KR100794453B1 - 동일 축상에 서로 다른 회전을 가지는 이중 스핀들 구조 - Google Patents

동일 축상에 서로 다른 회전을 가지는 이중 스핀들 구조

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Abstract

본 발명은 동일 축 상의 서로 다른 회전을 가지는 2중 스핀들 헤드 구성에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 유성기어 조립체의 구조적 특징에 의해 스핀들모터가 회전하고 서보모터가 정지된 경우 주 스핀들과 보조 스핀들은 같은 회전수 및 방향성을 가지고, 스핀들모터가 중지하거나 회전하고 서보모터가 회전할 경우 주 스핀들과 보조 스핀들은 서로 다른 회전수와 방향성을 갖도록 구성한 스핀들헤드의 구성을 특징으로 한다.
동일 축, 회전, 주 스핀들, 보조 스핀들, 서보모터

Description

동일 축상에 서로 다른 회전을 가지는 이중 스핀들 구조{A dual spindle structure which has a rotation different at an identity shaft each other}
본 발명은 동일 축 상의 서로 다른 회전을 가지는 2중 스핀들 헤드 구성에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 유성기어 조립체의 구조적 특징에 의해 스핀들모터가 회전하고 서보모터가 정지된 경우 주 스핀들과 보조 스핀들은 같은 회전수 및 방향성을 가지고, 스핀들모터가 정지하거나 회전하고 서보모터가 회전할 경우 주 스핀들과 보조 스핀들은 서로 다른 회전수와 방향성을 갖도록 구성한 스핀들헤드의 구성에 관한 것이다.
종래 서로 다른 회전을 가지는 스핀들의 구조로는 도 1에서 도시한 바와 같이 제 1공구가 장착되고 일방향으로 회전시키는 제 1 구동축과, 제 1 구동축에 대해 동축심에 설치되고 제 2공구가 장착되며, 구동축 사이에 위치한 중간롤러의 회전에 의하여 제 1공구 회전방향에 대해 역방향으로 회전시키는 제 2 구동축을 구비한 공작기계가 있었다.
그러나 상기의 종래기술은 동력과 회전을 동시 또는 차등 구속하여 제어할 수 없으므로 동력과 회전을 따로 제어하여야 하므로 그 구성이 복잡하며, 복잡한 구성으로 인하여 제조단가가 상승한다는 문제점이 있었다.
또한 공작기계의 면판(페이싱 헤드)과 같은 회전판 위에서 축에 직교하는 직선운동을 제어할 수 없으므로 슬라이드판의 공구홀더에 공구를 장착하여 가공을 할 수 없다는 문제가 있고, 이로 인하여 가공물의 가공공정이 늘어나고 작업성과 가공능률이 저하되며 경우에 따라 가공물의 특성에 의하여 여러 대의 가공장치를 구비해야 하므로 구입비용이 상승하고 넓은 면적의 장소가 필요하게 되는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 회전하는 면판 위에서 슬라이드 판이 자동제어로 직선이송을 할 수 있도록 하기 위해서 주 모터에 의하여 동력은 기어로 전달되어서 주 스핀들을 회전시키고, 주 스핀들은 면판을 회전시키며, 주 스핀들과 연결된 또 다른 기어는 유성치차와 연결되고, 서보모터에 의하여 제어되는 유성치차는 주 스핀들 내부에 베어링으로 지지 되어 회전하는 보조 스핀들을 구속하여 동작시켜서 회전하는 면판 위의 슬라이드판을 원주방향으로 직선이송 가능한 구성을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로, 회전하는 스핀들 내부에 또 다른 회전과 회전방향을 자유로이 할 수 있는 보조 스핀들을 제공하여 공작기계의 면판과 같은 회전판 위에서 축에 직교하는 직선운동을 할 수 있는 장치와 슬라이드판의 공구홀더에 작업공구를 장착하여 가공물을 자동 수치제어로 가공을 다양하게 활용할 수 있게 하는 구성에 특징이 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 회전하는 스핀들 내부에 또 다른 회전을 자유로이 할 수 있는 보조 스핀들이 구비되어 공작기계의 면판(페이싱 헤드)과 같은 회전판 위에서 축에 직교하는 직선운동을 할 수 있는 장치를 제공하여 슬라이드판의 공구홀더에 작업공구를 장착하여 가공물의 원주면 가공과 테이퍼 가공, 단 면가공 그리고 보링가공 및 원판가공 등을 자동 수치제어로 다양하게 활용할 수 있으므로 작업성 및 가공능률을 높이는 효과가 있다.
본 발명은 상세한 구성은 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 동일 축에 서로 다른 회전을 가지는 2중 스핀들 구조 및 동작의 흐름에 관한 전체 구성도이며, 도 3은 본 발명의 동일 축에 서로 다른 회전을 가지는 2중 스핀들 구조에 관한 상태도이다.
본 발명은 도 2와 도 3에서 도시한 바와 같이 주 스핀들의 동력원인 스핀들 모터와 관련 기어들과 보조 스핀들의 차등회전 및 방향성을 제어하는 서보모터와 관련 기어들과 주·보조 스핀들의 동일 회전과 차등회전을 구속하는 유성치차 조립체가 서로 연결되어 구비된다.
본 발명의 구성을 살펴보면 주동력원인 스핀들모터(104)에는 동력을 전달하는 기어(103) 및 스핀들기어(116)가 구비되고, 면판(121)을 회전시키는 주 스핀들(102)과 주 스핀들(102)에는 기어(105)와 위상기어(114)가 구비되며, 위상기어(114)의 위상에는 기어샤프트(113)가 구비되고, 기어샤프트(113)에는 회전하는 유성기어(111)가 구비되며, 샤프트(108)를 회전시키는 동력원인 서보모터(109)가 구비되고, 서보모터(109)에는 서보모터의 회전동력을 전달하는 기어(112)가 구비되며, 기어(112)와 맞물려 회전하는 유성기어(111)와 내치차로 맞물려 회전동력을 전달하는 주기어(110)가 구비되고, 주기어(110)의 회전동력을 보조스핀들(101)에 전달하는 보조기어(107)가 구비되며, 베어링(106)과 보조스핀들(101)의 회전을 직교 하게 전달하는 스파이럴 베벨기어(117)가 구비되고, 리드스크류(118)에 의하여 면판(121) 위를 원주방향으로 직선이송하는 슬라이드판(120)으로 구비된다.
본 발명은 면판을 회전시키고 회전하는 면판위에서 슬라이드 판을 고정하여 면판과 같이 회전시키거나 회전하는 면판위에서 원주방향으로 직선이송 동작을 시키는 것으로 슬라이드 판 위에는 공구 홀더가 부착되어져 사용하고자 하는 공구를 장착하여 여러 가지 가공작업을 행할 수 있다.
이하에서 본 발명의 동작을 살펴보기로 한다.
Ⅰ. 스핀들 모터(104)가 동작하고 서보모터(109)가 정지되어 있는 경우
스핀들 모터(104)의 회전을 기어로부터 전달받은 주스핀들(102)은 면판(121)을 회전시키며, 주스핀들(102)과 연결되는 기어(105)와 위상기어(114)를 통하여 회전력을 유성기어(111)에 전달하고, 유성기어(111)는 정지되어 있는 기어(112)의 치차와 맞물려 위상 차 없이 회전을 얻게 되면서 주기어(110)를 구동시키며, 주기어(110)는 보조기어(107)를 회전시켜 보조스핀들(101)을 주스핀들(102)과 동일 축 상에서 동일 회전 및 방향성을 가지도록 하고, 회전하는 면판(121) 위에서 슬라이드판(120)이 직선이송 없이 고정되도록 한다.
Ⅱ. 스핀들모터(04)가 동작 또는 정지하고 서보모터(109)가 동작할 경우
주 스핀들(102)에 의하여 회전을 전달받은 위상기어(114)에 구속되는 유성기어(111)는 서보모터(109)의 회전력을 전달받아 회전하는 기어(112)와 맞물려 회전하면서 기어(112)의 회전에 의한 위상변화만큼 유성기어(111)는 주기어(110)로 가속 또는 감속되어진 회전수를 전달하게 되며, 주기어(110)에 의해서 전달되어진 회 전은 보조스핀들(101)과 주스핀들(102)의 회전을 다르게 변화시키게 되고, 주스핀들(102)과 다른 회전 차를 가지는 보조스핀들(101)에 의하여 스파이럴 베벨기어(117)는 회전하는 면판(121) 내에서 동작하게 되며, 동작하는 만큼의 회전수는 리드스크류(118)에 의하여 슬라이드판(120)을 직선이송시키게 된다.
상기의 Ⅰ과 Ⅱ의 동작에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 회전하는 스핀들 내부에 또 다른 회전을 자유로이 할 수 있는 보조 스핀들이 구비되어 공작기계의 면판과 같은 회전판 위에서 축에 직교하는 직선운동을 할 수 있으며, 슬라이드판의 공구홀더에 작업공구를 장착하여 가공물을 자동 수치제어로 다양하게 활용할 수 있으므로 작업성이 증가하고 가공능률을 향상시킬 수 있는 구성이다.
도 1은 종래기술의 구성도
도 2는 본 발명의 서로 다른 회전을 가지는 2중 스핀들 구조 및 동작 흐름도
도 3은 본 발명의 서로 다른 회전을 가지는 2중 스핀들 구조의 구성도
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100. 유성치차 조립체 101. 보조스핀들
102. 주 스핀들 103. 기어
104. 스핀들모터 105. 기어
106. 베어링 107. 보조기어
108. 샤프트 109. 서보모터
110. 주기어 111. 유성기어
112. 기어 113. 기어샤프트
114. 위상기어 115. 스핀들 베어링
116. 스핀들 기어 117. 스파이럴 베벨기어
118. 리드 스크류 119. 베어링
120. 슬라이드 판 121. 면판

