KR100807350B1 - 밀링머신의 주축 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수평 테이블에 놓인 공작물의 가공이 수직상으로 배치된 스핀들 및 공구의 회전에 의해서 이루어지는 밀링머신에서 스핀들의 상하방향 이동이 리니어 모터에 의해서 이루어질 뿐만 아니라 스핀들의 상하방향 이동이 보다 정밀하게 이루어질 수 있도록 하고 스핀들 선단의 공구측에서의 강성이 최대화될 수 있도록 한 밀링머신의 주축 이송장치에 관한 것이다. 본 발명은 테이블에 장착된 공작물의 가공을 위한 공구에 회전력이 전달되도록 하는 스핀들과, 상기 스핀들이 상하방향(Z축방향)으로 이동되도록 제어하는 이동수단을 포함하여 구성되는 밀링머신의 주축 이송장치에 있어서, 내측에 마련된 에어 터빈에서 제공되는 압력으로 회전동작되는 스핀들과; 내부에는 공간이 형성되어 상기 스핀들이 수용되며 그 외부의 형상은 사각형상으로 이루어지되 그 일측에는 상하방향으로 길게 가이드가 형성된 스핀들 홀더와; 상기 스핀들 홀더가 수용된 상태에서 상하방향으로 이동되는 것이 허용되도록 사각형상의 틀로 형성되어지되 그 일측에는 스핀들 홀더의 가이드가 조립되기 위한 가이드 레일이 형성된 Z축방향이동 스테이지와; 상기 Z축방향이동 스테이지의 일측에 고정장착되어 그 하측으로 형성된 실린더 로드가 스핀들의 하측에 접속된 에어 실린더; 를 포함하여 구성이 이루어지는 것이다.

주축 이송장치, 밀링 머신, 스테이지, 스핀들, 스핀들 홀더, 에어 실린더

Description

밀링머신의 주축 이송장치{The head unit of milling machines}

본 발명은 밀링머신의 주축 이송장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수평 테이블에 놓인 공작물의 가공이 수직상으로 배치된 스핀들 및 공구의 회전에 의해서 이루어지는 밀링머신에서 스핀들의 상하방향 이동이 리니어 모터에 의해서 이루어질 뿐만 아니라 스핀들의 상하방향 이동이 보다 정밀하게 이루어질 수 있도록 하고 스핀들 선단의 공구측에서의 강성이 최대화될 수 있도록 한 밀링머신의 주축 이송장치에 관한 것이다.

밀링머신은 수평 상의 테이블에 공작물이 고정장착된 상태에서 테이블이 X축방향(가로방향) 및 Y축방향(세로방향)으로 이동되는 한편 회전동작되는 공구는 수직상으로 배열된 스핀들의 하단에 위치된 상태에서 Z축방향(상하방향)으로 이동되도록 구성되는 것으로서, 특히 테이블 및 스핀들의 이동은 NC 콘트롤러의 제어에 의해서 이루어지도록 구성된다.

그런데 종래의 일반적인 밀링머신에서 스핀들의 회전은 전동모터의 구동에 따른 회전력을 전달받아 회전동작되도록 구성될 뿐만 아니라, 스핀들의 상하방향 이동은 모터의 회전력을 직선운동력으로 변환시켜 이동동작되도록 구성된다.

따라서 스핀들의 회전동작 및 이동동작을 위한 구성이 소형화되지 못하였기 때문에 소형의 정밀부품을 가공하는 과정에서도 중대형의 공작기계를 사용할 수밖에 없게 되는 문제점이 있었다. 또한, 소형 정밀부품의 가공과정에서 중대형의 공작기계가 사용됨에 따라서 기계의 구동에 소비되는 에너지량이 상대적으로 많았을 뿐만 아니라 가공이 정밀하게 이루어지지 못하게 되는 등의 문제점이 있었다.

