된다. 제1에어핑거(250)는 공압식 파지장치로서 제1가공대상 접촉판(244)에 접근하는 가공대상(10)의 일단부를 파지하는 역할을 한다.
공압식 파지장치인 제1에어핑거(250)는 종래의 기술로 널리 알려져 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이어서 고정 유닛(200)을 마주보며 메인 주행레일(110)을 따라서 이동 가능하게 마련되며, 가공대상(10)의 타단부를 파지하여 고정 유닛(200)과 함께 가공대상(10)을 회전시키는 역할을 하는 주행 유닛(300)에 대하여 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 주행 유닛(300)은 주행 유닛용 프레임(310), 제2스핀들 유닛(320), 제2스핀들 유닛 회전장치(330), 제2접근감지 유닛(340), 제2에어핑거(350), 그리고 주행 유닛용 주행장치(360)로 이루어진다.
주행 유닛용 프레임(310)은 도 4와 같이 베이스 프레임(100)의 길이방향 타측에 수직으로 세워진 자세로 마련된다. 주행 유닛용 프레임(310)은 도 10과 같이 베이스 프레임(100)과 주행 유닛용 프레임(310)에 결합된 주행 유닛용 주행장치(360)에 의하여 메인 주행레일(110)을 따라서 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 진퇴하게 된다.
주행 유닛용 프레임(310)에는 제2스핀들 유닛(320), 제2스핀들 유닛 회전장치(330), 제2접근감지 유닛(340), 제2에어핑거(350), 주행 유닛용 주행장치(360)가 설치된다.
주행 유닛용 프레임(310)에는 제1스핀들 유닛(220)을 마주보도록 제2스핀들 유닛(320)이 마련된다. 제2스핀들 유닛(320)은 제1스핀들 유닛(220)과 마찬가지로 스핀들용 가상 회전축을 중심으로 회전 가능하다.
더욱 구체적으로 제2스핀들 유닛(320)은, 제2스핀들 부싱(321), 제2스핀들 축(322), 제2스핀들 헤드(324), 제2스핀들 풀리(323)로 이루어진다.
제2스핀들 부싱(321)은 스핀들용 가상 회전축을 중심으로 회전하는 제2스핀들 축(322)을 회전가능하게 지지하기 위한 것으로서, 주행 유닛용 프레임(310)에 고정되어 설치된다. 제2스핀들 부싱(321)의 내부에는 제2스핀들 축(322)의 회전을 용이하게 하기 위한 제2베어링(321a)이 마련된다.
제2스핀들 축(322)은 제2스핀들 부싱(321)에 설치되어 제2베어링(321a)에 지지된 상태로 스핀들용 가상 회전축을 중심으로 회전된다. 제2스핀들 축(322)의 일단부에는 회전력을 전달받기 위한 제2스핀들 풀리(323)가 마련되고, 제2스핀들 축(322)의 타단부에는 제2스핀들 축(322)과 함께 회전되는 제2스핀들 헤드(324)가 마련된다.
제2스핀들 헤드(324)는 후술할 제2센서부재 감지판(343)과 제2센서부재(346)를 수용할 수 있도록 내부가 비어있는 납작한 원통 형태이다. 제2스핀들 헤드(324)에는, 후술할 제2하우징(341)의 일단부가 결합되고 후술할 제2샤프트(342)의 일단부가 내부로 드나들 수 있도록 4개의 제2하우징용 통공(324a)이 형성된다. 4개의 제2하우징용 통공(324a)은 사격형의 네 꼭지점 부위에 위치하도록 형성된다.
제2스핀들 유닛(320)을 스핀들용 가상 회전축을 중심으로 회전시키기 위한 제2스핀들 유닛 회전장치(330)가 마련된다. 제2스핀들 유닛 회전장치(330)는 제2스핀들 구동모터(331)와, 제2스핀들 구동모터(331)에 의하여 회전되는 제2구동모터용 풀리(332), 그리고 제2구동모터용 풀리(332)와 제2스핀들 풀리(323)를 연결하여 제2스핀들 축(322)으로 회전력을 전달하는 제2타이밍 벨트(333)로 이루어진다.
제2스핀들 구동모터(331)는 도 9와 같이 제2스핀들 유닛(320)의 하부에 위치하도록 주행 유닛용 프레임(310)에 설치된다. 제2스핀들 구동모터(331)를 작동시켜 제2구동모터용 풀리(332)에서 제2스핀들 풀리(323)로 회전력을 전달하면 제2스핀들 축(322)을 회전시킬 수 있다.
제2스핀들 유닛(320)의 제2스핀들 헤드(324)에는 가공대상의 타단부가 제2스핀들 헤드(324)에 접근하는 것을 감지하기 위한 제2접근감지 유닛(340)이 마련된다.
제2접근감지 유닛(340)은 제2하우징(341), 제2샤프트(342), 제2센서부재 감지판(343), 제2가공대상 접촉판(344), 제2탄성부재(345), 제2센서부재(346)로 이루어진다.
