KR101001153B1 - Multi-spindle head of a machine tool - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공작기계의 멀티스핀들헤드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공구(5)가 장착되는 다수의 스핀들(50)을 구비한 멀티스핀들헤드를 구성함에 있어서, 멀티스핀들헤드의 몸체(10)에 공작기계의 주축(1)과 평형하는 다수의 중심축(20)을 형성하고, 상기 각 중심축(20)에는 위치고정수단을 구비한 회전판(30)과 함께 상기 주축(1)의 원동기어(3)에 치합하는 중간기어(40)를 회전가능토록 삽입하며, 상기 각 회전판(30)에는 스핀들(50)을 회전가능토록 설치하되 상기 각 스핀들(50)의 상단에는 상기 각각의 중간기어(40)에 치합하는 종동기어(53)를 형성한 멀티스핀들헤드를 구성함으로써, 공작물에 대한 가공위치의 변동시 상기 각 회전판(30)의 위치를 조정하여 각 스핀들(50)에 장착된 공구(5)의 위치를 조정할 수 있으므로, 종래처럼 가공위치의 변동시마다 새로운 멀티스핀들헤드를 설계 및 제작하거나 교체할 필요가 없어, 작업의 편리를 제공할 뿐만 아니라 설비 및 경비를 경감하여 궁극적으로는 생산성을 향상할 수 있는 공작기계의 멀티스핀들헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-spindle head of a machine tool, and more particularly, to a multi-spindle head having a plurality of spindles 50 on which a tool 5 is mounted, in the body 10 of the multi-spindle head. A plurality of central shafts 20 are formed to be parallel with the main shaft 1 of the machine tool, and each of the central shafts 20, together with the rotating plate 30 having a position fixing means, the motive gear of the main shaft 1 ( Insert the intermediate gear 40 to be rotatable to the 3) rotatably, and install the spindle 50 to the rotatable plate 30 so as to be rotatable, but each of the intermediate gear 40 on the upper end of the spindle 50 By forming a multi-spindle head formed with a driven gear 53 to be engaged with (), the tool (5) mounted on each spindle (50) by adjusting the position of the respective rotating plate 30 when the machining position changes with respect to the workpiece Position can be adjusted so that each time the machining position changes, You do not need to be a multi-spindle head designed and built or replaced, as well as providing the convenience of working with plants and reduce costs, ultimately relates to a multi-spindle head of a machine tool that can improve productivity.
공작기계, 탭핑머신, 드릴링머신, 멀티스핀들, 스핀들헤드 Machine Tools, Tapping Machines, Drilling Machines, Multi-Spindles, Spindle Heads
Description
본 발명은 공작기계의 멀티스핀들헤드에 관한 것으로, 특히 탭핑머신 및 드릴링머신과 같은 구멍가공용 공작기계의 멀티스핀들헤드를 구성함에 있어, 다수의 공구를 장착할 수 있도록 멀티스핀들헤드에 형성한 각각의 스핀들을 가변형으로 형성하여, 공작물의 변경 등에 따른 가공위치의 변동에 능동적으로 대처할 수 있도록 함으로써, 작업의 편리를 제공함을 물론이고 궁극적으로는 생산성을 향상할 수 있도록 한 공작기계의 멀티스핀들헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-spindle head of a machine tool, and in particular, in the construction of a multi-spindle head of a machine tool for drilling, such as a tapping machine and a drilling machine, each of which is formed in the multi-spindle head to mount a plurality of tools By forming the spindle in a variable shape, it is possible to proactively cope with the change in the machining position due to the change of the workpiece, thereby providing the convenience of the work and ultimately improving the productivity of the multi-spindle head of the machine tool. will be.
일반적으로 탭핑(tapping), 드릴링(drilling), 보링(boring), 리밍(reaming) 등과 같은 구멍가공을 수행하는 공작기계는, 공구가 장착되는 스핀들의 수에 따라 단축공작기계(單軸工作機械)와 다축공작기계(多軸工作機械)로 구분할 수 있는바, 이하 도 1을 참고하여 상기 다축공작기계의 구성을 개략적으로 살펴본다.In general, a machine tool which performs hole drilling such as tapping, drilling, boring, reaming, etc., is a single-axis machine tool depending on the number of spindles on which the tool is mounted. And can be divided into multi-axis machine tool (多軸 工作 機械), the configuration of the multi-axis machine tool with reference to Figure 1 below.
