KR20130142525A - 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치 및 그에 사용되는 척킹 유닛 - Google Patents

대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치 및 그에 사용되는 척킹 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 대상물이 상측에 위치하도록 형성되는 회전판과, 일 단부 측이 상기 회전판에 연결되어 상기 회전판과 함께 회전 구동되게 형성되는 샤프트를 구비하는 로테이팅 어셈블리; 및 상기 대상물이 상기 회전판에 대해 고정되게 작동하는 척킹 유닛과, 상기 샤프트의 타 단부 측에 연결되어 구동력을 발생시키는 구동 유닛과, 상기 샤프트의 중공부 내에서 연장하도록 형성되고 상기 척킹 유닛과 상기 구동 유닛을 연결하여 상기 구동력에 의해 상기 척킹 유닛이 작동되도록 하는 연결 유닛을 구비하는 척킹 어셈블리를 포함하는, 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치 및 그에 사용되는 척킹 유닛을 제공한다.

Description

대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치 및 그에 사용되는 척킹 유닛{APPARATUS FOR ROTATING OBJECT WITH CHUCKING AND CHUCKING UNIT THEREFOR}
본 발명은 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치 및 그에 사용되는 척킹 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 절삭 가공은 절삭공구로 재료를 깎아 가공하는 방법을 말한다. 이러한 절삭 가공은 소성가공에 대한 용어이다.
절삭 가공을 함에 있어서는 절삭공구만을 회전시켜서 대상물이 절삭되도록 할 수 있다. 이와 달리, 절삭공구를 회전시킴과 아울러, 대상물도 역시 회전시켜서 대상물을 절삭할 수도 있다.
후자의 절삭 가공에 있어서는, 대상물을 회전체에 얹어서 회전시킬 때 대상물이 회전체에서 이탈되지 않게 하는 것이 중요하다. 이를 위해, 대상물을 회전체에 고정하기 위한 수단이 필요하다.
본 발명의 목적은, 회전하는 대상물을 강인하게 고정할 수 있으면서도, 대상물을 지지하며 회전시키는 구성과 상기 고정을 위한 구성을 통합하여 설치할 수 있도록 하는, 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치 및 그에 사용되는 척킹 유닛을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치는, 대상물이 상측에 위치하도록 형성되는 회전판과, 일 단부 측이 상기 회전판에 연결되어 상기 회전판과 함께 회전 구동되게 형성되는 샤프트를 구비하는 로테이팅 어셈블리; 및 상기 대상물이 상기 회전판에 대해 고정되게 작동하는 척킹 유닛과, 상기 샤프트의 타 단부 측에 연결되어 구동력을 발생시키는 구동 유닛과, 상기 샤프트의 중공부 내에서 연장하도록 형성되고 상기 척킹 유닛과 상기 구동 유닛을 연결하여 상기 구동력에 의해 상기 척킹 유닛이 작동되도록 하는 연결 유닛을 구비하는 척킹 어셈블리를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 로테이팅 어셈블리는, 상기 샤프트의 타 단부 측에 설치되는 제1 기어; 및 상기 제1 기어에 치합되는 제2 기어와, 상기 제2 기어를 구동하여 상기 샤프트가 회전 구동되게 하는 모터를 구비하는 회동 유닛을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 로테이팅 어셈블리는, 상기 샤프트를 감싸도록 형성되고 상기 회전판을 상대 회전되도록 지지하는 중공형의 하우징; 및 상기 하우징의 내부에 설치되어, 상기 샤프트의 회전 각도를 감지하는 센서를 더 포함하고, 상기 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치는, 상기 센서에 연결되어, 상기 샤프트가 설정 각도만큼 회전한 것으로 파악되면 상기 모터의 작동을 정지시키도록 구성되는 제어 유닛을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 기어는 상기 제2 기어보다 직경이 크게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 척킹 유닛은, 상기 회전판에 결합되는 베이스; 및 상기 베이스에 일 단부가 선회 가능하게 설치되고 타 단부는 상기 대상물의 중공부 내로 삽입되도록 형성되는 복수의 죠우를 포함하고, 상기 연결 유닛은, 상기 베이스를 관통하도록 배치되는 연결 로드; 및 상기 베이스를 기준으로 상기 구동 유닛의 반대 편에 위치하도록 상기 연결 로드에 설치되어, 상기 구동 유닛을 향한 방향으로 이동시에 상기 복수의 죠우의 타 단부가 상기 대상물의 내면을 향한 방향으로 벌어지게 하도록 형성되는 쐐기를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 베이스는, 상기 회전판에 대응하는 면적을 가지는 지지판; 및 상기 지지판의 상면에서 