KR100893454B1 - 터닝센터 ｃ축 무영향 파악 장치 - Google Patents

터닝센터 ｃ축 무영향 파악 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터닝센터 C축 무영향 파악 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 브레이크 패드가 실린더 지지대와 부착되는 위치에 가까워질수록 단면적이 좁아져서 유연하게 변형이 가능한 경첩구조를 채택하고, 피스톤부와 접촉할 브레이크 패드의 일측면에 오목한 홈을 형성하고 상기 홈에 접촉하는 피스톤부의 일단을 구형으로하여 브레이크 패드가 브레이크 디스크에 밀착될 때 디스크면의 수직방향으로 힘이 작용하도록 자동으로 정렬시켜 주는 터닝센터 C축 무영향 파악 장치에 관한 것이다. 이를 위해 터닝센터의 주축에 형성된 브레이크 디스크를 포함한 C축 파악장치에 있어서, 주축에 고정된 실린더 지지부에 형성된 유압실린더와, 상기 유압실린더에 구비되는 복수개의 피스톤부와, 상기 실린더 지지부에 설치되는 복수개의 브레이크 패드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터닝센터의 C축 무영향 파악장치가 제공된다.
파악장치, 브레이크, 터닝센터, C축, 탄성경첩구조

Description

터닝센터 Ｃ축 무영향 파악 장치{C-shaft Break System in Turning center maintaining initial position of C-shaft}
도 1은 C축 기능을 갖는 터닝센터 주축을 나타낸 좌측면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 터닝센터 C축 무영향 파악장치를 나타낸 정면도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 터닝센터 C축 무영향 파악장치를 나타낸 정면도,
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 터닝센터 C축 무영향 파악장치를 나타낸 정면도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 터닝센터 C축 무영향 파악장치가 디스크를 파악한 상태를 나타낸 정면도,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 터닝센터 C축 무영향 파악장치가 정렬이 어긋난 디스크를 파악한 상태를 나타낸 정면도,
도 7은 종래의 터닝센터 C축 파악 장치를 나타낸 정면도이다.
* 주요 도면 부호의 설명 *
1: 척 2: 헤드바디
3: 유압실린더 4: 실린더 지지대
5: 주축 8: 브레이크 디스크
11: 피스톤부 12: 제1브레이크 패드
13: 제3브레이크 패드 15: 제4브레이크 패드
22: 제2브레이크 패드
본 발명은 밀링 작업이 가능한 터닝센터의 주축에 필요한 C축 파악장치에 관한 것으로 C축 각도편차를 발생시키지 않는 구조에 관한 것이다. 특히 브레이크 패드가 실린더 지지대의 부착위치에 가까워질수록 좁아져 유연하게 변형이 가능한 경첩구조를 채택하고, 피스톤부와 접촉되는 브레이크 패드의 일측에 오목한 홈을 형성하고 상기 홈에 접촉하는 피스톤부의 일단을 구형으로하여 브레이크 패드를 디스크면에 자동으로 정렬시켜 주는 터닝센터의 C축 무영향 파악 장치에 관한 것이다.
터닝센터는 일반적인 선삭 뿐만 아니라 회전이송축 기능인 C축 기능을 주축에 부가하여 원통형 형상의 제품뿐만 아니라 각진 모양의 제품도 밀링공구로 가공이 가능하다.
도 1은 C축 기능을 갖는 터닝센터 주축을 나타낸 좌측면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 공작물을 주축(5)의 척(1)에 물린다음 소요의 각도로 위치를 잡은다음 공구대(미도시)에 있는 밀링공구(미도시)로 가공함으로써 각진 형상의 제품도 생산이 가능하다. 밀링공구를 사용할 경우 C축은 통상적으로 브레이크 기구를 사용 하여 주축을 고정시켜 가공한다.
동작순서는 먼저 주축을 소요의 위치로 회전이송을 시키고, 브레이크 기구를 사용하여 파악한 뒤 움직이지 못하게 된 상태에서 밀링공구로 가공하여야 떨림이 생기지 않는다. 또한, 연속적으로 각도를 변화시키면서 가공하여야 될 경우에는 브레이크를 살짝 잡은 상태에서 가공을 함으로써 절삭면의 떨림을 최소화 시킨다. 이것은 도 1에 나타낸 바와 같이 원판 형상의 브레이크 디스크에 브레이크 패드를 밀착시킴으로써 이루어진다. 밀착을 강하게 할 경우에는 회전이송이 정지되고 약하게 할 경우에는 저속으로 회전이송이 가능하게 된다.