또한, 공작기계의 소형화를 추진함에 있어서 상대적으로 질량과 크기가 큰 주축을 이송하는 장치에서 발생되는 오차가 문제되는데, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 단순히 이송계의 크기를 작게 하거나 이송계의 한쪽에 회전축을 장착하는 경우에는 이송계의 운동오차가 증폭되고 주축 끝단의 공구에서 받는 하중이 모멘트를 발생시켜 공구단에서의 변위를 크게 만드는 등 강성이 약해지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 수평 테이블에 놓인 공작물의 가공이 수직상으로 배치된 스핀들 및 공구의 회전에 의해서 이루어지는 밀링머신에서 스핀들의 상하방향 이동이 리니어 모터에 의해서 이루어질 뿐만 아니라 스핀들의 상하방향 이동이 보다 정밀하게 이루어질 수 있도록 하고 스핀들 선단의 공구측에서의 강성이 최대화될 수 있도록 한 밀링머신의 주축 이송장치를 제공하는 데 목적이 있는 것이다.

전술한 바와 같은 목적의 달성을 위한 본 발명의 수단은 다음과 같이 이루어진다. 즉, 본 발명은 테이블에 장착된 공작물의 가공을 위한 공구에 회전력이 전달되도록 하는 스핀들과, 상기 스핀들이 상하방향(Z축방향)으로 이동되도록 제어하는 이동수단을 포함하여 구성되는 밀링머신의 주축 이송장치에 있어서, 내부에는 공간이 형성되어 상기 스핀들이 수용되며 그 외부의 형상은 사각형상으로 이루어지되 그 일측에는 상하방향으로 길게 가이드가 형성된 스핀들 홀더와; 상기 스핀들 홀더가 수용된 상태에서 상하방향으로 이동되는 것이 허용되도록 사각형상의 틀로 형성되어지되 그 일측에는 스핀들 홀더의 가이드가 조립되기 위한 가이드 레일이 형성된 Z축방향이동 스테이지와; 이송체의 자중을 지지하기 위하여 상기 Z축방향이동 스테이지의 일측에 고정장착되어 그 하측으로 형성된 실린더 로드가 스핀들의 하측에 접속된 에어 실린더; 를 포함하여 구성이 이루어지는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 밀링머신의 주축 이송장치에서 스핀들 홀더의 내부는 서로 직경이 다른 형태로 이루어지되, 그 하부측에는 스핀들의 외경에 따라 교체가능한 형태의 스핀들 고정구가 형성될 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 밀링머신의 주축 이송장치에서 스핀들 고정구는 스핀들 홀더의 하측 내경에 끼워지기 위한 원통형상의 삽입부와, 스핀들 홀더의 하부에 고정장착되기 위한 플랜지부로 이루어지되, 삽입부의 일부 구간에는 스핀들이 끼워진 상태에서 조임이 가능하도록 절개된 슬롯이 형성되는 한편 슬롯의 일측에는 슬롯의 간격을 좁혀 스핀들이 스핀들 홀더에 고정된 상태가 유지되도록 하기 위한 볼 트체결공이 형성되는 구조로 이루어질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 밀링머신의 주축 이송장치에서 슬롯은 삽입부의 수직방향으로 절개 형성되는 수직방향 슬롯와, 수직방향 슬롯의 하단에서 시작되어 삽입부의 주연부를 따라 소정 각도구간 절개 형성되는 수평방향 슬롯로 구분형성될 수 있는 것이다.

아울러, 본 발명에 따른 밀링머신의 주축 이송장치에서 스핀들 홀더의 일측면에는 그리드가 형성된 스케일러가 부착되는 한편 Z축방향이동 스테이지의 일측면에는 스케일러의 위치를 읽어 스핀들 홀더의 위치를 측정하기 위한 리니어 엔코더가 고정장착된 구조로 이루어질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 밀링머신의 주축 이송장치에서 에어 실린더의 실린더 로드 끝단은 스핀들 홀더의 상부면에서 에어 실린더가 위치된 측을 향해 돌출된 형태로 고정장착된 실린더 브라켓에 결합된 구조로 이루어질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 밀링머신의 주축 이송장치에서 스핀들 홀더의 가이드는 스핀들 홀더의 몸체로부터 분리 및 조립이 가능한 형태로 구성될 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 밀링머신의 주축 이송장치에서 스핀들의 샤프트는 공압에 의해서 구동이 이루어지도록 샤프트의 도중 외주연에는 터빈 임펠러가 형성되고, 스핀들 몸체의 도중에는 터빈 임펠러로 공압의 공급이 가능하도록 에어 터빈 노즐이 형성된 구조로 이루어질 수 있는 것이다.

