KR100516581B1

KR100516581B1 - 공작 기계용 회전 테이블 장치

Info

Publication number: KR100516581B1
Application number: KR10-2005-0021117A
Authority: KR
Inventors: 가즈시 가와츠; 히로미 야마사키
Original assignee: 도시바 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 2001-08-30
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2005-09-22
Also published as: KR20050067363A; KR20030019208A; US6901830B2; US20030041708A1; KR100501972B1; KR20050033873A; TWI222908B; KR100516592B1

Abstract

오픈 사이드 칼럼형(open side column type) 수직 선반(vertical lathe)에서, 1 쌍의 리니어 가이드(65, 66)는 크로스 레일(62)과 평행하게 배치되고, 중공부(67)는 이들(65, 66) 사이에 형성된다. 새들(saddle)(90)은 중공부(67) 위에서 리니어 가이드(65, 66)에 의해 지지되며, 축 방향(X축)으로 이동된다. 램(ram)(120)은 중공부(67)를 통해 현수되며, 수직 방향(Z축)으로 이동된다. 테이블 회전 구동축(33)에 고정된 회전 구동 디스크(34)는 복수의 토크 전달 핀(37)에 의해 회전 테이블(30)에 토크 전달 관계로 연결된다. 따라서 회전 테이블(30)은 캐리(carriet) 방법으로 회전한다. 툴 홀더(tool holder)(151)는 B축 서보 모터(163)에 의해 수평축에 대하여 임의의 각도 위치(B축 위치)에서 회전 가능하게 구동된다. 툴 홀더(151)는 스러스트 정압부 중의 어느 하나에 공급되는 유압 하에서 스러스트 정압 베어링에 의해 임의의 회전 각도 위치에 클램프(clamp)된다. 툴(tool)의 각도는 B축 서보 모터(163)를 사용하여 변경할 수 있다.

Description

공작 기계용 회전 테이블 장치{ROTARY TABLE APPARATUS FOR MACHINE TOOL}

본 발명은 공작 기계(machine tool), 특히 프레넬 렌즈(Fresnel lens) 성형 금형 등의 정밀 가공 작업에 사용되는 정밀 수직 선반 및 상기 정밀 수직 선반의 툴 헤드(tool head)에 관한 것이며, 또한 상기 정밀 수직 선반과 같은 정밀 공작 기계에서 회전 작업 테이블로 사용되는 회전 테이블 장치에 관한 것이다.

선삭(turning) 가공하는 공작 기계로는, 예를 들어 수직 선반이 있다. 이와 같은 수직 선반은 수평 방향으로 배치된 회전 테이블(rotary table)과, 상기 회전 테이블의 지름 방향으로 연장된 크로스 레일(cross rail)에서 축 이동(X축으로 이동) 가능하고 상기 크로스 레일에 장착된 새들(saddle)과, 상기 새들에 대해서 수직 방향(Z축 방향)으로 장착된 램(ram) 및 상기 램의 하부에 고정 장착되어 툴을 파지하는 툴 홀더를 갖고 있다.

상술한 구성을 가진 수직 선반에서 피삭재(work material)는 회전 테이블 상에 고정되고, 회전 테이블의 회전 하에 Z축으로 램(ram)을 이동하여 선삭 가공을 한다. X축 방향으로 새들을 이동시켜 툴의 X축 위치를 변경하여 회전 테이블의 회전 중심에 대해서 피삭재를 선삭 가공할 수 있다.

툴을 사용한 선삭 가공에 의해 프레넬 렌즈 성형 금형을 제작하는 경우, 동심원 형상으로 이루어진 볼록부의 경사각에 의해 결정되는 렌즈면의 경사각은 툴에 의해 선삭되는 피삭재의 동심원 형상의 볼록부의 경사각에 의해 결정될 수 있다.

프레넬 렌즈의 렌즈면(프레넬면)의 경사각은 렌즈의 반경 방향 위치에 따라서 변화하기 때문에 툴의 각도를 변경하여 렌즈면의 경사각을 변경해야만 하였다.

이와 관련하여 상술한 구성을 가진 종래 기술의 수직 선반에서는 툴 홀더(또는 툴 박스)에 툴이 고정되고, 상기 툴 홀더가 램의 하부에 고정 장착되어 있었기 때문에, 서보 제어 등에 의해 툴의 각도를 변경할 수 없어 프레넬 렌즈 성형 금형을 제작할 수 없었다.

또한 종래 기술의 수직 선반에서는 리니어(linear) 가이드부가 크로스 레일의 정면(수직 방향의 한쪽 면)에 장착되어 있고, 상기 리니어 가이드부에 새들이 장착되어 있다. 따라서 새들은 X축 방향으로 이동한다.

상술한 구성을 가진 수직 선반에서는 새들과 상기 새들에 장착된 램의 중량이 크로스 레일의 정면에 편향 하중으로 작용한다. 이는 크로스 레일의 비틀림 변형을 야기한다. 크로스 레일의 비틀림 변형은 새들의 X축으로의 이동 정밀도를 감소시켜 가공 정밀도가 감소하게 된다. 따라서 종래 기술의 수직 선반은 프레넬 렌즈 성형 금형 등에 대한 고도의 정밀도를 충족시킬 필요가 있는 초정밀 선삭 가공을 수행할 수 없었다.

상술한 바와 같은 수직 선반 등과 같은 공작 기계에 사용되는 회전 테이블 장치는 고정부인 베이스 보디(base body)와 회전부인 회전 테이블(rotary table)을 갖고 있다. 회전 테이블은 래디얼 롤러 베어링(radial roller bearing)과 회전 테이블의 지름에 상당하는 대직경의 스러스트 롤러 베어링(thrust roller bearing)에 의해 베이스 보디에 수직축 주위로 회전 가능하게 지지된다.

회전 테이블의 회전 구동은 회전 테이블에 고정된 대직경의 링 기어(ring gear)를 구동측의 소직경의 소형 기어와 결합시키고, 이 소형 기어의 기어 트레인(gear train)을 통해 회전 테이블의 회전 구동용 전기 모터를 결합시켜 수행된다.

종래 기술의 회전 테이블 장치에서는 전기 모터와 기어 트레인에 의해 초래되는 진동이 전기 모터에 의한 회전 테이블의 회전 구동 중에 회전 테이블로 전파된다. 따라서 높은 회전 정밀도를 달성하기 어렵다. 회전 테이블과 동력 전달 시스템 사이의 상대적 조립 오차 때문에 전기 모터의 회전력이 완전한 토크로서 회전 테이블에 전달되는 것을 방해한다. 따라서 동력 편향이 회전 테이블에 작용한다. 이는 회전 테이블의 회전 정밀도를 감소시킨다.