도 7은 종래의 터닝센터 C축 파악 장치를 나타낸 정면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 종래 C축 파악장치는 브레이크 디스크(8) 양쪽에서 두개의 유압실린더(3)에 강체 결합된 제2브레이크 패드(22)에 의해 파악되어 브레이크 디스크(8)가 틀어지거나 이물질이 부착되었을 경우 파악 전과 파악 후에 위치 편차가 생겨 이것은 가공오차로 나타나게 된다.
이는 브레이크 디스크(8) 면이 주축 회전축에 대해 정확히 직각이 되도록 조립되기 어렵고 사용중에도 변형이 발생하기 마련이므로 제2브레이크 패드(22)를 강하게 밀착시킬 경우 브레이크 디스크(8)에 과도한 편심하중이 발생되고 이것은 다시 주축에 전달되어 파악시 미소한 각도오차를 발생시킨다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 브레이크 패드가 실린더 지지대에 부착되는 위치에 가까와질수록 좁아져서 일정범 위내에서 변형이 가능한 탄성경첩구조를 택하여 터닝센터의 C축을 파악할 경우 브레이크 패드를 브레이크 디스크 면에 자동으로 정렬시켜 주는 터닝센터의 C축 무영향 파악장치에 관한 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적은 주축(5)에 고정된 실린더 지지부(4)에 형성된 유압실린더(3)와, 상기 유압실린더(3)에 구비되는 복수개의 피스톤부(11)와, 복수개의 브레이크 패드를 포함하여 이루어지는 터닝센터의 주축(5)에 형성된 브레이크 디스크(8)를 포함한 C축 파악장치에 있어서, 상기 브레이크 패드는 일측으로서 상기 실린더 지지부(4)에 인접한 부분(서포트)의 단면적이 급격히 감소되는 제1브레이크 패드(12)로 이루어지되 상기 실린더 지지부(4)에 인접한 부분의 재질이 열경화성수지를 베이스로하는 재질로 이루어지며; 상기 피스톤부(11)의 일단이 구형으로 형성되고 상기 제1브레이크 패드(12)의 일측에 반구형의 홈(18)이 형성되는 것을 특징으로 하는 터닝센터의 C축 무영향 파악장치에 의해 달성될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적은 주축(5)에 고정된 실린더 지지부(4)에 형성된 유압실린더(3)와, 상기 유압실린더(3)에 구비되는 복수개의 피스톤부(11)와, 복수개의 브레이크 패드를 포함하여 이루어지는 터닝센터의 주축(5)에 형성된 브레이크 디스크(8)를 포함한 C축 파악장치에 있어서, 상기 브레이크 패드는 상기 실린더 지지부(4)에 설치되며 상기 실린더 지지부(4)와 인접한 부분에 원통형의 홈(19)이 형성되는 제3브레이크 패드(13)로 이루어지고; 상기 피스톤부(11)의 일단이 구형으로 형성되고 상기 제3브레이크 패드(13)의 일측에 반구형의 홈(18)이 형성되는 것을 특징으로 하는 터닝센터의 C축 무영향 파악장치에 의해서도 달성될 수 있다.
또한 상기한 바와 같은 본 발명의 목적은 주축(5)에 고정된 실린더 지지부(4)에 형성된 유압실린더(3)와, 상기 유압실린더(3)에 구비되는 복수개의 피스톤부(11)와, 복수개의 브레이크 패드를 포함하여 이루어지는 터닝센터의 주축(5)에 형성된 브레이크 디스크(8)를 포함한 C축 파악장치에 있어서, 상기 브레이크 패드는 상기 실린더 지지부(4)에 설치되며 각각이 U자형 연결부(21)에 의해 상호 연결되는 제4브레이크 패드(15)로 이루어지며; 상기 피스톤부(11)의 일단이 구형으로 형성되고 상기 제4브레이크 패드(15)의 일측에 반구형의 홈(18)이 형성되는 것을 특징으로 하는 터닝센터의 C축 무영향 파악장치에 의해서도 달성될 수 있다.
