KR100217938B1 - 머시닝센터의 로터리테이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수평머시닝센터의 필수구조인 테이블 인덱스 장치를 포함하는 머시닝센터의 로터리 테이블에 관한 것이다.

종래의 머시닝센터의 로터리테이블은 동력전달수단인 워엄기어의 백래시 오차 등을 감안할 수 없게 서보모터자체에서 위치검출함에 따른 문제점과 회전체인 테이블 베이스의 클램핑을 수평방향으로 이루어지게 함에 따른 3차원적 정도불량이 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이를 해소하기 위해 서보모터의 동력을 풀리 및 벨트로 동력전달되는 워엄에 의해 회전되는 팰릿 베이스에 롤러등으로 연결고정되는 로터리 엔코더와, 상기 팰릿 베이스의 중앙에 고정되는 감지용 샤프트에 의해 회전위치를 감지함과 동시에 수직클램핑을 위해 로터리 베이스 상의 둘레에 고정되는 클램핑플레이트의 유로에 유압을 가함에 따라 팰릿 베이스 저부에 고정된 클램핑 하우징의 플랜지에 압력을 가하여 잠금/해제되게 구성된다.

Description

머시닝센터의 로터리테이블

본 발명은 머시닝센터의 로터리테이블에 관한 것으로, 특히 수평 머시닝센터의 필수구조인 테이블 인덱스 장치를 포함하는 머시닝센터의 로터리테이블에 관한 것이다.

일반적으로 머시닝센터에서 인덱스 테이블은 특정한 각도, 주로 5。 내지는 1。 간격으로 인덱스하게 되어 있다. 따라서 가공물의 각도가 10.5。등 소수점 이하 단위의 각도로 되는 것과, 캠형상의 가공의 경우 테이블축을 연속으로 돌려가며 동시 가공을 해야 할 경우에는 통상의 인덱스테이블로 가공이 불가능하다.

따라서 머시닝센터의 테이블을 연속제어 및 연속가공이 가능한 구조가 필요하게 되고, 이것을 만족시키는 구조로 된 것이 로터리 테이블이다. 이러한 로터리테이블은 일반적으로 시중에 제작되어 판매되는 외부설치형의 장치로 제공된다.

이러한 종래 머시닝센터의 로터리테이블을 첨부도면 제1도 및 제2도를 참조하고 그 동작에 따라 설명하면 다음과 같다.

로터리테이블 전체를 조립할 수 있게 하는 고정체인 테이블 베이스(100)와 실제 공작물을 장착하여 회전되게 하는 팰릿베이스(200)로 크게 구분되며, 테이블 베이스(100)의 한 측단에 팰릿베이스(200)를 회전시키기 위한 워엄기어(G)와 워엄기어(G)를 회전 및 지지하는 베어링(B)이 양쪽으로 설치되고, 이 워엄기어(G)를 구동(회전)시키는 서보모터(M)가 카플링(C)에 의해 연결된다.

한편, 상기의 워엄기어(G)는 서보모터(M)의 회전에 따라 그 회전동력을 워엄휘일(210)에 전달하고, 상기 워엄휘일(210)에 조립되어 있는 제1서포터(220)는 테이블 회전정도를 좋게 하기 위해 그 상부에 레이디얼 베어링(221)을 구비한다.

한편, 제1서포터(220)는, 또 다른 제2서포터(230)와 볼트로 조립되어 있고, 제2서포터(230)가 실제 회전하는 팰릿베이스(200)와 볼트로 연결되어 있다.

따라서, 상기의 로터리테이블은 서보모터(M)의 회전에 의해 팰릿베이스(200)가 회전하고, 이 팰릿베이스(200)와 유기적으로 연결된 공작물이 회전 가능하게 된다.

이때, 이 로터리테이블의 회전 정도는 전적으로 서보모터(M)에 내장된 위치결정센서와 전술된 레이디얼 베어링(221)의 정도에 의해 결정된다.