돌출 형성되고, 상기 지지판의 중심에서 상기 복수의 죠우가 벌어지는 방향으로 연장되도록 형성되며, 상기 복수의 죠우가 설치되는 설치블럭을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 설치블럭은, 상기 중심에서 상기 복수의 죠우가 벌어지는 방향으로 연장하며 관통 개구된 제1 채널이 형성되어, 상기 제1 채널에 상기 연결 로드와 상기 복수의 죠우가 배치되게 형성되는 중앙 영역; 및 상기 관통 개구부에서 상기 지지판의 가장자리를 향해 리세된 제2 채널이 연장 형성되는 주변 영역을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 주변 영역에는 상기 설치블럭의 외면에서 상기 제1 채널을 향해 관통 개구된 수용홀이 형성되고, 상기 척킹 유닛은, 일 단부가 상기 죠우에 지지되도록 수용홀에 수용되어, 상기 죠우가 상기 연결 유닛을 향해 편향되도록 구성되는 탄성체; 및 상기 수용홀에 나사 결합되어, 상기 수용홀에 대한 삽입 길이에 따라 상기 탄성체의 텐션이 조절되게 하는 고정 나사를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 척킹 유닛은, 일 부분이 상기 제2 채널에 수용되도록 상기 주변 영역에 설치되어, 상기 대상물을 지지하는 복수의 지지블럭을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 회전판은, 상기 지지판을 마주하는 면의 중심부에 돌출 형성된 정렬 돌출부; 및 상기 지지판을 마주하는 면의 가장자리부에 형성되는 체결홀을 포함하고, 상기 지지판은, 상기 회전판을 마주하는 면의 중심부에 상기 정렬 돌출부가 삽입되도록 리세스된 정렬 수용부; 및 상기 회전판을 마주하는 면의 가장자리부에 상기 체결홀에 대응하여 형성되며상기 체결홀 보다 큰 폭을 가지는 체결 슬롯을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 척킹 유닛은, 지지판; 상기 지지판의 중심에서 방사상으로 연장하도록 상기 지지판의 상면에서 돌출 형성되고, 상기 중심에서 상기 방사상 방향으로 관통 개구되어 연장하는 제1 채널과, 상기 제1 채널에서 상기 지지판의 가장자리를 향해 리세스되어 연장하는 제2 채널과, 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널을 한정하는 한 쌍의 측벽을 구비하는 설치블럭; 및 일 단부를 중심으로 상기 제1 채널 내에서 선회 가능하도록 상기 한 쌍의 측벽에 설치되는 죠우를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널은 상기 중심에서 3 방향으로 등 각도로 이격되어 연장하도록 형성되고, 상기 죠우는 상기 제1 채널의 3 방향으로 연장된 각 부분에 하나씩 설치되도록 3개로 구비될 수 있다.
여기서, 일 부분이 상기 제2 채널의 3 방향으로 연장된 각 부분에 수용되도록 상기 설치블럭에 설치되어, 대상물을 지지하는 3개의 지지블럭이 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 설치블럭의 외면에서 상기 제1 채널을 향해 관통 개구된 수용홀이 형성되고, 일 단부가 상기 죠우에 지지되도록 상기 수용홀에 수용되어, 상기 죠우를 상기 중심을 향해 편향시키도록 형성되는 탄성체; 및 상기 수용홀에 나사 결합되어, 상기 수용홀에 대한 삽입 길이에 따라 상기 탄성체의 텐션이 조절되게 하는 고정 나사를 더 포함될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치 및 그에 사용되는 척킹 유닛에 의하면, 척킹 어셈블리에 의해 회전하는 대상물을 회전판에 대해여 강인하게 고정할 수 있다.
이때, 척킹 어셈블리의 연결 유닛은 로테이팅 어셈블리 내로 연장하는 부분을 갖는 등에 의해, 이들이 하나로 통합되어 설치될 수 있다. 그에 의해, 척킹 어셈블리의 상기 고정을 위한 힘을 보다 강력하게 설정할 수 있으며, 로테이팅 어셈블리의 회전 작동에도 척킹 어셈블리가 제약을 가하지 않게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치(1000)를 보인 사시도이다.
도 2는 도 1의 장치(1000) 중 로테이팅 어셈블리(1100)의 요부에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 장치(1000) 중 척킹 어셈블리(1300)의 요부에 대한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 베이스(1311)에 대한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치(1000)에 대한 제어적 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치 및 그에 사용되는 척킹 유닛에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치(1000)를 보인 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치(1000)는, 로테이팅 어셈블리(1100)와, 척킹 어셈블리(1300)를 포함할 수 있다.
