KR100829861B1 - The compacted nc lathe - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탁상형 NC 선반에 관한 것으로서, 보다 상세하세는 크기가 작고 정밀한 제품의 생산을 위한 금형을 제작하는 과정과 같이 정밀한 가공이 요구되는 가공분야에서 보다 정밀한 가공이 가능할 뿐만 아니라 공작기계의 설치에 따른 공간 및 비용이 크게 절감될 수 있도록 하는 탁상형 NC 선반에 관한 것이다.The present invention relates to a table-type NC lathe, which is more detailed, as well as more precise machining is possible in the machining field that requires precise processing, such as the process of manufacturing a mold for the production of small and precise products as well as the installation of machine tools It relates to a table-type NC lathe that can significantly reduce the space and cost.
대표적인 공작기계 중의 하나인 NC 선반은 작업자가 직접 공작물 및 공구를 이송시키면서 가공을 진행해야만 하는 범용 선반과는 달리 가공전에 컴퓨터에 프로그램된 NC 데이터에 따라서 공작물 및 공구가 NC 콘트롤러의 제어에 의해 이동되면서 가공이 이루어지도록 구성된 것이다. 따라서 NC 선반에 의한 가공은 범용 선반에 의한 가공에 비하여 정확한 치수의 가공이 가능할 뿐만 아니라 생산 효율이 크게 향상되는 장점을 가진다.NC lathe, which is one of the representative machine tools, is a general lathe that requires the operator to move the workpiece and the tool, and the workpiece and the tool are moved under the control of the NC controller according to the NC data programmed in the computer before machining. It is configured to be processed. Therefore, the machining by the NC lathe has the advantage that not only the machining of the correct dimensions compared to the machining by the general-purpose lathe, but also greatly improve the production efficiency.
한편, 렌즈와 같이 크기가 작고 정밀한 가공이 요구되는 제품의 제조를 위한 금형 등을 제작하는 과정에서는 보다 정밀한 가공이 가능한 소형 공작기계의 공급이 요구되고 있었으나, 공작기계에 탑재된 공작물 및 공구의 이송수단으로는 전동모터에서 출력되는 회전 동력을 직선 운동력으로 변환시켜 줌으로서 공작물 및 공 구의 이송이 가능하도록 하는 방식이 일반적이었다.On the other hand, in the process of manufacturing a mold for manufacturing a product that requires a small size and precise processing, such as a lens, it was required to supply a small machine tool capable of more precise processing, but the transfer of the workpiece and the tool mounted on the machine tool As a means, a method of converting the rotational power output from the electric motor into linear motion force to transfer the workpiece and the tool was common.
따라서 공작물 및 공구의 이송을 위해 구비되어야 하는 이송수단의 크기가 컴팩트(compact)한 형태로 이루어질 수 없었기 때문에 NC 선반을 비롯한 공작기계의 크기가 크게 구성될 수밖에 없었다. 이와 같이 공작기계의 크기가 크게 형성됨으로서 공작기계의 설치를 위한 공간확보 측면에서 불리하게 되었고, 공작물 및 공구의 이송수단을 작동시키는 데 따른 에너지의 소비가 크게 되었다.Therefore, since the size of the conveying means to be provided for the transport of the workpiece and the tool could not be made in a compact form, the size of the machine tool including the NC lathe was inevitably large. In this way, the size of the machine tool is large, which is disadvantageous in terms of securing space for the installation of the machine tool, and the energy consumption of operating the conveying means of the workpiece and the tool is increased.
또한, 소형의 공작물을 정밀하게 가공해야 함에도 불구하고 대형의 공작기계를 이용하여 가공을 실시하게 됨으로서 가공 제품의 크기에 비하여 공작기계의 구동과정에서 불필요하게 많은 에너지가 낭비되는 원인이 되었다.In addition, despite the need to precisely process small workpieces, processing is performed using a large machine tool, which causes unnecessary energy wasted in the process of driving the machine tool as compared with the size of the processed product.
따라서 본 발명은 전술한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 크기가 작고 정밀한 제품의 생산을 위한 금형을 제작하는 과정과 같이 정밀한 가공이 요구되는 가공분야에서 보다 정밀한 가공이 가능할 뿐만 아니라 공작기계의 설치에 따른 공간 및 비용이 크게 절감될 수 있도록 하는 탁상형 NC 선반을 제공하는 데 목적이 있는 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, as well as more precise machining is possible in the machining field requiring precise processing, such as the process of manufacturing a mold for the production of small and precise products It is an object of the present invention to provide a table-type NC lathe that can greatly reduce the space and cost of the installation of the machine.
