KR100242935B1 - 개량된 스플래시 가드를 갖는 공작기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 테이블의 가공영역과 장착영역을 비대칭적으로 구획하여 가공영역에서 공작물의 가공시 발생되는 칩이나 절삭유가 장착영역으로 비산하는 것을 방지하는 공작기계를 제공한다.

본 발명의 공작기계는, 주축대와, 이 주축대의 앞쪽에 설치되는 공작물 테이블을 구비한다. 테이블은 상면과 양측면을 갖는 것으로, 제 1의 수직축선을 중심으로 제 1의 위치와 제 2의 위치사이에서 회전하게 된다. 이 테이블이 제 1의 위치에 있을 때는, 테이블 상면의 제 1의 부분은 주축대에 가까운 가공영역으로서의 기능을 하고, 제 2의 위치에 있을 경우에는 제 1의 부분과 제 2의 부분의 기능이 뒤바뀐다. 상기 가공영역과 장착영역은 스플래시 가드 장치에 의해서 비대칭적으로 구획된다. 스플래시 가드 장치는, 테이블의 상면으로부터 떨어져서 설치되는 고정가드와, 테이블과 함께 회전하도록 고정가드와 테이블과의 사이에 배치되는 가동가드와, 이 가동가드의 상단을 제 1의 수직축선으로부터 오프세트된 제 2의 수직축선을 중심으로 회전할 수 있도록 고정가드에 부착하는 홀더로 구성된다. 또한, 가동가드는 테이블의 양측면을 따라 아래로 연장되는 한 쌍의 레그부를 갖는다. 가동가드의 레그부는 가동가드가 테이블의 상면보다 아래에 놓인 수평 피봇축선을 중심으로 테이블에 대하여 회동할 수 있도록 힌지축에 의해 테이블의 양측면에 부착된다.

Description

개량된 스플래시 가드를 갖는 공작기계

본 발명은 공작기계에 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 테이블의 상부에 입설되어 가공영역과 장착영역을 비대칭적으로 구획하여 가공시에 발생되는 칩등이 장착영역으로 튀는 것을 방지하는 스플래시 가드를 구비한 공작기계에 관한 것이다.

공지된 바와 같이 공작기계, 예를들면, 머시닝센터는 공작물을 소망하는 형상으로 가공하는데 사용되는 것으로, 공작물을 지지하는 테이블과, 공구를 구동하여 공작물의 가공을 행하는 주축대와, 다수의 공구를 정렬된 상태로 보관하는 공구매거진과, 이 매거진으로부터 선택된 공구를 뽑아 주축에 장착하는 공구체인저 등을 갖추고 있다.

이러한 머시닝센터의 테이블의 상면에는 두개의 클램프가 설치되어 어느 하나의 클램프에 장착된 공작물이 가공되는 동안 나머지 클램프에서는 가공된 공작물의 탈거 및 새로운 공작물의 장착이 행하여진다. 공작물을 클램프에 장착하는 작업은 작업자가 직접 손으로 할 수 있으나 최근에는 자동화추세에 맞추어 유압 또는 공압을 이용하는 방식도 개발되어 있다. 본 명세서에서는 공작물의 가공이 행하여지는 테이블상의 영역을 "가공영역"이라 칭하고, 공작물의 장착 및 탈거가 행하여지는 테이블상의 영역을 "장착영역"이라 칭한다.

공작기계는 가공영역과 장착영역사이를 구획하여 가공영역에서 발생되는 칩 또는 절삭유가 장착영역으로 비산되는 것을 방지하기 위한 스플래시 가드를 필요로 한다. 이러한 스플래시 가드는 가공영역의 상부에 배치되어 가공을 수행하는 주축과의 간섭을 회피하도록 경사지게 설치되야 한다.

1989년 9월 5일자의 미국특허 제 4,863,319 호에는 공작물의 가공시 발생되는 칩이나 절삭유의 비산을 제한하도록 구성된 공작기계가 개시되어 있다. 이 공작기계는 주축대와 공작물 테이블을 구비하며, 테이블은 주축대에 대하여 제 1의 위치와 제 2의 위치사이에서 움직이도록 구성되어 있다. 테이블이 제 1의 위치에 있을 때에는, 테이블 상면의 제 1의 부분이 주축대에 가깝게 위치하여 가공영역으로서의 기능을 하고, 테이블 상면의 제 2의 부분이 주축대로부터 멀리 위치하여 장착영역으로서의 기능을 하게된다. 반대로, 테이블이 제 2의 위치에 있을 경우에는, 테이블 상면의 제 2의 부분이 주축대에 가깝게 위치하여 가공영역으로서의 기능을 하고, 테이블 상면의 제 1의 부분이 주축대로부터 멀리 위치하여 장착영역으로서의 기능을 하게 된다.