종래의 회전 테이블 장치에서는, 회전 테이블은 롤러 베어링으로 지지되고, 회전 테이블은 회전 테이블의 회전중에 진동한다. 이는 또한 회전 테이블의 회전 정밀도를 감소시킨다.

회전 테이블의 회전 정밀도는 가공 정밀도에 영향을 미치므로, 종래의 공작기계에 사용되는 종래의 회전 테이블 장치로는 프레넬 렌즈 성형 금형 등의 선삭 가공 등과 같은 고가공 정밀도의 초정밀 선삭 가공을 수행하기 어렵다.

따라서 본 발명의 목적은 종래 기술의 문제점을 고려하여, 간단한 작업으로 프레넬 렌즈 성형 금형의 형성에 필요한 가공 위치에 따라 툴의 각도를 변경하는 데에 필요한 고정밀도로 피삭재를 선삭 가공할 수 있는 공작 기계, 예를 들어 수직 선반(vertical lathe)을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 크로스 레일의 비틀림 변형의 발생을 방지하고, X축으로의 새들의 운동 정밀도를 높이고, 고정밀 선삭 가공을 수행할 수 있는 수직 선반을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 회전 테이블의 진동을 억제하고, 회전 테이블에 회전력이 응력 편향없이 완전한 토크로서 전달될 수 있어, 고회전 정밀도를 유지하면서 고정밀 가공에 필요한 초정밀 선삭 가공을 수행할 수 있는 회전 테이블 장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반은 베이스 보디, 회전 테이블, 상부 구조체, 새들, 램, 툴 홀더, 툴 홀더 회전 구동 기구 및 툴 홀더 클램프 기구를 갖는다. 회전 테이블은 제 1 회전 구동 기구에 의해 수직축 주위로 베이스 보디에 회전 가능하게 장착된다. 상부 구조체는 칼럼과 회전 테이블에 평행한 오버행(overhand) 형상의 크로스 레일을 갖는다. 새들은 크로스 레일의 길이 방향으로 이동 가능하게 장착되고 제 1 축 피드 기구에 의해 축방향으로 구동된다. 램은 새들에 수직 방향으로 장착되고 제 2 축 피드 기구에 의해 축 방향으로 구동된다. 툴 홀더는 툴을 파지하고 램의 하부에서 수평축에 대하여 회전 가능하게 장착된다. 제 2 회전 구동 기구로서의 툴 홀더 회전 구동 기구는 소망의 회전 각도로 툴 홀더를 구동하여 회전시킨다. 툴 홀더 클램프 기구는 툴 홀더를 임의의 회전 각도로 클램프한다.

상술한 수직 선반에서는, 회전 테이블이 수평 방향으로 수직축에 대하여 회전한다. 새들은 싱글 칼럼식(오픈 사이드 칼럼식)의 수직 선반에서 축 방향(X축)으로 이동한다. 램은 수직 방향(Z축)으로 이동한다. 툴 홀더는 툴 홀더 회전 구동 기구에 의해 임의의 회전 각도 위치(B축 위치)로 수평축에 대하여 회전한다. 툴 홀더 클램프 기구는 툴 홀더를 임의의 회전 각도로 클램프한다. 따라서 툴 홀더 회전 구동 기구에 전달되는 지령 신호에 의해 툴의 각도를 변경할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반에서는, 새들의 리니어 가이드 기구는 유한형 V-V 롤러 가이드(roller guide)로 형성될 수 있다. 유한형 V-V 롤러 가이드에서는 복수의 니들 롤러(needle roller)가 이동 방향으로 소정 길이를 갖는 V자형 단면의 롤러 파지 게이지(gage)에 의해 등간격으로 장착된다. 유한형 V-V 롤러 가이드는 크로스 레일에서 V자형 단면의 리니어 가이드 레일과 서로 결합된 새들 사이에 배치된다. 순환 롤러 가이드에 비해, 유한형 V-V 롤러 가이드는 고강성, 저마찰 및 극소 요동(infinitesimal waviness) 등과 같은 운동 정밀도가 높다는 특징을 가지고 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반의 상부 구조체는 칼럼과 크로스 레일이 일체로 형성되는 일체 주조(casting)품으로 형성된다. 따라서 상부 구조체는 칼럼의 하단부가 베이스 보디에 고정되므로 고강성이고 장착 위치의 정밀도가 높다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반의 크로스 레일은 서로 평행하게 배치된 1 쌍의 리니어 가이드를 갖고, 중공부가 리니어 가이드 사이에 형성된다. 새들은 중공부 위에서 1 쌍의 리니어 가이드에 의해 지지된다. 램은 중공부를 통해 수직 방향으로 연장되어 현수된다. 상술한 구성에 의해, 새들과 램의 중량으로 인해 야기된 편향 하중이 크로스 레일에 작용하지 않아 크로스 레일에 비틀림 변형이 발행하지 않는다.

또한 수직 선반은 툴 홀더에 부착된 각 툴의 팁 위치를 검출하는 현미경을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반에서는 회전 테이블 클램프 기구와 리니어 테이블 유니트를 갖는다. 회전 테이블 클램프 기구는 회전 테이블을 임의의 각도 위치에 클램프한다. 리니어 테이블 유니트는 회전 테이블에 탈착 가능하게 장착된다. 리니어 테이블 유니트는 고정 베이스와 리니어 테이블을 갖는다. 고정 베이스는 회전 테이블에 탈착 가능하게 고정된다. 리니어 테이블은 고정 베이스에 장착되어 왕복 이동 가능하다. 리니어 테이블은 제 3 축 피드 기구에 의해 축 방향으로 이동한다. 따라서 수직 선반이 플레이닝(planing) 가공을 수행할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반에서는 수직축에 대하여 회전 가능하게 위치한 크로스 레일 지지부를 갖고 크로스 레일의 선단을 선택적으로 파지한다. 크로스 레일 지지부는 크로스 레일의 선단부를 선택적으로 지지하여, 오픈 사이드 칼럼식의 수직 선반의 크로스 레일의 겉보기 강성을 증가시킬 수 있다.

