KR101193611B1 - 틸팅 인덱스 테이블 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 베이스; 이러한 베이스 상에 설치되는 인덱스 몸체; 인덱스 몸체의 일측에 설치되는 회전유닛; 이러한 회전유닛을 베이스 상에 고정시키는 스톡; 회전유닛과 스톡 사이에 개재되는 블록; 및 회전유닛을 선택적으로 틸팅시키는 틸팅수단(50)을 구비하되, 회전유닛은, 외부에서 공급된 에어가 유동할 수 있는 에어유동홀이 내측에 형성된 테이블 몸체, 이러한 테이블 몸체의 상부에 회전 가능하게 설치되는 것으로, 그 상면에 작업 대상체가 안착되는 판상의 테이블, 이러한 테이블 몸체에 내장되어 테이블을 선택적으로 회전 구동하는 회전구동수단 및 테이블의 하부에 설치되며 테이블 몸체의 에어유동홀을 통해 공급된 에어를 테이블의 하면에 선택적으로 공급하여 테이블을 선택적으로 부상시키는 에어베어링을 포함하는 틸팅 인덱스 테이블이 제공된다.
본 발명에 의한 틸팅 인덱스 테이블에 의하면, 비접촉식 에어베어링을 적용함으로써, 마찰과 소음이 거의 없기 때문에 고속 및 저소음 구동을 실현할 수 있다. 또한 높은 회전정밀도와 위치정밀도를 유지한 채, 강성 및 부하능력의 향상이 가능하기 때문에 5축 머시닝센터에 효과적으로 적용될 수 있다.더욱이 마찰과 발열의 문제가 없기 때문에 반영구적인 수명의 효과가 있고, 저온 사용이 가능하며, 친환경 조건에 유리하다.

Description

틸팅 인덱스 테이블{Tilting index table}

본 발명은 틸팅 인덱스 테이블(Tilting index table)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 틸팅 가능하게 설치되고 정확하게 분할된 각도로 회전하면서 작업대상체의 작업위치를 조절할 수 있는 틸팅 인덱스 테이블에 관한 것이다.

일반적으로 "인덱스 테이블"은 작업 대상체인 공작물의 가공, 조립, 이송 등의 일괄된 연속 작업을 효과적으로 수행할 수 있도록 회전테이블이 정확한 분할각도로 간헐 회전하도록 된 장치이다.

특히 "틸팅 인덱스 테이블"이란, 소위 "C"축을 기준으로 360° 회전 가능한 회전테이블과 함께, 상기 회전테이블이 소위 "A"축을 중심으로 소정의 각도(대략 최대 150°)로 틸팅 가능하게 설치된 것을 말한다.

그런데 통상 "C"축을 기준으로 회전하는 회전테이블은 접촉식 베어링(예 :미끄럼 베어링 등)을 개재한 채, 인덱스 몸체 상에 설치되어 고속으로 회전하게 된다.

즉, 베어링 면과 회전테이블의 운동 면이 윤활유로 형성된 윤활막을 사이에 두고 접촉하게 되며, 이 때문에 마찰, 소음, 발열 등과 같이 두 면의 마찰로 야기되는 기계적 손실을 피할 수 없게 된다. 따라서 고속 및 저소음 구동의 실현이 어려우며, 마모 등으로 인해 내구적 수명이 짧아진다는 한계를 가진다.