일반적인 구멍가공용 다축공작기계(100)는, 베이스(110)의 일측에 형성한 칼 럼(120)의 상단에 구동모터(130)를 설치하고, 상기 구동모터(130)의 회전력은 상하 이송가능한 주축(미도시)을 통하여 멀티스핀들헤드(140)에 형성된 다수의 스핀들(150)로 각각 전달하며, 상기 각 스핀들(150)에는 척(160, chuck)을 이용하여 탭이나 드릴 등과 같은 공구(105)를 장착한다.In general, a
상기와 같이 구성한 다축공작기계(100)는, 멀티스핀들헤드(140)에 의하여 구동모터(130)의 회전력이 다수의 공구(105)에 전달되므로, 베이스(110)의 상측에 고정된 공작물(200)에 대하여 다수의 구멍가공을 동시에 수행할 수 있는 장점이 있어 특정 제품의 대량생산에 주로 사용되었다.In the
그러나, 상기와 같은 다축공작기계(100)에 장착되는 종래 멀티스핀들헤드(140)의 경우, 멀티스핀들헤드(140)에 형성된 각 스핀들(150)의 위치가 고정되어 공구(105)의 간격이 일정하였고, 그에 따라 공작물(200)의 변경 등에 따른 가공위치의 변동시 멀티스핀들헤드(140)를 새롭게 설계 및 제작하여 교체하여야 하는 문제점이 있다.However, in the case of the conventional
한편, 상기와 같은 종래 멀티스핀들헤드(140)의 문제점은, 소품목 대량생산에 주력하던 과거에는 큰 문제가 되지 않았다 할 수도 있겠으나, 근래에 들어서는 소비자의 구매 성향이 더욱 다양해짐과 아울러 급변하여 제품의 라이프사이클이 짧고, 그에 따라 생산자 또한 다품목 소량생산에 주력하는 현 추세를 감안할 때, 상 기와 같은 종래 멀티스핀들헤드(140)의 문제점은 더욱 크다 할 것이다.On the other hand, the problem of the conventional
본 발명은 탭핑머신 및 드릴링머신과 같은 구멍가공용 공작기계에 있어서의 종래 멀티스핀들헤드가 갖는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다품목 소량생산과 같이 공작물의 변경이 빈번하여 가공위치의 잦은 변동이 있더라도, 멀티스핀들헤드를 새롭게 설계 및 제작하거나 교체할 필요가 없이, 가공위치의 변동에 적절히 대응할 수 있도록 공구가 장착되는 각 스핀들의 위치조정이 가능한 공작기계의 멀티스핀들헤드를 구성하는 데 목적이 있다.The present invention is to solve the problem of the conventional multi-spindle head in the machine tool for drilling such as tapping machine and drilling machine, even if there are frequent changes in the machining position due to frequent change of the workpiece, such as multi-piece small quantity production, The objective is to construct a multi-spindle head of a machine tool that can adjust the position of each spindle on which a tool is mounted so that it can cope with variations in the machining position without having to newly design, manufacture or replace the multi-spindle head.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공작기계의 멀티스핀들헤드의 구성은, 공작기계의 주축으로부터 회전력을 전달받는 다수의 스핀들을 구비하여 상기 각 스핀들에 장착한 공구를 구동하도록 한 멀티스핀들헤드를 구성함에 있어서, 상기 주축과 평행하도록 멀티스핀들헤드의 몸체에 고정 설치하되 하단에 받침편을 형성한 다수의 중심축과, 상기 각 중심축의 받침편 상측에 회전가능토록 삽입하되 위치고정수단을 구비한 다수의 회전판과, 상기 각 중심축에 삽입한 회전판의 상측에 회전가능토록 삽입하되 상기 주축에 삽입 체결한 원동기어에 치합하여 회전력을 전달받도록 한 다수의 중간기어와, 상기 각 회전판의 일측을 관통하여 회전가능토록 설치하되 상단에는 상기 각각의 중간기어에 치합하는 종동기어를 삽입 체결한 다수의 스핀들을 포함하는 멀티스핀들헤드의 구성에 특징이 있다.The multi-spindle head of the machine tool according to the present invention for achieving the above object, the multi-spindle having a plurality of spindles to receive a rotational force from the main axis of the machine tool to drive the tool mounted on each spindle In the configuration of the head, and fixed to the body of the multi-spindle head to be parallel to the main shaft, a plurality of central shafts formed with a support piece at the bottom, and rotatably inserted in the upper side of the support piece of each of the central axis, the position fixing means And a plurality of intermediate gears rotatably inserted in the upper sides of the rotating plates inserted into the respective central shafts, and coupled to the motive gears inserted and fastened to the main shafts so as to receive rotational force, and one side of each rotating plate. It is installed so as to be rotatable through the upper part of the plurality of inserting and fastening driven gears to engage the respective intermediate gears It is characteristic of the configuration of a multispindle head comprising a spindle.