또한, 본 발명은 공작물 및 공구를 이송시켜주기 위한 이송수단으로 전자기력에 의해 동작되는 리니어 모터(선형 모터)가 적용되는 한편 공작물 및 공구를 지지하는 테이블이 주변부품과 마찰되지 않고 이동 동작될 수 있도록 하는 수단으로 에어 베어링 수단이 적용되도록 한 탁상형 NC 선반을 제공하는 데 목적이 있는 것 이다.In addition, the present invention is applied to the linear motor (linear motor) operated by the electromagnetic force as a transport means for transporting the workpiece and the tool while the table supporting the workpiece and the tool can be moved without friction with the peripheral parts It is an object of the present invention to provide a table-type NC lathe in which an air bearing means is applied.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명은 다음과 같이 구성으로 이루어진다. 즉, 본 발명은 양측에 이동을 위한 손잡이가 형성된 판형상의 베이스와; 스핀들 모터의 구동력으로 회전동작되는 스핀들이 내측에 형성되며 그 일측에는 공작물을 고정시키기 위한 척이 형성되는 스핀들 바디와; 상기 스핀들의 척과 대향된 채 이격된 위치에 공구를 고정시키기 위해 형성되는 공구 홀더와; 상기 스핀들의 축방향으로 직선이동이 가능하도록 형성되어지되 그 상부면에는 상기 스핀들 바디가 안치되고 그 하부면 양측에는 측벽이 형성된 스핀들측 테이블과; 상기 스핀들의 좌우방향으로 직선이동이 가능하도록 형성되어지되 그 상부면에는 공구 홀더가 안치되고 그 하부면 양측에는 측벽이 형성된 공구측 테이블과; 하부가 베이스에 고정된 채 상기 스핀들측 테이블과 조립되어 스핀들측 테이블이 직선 이동되도록 안내하는 스핀들측 테이블 가이드와; 하부가 베이스에 고정된 채 상기 공구측 테이블과 조립되어 공구측 테이블이 직선 이동되도록 안내하는 공구측 테이블 가이드와; 상기 스핀들측 테이블 가이드 내측에 코일이 권선된 고정자 코어가 고정장착되는 한편 고정자 코어와 대향된 채 이격된 위치의 스핀들측 테이블의 내측에 영구자석이 고정장착되어 코일에 전류 인가시 영구자석에 의한 자기장의 영향으로 스핀들측 테이블이 동작되도록 형성된 스핀들측 테이블 이송수단과; 상기 공구측 테이블 가이드 내측에 코일이 권선된 고정자 코어가 고정장착되는 한편 고정자 코어와 대향된 채 이격된 위치의 공구측 테이블의 내측에 영구자석이 고정장착되어 코일에 전류 인가시 영구자석에 의한 자기장의 영향으로 공구측 테이블이 동작되도록 하는 공구측 테이블 이송수단과; 상기 스핀들측 테이블과 스핀들측 테이블 가이드의 조립시 서로 마주하는 부분의 다수 위치에 에어 패드가 개재되어 스핀들측 테이블이 스핀들측 테이블 가이드 상에서 마찰되지 않고 이송되도록 유도하는 스핀들측 에어 베어링 수단과; 상기 공구측 테이블과 공구측 테이블 가이드의 조립시 서로 마주하는 부분의 다수 위치에 에어 패드가 개재되어 공구측 테이블이 공구측 테이블 가이드 상에서 마찰되지 않고 이송되도록 유도하는 공구측 에어 베어링 수단; 을 포함하여 구성이 이루어진다.As a means for achieving the object as described above, the present invention is configured as follows. That is, the present invention includes a plate-shaped base having a handle for movement on both sides; A spindle body in which a spindle that is rotated by a driving force of the spindle motor is formed at an inner side thereof, and a chuck for fixing the workpiece at one side thereof; A tool holder formed to hold the tool in a spaced position opposite the chuck of the spindle; A spindle-side table formed to enable linear movement in the axial direction of the spindle, the spindle body being placed on an upper surface thereof and having sidewalls formed on both sides thereof; A tool side table formed to enable linear movement in the left and right directions of the spindle, wherein a tool holder is placed on an upper surface thereof and side walls are formed on both sides of the lower surface; A spindle-side table guide which is assembled with the spindle-side table with a lower part fixed to the base to guide the spindle-side table to move linearly; A tool side table guide which is assembled with the tool side table with a lower portion fixed to the base to guide the tool side table to move linearly; A stator core with a coil wound around the spindle side table guide is fixedly mounted, while a permanent magnet is fixedly mounted inside the spindle side table in a spaced apart position facing the stator core. Spindle-side table conveying means configured to operate the spindle-side table under the influence of; A stator core wound with a coil wound inside the tool side table guide is fixedly mounted, while a permanent magnet is fixedly mounted inside the tool side table in a spaced apart position opposite to the stator core. Tool side table conveying means for operating the tool side table under the influence of; Spindle-side air bearing means for interposing air spindles at a plurality of positions facing each other when assembling the spindle-side table and the spindle-side table guide so that the spindle-side table is conveyed without friction on the spindle-side table guide; Tool side air bearing means for inducing the tool side table to be transported without friction on the tool side table guide by interposing air pads at a plurality of positions facing each other when assembling the tool side table and the tool side table guide; The configuration is made, including.
