KR100427015B1 - 공작기계의 터렛장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계의 수치제어 선반에서 터렛장치를 사용함에 있어 정밀도를 향상시키고 수명을 연장시키며, 공구 교환시간 등을 단축시켜 생산성을 향상할 수 있도록 한 공작기계의 터렛장치에 관한 것이다.

본 발명의 구성은 본 발명은 터렛(10)에 대향되게 위치하며, 그 일측 외주면에 고정커플링(40)이 구비하고, 외부로부터 유압유를 공급받도록 제 1유압홀(42)과 제 2유압홀(44)이 형성된 공구대몸체(15); 상기 공구대몸체(15)의 중앙부에 구비되어 일측은 상기 터렛(10)과 일체로 결합되고 타측은 기어(48)에 결합된 샤프트(12); 상기 공구대몸체(46)와 상기 터렛(10)이 접하는 공간에 구비되어, 상기 고정커플링(40)과 함께 상기 터렛(10)을 클램핑 또는 클램핑 해제할 수 있는 회전커플링(52); 상기 샤프트(12)와 상기 공구대몸체(46) 사이에 구비되어 상기 고정커플링(40)과 회전커플링(52)을 밀착 또는 해제시킬 수 있는 왕복커플링(54); 상기 왕복커플링(54)을 유압력에 의해 전진 또는 후진시키기 위해 상기 왕복커플링(54)의 일측에 연속적으로 구비된 피스톤(56)과, 부시(58), 가이드링(60); 상기 샤프트(12)의 일단에 연결되어 외부의 수치제어장치로 터렛(10)의 회전분할각을 전송하는 로타리엔코더(62); 상기 샤프트(12)의 일측에 결합된 기어(48)와 기어샤프트(51)로 연결되어 감속된 기어조합으로 상기 샤프트(12)와 터렛(10)을 회전시키도록 구비된 인덱스모터(64);를 포함하여 이루어져 있다.

이러한 구성을 가지는 본 발명은 터렛의 회전시 진공압에 의한 이물질의 침입을 효과적으로 방지할 수 있으며 작동의 정밀도를 향상시키고 장치 수명을 장기간 유지할 수 있는 것이다.

Description

공작기계의 터렛장치 {A turret device of machine tools}

본 발명은 공작기계의 터렛장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로터리 엔코다와 인덱스 모터를 사용해서 분할각의 조정시간이 단축되고 터렛의 작동을 원활하게 해 줌으로써 터렛의 수명향상 및 부품 소요를 최소화할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 공작물을 가공하는 공작기계 중 수치제어 선반이라 함은 스핀들 모터에 축이 연동하고 그 축에 공작물을 클램핑할 수 있는 척이 끼워져 있는 스핀들 유니트와, 공작물의 고속회전에 의한 원심력으로 중심을 벗어나는 것을 방지하고자 상기 스핀들 유니트의 구동축과 동일 중심선상에 위치하여 공작물의 중심을 지지하도록 하는 심압대 유니트와, 상기 스핀들 유니트 상부의 베드상에 설치되고 수평 및 수직운동을 하는 볼스크류 유니트와, 상기 볼스크류 유니트의 이송대 상부에 설치되고 공작물에 접근하여 선삭작업이나 밀링 및 드릴작업을 할 수 있게 다양한 공구가 구비된 공구대로 구성되어 있다.

그리고, 상기 공구대는 터렛(turret)의 외측에 방사형으로 구비되어 원하는가공에 따른 분할회전으로 공작물을 가공하게 되는 터렛형이 있고, 공구가 일직선으로 구비되어 상, 하의 승강작동에 의해 원하는 가공을 하는 갱(gang)타입이 있다.

