KR101117992B1 - Ｃｎｃ다축가공기용 터릿회전체의 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 ＣＮＣ다축가공기용 터릿회전체의 고정장치는 터릿회전체에 다수의 스핀들축이 상호 등간격으로 이격 설치되고，다수의 스핀들축 중의 하나가 구동축과 클러치 결합되어 스핀들구동모터에 의해 구동되며, 공구를 고정하는 홀더가 다수의 스핀들축의 선단부에 각각 구비되는 것으로 이루어지는 ＣＮＣ다축가공기용 터릿어셈블리의 터릿회전체를 고정하는 장치에 있어서, 터릿회전체에 구비되는 스핀들설치부의 정위치를 감지하는 위치감지구가 터릿어셈블리의 하우징의 일측에 설치되고, 상기 위치감지구의 출력신호와 연동하는 액추에이터가 하우징의 타측에 설치되며, 상기 터릿회전체의 정위치 상태에서 상기 액추에이터의 로드 선단부가 터릿회전체의 둘레면에 등간격으로 이격 형성되는 다수의 홈 중의 하나에 삽입되는 것으로 이루어지며, 또한 상기 액추에이터의 로드 선단부에 설치되어 상기 액추에이터의 로드 선단부의 삽입 상태를 감지함과 아울러 구동축과 스핀들축이 구동할 때에 발생되는 진동에 의해 전기를 발생하는 압전소자를 포함한다.

따라서 본 발명은 터릿회전체가 회전되어 스핀들축과 구동축이 일직선 상에 위치되면 위치감지구가 이를 감지하여 신호를 출력하고 이 신호에 연동하여 액추에이터가 작동하여 터릿회전체를 견고하게 고정하기 때문에, 터릿회전체의 견고한 고정으로 인하여 스핀들축이 정위치에서 회전할 수 있어 작업 정밀도를 용이하게 향상할 수 있으며, 터릿어셈블리에 구비된 다수의 스핀들축 중의 하나가 구동할 때에 발생되는 진동에 의해 압전소자에서 발생되는 전기적인 신호를 산출하여 터릿어셈블리의 상태를 감지하기 때문에, 스핀들축 등의 구동 상태, 공구의 작업 상태 등을 인식할 수 있어 완성품의 불량이 발생될 소지가 있을 때에 작업자에게 신속하게 알릴 수 있고, 작업자로 하여금 ＣＮＣ다축가공기에 설치된 공작물과 터릿어셈블리를 점검하게 하여 작업 안정성을 용이하게 향상할 수 있는 등의 효과를 발휘한다.

ＣＮＣ, 다축가공기, 터릿어셈블리, 터릿회전체, 터릿회전체의 고정장치

Description

ＣＮＣ다축가공기용 터릿회전체의 고정장치{DEVICE FOR LOCKING TURRET OF CNC MACHINE}

본 발명은 ＣＮＣ다축가공기의 터릿어셈블리에 구비되는 터릿회전체를 고정하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정확한 위치에서 터릿회전체를 고정함과 아울러 터릿어셈블리에 구비된 다수의 스핀들축 중의 하나가 구동할 때에 발생되는 진동을 감지함으로써 작업 정밀도와 작업 안정성을 용이하게 향상할 수 있도록 하는 ＣＮＣ다축가공기용 터릿회전체의 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로 터릿어셈블리에는 터릿회전체에 다수의 스핀들축이 상호 등간격으로 이격 설치되고，다수의 스핀들축 중의 하나가 구동축과 결합되어 스핀들구동모터에 의해 구동되며, 상기 스핀들축의 선단부에 홀더가 구비되고, 상기 홀더에 설치되는 공구의 회전에 따라 드릴링, 밀링, 절삭 등을 수행하게 되며, 필요 작업의 용도에 맞는 공구가 다수의 홀더에 각각 설치된다.

그리고 다수의 스핀들축 중의 다른 하나의 위치를 가변시켜서 구동축과 결합하기 위하여, 구동축을 캠이나 링크 등으로 이동시켜서 스핀들축으로부터 구동축을 이격한 뒤에 상기 터릿회전체를 회전시켜서 다수의 스핀들축 중의 다른 하나를상기 구동축과 일치시키고, 상기 구동축을 초기 상태로 리턴하여 스핀들축과 구동축을 다시 연결하는 것이다.

더우기 예컨대 종래에는 다수의 스핀들축의 위치를 가변하는 기술이 일본국 공개특허공보 특개2000-117514호로 공개되어 있는 바, 다수의 스핀들축을 구비한 터릿어셈블리에는 둘레면에 가이드홈을 구비한 터릿회전캠이 캠구동모터에 의해 회전되고, 다수의 스핀들축이 설치된 터릿회전체가 상기 터릿회전캠의 회전에 의해 회전하게 된다.