제2하우징(341)은 일단부가 제2스핀들 헤드(324)에 결합되고 타단부가 베이스 프레임(100)의 길이방향 일측을 향도록 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 연장되는 중공관 형태이다. 본 실시례에서는 4개의 제2하우징(341)이 마련되며, 제2하우징(341)의 일단부가 제2스핀들 헤드(324)의 제2하우징용 통공(324a)에 각각 삽입되도록 제2스핀들 헤드(324)에 결합된다.
제2샤프트(342)는 제2하우징(341)의 내부를 관통하여 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 진퇴 가능하게 설치된다. 본 실시례에서는 4개의 제1샤프트(342)가 4개의 제2하우징(341)에 각각 삽입되어 설치된다.
제2샤프트(342)의 일단부는 제2하우징(341)을 관통하여 제2스핀들 헤드(324)의 내부에 위치된다. 제2샤프트(342)의 일단부에는 제2센서부재 감지판(343)이 고정 결합된다. 제2센서부재 감지판(343)은 4개의 제2샤프트(342)에 결합된 상태로 제2스핀들 헤드(324)의 내부에서 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 진퇴하게 된다.
제2샤프트(342)의 타단부는 제2하우징(341)을 관통하여 제2하우징(341)의 타단부로 돌출되며, 제2샤프트(342)의 타단부에는 제2가공대상 접촉판(344)이 고정 결합된다. 제2가공대상 접촉판(344)은 가공대상(10)의 일단부가 접촉되는 부위이다.
상기와 같이 제2센서부재 감지판(343), 제2샤프트(342), 제2가공대상 접촉판(344)이 서로 결합되어, 제2하우징(341)을 따라 함께 이동할 수 있다.
제2가공대상 접촉판(344)을 제1스핀들 유닛(220)을 향하는 방향으로 탄성 가압하기 위한 제2탄성부재(345)가 마련된다.
본 실시례의 제2탄성부재(345)는 압축 스프링으로서, 제2탄성부재(345)의 일단부는 제2하우징(341)에 지지되고 타단부는 제2가공대상 접촉판(344)에 지지되도록 설치된다.
제2탄성부재(345)는 제2가공대상 접촉판(344)이 가공대상(10)에 의하여 눌려지지 않은 상태일 때, 제2샤프트(342)와 제2센서부재 감지판(343)과 제2가공대상 접촉판(344)이 제1스핀들 유닛(220)을 향하여 전방으로 이동된 상태가 되도록 한다.
제2스핀들 헤드(324)의 내부에는 제2센서부재(346)가 마련된다. 제2센서부재(346)는 근접센서로서 제2센서부재 감지판(343)을 향하도록 마련된다. 제2센서부재(346)는 제2센서부재 감지판(343)이 베이스 프레임(100)의 길이방향 타측으로 후퇴하여 제2센서부재(346)에 접근하는 것을 감지한다.
제2접근감지 유닛(340)의 작동 형태는 도 8에 도시된 제1접근감지 유닛(240)의 작동 형태와 동일하다.
가공대상(10)의 타단부가 제2가공대상 접촉판(344)에 접촉되어 제2가공대상 접촉판(344)이 베이스 프레임(100)의 길이방향 타측으로 눌려지게 되면, 제2가공대상 접촉판(344)과 함께 제2샤프트(342)와 제2센서부재 감지판(343)이 제2센서부재(346)를 향하여 후퇴하게 된다.
제2센서부재 감지판(343)이 후퇴하면 제2센서부재(346)는 제2센서부재 감지판(343)의 접근을 감지하여 가공대상(10)의 타단부가 제2스핀들 유닛(320)에 근접했음을 알수 있게 된다.
제2접근감지 유닛(340)을 통하여 가공대상(10)의 접근을 감지하고 이를 통하여 본 인덱스 지그를 제어하면, 주행 유닛(300)에 대한 가공대상(10)의 위치를 정확하게 파악하고 주행 유닛(300)과 가공대상(10)의 거리를 조절할 수 있다.
제2스핀들 헤드(324)에는 제2에어핑거(350)가 마련된다. 제2에어핑거(350)는 공압식 파지장치로서 제2가공대상 접촉판(344)에 접근하는 가공대상(10)의 타단부를 파지하는 역할을 한다.
공압식 파지장치인 제2에어핑거(350)는 종래의 기술로 널리 알려져 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
주행 유닛용 주행장치(360)는 주행 유닛(300)을 베이스 프레임(100)의 메인 주행레일(110)을 따라서 이동시키기 위한 것이다. 주행 유닛용 주행장치(360)는 도 10에서 확인할 수 있는 바와 같이, 주행 유닛용 주행블록(361)과 주행 유닛용 랙 기어(362)와 주행 유닛용 피니언 기어(363)와 주행용 구동모터(364)로 이루어진다.
주행 유닛용 주행블록(361)은 주행 유닛용 프레임(310)의 하부에 마련되어 메인 주행레일(110)에 주행 가능하게 결합된다.
베이스 프레임(100)에는 메인 주행레일(110)을 따라서 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 연장되는 주행 유닛용 랙 기어(362)가 마련된다.