상기 터렛형 공구대에서 사용되는 터렛장치는 터렛이라고 불리는 회전 절삭 공구대 둘레에 수종의 절삭 공구를 방사상으로 장착하고, 터렛을 조금씩 회전시킬 때마다 각 절삭공구가 차례로 절삭부분에 따라서 제 위치에 오도록 함으로써 여러공정을 요하는 가공품이라도 터렛을 1회전시킴으로써 가공을 완료할 수 있도록 된 것이다.

이러한 상기 터렛장치에 대해 종래의 구성을 간략히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이, 터렛(10)의 중앙부에 그 일단부가 끼워져 고정되는 샤프트(12)와, 상기 샤프트(12)와 터렛(10)의 사이에 설치되어 그들을 지지하는 플랜지(14)와, 상기 플랜지(14)의 외주면에 설치되어 상기 플랜지(14)가 터렛(10)에서 이탈되는 것을 방지하는 스팬링(16)과, 상기 샤프트(12)를 매개로 터렛(10)에 대향하는 공구대몸체(15)의 일측면 외주연부에 설치되어 외부로부터 제공되는 유압에 의해 상기 터렛(10)과 공구대몸체(15)를 클램핑 및 클램핑 해제하도록 직선 왕복운동을 하도록 하는 두 개의 커플링(18)과, 상기 샤프트(12)의 타단부에 설치되어 소정 감속비로 터렛(10)에 회전력을 전달하는 기어트레인(20)과, 상기 기어트레인(20)에 연결되어 그에 회전력을 제공하는 유압모터(22)로 구성된다.

상기 공구대몸체(15)의 일측에는 유압홀(24)이 형성되어 외부로부터 유압유가 인입되어 상기 2개의 커플링(18)을 결합하고 분리하여 터렛(10)과 공구대몸체(15)의 클램핑 및 클램핑해제를 하게되는 것이다

또한, 상기 터렛(10)의 일측에는 리미트스위치(26)와 원주분할도그(28)가 구비되어, 유압으로 작동하는 인덱스핀(30)의 전진위치를 잡아준다.

이와 같이 구성된 종래의 터렛장치(11)의 동작상태를 간략히 설명하면 다음과 같다.

상기 터렛(10)과 공구대몸체(15)를 클램핑하고 있는 2개의 커플링(18) 사이에 외부로부터 유압유가 제공되면, 상기 2개의 커플링(18)이 직선 전진운동을 하여 분리되므로써 클램핑이 해제된다. 상기 터렛(10)과 공구대몸체(15)가 분리되면, 클램핑 해제신호가 상기 유압모터(22)에 전달되고, 이 신호에 의해 상기 유압모터(22)가 회전하여 기어트레인(20) 및 샤프트(12)를 통하여 터렛(10)에 전달되어 설정된 분할각도만큼 상기 터렛(10)이 회전된다.

다시, 상기 2개의 커플링(18)에 유압유가 빠져나가게 되면, 원주분할도그(28)와 리미트스위치(26)에 의해 특정 분할각을 감지하는 위치결정용 인덱스핀(30)이 유압에 의해 전진하여 위치를 잡아주고, 이때 피스톤(미도시)이 직선 후진운동을 하여 커플링(18)이 체결되어 1 싸이클의 동작이 완료된다.

따라서, 상기 유압모터(22)에 의한 회전력은 기어트레인(20)과 샤프트(12)를 통하여 상기 터렛(10)과 공구대몸체(15)에 전달되어 그들이 함께 회전하게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같이 구성되어 동작하는 종래의 터렛장치(11)는 피스톤이 직선 전, 후진 운동을 할 때, 터렛(10)과 샤프트(12)도 함께 전, 후진을 함으로써 틈새에 진공압이 발생하여 가공 중에 발생된 칩 및 이물질을 흡입, 부품이 마모되거나 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 유압에 의한 클램핑 해제시 상기 터렛(10)이 커플링(18)과 함께 직선운동을 하기 때문에 상기 터렛(10)의 처짐이 발생되고, 고속회전시 진동이 발생하여 속도가 저하되는 문제점이 있었다.