또한 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반은 수평 방향으로 장착된 회전 테이블, 크로스 레일의 길이 방향으로 이동 가능하게 장착된 새들, 새들의 수직 방향으로 장착된 램(ram) 및 램의 하단부에 고정 부착된 툴 홀더를 갖는다. 상술한 수직 선반에서 크로스 레일은 크로스 레일의 전면부에서 서로 평행하게 배치된 1 쌍의 리니어 가이드를 갖는다. 중공부(space portion)가 리니어 가이드 사이에 형성된다. 새들은 1 쌍의 리니어 가이드에 의해 중공부 위에서 지지된다. 램은 중공부를 통해 수직 방향으로 연장되도록 현수된다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반용 툴 헤드에서는 툴 홀더축이 소정의 회전 각도로 회전 가능하게 구동되고, 클램프 기구가 툴 홀더축을 소정의 회전 각도로 클램프한다. 따라서 서보 모터에 제어 신호를 전달함으로써 툴 홀더의 툴 장착부에 부착된 출 등의 툴의 각도를 변경할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반용 툴 헤드의 툴 홀더축은 정압 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다. 정압 베어링은 래디얼 정압 지지부와 툴 홀더축의 중간부에 형성된 플랜지에서 대향 위치에 배치되는 좌우 스러스트 정압부를 포함한다. 정압 베어링은 회전 유지 모드와 클램프 모드를 갖는다. 회전 유지 모드에서는 유압을 생성하는 유체가 좌우 스러스트 정압부 모두에 공급된다. 클램프 모드에서는 유압을 생성하는 유체가 좌우 스러스트 정압부 중 어느 하나에 공급된다. 정압 베어링은 클램프 기구로서 작용한다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반용 툴 헤드에서, 툴 홀더는 방사상(radial shape)으로 배치되어 터릿(turret)식으로 형성된 복수의 툴 장착부를 갖는다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반용 툴 헤드는 툴 장착부에 부착된 툴의 장착 위치를 미세하게 조정할 수 있는 쐐기형(wedge type) 미세 조정 기구를 갖는다.

또한 상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계에서 사용되는 회전 테이블 장치는 베이스 보디, 회전 테이블, 테이블 회전 구동축, 회전 구동 디스크, 복수의 토크 전달 핀 및 테이블 회전 구동 기구를 갖는다. 회전 테이블은 수직축에 대하여 회전 가능하게 베이스 보디에 장착된다. 테이블 회전 구동축은 베이스 보디의 수직 방향으로 회전 테이블의 회전 중심축에 대하여 회전 가능하게 지지된다. 회전 구동 디스크는 테이블 회전 구동축에 고정된다. 토크 전달 핀이 회전 테이블에 형성된 맞춤 구멍에 끼워 넣어지고, 맞춤 구멍을 통해 회전 구동 디스크는 회전 테이블와 결합된다. 테이블 회전 구동 기구는 테이블 회전 구동축과 연결되어 테이블 회전 구동축을 구동한다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계에서 사용되는 회전 테이블 장치에서 회전 구동 디스크의 회전은 토크 전달 핀을 통해 회전 테이블에 전달된다. 회전 테이블은 캐리(carriet) 방법으로 회전할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계에서 사용되는 회전 테이블 장치의 테이블 회전 구동 기구는 외부 베이스에 위치한 전기 모터를 포함한다. 전기 모터의 출력축에 부착된 제 1 타이밍 풀리가 무단(endless) 타이밍 벨트를 통해 테이블 회전 구동축에 부착된 제 2 타이밍 풀리에 연결된다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계에서 사용되는 회전 테이블 장치에서 회전 테이블은 오일 정압 베어링에 의해 오일 정압 미끄럼(sliding) 상태에서 베이스 보디에 회전 가능하게 지지된다.

또한 회전 테이블 장치를 지지하는 오일 정압 베어링은 래디얼 정압 지지부와 상하 방향으로 등을 맞대고 대향 배치된 상부 스러스트 정압 지지부와 하부 스러스트 정압 지지부를 포함한다. 오일 정압 베어링은 회전 유지 모드와 클램프 모드를 갖는다. 회전 유지 모드에서는 유압을 생성하는 오일이 상하 스러스트 정압 지지부 모두에 공급된다. 클램프 모드에서는 유압을 생성하는 오일이 상하 스러스트 정압 지지부 중 어느 하나에 공급된다.

본 발명의 상술한 특징과 다른 특징 및 장점과 그 실현 방법은 본 발명의 일부 바람직한 실시예를 나타낸 첨부 도면을 참조하고, 발명의 상세한 설명과 청구 범위를 연구함으로써 보다 분명해질 것이며, 그 자체로 충분히 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 다른 특징도 후술하는 본 발명을 설명하기 위한 발명의 상세한 설명을 통해 분명해 질 것이나, 그에 한정되지는 않는다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

(전체 구성)

수직 선반은, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 베이스 보디(10)와, 회전 테이블(30)과, 상부 구조체(60)와, 새들(90)과, 램(120)과, 툴 헤드(스위벨 헤드)(150)와, 크로스 레일 지지부(180)와, 리니어 테이블 유니트(210)를 갖고 있다. 회전 테이블(30)은 베이스 보디(10) 상에 수직축 주위로 회전 가능하다. 상부 구조체(60)는 칼럼(61)과 칼럼(61)의 상단부로부터 수평으로 회전 테이블(30)에 평행하게 위치한, 오버행 형상의 크로스 레일(62)을 포함한다. 새들(90)은 크로스 레일의 연장 방향(X축 방향)으로 이동 가능하게 크로스 레일(62)에 장착된다. 램(120)은 수직 방향(Z축)으로 이동 가능하게 새들(90)에 장착된다. 툴 헤드(150)(스위벨 헤드)는 램(120)의 하측부 아래에서 수평 방향(B축)에 대하여 회전 가능하게 장착되고, 툴 헤드(150)는 툴을 파지하는 툴 홀더(151)를 포함한다. 크로스 레일 지지부(180)가 수직축에 대하여 회전 가능하게 장착되고 크로스 레일(62)의 단부를 선택적으로 파지한다. 리니어 테이블 유니트(210)는 회전 테이블(30)에 대하여 탈착 가능하게 부착된다.

상부 구조체(60)에는 툴 홀더(151)에 장착된 툴의 팁 위치를 검출하는 현미경(63)이 장착되어 있다.

(회전 테이블)

도 4에 나타낸 바와 같이, 회전 테이블(30)은 오일 정압 베어링(11)에 의해 베이스 보디(10)의 수직축선 주위로 지지되어 있다. 오일 정압 베어링(11)은 베이스 보디(10)의 상부에 고정된 링 부재(ring member)(12)를 가짐으로써, 링 부재(12)의 내면과 회전 테이블(30) 바닥부에 고정된 링 부재(31)의 외면 사이에 래디얼 정압 포켓(13)을 획정하고 있다.