전술한 바와 같은 수단으로 구성되는 밀링머신의 주축 이송장치는 스핀들의 상하방향 이동동작 및 회전동작이 리니어 모터 및 에어 터빈에 의해서 이루어지도록 구성됨으로서 스핀들의 상하방향 이동동작 및 회전동작을 위한 구성수단의 크기를 크게 줄일 수 있는 장점이 있는 것이다. 또한, 리니어 모터에서 발생되는 전자기력으로 스핀들 홀더가 상하방향으로 이동되는 과정에서 Z축방향이동 스테이지와 스핀들 홀더 사이가 마찰되지 않고 스핀들 홀더가 부상된 상태로 이동될 수 있도록 함으로서 보다 정확한 상하방향 위치이동이 가능하게 되는 장점이 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 밀링머신의 주축 이송장치는 스핀들의 선단에 있는 공구측이 스핀들 홀더를 지지하고 있는 안내면의 중앙에 위치됨으로써 공구측에서 작용하는 하중에 의한 안내면 베어링에서의 모멘트가 최소화될 수 있어 공구측에서의 강성을 최대화시킬 수 있는 장점이 있는 것이다.

아울러, 본 발명에 따른 밀링머신의 주축 이송장치가 주축의 이송방향이 지면에 대해 수직방향으로 설치되는 기계장치에 적용될 경우에, 리니어 모터의 구동에 의해서 스핀들 홀더 및 스핀들이 상하방향으로 이동되는 과정에서 Z축방향이동 스테이지에 가해지는 스핀들 홀더 및 스핀들의 자중이 에어 실린더에 작용되는 압력에 의해서 보상됨에 따라서 리니어 모터에서 일정하게 힘이 작용되어 리니어 모터에 불필요한 전류가 들어가는 것이 방지되고, 리니어 모터의 추력이 순수히 스핀들의 상하방향 위치이동에 사용됨으로서 보다 정확한 이송이 이루어질수 있는 장점이 있는 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 밀링머신의 주축 이송장치의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 주축 이송장치가 적용된 밀링머신의 정면도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 밀링머신 주축 이송장치의 사시도이고, 도 3 은 본 발명에 따른 밀링머신 주축 이송장치의 저면사시도이며, 도 4 및 도 5 는 각각 본 발명에 따른 주축 이송장치의 측면도이고, 도 6 은 본 발명에 따른 주축 이송장치의 평면도이며, 도 7 내지 도 10 은 본 발명에 따른 주축 이송장치의 주요 부품들의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 20 은 본 발명에 의해 형성된 주축 이송장치를 지시하는 것으로서, 주축 이송장치(20)는 도 1 에 도시된 바와 같은 구조로 이루어지는 밀링머신(10)의 상부측에 위치되어 공구의 회전 및 상하방향 위치이동이 가능하도록 하기 위해 형성되는 것이다. 주축 이송장치(20)의 지지를 위해서 테이블(14)이 형성된 베이스(12)의 일측에는 컬럼(16)이 세워지는데, 컬럼의 상단은 테이블(14)의 상부측에 향해서 절곡된 구조로 형성된다.

한편, 컬럼(16)의 상단부에는 스핀들(30)의 회전동작 및 상하방향 이동동작을 허용하는 한편 스핀들(30)이 테이블(14)의 직상방에 위치된 상태가 유지될 수 있도록 하는 Z축방향이동 스테이지(40)가 고정장착된다. 특히, Z축방향이동 스테이지(40)는 상하방향으로 관통된 사각형상의 틀로 이루어지는데, 사방의 벽면들 중에서 일측면에는 상하방향으로 길게 가이드 레일(42)이 형성된다. 이 가이들 레 일(42)은 Z축방향이동 스테이지(40)의 내부와 외부를 서로 연통시키는 구조로 이루어지되, Z축방향이동 스테이지(40)를 이루는 사방의 벽들끼리는 서로 일체로 연결됨으로서 사각형의 틀형상이 유지된다.

컬럼(16)에 고정된 Z축방향이동 스테이지(40)의 내부에 마련된 작동공간(41)에 위치된 상태에서 스핀들(30)의 상하방향 이동이 이루어질 수 있도록 유도하기 위한 구성요소들의 하나로써 스핀들 홀더(50)가 형성된다. 스핀들 홀더(50)는 도면에 도시된 바와 같이 외부형상은 사각형상을 이루되, 그 내부에는 원통형상의 공간이 형성된 구조로 이루어진다. 즉, 내부는 원기둥형상으로 이루어지는 스핀들(30)이 수용되기 위한 조립공간(51)이 원통형상으로 형성되는 한편 외부는 Z축방향이동 스테이지(40)에 조립될 수 있도록 사각형상으로 이루어지는 것이다.