주행 유닛용 프레임(310)에는 주행용 구동모터(364)가 마련되고, 주행용 구동모터(364)에는 주행 유닛용 피니언 기어(363)가 마련된다. 주행 유닛용 피니언 기어(363)는 주행 유닛용 랙 기어(362)에 치합된다.
주행용 구동모터(364)를 구동하여 주행 유닛용 피니언 기어(363)를 회전시키면, 주행 유닛용 피니언 기어(363)가 주행 유닛용 랙 기어(362)에 치합된 상태로 회전하며 주행 유닛용 프레임(310)이 메인 주행레일(110)을 따라서 이동하게 된다.
상술한 주행 유닛용 주행장치(360)의 구조는 일례일 뿐이며, 주행 유닛(300)을 메인 주행레일(110)을 따라서 이동시키기 위한 주행 유닛용 주행장치(360)의 상세한 구조는 실시례에 따라서 다양한 형태로 변경될 수 있다.
고정 유닛(200)과 주행 유닛(300)의 사이에는 워크 포지션 리프트(400)가 마련된다. 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 워크 포지션 리프트(400)는 리프트 베이스(410), 테이블(420), 테이블 승강장치(430), 복수의 클램프 유닛(440), 클램프 유닛 구동장치(450)로 이루어진다.
리프트 베이스(410)는 고정 유닛(200)과 주행 유닛(300)의 사이에서 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 이동 가능하게 마련된다. 리프트 베이스(410)는 상하로 층을 이루며 배치되는 리프트 베이스 상판부(411)와 리프트 베이스 하판부(412), 그리고 리프트 베이스 하판부(412)의 상부에 리프트 베이스 상판부(411)를 지지하기 위한 복수의 리프트 베이스 지지기둥(413)을 포함하여 이루어진다.
리프트 베이스(410)의 리프트 베이스 하판부(412)에는 메인 주행레일(110)을 따라서 리프트 베이스(410)가 이동할 수 있도록 테이블 유닛용 주행블록(412a)이 마련된다. 테이블 유닛용 주행블록(412a)은 메인 주행레일(110)에 주행 가능하게 결합된다.
리프트 베이스 상판부(411)의 상부에는 가공대상(10)을 거치하기 위한 테이블(420)이 마련된다. 테이블(420)은 테이블 상판부(421)와 테이블 하판부(422), 그리고 테이블 하판부(422)의 상부에 테이블 상판부(421)를 지지하기 위한 복수의 테이블 지지기둥(423)을 포함하여 이루어진다.
테이블(420)의 테이블 상판부(421)에는, 도 14와 같이 베이스 프레임(100)의 폭방향으로 쌍을 이루며 배치되는 클램프 가이드 통공(421a)이 형성된다. 클램프 가이드 통공(421a)은 베이스 프레임(100)의 폭방향으로 연장되어 형성되는 장공 형태이다.
클램프 가이드 통공(421a)은 4개의 쌍으로 이루어지며, 각 쌍은 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 이격되어 형성된다. 클램프 가이드 통공(421a)은 클램프 유닛(440)의 폭방향 이동을 안내하기 위한 것이다.
리프트 베이스(410)의 리프트 베이스 상판부(411)에는 테이블(420)을 승강시키기 위한 테이블 승강장치(430)가 마련된다. 본 실시례의 테이블 승강장치(430)는 스크루잭(screw jack)이다.
더욱 구체적으로 테이블 승강장치(430)는, 리프트 베이스 상판부(411)에 마련되는 복수의 스크루 부싱(431)과, 각 스크루 부싱(431)에 상하방향으로 이동 가능하게 스크루 결합되되 상단부가 테이블(420)에 고정되는 스크루 축(432), 그리고 스크루 부싱(431)을 회전시켜 스크루 축(432)을 상하방향으로 이동시키기 위한 스크루 구동모터(433)를 포함하여 이루어진다.
스크루 부싱(431)을 회전시킨다는 것은 스크루 부싱(431)의 내부에 마련되어 스크루 축(432)에 스크루 결합되는 스크루 너트를 회전시킨다는 것을 의미한다. 스크루 부싱(431) 내부의 스크루 너트를 회전시키면, 스크루 너트에 스크루 결합된 스크루 축(432)이 상하방향으로 이동된다. 이와 같은 스크루잭의 구체적인 작동 형태는 종래의 기술로 널리 알려져 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
본 실시례의 테이블 승강장치(430)에는, 2개의 스크루 부싱(431)과 스크루 축(432)이 마련되어 있으며, 2개의 스크루 부싱(431)을 동시에 작동시켜 2개의 스크루 축(432)을 동시에 움직이기 위한 스크루 샤프트(434)가 더 마련된다. 스크루 구동모터(433)는 스크루 샤프트(434)를 통하여 스크루 부싱(431)을 작동시킨다.
스크루 구동모터(433)에서 스크루 샤프트(434)로 회전력을 전달하기 위하여, 스크루 구동모터(433)에는 스크루 구동모터용 풀리(433a)가 마련되고, 스크루 샤프트(434)에는 스크루 샤프트용 풀리(434a)가 마련된다. 스크루 구동모터용 풀리(433a)와 스크루 샤프트용 풀리(434a)는 승강장치용 타이밍 벨트(435)를 통하여 회전력을 전달한다.
