KR100799255B1 - Ｙ축 ｃｎｃ선반의 ｘ축 슬라이딩 커버구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 Y축이 부가된 CNC선반에서 X축 슬라이딩 커버 구조에 관한 것으로, 베드(52) 상면에 소정의 기울기로 설치되어 Z축 방향으로 이송가능한 새들(60)상에 공구대(16)를 Z축방향에 대해 베드와 동일 평면상으로 직각방향인 X축방향과 이 X축방향에 대해 베드와 수직 평면상으로 직각방향인 Y축방향으로 이송 제어될 수 있도록 한 Y축 CNC 선반에 있어서, 상기 Y축방향을 X축 방향에 대해 예각을 이루는 Ys축으로 설정하고, 이 Ys축을 갖는 Ys축 크로스 슬라이더(80)를 상기 공구대 (16)와 새들(60)의 사이에 설치하여 상기 공구대(16)가 Ys축의 이송 제어를 받도록 하되, 상기 Ys축 크로스 슬라이더(80)의 후단에 X축 슬라이딩 커버(100)를 고정 배치하고, 상기 공구대(16)에 일단이 고정되고 타단부가 상기 X축 슬라이딩 커버 (100)내에서 Ys축을 따르는 공구대(16)의 작동방향을 따라 슬라이딩 되도록 설치된 Ys축 슬라이딩 커버(110)를 포함한 것을 특징으로 하여, 특히 공구 대를 X축 방향에 대해 임의의 각도를 갖도록 설정된 Ys축을 따라 이송 가능하도록 함과 동시에 X축 슬라이딩 커버내에서 Ys축 슬라이딩 커버가 작동하도록 하여, 커버구조를 단순화하여 조립공수를 줄이고 조립성을 향상시킬 수 있다.

CNC선반, 슬라이딩 커버, 동기제어, Y축, 공구대

Description

Ｙ축 ＣＮＣ선반의 Ｘ축 슬라이딩 커버구조{X-axle sliding cover structure of Y-axle CNC lathe}

도 1은 본 발명을 실현하기 위한 Ys축의 개념 설명도.

도 2는 도 1에서 Y축을 일정량만큼 이송시킬 경우의 Y축, Os축, X축의 이송비율 예시도.

도 3은 본 발명에 따른 Y축 선반에서의 커버 구조도.

도 4는 본 발명에 따른 Y축 선반에서의 커버 사시도.

도 5는 종래 Y축 선반에서의 Y축 슬라이딩 커버 구조의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

16 : 공구대 52 : 베드

60 : 새들 70 : X축 서보모터

80 : Ys축 크로스 슬라이더 100 : X축 슬라이딩 커버

110 : Ys축 슬라이딩 커버 120, 130 : 와이퍼

본 발명은 Y축이 부가된 CNC선반에서 X축 슬라이딩 커버 구조에 관한 것으 로, 특히 공구 대를 X축 방향에 대해 임의의 각도를 갖도록 설정된 Ys축을 따라 이송 가능하도록 함과 동시에 X축 슬라이딩 커버내에서 Ys축 슬라이딩 커버가 작동하도록 하여, 커버구조를 단순화하고 조립성을 향상시키며, 제작이 간편토록 한 Y축 CNC선반의 X축 슬라이딩 커버구조에 관한 것이다.

CNC(컴퓨터수치제어) 선반은 가공소재를 가공하기 위한 공구대를 기본적으로 X축, Y축, Z축의 3방향에서 제어할 수 있게 되어 있다.

여기서 Z축은 가공소재를 클램프하는 척(chuck)측으로 공구대에 장착된 공구를 이송시키기 위한 베드의 길이 방향이고, X축은 Z축에 직교하여 공구대에 장착된 공구를 척의 중심선상으로 이송시키는 방향이고, Y축은 Z축과 Y축에 대하여 수직한 방향을 가리킨다.

따라서 공구대는 가공소재의 가공지령에 따라 매번 X,Y,Z 축 방향으로 동작하면서 이송과 절삭 가공을 수행한다. 절삭가공 중 발생하는 절삭유(coolant)나 칩(chip)으로부터 각종 기계부품이나 장치를 보호하기 위해 CNC선반에서는 공구대의 진행방향과 연동하는 Z축 커버, X축 커버 그리고 Y축 커버가 구비된다.

