KR100563950B1 - 복합가공테이블 및 이 테이블을 구비한 수직선반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합가공테이블 및 이 테이블을 구비한 수직선반에 관한 것으로, 공작물을 올려놓고 선삭가공을 위해 회전되는 수직선반용 회전테이블(24)의 상면에, 공작물을 평삭가공하기 위해 직선이동하는 직선축인 Y축이 구비된 평면테이블(26)을 탈착가능하게 장착할 수 있도록 되어 있고, 한 대의 수직선반을 사용하지만 평면테이블(26)을 떼어내면 본래의 선삭가공을 할 수 있고, 평면테이블(26)을 사용함으로써 평삭가공을 할 수 있게 된다.

Description

복합가공테이블 및 이 테이블을 구비한 수직선반 {Compound work table and vertical lathe provided therewith}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 수직선반을 도시한 측면도이고,

도 2는 상기 수직선반을 도시한 정면도,

도 3은 회전테이블의 내부를 도시한 단면도,

도 4는 수직선반의 회전테이블에 설치된 평면테이블을 도시한 종단면도,

도 5는 상기 평면테이블의 횡단면도이다.

본 발명은 복합가공테이블 및 이 테이블을 구비한 수직선반에 관한 것으로, 특히 한 대의 수직선반에서 선삭가공과 평삭가공을 가능케 하는 복합가공테이블 및 이 테이블을 구비한 수직선반에 관한 것이다.

일반적으로, 수직선반은 공작물을 올려놓는 회전테이블을 구비하고, 공구를 설치한 공구대가 상하방향 또는 수평방향으로 이동하여, 상기 회전테이블과 함께 회전하는 공작물에 대하여 선삭가공을 하도록 되어 있다. 근래에는, 수직선반의 NC화와 정밀화가 발달되어, 렌즈 등의 광학기계부품용 금형 등을 가공하기 위한 초정밀가공도 할 수 있도록 되어 있다.

수직선반에서 가공되는 렌즈용 금형에는 많은 종류가 있는데, 예컨대 액정모니터의 집광렌즈에 이용되는 프레이넬(Fresnel)렌즈라 하는 특수한 렌즈도 그 중의 하나이며, 이러한 프레이넬렌즈와 같은 특수렌즈를 대량으로, 그리고 저렴한 비용으로 가공할 수 있도록 된 것은 NC수직선반의 진보에 따른 바가 크다.

반면에, 컴퓨터나 전자기기 등의 진보에 따라서 렌즈 등의 종류도 증대되고 있고, 상기 프레이넬렌즈를 예로 들면 종래의 원반형 프레이넬렌즈에 덧붙여 볼록곡면을 갖춘 단면이 반원형인 긴 판형을 나타내는 선형 프레이넬렌즈라 하는 렌즈가 새롭게 만들어지고 있다.

선반에서의 가공관계에서, 프레이넬렌즈용 금형은 종래부터 있는 통상의 수직선반으로 선삭가공될 수 있는데, 선형 프레이넬렌즈용 금형은 평삭가공을 필요로 한다. 그러나, 종래의 수직선반에서는 평삭가공을 할 수 없기 때문에 선형 프레이넬렌즈용 금형의 가공이 이루어질 수가 없었다. 종래에는, 같은 종류의 렌즈용 금형의 가공이면서 가공의 종류가 다르기 때문에, 각각의 가공에 적합한 기계를 각각 전용으로 설치하지 않으면 안된다. 이 때문에, 설치면적 및 설치비가 증대되어, 가공비용을 절감시킬 수 없었다.

