KR101152784B1 - 스핀들이 4개인 멀티 스핀들 가공기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 선반 가공기에 4개의 스핀들을 구비하여 가공용 스핀들과 착?탈용 스핀들로 구분해서 가공용 스핀들에서는 가공물을 가공하며 착?탈용 스핀들에서는 다음 가공할 가공물을 대기시키거나 교환할 수 있게 하는 멀티 스핀들 가공기에 관한 것으로, 상세하게는 모터를 구동시키면 드라이브가 회전하여 가공용 스핀들과 가공물을 회전시켜 공구로 가공하며, 가공이 완료되면 모터와 드라이브 그리고 스핀들의 회전이 멈추고, 스핀들과 연결된 샤프트가 전진하면 스핀들이 가공기의 바깥쪽으로 빠지면서 드라이브에서 분리되고, 스핀들은 인덱스에 의하여 180°회전하여 가공되지 않은 착?탈용 스핀들이 공구가 있는 위치로 이동하며 동시에 가공이 완료된 가공용 스핀들은 공구가 없는 위치로 이동한 다음 샤프트가 후퇴하면서 스핀들이 드라이브와 결합하여 가공물을 가공하도록 4개의 스핀들이 구비된 가공기에 특징이 있다.

선반가공기, 멀티 스핀들, 인덱스, 가공용 스핀들, 착?탈용 스핀들

Description

스핀들이 4개인 멀티 스핀들 가공기{Multi spindle machine in 4 spindle}

본 발명은 하나의 선반 가공기에 4개의 스핀들을 구비하여 가공용 스핀들과 착?탈용 스핀들로 구분해서 가공용 스핀들에서는 가공물을 가공하며 착?탈용 스핀들에서는 다음 가공할 가공물을 대기시키거나 교환할 수 있게 하는 멀티 스핀들 가공기에 관한 것이다.

본 발명에 대한 종래기술로는 도 1 a)에서 도시한 바와 같이, 종래의 다축 자동선반용 주축대는 스핀들하우징(6)과, 스핀들하우징(6)에 회동가능하도록 내장되는 원통형상의 스핀들캐리어(5)가 구비된다. 여기서, 스핀들캐리어(5)는 주축대(1)의 후단부에 장착된 인덱싱장치(도시되지 않음)에 의해 60°씩 회동되며, 인덱싱된 후, 스핀들캐리어(5)는 고정장치(도시되지 않음)에 의해 인덱싱된 위치를 정확하게 유지하고, 스핀들캐리어(5)의 중앙부에는 주축(4)의 일부가 회전가능하도록 삽입되고, 스핀들캐리어(5)의 방사상으로는 60°의 간격으로 6개의 스핀들(2)이 회전가능하도록 삽입되는데, 상기 스핀들(2)은 주축(4)으로부터 회전력을 전달받아 자전하며, 회전은 그와 스핀들캐리어(5) 사이에 장착된 다수의 베어링(8)에 의해 원활하게 이루어지고, 스핀들(2)은 스핀들캐리어(5)의 인덱싱에 의해 60°씩 공전 하게 된다. 미설명부호 7은 인덱싱 후, 주축(4)을 축방향으로 가압하여, 스핀들캐리어(5)를 스핀들하우징(6)의 단부측으로 밀착시키는 유압실린더를 나타낸다.

주축(4)을 구동시켜 소재를 척킹하고 있는 스핀들(2)을 회전시킴에 따라, 상기 스핀들(2)에 척킹된 소재가 고속으로 회전하게 되고, 공구대에 설치된 여러 가지 공구에 의해 홈형성작업-테이퍼업-절단작업-나사전조작업 등을 수행한다.

b)에서 도시된 바와 같이, 스핀들캐리어(5)가 원통형상으로 형성되어 스핀들하우징(6)에 약간의 유격을 두고 끼워지는 구조로 되어 있고, 상기 스핀들(2)의 자전에 따라 베어링(8) 부분에서 발생되는 마찰열은 스핀들캐리어(5)를 통하여 스핀들하우징(6)에 전달되어 외부로 방출되는 종래기술이 있었다.

그러나 상기의 종래기술은 스핀들과 스핀들캐리어가 일체로서 하나의 선반 가공기에서는 1단계의 작업만 가능하므로 작업시간이 많이 소요된다는 문제점이 있었다.