리프트 베이스(410)의 리프트 베이스 상판부(411)에는 테이블(420)의 승강을 가이드 하기 위한 복수의 가이드 부싱(414)이 마련되고, 각 가이드 부싱(414)을 관통하도록 마련되어 상단부가 테이블(410)에 고정되는 복수의 가이드 봉(415)이 마련된다. 테이블(420)이 승강할 때 가이드 부싱(414)과 가이드 봉(415)에 의하여 테이블(420)이 기울어지지 않고 안정적으로 승강하게 된다.
스크루 구동모터(433)를 작동시켜 스크루 축(432)을 상방으로 이동시키면 테이블(420)이 상승하게 되며, 반대로 스크루 구동모터(433)를 작동시켜 스크루 축(432)을 하방으로 이동시키면 테이블(420)이 하강하게 된다.
테이블(420)의 높이를 조절하면 테이블(420)의 상부에 거치된 가공대상(10)을 스핀들용 가상 회전축에 위치하도록 상하방향으로 이동시킬 수 있으며, 아울러 가공대상(10)이 하방으로 처지지 않도록 가공대상(10)을 지지할 수 있다.
도 12 내지 도 16을 참조하여 복수의 클램프 유닛(440)과 클램프 유닛 구동장치(450)에 대하여 설명한다.
테이블(420)에는 테이블(420)에 안착된 가공대상(10)을 스핀들용 가상 회전축의 방향으로 정렬하고, 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 움직일 수 있도록 안내하는 복수의 클램프 유닛(440)이 마련된다.
각 클램프 유닛(440)은 스핀들용 가상 회전축을 사이에 두고 베이스 프레임(100)의 폭방향으로 이격되어 배치되는 한 쌍의 클램프 몸체(441-1,441-2)와, 클램프 몸체(441-1,441-2)에 각각 마련되는 가이드 롤러(441c)를 포함하여 이루어진다.
한 쌍의 클램프 몸체(441-1,441-2)는 베이스 프레임(100)의 폭방향 일측에 마련되는 제1클램프 몸체(441-1)와, 베이스 프레임(100)의 폭방향 타측에 마련되는 제2클램프 몸체(441-2)로 구분된다.
본 실시례에서는 두 쌍의 클램프 몸체(441-1,441-2)가 마련된다. 즉, 2개의 제1클램프 몸체(441-1)와 2개의 제2클램프 몸체(441-2)가 마련된는 것이다.
각 클램프 몸체(441-1,441-2)는, 테이블 상판부(421)의 상부에 배치되는 'T'자 형태의 클램프 상부 부품(441a)과, 클램프 상부 부품(441a)에 결합된 상태로 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 인접한 2개의 클램프 가이드 통공(421a)를 각각 통과하도록 마련되는 2개의 부품 연결부재(441b)로 이루어진다.
테이블 상판부(421)의 하부에는, 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 인접하게 배치되는 2개의 클램프 몸체(441-1,441-2)를 연결하기 위한 클램프 몸체 연결바(442-1,442-2)가 마련된다. 클램프 몸체 연결바(442-1,442-2)는 2개의 클램프 몸체(411)를 하나로 연결하여 베이스 프레임(100)의 폭방향으로 함께 움직이도록 한다.
클램프 몸체 연결바(442-1,442-2)는 클램프 몸체(441-1,441-2)와 마찬가지로 2개의 제1클램프 몸체(441-1)를 연결하기 위한 제1클램프 몸체 연결바(442-1)와, 2개의 제2클램프 몸체(441-2)를 연결하기 위한 제2클램프 몸체 연결바(442-2)로 구분된다.
클램프 몸체 연결바(442-1,442-2)는 클램프 가이드 통공(421a)을 통과하여 테이블 상판부(421)의 하부로 돌출된 부품 연결부재(441b)에 결합된다.
클램프 몸체 연결바(442-1,442-2)에는 후술할 클램프 유닛 구동장치(450)의 클램프 유닛용 주행블록(452)이 결합되기 위한 'T'자 형태의 클램프 하부 부품(443-1,443-2)이 더 마련된다.
클램프 하부 부품(443-1,443-2)도 클램프 몸체 연결바(442-1,442-2)와 마찬가지로, 제1클램프 몸체 연결바(442-1)에 결합되는 제1클램프 하부 부품(443-1)과, 제2클램프 몸체 연결바(442-2)에 결합되는 제2클램프 하부 부품(443-2)으로 구분된다.
클램프 몸체(441-1,441-2)의 클램프 상부 부품(441a)은 앞서 언급한 바와 같이 'T'자 형태이며, 클램프 상부 부품(441a)의 돌출된 부위는 스핀들용 가상 회전축을 향한다. 클램프 상부 부품(441a)의 돌출된 부위에는 가이드 롤러(441c)가 회전가능하게 마련된다.
가이드 롤러(441c)는 가공대상(10)에 접촉되는 부위이다. 가이드 롤러(441c)는 가공대상(10)의 폭방향 양측에 각각 구름 접촉되어 가공대상(10)이 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 이동하는 것을 안내한다.
