KR100600235B1 - 공작기계용 인덱스 테이블 구동장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은, 편심 플랜지를 이용하여 웜휠과 웜샤프트의 백래시가 최소화될 수 있도록 조절하여 줌으로써 가공정도 및 수명을 높여 줄 수 있는, 공작기계용 인덱스 테이블 구동장치에 관한 것으로서,

회전동력을 발생시키기 위한 모터와, 상기한 모터의 회전축에 설치되어 있는 제1 풀리와, 제1 플랜지에 설치되어 있으며 벨트를 이용하여 상기한 제1 풀리와 연결되는 제2 풀리와, 상기한 제2 풀리에 제2 베어링을 이용하여 연결되어 있는 칼라와, 상기한 제2 베어링의 외주면을 둘러싸고 설치되어 있는 스프링과, 상기한 스프링의 외주면을 둘러싸고 있으며 내경과 외경이 편심되어 있어서 백래시를 조절할 수 있도록 하는 편심 플랜지와, 한쪽끝이 제1 베어링을 이용하여 설치되며 다른쪽 끝이 상기한 칼라에 연결되어 있는 웜샤프트와, 상기한 웜샤프트와 연결되어 있는 웜휠을 포함하여 이루어진다.

Description

공작기계용 인덱스 테이블 구동장치{Index table driver for machine tool}

도 1은 종래의 공작기계용 인덱스 테이블 구동장치의 구성도이다.

도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 인덱스 테이블 구동장치의 구성도이다.

도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 인덱스 테이블 구동장치의 백래시 조절용 플랜지의 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11, 16 : 베어링드 12 : 웜샤프트

13 : 웜휠 14 : 칼라

15 : 스프링 17 : 플랜지

18, 19 : 풀리 20 : 모터

21 : 벨트 22 : 편심 플랜지

이 발명은 공작기계 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 편심 플랜지를 이용하여 웜휠과 웜샤프트의 백래시가 최소화될 수 있도록 조절하여 줌으 로써 가공정도 및 수명을 높여 줄 수 있는, 공작기계용 인덱스 테이블 구동장치에 관한 것이다.

각종의 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하든가 또는 반소재에 더욱 정밀한 가공을 할 목적으로 사용하는 기계를 공작기계라 하는데, 상기한 공작기계는 산업 전반적인 성력화 추세에 힘입어 컴퓨터를 이용한 자동화 및 수치제어(NC)화가 급속히 진전되고 있다.

컴퓨터 제어를 이용한 자동화 및 수치제어화에 따라 복합 절삭 공작기계로서 머시닝센터가 출현하게 되었는데, 머시닝센터에 있어서 주축은 수직방향 보내기와 위치결정을 할 수가 있고, 테이블은 수평면의 직각 2 방향보내기나 위치결정을 할 수가 있으며, 공작물을 부착하기 위한 팔레트가 테이블 위에 있어 수평면을 일정한 각도만큼씩 선회하여 각도를 산출할 수 있으며, 상자류의 공작물을 다시 장치하지 않고, 수평면에 있는 4면 중 몇 면을 가공할 수 있다. 또한 사용공구의 종류가 많으므로 주축회전수의 범위를 매우 넓게 잡을 수 있으며, 보다 정밀하면서 능률적으로 자동가공이 가능하도록 각종 부속기능을 부착할 수 있다. 그 대표적인 예로서, 팔레트 위의 공작물을 장치하고 떼어내는 데 드는 시간을 절약하며 야간무인운전이 가능하도록 몇 대의 팔레트를 미리 준비해 두고 그 위에 미리 장치된 공작물을 차례차례 가공해 가는 자동팔레트 교환(APC)기능, 공구마모나 열변형 등으로 생기는 가공오차를 방지하기 위하여 가공치수 측정용 센서를 이용하여 측정하는 기능, 툴홀더에 들어 있는 공구의 누적사용 시간으로 공구수명을 감시하는 기능, 공구에 걸 리는 절삭부하가 일정하게 되도록 보내는 속도를 변화시키는 적응제어기능, 공구파손이나 공구손상을 검출하는 기능, 툴매거진 전체를 교환하는 기능 등이 있다.

상기한 머시닝센터에는, 부가축으로 공작물을 각도만 분할시키는 보조 테이블로서, 원통의 공작물에 구멍을 뚫을 경우 부가축이 회전하여 구멍을 가공하는 형태의 기능을 수행하는 장치가 설치되는데, 이를 인덱스 테이블(Index table)이라고 한다.