한편, 통상의 머시닝센터 로터리테이블은 연속 회전하면서 가공할 수도 있기만, 특정 각도에서 회전을 고정시키고 가공할 수도 있다.

따라서, 특정 각도에 고정시켜 놓고 가공할 시는 팰릿베이스(200)와 유기적으로 연결된 공작물을 가공하여 가공력에 의해 강제로 밀려 돌아갈 수도 있기 때문에, 그것을 방지하기 위해 팰릿베이스(200)를 별도의 유압에 의한 구성으로 고정시킨다.

상기의 기능을 위해 테이블 베이스(100) 내부에 가공된 부위에 내경에 클램프링(110)을 조립하여, 볼트로 고정시킨다. 이 때 이 클램프링(110)의 내경부위에는 전술한 제2서포터(230)가 조립되지만 서로 고정되지는 않는다. 물론, 클램프링(110)의 외경에는 적당한 만큼의 홈(111)을 가공하여 유압을 공급하면, 이 클램프링(110)의 내경부분이 외압(유압)에 의해 탄성변형을 하고, 이 탄성변형된 만큼 이 사전에 이 클램프링(110) 내경과 공차관리된 제2서포터(230)의 외경을 잡아주어 결국 팰릿베이스(200)의 가공중 밀림을 방지하도록 클램프시키게 된다.

이상과 같이 구성되고 작용되는 종래의 기술은 서보모터(M)에 내장된 위치결정 센서에 의해 로터리테이블 위치를 결정함으로써 워엄기어(G)과 워엄휘일(210) 사이에 필연적으로 생기는 백리시에 의해 일정 이상의 정도를 유지할 수가 없는 문제점이 있다. 또 원주상으로 가공된 유압면을 가진 클램프링(110)의 탄성변형량이 원주방향으로 일정하지 못함으로 인해 팰릿클램프시 원주방향으로 작용하는 힘에 의해 팰릿베이스(200)가 원주방향으로 돌아가고, 또 이것은 테이블의 정도에 악영향을 끼치게 된다.

또, 이 정도의 변화는 보통 3차원의 형태로 나타나서 결국 가공하고자 하는 공작물의 정도가 나쁘게 되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 회전시 백래시와 팰릿클램프시 변형되는 정도를 개선코자 실제 회전하는 팰릿베이스에 그 위치를 감지하는 로터리 엔코더를 장착 워엄기어와 워엄힐에서 발생하는 백래시 영향을 받지 않게 함과 동시에, 측면에서 클램프함에 따른 팰릿베이스의 3차원 변화에 따른 가공오차 문제를 해결하기 위해 하부방향으로 클램핑을 이루게하여 그 가공오차의 정도변화를 없게 한 것에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 서보모터의 동력을 풀리 및 벨트로 동력전달되는 워엄에 의해 회전되는 팰릿베이스에 롤러 등으로 연결 고정되는 로터리엔코더와, 상기 팰릿베이스의 중앙에 고정되는 감지용 샤프트에 의해 회전위치를 감지함과 동시에 수직클램핑을 위해 로터리 베이스상의 둘레에 고정되는 클램핑 플레이트의 유로에 유압을 가함에 따라 팰릿베이스 저부에 고정된 클램핑 하우징의 플랜지에 압력을 가하여 잠금/해제되게 구성된다.

제1도는 종래 로터리테이블의 단면도.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도.

제3도는 본 고안의 로터리테이블 단면도.

제4도는 제3도의 B-B선 단면도.

제5도는 제3도의 “X”부 확대 단면도.