또한, 본 발명에 따른 탁상형 NC 선반에서 스핀들측 에어 베어링 수단의 각 에어 패드로 공압이 공급될 수 있도록 하기 위해서 스핀들측 테이블의 일측에 형성된 에어 유입구로부터 각각의 에어 패드의 위치까지는 에어 공급통로가 형성되는 한편 상기한 공구측 에어 베어링 수단의 각 에어 패드로 공압이 공급될 수 있도록 하기 위해서 공구측 테이블의 일측에 형성된 에어 유입구로부터 각각의 에어 패드의 위치까지는 에어 공급통로가 형성될 수 있는 것이다.In addition, in order to enable air pressure to be supplied to each air pad of the spindle-side air bearing means in the table-type NC lathe according to the present invention, an air supply passage is provided from the air inlet formed at one side of the spindle-side table to the position of each air pad. The air supply passage may be formed from the air inlet formed at one side of the tool side table to the position of each air pad so that pneumatic pressure can be supplied to each air pad of the tool side air bearing means.
또한, 본 발명에 따른 탁상형 NC 선반에서 스핀들측 테이블의 상부 양측면에는 스핀들 바디의 양측면을 감싸며 스핀들 바디가 안정된 상태로 지지되도록 하는 스핀들 홀더가 형성될 수 있는 것이다.In addition, in the table-type NC lathe according to the present invention, both sides of the upper side of the spindle-side table may be formed with a spindle holder to surround both sides of the spindle body and to support the spindle body in a stable state.
또한, 본 발명에 따른 탁상형 NC 선반에서 스핀들측 테이블 이송수단을 제어하기 위한 스핀들측 테이블 엔코더가 스핀들측 테이블의 일측에 형성되는 한편 상기한 공구측 테이블 이송수단을 제어하기 위한 공구측 테이블 엔코더가 공구측 테 이블의 일측에 형성될 수 있는 것이다.In addition, the spindle-side table encoder for controlling the spindle-side table feed means in the table-type NC lathe according to the present invention is formed on one side of the spindle-side table while the tool-side table encoder for controlling the tool-side table feed means It can be formed on one side of the tool side table.
또한, 본 발명에 따른 탁상형 NC 선반에서는 스핀들측 테이블 엔코더 및 공구측 테이블 엔코더에 의해서 스핀들측 테이블과 공구측 테이블의 이동상태가 정확히 측정될 수 있도록 스핀들측 테이블의 측면과 공구측 테이블의 측면에는 각각 그리드(grid)가 표현된 스케일러(scaler)가 부착될 수 있는 것이다.In addition, in the table-type NC lathe according to the present invention, the spindle-side table and the tool-side table encoder are provided on the side of the spindle-side table and the side of the tool-side table so that the movement state of the spindle-side table and the tool-side table can be accurately measured. A scaler in which each grid is represented may be attached.
전술한 바와 같은 수단에 의해서 구성이 이루어진 본 발명은 스핀들측 테이블과 공구측 테이블의 이동을 제어하는 스핀들측 테이블 이송수단 및 공구측 테이블 이송수단이 전자기력에 의해 동작되는 리니어 모터로 이루어지게 됨으로서 그 크기가 소형으로 제작되어 이동성 측면에서 유리하게 될 뿐만 아니라 소형 제품을 가공하는 과정에서 대형의 공작기계를 사용하지 않아도 됨으로서 에너지 효율을 높일 수 있는 커다란 장점이 있는 것이다.The present invention constituted by the means as described above has a spindle-side table and a tool-side table conveying means for controlling the movement of the spindle-side table and the tool-side table, so that the tool-side table conveying means is made of a linear motor operated by electromagnetic force. It is manufactured in a small size, which is advantageous in terms of mobility, and there is a big advantage to increase energy efficiency by eliminating the use of a large machine tool in the process of processing a small product.
또한, 본 발명은 스핀들측 테이블과 스핀들측 테이블 가이드 사이가 에어 베어링 수단으로써 지지되고, 공구측 테이블과 공구측 테이블 가이드 사이가 에어 베어링 수단에 의해서 지지됨으로서 스핀들측 테이블 및 공구측 테이블이 동작되는 과정에서 보다 정확하게 동작될 뿐만 아니라 주변과의 마찰이나 간섭이 없이 동작될 수 있게 되어 소형이면서 정밀한 가공이 요구되는 분야에 응용될 수 있는 것이다.In addition, the present invention is a process in which the spindle-side table and the spindle-side table guide is supported by the air bearing means, and between the tool-side table and the tool-side table guide is supported by the air bearing means so that the spindle-side table and the tool-side table are operated. In addition to the more precise operation and can be operated without friction or interference with the surroundings can be applied to the field that requires compact and precise machining.
이하에서는 본 발명에 의한 탁상형 NC 선반의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments according to the configuration and operation of the desk-type NC lathe according to the present invention will be described in detail.