로테이팅 어셈블리(1100)는, 회전판(1110)과, 샤프트(1120)와, 하우징(1130)과, 제1 기어(1150)와, 회동 유닛(1170)을 포함할 수 있다.
회전판(1110)은 대상물(O)이 [척킹 유닛(1310)을 개재하여] 장착되는 대상이다. 그에 의해, 대상물(O)은 회전판(1110)의 상측에 위치하게 된다. 여기서, 대상물(O)로는 자동차용 변속기에 사용되는 베어링 캡이 예시되어 있다.
샤프트(1120)는 길이 방향으로 연장하여 형성된 부재이다. 샤프트(1120)의 양단부 중에서 일 단부는 회전판(1110)의 저면에 결합되고 타 단부는 하우징(1130)의 내부로 연장한다. 샤프트(1120)가 회전 구동되면, 샤프트(1120)가 연결된 회전판(1110) 또한 회전 구동되어, 결과적으로 대상물(O)이 회전되게 한다.
하우징(1130)은 샤프트(1120)를 감싸도록 형성되는 중공형의 원통체일 수 있다. 하우징(1130)의 상부는 회전판(1110)을 회전 가능하게 지지하기도 한다.
제1 기어(1150)는 샤프트(1120)의 타 단부 측에 설치된다. 제1 기어(1150)가 이루는 평면은 회전판(110)이 이루는 평면과 대체로 평행하다.
회동 유닛(1170)은 샤프트(1120)를 회전 구동하기 위한 동력을 발생시키는 구성이다. 회동 유닛(1170)은 모터(1171, 도 5)와, 제2 기어(1175)를 포함할 수 있다. 모터(1171)는 회전력을 발생시켜서, 그에 연결된 제2 기어(1175)가 회전되게 한다. 제2 기어(1175)에 치합된 제1 기어(1150)는 상기 회전력을 전달받아 또한 회전하도록 구성된다. 제1 기어(1150)의 회전력은 그가 결합된 샤프트(1120)의 회전으로 이어져서, 결과적으로 앞서 말한 대로 회전판(1110), 나아가 대상물(O)이 회전되게 한다. 이때, 제1 기어(1150)는 제2 기어(1175)보다 큰 직경을 가져서, 모터(1171)의 회전 속도가 기더들(1150 및 1175) 간의 기어 비에 의해 감속되게 한다.
척킹 어셈블리(1300)는, 척킹 유닛(1310)과, 구동 유닛(1330), 및 연결 유닛(1350)을 포함할 수 있다.
척킹 유닛(1310)은 대상물(O)을 회전판(1110)에 대해 고정하기 위해 작동하도록 형성된다. 여기서, '회전판(1110)에 대해 고정'된다는 것은 대상물(O)이 회전판(1110)과 직접 접촉되는 것뿐만 아니라, 본 실시예에서와 같이 대상물(O)이 회전판(1110)에 결합된 척킹 유닛(1310)에 고정되는 것도 포함하는 것으로 한다.
구동 유닛(1330)은 샤프트(1120)의 타 단부 측에 연결되어, 구동력을 발생시킨다. 이를 위해, 구동 유닛(1330)은, 예를 들어 유압 실린더를 포함할 수 있다.
연결 유닛(1350)은 샤프트(1120)의 중공부 내에서 연장하도록 형성된다. 연결 유닛(1350)은 척킹 유닛(1310)과 구동 유닛(1330)을 연결하여, 구동 유닛(1330)에서 발생된 구동력에 의해 척킹 유닛(1310)이 작동되도록 한다.
이러한 구성에 의하면, 척킹 어셈블리(1300)는 척킹 유닛(1310), 구체적으로는 죠우(1325, 도 3 참조)를 벌려서 대상물(O)의 내면에 압착되게 하여 대상물(O)이 척킹(chucking) 되게 한다. 이를 위해, 구동 유닛(1330)은 연결 유닛(1350)이 상하방향(V)으로 작동하는 것을 매개로, 척킹 유닛(1310)이 위와 같은 동작을 하도록 하는 구동력을 제공한다.
대상물(O)이 척킹 유닛(1310)에 고정된 상태에서, 로테이팅 어셈블리(1100)는 회전판(1110)을 회전 방향(R)으로 회전하게 하여 대상물(O)이 회전되게 한다.