머시닝센터는 주축이 수직으로 장치된 수직형과 주축이 수평으로 장치된 수평형으로 나뉘어지는데, 수평형 머시닝센터의 경우에는 각도분할을 하는 회전 테이블이 인덱스 테이블의 역할을 하게 된다. 이와 같이 수평형 머시닝센터에는 기본적으로 회전 테이블이 있어서 인덱스 테이블 역할을 하는데 반하여 수직형 머시닝센터에는 회전 테이블이 없다. 그러나 수직형 머시닝센터에서도 각도를 주어서 가공해야 할 경우가 많이 있으며, 이런 경우에 수평형 머시닝센터에 있는 회전 테이블과 같은 것을 필요로 하게 되며, 이를 위하여 시중에서 표준으로 판매되는 인덱스 테이블을 구매하여 사용하게 된다. 상기한 수평형 머시닝센터 본체에 들어있는 회전 테이블은 그 기계 본체를 떠나서는 제기능도 못하고 분해해서 다른데로 이동할 수 없는데 반하여, 상기한 수직형 머시닝센터에서 사용되는 인덱스 테이블은 그 자체가 완제품이고 이동이 자유롭다는 차이점이 있다.

이와 같이 공작기계, 특히 머시닝 센터에 장착되는 인덱스 테이블을 구동하기 위한 장치가 도 1에 도시되어 있다.

도 1은 종래의 공작기계용 인덱스 테이블 구동장치의 구성도이다. 도 1에 도 시되어 있는 바와 같이 종래의 공작기계용 인덱스 테이블 구동장치의 구성은, 회전동력을 발생시키기 위한 모터(10)와, 상기한 모터(10)의 회전축에 설치되어 있는 제1 풀리(9)와, 플랜지(7)에 설치되어 있으며 상기한 제1 풀리(9)와 연결되는 제2 풀리(8)와, 상기한 제2 풀리(8)에 베어링(6)을 이용하여 연결되어 있는 칼라(4)와, 상기한 칼라(4)의 외주면을 둘러싸고 설치되어 있는 스프링(5)과, 한쪽끝이 베어링(1)을 이용하여 설치되며 다른쪽 끝이 상기한 칼라(4)에 연결되어 있는 웜샤프트(2)와, 상기한 웜샤프트(2)와 연결되어 있는 웜휠(3)을 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의한 종래의 공작기계용 인덱스 테이블 구동장치의 동작은 다음과 같이 이루어진다.

모터(10)에 전원이 인가되어 회전됨으로써 회전동력이 발생되면, 모터(10)의 회전축에 연결되어 있는 제1 풀리(9)와 상기한 제1 풀리(9)와 연결되어 있는 제2 풀리(8)에 의해서 모터(10)의 회전동력이 칼라(4)로 전달됨으로써 칼라(4)가 회전된다.

상기한 칼라(4)가 회전되면 칼라(4)와 연결되어 있는 웜샤프트(2)가 회전되고, 웜샤프트(2)에 기어결합되어 있는 웜휠(3)이 회전됨으로써 공작물의 각도를 조정하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 공작기계용 인덱스 테이블 구동장치는, 웜휠과 웜샤프트를 최대한 정밀가공하여 조립맞춤을 하게 되는데, 인덱스 테이블 회전시 웜휠과 웜샤프트의 조절이 불가하여 기계 사용후 백래시(backlash)에 대한 대책이 설정되어 있지를 않아서 정위치 동작이 어려워 가공정도 및 수명이 저하되는 문제점 등이 있었다.