Claims (1)

  1. 2개의 구동축의 이중구조로 서로 다른 회전을 가지는 스핀들의 구조에 있어서,
    동력을 전달하는 기어(103)와 스핀들기어(116)가 형성된 주동력원인 스핀들모터(104)를 구비하고, 기어(105)와 위상기어(114)가 구비된 주 스핀들(102)은 면판(121)을 회전시키며, 위상기어(114)에는 회전하는 유성기어(111)가 형성된 기어샤프트(113)가 구비되고, 샤프트(108)를 회전시키는 동력원인 서보모터(109)가 구비되고, 서보모터(109)에는 서보모터의 회전동력을 전달하는 기어(112)가 구비되며, 기어(112)와 맞물려 회전하는 유성기어(111)와 내치차로 맞물려 회전동력을 전달하는 주기어(110)가 구비되고, 주기어(110)의 회전동력을 보조스핀들(101)에 전달하는 보조기어(107)가 구비되며, 베어링(106)과 보조스핀들(101)의 회전을 직교하게 전달하는 스파이럴 베벨기어(117)가 구비되고, 리드스크류(118)에 의하여 면판(121) 위를 원주방향으로 직선이송하는 슬라이드판(120)이 구비된 것을 특징으로 하는 동일 축상에 서로 다른 회전을 가지는 이중 스핀들 구조.
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