이러한 과정에서, 척킹 유닛(1310)은 대상물(O)을 회전판(1110)에 대해 강인하게 고정시킨다. 또한, 척킹 어셈블리(1300)는 로테이팅 어셈블리(1100)에 일체로 설치됨에 의해, 대상물(O)에 대한 척킹에 의해 로테이팅 어셈블리(1100)의 회전이 영향을 받지 않도록 한다. 참고적으로, 구동 유닛(1330)이 유압 실린더인 경우에, 상기 유압 실린더에 대한 오일의 공급은 로터리 조인트(rotary joint)를 통해 구동 유닛(1330)이 샤프트(1120)와 함께 회전하는 중에도 구동 유닛(1330)에 대해 연속적으로 이루어질 수 있다. 이러한 로터리 조인트는 당업자라면 충분히 이해할 것인 바, 추가적인 설명은 하지 않는다.
이상의 로테이팅 어셈블리(1100)의 요부에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 도 1의 장치(1000) 중 로테이팅 어셈블리(1100)의 요부에 대한 분해 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 회전판(1110)은 대체로 원판 형태로서, 그의 상면에는 척킹 유닛(1310)의 지지판(1312, 도 3)에 대응하여 정렬 돌출부(1111)와 체결홀(113), 그리고 중공부(1115)가 형성될 수 있다. 정렬 돌출부(1111)는 지지판(1312)의 저면에 대응하여 리세스된 정렬 수용부(미도시)에 삽입되는 구성이다. 체결홀(113)은 지지판(1312)의 체결 슬롯(1313, 도 3)에 대응하여 형성된다. 중공부(1115)는 연결 유닛(1350), 구체적으로는 연결 로드(1351, 도 3)이 이동 가능하게 삽입되는 빈 공간이다.
샤프트(1120)는 역시 중공부를 가진다. 이러한 샤프트(1120)의 중공부는 회전판(1110)의 중공부(1115)에 연통되도록 형성되며, 샤프트(1120)의 양단부를 관통하도록 형성된다.
하우징(1130)은 샤프트(1120)를 감싸도록 형성되는 중공체이다. 하우징(1130)의 중공부(1131)는 샤프트(1120)가 여유있게 삽입될 정도의 내경을 가질 수 있다. 그에 의해, 하우징(1130)은 주변의 프레임에 고정된 상태로 유지되고, 중공부(1131)에서 샤프트(1120)와 연결 유닛(1350)이 하우징(1130)의 중공부(1131)의 내면과 이격된 채로 함께 회전할 수 있게 된다. 하우징(1130)의 상단에는 슬리브(1133)와, 체결홀(1135)과, 서포트링(1137, support ring)이 형성될 수 있다. 체결홀(1135)은 슬리브(1133)가 상기 프레임에 얹혀진 상태에서 슬리브(1133)와 상기 프레임을 나사 결합하기 위한 것이다. 서포트링(1137)은 회전판(1110)을 슬리브(1133)에 대해 이격시키면서, 회전판(1110)을 회전 가능하게 지지할 수 있다. 서포트링(1137)의 자유단은 회전판(1110)의 저면과 가볍게 접촉하는 정도가 될 수 있다. 서포트링(1137) 내측의 단차진 턱에는 베어링(1160)이 배치될 수 있다. 베어링(1160)은 회전판(1110)을 직접적으로 지지하며, 회전판(1110)이 하우징(1130)에 대해 상대 회전하게 한다.
하우징(1130)의 내부에는 센서(1140)가 설치될 수 있다. 센서(1140)는 샤프트(1120)에 대해 지향되도록 설치되어, 샤프트(1120)가 중공부(1131) 내에서 회전한 양, 다시 말해 회전 각도를 측정하게 된다. 이러한 센서(1140)를 통해서는, 예를 들어 샤프트(1120)가 1 회전, 다시 말해서 360° 회전했는지 여부를 측정할 수 있다. 이러한 센서(1140)로는 리미트 센서가 사용될 수 있다. 예를 들어, 샤프트(1120)의 일 위치에 상대물을 부착하고, 센서(1140)와 샤프트(1120) 간의 거리가 상기 상대물이 위치한 각도에서는 좁아짐을 파악하여, 샤프트(1120)가 1 회전한 것을 검출할 수 있다. 센서(1140)의 설치를 위해서, 하우징(1130)의 일 부분[센서 패드(1145)]은 하우징(1130)의 나머지 부분으로부터 분리될 수 있다. 센서 패드(11455)는 센서(1140)를 하우징(1130) 내에 설치하기 위한 게이트(gate)가 되는 것이다.
다음으로, 척킹 어셈블리(1300)에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3은 도 1의 장치(1000) 중 척킹 어셈블리(1300)의 요부에 대한 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 베이스(1311)에 대한 사시도이다.