종래의 X축 커버(10)와 Y축 커버(20)의 구조를 도 5에서 살펴보면, 서로 수직방향으로 배치되어 있고, 이들 X축,Y축 커버(10,20)는 각각 X축서보모터(12)와 Y축서보모터(14)에 각기 연동하여 공구대(16)와 함께 X,Y방향으로 서로 수직 방향으로 동작될 수 있도록 되어 있다.

그런데 이와 같이 공구대(16)를 서로 수직 배치된 X,Y축을 따라 이송시키는 구조에서 사용되는 X,Y커버(10,20)는 그 구조가 텔레스코프식(telescopic type : 여러개의 판형의 플레이트가 서로 단차를 가지고 슬라이딩 접동(신장 또는 축소)될 수 있도록 한 구조)으로 되어 있다.

즉, 종래의 Y축 CNC 선반의 경우 Y축 구동시 X축 커버(10)와 독립하여 Y축 커버(20)가 여러단으로 접어졌다 또는 펴지는 동작을 하고, X축 구동시 Y축 커버 (20)와 독립하여 X축 커버(10)가 역시 같은 동작을 하게 되어 있다.

따라서 종래의 Y축 CNC 선반의 커버구조에서는 다음과 같은 문제를 가지게 된다.

X축,Y축커버(10,20)가 서로 수직방향으로 배치된 상태에서 독립적으로 텔레스코프식 구조로 작동하게 되어 있어서, 각 커버가 슬라이딩할 수 있는 정밀도를 가지기 위한 제작공정 및 이의 조립성이 복잡하다. 또한 커버(20,20)가 여러개의 부품으로 슬라이딩 가능하게 조립 제작되어야 하므로 제작공수가 많이 추가되고 그 제작비용을 상승시키는 요인이 된다.

또한 텔레스코프식 방식의 커버 구조에서는 사용빈도수가 많아 짐에 따라 내구성이 떨어지고, 복잡함에 기인하여 커버의 고장확률이 높아진다는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 공구대를 X축 방향에 대해 임의의 각도를 갖도록 설정된 Ys축을 따라 이송가능하도록 함과 동시에 X축 슬라이딩 커버내에서 Ys축 슬라이딩 커버가 작동하도록 하여, 커버구조를 단순화하고 조립성을 향상시키며, 제작이 간편토록 한 Y축 CNC 선반의 X축 슬라이딩 커버구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

베드 상면에 소정의 기울기로 설치되어 Z축 방향으로 이송가능한 새들상에 공구대를 Z축방향에 대해 베드와 동일 평면상으로 직각방향인 X축방향과 이 X축방향에 대해 베드와 수직 평면상으로 직각방향인 Y축방향으로 이송 제어될 수 있도록 한 Y축 CNC 선반에 있어서,

상기 Y축방향을 X축 방향에 대해 예각을 이루는 Ys축으로 설정하고, 이 Ys축을 갖는 Ys축 크로스 슬라이더를 상기 공구대와 새들의 사이에 설치하여 상기 공구대가 Ys축의 이송 제어를 받도록 하되,

상기 Ys축 크로스 슬라이더의 후단에 X축 슬라이딩 커버를 고정 배치하고,

상기 공구대에 일단이 고정되고 타단부가 상기 X축 슬라이딩 커버내에서 Ys축을 따르는 공구대의 작동방향을 따라 슬라이딩 되도록 설치된 Ys축 슬라이딩 커버를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기의 수단에 따르면 Ys축 슬라이딩 커버의 작동이 X축과 Ys축의 동기 제어로 이루질 때 X축 슬라이딩 커버와 Ys축 슬라이딩 커버가 같은 배열 선상에서 연동하게 되어 커버구조를 단순하게 구성할 수 있어, 커버구조를 단순화하고 조립성을 향상시키며, 내구성을 높여 작동불량을 줄일 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 공구대의 Y축 이송은 도 1에서와 같이 X축과, X축에서 예각으로 설정 배치된 Ys축의 동기제어에 의해 이루어지게 되어 있다. 본 발명에서 Ys축이란 X축 상에 X축과 소정의 기울기 각도(θ)를 갖는 축을 정의한다. 즉, Ys축은 X축에 대하여 예각으로 설정된 축이다. 이때 Y축은 X축 및 Z축에 대하여 수직의 좌표를 갖는 축을 말한다.

여기서 동기제어란, X축과 Ys축을 일정한 비율로 동시에 연동시켜 X축과 Ys축의 벡터성분을 쫓아 공구대가 Y축방향으로 이송 제어시키는 것을 말한다.

도 1과 더불어 도 2를 참조하여 부연 설명하면 다음과 같다.