도 1 은 본 발명에 의한 탁상형 NC 선반의 사시도이고, 도 2 는 본 발명에 의한 탁상형 NC 선반의 정면도이며, 도 3 은 본 발명에 의한 탁상형 NC 선반의 측면도이며, 도 4 는 본 발명에 의한 탁상형 NC 선반의 평면도이고, 도 5 는 본 발명에 따른 스핀들의 일측면을 도시한 도면이고, 도 6a 내지 도 6b 는 본 발명에 따른 탁상형 NC 선반에 적용되는 리니어 모터의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 7a 및 도7b 는 본 발명에 따른 리니어 모터의 평면도이고, 도 8 은 본 발명에 의한 탁상형 NC 선반의 구동에 필요한 주변장치를 설명하기 위한 블럭도로서, 도면 중에 표시되는 도면부호 10 은 본 발명에 의해 구성된 탁상형 NC 선반을 지시하는 것이다.1 is a perspective view of a table-type NC lathe according to the present invention, Figure 2 is a front view of a table-type NC lathe according to the present invention, Figure 3 is a side view of the table-type NC lathe according to the present invention, Figure 4 is the present invention 5 is a plan view of the table-type NC lathe according to the present invention. FIG. 5 is a view illustrating one side of the spindle according to the present invention, and FIGS. 6A to 6B illustrate the structure of the linear motor applied to the table-type NC lathe according to the present invention. 7A and 7B are plan views of a linear motor according to the present invention, and FIG. 8 is a block diagram for explaining a peripheral device required for driving a desk-type NC lathe according to the present invention, which is shown in the drawings.
본 발명에 따른 탁상형 NC 선반(10)은 크기가 소형이거나 정밀한 가공이 요구되는 공작물의 가공을 위해서 제작된 것으로서, 그 전체의 크기는 작업자가 쉽게 들어 옮길 수 있는 정도로 이루어지는 것이다. 이동의 편의를 위해 도면에 도시된 바와 같이 베이스(12)의 양측면에는 손잡이(14)가 형성된다. 베이스(12)는 비자성으로 중량을 줄일 수 있는 알루미늄 합금의 재질로 형성되는 것이 바람직할 것이다.The table-
탁상형 NC 선반(10)의 베이스(12)는 수평 상태의 작업대에 올려져 공작물의 가공이 진행되는 과정에서 스핀들(22)의 회전에 따른 진동 등으로 흔들리지 않고 안정된 상태가 유지될 수 있는 구조로 설계되는 것이 바람직하다.The
베이스(12)의 상부에는 서로 직교하는 방향으로 2개의 가이드가 형성되는데, 그 중의 하나는 스핀들측 테이블(30)이 스핀들의 축방향으로 직선이동될 수 있도록 유도하기 위해 형성되는 스핀들측 테이블 가이드(35)이고, 다른 하나는 공구측 테이블(50)이 스핀들의 좌우방향으로 직선이동될 수 있도록 유도하기 위해 형성되는 공구측 테이블 가이드(55)이다.On the top of the
스핀들측 테이블 가이드(35) 및 공구측 테이블 가이드(55)의 양측에는 각각 서로 대칭된 형태의 가이드벽(36,56)이 도 6a 및 도 6b 에 도시된 바와 같이 형성되는데, 그 양측의 가이드벽(36,56) 사이에는 후설할 스핀들측 테이블 이송수단(70) 및 공구측 테이블 이송수단(72)이 수용되기 위한 모터 장착공간(37,57)이 형성된다.On both sides of the spindle-
스핀들측 테이블 가이드(35)의 상부에는 스핀들측 테이블(30)이 얹혀져 요철 결합된 형태로 조립이 이루어지는데, 도면에 도시된 바와 같이 스핀들측 테이블(30)의 양측면에는 스핀들측 테이블 가이드(35)의 가이드벽(36)에 마주하는 측벽(31)이 형성된다.The spindle-