이에 본 발명의 목적은 종래기술이 갖는 문제점을 해결하고, 한 대의 수직선반을 사용하여 본래의 선삭가공과 더불어, 평삭가공도 할 수 있도록 된 복합가공테이블 및 이 테이블을 구비한 수직선반을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 복합가공테이블은 공작물에 선삭가공을 하기 위해 기저부상에 회전가능하게 지지된 선삭가공용 회전테이블과, 이 회전테이블의 상면에 탈착가능하게 장착되고서 공작물에 평삭가공을 하기 위해 직선운동하는 직선축이 부가된 평면테이블로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 수직선반은 베드에 고정된 기둥과, 수평방향으로 이동가능하도록 상기 기둥에 설치된 새들, 상하방향으로 이동가능하도록 상기 새들에 설치되고 공구를 보유지지하면서 공구의 위치를 결정하는 공구대, 공작물에 선삭가공을 하기 위해 기저부상에 회전가능하게 지지된 선삭가공용 회전테이블 및 이 회전테이블의 상면에 탈착가능하게 장착되고서 공작물에 평삭가공을 하기 위해 직선운동하는 직선축이 부가된 평면테이블로 된 복합가공테이블을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 복합가공테이블과 이 테이블을 구비한 수직선반의 한 실시예에 대해서 첨부도면을 참조로 하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 수직선반을 도시한 측면도이고, 도 2는 이 수직선반을 도시한 정면도이다. 참조번호 10은 베드를 표시하고, 참조번호 12는 베드(10)에 조립되어 있는 복합가공테이블이다. 상기 베드(10)의 상면은 수평면인 기둥설치면(13)으로 되어 있고, 기둥(14)이 이 기둥설치면(13)에 고정되어 있다. 기둥(14)의 상면에는 V홈으로 된 안내면을 갖춘 새들안내부(15)가 설치되고, 새들(16)이 상기 안내면을 자유로이 미끄럼이동할 수 있게 설치되어 있다.

상기 새들(16)에는 도시되지 않은 볼나사 이송기구를 매개로 하여 공구대(18)가 지지되어 있으며, 공구대(18)의 본체에는 4개의 관통홀더가 회전축에 관하여 대칭으로 설치되어 있고, 위치결정용 모터(20)의 회전을 제어함으로써 1만 분의 1도의 정밀도로 공구의 위치를 결정할 수 있도록 되어 있다.

이러한 수직선반의 경우에, 공구대(18)를 새들(16)과 함께 수평이동시키는 축이 X축이고, 참조번호 21은 새들(16)의 볼나사 이송기구를 구동시키는 X축 서보모터이다. 또, 공구대(18)를 상하로 이동시키는 축이 Z축이며, 참조번호 22는 공구대(18)를 상하방향으로 이동시키는 볼나사 이송기구를 구동시키는 Z축 서보모터이고, 공구대(18)에서 공구의 위치를 결정하는 축은 B축이다.

복합가공테이블(12)에는 선삭가공될 공작물을 올려놓는 선삭가공용 회전테이블(24)이 수평하게 배치되어 있다. 통상의 선삭가공시에는 회전테이블(24)이 최상부에 있고 공작물이 고정되어 수평면상을 회전한다.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 선삭가공용 회전테이블(24)은 유정압베어링(50)에 의해 베드(10)에서 수직축선 주위로 회전가능하게 지지되어 있다. 유정압베어링(50)은 베드(10)의 상부에 고정된 링부재(52)를 갖추고, 이 링부재(52)의 내주면과 회전테이블(24)의 밑부분에 고정된 링부재(53)의 외주면 사이에 방사상의 정압포켓부(54:방사상의 정압지지부)가 형성되어 있다.

또한, 상기 유정압베어링(50)은 상기 방사상의 정압포켓부(54)와 다르게 회전테이블(24)의 추력(thrust)을 지지하는 정압지지부로서 링부재(52)의 상면과 회전테이블(24)의 밑면 사이에 형성된 상부추력 정압포켓부(55:위쪽추력 정압지지부)와, 링부재(52)와 링부재(53)의 밑부분에 고정된 링부재(56)의 상면 사이에 형성된 하부추력 정압포켓부(57:아래쪽추력 정압지지부)를 갖추고 있다.

상부추력 정압포켓부(55)와 하부추력 정압포켓부(57)는 상하로 대향하고 있는 대향형 정압베어링을 구성하고 있다. 그리고, 이 대향형 정압베어링에는 상부추력 정압포켓부(55)와 하부추력 정압포켓부(57)의 양방향으로 압력유를 공급하여 회전테이블(24)이 자유로이 회전할 수 있게 이를 지지하는 회전지지모드와, 상부추력 정압포켓부(55)와 하부추력 정압포켓부(57) 중 어느 한쪽으로만 압력유를 공급하여 회전테이블(24)을 회전할 수 없게 하는 조임모드의 사이에서 모드를 선택적으로 바꿀 수 있도록 되어 있다.