가공영역과 장착영역은 스플래시 가드에 의해서 분리되며, 스플래시 가드의 상면은 포크형상의 연장부를 갖는 홀더부재에 의해서 파지되어 있다. 홀더부재는 테이블의 회전축선으로부터 소정의 거리를 두고 장착영역의 상부에 회전가능하게 설치된다. 그리고, 스플래시 가드의 하부는 힌지에 의해서 테이블의 상면에 설치되며, 수평피봇축을 중심으로 테이블의 상면에 대하여 회전할 수 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 공작기계는 이하에서 열거하는 몇가지의 문제점들을 갖고 있었다.

첫째, 스플래시 가드가 테이블의 상면에서 힌지로 결합되어 있으므로 가공영역에서 발생되는 칩이 힌지에 끼어서 스플래시 가드의 작동상태가 불량하게 된다. 즉, 가공시에 발생되는 칩은 미세한 것으로부터 비교적 큰 것까지 다양하게 발생되는 바, 그 중에서 미세한 칩이 힌지틈새로 칩입하거나 끼여 힌지의 회전동작을 방해하게 되는 문제를 일으키는 것이다.

둘째, 가공영역에서 발생되는 칩 또는 절삭유가 스플래시 가드의 양측 하부를 통해 장착영역으로 비산될 염려가 있다. 즉, 스플래시 가드의 하단은 테이블의 상면과 동일한 높이에서 테이블을 가로질러 연장되어 있으므로 테이블의 양측공간에서는 가공영역과 장착영역이 상호 연통되어 있다. 따라서, 고속으로 회전하는 공구에 의해 발생되는 칩은 주변 물체와 부딪혀 연통공간을 통해 가공영역의 외부로 튀어나가는 현상이 발생하게 되는 것이다.

셋째, 테이블에 고정되어 공작물을 파지하는 클램프의 구동원으로 유압 또는 공압을 이용하고자 할 때, 작동매체를 클램프까지 공급하는 호스를 설치하기가 어렵다. 즉, 테이블은 공작물 교환을 위해 반복적으로 정회전 및 역회전을 하게 되므로 작동매체 공급용 호스를 테이블의 회전에 지장이 없도록, 그리고 테이블의 회전에 따라 꼬이지 않도록 설치하는데 어려움이 있는 것이다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 스플래시 가드의 힌지부를 칩으로부터 보호하여 그 회전성능을 양호하게 유지할 수 있는 공작기계를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 스플래시 가드의 하부공간을 통해 칩이 비산하는 것을 방지할 수 있는 공작기계를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 테이블의 클램프에 이어지는 작동매체 공급호스를 스플래시가드를 통해 안내할 수 있는 공작기계를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공작기계의 스플래시 가드를 보인 일부절결 측면도