또한 종래 틸팅 인덱스 테이블에 적용되는 접촉식 마찰 베어링은 그 구조가 복잡하고, 윤활을 위한 윤활유 공급라인 등을 구비하여야 하기 때문에 장치 구성이 복잡해지는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 마찰과 발열의 문제를 원천적으로 해소하여 고속 및 저소음의 구동실형이 가능하며, 기구적 강성 및 부하능력을 향상시킨 틸팅 인덱스 테이블을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한 베어링의 구조를 컴팩트하게 구성하여 필요한 구성부품의 공간 이용효율을 향상시킨 팅팅 인덱스 테이블을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 베이스; 상기 베이스 상에 설치되는 인덱스 몸체; 상기 인덱스 몸체의 일측에 설치되는 회전유닛; 상기 회전유닛을 상기 베이스 상에 고정시키는 스톡; 상기 회전유닛과 스톡 사이에 개재되는 블록; 및 상기 회전유닛을 선택적으로 틸팅시키는 틸팅수단을 구비하되, 상기 회전유닛은, 외부에서 공급된 에어가 유동할 수 있는 에어유동홀이 내측에 형성된 테이블 몸체, 상기 테이블 몸체의 상부에 회전 가능하게 설치되는 것으로, 그 상면에 작업 대상체가 안착되는 판상의 테이블, 상기 테이블 몸체에 내장되어 상기 테이블을 선택적으로 회전 구동하는 회전구동수단 및 상기 테이블의 하부에 설치되며 상기 테이블 몸체의 에어유동홀을 통해 공급된 에어를 상기 테이블의 하면에 선택적으로 공급하여 상기 테이블을 선택적으로 부상시키는 에어베어링을 포함하는 틸팅 인덱스 테이블이 제공된다.

여기서 상기 테이블은, 그 하면에 환상으로 삽입홈이 형성되어 있으며, 상기 에어베어링은 상기 테이블의 삽입홈에 이동가능하게 삽입되고 상기 테이블 몸체에 고정 설치된 판상의 실플레이트를 포함할 수 있다.

또한 상기 실플레이트는, 상기 테이블 몸체의 에어유동홀을 통해 공급된 에어가 하부를 통해 상부로 이동할 수 있는 적어도 하나의 에어공급로가 내부에 형성될 수 있다.

더욱이 상기 실플레이트는, 그 하부에 상기 에어공급로의 단면적보다 큰 단면적을 가지고 상기 에어공급로와 연통하며, 상기 테이블 몸체의 에어유동홀을 통해 공급된 에어가 유입되도록 환상으로 요입된 에어포켓이 형성되고, 그 상부에 상기 에어공급로의 단면적보다 큰 단면적을 가지고 상기 에어공급로와 연통하여, 상기 에어공급로를 통해 공급된 에어와 상기 테이블 하면의 접촉면적을 증대시키는 에어확장로가 형성될 수 있다.

게다가 상기 에어베어링에 의해 상기 테이블이 부상되는 높이는 2㎛ 내지 3㎛ 일 수 있다.

본 발명에 의한 틸팅 인덱스 테이블에 의하면, 비접촉식 에어베어링을 적용함으로써, 마찰과 소음이 거의 없기 때문에 고속 및 저소음 구동을 실현할 수 있다.

또한 높은 회전정밀도와 위치정밀도를 유지한 채, 강성 및 부하능력의 향상이 가능하기 때문에 5축 머시닝센터에 효과적으로 적용될 수 있다.

더욱이 마찰과 발열의 문제가 없기 때문에 반영구적인 수명의 효과가 있으며, 저온 사용이 가능하다.

게다가 에어베어링은 윤활유를 사용하지 않기 때문에 친환경 조건에 유리하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 인덱스 테이블을 나타낸 조립사시도,
도 2는 도 1에 나타낸 틸팅 인덱스 테이블의 단면사시도,
도 3은 도 1에 나타낸 틸팅 인덱스 테이블의 정단면도,
도 4a는 도 1에 나타낸 에어베어링을 도시한 사시도
도 4b는 도 4a의 "A" 부분을 확대한 단면도,
도 5a 및 도 5b는 도 1에 나타낸 에어베어링에 구비된 실플레이트를 상면과 저면에서 각각 본 사시도들이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 인덱스 테이블을 나타낸 조립사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 틸팅 인덱스 테이블의 단면사시도이며, 도 3은 도 1에 나타낸 틸팅 인덱스 테이블의 정단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 틸팅 인덱스 테이블은, 베이스(10)와, 인덱스 몸체(Index Body;20)와, 스톡(Stock;30)과, 회전유닛(100)과, 블록(Block;40)과, 틸팅수단(50)을 구비한다.