또한, 도 3에서 참조번호 58은 베어링(59)에 의해 지지된 회전테이블(24)의 회전축으로서, 이 회전축(58)에는 회전테이블(24)에 구동토오크를 전달하는 토오크전달 원반(65)이 설치되어 있다. 회전축(58)의 하단부에는 종동측 타이밍풀리(60)가 고정되어 있다. 참조번호 61은 테이블구동용 전동기이며, 이의 출력축(62)에는 구동측 타이밍풀리(63)가 설치되어 있고, 상기 타이밍풀리들(63,60)에는 순환하는 타이밍벨트(64)가 걸려져 있다.

본 발명에서는, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 선삭가공용 회전테이블(24)의 상면에는 평삭가공을 하기 위한 평면테이블(26)이 탈착가능하게 설치되어 있다. 이 평면테이블(26)은, 그 중심을 관통하는 선으로 회전테이블(24)을 좌우영역으로 분할한 경우에 한쪽 영역으로 치우친 위치에 배치되어 있고, 이에 의해 평면테이블(26)의 전체 폭을 공구대(18)의 X축이동으로 보완할 수 있다.

평면테이블(26)은 기본적으로 회전테이블(24)의 상면에 고정되어 있는 테이블 받침부(28)와, 이 테이블 받침부(28)의 위를 이동하는 이동테이블(30)로 구성되어 있다. 테이블 받침부(28)의 상면에는 정압직선안내부를 구성하는 V홈(31a,31b)이 형성되어 있고, 이 안내부에서 이동테이블(30)은 직선이동할 수 있다.

다음으로, 도 4는 평면테이블(28)의 종단면을 도시한 도면이다.

이 도 4에 도시된 바와 같이, 테이블 받침부(28)에는 이동테이블(30)을 이송하는 볼나사 이송기구가 설치되어 있는데, 참조번호 32가 볼나사이다. 이 볼나사(32)의 양단부는 베어링(33,34)에 의해 지지되어 있고, 한쪽 단부가 Y축 서보모터(35)와 연결되어 있다. 볼너트(36)는 이동테이블(30)의 밑면에 고정되고, 볼나사(32)와 나사결합되어 있다. 따라서, Y축 서보모터(35)에 의해서 볼나사(32)가 회전하면, 이 회전이 이동테이블(30)을 이송하는 추력으로 변환되어 볼너트(36)를 매개로 전달되도록 되어 있다.

Y축 서보모터(35)는 수직선반의 도시되지 않은 NC장치의 서보드라이버와 접속되어 있으며, 이 실시예에서는 이동테이블(30)의 이송을 제어하는 축을 Y축으로 하고 있다. 이 경우에, 볼나사(32)의 축방향은 회전테이블(24)의 회전과 함께 변할 수 있지만, 평삭가공을 할 때에는 회전테이블(24)의 회전지지모드가 조임모드로 바뀌게 된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 볼나사(32)의 축방향이 X축 및 Z축과 함께 직교하는 방향(도 1의 지면에 직각인 방향)으로 되도록 회전테이블(24)의 위치를 결정한 후, 도 3에서 추력 정압포켓부(55,57) 중 어느 한쪽으로만 압력유가 공급되어 회전테이블(24)을 회전할 수 없게 조임으로써 볼나사(32)의 축방향과 기계상의 위치제어축인 Y축을 일치시키도록 되어 있다. 그리고, 수직선반의 NC장치는 X축, Y축, Z축, B축으로 된 총 4축에 대해서 동시에 수치제어를 할 수 있도록 되어 있다.

또, 이동테이블(30)의 이송방향 앞뒤쪽에는 안내면인 상기 V홈(31a,31b)을 보호하기 위해서, 자바라식 덮개(40,41)에 의해 덮어씌워져 있다.

도 5는 평면테이블(26)의 횡단면을 도시한 도면으로서, 이 도 5에 도시된 바와 같이 테이블 받침부(28)와 이동테이블(30) 모두에 강성을 확보함과 더불어 경량화를 도모할 수 있는 구조를 갖고 있다. 테이블 받침부(28)의 좌우 양측부는 필요한 수의 조임부재(46)에 의해서 조여져 있다. 이 경우에, 조임부재(46)의 앞쪽단부를 테이블 받침부(28)의 측부에 있는 피걸림부(48)에 걸고, 조임부재(46)를 받침대(47)를 매개로 하여 회전테이블(24)의 상면에다 볼트로 체결함으로써, 평면테이블(26)을 회전테이블(24)에 간단히 고정할 수 있다. 평면테이블(26)을 떼어낼 때에는 볼트를 풀어 조임부재(46)를 떼어내면 된다.