테이블(420)의 테이블 상판부(421)와 테이블 하판부(422)의 사이에는, 쌍을 이루는 제1클램프 몸체(441-1)와 제2클램프 몸체(441-2)를 서로 가까워지거나 멀어지는 방향으로 진퇴시키기 위한 클램프 유닛 구동장치(450)가 마련된다.
클램프 유닛 구동장치(450)는 클램프 유닛용 주행레일(451), 클램프 유닛용 주행블록(452), 클램프 유닛용 랙 기어(453-1,453-2), 클램프 유닛용 피니언 기어(454), 클램프 유닛용 실린더부재(455)로 이루어진다.
테이블 하판부(422)의 상부에는 복수의 클램프 유닛용 주행레일(451)이 마련된다. 각 클램프 유닛용 주행레일(451)은 베이스 프레임(100)의 폭방향으로 연장되는 형태이다. 복수의 클램프 유닛용 주행레일(451)은 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 이격되어 배치된다.
클램프 하부 부품(443-1,443-2)에는 클램프 유닛용 주행레일(451)에 주행 가능하게 결합되는 복수의 클램프 유닛용 주행블록(452)이 마련된다. 본 실시례에서는 제1클램프 하부 부품(443-1)에 3개의 클램프 유닛용 주행블록(452)이 마련되고, 제2클램프 하부 부품(443-2)에 3개의 클램프 유닛용 주행블록(452)이 마련된다.
클램프 하부 부품(443-1,443-2)에는 클램프 유닛용 주행블록(452)과 함께 클램프 유닛용 랙 기어(453-1,453-2)가 마련된다. 본 실시례의 클램프 유닛용 랙 기어(453-1,453-2)는, 제1클램프 하부 부품(443-1)에 마련되는 제1클램프 유닛용 랙 기어(453-1)와, 제2클램프 하부 부품(443-2)에 마련되는 제2클램프 유닛용 랙 기어(453-2)로 구분된다.
제1클램프 유닛용 랙 기어(453-1)와 제2클램프 유닛용 랙 기어(453-2)는 베이스 프레임(100)의 폭방향으로 연장되는 형태이며, 베이스 프레임(100)의 길이방향으로 이격된 상태로 서로 마주보며 배치된다.
즉, 제1클램프 유닛용 랙 기어(453-1)는 베이스 프레임(100)의 폭방향으로 연장되는 형태로 제1클램프 하부 부품(443-1)에 마련되어 있으며, 제2클램프 유닛용 랙 기어(453-2)는 제1클램프 유닛용 랙 기어(453-1)를 마주보며 제1클램프 유닛용 랙 기어(453-1)와 나란하게 제2클램프 하부 부품(443-2)에 마련된다.
제1클램프 유닛용 랙 기어(453-1)와 제2클램프 유닛용 랙 기어(453-2)의 사이에는 클램프 유닛용 피니언 기어(454)가 마련된다. 클램프 유닛용 피니언 기어(454)는 테이블 하판부(422)에 회전 가능하게 설치되며, 제1클램프 유닛용 랙 기어(453-1)와 제2클램프 유닛용 랙 기어(453-2)에 동시에 치합된다.
제1클램프 몸체(441-1) 및 제2클램프 몸체(441-2) 중 어느 하나를 베이스 프레임(100)의 폭방향으로 밀어서 이동시키면, 다른 하나는 정반대 방향으로 동시에 움직이게 된다.
제1클램프 몸체(441-1) 및 제2클램프 몸체(441-2)를 베이스 프레임(100)의 폭방향으로 진퇴시키기 위한 클램프 유닛용 실린더부재(455)가 마련된다. 클램프 유닛용 실린더부재(455)는 제1클램프 몸체(441-1) 및 제2클램프 몸체(441-2)를 베이스 프레임(100)의 폭방향으로 진퇴시키기 위한 장치로서, 본 실시례의 클램프 유닛용 실린더부재(455)는 공압식 실린더이다.
본 실시례에는 2개의 클램프 유닛용 실린더부재(455)가 마련된다. 2개의 클램프 유닛용 실린더부재(455)는, 제1클램프 하부 부품(443-1)에 결합되어 제1클램프 몸체(441-1)를 진퇴시키기 위한 제1클램프 유닛용 실린더부재(455-1)와, 제2클램프 하부 부품(443-2)에 결합되어 제2클램프 몸체(441-2)를 진퇴시키기 위한 제2클램프 유닛용 실린더부재(455-2)로 구분된다.
제1클램프 유닛용 실린더부재(455-1)와 제2클램프 유닛용 실린더부재(455-2)의 작동에 의하여 제1클램프 몸체(441-1) 및 제2클램프 몸체(441-2)가 이동하며, 이들의 이동은 클램프 유닛용 피니언 기어(454)에 치합된 제1클램프 유닛용 랙 기어(453-1)와 제2클램프 유닛용 랙 기어(453-2)에 의하여 동기화된다.