상기 베이스(10)는, 상기 구성부품들(20,30,40,50,100)을 바닥면에 설치하기 위한 기초의 역할을 수행하며, 통상 판(Plate)의 형상을 갖는다.

상기 인덱스 몸체(20)는 상기 베이스(10) 상에 설치되는데, 상기 베이스(10)에 대략 수직하게 설치되어 후술할 스톡(30), 회전유닛(100), 블록(40), 틸팅수단(50) 등을 고정하여 지지하거나, 이들을 내측에 수용되어 설치될 수 있도록 설치공간을 제공하기도 한다.

상기 회전유닛(100)은 상기 인덱스 몸체(20)의 일측에 설치되는 데, 이에 대해서는 후술하도록 한다.

상기 스톡(30)은 상기 회전유닛(100)을 베이스(10) 상에 고정시킨다. 이를 위해 상기 스톡(30)은 베이스(10)에 대략 수직하게 설치된다.

상기 블록(40)은 상기 회전유닛(100)과 스톡(30) 사이에 개재되어, 이들을 연결하고 고정 지지한다.

상기 틸팅수단(50)은 상기 회전유닛(100)을 선택적으로 틸팅시킨다. 이를 위해 상기 틸팅수단(50)은, 스핀들(Spindle)과, 도시하지는 않았지만 틸티을 위한 회전동력을 발생하는 구동모터를 구비할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 상기 회전유닛(100)에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 4a는 도 1에 나타낸 에어베어링을 도시한 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 "A" 부분을 확대한 단면도이며, 도 5a 및 도 5b는 도 1에 나타낸 에어베어링에 구비된 실플레이트를 상면과 저면에서 각각 본 사시도들이다.

도 4a 내지 도 5b를 참조하면, 상기 회전유닛(100)은, 몸체(110)와, 판상의 테이블(120)과, 회전구동수단(130)과, 에어베어링(140)을 포함한다.

상기 몸체(110)의 내측에는 외부에서 공급된 에어가 유동할 수 있는 에어유동홀(111;도 1 내지 도 3 참조)이 형성되어 있으며, 그 상부에는 후술할 테이블(120)이 회전가능하게 배치된다.

상기 테이블(120)은 테이블 몸체(110)의 상부에 회전 가능하게 설치되는 것으로, 그 상면(120a)에 공작물 등과 같은 작업 대상체가 안착된다.

상기 회전구동수단(130)은 테이블 몸체(110)에 내장되어 상기 테이블(120)을 선택적으로 회전 구동한다. 이러한 회전구동수단(130)으로는 회전구동모터 등을 사용할 수 있다.

위와 같은 본 발명의 실시예에서, 상기 테이블(120)의 하부에는 에어베어링(140)이 설치된다. 이러한 에어베어링(140)은 테이블 몸체(110)의 에어유동홀(111)을 통해 공급된 에어를 상기 테이블(120)의 하면(120b)에 선택적으로 공급하여 상기 테이블(120)을 선택적으로 부상시킨다.

여기서 상기 에어베어링(140)에 의해 상기 테이블(120)이 부상되는 높이는 2㎛ 내지 3㎛인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 테이블(120)의 부상 높이가 2㎛ 보다 작은 경우, 에어베어링(140)과 테이블(120) 사이에 가공 칩 등과 같은 이물질이 사이에 개재된 후 용이하게 외부로 배출되지 않는 문제점이 있으며, 상기 테이블(120)의 부상 높이가 3㎛ 보다 크면 고하중의 작업 대상체에 의해 테이블(120)이 변형되어 파손될 우려가 높기 때문이다.