본 도면들을 참조하면, 척킹 유닛(1310)과 연결 유닛(1350)이 상세하게 파악할 수 있다.
먼저 척킹 유닛(1310)은, 베이스(1311)와, 죠우(1325)와, 지지 블럭(1327)을 포함할 수 있다.
베이스(1311)는 회전판(1110, 도 1) 상에 위치하여 회전판(1110)에 결합되는 구성이다. 베이스(1311)는 지지판(1312)과, 설치블럭(1314)과, 탄성체(1321)를 포함할 수 있다.
지지판(1312)은 회전판(1110)에 대응하여 동일한 면적을 가지는 원판으로 형성될 수 있다. 지지판(1312)의 저면의 중심부에는 회전판(1110)의 정렬 돌출부(1111, 이상 도 2 참조)가 삽입되도록 리세스된 정렬 수용부(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 정렬 수용부는 정렬 돌출부(1111)에 대응하여 원형으로 리세스된 형태일 것이며, 이는 당업자라면 충분히 이해할 것이다. 지지판(1312)의 가장자리 영역에는 원주 방향을 따라 체결 슬롯(1313)이 형성될 수 있다. 체결 슬롯(1313)은 회전판(1110, 도 2)의 체결홀(1113)에 대응한 위치에서 체결홀(1113) 보다 넓은 폭을 가지도록 형성된다. 이러한 구성에 의하여, 작업자는 회전판(1110)의 정렬 돌출부(1111)가 지지판(1312)의 정렬 수용부에 삽입되게 한 후에, 지지판(1312)을 회전판(1110)에 대해 상대 회전시키면서 대상물(O)에 따라 요구되는 가공 조건에 부합하도록 지지판(1312)의 설치 각도 조절을 할 수 있다. 이후에 체결 슬롯(1313)과 체결홀(1113)을 나사로 연결하여, 지지판(1312)을 회전판(1110)에 대해 고정할 수 있다.
설치블럭(1314)은 지지판(1312)의 상면에 돌출되게 형성되는 부재이다. 본 실시예에서, 설치블럭(1314)은 중심(C)에서 방사상으로 3개의 가지가 연장된 형태를 갖는다. 설치블럭(1314)의 연장 방향에 수직한 단면은 전체적으로 사각형인 형태를 가질 수 있다. 설치블럭(1314)은, 한 쌍의 측벽(1315)과, 제1 채널(1316)과, 제2 채널(1317)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 측벽(1315)은 제1 채널(1316)과 제2 채널(1317)을 정의하는 것이 된다. 그에 의해, 제1 채널(1316)은 지지판(1312)의 중앙부인 중앙영역(1319)에서 관통 개구된 부분이 되고, 제2 채널(1317)은 제1 채널(1316)과 지지판(1312)의 가장자리 사이의 주변영역(1318)에서 관통되지 않고 리세스만 이루어진(recessed) 부분이 된다. 그에 의해, 제1 채널(1316)과 제2 채널(1317)은 단차를 가지게 된다. 제1 채널(1316)에는 연결 로드(1351)와 죠우(1325)가 배치될 수 있다. 제2 채널(1317)에는 지지블럭(1327)의 일 부분이 위치할 수 있다. 죠우(1325)는 제1 채널(1316) 내에 위치하여 한 쌍의 측벽(1315)에 감싸지므로, 베이스(1311)의 고속 회전에 의해서도 원주 방향으로 양측에서 안정적으로 지지될 수 있다. 죠우(1325)는, 제2 채널(1317)의 제1 채널(1316)에 비해 단차를 가지는 부분에 의해 또한 지지되어, 상기 고속 회전 시의 원심력에 의해 방사상으로 힘을 받는 것도 극복하고 안정적으로 유지될 수 있다.
탄성체(1321)는 설치블럭(1314)에 내장되어, 제1 채널(1316)에 설치된 죠우(1325)를 탄성적으로 중심(C)을 향해 가압하게 된다. 이를 위해, 설치블럭(1314)의 제2 채널(1317)의 밑 부분에는 수용홀(1320)이 형성된다. 수용홀(1320)은 설치블럭(1314)의 외면에서 시작되어 제1 채널(1316)과 연통하도록 형성된다. 탄성체(1321)를 수용홀(1320)에 삽입하여 탄성체(1321)의 일 단부가 죠우(1325)에 대해 지지되게 한 후에는, 탄성체(1321)의 타 단부를 가압하며 고정나사(1322)를 설치블럭(1314)에 체결할 수 있다. 이때, 고정나사(1322)는 수용홀(1320)의 내면의 나사산과 나사 결합되므로, 고정나사(1322)가 수용홀(1320)에 삽입되는 깊이에 따라 탄성체(1321)의 텐션이 조정될 수 있다.