특히, 스핀들 홀더(50)의 일측면에는 Z축방향이동 스테이지(40)에 마련된 가이드 레일(42)에 끼워져 상하방향의 직선이동이 가능하도록 하기 위한 가이드(52)가 형성된다. 이 가이드(52)는 스핀들 홀더(50)의 몸체와는 별도로 제작된 후에 볼트 또는 리벳 등의 체결수단으로써 스핀들 홀더(50)의 몸체에 일체로 구성될 수도 있는 것이지만, 스핀들 홀더(50)의 제작시부터 하나의 몸체로 구성될 수도 있는 것이다. 스핀들(30)이 조립되는 스핀들 홀더(50)의 조립공간(51) 직경은 도 7 에 은선으로 표시된 바와 같이 상부와 하부가 서로 다른 형태로 이루어진다.

스핀들 홀더(50)의 가이드(52)는 상하방향으로 길게 형성된 채로 가이드 레일(42)의 내측에 위치됨으로서 Z축방향이동 스테이지(40)의 일측에 별도로 장착되는 리니어 모터(70)의 제어에 의해서 가이드 레일(42)을 따라 상하방향으로 이동가 능하게 된다.

리니어 모터(70)는 스핀들(30)이 조립되어 있는 스핀들 홀더(50)가 상하방향(Z축방향)으로 직선이동될 수 있도록 구동시키는 이동수단의 하나로써 고정체인 Z축방향이동 스테이지(40)에 부착되는 부분과 이동체인 스핀들 홀더(50)에 부착되는 부분의 조합으로 이루어진다. 즉, 도면에 표시된 바와 같이 고정체인 Z축방향이동 스테이지(40)의 외부 일측면에 영구자석(72) 및 고정자코어(71)가 부착되는 한편 그 고정자 코어(71)와 소정 간격 떨어진 위치의 가이드 측에는 권선된 형태의 코일(74)이 형성된다. 리니어 모터(70)는 영구자석(72)에 의해서 형성된 자기장 내에 위치된 코일(74)로 전류가 흐르는 방향에 따라서 작용되는 힘의 방향이 결정되는 원리를 이용한 것이다. 한편, 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 도면에 도시된 리니어 모터(70)는 시중에서 흔히 구할 수 있는 사양의 것으로, 영구자석(72)는 'ㄷ'형상으로 형성된 고정자 코어(71)의 내측에 고정장착되는 한편 그 고정자 코어(71)의 내측공간에 코일(74)이 위치된 형태이다. 이때, 코일(74)은 스핀들 홀더(50)의 가이드(52)에 고정된다.

리니어 모터(70)의 구동에 의해서 Z축방향이동 스테이지(40)의 내측에서 상하방향으로 이동되는 스핀들 홀더(50)가 Z축방향이동 스테이지(40)의 내측면과 마찰되지 않고 부상된 상태로 이동될 수 있도록 하기 위해서 Z축방향이동 스테이지(40)의 내측면과 스핀들 홀더(50)의 외측면 사이에는 에어 베어링 수단의 일부인 에어 패드(44)가 개재되는 것이 바람직하다. 에어 베어링 수단은 고정체와 이동체 사이의 면에 공기압을 가함으로서 이동체가 고정체로부터 일정 간격 떨어진 상태에 서 이동될 수 있도록 하는데 적용되는 것으로서, 도 6 에 도시된 바와 같은 다공질의 에어 패드(44)에 고압의 공압이 제공되면 보다 넓은 표면에 공압이 분산되면서 고정체로부터 이동체의 부상이 보다 효과적으로 이루어지게 된다.