그러나 종래에는 터릿회전체의 둘레면에 돌출 형성되는 삽입부가 터릿회전캠의 가이드홈에 삽입되기 때문에, 터릿회전체를 고정하는 수단이 별도로 구비되지 않아도 터릿회전체가 쉽게 회전되지 않지만, 스핀들이 회전하면서 발생되는 진동과 공구가 공작물을 가동할 때에 발생되는 반력으로 인하여 터릿회전체가 미세하게 회전될 수 있어 가공 정도를 떨어뜨린다는 단점이 있다.

더우기 스핀들축의 선단부에 구비되는 홀더로 공구를 정확하게 고정하지 못하거나 공작물의 절삭 두께, 가공 속도 등이 맞지 않아 작업 안정성이 떨어질 수 있고, 작업 안정성이 떨어지면서 공작물의 가공 불량이 발생될 수 있다는 단점이 더 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 정확한 위치에서 터릿회전체를 고정함과 아울러 터릿어셈블리에 구비된 다수의 스핀들축 중의 하나가 구동할 때에 발생되는 진동을 감지함으로써, 터릿회전체의 견고한 고정으로 인하여 스핀들축이 정위치에서 회전할 수 있어 작업 정밀도를 용이하게 향상하고, 터릿어셈블리의 진동을 감지하여 스핀들축 등의 구동 상태를 인식할 수 있어 불량이 발생될 소지가 있을 때에 신속하게 대처하여 작업 안정성을 용이하게 향상할 수 있는 ＣＮＣ다축가공기용 터릿회전체의 고정장치를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 터릿회전체에 다수의 스핀들축이 상호 등간격으로 이격 설치되고，다수의 스핀들축 중의 하나가 구동축과 클러치 결합되어 스핀들구동모터에 의해 구동되며, 공구를 고정하는 홀더가 다수의 스핀들축의 선단부에 각각 구비되는 것으로 이루어지는 ＣＮＣ다축가공기용 터릿어셈블리의 터릿회전체를 고정하는 장치에 있어서, 터릿회전체에 구비되는 스핀들설치부의 정위치를 감지하는 위치감지구가 터릿어셈블리의 하우징의 일측에 설치되고, 상기 위치감지구의 출력신호와 연동하는 액추에이터가 하우징의 타측에 설치되며, 상기 터릿회전체의 정위치 상태에서 상기 액추에이터의 로드 선단부가 터릿회전체의 둘레면에 등간격으로 이격 형성되는 다수의 홈 중의 하나에 삽입되는 것으로 이루어지는 ＣＮＣ다축가공기용 터릿회전체의 고정장치를 제공한다.

또한 상기 액추에이터의 로드 선단부에 설치되어 상기 액추에이터의 로드 선단부의 삽입 상태를 감지함과 아울러 구동축과 스핀들축이 구동할 때에 발생되는 진동에 의해 전기를 발생하는 압전소자를 포함하여 이루어지는 ＣＮＣ다축가공기용 터릿회전체의 고정장치를 제공한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 ＣＮＣ다축가공기용 터릿회전체의 고정장치는 터릿회전체가 회전되어 스핀들축과 구동축이 일직선 상에 위치되면 위치감지구가 이를 감지하여 신호를 출력하고 이 신호에 연동하여 액추에이터가 작동하여 터릿회전체를 견고하게 고정하기 때문에, 터릿회전체의 견고한 고정으로 인하여 스핀들축이 정위치에서 회전할 수 있어 작업 정밀도를 용이하게 향상할 수 있다는 이점이 있다.

더우기 터릿어셈블리에 구비된 다수의 스핀들축 중의 하나가 구동할 때에 발생되는 진동에 의해 압전소자에서 발생되는 전기적인 신호를 산출하여 터릿어셈블리의 상태를 감지하기 때문에, 스핀들축 등의 구동 상태, 공구의 작업 상태 등을 인식할 수 있어 완성품의 불량이 발생될 소지가 있을 때에 작업자에게 신속하게 알릴 수 있고, 작업자로 하여금 ＣＮＣ다축가공기에 설치된 공작물과 터릿어셈블리를 점검하게 하여 작업 안정성을 용이하게 향상할 수 있다는 이점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 터릿회전체의 고정장치가 적용되는 일 예의 ＣＮＣ다축가공기의 일부를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 ＣＮＣ다축가공기용 터릿회전체의 고정장치가 적용되는 일 예의 터릿어셈블리를 나타내는 도면으로서, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명은 ＣＮＣ다축가공기용 터릿어셈블리(1)에 구비되는 터릿회전체(11)를 고정하는 장치이다.