그리고, 피스톤 운동, 터렛(10)의 회전운동, 위치 결정 인덱스핀(30)운동 등을 제어하는 다량의 솔레노이드 밸브 소요되고 이를 제어하는 시간이 많이 소요되어 생산비가 증가하며 효율이 저하되었으며, 중량의 터렛(10)과 샤프트(12)를 구동시키기 위해 실린더의 단면적이 확대될 수밖에 없고 이에따라 공구 교환시간도 과다 소요되는 등의 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 수치제어 선반의 터렛장치를 사용함에 있어 정밀도를 향상시키고 수명을 연장시키며, 공구 교환시간 등을 단축시켜 생산성을 향상할 수 있도록 함에 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래의 공작기계의 터렛장치를 도시한 정단면도

도 2는 도 1의 일측면도

도 3은 본 발명의 공작기계의 터렛장치를 도시한 정단면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 터렛 12 : 샤프트

14 : 플랜지 15 : 공구대몸체

16 : 스팬링 18 : 커플링

20 : 기어트레인 22 : 유압모터

24 : 유압홀 26 : 리미트스위치

28 : 원주분할도그 30 : 인덱스핀

40 : 고정커플링 42 : 제 1유압홀

44 : 제 2유압홀 48 : 기어

51 : 기어 52 : 회전커플링

54 : 왕복커플링 56 : 피스톤

57 : 볼트 58 : 부시

60 : 가이드링 62 : 로터리엔코더

64 : 인덱스모터 66 : 푸셔

68 : 푸셔링 11, 70 : 터렛장치

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 터렛에 대향되게 위치하며, 그 일측 외주면에 고정커플링이 구비하고, 외부로부터 유압유를 공급받도록 제1유압홀과 제 2유압홀이 형성된 공구대몸체; 상기 공구대몸체의 중앙부에 구비되어 일측은 상기 터렛과 일체로 결합되고 타측은 기어에 결합된 샤프트; 상기 공구대몸체와 상기 터렛이 접하는 공간에 구비되어, 상기 고정커플링과 함께 상기 터렛을 클램핑 또는 클램핑 해제할 수 있는 회전커플링; 상기 샤프트와 상기 공구대몸체 사이에 구비되어 상기 고정커플링과 회전커플링을 밀착 또는 해제시킬 수 있는 왕복커플링; 상기 왕복커플링을 유압력에 의해 전진 또는 후진시키기 위해 상기 왕복커플링의 일측에 연속적으로 구비된 피스톤과, 부시, 가이드링; 상기 샤프트의 일단에 연결되어 외부의 수치제어장치로 터렛의 회전분할각을 전송하는 로타리 엔코더; 상기 샤프트의 일측에 결합된 기어와 기어샤프트로 연결되어 감속된 기어조합으로 상기 샤프트와 터렛을 회전시키도록 구비된 인덱스모터;를 포함하여 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 피스톤의 일측에는 상기 피스톤과 부시가 유압력에 의해 후진시 상기 샤프트가 상기 부시와 연동하여 후진하는 것을 방지하기 위해 유압이 공급되었을 때 배압을 형성할 수 있도록 푸셔와 푸셔링이 구비되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하되, 종래와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 기재하였다.