또한 작업중에는 다음 가공물을 스핀들에 착?탈할 수 없어 가공 후 다음 가공물을 착?탈해야 하므로 착?탈 시간이 많이 소요되거나 1단계의 작업 후 스핀들을 회전 시켜 다음단계를 가공해야 하므로 생산성이 저하되는 문제점도 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나의 선반 가공기에 스핀들이 4개인 멀티 스핀들을 구비하여 가공용 스핀들과 착?탈용 스핀들로 구분해서 가공용 스핀들에서는 가공물을 가공하며 착?탈용 스핀들에서는 다음 가공할 가공물을 대기시키거나 교환할 수 있게 하는 구성을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적과 같이 하나의 선반 가공기에 스핀들이 4개인 멀티 스핀들을 구비하여 가공용 스핀들과 착?탈용 스핀들로 구분해서 가공용 스핀들에서는 가공물을 가공하며 착?탈용 스핀들에서는 다음 가공할 가공물을 대기시키거나 교환할 수 있게 하여, 가공시간과 착?탈 및 대기 시간을 줄여 생산성을 향상하는 효과가 있다.

본 발명은 하나의 선반 가공기에 4개의 스핀들을 구비한 멀티 스핀들 가공기에 관한 것으로, 상세한 설명은 첨부되는 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명 스핀들이 4개인 멀티 스핀들 가공기의 사시도이고, 도 3은 본 발명 스핀들이 4개인 멀티 스핀들 가공기의 평면도이며, 도 4는 본 발명 스핀들이 4개인 멀티 스핀들 가공기의 스핀들에 대한 측면도이고, 도 5는 본 발명 스핀들이 4개인 멀티 스핀들의 회전시 드라이브와의 조립도이며, 도 6은 본 발명 스핀들이 4개인 멀티 스핀들의 회전시 구동하는 인덱스의 구성도이고, 도 7은 도 3의 A에서 본 측면도이며, 도 8은 본 발명 스핀들이 4개인 멀티 스핀들 가공기의 개념도이다.

본 발명은 도 2에서 도시한 바와 같이, CNC 선반가공기에 회전하는 멀티 스핀들(150)을 구비하여 가공용 스핀들(155)과 착?탈용 스핀들(156)로 구분해서 가공용 스핀들(155)에서는 가공물(200)을 착용하여 공구(300)로 가공하며, 착?탈용 스핀들(156)에서는 다음 가공할 가공물(200)을 대기시키거나 교환할 수 있게 하는 멀티 스핀들 가공기(100)에 관한 것으로, 공구(300)는 가공물에 따라 변경할 수 있다.

도 3 내지 7에서 도시한 바와 같이, 멀티 스핀들 가공기(100)는 모터(110)와 풀리(120)가 구비되어 회전하고 모터(110)의 풀리(120)는 벨트에 의하여 드라이브(140)의 풀리(120)와 연결되어 드라이브를 구동시키며, 모터(110)에 의하여 회전하는 드라이브(140)의 풀리(120) 반대편 끝단에는 드라이브 유니트(141)가 구비되어 스핀들 유니트(151)와 조인트 결합하고, 드라이브(140)의 유니트(141)와 결합하 도록 스핀들(150)에는 스핀들 유니트(151)가 구비되어 드라이브(140)와 결합하여 회전하며, 스핀들 유니트(151)의 반대편 끝단에는 가공물(200)이 착?탈되는 척(152)이 구비된다.

본 발명은 4개의 멀티 스핀들(150)이 구비되므로 4 스핀들을 기준으로 설명하겠으며, 스핀들(150)의 개수와 동일하게 드라이브(140)도 4개를 구비한다.

본 발명은 4개의 스핀들(150)을 기준으로 설명하는데, 도 4와 같이 2개는 가공용 스핀들(155)이고 나머지 2개는 착?탈용 스핀들(156)로서, 스핀들(150)의 끝단 척(152)에 가공물(200)을 결합하고 모터(110)를 구동시키면 풀리(120)와 벨트(130)에 의하여 드라이브(140)가 회전하며, 드라이브(140)가 회전하면 유니트(141, 151)에 의하여 결합된 스핀들(150) 중에서도 가공용 스핀들(155)이 회전하게 되어 가공물(200)도 회전하고, 회전하는 가공물(200)에 공구(300)를 접촉시켜 가공하며, 가공중에 착?탈용 스핀들(156)은 대기를 하고 있다.

가공이 완료되면 모터(110)와 드라이브(140) 그리고 스핀들(150)의 회전이 멈추고, 멀티 스핀들 가공기(100)의 가운데에 위치하여 4개의 스핀들(150)과 연결되어 있는 샤프트(160)가 전진하면 스핀들(150)이 가공기(100)의 바깥쪽으로 빠지면서 드라이브(140)에서 분리되는데, 양 유니트(141, 151)에서 분리가 되고, 그 후 드라이브(140)에서 분리된 스핀들(150)은 인덱스(170)에 의하여 180°회전하여 가공되지 않은 착?탈용 스핀들(156)이 공구(300)가 있는 위치로 이동하며 동시에 가공이 완료된 가공용 스핀들(155)은 공구(300)가 없는 위치로 이동한 다음 샤프트(160)가 후퇴하면 스핀들(150)은 가공기(100) 쪽으로 삽입되면서 드라이브(140) 와 결합하는데 마찬가지로 양 유니트(141, 151)에서 결합하며, 그 후 모터(110)를 구동하면 드라이브(140)와 스핀들(150)이 회전하면서 가공물(200)이 가공된다.