도 2는 Ys축의 기울기(θ)가 30도 일 때, Y축을 +Y 위치로 이송시키고자 할 경우 도 1과 같이 Ys축은 +Ys위치로, X축은 -X위치로 이송해야 하고, 이때 Ys축과 X축이 2:-

의 비율로 동기제어를 해야 한다.

여기서 Y축을 +40 위치로 이송시키고자 할 경우(즉, 공구를 좌표(X0,Y0)에서 좌표(X0,Y40)로 이송시키고자 할 때), Y:Ys:X축의 이송비율이 1:2:-

이므로, Y가 40㎜일 때 Ys=80mm, X=-69.282의 이송량을 갖게 된다.

이와 같은 Ys축 이송구조를 적용하게 되면 X축커버와 Ys축커버를 단순하고도 내구성있게 구성될 수 있다.

<실시예>

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 Y축 CNC 선반에서의 커버 구조도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 Y축 CNC 선반에서의 커버 사시도이다.

도 3,4에서와 같이 베드(52) 상면에는 Z축 방향으로 이송가능하게 새들(60)이 설치되어 있고, 상기 새들(60)의 상면에는 Ys축 크로스 슬라이더(80)가 X축 방 향을 따라 슬라이딩 이동가능하게 설치되어 있다.

상기 Ys축 크로스 슬라이더(80)는 상기 새들(60)의 후부에 고정 장착된 X축 서보모터(70)의 구동방향에 따라 X축 방향으로 이송가능하게 되어 있다.

여기서 Ys축은 X축 서보모터(70)의 X축선 방향에 대해 일정한 예각(θ)(90도 이내)만큼 기울어져 배치되는 축이다.

상기 Ys축상에는 Ys축 크로스 슬라이더(80)의 후단에 장착된 Ys축 서보모터 (90)로 구동되는 볼스크류(92)가 배치되어 있고, 이 볼스크류(92)에는 Ys축 크로스 슬라이드(80)상면에 Ys축을 따라 슬라이딩 가능하게 지지된 공구대(16)가 연결되어 있다.

따라서, 상기 공구대(16)는 X축 서보모터(70)와 Ys축 구동모터(90)가 동시에 구동할 경우 X축방향에 대하여 수직인 Y축방향으로 이송하게 되어 있다. 즉, 공구대(90)는 X축과 Ys축의 동기제어에 의해 Y축 이송량이 결정되게 되어 있다.

상기 Ys축 크로스 슬라이더(80)의 후단에는 Z축 슬라이딩 커버(140)를 삽통하여 배치된 X축 슬라이딩 커버(100)가 고정 배치되어 있고, 이 X축 슬라이딩 커버(100)의 외표면은 Z축 슬라이딩 커버(140)에 설치되어 절삭유 및 칩을 제거하는 와이퍼 (130)의 내면과 접하여 설치되어 있다.

그리고 상기 공구대(16)의 후단에는 상기 X축 슬라이딩 커버(100)내에서 슬라이딩 작동하는 Ys축 슬라이딩 커버(110)가 설치되어 있다. 즉, Ys축 슬라이딩 커버(110)의 일단은 공구대(16)에 고정되어 있고, 그의 타단부는 X축 슬라이딩커버 (100)내에서 슬라이딩 가능하게 설치되어 있다.

따라서 상기 Ys축 슬라이딩 커버(110)는 Y축 서보모터(90)의 회전방향에 따라 Ys축을 이동하면서 상기 X축 슬라이딩 커버(100)의 내측에서 출몰가능하게 되어 있다.

상기 X축 슬라이딩 커버(100)의 전면에는 X축 슬라이딩 커버(100)가 Ys축 방향으로 진퇴운동을 할 때 Ys축 슬라이딩커버(110)의 외표면에 부착된 절삭유나 칩을 제거하기 위한 와이퍼(120)가 취부되어 있다.

그리고 상기 X축 슬라이딩 커버(100)가 삽통되는 Z축 슬라이딩 커버(140)에는, X축 슬라이딩 커버(100)에 부착된 절삭유나 칩을 제거하기 위한 와이퍼(130)가 취부되어 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 설명한다.

공구대(16)를 Z축방향으로 이동시키는 방법은 통상의 Z축상에 배치된 도시안된 Z축 서보모터에 의해 이루어진다.

또한 공구대(16)를 X축 방향으로 이송시킬 경우 X축 서보모터(70)가 지령신호를 받아 구동하는 방향에 따라 Ys축 크로스 슬라이더(80)를 새들(60)상에서 X축 방향으로 이송시킨다.