또한 오일 정압 베어링(11)은 링 부재(12)의 상면과 회전 테이블(30) 저면 사이에 상부 스러스트 정압 포켓(14)을 획정하고 있고, 또한 링 부재(12)의 하면과 링 부재(31)의 바닥부에 고정된 링 부재(32)의 상면 사이에 하부 스러스트 정압 포켓(15)을 획정하고 있다. 상부 스러스트 정압 포켓(14)과 하부 스러스트 정압 포켓(15)은 상방 및 하방으로 등을 맞대고 대향 배치되는 대향식 오일 정압 베어링을 이룬다.

회전 테이블 회전 모드시에는 상부 스러스트 정압 포켓(14)과 하부 스러스트 정압 포켓(15)의 양쪽 모두에 유압을 공급한다. 또한 회전 테이블 클램프 모드시에는 한쪽에 유압을 공급하여, 정압 베어링의 유압에 의해 회전 테이블(30)을 베이스 보디(10)에 클램프한다. 따라서 회전 테이블 회전 모드시에는 유압을 생성하는 오일이 정압 포켓(14, 15) 모두에 공급된다. 회전 테이블 클램프 모드시에는 유압을 생성하는 오일이 회전 테이블(30)을 베이스 보디(10)에 고정하기 위해서 선택된 것에만 공급된다.

즉 오일 정압 베어링(11)은 회전 테이블(30)을 임의의 회전 각도 위치에 클램프하는 회전 테이블 클램프 기구로도 작용한다.

베이스 보디(10)는 구름(rolling) 베어링 부재(16)에 의해 수직으로 장착된 테이블 회전 구동축(33)을 지지하고 있다. 테이블 회전 구동축(33)의 상부에는 키(key)(35)에 의해 회전 구동 디스크(34)가 토크 전달 관계로 결합하고 있는 동시에 고정 부재(36)에 의해 고정되어 있다.

회전 구동 디스크(34)와 회전 테이블(30)은 양자에게 결합한 복수개(예를 들어 4 개 정도)의 토크 전달 핀(37)(도 4에서는 1 개만 나타냄)에 의해 연결되어 있다.

회전 구동 디스크(34)와 테이블 회전 구동축(33)을 일체로 형성할 수도 있다.

도 17에 나타낸 바와 같이 복수의 맞춤 구멍(30A, 34A)이 회전 구동 디스크(34)과 회전 테이블(30) 모두에 동심원 방향으로 매 1 회전각(예를 들어 매 90도 간격)마다 형성된다.

고윤활성 수지의 부시(50, 51)가 맞춤 구멍(30A, 34A)에 각각 삽입된다. 토크 전달 핀(37)의 일단부가 부시(50)에 삽입되고, 토크 전달 핀(37)의 타단부가 부시(51)에 삽입된다.

즉 토크 전달 핀(pin)[carriet](37)의 일단이 회전 구동 디스크(34)의 부시(50)에 삽입되고 그 타단이 회전 테이블(30)의 부시(51)에 삽입되어 회전 구동 디스크(34)와 회전 테이블(30)을 토크 전달 관계로 연결한다. 생크(shank) 로드(52)가 토크 전달 핀(37)에 부착되어 토크 전달 핀(37)을 끄집어낸다.

회전 테이블(30)의 맞춤 구멍(30A)의 상부는 플러그(53)에 의해 폐쇄되어 외부 이물질의 침입을 방지한다.

도 17에서는 토크 전달 핀(37)을 1 개만 나타나 있지만, 토크 전달 핀(37)의 개수는 실제로는 4 개이고, 90도 간격으로 배치된다.

도 4에 나타낸 바와 같이 테이블 회전 구동축(33)의 하부에는 키(38)에 의해 타이밍 풀리(39)가 토크 전달 관계로 결합하고 있는 동시에 고정 부재(40)에 의해 고정되어 있다.

베이스 보디(10) 근방에는 모터 베이스(41)가 열전달 방지를 위해서 별도로 마련되어 있고, 모터 베이스(41)에 테이블 구동용 모터(42)가 장착되어 있다. 테이블 구동용 모터(42)의 출력축(43)에는 구동용의 타이밍 풀리(44)가 고정되어 있다. 타이밍 풀리(44, 39)의 사이에는 무단의 타이밍 벨트(45)가 연장되어 있다.

상술한 동력 전달 구조에 의해서, 테이블 회전 구동축(33) 및 테이블 회전 구동축(33)과 연결된 회전 구동 디스크(34)가 모두 회전된다. 회전력은 토크 전달 핀(37)에 의해 회전 테이블(30)에 전달된다. 이에 따라 회전 테이블(30)은 테이블 회전 구동축(33)을 회전 중심으로 해서 캐리(carriet) 방법으로 회전한다.

회전 테이블(30)은 캐리 방법에 기초하여 회전하므로, 회전 구동 디스크(34)로부터 회전 테이블(30)에 토크만 전달된다. 따라서 어떠한 진동과 편향력도 회전 테이블(30)에 전달되지 않는다. 또한 회전 테이블(30)은 오일 정압 베어링(11)에 의해 오일 정압 미끄럼 상태에서 베이스 보디(10) 상에서 회전할 수 있다.

상술한 바와 같이 회전 테이블(30)에서의 진동의 발생을 억제하고, 회전 테이블(30)의 회전력을 완전한 토크로서 전달할 수 있고, 임의의 편향력이 회전 테이블(30)에 미치는 것을 회피하고, 고회전 정확도를 유지하여 고정밀도의 기계 가공을 위한 고정밀 선삭 가공을 수행할 수 있다.

한편 회전 테이블(30)에는 복수의 진공 척(chuck) 구멍(도 4에는 생략되었지만, 도 14에 도시됨)이 개구하고 있다. 이들 진공 척 구멍(224)에 의해서 진공 척이 형성되고, 이에 의해서 피삭재(워크)와 부가의 스테이지로서의 리니어 테이블 유니트(210)가 진공압에 의해 고정된다. 진공 척에 대한 진공압의 공급은 테이블 회전 구동축(33)의 중공 구멍(46), 테이블 회전 구동축(33)의 상단부와 회전 테이블(30)과의 사이에 설치된 회전 연결(47)에 의해 공급될 수 있다.