그리고 스핀들측 테이블(30)의 상부측에는 스핀들 바디(20)가 고정장착되는데, 스핀들 바디(20)가 보다 안정적인 상태로 지지될 수 있도록 하기 위해서 스핀들측 테이블(30) 상부측에는 스핀들 바디(20)의 양측면을 감싸는 형태로 이루어진 스핀들 홀더(40)가 장착될 수 있다. 스핀들 홀더(40)는 판형상의 하부면 양측에 각각 브라켓(42)이 돌출형성됨으로서 양측의 브라켓 사이에 스핀들 바디(20)가 수용될 수 있도록 구성되는 것이다. 스핀들 홀더(40)의 하부면은 볼트 등으로써 스핀들측 테이블(30)에 고정장착되는 한편 스핀들 홀더(40)의 양측에 상향 돌출되어진 브 라켓(42)은 스핀들 바디(20)와 볼트 등으로써 체결된다. 스핀들 홀더(40)의 하부면 및 브라켓(42)에 스핀들 바디(20)와의 볼트 조립을 위해서 형성되는 체결공(44)은 도면에 도시된 바와 같이 장공의 형태로 이루어지는 것이 바람직한데, 이는 스핀들 바디(20)의 조립시 위치 조절이 가능하도록 하기 위한 것이다.And the
스핀들 바디(20)의 외측에는 스핀들 바디(20)의 내측 중앙에 형성된 스핀들(22)이 회전동작될 수 있도록 하는 스핀들 모터(21)가 형성되고, 스핀들 바디(20)의 내측에는 공작물의 장착이 이루어지는 척(24)이 형성된다. 스핀들 모터(21)의 외측에는 NC 콘트롤러(91)와 접속되는 스핀들 모터 엔코더(92)가 부착된다.Outside the
스핀들 바디(20)에 부착되는 척(24)은 공작물을 클램프로써 고정장착시키는 클램프 척이 사용될 수도 있고, 공작물이 진공압에 의해서 고정장착되도록 하는 진공 척이 사용될 수도 있는 것이다. 또한, 척(24)은 형상기억합금(SMA) 재질로 이루어진 고정링의 수축 및 팽창 작용에 의해서 공작물을 고정시킬 수 있도록 구성될 수도 있는 것이다.The
도 5 는 본 발명에 의한 스핀들 바디(20)의 일측면을 도시한 도면으로서, 척(24)의 장착을 위한 결합공(23)이 스핀들(22)의 일측에 다수 형성된 상태를 보이고 있다. 또한, 스핀들 바디(20)에 장착되는 척(24)이 진공 척일 경우에 공작물에 흡착력을 가해 진공 척에 밀착되도록 하기 진공 포트(26)가 형성될 수 있다.5 is a view illustrating one side of the
그리고 공구측 테이블 가이드(55)의 상부에는 공구측 테이블(50)이 얹혀져 요철 결합된 형태로 조립이 이루어지는데, 도면에 도시된 바와 같이 공구측 테이 블(50)의 양측면에는 공구측 테이블 가이드(55)의 가이드벽(56)에 마주하는 측벽(51)이 형성된다.In addition, the tool side table 50 is mounted on the upper side of the tool
공구측 테이블(50)의 상부에는 척(24)에 물려진 공작물을 가공하기 위한 공구가 고정될 수 있도록 하는 공구 홀더(60)가 형성된다. 또한, 공구 홀더(60)에 공구를 장착시키는 과정에서 작업자가 공구의 높이를 설정할 수 있도록 하는 공구높이조절수단(62)이 형성된다.On the upper side of the tool side table 50, a
특히, 본 발명에 의한 탁상형 NC 선반(10)에서 스핀들측 테이블(30) 및 공구측 테이블(50)을 이송시키기 위한 구동력은 코일이 권선된 고정자 코어와 영구자석 및 이동자 코어의 조합에 의해 구성되는 리니어 모터(linear motor)에서 발생되는 전자기력이 이용된다.In particular, the driving force for conveying the spindle-side table 30 and the tool-side table 50 in the table-
리니어 모터인 스핀들측 테이블 이송수단(70)의 구성을 위해서 스핀들측 테이블 가이드(35)에는 코일(70a)이 권선된 고정자 코어(70b)가 형성되고, 스핀들측 테이블(30)에는 영구자석(70c)이 부착된 이동자 코어(70d)가 형성된다. 이때, 영구자석(70c)은 코일(70a)이 권선된 고정자 코어(70b)로부터 이격된 채로 도 7a 에 도시된 바와 같이 소정의 간격을 두고 2개가 형성되는데, 영구자석(70c)과 고정자 코어(70b) 사이에는 인력이 작용됨으로서 스핀들측 테이블 가이드(35)로부터 스핀들 테이블(30)이 소정의 범위 내에 위치될 수 있게 된다.For the configuration of the spindle-side table conveying means 70, which is a linear motor, the spindle-