한편, 본 실시례의 인덱스 지그의 고정 유닛(200), 주행 유닛(300), 워크 포지션 리프트(400)에는 동력을 공급하고 동작을 제어하기 위한 케이블(미도시)이 연결된다. 고정 유닛(200)과는 달리 주행 유닛(300)과 워크 포지션 리프트(400)는 베이스 프레임(100)의 메인 주행레일(110)을 따라서 이동 가능하므로, 주행 유닛(300)과 워크 포지션 리프트(400)에 연결되는 케이블(미도시)은 케이블베이어(cableveyor, 미도시)에 의하여 보호된 상태로 주행 유닛(300)과 워크 포지션 리프트(400)에 연결된다.
케이블베이어(미도시)는 베이스 프레임(100)의 길이방향을 따라서 메인 주행레일(110)과 나란하게 마련되며, 케이블베이어(미도시)는 내부의 케이블(미도시)을 보호하면서 주행 유닛(300) 및 워크 포지션 리프트(400)와 함께 움직이게 된다.
본 발명의 일 실시례에 의한 인덱스 지그를 이용하여 가공대상(10)을 정해진 위치로 정렬하고 가공대상(10)의 양단부를 파지한 상태로 가공대상(10)의 자세를 변경하는 과정을 설명한다.
도 17 내지 도 25는 본 발명의 일 실시례에 의한 인덱스 지그의 작동상태를 순서대로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시례에 의한 인덱스 지그는, 가공대상(10)을 테이블(420)의 상부에 올려놓기만 하면 가공대상(10)을 스핀들용 가상 회전축에 위치하도록 자동으로 정렬할 수 있으며, 가공대상(10)의 길이에 상관없이 가공대상(10)의 양단부를 정확하게 파지하여 자세를 변경할 수 있다.
도 17 및 도 18에는 본 발명의 일 실시례에 의한 인덱스 지그의 워크 포지션 리프트(400)에 가공대상(10)을 올려놓은 상태가 도시되어 있다.
가공대상(10)은 제1스핀들 유닛(220) 및 제2스핀들 유닛(320)의 스핀들용 가상 회전축에서 벗어난 상태로 테이블(420)에 거치될 수도 있다. 그러나 클램프 유닛 구동장치(450)를 작동시켜 클램프 유닛(440)을 서로 가까워지도록 전진시키고, 테이블 승강장치(430)를 이용하여 테이블(420)을 승강시키면 테이블(420)에 거치된 가공대상(10)을 스핀들용 가상 회전축에 위치하도록 이동시킬 수 있다.
도 19에는 클램프 유닛 구동장치(450)에 의하여 복수의 클램프 유닛(440)이 스핀들용 가상 회전축을 향하여 가까워지는 방향으로 이동되어 가공대상(10)이 스핀들용 가상 회전축과 동일한 방향으로 정렬되는 상태가 도시되어 있다.
클램프 유닛(440)의 제1클램프 몸체(441-1)와 제2클램프 몸체(441-2)가 서로 가까워지며 그 사이에 위치한 가공대상(10)에 각각의 가이드 롤러(441c)가 접촉되어 가공대상(10)이 클램핑된다. 가공대상(10)이 클램핑되면 가공대상(10)은 가이드 롤러(441c)의 안내를 받으며 베이스 프레임(100)의 길이방향으로만 움직일 수 있는 상태가 된다. 특히 가공대상(10)이 길이방향으로 이동할 때 가이드 롤러(441c)는 구름 접촉을 통하여 가공대상(10)에 대한 클램핑을 유지하면서 가공대상(10)의 길이방향 이동을 안내하게 된다.
도 20에는 테이블 승강장치(430)가 작동되어 테이블(420)이 상승하는 상태가 도시되어 있다.
도면과 같이 테이블(420)이 상승하면 테이블(420)의 상부에 거치된 가공대상(10)이 스핀들용 가상 회전축이 위치한 높이로 이동된다.
도 21에는 가공대상(10)이 스핀들용 가상 회전축에 위치한 상태에서, 주행 유닛(300)이 고정 유닛(200)을 향하여 전진하여 가공대상(10)의 타단부가 주행 유닛(300)에 접촉되는 상태가 도시되어 있다.
주행 유닛(300)은 주행 유닛용 주행장치(360)에 의하여 베이스 프레임(100)의 길이방향 일측을 향하여 이동된다. 주행 유닛(300)은 베이스 프레임(100)의 메인 주행레일(110)을 따라서 이동된다.
주행 유닛(300)이 고정 유닛(200)을 향하여 전진하면 주행 유닛(300)의 제2스핀들 유닛(320)이 가공대상(10)에 접촉하게 된다. 더 구체적으로는 제2접근감지 유닛(340)의 제2가공대상 접촉판(344)이 가공대상(10)의 타단부에 접촉된다.
도 22에는 주행 유닛(300)을 전진시켜 가공대상(10)의 일단부가 고정 유닛(200)의 제1가공대상 접촉판(244)에 접촉될때까지 가공대상(10)을 밀어서 이동시킨 상태가 도시되어 있다.
가공대상(10)이 제2가공대상 접촉판(344)에 접촉된 상태에서 주행 유닛(300)을 계속 전진시키면, 가공대상(10)이 클램프 유닛(440)의 안내를 받으며 제1가공대상 접촉판(244)을 향하여 미끄러져 이동된다.