측벽(1315)에는 죠우(1325)의 설치를 위하여 핀홀(1323)이 형성될 수 있다. 핀홀(1323)은 측벽(1315) 중 제1 채널(1316)에 대응한 부분에 형성되며, 그에는 선회핀(1324)에 삽입된다. 선회핀(1324)은 죠우(1325)의 관통홀(1326)에도 삽입되어, 죠우(1325)가 제1 채널(1316) 내에서 선회되게 하는 축이 된다.
죠우(1325, jaw)는 베이스(1311), 구체적으로 설치블럭(1314)의 측벽(1315)에 일 단부가 선회 가능하게 결합되는 부재이다. 앞서 설명한 바대로, 선회핀(1324)이 상기 선회를 위한 축이 된다. 죠우(1325)의 타 단부는 대상물(O, 도 1)의 중공부 내로 삽입되고 척킹 상태에서 대상물(O)의 내면을 방사상으로 가압하게 된다. 이러한 죠우(1325)는 설치블럭(1314)의 3개의 가지에 대응하여 3개로 구비되나, 설치블럭(1314)의 가지 수가 늘어나거나 줄어 듦에 대응하여 그 수가 달라질 수 있다.
지지블럭(1327)은 돌출부(1328)와, 안착부(1329)를 가진다. 돌출부(1328)는 지지블럭(1327)의 하부에 위치하여 제2 채널(1317)에 수용되는 부분이고, 안착부(1329)의 지지블럭(1327)의 상부에 위치하여 대상물(O)이 안착되는 부분이다. 안착부(1329)는 대상물(O)에 대한 방사상의 방향의 보다 강한 지지를 위하여, 계단형으로 형성될 수 있다. 돌출부(1328)는 역시 한 쌍의 측벽(1315) 사이에 놓이고, 그에 의해 지지블럭(1327)은 원주 방향을 따라 양측에서 안정적으로 지지될 수 있다.
다음으로, 연결 유닛(1350)은 연결 로드(1351)와, 쐐기(1353)와, 제한 부재(1355)를 포함할 수 있다.
연결 로드(1351)는 길이 방향으로 연장하는 막대(rod)이다. 연결 로드(1351)는 베이스(1311)의 중심(C, 도 4)에 위치하며, 제1 채널(1316)을 통해 베이스(1311)를 관통하도록 배치된다.
쐐기(1353)는 연결 로드(1351)에 설치되며, 구체적으로 베이스(1311)를 기준으로 구동 유닛(1330)의 반대 편에 위치하게 된다. 쐐기(1353)는 베이스(1311)를 향해 갈수록 직경이 줄어드는 형태로 형성되어, 구동 유닛(1330)의 구동에 의해 연결 로드(1351)가 당겨짐에 따라 죠우(1325)를 대상물(O)의 내면을 향해 밀어 내게 된다. 죠우(1325)와의 정확한 맞물림을 위해, 쐐기(1353)의 외면에는 죠우(1325)가 삽입 가능한 유도 레일(1354)이 리세스되어 형성될 수 있다.
제한 부재(1355)는 연결 로드(1351)에 설치되어, 쐐기(1353)가 연결 로드(1351)에서 이탈하지 않도록 하는 구성이다. 제한 부재(1355)는, 구체적으로 연결 로드(1351)의 단부에 나사 결합되는 너트일 수 있다. 이렇게 별도의 제한 부재(1355)를 채용하는 대신에, 연결 로드(1351) 자체를 볼트 형태로 제작할 수도 있다.
이러한 구성에 의하면, 죠우(1325)는 탄성체(1321)에 의해 연결 로드(1351)를 향해 편향된 상태로 대기하게 된다. 이렇게 3개의 죠우(1325)가 모여지는 상태에서, 대상물(O)의 중공부에 죠우(1325)가 삽입되도록 대상물(O)을 척킹 유닛(1310)에 위치시킨다. 이때, 대상물(O)의 가장자리는 지지블럭(1327)에 의해 지지된다.
위 상태에서, 구동 유닛(1330)을 가동하면, 연결 로드(1351)가 구동 유닛(1330)을 향한 방향으로 당겨지게 된다. 연결 로드(1351)의 하강으로, 쐐기(1353) 또한 구동 유닛(1330)을 향한 방향으로 하강하게 된다. 그에 의해, 쐐기(1353)는 죠우(1325)가 대상물(O)의 외측을 향한 방향으로 선회하여 벌어지게 한다. 그에 의해, 죠우(1325)는 대상물(O)의 내면을 3 방향으로 가압하여, 대상물(O)이 안정적으로 척킹되게 한다.