첨부도면 도 3에서 도시된 바와 같이, 본 발명은 터렛(10)에 대향되게 위치하며, 그 일측 외주면에 고정커플링(40)이 구비하고, 외부로부터 유압유를 공급받도록 제 1유압홀(42)과 제 2유압홀(44)이 형성된 공구대몸체(15); 상기 공구대몸체(15)의 중앙부에 구비되어 일측은 상기 터렛(10)과 일체로 결합되고 타측은 기어(48)에 결합된 샤프트(12); 상기 공구대몸체(46)와 상기 터렛(10)이 접하는 공간에 구비되어, 상기 고정커플링(40)과 함께 상기 터렛(10)을 클램핑 또는 클램핑 해제할 수 있는 회전커플링(52); 상기 샤프트(12)와 상기 공구대몸체(46) 사이에 구비되어 상기 고정커플링(40)과 회전커플링(52)을 밀착 또는 해제시킬 수 있는 왕복커플링(54); 상기 왕복커플링(54)을 유압력에 의해 전진 또는 후진시키기 위해 상기 왕복커플링(54)의 일측에 연속적으로 구비된 피스톤(56)과, 부시(58), 가이드링(60); 상기 샤프트(12)의 일단에 연결되어 외부의 수치제어장치로 터렛(10)의 회전분할각을 전송하는 로타리엔코더(62); 상기 샤프트(12)의 일측에 결합된 기어(48)와 기어샤프트(51)로 연결되어 감속된 기어조합으로 상기 샤프트(12)와 터렛(10)을 회전시키도록 구비된 인덱스모터(64);를 포함하여 이루어져 있다.

상기 피스톤(56)의 일측에는 상기 피스톤(56)과 부시(58)가 유압력에 의해 후진시 상기 샤프트(12)가 상기 부시(58)와 연동하여 후진하는 것을 방지하기 위해 유압이 공급되었을 때 배압을 형성할 수 있도록 푸셔(66)와 푸셔링(68)이 구비되어 있다.

또한, 상기 샤프트(12)의 일측에 치합된 기어(48)에는 기어샤프트(51)가 연결되어 상기 인덱스모터(64)의 구동력을 상기 샤프트(12)에 전달해주도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 터렛장치(70)는 공작기계의 공구대몸체(15)에 유압이 공급되어 커플링(18)과 피스톤(56)의 작동을 통해 터렛(10)을 클램핑 또는 클램핑 해제시켜 공구대몸체(15)의 일측에 구비된 인덱스모터(64)를 통해 샤프트(12)와 터렛(10)을 회전시키게 된다. 이때 상기 샤프트(12) 일단에 구비된 로터리엔코더(62)를 통해 터렛(10)의 회전분할각을 수치제어장치(미도시)로 전송하여 터렛(10)의 회전분할을 제어할 수 있도록 해 준다.

즉, 외부의 유압공급장치(미도시)로부터 공급된 유압유가 첨부도면에 미도시된 별도의 경로를 따라 인덱스모터(64)를 경유하여 상기 공구대몸체(15)의 제 1유압홀(42)에 공급되면, 상기 공구대몸체(15)와 샤프트(12) 사이에 구비된 피스톤(56) 전면에 유압력을 형성하여 볼트(57)로써 일체화된 상기 피스톤(56)과 가이드링(60), 부시(58) 등을 후진시켜준다. 이때, 상기 피스톤(56)의 일측에 구비된 푸셔(66)에도 유압유가 공급되어 일정한 배압을 형성함으로써 상기 샤프트(12)와 밀착되어 있는 상기 부시(58)가 후진할 때 상기 샤프트(12)도 이에 연동되어 후진할 수 있는 것을 적절하게 막아줄 수 있는 것이다.

이에 따라, 상기 부시(58)와 가이드링(60) 사이에 구비된 왕복커플링(54)도 함께 후진하게되어 상기 왕복커플링(54)에 밀착되어 고정된 회전커플링(52)과 고정커플링(40)은 상기 공구대몸체(15)로부터 소정부분 이격될 수 있어 상기 터렛(10)은 회전가능한 상태가 된다.

또한, 외부의 유압공급장치로부터 상기 제 1유압홀(42)로 유압유가 공급됨과 동시에 상기 인덱스모터(64)에도 유압유가 공급되므로, 이 유압유에 따라 상기 인덱스모터(64)가 작동하게 되고, 이 인덱스모터(64)에 연속적으로 연결된 기어샤프트(51)와 기어(48), 상기 기어(48)에 치합된 샤프트(12)가 감속된 기어조합으로 회전하면서 상기 터렛(10)을 회전시키는 것이다. 이때, 상기 기어(48)의 일단에 구비된 로터리엔코다(62)는 터렛(10)의 회전분할각 신호를 감지하여 이를 외부의 수치제어장치로 전송하며, 상기 로터리엔코다(62)로부터 임의의 분할각 신호를 전송받은 수치제어장치는 상기 인덱스모터(64)에 작동정지신호를 전송하는 것이다.