상기 터릿회전체(11)에 다수의 스핀들축(12)이 상호 등간격으로 이격 설치되고，다수의 스핀들축(12) 중의 하나가 구동축(13)과 클러치 결합되어 스핀들구동모터(14)에 의해 구동되며, 공구(15)를 고정하는 홀더(16)가 다수의 스핀들축(12)의 선단부에 각각 구비된다.

여기서 본 발명에서는 상기 터릿회전체(11)에 구비되는 스핀들설치부(11a)의 정위치를 감지하는 위치감지구(2)가 터릿어셈블리(1)의 하우징(17)의 일측에 설치된다.

그리고 상기 위치감지구(2)의 출력신호와 연동하는 액추에이터(3)가 하우징(17)의 타측에 설치된다.

물론 ＣＮＣ다축가공기에는 도시하지 않았지만 제어기가 설치되어 있으므로 상기 위치감지구(2)의 출력신호가 제어기에 입력되면 제어기가 액추에이터(3)를 작동할 수 있음은 자명한 사실이다.

또한 상기 액추에이터(3)는 전기에 의해서 작동하는 전기식 액추에이터가 바람직하나, 공압 실린더와 유압 실린더 중의 하나가 될 수도 있으며, 공압 실린더 또는 유압 실린더로 구성되면 이들을 작동하기 위한 컴프레서 또는 유압펌프 등이 갖추어질 수 있는 것이다.

아무튼 본 발명에서는 상기 터릿회전체(11)의 정위치 상태에서 상기 액추에이터(3)의 로드 선단부(3a)가 도 4와 도 6에 도시한 바와 같이 상기 터릿회전체(11)의 둘레면에 등간격으로 이격 형성되는 다수의 홈(11b) 중의 하나에 삽입되어 터릿회전체(11)를 록킹 고정하게 된다.

물론 상기 터릿회전체(11)를 회전시켜서 다수의 스핀들축(12) 중의 다른 하나를 구동축(13)과 연결할 때에는 상기 액추에이터(3)의 로드 선단부(3a)가 터릿회전체(11)의 홈(11b)으로부터 이탈되어 터릿회전체(11)를 비록킹하게 된다.

도면 부호를 생략하여 본 실시예의 터릿어셈블리를 개략적으로 설명하면, 구동축(13)과 스핀들구동모터(14) 사이에 타이밍벨트와 풀리가 설치되어 스핀들구동모터에 의해 구동축이 회전되는 것이고, 스핀들축(12)과 구동축(13) 사이에 클러치가 설치되어 구동축(13)과 스핀들축(12)이 연동하게 되며, 상기 구동축(13)이 공기실린더와 다수의 링크에 의해 도 3의 위쪽으로 이동하여 스핀들축(12)과 구동축(13) 사이가 끊어지며, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 캠구동모터에 의해 캠이 회전되어 상기 터릿회전체(11)를 회전하게 되는 것으로서, 이러한 기술적 구성의 결합 관계는 종래 기술을 토대로 충분히 알 수 있는 것이다.

그래서 본 발명의 위치감지구(2)가 터릿회전체(11)의 정위치를 감지하면 터릿회전체(11)의 정위치에서 스핀들축(12)과 구동축(13)이 일직선 상에 위치한 것을 의미하게 되어 위치감지구(2)의 신호와 연동하여 액추에이터(3)가 작동하여 터릿회 전체(11)를 고정하게 된다.

아무튼 다른 예로서 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 터릿회전체(11)에 형성되는 다수의 홈(11b)에는 액추에이터(3)의 로드 선단부(3a)의 형상과 일치하는 내부면을 구비한 로드삽입체(11c)가 각각 고정 설치되는 구조를 포함한다.

그러면 상기 액추에이터(3)의 작동으로 로드 선단부(3a)가 로드삽입체(11c)에 삽입되었다가 이탈되는 것을 오랫동안 반복되면 로드삽입체(11c)의 내부면이 마모될 수 있는 바, 이러한 상태에서 터릿회전체(11)를 교체하는 것보다는 로드삽입체(11c)를 교체하는 것이 매우 경제적이므로 상기 로드삽입체(11c)를 구비하게 된다.

다른 한편 본 발명에서는 상기 액추에이터(3)의 로드 선단부(3a)가 터릿회전체(11)의 홈(11b) 또는 로드삽입체(11c)에 제대로 삽입되었는지를 감지할 필요가 있으며, 터릿어셈블리(1)에 구비된 홀더(16)에 공구(15)가 제대로 고정되었는지, 작업 도중에 공구(15)가 홀더(16)에 고정된 상태를 유지하고 있는지, 공구(15)가 무리하게 공작물을 가공하는지 등을 감지할 필요가 있다.