도 2는 도 1에 나타낸 공작기계의 스플래시 가드를 보인 일부절결 정면도

도 3은 도 2의 Ⅲ - Ⅲ 선을 따라 절취한 단면도

도 4a 내지 도 4e는 테이블의 회전에 따른 스플래시 가드의 회전동작을 나타내는 설명도

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 주축대 20: 테이블

22: 클램프 24: 회전구동수단

30: 스플래시 가드 32: 고정가드

34: 가동가드 35: 홀더

36: 슬리브 36a: 관통공

38: 가이드부재 38a: 채널

42: 힌지축 44: 고정편

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공작기계는, 주축대와 이 주축대의 앞쪽에 설치되는 공작물을 테이블을 구비한다. 테이블은 상면과 양측면을 갖는 것으로, 제 1의 수직축선을 중심으로 제1의 위치와 제 2의 위치사이에서 회전하게 된다. 이 테이블이 제 1의 위치에 있을 때는, 테이블 상면의 제 1의 부분은 주축대에 가까운 가공영역으로서의 기능을 하고, 제 2의 부분은 주축대에서 먼 장착영역으로서의 기능을 한다. 테이블이 제 2의 위치에 있을 경우에는 제 1의 부분과 제 2의 부분의 기능이 뒤바뀐다. 상기 가공영역과 장착영역은 스플래시 가드장치에 의해서 비대칭적으로 구획된다. 스플래시 가드 장치는, 테이블의 상면으로부터 떨어져서 설치되는 고정가드와 테이블과 함께 회전하도록 고정가드와 테이블과의 사이에 배치되는 가동가드와 이 가동가드의 상단을 제 1의 수직축선으로부터 오프세트된 제2의 수직축선을 중심으로 회전할 수 있도록 고정가드에 부착하는 홀더로 구성된다. 또한, 가동가드는 테이블의 양측면을 따라 아래로 연장되는 한쌍의 레그부를 갖는다. 가동가드의 레그부는 가동가드가 테이블의 상면보다 아래에 놓인 수평 피봇축선을 중심으로 테이블에 대하여 회동할 수 있도록 힌지축에 의해 테이블의 양측면에 부착된다.

이하, 본 발명에 따른 공작기계의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에는 본 발명에 따른 공작기계의 스플래시 가드가 일부절결된 측면도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 상태를 작업자측에서 바라본 정면도가 도시되어 있다.

본 발명에 따르면, 주축대(10)의 하부에는 주축대에 가깝게 위치하는 가공영역(A1)과 주축대에서 멀게 위치하는 장착영역(A2)을 제공하는 공작물 테이블(20)이 배치된다. 테이블(20)은 그 저면에 설치되는 회전구동수단(24)에 의해 제 1의 수직축선(C1)을 기준으로 180°의 정회전 및 역회전을 반복적으로 이루도록 구성된다. 테이블(20)은 회전시 매번 가공영역(A1)과 장착영역(A2)이 뒤바뀌게 된다. 이때의 뒤바뀜은 영역자체의 이동을 의미하는 것이 아니고, 그 영역에 포함되는 테이블의 부분이 자리 바꿈하는 것을 의미한다.

상기 주축대(10)의 전방에는 칩 또는 절삭유가 가공영역(A1)으로부터 장착영역(A2)으로 비산되는 것을 제한하는 스플래시 가드(30)가 공간을 두고 설치되어 있다. 스플래시 가드(30)는 주축대(10)의 전방에 수직상태로 배설되는 고정가드(32)와, 가공영역(A1)과 장착영역(A2)을 가공영역(A1)의 상부공간이 장착영역(A2)의 상부공간 보다 넓어지도록 비대칭적으로 구획하는 가동가드(34) 및 이 가동가드(34)를 고정가드에 대해 회전가능하게 부착하는 홀더(35)를 갖추고 있다.

가동가드(34)는 테이블과 함께 회전할 수 있도록 상기 고정가드(32)와 테이블(20)과의 사이에 배치되어 있다.

상기 홀더(35)는 고정가드(32)에 대해 상기 제 1의 수직축선(C1)으로부터 오프세트된 제 2의 수직축선(C2)을 중심으로 회전할 수 있도록 고정가드(32)에 회전가능하게 설치되는 슬리브(36)와, 이 슬리브(36)에 부착되며, 상기 가동가드(34)의 상단을 수직운동 및 수평운동 가능하게 수용하는 채널(38a)을 갖는 가이드 부재(38)로 이루어진다.

도 2에 따르면, 상기 가이드 부재(38)는 상기 가동가드(34)의 대략 전장에 걸쳐 연장되어 고정가드(32)의 하단과 가동가드(34)의 상단사이에 형성되는 간극을 막게 된다. 또한, 가이드 부재(38)는 상기 가동가드(34)와 함께 상기 제 2의 수직축선(C2)을 중심으로 회전할 수 있도록 설치된다. 상기 홀더(35)의 슬리브(36)는 상기 가이드 부재(38)의 두께에 비해 충분히 큰 직경의 중앙관통공(36a)이 형성되어 유압호스(50)가 중앙관통공(36a)을 통해서 가동가드(34)의 양측면을 따라 배설될 수 있도록 구성된다.

다시 도 1을 보면, 상기 가동가드(34)는 테이블(20)의 양측면을 따라 아래로 연장되는 한쌍의 레그부(34a)가 일체로 구성되어 있다. 레그부(34a)는 힌지수단(40)에 의해 테이블의 양측면에 회전가능하게 지지되는 것으로, 테이블(20)의 양측부를 가공영역(A1)과 장착영역(A2)으로 구획하여 테이블 양측면을 통해 칩이 전방으로 비산되는 것을 차단하게 된다.