한편, 리니어 모터(70)에 의해서 상하방향으로 이동되는 스핀들 홀더(50)의 정확한 위치를 측정 및 제어하기 위해서 Z축방향이동 스테이지(40)의 일측에는 리니어 엔코더(80)가 형성되고, 그 리니어 엔코더(80)와 소정간격 떨어진 이동체인 스핀들 홀더(50) 측에는 그리드가 표현된 스케일러(82)가 부착된다. 리니어 엔코더(80)와 스케일러(82)의 원할한 동작을 위해서 리니어 엔코더(80)가 위치되는 Z축방향이동 스테이지(40)의 일부는 내외부가 연통되도록 형성될 수도 있는 것이다. 한편, 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에서는 리니어 엔코더(80)는 가이드(52)가 형성된 위치의 Z축방향이동 스테이지(40)에 고정장착되고, 스케일러(82)는 스핀들 홀더(50)의 가이드(52)에 형성된 상태를 보이고 있는 것이다.

스핀들 홀더(50)에 조립되는 스핀들(30)의 샤프트(32)는 전동모터의 구동에 의해서 회전동작되도록 형성될 수도 있는 것이지만, 샤프트의 도중에 마련된 터빈에 공압을 가하여 샤프트가 회전동작되도록 하는 에어 터빈 방식이 적용될 수도 있는 것이다. 물론, 샤프트(32)의 하단부에는 공구의 장착을 위한 공구척(34)이 형성된다.

도 10 은 본 발명의 일실시예에 따른 샤프트 구동방식을 설명하기 위한 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이 샤프트(32)의 도중에는 소정의 각도 간격으로 다수의 터빈 임펠러(32a)가 음각된 형태로 형성되고, 그 터빈 임펠러(32a)를 향하는 스 핀들(30)의 도중에는 에어 터빈 노즐(31)이 형성됨으로서, 에어 터빈 노즐(31)을 통해서 터빈 임펠러(32a)로 고압의 공압을 제공할 경우 샤프트(32)의 회전동작이 이루어지는 것이다.

스핀들 홀더(50)의 하단에는 스핀들(30)의 고정상태를 보다 견고히 할 뿐만 아니라 직경이 다른 스핀들 간의 호환이 가능한 구조의 스핀들 고정구(60)가 장착된다. 도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 고정구(60)의 측면도로서, 스핀들 고정구(60)는 스핀들 홀더(50)의 하측 내경에 끼워질 수 있는 직경으로 이루어진 원통형상의 삽입부(61)과, 삽입부(61)의 직경보다 큰 직경으로 이루어져 스핀들 홀더(50)의 하부에 볼트 등의 체결수단으로서 고정장착되기 위한 플랜지부(62)로 이루어진다. 특히, 삽입부(61)의 도중에는 외부에서 가해지는 힘에 따라서 직경이 조절될 수 있도록 절개된 형태의 슬롯(63)이 형성되고, 그 슬롯(63)의 일측에는 슬롯(63)의 간격을 좁혀 내부에 위치되는 스핀들(30)에 조이는 힘을 가할 수 있도록 하는 볼트체결공(64)이 형성된다.

삽입부(61)를 통한 스핀들(30)의 외경을 조이는 과정에서 삽입부(61)의 탄성력이 우수해질 수 있도록 슬롯(63)은 수직방향 슬롯(63a)과 수평방향 슬롯(63b)으로 구분형성된다. 즉, 수직방향 슬롯(63a)은 삽입부(61)의 일측이 축방향으로 절개되어 형성되는 한편 수평방향 슬롯(63b)은 수직방향 슬롯(63a)의 하측 끝단에서 시작되어 삽입부(61)의 주연부를 따라 소정의 각도구간이 절개되어 형성되는 것이다. 수평방향 슬롯(63b)이 형성되는 범위는 삽입부(61)를 조였을 때 강성이 유지될 수 있는 범위 내에서 설정되는 것이 바람직할 것이다.

도 9 는 본 발명에 의한 스핀들 홀더 및 스핀들 고정구로써 스핀들을 고정시킨 상태를 보인 도면이다. 스핀들(30)을 장착하는 과정에서는 우선 스핀들 고정구(60)의 삽입부(61) 내측으로 스핀들(30)을 끼운 상태에서 볼트체결공(64)에 볼트를 체결하여 스핀들(30)의 외경이 스핀들 고정구(60)의 내경에 밀착 고정된 상태가 되도록 하는 과정이 이루어진다. 그 후, 도면에 도시된 바와 같이 스핀들 고정구(60)의 외경측이 스핀들 홀더(50)에 삽입되도록 한 상태에서 스핀들 고정구(60)의 플랜지부(62)와 스핀들 홀더(50)의 하부면을 일치시킨 상태에서 체결볼트 등으로써 스핀들 고정구(60)가 스핀들 홀더(50)에 고정되도록 하는 과정이 이루어진다. 이와 같이 스핀들 홀더(50)로부터 스핀들 고정구(60)가 분리되거나 결합될 수 있도록 구성됨으로서 스핀들(30)의 직경에 서로 차이가 있더라도 호환이 가능하게 되는 것이다.