이상의 장치(1000)의 작동에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치(1000)에 대한 제어적 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.
본 도면을 참조하면, 제어 유닛(1500)은, 앞서 설명한 모터(1171)와, 구동 유닛(1330)과, 센서(1140)뿐만 아니라, 사용자 입력부(1510)를 제어한다.
사용자 입력부(1510)는 사용자 또는 작업자가 장치(1000)의 동작을 제어하기 위해 입력 데이터를 발생시킬 수 있게 하는 인터페이스이다. 사용자 입력부(1510)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 또는 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.
제어 유닛(1500)의 제어는 구체적으로 다음과 같을 수 있다.
먼저, 대상물(O)을 로딩하고 회전시키고자 하는 단계에서는, 사용자 입력부(1510)를 통한 명령을 입력받아 구동 유닛(1330)을 가동한다. 그에 의해, 쐐기(1353)가 죠우(1325)를 압박하여 대상물(O)이 척킹 유닛(1310)에 한다. 이후, 제어 유닛(1500)은 모터(1171)를 가동하여, 샤프트(1120) 및 회전판(1110)이 회전함에 따라 대상물(O)도 회전하게 한다. 이렇게 회전하는 대상물(O)에, 절삭을 위한 공구가 회전하면서 접근하여, 대상물(O)에 대한 절삭이 이루어질 수 있다.
다음으로, 제어 유닛(1500)은 센서(1140)로부터 샤프트(1120)가 1 회전한 것을 입력받아, 대상물(O)에 대한 회전을 멈추게 한다. 구체적으로, 제어 유닛(1500)은 모터(1171)에 대한 동작을 정지시켜 회전판(1110)이 회전하지 않게 한다. 또한, 제어 유닛(1500)은 구동 유닛(1330)을 구동하여 쐐기(1353)가 상승하게 한다. 그에 의해, 죠우(1325)가 탄성체(1321)의 영향으로 가운데로 모여지면서, 대상물(O)은 척킹 상태에서 해제된다.
상기와 같은 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치 및 그에 사용되는 척킹 유닛은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
1000: 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치
1100: 로테이팅 어세셈블리 1110: 회전판
1120: 샤프트 1130: 하우징
1140: 센서 1150: 제1 기어
1160: 베어링 1170: 회동 유닛
1300: 척킹 어셈블리 1310: 척킹 유닛
1330: 구동 유닛 1350: 연결 유닛
1500: 제어 유닛 1510: 사용자 입력부

Claims (14)

  1. 대상물이 상측에 위치하도록 형성되는 회전판과, 일 단부 측이 상기 회전판에 연결되어 상기 회전판과 함께 회전 구동되게 형성되는 샤프트를 구비하는 로테이팅 어셈블리; 및
    상기 대상물이 상기 회전판에 대해 고정되게 작동하는 척킹 유닛과, 상기 샤프트의 타 단부 측에 연결되어 구동력을 발생시키는 구동 유닛과, 상기 샤프트의 중공부 내에서 연장하도록 형성되고 상기 척킹 유닛과 상기 구동 유닛을 연결하여 상기 구동력에 의해 상기 척킹 유닛이 작동되도록 하는 연결 유닛을 구비하는 척킹 어셈블리를 포함하는, 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로테이팅 어셈블리는,
    상기 샤프트의 타 단부 측에 설치되는 제1 기어; 및
    상기 제1 기어에 치합되는 제2 기어와, 상기 제2 기어를 구동하여 상기 샤프트가 회전 구동되게 하는 모터를 구비하는 회동 유닛을 더 포함하는, 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 로테이팅 어셈블리는,
    상기 샤프트를 감싸도록 형성되고 상기 회전판을 상대 회전되도록 지지하는 중공형의 하우징;
    상기 하우징의 내부에 설치되어, 상기 샤프트의 회전 각도를 감지하는 센서를 더 포함하고,
    상기 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치는,
    상기 센서에 연결되어, 상기 샤프트가 설정 각도만큼 회전한 것으로 파악되면 상기 모터의 작동을 정지시키도록 구성되는 제어 유닛을 더 포함하는, 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 기어는 상기 제2 기어보다 직경이 크게 형성되는, 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 척킹 유닛은,