이때, 클램프 유닛(440)의 가이드 롤러(441c)는 가공대상(10)의 폭방향 양측에 구름 접촉되어, 가공대상(10)이 클램핑 상태를 유지하면서 제1가공대상 접촉판(244)을 향하여 미끄러져 이동되도록 안내한다.
가공대상(10)의 양단부가 제1가공대상 접촉판(244)과 제2가공대상 접촉판(344)에 접촉된 상태에서 주행 유닛(300)의 전진에 의하여 제1가공대상 접촉판(244)과 제2가공대상 접촉판(344)에 압력이 가해지면, 도 8과 같이 제1센서부재 감지판(243)과 제2센서부재 감지판(343)이 각각 후퇴하며 제1센서부재(246)와 제2센서부재(346)에 각각 감지된다.
제1센서부재(246)와 제2센서부재(346)에 제1센서부재 감지판(243)과 제2센서부재 감지판(343)이 각각 감지되면, 주행 유닛용 주행장치(360)를 제어하여 주행 유닛(300)의 전진을 정지시킨다.
도 23에는 가공대상(10)의 양단부를 제1에어핑거(250)와 제2에어핑거(350)로 붙잡아서 고정하는 상태가 도시되어 있다.
제1스핀들 유닛(220)과 제2스핀들 유닛(320)에 근접한 가공대상(10)의 양단부는 도 23과 같이 제1에어핑거(250)와 제2에어핑거(350)에 의하여 제1스핀들 유닛(220)과 제2스핀들 유닛(320)에 고정된다.
제1에어핑거(250)와 제2에어핑거(350)는 가공대상(10)의 폭방향 양측을 잡아서 고정한다.
도 23과 같이 가공대상(10)의 양단부가 제1에어핑거(250)와 제2에어핑거(350)에 의하여 고정되고, 테이블(420)에 의하여 가공대상(10)의 중간 부위가 하방으로 처지지 않도록 지지된 상태에서, 가공대상(10)을 가공하면 가공대상(10)을 정밀하게 가공할 수 있다.
도 24 및 도 25에는 가공대상(10)을 제1,2스핀들 유닛(220,320)을 이용하여 스핀들용 가상 회전축을 중심으로 회전시키기 위한 과정이 도시되어 있다.
우선 가공대상(10)을 회전시키기 위해서는 가공대상(10)을 지지하고 있는 테이블(420)을 하강시켜 가공대상(10)의 단부만 제1,2스핀들 유닛(220,320)에 고정된 상태가 되도록 해야 한다.
도 24에는 클램프 유닛(440)을 가공대상(10)에서 후퇴시켜 클램프 유닛(440)에 의한 가공대상(10)의 클램핑 상태를 해제하는 모습이 도시되어 있다.
도 24와 같이 클램프 유닛(440)에 의한 가공대상(10)의 클램핑 상태가 해제되면, 가공대상(10)의 하부를 지지하고 있는 테이블(420)을 하강시켜 테이블(420)을 가공대상(10)으로부터 이격시킬 수 있다.
도 25에는 가공대상(10)이 제1,2에어핑거(250,350)에 의하여 제1,2스핀들 유닛(220,320)에 고정되어 있는 상태에서, 테이블(420)이 하강하는 모습이 도시되어 있다.
도 25와 같이 테이블(420)을 하강시키면 가공대상(10)의 길이방향 양단부만 제1,2스핀들 유닛(220,320)에 고정된 상태가 되므로, 제1,2스핀들 유닛 회전장치(230,330)을 이용하여 제1,2스핀들 유닛(220,320)을 회전시켜 가공대상(10)의 자세를 변경하거나 가공대상(10)을 뒤집을 수 있다.
가공대상(10)을 회전시켜 가공대상(10)의 자세를 변경한 다음, 테이블(420)을 다시 상승시켜 가공대상(10)을 지지하고 클램프 유닛(440)을 이용하여 가공대상(10)의 폭방향 양측을 클램핑하면, 자세가 변경된 가공대상(10)을 다시 안정적으로 가공할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시례들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
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.