제6도는 제3도의 회전체와 비회전체부를 표시한 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 테이블 베이스 15 : 팰릿베이스

28 : 로터리엔코더 35 : 감지용 샤프트

39 : 클램핑 플레이트 40 : 클램핑하우징

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

제3도 및 제4도에서와 같이 본 발명은 로터리테이블 전체를 구성하게 될 고정체인 테이블 베이스(1)의 일측에 회전 운동시킬 워엄기어(2)가 양단에 베어링(3)에 의해 지지 설치되고, 상기 워엄기어(2)의 한쪽 끝단에 풀리(4)가 테이블 베이스(1) 측면에 설치된 모터 하우징(6) 내부에 또다른 베어링(7)에 의해 지지되고 있는 모터풀리(8)와 타이밍 벨트(9)로 연결되어 있다. 한편 이 모터풀리(8)는 상기 테이블을 회전시킬 서보모터(10)와 스팬(span)링(11)으로 연결되어 있다.

한편, 상기 전술한 워엄기어(2)는 공작물의 회전토크를 증대시키기 위해 워엄휘일(12)과 연결 회전될 수 있게 되어 있다.

또 워엄휘일(12)은 회전운동의 정적, 동적 정도를 위해 정밀한 크로스롤러 베어링(13)과 그 상부에는 팰릿베이스(15)와의 간격 조정을 위한 라이너(14)를 가지면서 팰릿베이스(15)와 볼트(16)로 연결되어 고정된다.

한편, 가공할 공작물은 팰릿(17)에 고정되고, 이 팰릿(17)은 상기 팰릿 하부에 조립된 4곳의 로케이팅 컵(18)과 팰릿베이스(15) 상부에 조립된 4곳의 로케이팅콘(19)과 밀착되게 장착되어 항상 일정한 위치를 유지케 한다.

한편, 상기 팰릿(17)은 가공중에 흔들리는 것을 방지하기 위해 클램핑을 하게 되는데, 이것은 팰릿 하부의 홈(J)에 클램프 플레이트(20)가 맞는 구조로 끼어 있고, 이 클램프 플레이트(20)의 4곳에 상기 팰릿을 클램핑시킬 실린더로드(21)가 볼트(22)로 연결됨과 동시에 팰릿베이스(15) 상부 4곳에 가공된 홈(H)을 이용하여 별도의 실린더 하우징(23)을 삽입 결합하고, 그 내부공간으로 전술한 실린더로드(21)가 왕복운동하여 필요에 따라 클램프 플레이트(20) 및 팰릿(17)을 클램프/언클램프하게 된다.

한편, 전술한 클램프/언클램프의 동작확인은 클램프 플레이트(20)에 연결된 별도의 샤프트(24)와 그 하단의 도그(25)와, 그리고 제2도 일측으로 고정된 브래킷(26B)의 상하로 설치된 스위치(26)에 의해 감지된다. 한편, 스위치(27)는 클램프 플레이트(20) 상부의 팰릿 유무감지를 위한 것으로 테이블 베이스(1) 저면에 고정되는 브래킷(26B)에 의해 도그(25) 일측에 접근되게 설치된다.

한편, 회전정도를 정확히 보장하기 위한 테이블 베이스(1) 내부에 회전위치를 감지할 별도의 상품화된 로터리 엔코더(28)가 조립되는데, 이것은 고정체인 테이블 베이스(1)의 상부 내경에 볼트(29)로 고정연결된 공중 샤프트(30)가 있고, 이 샤프트(30) 외경과 팰릿베이스(15) 내경 사이에 볼트(5)로 고정된 하우징(31)의 내경 틈새만큼으로 상호 회전이 되게 결합된다. 이것은 회전부와 비회전부 사이로의 유압유를 공급하기 위해서이며, 이때 회전중에도 유압유가 새어나오지 않도록 하기 위해 오일실(32)이 공중 샤프트(30)의 외경에 조립되어 있다.

한편, 이 샤프트(30)의 하부에는 별도의 하우징형의 홀더(33)가 조립 고정되고, 이 홀더(33) 상부에 엔코더 하우징(34)이 조립되고, 이 엔코더 하우징(34)에 로터리엔코더(28)가 조립 고정된다. 샤프트(30)부터 여기까지는 전부 팰릿베이스(15)는 회전하여도 회전하지 않는 부위다.