그리고 스핀들(30)이 회전동작되는 과정 등에서 리니어 모터(70)의 작동에 의해서 스핀들 홀더(50)가 상하방향으로 이동동작되더라도 스핀들 홀더(50)에 미치는 리니어 모터(70)의 이송력이 일정하게 유지될 수 있도록 하기 위한 에어 실린더(90)가 Z축방향이동 스테이지(40)의 일측면에 형성된다. 즉, 도면에 도시된 바와 같이 에어 실린더(90)의 상하부는 Z축방향이동 스테이지(40)에 고정장착되는 한편 에어 실린더(90)의 상부측으로 노출된 실린더 로드(92)는 실린더 브라켓(94) 등을 매개로 하여 스핀들 홀더(50)의 상부면 일측에 접속된다.

이상과 같이 구성된 주축 이송장치는 도 1 에 도시된 바와 같은 밀링머신에 적용될 수 있는데, 밀링머신(10)의 구동을 제어하는 NC 제어기(미도시)의 제어에 의해서 스핀들(30)의 회전동작 및 스핀들 홀더(50)의 상하방향 이동동작이 이루어진다.

리니어 모터(70)를 구성하는 코일(74)에 인가되는 전류의 방향에 따라서 고정체인 Z축방향이동 스테이지(40)와 이동체인 스핀들 홀더(50) 사이에 작용하는 힘의 방향이 달라지게 된다. 이와 같이 작용되는 힘의 방향에 따라서 이동체인 스핀들 홀더(50)는 Z축방향이동 스테이지(40)의 내부에서 상측 또는 하측 방향으로 이동된다.

한편, 에어 베어링 수단의 에어 패드(44)에는 고압의 공압이 제공됨으로서 스핀들 홀더(50)의 외측면이 Z축방향이동 스테이지(40)의 내측면과 마찰되지 않고 부상된 상태가 되도록 한다. 또한, 리니어 엔코더(80)에서는 스핀들 홀더(50)와 함께 상측 또는 하측방향으로 이동되는 스케일러(82)의 위치를 인식한 후 NC 제어기와 통신하게 된다. 따라서 리니어 모터(70)의 제어에 의한 스핀들 홀더(50)의 상하방향 이동의 제어는 보다 정확하게 이루어질 수 있게 된다.

또한, 이송방향이 수직방향인 경우에 이송체의 자중 보상을 위해서 에어 실린더(90)의 실린더 로드(92)가 이동체인 스핀들 홀더(50)의 상부측에 접속되어 있으며, 에어 실린더(90)에는 일정한 압력의 공기가 공급됨으로서 이동체인 스핀들 홀더 및 스핀들의 자중과는 반대방향의 힘을 발생됨으로서 자중이 보상되는 것이다. 따라서 스핀들 홀더(50)가 상하방향으로 이동되는 과정에서 스핀들 홀더(50)를 비롯한 스핀들(30) 등의 중량을 지지하기 위하여 Z축방향이동 리니어 모터에 일정한 전류가 인가되는 것이 방지될 수 있으며, 리니어 모터의 힘이 모두 이송에 작용 되어 보다 정확한 제어가 이루어질 수 있게 된다.

특히, 본 발명에 따른 주축 이송장치가 밀링 머신 등에 적용될 때에는 도 1 에 도시된 바와 같이 테이블의 상부 중앙에 위치됨으로서 스핀들 및 공구가 작동되는 과정에서의 오차를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 기계적인 강성이 보다 우수해질 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 주축 이송장치가 적용된 밀링머신의 정면도.

도 2 는 본 발명에 따른 밀링머신 주축 이송장치의 사시도.

도 3 은 본 발명에 따른 밀링머신 주축 이송장치의 저면사시도.

도 4 및 도 5 는 각각 본 발명에 따른 주축 이송장치의 측면도.

도 6 은 본 발명에 따른 주축 이송장치의 평면도.

도 7 은 본 발명에 따른 스핀들 홀더의 측면도.