또한 상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 상기 제4브레이크 패드의 U자형 연결부는 상기 실린더 지지부에 설치된 고정핀에 얹혀져 있고 상기 제4브레이크 패드의 일측이 상기 실린더 지지부에 고정스프링에 의해 연결되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 그밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터닝센터의 C축 무영향 파악장치의 구성에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 C축 기능을 갖는 터닝센터 주축을 나타낸 좌측면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 터닝센터 주축(5)은 헤드바디(2)의 내부에서 회전하는 축(20)의 일 단에 척(1)이 형성되고 타단에 척(1)을 동작시키는 회전실린더(6)가 형성되어 있고, 회전실린더(6) 앞에는 벨트풀리(7)가 결합되어 벨트(미도시)로 모터(미도시)에 연결된다. 본 발명의 주요부에 해당하는 브레이크부는 벨트풀리(7)의 전방에 위치한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 터닝센터 C축 파악장치를 나타낸 정면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 터닝센터 C축 파악장치는 대략 브레이크 디스크(8), 유압실린더(3), 제1브레이크 패드(12)로 이루어져 있다.
실린더 지지대(4)의 일측에는 브레이크 디스크(8)를 사이에 두고 2개의 유압실린더(3)가 설치되어 있다. 2개의 유압실린더(3)는 서로 마주보도록 형성되며 각각의 유압실린더(3)에는 일단이 구형으로 성형된 피스톤부(11)가 장착되어 있다. 피스톤부(11)는 제1브레이크 패드(12)를 브레이크 디스크(8)로 밀착시키는 역할을 하는 것으로서 피스톤부(11)의 타단은 스프링(10)을 구비하여 유압실린더(3)의 내부에 장착되어 있으므로, 제동을 풀어줄 경우 자동으로 제위치로 복귀하게 된다.
제1브레이크 패드(12)는 브레이크 디스크(8)에 접하는 면의 이면에 반구형의 홈(18)이 형성되어 있고, 제동시에 반구형의 홈(18)은 구형으로 형성된 피스톤부(11) 일단과 접하게 된다. 피스톤부(11)와 제1브레이크 패드(12)의 접촉면이 구면이기 때문에 피스톤부(11)가 가하는 힘의 방향은 제1브레이크 패드(12)의 면과 수직한 방향뿐만이 아니라 경사진 방향도 가능하다. 유압실린더(3)에 설치된 피스톤부(11)와 제1브레이크패드(12), 그리고 브레이크 디스크(8)는 서로 분리되어 있다.
제1브레이크 패드(12)에서 실린더 지지부(4)에 가까운 부분은 피스톤부(11)가 밀착할 때 유연하게 변형할 수 있도록 단면적이 급격히 감소하는 탄성경첩구조로 형성된다. 그러기 위해서 상기 실린더 지지부(4)에 인접한 부분의 재질이 열경화성수지를 베이스로하는 재질로 이루어지며 제동을 위해 피스톤부(11)가 제1브레이크 패드(12)를 밀어부칠때, 제1브레이크 패드(12)의 단면적이 작은 부분은 다른 부분에 비하여 변형량이 크므로 브레이크 디스크(8)의 위치에 따라 제1브레이크 패드(12)가 정렬되도록 한다.
상기 실린더 지지부(4)에 인접한 부분의 재질이 열경화성수지를 베이스로하는 재질은 하기에 설명될 제2실시예 및 제3실시예에서도 마찬가지이다.
유압실린더(3)의 일측에는 피스톤부(11)를 구동하기 위한 구동유체(미도시)가 소통할 수 있도록 유로(9)가 형성되어 있다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 터닝센터 C축 무영향 파악장치를 나타낸 정면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더 지지대(4)에 부착된 제3브레이크 패드(13)는 단면적을 감소시키기 위해 제3브레이크 패드(13)의 일면에 원통형의 홈(19)을 형성하였다. 이 경우 제3브레이크 패드(13)의 단면적이 최소가 되는 원통형 홈(19)의 중심부분이 유연한 탄성변형을 가능하게 한다. 이외의 구조은 본 발명의 제1실시예의 경우와 동일하다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 터닝센터 C축 무영향 파악장치를 나타낸 정면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 제4브레이크 패드(15)는 U자형 연결부(21)를 통해 서로 일체로 연결되어 있고, 일체로 연결된 제4브레이크 패드(15)는 실린더 지지대(4)의 홈(14)속에 위치하고 있다. U자형 연결부(21)는 제4브레이크 패드(15)의 다른 부분보다 단면적이 작아서 유연한 탄성변형을 가능하게 한다.
제4브레이크 패드(15)에 고정된 U자형 연결부(21)는 실린더 지지부(4)에 형성된 고정핀(16)에 단순히 얹혀져 있고 각각의 제4브레이크 패드(15)의 일측과 실 린더 지지부(4)가 고정스프링(17)으로 연결되어 있다. 고정핀(16)과 고정스프링 (17)의 복원력에 의해서 제4브레이크 패드(15)는 실린더 지지부(4)로부터의 위치를 유지한다.