한편, 이 로터리엔코더(28) 내부로는 감지용 샤프트(35)가 조립되며, 이 감지용 샤프트(35)와 로터리엔코더(28)가 상대 회전운동에 의해 회전축의 위치를 정확히 감지하게 된다. 즉, 실제 회전체에 직접 위치감지센서를 부착함에 따라 간접방식의 경우에 생기는 백래시 문제를 완전히 해결할 수 있게 된다.

한편, 이 감지용 샤프트(35)는 팰릿베이스(15) 상부에 가공된 홈에 조립된 캡(36)과 이 캡의 저면에 나사 결합되는 너트(37)로 고정되고, 이 감지용 샤프트(35)의 아래단은 스냅링(38)으로 엔코더하우징(34)에 지지되어 상하운동을 할 수 없도록 하며, 캡(30) 중앙 상부에 또 다른 캡(36C)은 이 샤프트(35)속으로 침투하게 될 수도 있는 이물질을 방지하기 위해 조립된다.

한편, 본 발명의 로터리테이블은 연속 회전도 되어야 하고, 또 특정 각도에서 고정시킨 후 가공할 수도 있기 때문에 이때 특정 각도에서 상기 회전하는 팰릿베이스(15)를 고정시켜야 한다.

따라서, 본 발명은 제5도에서와 같이 고정체인 테이블 베이스(1) 둘레에 유로(H)와, 하부에 유압력 실이 될 공간부(K)를 갖는 특수형상의 원주형 클램핑 플레이트(39)를 고정시키고, 이 클램핑 플레이트(39)의 아래단과 테이블 베이스(1)의 틈새 사이로 별도의 원주형 클램핑 하우징(40)이 회전체인 팰릿베이스(15)에 볼트(41)로 연결 고정되어 있다.

한편, 이 클램핑 플레이트(39)와 클램핑 하우징(40)의 가장자리부(40W) 및 테이블 베이스(1) 사이에 아주 작은 틈새를 가지게 한다.

그리고, 전술한 클램핑 플레이트(39) 내부에 만들어진 유로(H) 및 공간부(K)로 유압유가 들어가면 상기의 클램핑 플레이트(39) 하단부가 유압력에 의해 탄성변형을 일으키게 되고, 이 탄성변형량은 클램핑 플레이트(39) 하부와 테이블 베이스(1) 면의 틈새(q)에 조립되어 있는 클램핑 하우징(40)의 가장자리부(40W)를 누르게 되어, 상기 회전체인 팰릿베이스(15)를 고정시키게 된다.

한편, 팰릿베이스(15)를 다시 회전시키기 위해서는 상기 클램핑 플레이트(39)에 공급된 유압유를 차단하면, 탄성변형된 클램핑 플레이트(39)의 하단부가 복원하게 되고, 그러면 다시 클램핑 플레이트(39)와 클램핑 하우징(40)의 가장자리부(40W) 사이에는 다시 틈새(q)가 발생되어 팰릿베이스(15)의 구속이 해제되어 자유롭게 회전할 수 있게 된다.

따라서, 이 클램핑 방식은 유압력에 의한 탄성변형력을 수직방향으로 작용시킴으로 인해 클램프시에 발생하게 되는 팰릿 베이스(15)의 회전방향으로 작용하는 힘을 최소화하여 적정 정도를 유지시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 전술한 클램핑 플레이트(39) 내부로 더스트실(42) 외에 별도의 공압을 포트(A)로 공급시켜 팰릿베이스(15)와 테이블 베이스(1)의 틈새(Q)로 침투될 수 있는 절삭유나 칩을 방지한다.

즉, 내부에서 항상 일정압의 공기를 분사함으로 인해 외부에서 들어오는 각종 이물질 및 절삭유의 침투를 방지시킨다.

상기한 본 발명에서 동력전달 경로를 요약하면 다음과 같다.