본 실시예에 의하면, 회전테이블(24)에 평면테이블(26)을 설치함으로써, 종래의 수직선반에서는 할 수 없었던 평삭가공을 다음과 같이 이행할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이동테이블(30)의 이동방향이 X축 및 Z축 방향과 각각 직교하도록 평면테이블(26)의 위치를 결정하고 조인다. 그리고, 상기 이동테이블(30)에 공작물(도시되지 않음)을 올려놓는다. 평삭가공의 가공프로그램을 NC장치로 실행하면, 공구대(18)를 X축, Z축, B축에 대해서 수치제어를 함과 동시에, Y축에 대해 수치제어하면서 이동테이블(30)을 이송하여서, 평삭가공기와 동일하게 공작물에 원하는 평삭가공을 할 수 있게 된다.

물론, 평면테이블(26)을 분해함과 더불어 회전지지모드로 하여서 회전테이블(24)을 회전가능한 상태로 바꾸면, 이 회전테이블(24)에 공작물을 올려놓고 수직선반 본래의 선삭가공을 할 수 있게 된다.

위의 설명으로 명확한 바와 같이, 본 발명에 의하면 한 대의 수직선반으로 선삭가공에 덧붙여 평삭가공을 할 수가 있고, 종래와 같이 선삭가공과 평삭가공 각각에 적합한 기계들을 설치할 필요가 없기 때문에, 설비비를 절감함과 더불어, 기계의 설치면적을 대폭 작게 하여 가공설비의 합리화에 도움이 되는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 공작물에 선삭가공을 하기 위해 기저부상에 회전가능하게 지지된 선삭가공용 회전테이블과,

   이 회전테이블의 상면에 탈착가능하게 장착되고서 공작물에 평삭가공을 하기 위해 직선운동하는 1축의 직선축이 부가된 평면테이블을 구비하고서,

   상기 회전테이블을 자유로이 회전하도록 지지하는 회전지지모드와, 상기 회전테이블을 회전할 수 없게 지지하는 조임모드의 사이에서 지지모드를 선택적으로 바꿀 수 있는 정압베어링을 구비하는 것을 특징으로 하는 복합가공테이블.
2. 제1항에 있어서, 상기 평면테이블은,

   회전테이블의 상면에 탈착가능하게 고정되고 1축의 직선안내부를 갖추는 받침부와,

   유정압안내부에 의해 상기 받침부상에서 안내되고 평삭가공할 공작물이 고정되는 1대의 이동테이블,

   상기 이동테이블이 직선이송운동을 할 수 있게 하는 볼나사 이송기구 및,

   이 볼나사 이송기구를 구동시키는 서보모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합가공테이블.
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4. 베드에 고정된 기둥과,

   수평방향으로 이동가능하도록 상기 기둥에 설치된 새들,

   상하방향으로 이동가능하도록 상기 새들에 설치되고 공구를 보유지지하면서 공구의 위치를 결정하는 공구대,

   공작물에 선삭가공을 하기 위해 기저부상에 회전가능하게 지지된 선삭가공용 회전테이블 및 이 회전테이블의 상면에 탈착가능하게 장착되고서 공작물에 평삭가공을 하기 위해 직선운동하는 직선축이 부가된 평면테이블로 이루어진 복합가공테이블 및,

   상기 평면테이블의 직선축이 X축 및 Z축 방향과 직교하도록 상기 회전테이블의 위치를 결정한 후, 이 회전테이블을 회전할 수 없게 조이는 조임수단을 구비하며,

   상기 조임수단은 상기 회전테이블을 자유로이 회전하도록 지지하는 회전지지모드와, 상기 회전테이블을 회전할 수 없게 지지하는 조임모드의 사이에서 지지모드를 선택적으로 바꿀 수 있는 정압베어링으로 된 것을 특징으로 하는 수직선반.
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