    상기 회전판에 결합되는 베이스; 및
    상기 베이스에 일 단부가 선회 가능하게 설치되고 타 단부는 상기 대상물의 중공부 내로 삽입되도록 형성되는 복수의 죠우를 포함하고,
    상기 연결 유닛은,
    상기 베이스를 관통하도록 배치되는 연결 로드; 및
    상기 베이스를 기준으로 상기 구동 유닛의 반대 편에 위치하도록 상기 연결 로드에 설치되어, 상기 구동 유닛을 향한 방향으로 이동시에 상기 복수의 죠우의 타 단부가 상기 대상물의 내면을 향한 방향으로 벌어지게 하도록 형성되는 쐐기를 포함하는, 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 베이스는,
    상기 회전판에 대응하는 면적을 가지는 지지판; 및
    상기 지지판의 상면에서 돌출 형성되고, 상기 지지판의 중심에서 상기 복수의 죠우가 벌어지는 방향으로 연장되도록 형성되며, 상기 복수의 죠우가 설치되는 설치블럭을 포함하는, 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 설치블럭은,
    상기 중심에서 상기 복수의 죠우가 벌어지는 방향으로 연장하며 관통 개구된 제1 채널이 형성되어, 상기 제1 채널에 상기 연결 로드와 상기 복수의 죠우가 배치되게 형성되는 중앙 영역; 및
    상기 관통 개구부에서 상기 지지판의 가장자리를 향해 리세된 제2 채널이 연장 형성되는 주변 영역을 포함하는, 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주변 영역에는 상기 설치블럭의 외면에서 상기 제1 채널을 향해 관통 개구된 수용홀이 형성되고,
    상기 척킹 유닛은,
    일 단부가 상기 죠우에 지지되도록 수용홀에 수용되어, 상기 죠우가 상기 연결 유닛을 향해 편향되도록 구성되는 탄성체; 및
    상기 수용홀에 나사 결합되어, 상기 수용홀에 대한 삽입 길이에 따라 상기 탄성체의 텐션이 조절되게 하는 고정 나사를 더 포함하는, 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 척킹 유닛은,
    일 부분이 상기 제2 채널에 수용되도록 상기 주변 영역에 설치되어, 상기 대상물을 지지하는 복수의 지지블럭을 더 포함하는, 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 회전판은,
    상기 지지판을 마주하는 면의 중심부에 돌출 형성된 정렬 돌출부; 및
    상기 지지판을 마주하는 면의 가장자리부에 형성되는 체결홀을 포함하고,
    상기 지지판은,
    상기 회전판을 마주하는 면의 중심부에 상기 정렬 돌출부가 삽입되도록 리세스된 정렬 수용부; 및
    상기 회전판을 마주하는 면의 가장자리부에 상기 체결홀에 대응하여 형성되며상기 체결홀 보다 큰 폭을 가지는 체결 슬롯을 포함하는, 대상물을 척킹하여 로테이팅시키는 장치.
  11. 지지판;
    상기 지지판의 중심에서 방사상으로 연장하도록 상기 지지판의 상면에서 돌출 형성되고, 상기 중심에서 상기 방사상 방향으로 관통 개구되어 연장하는 제1 채널과, 상기 제1 채널에서 상기 지지판의 가장자리를 향해 리세스되어 연장하는 제2 채널과, 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널을 한정하는 한 쌍의 측벽을 구비하는 설치블럭; 및
    일 단부를 중심으로 상기 제1 채널 내에서 선회 가능하도록 상기 한 쌍의 측벽에 설치되는 죠우를 포함하는, 척킹 유닛.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 채널 및 상기 제2 채널은 상기 중심에서 3 방향으로 등 각도로 이격되어 연장하도록 형성되고,
    상기 죠우는 상기 제1 채널의 3 방향으로 연장된 각 부분에 하나씩 설치되도록 3개로 구비되는, 척킹 유닛.
  13. 제12항에 있어서,
    일 부분이 상기 제2 채널의 3 방향으로 연장된 각 부분에 수용되도록 상기 설치블럭에 설치되어, 대상물을 지지하는 3개의 지지블럭을 더 포함하는, 척킹 유닛.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 설치블럭의 외면에서 상기 제1 채널을 향해 관통 개구된 수용홀이 형성되고,
    일 단부가 상기 죠우에 지지되도록 상기 수용홀에 수용되어, 상기 죠우를 상기 중심을 향해 편향시키도록 형성되는 탄성체; 및
    상기 수용홀에 나사 결합되어, 상기 수용홀에 대한 삽입 길이에 따라 상기 탄성체의 텐션이 조절되게 하는 고정 나사를 더 포함하는, 척킹 유닛.
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