도 2의 Ⅲ - Ⅲ선을 따라 절단한 도 3에는 상기 힌지수단(40)의 구성이 도시되어 있는데, 이에 따르면, 상기 가동가드(34)의 레그부(34a)는 상기 테이블의 양측면에 회전가능하게 고정되어 테이블 상면보다 하부에 수평피봇축선(L1)을 형성하는 힌지축(42)에 일체로 구성되는 고정편(44)에 고정되어 있다.

이하에서는, 첨부된 도 4a 내지 도 4e를 참고하여 본 발명에 따른 공작기계의 작동상태를 설명하면 다음과 같다. 여기에는 테이블과 가동가드의 관계를 평면으로 도시하고 있다. 여기서 가동가드(34)의 상단을 따라 배열되는 수평선상을 제 2수평축선(L2)로 칭하여 설명한다.

먼저, 도 4a에 따르면, 초기상태에서는 가동가드(34)가 테이블(20)을 가로지르며 배치되어 그 양측에 가공영역(A1)과 장착영역(A2)을 구획한다. 이때 테이블(20)의 제 1의 수직축선(C1)이 가동가드(34)의 제 1의 수평축선(L1) 즉, 슬리브(36)의 회전중심선중 어느 한점을 통과하도록 배치되고, 가동가드(34)의 제 2의 수평축선(L2)은 상기 제 1의 수평축선(L1)과 편심된 상태에서 평행하게 도시된다. 상기 제 1의 수평축선(L1)은 항시 테이블(20)의 제 1의 수직축선(C1)상에 위치하며 테이블 회전시에도 변화되지 않는다. 또한, 상기 제 1의 수평축선(L1) 및 제 2의 수평축선(L2)은 테이블(20)의 회전시에 항시 상호 평행한 상태를 유지하게 되나 제 2의 수평축선(L2)이 제 1의 수평축선(L1)에 대해 높이변화를 이루게 된다. 그리고 가동가드(34)의 상단에 고정되는 슬리브(36)의 중심 즉, 제 2의 수직축선(C2)은 상기 가동가드(34)의 제 2의 수평축선(L2)의 어느 한점과 교차하도록 도시된다. 여기서 상기 제 1의 수직축선(C1)과 제 2의 수직축선(C2)의 위치 및 그들간의 간격은 변화하지 않게 됨을 밝혀둔다.

도 4b에는 테이블(20)이 대략 45°의 회전을 이룬 상태가 도시되어 있다. 테이블(20)이 회전함에 따라 테이블(20)이 제 1의 수직축선(C1)을 기준으로 회전함과 동시에, 가동가드(34)가 힌지축(42)의 중심 즉, 제 1의 수평축선(L1)을 기준으로 회전하게 된다. 따라서 가이드 부재(38)의 의해 가동가드(34)의 상단에 연결되는 슬리브(36)가 회전하며 가동가드(34)의 회전을 허용하게 된다.

이때, 상기 제 1의 수평축선(L1)을 기준으로 한 가동가드(34)의 회전은 수직에 가까워지는 방향으로 이루어지게 되므로, 가동가드(34)의 상단은 채널(38a)내로 더욱 진입하며 수직방향 상부로 이동하며, 화살표로 도시된 바와 같이 가동가드(34)의 상단이 가이드 부재(38)의 채널(38a)을 따라 수평방향 일측으로 돌출이동하며 가동가드(34)의 수직상승으로 인한 편차를 보상하게 된다.

도 4c에는 테이블(20)이 대략 90°의 회전을 이룬 상태가 도시되어 있다. 이때에는 상기 가동가드(34)가 상단이 더욱 일측으로 돌출됨과 동시에 수직상태를 유지하게 되고, 이때의 가이드 부재(38)에 대한 가동가드(34)의 이동량은 최대가 된다. 즉, 가동가드(34)는 제 2의 수평축선(L2)이 제 1의 수평축선(L1)의 하나의 수직면상에 위치하여 수직상태를 유지하게 된다. 가동가드(34)는 90°지점에서 테이블(20)이 계속회전함에 따라 점차 지금까지의 수평운동방향과 반대 방향 즉, 채널(38a)내로 들어가게 된다. 또한, 이 시점으로부터 가동가드(34)는 제 1의 수평축선(L1)의 기준으로 회전하는 방향도 반대방향이 되고, 장착영역(A2)의 상부에 위치하고 있던 제 2의 수평축선(L2)이 가공영역(A1)의 상부로 진입하게 된다.