(상부 구조체)

도 4에 나타낸 바와 같이 상부 구조체(60)는 칼럼(61)과 크로스 레일(62)을 일체로 갖는 일체 주조품으로 구성되어 있고, 이와 같이 구성함으로써 칼럼(61)의 하부를 베이스 보디(10)와 일체 주조의 측부 연장부(17) 상에 볼트(64)에 의해 견고하게 체결 고정한다. 이 구성이 오픈 사이드 칼럼형 수직 선반 형태이다.

상부 구조체(60)가 칼럼(61)과 크로스 레일(62)을 일체로 갖는 일체 주조품이므로 높은 강성을 얻을 수 있다. 칼럼(61)의 하부가 베이스 보디(10)와 일체 주조된 측부 연장부(17) 상에 고정되어 있으므로 위치에 관한 높은 조립 정밀도가 얻어진다.

(새들)

도 4 내지 도 9에 나타낸 바와 같이 크로스 레일(62)은 서로 평행하게 배치된 2 개의 리니어 가이드부(65, 66)를 갖는다. 이 2 개의 리니어 가이드부(65, 66) 사이에 중공부(67)가 형성되어 있다. 새들(90)은 중공부(67) 위에서 2 개의 리니어 가이드부(65, 66)에 의해 지지되어 있다. 리니어 가이드부(65, 66)에서의 새들(90)의 리니어 가이드는 유한형 V-V 롤러 가이드(68)로 구성되어 있다. 이 구성에 의해서 새들(90)과 램(120)의 중량에 의해 크로스 레일(62)에 편향 하중이 미치는 일이 없고, 크로스 레일(62)에 비틀림 변형이 발생하는 일이 없다. 이는 새들(90)의 X축 방향으로의 이동 정밀도를 증가시킴으로써 선삭 가공, 예를 들어 프레넬 렌즈 성형 금형 등의 성형 가공 등의 선삭 가공에 필요한 고정밀 선삭 가공을 수행할 수 있다.

유한형 V-V 롤러 가이드(68)에서 복수개의 니들 롤러(70)는 이동 방향으로 소정 길이를 갖는 V형 단면의 롤러 파지 게이지(gage)(69)에 의해 등간격으로 배치되어 있다. 유한형 V-V 롤러 가이드(68)는 서로 결합하는 크로스 레일(62)과 새들(90)의 V형 단면의 리니어 가이드 레일(62A, 90A) 사이에 배치된다. 유한형 V-V 롤러 가이드(68)의 사용에 의해서, 순환형 롤러 가이드에 비교하여 고강성, 저마찰 및 극소 요동과 같은 높은 운동 정밀도를 얻을 수 있다.

이러한 이유로 본 발명에 따른 회전 테이블을 사용한 수직 선반을 포함하는 공작 기계는 프레넬 렌즈 성형 금형 등의 선삭 가공 등과 같은 고가공 정밀도를 필요로 하는 초정밀 선삭 가공을 수행할 수 있다.

크로스 레일(62) 상에는 양단을 베어링 브래킷(71, 72)에 의해 회전 가능하게 지지된 볼 스크류식의 X축 피드 스크류 로드(rod)(73)가 설치되어 있다. 새들(90)에는 볼 너트(91)가 평행 스프링 부재(92)에 의해 장착되어 있다. 볼 너트(91)는 X축 피드 스크류 로드(73)와 결합하고 있다. X축 피드 스크류 로드(73)는 크로스 레일(62) 상에 장착된 X축 서보 모터(74)에 연결되고, X축 서보 모터(74)에 의해 회전 구동된다. 이에 따라 새들(90)은 X축 서보 모터(74)에 의해 X축 방향으로 이동한다.

평행 스프링 부재(92)는 축 피드 방향으로는 두께에 의한 고강성을 나타내고, 상하 좌우로 두께가 얇은 브리지부(93)에 의한 움직임에 대해 탄성 변형하는 가요성 연결의 일종이다. 볼 스크류의 휘어짐(bend)이나 X축 피드 스크류 로드(73)와 볼 너트(91)의 각도 오차를 흡수하여 볼 스크류의 회전에 의해 발생하는 요동을 감소시킨다.

(램)

도 8에 나타낸 바와 같이 새들(90) 바닥부에는 볼트(95)(도 8)에 의해 사각통 형상의 램 가이드 부재(94)가 현수 고정되어 있다. 램 가이드 부재(94)는 좌우의 리니어 가이드부(X축 V-V가이드면)(65, 66) 간의 중공부(67) 내에 위치하고 있고, 내부에 램(120)을 수용하고 있다.

램(120)의 양측에는 Z축 가이드 레일(121, 122)이 각각 고정되어 있다. 램 가이드 부재(94)의 내부에는 Z축 가이드 레일(121, 122)의 각각과 결합하는 순환형 롤러 가이드식 등에 의한 리니어 가이드 부재(96, 97)가 형성되어 있다. 이에 따라 램(120)은 리니어 가이드 부재(96, 97)에 의해 가이드(guide)되어 Z축 방향으로 이동한다.

새들(90)은 베어링 부재(98)에 의해 볼 스크류에 의한 Z축 피드 스크류 로드(99)에 대하여 회전 가능하게 지지된다.

램(120)에는 볼 너트(123)가 장착되어 있고, 볼 너트(123)는 Z축 피드 스크류 로드(99)와 결합하고 있다. Z축 피드 스크류 로드(99)는 새들(90) 상에 장착된 Z축 서보 모터(100)에 연결되고, Z축 서보 모터(100)에 의해 회전 구동된다. 이에 따라 램(120)은 Z축 서보 모터(100)에 의해 Z축 방향으로 이동한다.

새들(90)에는 1 쌍의 밸런스 실린더부(101, 102)(도 5)가 장착되어 있다. 밸런스 실린더부(101, 102)의 각각의 피스톤 로드(103)가 램(120)의 상단부에 연결되어 있다. 이에 따라, 램(120)은 1 쌍의 밸런스 실린더부(101, 102)에 의해 현수되고, 1 쌍의 밸런스 실린더부(101, 102)의 개별 동작에 의해 램(120)의 직선 이동을 보증할 수 있다.

(툴 헤드(스위벨 헤드) 및 툴 홀더)

도 8 내지 도 13에 나타낸 바와 같이 램(120)의 하부에 스위벨 헤드 하우징(152)이 고정되어 있다. 스위벨 헤드 하우징(152)은 공기 정압 베어링(153)에 의해 툴 홀더축(154)을 수평 축선(B축) 주위로 회전 가능하게 지지하고 있다. 툴 홀더축(154)의 일단부에 툴 홀더(151)가 고정 장착되어 있다. 이에 따라 툴 홀더(151)는 B축에 대해 회전 가능하다.