도 8 은 본 발명에 다른 스핀들 고정구의 측면도.

도 9 는 본 발명에 의한 스핀들 홀더 및 스핀들 고정구로써 스핀들을 고정시킨 상태를 보인 도면.

도 10 은 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 샤프트의 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 밀링머신 12 : 베이스

14 : 테이블 16 : 컬럼

20 : 주축 이송장치 30 : 스핀들

32 : 샤프트 34 : 공구척

40 : Z축방향이동 스테이지 41 : 작동공간

42 : 가이드 레일 44 : 에어 패드

50 : 스핀들 홀더 52 : 가이드

60 : 스핀들 고정구 61 : 삽입부

62 : 플랜지부 63 : 슬롯

70 : 리니어 모터 71 : 고정자 코어

72 : 영구자석 74 : 코일

80 : 리니어 엔코더 82 : 스케일러

90 : 에어 실린더 92 : 실린더 로드

Claims (7)

1. 테이블에 장착된 공작물의 가공을 위한 공구에 회전력이 전달되도록 하는 스핀들과, 상기 스핀들이 상하방향(Z축방향)으로 이동되도록 제어하는 이동수단을 포함하여 구성되는 밀링머신의 주축 이송장치에 있어서,

   내부에는 공간이 형성되어 상기 스핀들이 수용되며 그 외부의 형상은 사각형상으로 이루어지되 그 일측에는 상하방향으로 길게 가이드(52)가 형성된 스핀들 홀더(50)와;

   상기 스핀들 홀더(50)가 수용된 상태에서 상하방향으로 이동되는 것이 허용되도록 사각형상의 틀로 형성되어지되 그 일측에는 스핀들 홀더(50)의 가이드(52)가 조립되기 위한 가이드 레일(42)이 형성된 Z축방향이동 스테이지(40)와;

   상기 Z축방향이동 스테이지(40)의 일측에 고정장착되어 그 하측으로 형성된 실린더 로드(92)가 스핀들(30)의 하측에 접속된 에어 실린더(90); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 밀링머신의 주축 이송장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 스핀들 홀더(50)의 내부는 서로 직경이 다른 형태로 이루어지되, 그 하부측에는 스핀들(30)의 외경에 따라 교체가능한 형태의 스핀들 고정구(60)가 형성된 것을 특징으로 하는 밀링머신의 주축 이송장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기한 스핀들 고정구(60)는 스핀들 홀더(50)의 하측 내경에 끼워지기 위한 원통형상의 삽입부(61)와, 스핀들 홀더(50)의 하부에 고정장착되기 위한 플랜지부(62)로 이루어지되, 삽입부(61)의 일부 구간에는 스핀들(30)이 끼워진 상태에서 조임이 가능하도록 절개된 슬롯(63)이 형성되는 한편 슬롯(63)의 일측에는 슬롯(63)의 간격을 좁혀 스핀들(30)이 스핀들 홀더(50)에 고정된 상태가 유지되도록 하기 위한 볼트체결공(64)가 형성된 것을 특징으로 하는 밀링머신의 주축 이송장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기한 슬롯(63)은 삽입부(61)의 수직방향으로 형성되는 수직방향 슬롯(63a)와, 수직방향 슬롯(63a)의 하단에서 시작되어 삽입부(61)의 주연부를 따라 소정 각도구간 형성되는 수평방향 슬롯(63b)로 구분형성되는 것을 특징으로 하는 밀링머신의 주축 이송장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기한 스핀들 홀더(50)의 일측면에는 그리드가 형성된 스케일러(82)가 부착되는 한편 Z축방향이동 스테이지(40)의 일측면에는 스케일러의 위치를 읽어 스핀들 홀더(50)의 위치를 측정하기 위한 리니어 엔코더(80)가 고정장착된 것을 특징으로 하는 밀링머신의 주축 이송장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기한 에어 실린더(90)의 실린더 로드(92) 끝단은 스핀들 홀더(50)의 상부면에서 에어 실린더(90)가 위치된 측을 향해 돌출된 형태로 고정장착된 실린더 브라켓(94)에 결합된 것을 특징으로 하는 밀링머신의 주축 이송장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기한 스핀들 홀더(50)의 가이드(52)는 스핀들 홀더(50)의 몸체로부터 분리 및 조립이 가능한 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 밀링머신의 주축 이송장치.

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