그래서 본 발명에서는 도 5에 도시한 바와 같이, 외부의 충격이나 압력에 의해 전기를 발생하는 압전소자(4)가 상기 액추에이터(3)의 로드 선단부(3a)에 고정 설치되는 구조를 포함한다.

그러면 상기 액추에이터(3)의 로드 선단부(3a)가 터릿회전체(11)의 홈(11b)에 삽입되면 압전소자(4)가 홈(11b)의 내부면에 밀착되면서 전기를 발생하기 때문에 전기선을 도시하지 않았지만 전기의 발생을 감지하는 ＣＮＣ다축가공기 내의 공 지의 제어기가 이 전기 신호를 정확하게 인식하여 액추에이터(3)의 로드 선단부(3a)가 터릿회전체(11)의 홈(11b)에 정확하게 삽입되었는지를 감지할 수 있다.

또한 상기 압전소자(4)는 상기 구동축(13)과 스핀들축(12)이 구동할 때에 터릿회전체(11)의 홈(11b)에 밀착된 상태를 유지하므로, 상기 구동축(13)과 스핀들축(12)의 구동에 의한 터릿회전체(11)의 진동이 전기로 가변되어 ＣＮＣ다축가공기 내의 제어기에 전기적인 신호를 출력하면 이 전기적인 신호를 산출하여 정상 상태와 비정상 상태를 쉽게 감지할 수 있다.

그래서 상기 압전소자(4)를 이용하여 터릿어셈블리(1)에 구비된 홀더(16)에 공구(15)가 제대로 고정되었는지, 작업 도중에 공구(15)가 홀더(16)에 고정된 상태를 유지하고 있는지, 공구(15)가 무리하게 공작물을 가공하는지 등을 쉽게 감지할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 터릿회전체의 고정장치가 적용되는 일 예의 ＣＮＣ다축가공기의 일부를 나타내는 정면도,

도 2는 도 1의 우측에서 발췌한 본 발명에 의한 ＣＮＣ다축가공기용 터릿회전체의 고정장치가 적용되는 일 예의 터릿어셈블리를 나타내는 도면,

도 3은 도 2의 A - A선 단면도,

도 4는 본 발명에 의한 ＣＮＣ다축가공기용 터릿회전체의 고정장치의 일 예를 나타내는 도 3의 B부의 확대단면도,

도 5는 본 발명에 의한 ＣＮＣ다축가공기용 터릿회전체의 고정장치의 다른 예를 나타내는 도 3의 B부의 확대단면도,

도 6은 본 발명에 의한 ＣＮＣ다축가공기용 터릿회전체의 고정장치의 또다른 예를 나타내는 터릿회전체를 발췌한 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 터릿어셈블리 2 : 위치감지구

3 : 액추에이터 4 : 압전소자

11 : 터릿회전체 12 : 스핀들축

13 : 구동축 14 : 스핀들구동모터

15 : 공구 16 : 홀더

Claims (3)

1. 터릿회전체에 다수의 스핀들축이 상호 등간격으로 이격 설치되고，다수의 스핀들축 중의 하나가 구동축과 클러치 결합되어 스핀들구동모터에 의해 구동되며, 공구를 고정하는 홀더가 다수의 스핀들축의 선단부에 각각 구비되는 것으로 이루어지는 ＣＮＣ다축가공기용 터릿어셈블리의 터릿회전체를 고정하는 장치에 있어서,

   터릿회전체에 구비되는 스핀들설치부의 정위치를 감지하는 위치감지구가 터릿어셈블리의 하우징의 일측에 설치되고,

   상기 위치감지구의 출력신호와 연동하는 액추에이터가 하우징의 타측에 설치되며,

   상기 터릿회전체의 정위치 상태에서 상기 액추에이터의 로드 선단부가 터릿회전체의 둘레면에 등간격으로 이격 형성되는 다수의 홈 중의 하나에 삽입되고,

   상기 액추에이터의 로드 선단부의 삽입 상태를 감지함과 아울러 구동축과 스핀들축이 구동할 때에 발생되는 진동에 의해 전기를 발생하는 압전소자가 상기 액추에이터의 로드 선단부에 설치되는 것으로 이루어지는 ＣＮＣ다축가공기용 터릿회전체의 고정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 터릿회전체에 형성되는 다수의 홈에는 액추에이터의 로드 선단부의 형상과 일치하는 내부면을 구비한 로드삽입체가 각각 설치되는 것을 포함하여 이루어지는 ＣＮＣ다축가공기용 터릿회전체의 고정장치.
3. 삭제

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