공기 정압 베어링(153)은 툴 홀더축(154)의 중간부에 형성된 중간 플랜지부(155)의 양측에 고정 배치된 2 개의 플랜지를 구비한 베어링 부시(156, 157)를 갖는다. 이 베어링 부시(156, 157)의 각각에 래디얼 공기 정압부(158, 159)와 스러스트 공기 정압부(160, 161)가 형성되어 있다.

스러스트 공기 정압부(160, 161)는 중간 플랜지부(155)에 대해 대향 배치되어 있고, 회전 유지 모드와 클램프 모드를 갖는다. 회전 유지 모드시에는 양 스러스트 공기 정압부(160, 161) 모두에 공기압을 생성하는 공기를 공급한다. 클램프 모드시에는 스러스트 공기 정압부(160, 161) 중 한쪽에 공기압을 생성하는 공기를 공급한다. B축 회전시(툴 홀더의 툴의 회전시)에는 양 스러스트 공기 정압부(160, 161)에 공기압을 생성하는 공기를 공급한다. B축의 클램프 상태에서는 스러스트 공기 정압부(160, 161)중 한쪽에 공기압을 생성하는 공기를 공급한다.

공기 정압 베어링(153)은 툴 홀더(151)를 임의의 회전 각도 위치에 클램프하는 툴 홀더 클램프 기구로도 기능한다.

툴 홀더축(154)에는 웜휠(worm wheel)(162)이 고정 장착되어 있다. 스위벨 헤드 하우징(152)에는 B축 서보 모터(163)가 장착되어 있고, B축 서보 모터(163)의 출력축(164)에는 웜(165)이 장착되어 있다. 웜(165)은 웜휠(62)과 결합하고 있고, B축 서보 모터(163)에 의해 툴 홀더(151)가 임의의 회전 각도 위치로 회전 구동된다.

툴 홀더(151)에는 4 개의 툴 장착부(166)가 방사상으로 배치되고, 툴 홀더(151)는 터릿(turret) 디스크로 작용하여 4 종류의 툴(T)을 동시에 장착할 수 있게 되어 있다. 툴 장착부(166)는 각각 조정 스크류(167)에 의해 시프트되는 쐐기 부재(168)에 의해 툴(T)의 Y축 방향의 장착 위치를 미세하게 조정할 수 있고, 록 스크류(169)에 의해 임의의 Y축 방향의 장착 위치에 툴(T)을 고정할 수 있다. 또, 각 툴 장착부(166)에는 툴(T)의 길이 방향 위치를 미세하게 조정하는 조정 스크류(170)가 설치되어 있다.

조정 스크류(167, 170)에 의해 툴(T)의 팁 위치를 미세하게 조정할 수 있다. 이 팁 위치의 미세 조정은 현미경(63)에 의해 툴(T)의 팁 위치를 눈으로 보면서 고정밀도로 수행할 수 있다.

상술한 구성의 툴 헤드(150)에 의하면,

툴 홀더축(154)이 B축 서보 모터에 의해 공기 정압 베어링(153)(도 11)가 회전 유지 모드로 세트되어 있는 상태 하에서 소정 각도로 회전하고,

툴 홀더축(154)은 공기 정압 베어링(153)의 클램프 모드 하에서 소정 각도로 클램프되며,

이에 따라 툴 장착부(166)(도 12)에 부착된 툴(T)의 각도를 B축 서보 모터(163)에 전달되는 제어 신호에 따라 변경할 수 있는 공정을 수행할 수 있다.

또한 툴 장착부(166)(도 12 및 도 13)에 부착된 4 개의 툴(T) 중 하나를 B축 서보 모터(163)에 의해 구동되는 툴 홀더축(154)의 인덱스 회전(index rotation)에 의해 선택할 수 있다.

(크로스 레일 지지부)

도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 크로스 레일 지지부(180)는 수직 포스트(182)와 수평 암(183)으로 이루어져 있다. 수직 포스트(182)는 베이스 보디(10) 근방에 배치된 포스트 지지체(181)에 의해 수직축에 대해 회전 가능하게 장착된다. 수평 암(183)은 수직 포스트(182)의 상단부에 장착된다. 수평 암(183)의 선단에 높이 조정 부재(184)가 장착되어 있다.

수평 암(183)은, 도 3에 나타낸 바와 같이 대피 위치와 지지 위치 사이를 이동 가능하다. 부호 A로 나타낸 바와 같이 대피 위치에서는 수직 선반 본체(회전 테이블(30)과 크로스 레일(62))로부터 분리된다. 부호 B로 나타낸 바와 같이 지지 위치에서는 높이 조정 부재(184)가 크로스 레일(62)의 선단부에 고정된 보조 브래킷(104)과 결합해 이것을 하측으로부터 지지한다. 따라서 수평 암(183)은 대피 위치와 지지 위치 사이에서 선회 가능하게 되어 있다.

이에 따라, 수평 암(183)이 지지 위치 "B"에 회전 이동됨으로써, 크로스 레일(62)의 선단부가 지지된다. 따라서 회전 테이블(30)에 대한 워크의 반입, 반출의 작업성이 좋은 것과 같은 오픈 사이드 칼럼형의 특징을 살리면서, 실제 기계 가공시에는 크로스 레일(62)의 겉보기 강성을 향상시킬 수 있다.

높이 조정 부재(184)는 유압식 및 전동(電動)식의 정밀 잭이며, 외부 제어 신호에 의해 높이 치수를 조정할 수 있다.

(리니어 테이블 유니트)

리니어 테이블 유니트(210)는 플레이닝 가공시에, 회전 테이블(30) 상에 부가되는 것이다. 도 14 내지 도 16에 나타낸 바와 같이 회전 테이블(30) 상에 탈착 가능하게 고정되는 고정 베이스(211)를 갖고 있다. 고정 베이스(211)에는 서로 평행인 2 개의 리니어 가이드부(212, 213)가 형성되어 있다. 리니어 가이드부(212, 213) 상에 리니어 테이블(214)이 왕복 이동 가능하게 설치되어 있다. 리니어 가이드부(212, 213)에서의 리니어 테이블(214)의 리니어 가이드는 유한형 V-V 롤러 가이드(215)로 구성되어 있다.