10 : 가공대상
100 : 베이스 프레임 110 : 메인 주행레일
200 : 고정 유닛 210 : 고정 유닛용 프레임
220 : 제1스핀들 유닛 230 : 제1스핀들 유닛 회전장치
240 : 제1접근감지 유닛 241 : 제1하우징
242 : 제1샤프트 243 : 제1센서부재 감지판
244 : 제1가공대상 접촉판 245 : 제1탄성부재
246 : 제1센서부재 250 : 제1에어핑거
300 : 주행 유닛 310 : 주행 유닛용 프레임
320 : 제2스핀들 유닛 330 : 제2스핀들 유닛 회전장치
340 : 제2접근감지 유닛 341 : 제2하우징
342 : 제2샤프트 343 : 제2센서부재 감지판
344 : 제2가공대상 접촉판 345 : 제2탄성부재
346 : 제2센서부재 350 : 제2에어핑거
350 : 제2에어핑거
360 : 주행 유닛용 주행장치
400 : 워크 포지션 리프트 410 : 리프트 베이스
420 : 테이블 430 : 테이블 승강장치
440 : 클램프 유닛 450 : 클램프 유닛 구동장치
453-1 : 제1클램프 유닛용 랙 기어 453-2 : 제2클램프 유닛용 랙 기어
454 : 클램프 유닛용 피니언 기어 455 : 클램프 유닛용 실린더부재

Claims (3)

  1. 폭방향으로 이격되어 길이방향으로 나란히 연장되는 한 쌍의 메인 주행레일이 마련되는 베이스 프레임 ;
    상기 베이스 프레임의 길이방향 일측에 마련되는 고정 유닛용 프레임, 상기 고정 유닛용 프레임에 상기 베이스 프레임의 길이방향 타측을 향하면서 상기 베이스 프레임의 길이방향으로 연장되는 가상의 스핀들용 가상 회전축을 중심으로 회전 가능하게 마련되는 제1스핀들 유닛, 상기 제1스핀들 유닛을 회전시키기 위한 제1스핀들 유닛 회전장치, 가공대상의 일단부를 파지하기 위한 제1에어핑거를 포함하여 이루어지는 고정 유닛 ;
    상기 메인 주행레일을 따라서 상기 베이스 프레임의 길이방향으로 이동 가능하게 마련되는 주행 유닛용 프레임, 상기 주행 유닛용 프레임을 상기 메인 주행레일을 따라서 이동시키기 위한 주행 유닛용 주행장치, 상기 주행 유닛용 프레임에 상기 제1스핀들 유닛을 마주보며 상기 스핀들용 가상 회전축을 중심으로 회전 가능하게 마련되는 제2스핀들 유닛, 상기 제2스핀들 유닛을 회전시키기 위한 제2스핀들 유닛 회전장치, 가공대상의 타단부를 파지하기 위한 제2에어핑거를 포함하여 이루어지는 주행 유닛 ;
    상기 고정 유닛과 상기 주행 유닛의 사이에 배치되는 리프트 베이스, 상기 리프트 베이스의 상부에 상하방향으로 승강 가능하게 마련되며 상부에 가공대상을 거치할 수 있도록 하는 테이블, 상기 테이블를 상하방향으로 승강시키기 위한 테이블 승강장치, 상기 테이블의 상부에 상기 스핀들용 가상 회전축을 사이에 두고 상기 베이스 프레임의 폭방향으로 쌍을 이루며 마련되되 서로 가까워지거나 멀어지는 방향으로 진퇴 가능한 한 쌍의 클램프 몸체와 상기 클램프 몸체에 상기 스핀들용 가상 회전축을 향하여 마련되는 가이드 롤러를 포함하여 이루어지며 상기 베이스 프레임의 길이방향으로 이격되어 배치되는 복수의 클램프 유닛, 쌍을 이루는 상기 클램프 몸체를 서로 가까워지거나 멀어지는 방향으로 진퇴시키기 위한 클램프 유닛 구동장치를 포함하여 이루어지는 워크 포지션 리프트 ;
    상기 고정 유닛에 가공대상의 일단부가 상기 제1스핀들 유닛에 접근하는 것을 감지하기 위하여, 일단부가 상기 제1스핀들 유닛에 결합되고 타단부가 상기 제2스핀들 유닛을 향하여 연장되는 중공관 형태의 제1하우징과, 상기 제1하우징을 관통하여 상기 베이스 프레임의 길이방향으로 진퇴 가능하게 마련되는 제1샤프트와, 상기 제1샤프트의 일단부에 고정 결합되는 제1센서부재 감지판과, 상기 제1샤프트의 타단부에 고정 결합되는 제1가공대상 접촉판과, 일단부가 상기 제1하우징에 지지되고 타단부가 상기 제1가공대상 접촉판에 지지되어 상기 제1가공대상 접촉판을 상기 제2스핀들 유닛을 향하는 방향으로 탄성 가압하는 제1탄성부재와, 상기 제1센서부재 감지판이 접근하는 것을 감지하기 위하여 상기 제1스핀들 유닛에 마련되는 제1센서부재를 포함하여 이루어지는 제1접근감지 유닛 ;
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인덱스 지그.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 클램프 유닛 구동장치는, 쌍을 이루는 상기 클램프 몸체 중 어느 하나에 상기 베이스 프레임의 폭방향으로 연장되게 마련되는 제1클램프 유닛용 랙 기어와, 쌍을 이루는 상기 클램프 몸체 중 다른 하나에 상기 제1클램프 유닛용 랙 기어를 마주보며 상기 제1클램프 유닛용 랙 기어와 나란하게 마련되는 제2클램프 유닛용 랙 기어와, 상기 제1클램프 유닛용 랙 기어와 상기 제2클램프 유닛용 랙 기어 사이에 배치되어 상기 제1클램프 유닛용 랙 기어 및 상기 제2클램프 유닛용 랙 기어에 치합되는 클램프 유닛용 피니언 기어, 상기 클램프 몸체를 상기 베이스 프레임의 폭방향으로 진퇴시키기 위한 클램프 유닛용 실린더부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인덱스 지그.
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