리니어 모터인 공구측 테이블 이송수단(72)의 구성을 위해서 공구측 테이블 가이드(55)에는 코일(72a)이 권선된 고정자 코어(72b)가 부착되고, 공구측 테이블(50)에는 영구자석(72c)이 부착된 이동자 코어(72d)가 형성된다. 이때, 영구자 석(72c)은 코일(72a)이 권선된 고정자 코어(72b)로부터 이격된 채로 도 7a 에 도시된 바와 같이 소정의 간격을 두고 2개가 형성되는데, 영구자석(72c)과 고정자 코어(72b) 사이에는 인력이 작용됨으로서 공구측 테이블 가이드(55)로부터 공구측 테이블(50)이 소정의 범위 내에 위치될 수 있게 된다.For the configuration of the tool side table conveying means 72, which is a linear motor, a
전술한 바와 같이 구성된 스핀들측 테이블 이송수단(70) 및 공구측 테이블 이송수단(72)의 일부를 구성하는 코일(70a,72a)에 전류가 인가되면, 전류의 방향에 따라서 영구자석(70c,72c)에 의해 형성되는 자기장의 영향으로 방향을 갖는 힘이 작용된다. 즉, 코일에 전류가 흐르는 방향에 따라서 자기장에 의한 힘이 가동체인 영구자석(70c,72c) 및 이동자 코어(70d,72d)에 작용하여 동작되는 한편 고정체인 코일(70a,72a) 및 고정자 코어(70b,72b)는 고정된 상태에 있게 됨으로서, 결국은 스핀들측 테이블(30) 및 공구측 테이블(50)이 스핀들측 테이블 가이드(35) 및 공구측 테이블 가이드(55) 상에서 이동되는 것이 가능해지는 것이다.When a current is applied to the
한편, 스핀들측 테이블(30) 및 공구측 테이블(50)이 이송되는 과정에서 스핀들측 테이블 가이드(35) 및 공구측 테이블 가이드(55)에 마찰되지 않고 보다 정확한 이송이 이루어질 수 있도록 하기 위한 스핀들측 에어 베어링 수단(80)이 스핀들측 테이블 가이드(35)와 스핀들측 테이블(30) 사이에 형성되는 한편 공구측 에어 베어링 수단(82)이 공구측 테이블 가이드(55)와 공구측 테이블(50) 사이에 형성된다.On the other hand, in the process of the spindle-side table 30 and the tool-side table 50 is transferred, the spindle side for more accurate conveyance without friction to the spindle-
스핀들측 에어 베어링 수단(80)은 고정체인 스핀들측 테이블 가이드(35)와 이동체인 스핀들측 테이블(30) 사이에 위치된 에어 패드(80a)에 고압의 공기가 분 사되도록 구성된다. 따라서 스핀들측 테이블 가이드(35) 상에서 스핀들측 테이블(30)이 부상됨으로서 스핀들측 테이블 이송수단(70)에 의한 스핀들측 테이블(30)의 이송이 마찰이나 간섭이 없이 정확하게 이루어질 수 있게 된다. 이때, 스핀들측 에어 베어링 수단(80)에 의해서 스핀들측 테이블(30)과 스핀들측 테이블 가이드(35) 사이에 척력으로 작용하는 힘의 방향은 스핀들측 테이블 이송수단(70)의 영구자석(70c)과 고정자 코어(70b) 사이에 인력으로 작용하는 힘의 방향과 서로 반대의 방향으로 작용되도록 설정되는 것이다.The spindle-side air bearing means 80 is configured such that high-pressure air is sprayed on the
또한, 공구측 에어 베어링 수단(82)은 고정체인 공구측 테이블 가이드(55)와 이동체인 공구측 테이블(50) 사이에 위치된 에어 패드(82a)에 고압의 공기가 분사되도록 구성된다. 따라서 공구측 테이블 가이드(55) 상에서 공구측 테이블(50)이 부상됨으로서 공구측 테이블 이송수단(72)에 의한 공구측 테이블(50)의 이송이 마찰이나 간섭이 없이 정확하게 이루어질 수 있게 된다. 이때, 공구측 에어 베어링 수단(82)에 의해서 공구측 테이블(50)과 공구측 테이블 가이드(55) 사이에 척력으로 작용하는 힘의 방향은 공구측 테이블 이송수단(72)의 영구자석(72c)과 고정자 코어(72b) 사이에 인력으로 작용하는 힘의 방향과 서로 반대의 방향으로 작용하도록 설정되는 것이다.In addition, the tool-side air bearing means 82 is configured to inject high pressure air into the
스핀들측 에어 베어링 수단(80) 및 공구측 에어 베어링 수단(82)의 주요 구성요소를 이루는 에어 패드(80a,82a)가 도 6b 및 도 7b 에 도시된 바와 같이 다수의 위치에 소정의 간격을 두고 형성된다. 에어 패드(80a,82a)는 다공질 형태의 카본 등으로써 제작되는 것이 바람직한데, 이와 같이 다공질 재료로써 에어 패 드(80a,82a)를 제작하게 되면 에어 공급통로(80b,82b)으로부터 공급되는 공압이 에어 패드(80a,82a)를 통과하면서 보다 넓은 면적으로 분산되면서 고른 힘이 전달될 수 있는 측면에서 유리할 수 있는 것이다.