유한형 V-V 롤러 가이드(215)는 상술한 유한형 V-V 롤러 가이드(68)와 마찬가지로, 이동 방향으로 소정 길이를 갖는 V형 단면 롤러 파지 게이지(216)에 의해 복수개의 니들 롤러(도시 생략)를 등간격으로 장착한 것이다. 유한형 V-V 롤러 가이드(215)는 서로 결합하는 고정 베이스(211)와 리니어 테이블(214)의 V형 단면 리니어 가이드 레일(211A, 214A) 간에 장착된다. 유한형 V-V 롤러 가이드(215)는 리니어 테이블(214)의 이동(Y축 이동)에서 고강성과 저마찰의 특징과, 순환형 롤러 가이드와 비교하여 극소 요동이 적기 때문에 높은 운동 정밀도가 얻어진다는 특징을 가지고 있다.

고정 베이스(211) 상에는 피드 스크류 로드(219)가 장착된다. 피드 스크류 로드(219)의 양단은 베어링 브래킷(217, 218)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 리니어 테이블(214)에는 평행 스프링 부재(220)에 의해 볼 너트(221)가 장착되어 있다. 볼 너트(221)는 피드 스크류 로드(219)와 결합하고 있다. 피드 스크류 로드(219)는 고정 베이스(211) 상에 장착된 서보 모터(222)에 연결되고, 서보 모터(222)에 의해 회전 구동된다. 이에 따라, 리니어 테이블(214)은 서보 모터(222)에 의해 축 방향으로 이동한다.

평행 스프링 부재(220)는 상술한 평행 스프링 부재(92)(도 4, 도 6)와 기능이 동등한 것이다. 평행 스프링 부재(220)는 축 피드 방향으로는 두께에 의해 고강성을 나타내고, 얇은 두께의 브리지부(223)에 의해 움직임에 대해 탄성 변형하는 일종의 가요성 연결이다. 평행 스프링 부재(220)는 볼 스크류의 휘어짐(bending)과 피드 스크류 로드(219)와 볼 너트(221)의 각도 오차를 흡수하여 볼 스크류의 회전에 의해 발생하는 요동을 감소시킨다.

복수의 진공 척 구멍(224)은 리니어 테이블(214)의 상면에 형성되어 진공 척을 형성하고, 이에 의해서 진공압에 의해 피삭재(워크)를 흡착 파지하고 있다.

(수직 선반의 사용례)

다음에 상술한 구성에 따른 수직 선반의 사용례를 설명한다. 이하의 설명은 프레넬 렌즈 성형 금형을 선삭 가공에 의해 제작하는 공정에 관한 것이다.

(1) 현미경(63)을 사용해 툴 홀더(151)의 툴 장착부(166)(도 12)에 장착되어 있는 툴(T)의 길이(툴 길이)를 측정한다.

(2) 피삭재의 선회 중심(회전 테이블(30)의 회전 중심, 도 12)과 툴 홀더(151)의 툴 장착부(166)에 장착되어 있는 툴(T)의 위치 맞춤을 한다.

(3) 크로스 레일 지지부(180)의 수평 암(183)을 대피 위치 "A"(도 3)에 위치시킨 상태(도 1)에서, 프레넬 렌즈 성형 금형의 피삭재를 회전 테이블(30) 상에 고정하고, 회전 테이블(30)의 진공 척에 의해 피삭재를 소정 위치에 고정한다.

(4) 크로스 레일 지지부(180)의 수평 암(183)을 지지 위치 "B"(도 3)로 이동시키고, 높이 조정 부재(184)에 의해 크로스 레일(62)의 선단부를 지지한다. 이 경우, 새들(90)의 X축 위치가 크로스 레일(62)의 선단측에 가까울 수록, 높이 조정 부재(184)를 신장시켜 크로스 레일 지지부(180)의 크로스 레일(62)의 지지를 강하게 할 수 있다.

(5) 클램프되지 않은 상태에서, B축 서보 모터(163)에 의해 툴 홀더(151)의 회전 각도를 조정하고(도 1), 툴(T)의 각도를 프레넬 렌즈의 렌즈면(프레넬면) 경사각에 맞추고, 툴 홀더축(154)(B축)을 클램프한다. 테이블 구동용 모터(42)에 의해 회전 테이블(30)을 소정의 회전 속도로 회전 구동하고(도 3), X축 서보 모터(74)에 의해 새들(90)의 X축 위치를 설정한다(도 1). Z축 서보 모터(100)에 의해 램(120)을 Z축 방향으로 피드(선삭 가공 피드)하고, 프레넬 렌즈 성형 금형의 선삭을 개시한다.

(6) 프레넬 렌즈의 렌즈면(프레넬면) 경사각은 프레넬 렌즈 성형 금형의 지름 방향 위치에 따라서 변화하기 때문에, 새들(90)의 X축 위치에 따라서 (5)의 경우에서와 마찬가지로, B축 서보 모터(163)에 의해 툴 홀더(151)의 회전 각도를 조정한다. 툴(T)의 각도를 프레넬 렌즈의 렌즈면(프레넬면) 경사각에 맞추어 변화시키고, Z축 서보 모터(100)에 의해 램(120)를 Z축 방향으로 피드(선삭 가공 피드)한다. 이에 따라 프레넬 렌즈 성형 금형의 선삭이 수행된다. 이 프레넬 렌즈 성형 금형의 선삭은 테이블 선회 중앙에서 외측을 향해 수행한다.

(리니어 테이블 유니트를 부가한 수직 선반의 사용례)

리니어 형상의 프레넬 렌즈 성형 금형이나 프런트 글래스 도광판 성형 금형의 제작 등, 플레이닝 가공을 하는 경우는 도 1 및 도 14에 나타낸 바와 같이 리니어 테이블 유니트(210)의 고정 베이스(211)를 회전 테이블(30) 상에 고정한다. 회전 테이블(30)을 회전시켜 리니어 테이블 유니트(210)의 리니어 테이블(214)의 축 이동 방향, 즉 리니어 가이드부(212, 213)가 X축 방향과 직교하는 Y축 방향으로 되도록 조정한다.

이 조정이 완료되면, 오일 정압 베어링(11)의 한쪽의 정압 포켓(14 혹은 15)(도 4)에 유압을 생성하는 오일을 공급한다. 정압 베어링의 유압에 의해 회전 테이블(30)을 베이스 보디(10) 상에 회전 불가능하게 클램프한다.

피삭재는 리니어 테이블 유니트(210)의 리니어 테이블(214) 상에 고정되고, 리니어 테이블(214)의 진공 척에 의해 리니어 테이블(214) 상에 피삭재가 클램프된다.

리니어 테이블 유니트(210)를 사용한 가공에서는, 새들(90)의 X축 이동과, 리니어 테이블(214)의 Y축 이동과, 램(120)의 Z축 이동과, 툴 홀더축(154)의 B축 회전에 의해서 툴의 각도를 변경할 수 있는 상태에서 플레이닝 가공을 할 수 있다.