거의 대부분의 기계에서는 정전과 역전 사이에 불감대가 존재하는데, 이러한 불감대를 백래시라 한다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 편심 플랜지를 이용하여 웜휠과 웜샤프트의 백래시가 최소화될 수 있도록 조절하여 줌으로써 가공정도 및 수명을 높여 줄 수 있는, 공작기계용 인덱스 테이블 구동장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 회전동력을 발생시키기 위한 모터와, 상기한 모터의 회전축에 설치되어 있는 제1 풀리와, 제1 플랜지에 설치되어 있으며 벨트를 이용하여 상기한 제1 풀리와 연결되는 제2 풀리와, 상기한 제2 풀리에 제2 베어링을 이용하여 연결되어 있는 칼라와, 상기한 제2 베어링의 외주면을 둘러싸고 설치되어 있는 스프링과, 상기한 스프링의 외주면을 둘러싸고 있으며 내경과 외경이 편심되어 있어서 백래시를 조절할 수 있도록 하는 편심 플랜지와, 한쪽끝이 제1 베어링을 이용하여 설치되며 다른쪽 끝이 상기한 칼라에 연결되어 있는 웜과, 상기한 웜과 연결되어 있는 웜휠을 포함하여 이루어지며, 상기한 편심 플랜지는 15도씩 분할하여 회전시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 인덱스 테이블 구동장치의 구성도이다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 인덱스 테이블 구동장치의 구성은, 회전동력을 발생시키기 위한 모터(20)와, 상기한 모터(20)의 회전축에 설치되어 있는 제1 풀리(19)와, 플랜지(17)에 설치되어 있으며 벨트(21)를 이용하여 상기한 제1 풀리(19)와 연결되는 제2 풀리(18)와, 상기한 제2 풀리(18)에 베어링(16)을 이용하여 연결되어 있는 칼라(14)와, 상기한 칼라(14)의 외주면을 둘러싸고 설치되어 있는 스프링(15)과, 상기한 스프링(15)의 외주면을 둘러싸고 있는 백래시조절용 편심 플랜지(22)와, 한쪽끝이 베어링(11)을 이용하여 설치되며 다른쪽 끝이 상기한 칼라(14)에 연결되어 있는 웜샤프트(12)와, 상기한 웜샤프트(12)와 연결되어 있는 웜휠(13)을 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 인덱스 테이블 구동장치의 작용은 다음과 같다.

모터(20)에 전원이 인가되어 회전됨으로써 회전동력이 발생되면, 모터(20)의 회전축에 연결되어 있는 제1 풀리(19)와 벨트(21)를 이용하여 상기한 제1 풀리(19)와 연결되어 있는 제2 풀리(18)에 의해서 모터(20)의 회전동력이 칼라(14)로 전달됨으로써 칼라(14)가 회전된다.

상기한 칼라(14)가 회전되면 칼라(14)와 연결되어 있는 웜샤프트(12)가 회전되고, 웜샤프트(12)에 기어결합되어 있는 웜휠(13)이 회전됨으로써 공작물의 각도를 조정하게 된다.

한편, 웜휠(13)과 웜샤프트(12)의 사이에 백래시가 발생하게 되는 경우에, 상기한 칼라(14)의 외주면에 설치되어 있는 편심플랜지(22)의 위치를 조정하게 되면 웜샤프트(12)의 위치가 이동됨으로써 백래시를 줄일 수 있게 된다.

상기한 편심 플랜지(22)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 내경의 중심점(b)과 외경의 중심점(a)이 서로 틀리게 형성되어 있기 때문에, 편심 플랜지(22)를 일정한 각도씩 회전시켜서 고정시킴에 따라 웜샤프트(12)의 중심축이 변화되어 고정됨으로써 백래시의 발생을 최소화시킬 수가 있게 된다.

상기한 편심 플랜지(22)는 15도씩 분할하여 회전시킬 수 있도록 하면 바람직하다.

이에 따라 웜기어가 마모되어 백래시가 과다하게 되는 경우에, 종래에는 부품 교환으로 대응하였으나, 본 발명에서는 편심 플래지(22)를 회전시켜서 대응이 가능하므로 원가를 절감할 수 있게 된다.

또한 종래에는 백래시를 고려하여 정밀공차 관리가 이루어져야 하지만, 본 발명에서는 일반공차로 관리가 가능하게 되어 공수 및 원가를 절감할 수 있게 된 다.

이상의 실시예에서 살펴 본 바와 같이 이 발명은, 편심 플랜지를 이용하여 웜휠과 웜샤프트의 백래시가 최소화될 수 있도록 조절하여 줌으로써 가공정도 및 수명을 높여 줄 수 있는, 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 회전동력을 발생시키기 위한 모터와,

   상기한 모터의 회전축에 설치되어 있는 제1 풀리와,

   제1 플랜지에 설치되어 있으며 벨트를 이용하여 상기한 제1 풀리와 연결되는 제2 풀리와,

   상기한 제2 풀리에 제2 베어링을 이용하여 연결되어 있는 칼라와,

   상기한 제2 베어링의 외주면을 둘러싸고 설치되어 있는 스프링과,

   상기한 스프링의 외주면을 둘러싸고 있으며 내경과 외경이 편심되어 있어서 백래시를 조절할 수 있도록 하는 편심 플랜지와,

   한쪽끝이 제1 베어링을 이용하여 설치되며 다른쪽 끝이 상기한 칼라에 연결되어 있는 웜과,

   상기한 웜과 연결되어 있는 웜휠을 포함하여 이루어지며,

   상기한 편심 플랜지는 15도씩 분할하여 회전시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 인덱스 테이블 구동장치.

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