그리고 본 발명은 상기 중간기어를 형성함에 있어 주축의 원동기어에 치합하는 제1기어와 스핀들의 종동기어에 치합하는 제2기어를 다단으로 형성하여 회전비를 조절할 수 있도록 하고, 상기 회전판에 구비한 위치고정수단은 회전판을 관통하는 멈춤나사를 체결하여 상기 멈춤나사의 종단이 멀티스핀들헤드의 몸체에 마찰함으로써 회전판의 위치를 고정할 수 있도록 한 것에 부가적인 특징이 있다.In the present invention, in forming the intermediate gear, the first gear meshed with the main gear of the main shaft and the second gear meshed with the driven gear of the spindle can be formed in multiple stages to adjust the rotation ratio, and the position provided on the rotating plate. The fixing means has an additional feature that the end of the stop screw is fixed to the body of the multi-spindle head by fastening the stop screw through the rotating plate to fix the position of the rotating plate.
상기와 같은 본 발명에 따른 공작기계의 멀티스핀들헤드에 의하면, 멀티스핀들헤드에 형성한 다수의 스핀들을 가변형으로 형성함으로써, 상기 각 스핀들에 장착된 공구의 위치를 조정하여 가공위치의 변동에 능동적으로 대처할 수 있음에 따라, 다품목 소량생산과 같이 공작물의 변경이 빈번한 경우에도 멀티스핀들헤드를 새롭게 설계 및 제작하거나 교체할 필요가 없으므로, 작업의 편리를 제공함을 물론이고 설비를 간소화하여 궁극적으로는 생산성을 향상할 수 있는 효과가 있다.According to the multi-spindle head of the machine tool according to the present invention as described above, by forming a plurality of spindles formed in the multi-spindle head in a variable form, by adjusting the position of the tool mounted on each spindle to actively change the machining position As a result, the multi-spindle head does not need to be newly designed, manufactured or replaced even in the case of frequent workpiece changes such as multi-product small quantity production. There is an effect to improve.
이하 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공작기계의 멀티스핀들헤드의 구성을 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 살펴본다. 도 2는 본 발명에 따른 멀티스핀들헤드의 종단면도이고, 도 3은 상기 멀티스핀들헤드의 동력전달 흐름을 나타낸다.Hereinafter, a configuration of a multi-spindle head of a machine tool according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. Figure 2 is a longitudinal cross-sectional view of the multi-spindle head according to the present invention, Figure 3 shows the power transmission flow of the multi-spindle head.
본 발명에 따른 멀티스핀들헤드는, 탭핑(tapping), 드릴링(drilling), 보링(boring), 리밍(reaming) 등과 같은 구멍가공을 수행하는 공작기계의 주축(1)으로부터 회전력을 전달받아 멀티스핀들헤드에 장착되는 다수의 공구(5)를 구동하는바, 멀티스핀들헤드 몸체(10)의 상측으로 공작기계의 주축(1)이 삽입되도록 하되, 상기 주축(1)의 종단에 원동기어(3)를 삽입 체결함으로써 주축(1)의 회전력이 멀티스핀들헤드의 내부로 전달되도록 한다.The multi-spindle head according to the present invention is a multi-spindle head by receiving a rotational force from the main shaft (1) of the machine tool for performing hole processing, such as tapping, drilling (drilling), boring, reaming (reaming) Driving a plurality of tools (5) mounted on the bar, so that the main shaft (1) of the machine tool is inserted into the upper side of the
상기 주축(1)으로부터 회전력을 전달받는 멀티스핀들헤드의 몸체(10) 내부에는 한 쌍의 중심축(20)을 형성하는바, 상기 한 쌍의 중심축(20)은 상기 주축(1)에 평행하도록 하여 각 중심축(20)의 상단을 몸체(10)에 고정 설치하고, 각 중심축(20)의 하단에는 받침편(23)을 형성한다.A pair of
그리고 상기 한 쌍의 중심축(20)에는 각각 회전판(30)을 회전가능토록 삽입하되, 상기 각 회전판(30)의 하측면이 각 중심축(20)에 형성한 받침편(23)의 상측면에 접하여 지지 되도록 하며, 아울러 각 회전판(30)에는 회전판(30)의 위치를 고정할 수 있도록 하는 위치고정수단을 구비한다.In addition, each of the
한편, 상기 위치고정수단은 각 회전판(30)에 멈춤나사(33)를 관통하도록 체결하여, 상기 멈춤나사(33)의 종단이 멀티스핀들헤드의 몸체(10)에 접하여 마찰 되도록 함으로써 상기 회전판(30)의 위치를 고정하거나, 혹은 반대로 멀티스핀들헤드 의 몸체(10)에 멈춤나사를 형성하여 상기 멈춤나사의 조임에 의해 회전판(30)의 위치를 고정할 수도 있다.On the other hand, the position fixing means is fastened so as to penetrate the
그리고 상기 한 쌍의 중심축(20)에는 각각 중간기어(40)를 회전가능토록 삽입하는바, 상기 중간기어(40)는 각 중심축(20)에 삽입된 회전판(30)의 상측에 삽입하되, 상기 주축(1)에 삽입 체결된 원동기어(3)에 치합하여 주축(1)의 회전력을 전달받도록 한다.In addition, the