이하에서는 본 발명에 따른 터닝센터 C축 무영향 파악장치의 동작방법에 대해 설명하기로 한다.
밀링가공시에 주축(5)을 파악할 경우에는 먼저 원하는 각도로 주축(5)을 회전이송시켜 정지 시킨다. 정지시킨 다음 브레이크부를 사용하여 밀링가공시에 주축이 움직이지 못하도록 강력히 잡는다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 터닝센터 C축 무영향 파악장치가 디스크를 파악한 상태를 나타낸 정면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 파악을 위해서는 먼저 고압의 구동유체가 유로(9)를 통해 유압실린더(3) 내부로 흘러들어 피스톤부(11)를 브레이크 디스크(8)쪽으로 밀착시킨다. 피스톤부(11)가 실린더 지지대(4)에 부착된 제1브레이크 패드(12)의 반구형 홈(18)에 접촉되고, 이러한 구조로 양쪽에서 브레이크 디스크(8)를 제1브레이크패드(12)가 밀어부침으로써 파악이 이루어지게 된다.
제1브레이크 패드(12)는 실린더 지지대(4)와의 부착위치에 가까울수록 점점 단면적이 좁아지는 경첩구조로 되어 있으므로 유압실린더(3)의 작동에 의해 유연하게 탄성변형이 가능한 제1브레이크 패드(12)의 단면적이 작아지는 부위가 브레이크 디스크(8)에 밀착될 때, 브레이크 디스크(8)의 현재 정지위치에서의 밀착면에 따라 자연스럽게 제1브레이크 패드(12)의 자세를 잡아준다. 구형의 피스톤부(11)의 일단 과 맞닿는 제1브레이크 패드(12)의 반구형 홈(18)은 밀착시 브레이크 디스크(8) 면의 수직방향으로 항상 힘이 작용되도록 제1브레이크 패드(12)를 자동으로 정렬시켜준다. 그러므로, 제1브레이크 패드(12)의 탄성 경첩구조와 구형 피스톤부(11)의 일단에 의하여 브레이크 디스크(8)의 자세를 흐트러 뜨리지 않고 현재 정지위치에서 강력한 파악이 이루어질 수 있다.
브레이크 디스크(8)의 제동을 해제하고자 할 경우에는 유압실린더(3)의 유로를 통해 구동유체를 다시 내보내고 이 때 스프링(10)의 복원력에 의해 피스톤부(11)는 초기 위치로 복귀한다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 터닝센터 C축 무영향 파악장치가 정렬이 어긋난 디스크를 파악한 상태를 나타낸 정면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 브레이크 디스크(8)가 주축(5)에 대하여 직각이 틀어졌을 경우에도 피스톤부(11)의 축선이 제1브레이크 패드(12)의 반구형 홈(18)의 중심에서 약간 벗어날 뿐이고, 접촉면이 구면이기 때문에 제1브레이크 패드(12)는 여전히 브레이크 디스크(8)에 완전히 밀착이 가능하도록 정렬된 상태에서 파악하므로 브레이크 디스크(8)에 편심하중을 가하지 않게 된다.
제3브레이크 패드(13)의 탄성경첩구조는 도 3에 나타낸 바와 같이 원통형상의 오목한 홈(19)을 형성한 구조로도 가능하며 단면적이 급격히 좁아지는 부위가 다른 부위에 비하여 탄성이 크게 되므로 제3브레이크 패드(13)가 브레이크 디스크(8)면을 따라 자연스럽게 밀착하여 파악이 이루어진다.
제4도의 제4브레이크 패드(15)는 U자형 탄성경첩구조를 채용한 것으로 2개의 제4브레이크 패드(15)가 U자형 연결부(21)를 통해 일체로 형성되어 있으며 실린더 지지대(4)에 형성된 고정핀(16)에 의해 자유롭게 회전한다. 파악전에는 양쪽에 위치한 고정스프링(17)에 의해 항상 일정한 자세를 유지하고 있다가 유압실린더(4)의 작동시에는 제4브레이크 패드(15)의 U자형 연결부(21)의 탄성변형에 의하여 브레이크 디스크(8) 면에 자연스럽게 밀착하여 파악이 이루어지게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 탄성변형을 자유롭게 하기 위해 제3브레이크 패드에 1개이 원통형 홈을 형성하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 제3브레이크 패드에 2개 이상의 원통형 홈을 형성하는 것도 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 유압실린더의 내부에 피스톤부의 복귀를 위해 스프링을 설치하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 스프링이 없이 유압실린더를 형성하는 것도 가능하다.