여기서, 가공이 완료되어 공구(300)가 없는 위치로 이동한 가공용 스핀들(155)은 다음 가공할 가공물(200)로 교환하거나 다음 단계의 작업이 남아 있다면 대기하고 있는 상태로 1단계의 가공시 다음 가공물을 교환하거나 대기하고 있으므로 작업시간을 줄일 수 있게 된다.

또한 스핀들(150)은 공구(300)가 있는 위치로 이동하면 가공용 스핀들(155)이 되고, 공구(300)가 없는 위치로 이동하면 착?탈용 스핀들(156)로 바뀐다.

본 발명 척(152)의 착?탈은 유압호스(190)에 의하여 유압라인이 연결되어 구동한다.

도 8에서는 본 발명의 개념을 나타낸 것으로, SP1(가공용) SP2(가공용) SP3(착?탈용) SP4(착?탈용)인 4개의 스핀들(150)이 구비된 것으로, 스핀들을 하나씩 공구가 있는 위치로 이동하여 가공할 수도 있고 두 개를 한번에 가공할 수도 있는 구성이다.

도 1은 종래 CNC 선반의 구성도

도 2는 본 발명 스핀들이 4개인 멀티 스핀들 가공기의 사시도

도 3은 본 발명 스핀들이 4개인 멀티 스핀들 가공기의 평면도

도 4는 본 발명 스핀들이 4개인 멀티 스핀들 가공기의 스핀들에 대한 측면도

도 5는 본 발명 스핀들이 4개인 멀티 스핀들의 회전시 드라이브와의 조립도

도 6은 본 발명 멀티 스핀들의 회전시 구동하는 인덱스의 구성도

도 7은 도 3의 A에서 본 측면도

도 8은 본 발명 스핀들이 4개인 멀티 스핀들 가공기의 개념도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100. 선반가공기 110. 모터

120. 풀리 130. 벨트

140. 드라이브 150. 스핀들

160. 샤프트 170. 인덱스

180. 엔코더 190. 유압호스

141. 드라이브 유니트 151. 스핀들 유니트

152. 척 155. 가공용 스핀들

156. 착?탈용 스핀들

Claims (2)

1. 스핀들(150)에 가공물(200)을 장착하고 모터(110)를 구동시켜 스핀들과 가공물을 회전시켜 공구(300)로 가공하는 CNC 선반 가공기에 있어서,

   모터(110)와 4개의 드라이브(140)가 연결되고,

   상기 4개의 드라이브(140)의 끝단에 드라이브 유니트(141)가 구비되며,

   상기 드라이브 유니트(141)는 가공용 스핀들(155)과 착?탈용 스핀들(156)로 형성된 4개의 스핀들(150)에 구비된 스핀들 유니트(151)와 결합하여 상기 4개의 드라이브(140)와 상기 4개의 스핀들(150)이 각각 결합하고,

   상기 스핀들(150)의 스핀들 유니트(151) 반대편에는 가공물(200)이 착?탈되는 척(152)이 구비되며,

   상기 모터(110)를 구동시키면 상기 가공용 스핀들(155)과 결합된 드라이브(140)가 회전하여 상기 가공용 스핀들(155)과 가공물(200)을 회전시켜 공구(300)로 가공하고,

   가공이 완료되면 상기 모터(110)와 상기 드라이브(140) 및 가공용 스핀들(155)의 회전이 멈추고, 상기 스핀들(150)과 연결된 샤프트(160)가 전진하면 상기 스핀들(150)이 가공기(100)의 바깥쪽으로 빠지면서 상기 드라이브(140)에서 분리되며,

   상기 스핀들(150)은 인덱스(170)에 의하여 180°회전하여 가공되지 않은 상기 착?탈용 스핀들(156)이 공구가 있는 위치로 이동함과 동시에 가공이 완료된 상기 가공용 스핀들(155)은 공구가 없는 위치로 이동하여 대기하거나 다음으로 작업할 가공물로 교환시키고,

   상기 샤프트(160)가 후퇴하면서 상기 스핀들(150)이 상기 드라이브(140)와 결합하여 가공물(200)을 가공하도록 4개의 스핀들(150)이 구비된 가공기(100)를 특징으로 하는 스핀들이 4개인 멀티 스핀들 가공기.
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