특히, 스핀들측 에어 베어링 수단(80) 및 공구측 에어 베어링 수단(82)의 에어 패드(80a,82a)에 공압이 전달되어 스핀들측 테이블 가이드(35) 및 공구측 테이블 가이드(55)가 예압에 의하여 스핀들측 테이블(30) 및 공구측 테이블(50)로부터 부상되었을 때에 스핀들측 테이블 가이드(35) 및 공구측 테이블 가이드(55)의 가이드벽(36,56)과 에어 패드(80a,82a) 사이의 간격은 5㎛ ~ 15㎛ 범위 내에 들도록 설정되는 것이 바람직하다.In particular, pneumatic pressure is transmitted to the
본 발명에 의한 탁상형 NC 선반(10)에서 에어 패드(80a,82a)는 가동측인 스핀들측 테이블(30)과 공구측 테이블(50)에 고정장착되고, 스핀들측 테이블(30)의 도중과 공구측 테이블(50)의 도중에는 각각 에어 패드(80a,82a)가 위치된 부분까지 공압이 전달될 수 있도록 에어 공급통로(80b,82b)이 형성된다. 그리고 에어 공급통로(80b,82b)의 일측에는 에어 호스가 접속되기 위한 에어 유입구(80c,82c)가 형성된다.In the table-
한편, 본 발명에 의해 형성된 스핀들측 테이블(30)과 공구측 테이블(50)이 컴퓨터(90)에 프로그램된 NC 데이터에 의해서 이송이 제어될 수 있도록 하기 위한 장치의 하나로써 스핀들측 테이블(30) 및 공구측 테이블(50)의 일측면에는 각각 스핀들측 테이블 엔코더(93) 및 공구측 테이블 엔코더(94)가 형성된다.On the other hand, the spindle-side table 30 as one of the devices for allowing the spindle-side table 30 and the tool-side table 50 formed by the present invention to be controlled by NC data programmed in the
스핀들측 테이블 엔코더(93)는 스핀들측 테이블(30)의 측면에 위치되어지되 스핀들측 테이블(30)과는 소정 간격이 떨어진 상태로 스핀들측 테이블 가이드(35)에 고정장착되는 것이다. 스핀들측 테이블 엔코더(93)가 위치된 스핀들측 테이블(30)의 측면에는 스케일러(95)가 부착되는데, 이 스케일러(95)에는 일정 간격으로 그리드(grid)가 표현되어 있기 때문에 스핀들측 엔코더(93)에서는 스핀들측 테이블(30)이 이동되는 상태를 측정할 수 있게 되는 것이다. 즉, 스핀들측 엔코더(93) 및 공구측 엔코더(94)에는 스케일러(95)의 그리드를 인식하는 장치가 마련되어 있기 때문에 스케일러(95)가 부착된 스핀들측 테이블(30) 및 공구측 테이블(50)의 위치가 인식될 수 있는 것이다.The spindle-
도 8 은 본 발명에 의한 탁상형 NC 선반(10)의 구동에 필요한 주변장치를 설명하기 위한 도면으로서, NC 프로그램밍이 이루어지는 컴퓨터(90)와 NC 컨트롤러(91)가 통신 케이블 등을 통해 접속된다. NC 컨트롤러(91)에서는 NC 코드 및 모션 코드를 탁상형 NC 선반(10)에 구비된 각 장치에 송수신하게 됨으로서 컴퓨터에 프로그램된 NC 데이터에 의해서 탁상형 NC 선반(10)에서 가공이 이루어지도록 제어한다.8 is a view for explaining a peripheral device required for driving the desk-
이하에서는 본 발명에 의해 형성된 탁상형 NC 선반의 작동에 대해서 설명하기로 한다. 본 발명은 일반적인 NC 공작기계들을 통한 가공과정과 마찬가지로 NC 콘트롤러(91)의 제어에 의해서 컴퓨터(90)에 프로그램 되어진 대로 탁상형 NC 선반(10)에서 가공이 이루어지는 것으로 일반적인 NC 공작과정에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the operation of the table-type NC lathe formed by the present invention will be described. The present invention is processed in the table-
공작물의 가공을 준비하는 과정에서 작업관리자는 스핀들 바디(20)의 일측에 마련된 척(24)에 공작물을 셋팅하고, 공구 홀더(60)에는 바이트 등의 공구를 셋팅하게 된다. 공작물 및 공구의 종류에 따라서 작업관리자는 스핀들 바디(20)의 위치를 조절할 수 있을 뿐만 아니라 공구 홀더(60)의 일측에 마련된 공구높이조절수단(62)을 조절하면서 공구의 높이를 조절할 수 있게 된다.In the process of preparing the workpiece, the work manager sets the workpiece on the
그 후, 공작물 및 공구의 원점을 설정하고 NC 콘트롤러(91)에 의해서 스핀들측 테이블(30) 및 공구측 테이블(50)이 스핀들측 테이블 이송수단(70) 및 공구측 테이블 이송수단(72)에 의해서 이송되면서 공작물의 가공이 이루어지게 된다. 스핀들측 테이블 이송수단(70) 및 공구측 테이블 이송수단(72)의 동작은 고정자 코어(70b,72b)에 권선된 코일(70a,72a)에 전류가 인가되면 영구자석(70c,72c)에 의한 자기장의 영향에 의해서 힘의 방향이 결정되면서 이동체인 스핀들측 테이블(30) 및 공구측 테이블(50)이 해당 방향으로 이동되는 원리에 의해서 이루어진다.Then, the origin of the workpiece and the tool is set, and the spindle side table 30 and the tool side table 50 are transferred to the spindle side table transfer means 70 and the tool side table transfer means 72 by the
그리고 스핀들측 테이블 엔코더(93) 및 공구측 테이블 엔코더(94)에서는 스핀들측 테이블(30) 및 공구측 테이블(50)이 움직이는 정도를 인식하여 NC 콘트롤러(91)로 송신하게 됨으로서 컴퓨터(90)에 프로그램된 NC 데이터에 의해서 공작물의 가공이 이루어지게 된다.The spindle-