서보모터(10) 회전→모터풀리(8)→타이밍 벨트(9)→풀리(4)→워엄기어(2)→워엄휘일(12)→팰릿 베이스(15)→팰릿(17)→공작물회전

제6도는 본 발명의 작동 이해를 돕기 위한 회전 부위와 비회전 부위를 양분해서 표시한 도면이다.

이상과 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 공작물을 회전시키면서 동시 가공할 때나, 특정한 임의의 각도(0.001단위까지)에서 가공할 때 그 각각의 회전 및 고정 정도를 보장하기 위한 로터리 테이블의 장치에 있어서, 그 회전위치를 감지할 위치 결정용 로터리엔코더를 최종 회전단에 부착함에 따라 실제 구동시킬 서보모터와 실제 회전할 회전체 사이에 생기는 백래시 정도가 전혀 영향을 끼치지 않게 하며, 또 임의의 특정각도에서 테이블 고정시키고 가공할 때에도 그 고정방식을 수직 하향으로 하여 클램프하여 가공물을 가공할 시의 가공력에 따라 발생하는 정도변화를 최소화 할 수 있으며, 또 기존의 방식인 테이블 내부로 이물질 침투를 방지하기 위한 더스트실 외에 별도의 압축공기를 내부에서 외부로 분출하게 하여 이물질 및 절삭유의 침부를 방지할 수 있는 특출난 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 머시닝센터의 로터리테이블에 있어서, 회전체인 팰릿베이스(15)의 중앙내부에 감지용 샤프트(35)를 구비하고, 고정체인 테이블 베이스(1)에 고정수단에 의해 고정된 로터리 엔코더(28)를 통하여 직접 위치 검출방식이 이루어져 기어백래시에 의한 정도 불량을 개선케 한 것을 특징으로 하는 머시닝센터의 로터리테이블.
2. 제1항에 있어서, 로터리테이블의 임의 위치에서의 테이블 베이스(1)와 팰릿베이스(15)의 잠금/해제수단으로 테이블 베이스(1) 상부 둘레에 고정되는 유로(H) 하부에 공간부(K)를 가지는 클램핑 플레이트(39)를 구비하여, 상기 클램핑 플레이트(39) 저면과 테이블 베이스(1) 사이에 유격부를 두고, 이 유격부에 개재되는 가장자리부(40W)를 가지는 클램핑 하우징(40)을 팰릿베이스(15)의 저면에 볼트(41)로 고정하여 작동유의 압력으로 수직방향의 힘을 가하여 잠금/해제되게 한 것을 특징으로 하는 머시닝센터의 로터리테이블.
3. 제2항에 있어서, 팰릿베이스(15)와 테이블 베이스(1) 사이로 이물질이 침입되는 것을 방지하기 위한 수단으로 클램핑 플레이트(39)에 더스트실(42)을 개재하여 팰릿베이스(15)와의 기밀을 유지함과 동시에 내부로 공기압을 공급받아 클램핑 플레이트(39)의 포트(A)로 공기압을 분사시키어 팰릿 베이스와 테이블베이스 사이 틈새(Q)로 이물질 침입을 방지케 한 것을 특징으로 하는 머시닝센터의 로터리테이블.
4. 제1항에 있어서, 로터리 엔코더(28)의 고정수단은 저부에 상기 로터리 엔코더(28)를 고정하는 엔코더 하우징(34)을 두고, 상기 엔코더 하우징(34)은 하우징형 홀더(33)에 고정되고, 이 홀더는 중공형 샤프트(30)에 내삽되어 고정되며, 상기 중공형 샤프트(30)는 볼트(29)로써 테이블 베이스(1)에 고정된 것을 특징으로 하는 머시닝센터의 로터리테이블.
5. 제1항에 있어서, 감지용 샤프트(35)의 고정수단으로 중앙에 이물질 침입방지용 캡(36C)을 가지는 캡(36)의 중앙 저부에 너트(37)에 나사 결합되어 고정되는 중공형의 샤프트로 된 것을 특징으로 하는 머시닝센터의 로터리테이블.