이후, 상기 제 1유압홀(42)을 통해 공급된 유압유는 상기 피스톤(56)에 유압력을 준 후 외부의 솔레노이드 제어에 의해 신속하게 유압공급장치로 회수된 후 다시 인덱스모터(64)를 경유하여 제 2유압홀(42)로 공급되는 것이다.

상기 제 2유압홀(42)로 공급된 유압유는 상기 피스톤(56)의 후면으로 공급되어 상기 피스톤(56)과 일체로 결합된 가이드링(60), 부시(60) 등을 전진시키고 이에 따라 상기 왕복커플링(54)도 전진하여 상기 회전커플링(52)과 고정커플링(40)을 밀착하는 것이다.

따라서, 상기 터렛(10)은 상기 회전커플링(52)과 고정커플링(54)에 의해 고정되게 되고, 상기 제 2유압홀(44)로 공급된 유압유는 솔레노이드 절환에 의해 다시 유압공급장치로 회수되면서 1 싸이클의 동작이 완료되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 터렛의 회전시 진공압에 의한 이물질의 침입을 효과적으로 방지할 수 있으며 작동의 정밀도를 향상시키고 장치 수명을 장기간 유지할 수 있는 것이다.

또한, 로타리 엔코다를 사용하여 분할각을 조정하는 시간을 대폭 절감하고, 분할각 위치결정에 불필요한 부품수를 줄여 제품의 신뢰성 향상과 생산단가를 절감할 수 있는 것이다.

또한, 터렛의 고정 및 이완시간을 단축시켜 비절삭 시간을 줄여 생산효율을 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 터렛(10)에 대향되게 위치하며, 그 일측 외주면에 고정커플링(40)이 구비하고, 외부로부터 유압유를 공급받도록 제 1유압홀(42)과 제 2유압홀(44)이 형성된 공구대몸체(15);

   상기 공구대몸체(15)의 중앙부에 구비되어 일측은 상기 터렛(10)과 일체로 결합되고 타측은 기어(48)에 결합된 샤프트(12);

   상기 공구대몸체(46)와 상기 터렛(10)이 접하는 공간에 구비되어, 상기 고정커플링(40)과 함께 상기 터렛(10)을 클램핑 또는 클램핑 해제할 수 있는 회전커플링(52);

   상기 샤프트(12)와 상기 공구대몸체(46) 사이에 구비되어 상기 고정커플링(40)과 회전커플링(52)을 밀착 또는 해제시킬 수 있는 왕복커플링(54);

   상기 왕복커플링(54)을 유압력에 의해 전진 또는 후진시키기 위해 상기 왕복커플링(54)의 일측에 연속적으로 구비된 피스톤(56)과, 부시(58), 가이드링(60);

   상기 샤프트(12)의 일단에 연결되어 외부의 수치제어장치로 터렛(10)의 회전분할각을 전송하는 로타리엔코더(62);

   상기 샤프트(12)의 일측에 결합된 기어(48)와 기어샤프트(51)로 연결되어 감속된 기어조합으로 상기 샤프트(12)와 터렛(10)을 회전시키도록 구비된 인덱스모터(64);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 공작기계의 터렛장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 피스톤(56)의 일측에는 상기 피스톤(56)과 부시(58)가 유압력에 의해 후진시 상기 샤프트(12)가 상기 부시(58)와 연동하여 후진하는 것을 방지하기 위해 유압이 공급되었을 때 배압을 형성할 수 있도록 푸셔(66)와 푸셔링(68)이 구비되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 터렛장치.