상기한 구성의 본 발명에 따른 터닝센터의 C축 무영향 파악장치에 의하면 유압실린더를 사용하여 브레이크 패드를 브레이크 디스크 면에 밀착시, 브레이크 디스크면과 브레이크 패드면의 정렬을 자동으로 맞춤으로 인하여 파악전과 후의 각도편차를 최소화 할 수 있다. 이것은, 브레이크 패드의 탄성경첩구조에 의한 자연스러운 변형에 의한 브레이크 디스크면 정렬이 이루어지고, 또한 구형인 피스톤부의 일단에 의해 브레이크 디스크면에 항상 직각으로 힘이 가해지도록 한 구조에 기인한다.
본 발명은 브레이크 디스크의 위치가 회전하는 주축에 대해 수직하지 아니한 경우에도 브레이크 디스크의 위치를 변화시키지 않고도 회전하는 축을 제동할 수 있으므로 회전하는 축에 변형을 일으키지 않아서 우수한 가공정밀도를 얻을 수 있다.
본 발명은 제동시에 브레이크 디스크와 브레이크 패드가 항상 완전접촉을 하기 때문에 브레이크부의 제동력이 크게되고 마모도 적게 되어 브레이크 디스크 및 브레이크 패드의 수명이 길어진다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (4)

  1. 주축(5)에 고정된 실린더 지지부(4)에 형성된 유압실린더(3)와, 상기 유압실린더(3)에 구비되는 복수개의 피스톤부(11)와, 복수개의 브레이크 패드를 포함하여 이루어지는 터닝센터의 주축(5)에 형성된 브레이크 디스크(8)를 포함한 C축 파악장치에 있어서,
    상기 피스톤부(11)는 일단이 구형으로 형성되고;
    상기 브레이크 패드는 상기 실린더 지지부(4)에 설치되고 상기 실린더 지지부(4)에 인접한 부분의 단면적이 급격히 감소되는 제1브레이크 패드(12)로 이루어지되 상기 제1브레이크 패드(12)의 상기 피스톤부(11) 대응 위치 일측에 반구형의 홈(18)이 형성되는 것을 특징으로 하는 터닝센터의 C축 무영향 파악장치.
  2. 주축(5)에 고정된 실린더 지지부(4)에 형성된 유압실린더(3)와, 상기 유압실린더(3)에 구비되는 복수개의 피스톤부(11)와, 복수개의 브레이크 패드를 포함하여 이루어지는 터닝센터의 주축(5)에 형성된 브레이크 디스크(8)를 포함한 C축 파악장치에 있어서,
    상기 피스톤부(11)는 일단이 구형으로 형성되고;
    상기 브레이크 패드는 상기 실린더 지지부(4)에 설치되고 상기 실린더 지지부(4)와 인접한 부분에 단면적이 급격히 감소되게 원통형의 홈(19)이 형성되는 제3브레이크 패드(13)로 이루어지되 상기 제3브레이크 패드(13)의 상기 피스톤부(11) 대응 위치 일측에 반구형의 홈(18)이 형성되는 것을 특징으로 하는 터닝센터의 C축 무영향 파악장치.
  3. 주축(5)에 고정된 실린더 지지부(4)에 형성된 유압실린더(3)와, 상기 유압실린더(3)에 구비되는 복수개의 피스톤부(11)와, 복수개의 브레이크 패드를 포함하여 이루어지는 터닝센터의 주축(5)에 형성된 브레이크 디스크(8)를 포함한 C축 파악장치에 있어서,
    상기 피스톤부(11)는 일단이 구형으로 형성되고;
    상기 브레이크 패드는 상기 실린더 지지부(4)에 설치하되 상기 실린더 지지부(4)와 인접한 부분에 단면적이 급격히 감소되게 각각이 U자형 연결부(21)에 의해 상호 연결되는 제4브레이크 패드(15)로 이루어지며 상기 제4브레이크패드(15)의 상기 피스톤부(11) 대응 위치 일측에 반구형의 홈(18)이 형성되는 것을 특징으로 하는 터닝센터의 C축 무영향 파악장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제4브레이크 패드(15)의 U자형 연결부(21)는 상기 실린더 지지부(4)에 설치된 고정핀(16)에 얹혀져 있고 상기 제4브레이크 패드(15)의 일측이 상기 실린더 지지부(4)에 고정스프링(17)에 의해 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 터닝센터의 C축 무영향 파악장치.
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