한편, 상기 각 중간기어(40)는 제1기어(41)와 제2기어(42)를 다단으로 형성하되, 상기 제1기어(41)는 주축(1)의 원동기어(3)에 치합되도록 하고, 제2기어(42)는 후술할 스핀들(50)의 종동기어(53)에 치합하도록 함으로써 회전비를 조절할 수 있도록 함이 바람직하다.On the other hand, each of the
상기 스핀들(50) 및 종동기어(53)의 구성을 살펴보면, 척(chuck)을 이용하여 탭이나 드릴과 같은 공구(5)를 하단에 각각 장착하는 한 쌍의 스핀들(50)을 형성하되, 상기 한 쌍의 스핀들(50)은 각각 회전판(30)의 일측을 관통하여 회전가능토록 설치함과 아울러 상기 각 스핀들(50)의 상단에는 종동기어(53)를 삽입 체결하여 상기 각각의 종동기어(53)가 상기 각 중심축(20)에 삽입된 중간기어(40)의 제2기어(42)에 치합되도록 한다.Looking at the configuration of the
도면 중 미설명 부호인 "35" 및 "45"는 통상의 미끄럼 베어링(35)(45)이고, "36"은 베어링하우징(36)이다.In the drawings, reference numerals " 35 " and " 45 " denote conventional
이하 상기와 같은 구성한 본 발명에 따른 멀티스핀들헤드의 작용을 살펴보면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 공작기계의 주축(1)에서 멀티스핀들헤드로 전달되는 회전력은 주축(1)의 원동기어(3)를 통하여 각 중심축(20)에 삽입된 한 쌍의 중간기어(40)로 전달되고, 상기 각 중간기어(40)로 전달된 회전력은 각 종동기어(53)를 통하여 각각의 회전판(30)에 설치된 각 스핀들(50)로 전달됨에 따라 다수의 공구(5)를 동시에 구동할 수 있으며, 이때 각 회전판(30)은 멈춤나사(33)에 의하여 고정된 상태를 유지한다.Looking at the action of the multi-spindle head according to the present invention configured as described above, as shown in Figure 2 and 3, the rotational force transmitted from the main spindle (1) of the machine tool to the multi-spindle head is the driving gear of the main shaft (1) (3) is transmitted to the pair of
그리고 공작물의 변경 등에 따라 가공위치의 간격에 변동이 있을 경우, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 멈춤나사(33)를 푼 상태에서 각 회전판(30)을 회전시켜 스핀들(50) 사이의 간격을 조정할 수 있으며, 이때 각 스핀들(50)의 상단에 형성한 종동기어(53)는 각 중간기어(40)의 제2기어(42)에 치합된 상태로 공전하기 때문에 변경된 위치에서도 정상적으로 회전력을 전달받을 수 있다.And, if there is a variation in the processing position interval due to the change of the workpiece, as shown in Figs. 4 and 5 by rotating each
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 각각의 스핀들(50)은 그 위치를 개별적으로 조정할 수 있으므로, 가로 및 세로 방향에 대한 복합적인 가공위치의 변경시에도 대처할 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 6 each
도 1은 일반적인 다축공작기계의 개략적인 구성을 나타내는 정면도1 is a front view showing a schematic configuration of a general multi-axis machine tool
도 2는 본 발명에 따른 멀티스핀들헤드를 나타내는 종단면도Figure 2 is a longitudinal cross-sectional view showing a multi-spindle head according to the present invention
도 3은 본 발명에 따른 멀티스핀들헤드의 동력전달경로를 나타내는 개략도3 is a schematic diagram showing a power transmission path of a multi-spindle head according to the present invention
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 멀티스핀들헤드에 있어 스핀들 및 공구의 위치변경상태를 나타내는 작용상태도4 to 6 is an operational state diagram showing a position change state of the spindle and the tool in the multi-spindle head according to the present invention
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *** *** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
1: 주축 3: 원동기어1: spindle 3: prime mover
5: 공구 10: 몸체5: tool 10: body
20: 중심축 23: 받침편20: central axis 23: base plate
30: 회전판 33: 멈춤나사30: rotating plate 33: set screw
40: 중간기어 41: 제1기어40: middle gear 41: first gear
42: 제2기어 50: 스핀들42: second gear 50: spindle
53: 종동기어53: driven gear
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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N231 | Notification of change of applicant | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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FPAY | Annual fee payment |
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FPAY | Annual fee payment |
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