이상의 설명으로 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예로서의 수직 선반에 의하면, 회전 테이블이 수직축선 주위로 회전하는 오픈 사이드 칼럼형 수직 선반으로서, 새들이 축 방향 이동(X축 이동)하고, 램이 수직 축 방향 이동(Z축 이동)하고, 툴 홀더가 B축 서보 모터에 의해 수평 축선 주위로 임의의 회전 각도 위치(B축 위치)에 회전 구동되고, 툴 홀더 클램프 기구에 의해 툴 홀더가 임의의 회전 각도 위치에 클램프되고, 툴 홀더 회전 구동 기구에 전달되는 지령 신호에 의해 툴의 각도를 변경할 수 있다. 따라서 프레넬 렌즈 성형 금형의 제작과 같이 툴의 각도 변경이 필요한 가공물의 선삭 가공을 간편하게 행할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반에 의하면, 1 쌍의 리니어 가이드에 의해 형성된 중공부 위에서 이들 리니어 가이드에 의해 새들이 지지되고, 램이 중공부를 통해 현수되므로, 새들과 램 모두의 중량이 1 쌍의 리니어 가이드에 균일하게 가해진다. 따라서 이들의 중량으로 야기되는 편향 하중이 크로스 레일에 가해지지 않아 크로스 레일에 비틀림 변형이 발생하지 않고, 새들의 운동 정밀도가 증가되어, 프레넬 렌즈 성형 금형 등의 선삭 가공 등의 고도의 가공 정밀도를 필요로 하는 초정밀 선삭 가공을 수행할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 툴 헤드에 의하면, 툴 홀더축은 서보 모터에 의해 임의각으로 회전하고, 툴 홀더축은 클램프 기구에 의해 임의의 회전 각도로 클램프되며, 툴 홀더의 툴 장착부에 부착된 각 툴의 각도는 서보 모터에 전달되는 지령 신호에 의해 변경될 수 있다. 따라서 프레넬 렌즈 성형 금형의 제작 공정처럼, 가공 위치에 따라서 툴의 각도의 변경을 필요로 하는 피삭재의 고정밀 선삭 가공을 수행할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 테이블에 따르면 회전 구동 디스크는 토크 전달 핀을 통해 회전 테이블에 전달되고 회전 테이블은 캐리 방법으로 선삭된다. 따라서 회전 테이블의 진동 발생을 억제할 수 있고, 회전 테이블에 회전력을 완전한 토크로서 전달할 수 있고, 회전 테이블에 편향력이 가해지는 것을 회피할 수 있고, 고회전 정밀도를 유지할 수 있으며, 고가공 정밀도를 필요로 하는 초정밀 선삭 가공을 수행할 수 있다.

이들 말고도 상술한 실시예의 다른 수정과 변형이 당업자의 상식 내에서 상술한 개시에 의해 의도될 수 있다. 따라서 본 발명은 첨부의 청구 범위의 진의 또는 범주에 맞도록 광의로 해석하는 것이 옳다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반의 전체 구성을 나타내는 정면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반의 전체 구성을 나타내는 측면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반의 전체 구성을 나타내는 평면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반의 베이스 보디, 회전 테이블, 상부 구조체의 조립도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반의 크로스 레일의 평면도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반의 새들축 피드(saddle axis feed)부의 정면도.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반에서 새들(saddle)용의 리니어 가이드의 사시도.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반의 새들 및 램(ram)의 종단면도.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반의 램 하부 및 스위벨 헤드(swivel head)부의 정면도.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반의 스위벨 헤드부의 반단면도.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반의 스위벨 헤드부의 종단면도.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반의 툴 홀더(tool holder)의 정면도.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반의 툴 홀더의 측면도.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반에 사용되는 리니어 테이블 유니트(linear table unit)의 평면도.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반에 사용되는 리니어 테이블 유니트의 축 피드부의 평면도.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 선반에 사용되는 리니어 테이블 유니트의 축 피드부의 정면도.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 테이블 장치에서 회전 테이블 구동 기구의 주요부를 나타낸 확대 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10…베이스 보디

30…회전 테이블

60…상부 구조체

61…칼럼

62…크로스 레일

63…현미경

90…새들

120…램

150…스위벨 헤드

151…툴 홀더

180…크로스 레일 지지부

210…리니어 테이블 유니트

211…고정 베이스

214…리니어 테이블

Claims

베이스 보디와,

상기 베이스 보디의 수직축에 대하여 회전 가능하게 장착된 회전 테이블과,

상기 베이스 보디의 수직 방향으로 상기 회전 테이블의 회전 중심축에 대하여 회전 가능하게 지지된 테이블 회전 구동축과,

상기 테이블 회전 구동축에 고정된 회전 구동 디스크와,

일단이 회전 구동 디스크에 형성된 맞춤 구멍에 끼워 넣어지고 타단이 상기 회전 테이블에 형성된 맞춤 구멍에 끼워 넣어지며, 상기 회전 구동 디스크가 이를 통하여 상기 회전 테이블과 결합되는 복수의 토크 전달 핀 및,

상기 테이블 회전 구동축에 연결되어 상기 테이블 회전 구동축을 구동하는 테이블 회전 구동 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 공작 기계용 회전 테이블 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 테이블 회전 구동 기구는 외부 베이스에 위치한 전기 모터를 포함하고,

무단(endless) 타이밍 벨트를 통해 상기 전기 모터의 출력축에 부착된 제 1 타이밍 풀리가 상기 테이블 회전 구동축에 부착된 제 2 타이밍 풀리에 연결되는 것을 특징으로 하는 공작 기계용 회전 테이블 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 회전 테이블은 오일 정압 베어링에 의해 오일 정압 미끄럼(sliding) 상태로 상기 베이스 보디에 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 공작 기계용 회전 테이블 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 오일 정압 베어링은

래디얼(radial) 정압 지지부와

상부 스러스트 정압 지지부와,

상하 방향으로 등을 맞대고 대향 배치된 하부 스러스트 정압 지지부를 구비하며,

상기 오일 정압 베어링은 회전 유지 모드와 클램프 모드를 가지며,

상기 회전 유지 모드에서는 유압을 생성하는 오일이 상하 스러스트 정압 지지부 모두에 공급되고,

상기 클램프 모드에서는 유압을 생성하는 오일이 상하 스러스트 정압 지지부 중 어느 하나에 공급되는 것을 특징으로 하는 공작 기계용 회전 테이블 장치.