특히, 본 발명에 의한 탁상형 NC 선반(10)은 스핀들측 테이블(30)과 공구측 테이블(50)이 이동을 제어하는 스핀들측 테이블 이송수단(70) 및 공구측 테이블 이송수단(72)이 코일(70a,72a)이 권선된 고정자 코어(70b,72b)와 영구자석(70c,72c)이 부착된 이동자 코어(70d,72d)를 포함하는 리니어 모터로 이루어지게 됨으로서 그 크기가 소형으로 제작되어 이동성 측면에서 유리하게 된다.In particular, the table-
또한, 스핀들측 테이블(30)과 스핀들측 테이블 가이드(35) 사이가 스핀들측 에어 베어링 수단(80)으로써 지지되고, 공구측 테이블(50)과 공구측 테이블 가이드(55) 사이가 공구측 에어 베어링 수단(82)에 의해서 지지됨으로서 스핀들측 테이블(30) 및 공구측 테이블(50)이 동작되는 과정에서 보다 정확하고 동작될 뿐만 아니라 주변과의 마찰이나 간섭이 없이 동작될 수 있게 된다.Further, between the spindle side table 30 and the spindle
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.As described above, preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the above-described claims, without departing from the gist of the present invention. Anyone with the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
도 1 은 본 발명에 의한 탁상형 NC 선반의 사시도.1 is a perspective view of a table-type NC lathe according to the present invention.
도 2 는 본 발명에 의한 탁상형 NC 선반의 정면도.2 is a front view of a table-type NC lathe according to the present invention.
도 3 은 본 발명에 의한 탁상형 NC 선반의 측면도.3 is a side view of the table-type NC lathe according to the present invention.
도 4 는 본 발명에 의한 탁상형 NC 선반의 평면도.4 is a plan view of the table-type NC lathe according to the present invention.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 의한 스핀들 바디의 일측면도.Figure 5 is a side view of the spindle body according to an embodiment of the present invention.
도 6a 내지 도 6b 는 본 발명에 따른 탁상형 NC 선반에 적용되는 리니어 모터의 구조를 설명하기 위한 도면.6A to 6B are views for explaining the structure of the linear motor applied to the table-type NC lathe according to the present invention.
도 7a 및 도7b 는 본 발명에 따른 리니어 모터의 평면도.7A and 7B are plan views of linear motors according to the present invention;
도 8 은 본 발명에 의한 탁상형 NC 선반의 구동에 필요한 주변장치를 설명하기 위한 블럭도.8 is a block diagram illustrating a peripheral device required for driving a desk-type NC lathe according to the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
10 : 탁상형 NC 선반 12 : 베이스10
14 : 손잡이 20 : 스핀들 바디14: handle 20: spindle body
21 : 스핀들 모터 22 : 스핀들21: spindle motor 22: spindle
24 : 척 26 : 진공 포트24: Chuck 26: Vacuum Port
30 : 스핀들측 테이블 31 : 측벽30 spindle side table 31 side wall
35 : 스핀들측 테이블 가이드 36 : 가이드 벽35 spindle
37 : 모터 장착공간 40 : 스핀들 홀더37: motor mounting space 40: spindle holder
50 : 공구측 테이블 51 : 측벽50 tool side table 51 side wall
55 : 공구측 테이블 가이드 56 : 가이드 벽55 tool
57 : 모터 장착공간 60 : 공구 홀더57: motor mounting space 60: tool holder
70 : 스핀들측 테이블 이송수단 72 : 공구측 테이블 이송수단70: spindle side table transfer means 72: tool side table transfer means
70a,72a : 코일 70b,72b : 고정자 코어70a, 72a:
70c,72c : 영구자석 80 : 스핀들측 에어 베어링 수단70c, 72c: Permanent magnet 80: Spindle side air bearing means
82 : 공구측 에어 베어링 수단 80a,82a : 에어 패드82: tool side air bearing means 80a, 82a: air pad
80b,82b : 에어 공급통로 80c,82c : 에어 유입구80b, 82b:
90 : 컴퓨터 91 : NC 콘트롤러90: Computer 91: NC Controller
92 : 스핀들 모터 엔코더 93 : 스핀들측 테이블 엔코더92: spindle motor encoder 93: spindle-side table encoder
94 : 공구측 테이블 엔코더 95 : 스케일러94: tool side table encoder 95: scaler
Claims (5)
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