도 4d에는 테이블(20)이 대략 135°의 회전을 이룬 상태가 도시되어 있다. 여기서는 위에서 언급한 바와 같이 가동가드(34)의 상단이 화살표 방향을 따라 가이드 부재(38)의 채널(38a)내로 삽입되도록 수평이동 함과 동시에 채널(38a)내에서 수직방향 하부로 이동하게 된다.

도 4e에는 테이블(20)이 180°의 회전을 완료하여 가공영역(A1)과 장착영역이 자리를 바꾼 상태가 도시되어 있다. 여기서는 가동가드(34)의 상단이 채널(38a)내로 완전히 진입하고, 하강이 완료된다. 따라서, 가동가드(34)는 동일한 상태로 복귀하게 되고, 가공영역(A1)과 장착영역(A2)의 자리가 바뀌게 되므로 새로운 공작물이 주축대(10)의 하부로 공급된다.

한편, 테이블은 다음의 회전시에는 회전구동수단(24)에 의해 역방향으로 회전하게 되고, 이때에는 상기 테이블(20)의 회전방향은 위에서 설명한 방향과 반대가 되며, 가동가드(34)의 작동은 수평방향에서는 반대로 수행되며, 수직방향의 운동은 동일하게 이루어진다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 공작기계의 스플래시 가드는 테이블의 양측면에 힌지축을 고정하고, 가동가드의 양측하단에서 하부로 연장되는 레그부를 힌지축에 회전가능하게 고정하여 칩 또는 절삭유 등이 힌지부로 침투하는 것을 방지하게 될 뿐만 아니라 칩이 가동가드의 하부공간을 통해 장착영역으로 튀어나가는 것을 방지하게 된다. 또한, 스플래시 가드의 하단에 회전가능하게 고정되는 슬리브에 가동가드의 상단 전체를 수용하는 채널을 갖는 가이드부재를 설치하고, 가동가드의 상단이 채널에 수평방향 및 수직방향으로 이동가능 하도록 지지시켜 상기 슬리브를 통해 클램프로 압력을 공급하는 배관을 용이하게 설치할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 주축대와,

   상면과 양측면을 가지며, 상기 상면의 제 1의 부분이 상기 주축대에서 가까운 가공영역으로서의 기능을 하고, 상기 상면의 제 2의 부분이 주축대에서 먼 장착영역으로서의 기능을 하게 되는 제 1의 위치와, 상기 제 2의 부분이 가공영역으로서의 기능을 하고 상기 제 1의 장착영역으로서의 기능을 하게 되는 제 2의 위치와의 사이에서 제 1의 수직축선을 중심으로 회전할 수 있는 공작물 테이블과,

   상기 가공영역과 장착영역을 가공영역의 상부공간이 장착영역의 상부공간 보다 넓어지도록 비대칭적으로 구획하며, 테이블의 상면으로부터 떨어져서 설치되는 고정가드와, 테이블과 함께 회전할 수 있도록 상기 고정가드와 테이블과의 사이에 배치되는 가동가드와, 이 가동가드의 상단을 상기 제 1의 수직축선으로부터 오프세트된 제 2의 수직축선을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 고정가드에 부착하는 홀더를 구비하고, 상기 가동가드가 상기 테이블의 양측면을 따라 아래로 연장되는 한쌍의 레그부를 갖도록 구성된 스플래시 가드 수단과,

   상기 가동가드가 상기 테이블의 상면보다 아래에 놓인 수평 피봇축선을 중심으로 상기 테이블에 대하여 회동할 수 있도록 상기 가동가드의 레그부를 상기 테이블의 양측면에 부착하는 힌지수단과를 포함하는 공작기계.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스플래시 가드수단의 홀더가, 상기 고정가드에 회전가능하게 설치되는 슬리브와, 이 슬리브에 부착되며, 상기 가동가드의 상단을 승강운동가능하게 수용하는 채널을 갖는 가이드부재와로 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
3. 제 2항에 있어서, 상기 가이드부재가 상기 가동가드의 전장을 따라 연장되어 상기 고정가드의 하단과 상기 가동가드의 상단사이의 간극을 메우고, 또한, 가이드부재가 상기 가동가드와 함께 상기 제 2의 수직축선을 중심으로 회전할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 홀더의 슬리브가 상기 가이드부재의 두께에 비해 충분히 큰 직경의 중앙관통공을 갖는 것을 특징으로 하는 공작기계.

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