한편, Y축을 이송 제어하려면 X축 서보모터(70)와 Ys축 서보모터(90)의 동기제어로 이루어진다.

예를 들어, 도 1과 같이 Ys축의 기울기(θ)가 30도 일 때 Y축을 도2와 같이 +40 위치로 이송시키고자 할 경우, Y:Ys:X축의 이송비율이 1:2:-

이므로, Y가 40㎜일 때 Ys=80㎜, X=-69.282㎜의 이송량이 필요하게 되고, 이 Ys축과 X축의 이송값에 해당하는 지령이 각기 Ys축 서보모터(90)와 X축 서보모터(70)에 전기적 신호로 인가되면, 공구대(16)와 Ys축 크로스 슬라이더(80)가 지령값만큼 움직여 결국, 공구대 (16)가 X축에 대하여 수직인 Y축으로 40㎜의 이송을 완료하게 된다.

이같이 공구대(16)가 Y축 방향으로 이동할시는 항시 Ys축 크로스 슬라이더(80)와 공구대(16)가 연동하게 되고, 동시에 Ys축 슬라이딩 커버(110)는 X축 슬라이딩 커버(100)내에 내장되어 작동량만큼 슬라이딩 출몰동작한다.

이와 같이 공구대(16)의 Y축 이송을 X축 및 Ys축을 동기 제어로 연동시키므로서 커버구조가 한 방향에 배열 작동토록 구성할 수 있어 종래에 비해 X축커버와 Ys축커버를 단순하고도 간단히 제작할 수 있다.

또한 그 커버구조가 간단하여 사용불량률을 줄일 수 있으며 제작부품수도 그 만큼 줄어들어 제작공수를 줄일 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 Y축 선반에서의 슬라이딩 커버구조에 따르면, 공구대의 X,Y이동방향에 따른 X축 슬라이딩 커버와 Ys축 슬라이딩 커버를 일방향으로 배치 동작시킬 수 있어서, 본 발명에 적용되는 X축 슬라이딩 커버와 Ys축 슬라이딩 커버가 텔레스코프식 구조를 갖지 않아도 된다.

따라서 본 발명의 커버구조는 단순하면서 부품수도 적게 들어가고, 제작공수가 줄어들며, 사용내구성이 우수한 발명이다.

Claims (4)

1. 베드(52) 상면에 소정의 기울기로 설치되어 Z축 방향으로 이송가능한 새들 (60)상에 공구대(16)를 Z축방향에 대해 베드와 동일 평면상으로 직각방향인 X축방향과 이 X축방향에 대해 베드와 수직 평면상으로 직각방향인 Y축방향으로 이송 제어될 수 있도록 한 Y축 CNC 선반에 있어서,

   상기 공구대(16)와 새들(60)의 사이에 설치되어 상기 공구대(16)가 상기 Y축방향을 X축 방향에 대해 예각을 이루도록 설정된 Ys축의 이송 제어를 받도록 하는 Ys축 크로스 슬라이더(80)와;

   상기 Ys축 크로스 슬라이더(80)의 후단에 고정 배치된 X축 슬라이딩 커버 (100)와;

   상기 공구대(16)에 일단이 고정되고 타단부가 상기 X축 슬라이딩 커버(100)내에서 Ys축을 따르는 공구대(16)의 작동방향을 따라 슬라이딩 되도록 설치된 Ys축 슬라이딩 커버(110)를 포함한 것을 특징으로 하는 Y축 선반의 X축 슬라이딩 커버구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 Ys축 슬라이딩 커버(110)의 작동은 X축과 Ys축의 동기 제어로 이루지도록 한 것을 특징으로 하는 Y축 CNC 선반의 슬라이딩 커버구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 X축 슬라이딩 커버(100)의 전면에는 Ys축 슬라이딩커버(110)의 외표면에 부착된 절삭유나 칩을 제거하기 위한 와이퍼(120)가 취부되어 있는 것을 특징으로 하는 Y축 CNC 선반의 X축 슬라이딩 커버구조.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 X축 슬라이딩 커버(100)가 삽통되는 Z축 슬라이딩 커버(140)에는, X축 슬라이딩 커버(100)에 부착된 절삭유나 칩을 제거하기 위한 와이퍼(130)가 취부된 것을 특징으로 하는 Y축 CNC 선반의 X축 슬라이딩 커버구조.

Images