한편, 상기 에어베어링(140)은 판상의 실플레이트(Seal Plate;141)를 포함할 수 있다. 이러한 실플레이트(141)는 상기 테이블(120)의 하면(120b)에 환상으로 형성된 삽입홈(121)에 이동가능하게 삽입될 수 있다. 이때 상기 실플레이트(141)는 테이블 몸체(110)에 고정 설치된다.

또한 상기 실플레이트(141)의 내부에는, 상기 테이블 몸체(110)의 에어유동홀(111)을 통해 공급된 에어가 하부를 통해 상부로 이동할 수 있는 적어도 하나의 에어공급로(142)가 형성될 수 있다.

더욱이 상기 실플레이트(141)의 하부에는 상기 에어공급로(142)의 단면적보다 큰 단면적을 가지고 상기 에어공급로(142)와 연통하며, 상기 테이블 몸체(110)의 에어유동홀(111)을 통해 공급된 에어가 유입되도록 환상으로 요입된 에어포켓(143)이 형성될 수 있다. 그리고 상기 실플레이트(141)의 상부에는 상기 에어공급로(142)의 단면적보다 큰 단면적을 가지고 상기 에어공급로(142)와 연통하여, 상기 에어공급로(142)를 통해 공급된 에어와 상기 테이블(120) 하면(120b)의 접촉면적을 증대시키는 에어확장로(144)가 형성될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 인덱스 테이블의 작용 및 효과를 설명하도록 한다.

먼저, 외부에서 공급된 에어의 유동라인(도 3의 화살표 참조)에 대해 살펴본다.

도면을 참조하면, 외부에서 공급된 에어가 블록(40)을 통해 상기 테이블 몸체(110)의 에어유동홀(111)로 공급되면, 공급된 에어는 에어유동홀(111)을 통해 실플레이트(141)의 하부로 유동한다.

상기 실플레이트(141)의 하부에 공급된 에어는 환상으로 요입된 에어포켓(143)을 통해 에어공급로(142)로 유동하여, 실플레이트(141)의 상부에 형성된 에어확장로(144)를 통해 상기 테이블(120)의 하면에 에어를 공급하게 된다. 여기서 에어포켓(143)을 통해 공급된 에어는 단면적이 축소된 에어공급로(142)를 통과하면서 고속으로 분출된다. 이와 같이 분출된 에어는 단면이 확장된 에어확장로(144)에서 넓게 확장되어 테이블(120)의 하면을 고르게 부상시킨다.

상기 테이블(120)의 하면을 부상시킨 에어는 상기 실플레이트(141)와 테이블(120) 사이에 형성된 공간을 통해 외부로 배출된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따는 틸팅 인덱스 테이블에 의하면, 테이블(120)의 하면에 비접촉식 에어베어링(140)을 적용하여 부상시키기 때문에 마찰과 소음이 거의 없는 상태로 고속 및 저소음 구동을 실현할 수 있다. 또한 이러한 틸팅 인덱스 테이블은 높은 회전정밀도와 위치정밀도를 유지한 채, 강성 및 부하능력의 향상이 가능하기 때문에 5축 머시닝센터에 효과적으로 적용될 수 있다. 더욱이 마찰과 발열의 문제가 없기 때문에 반영구적인 수명의 효과가 있으며, 저온 사용이 가능하다. 게다가 에어베어링은 윤활유를 사용하지 않기 때문에 친환경 조건에 유리하다는 장점을 갖는다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10 : 베이스 20 : 인덱스 몸체
30 : 스톡 40 : 블록
50 : 틸팅수단 100 : 회전유닛
110 : 테이블 몸체 120 : 테이블
130 : 회전구동수단 140: 에어베어링
141: 실플레이트

Claims (5)

1. 베이스(10); 상기 베이스(10) 상에 설치되는 인덱스 몸체(20); 상기 인덱스 몸체(20)의 일측에 설치되는 회전유닛(100); 상기 회전유닛(100)을 상기 베이스(10) 상에 고정시키는 스톡(30); 상기 회전유닛(100)과 스톡(30) 사이에 개재되는 블록(40); 및 상기 회전유닛(100)을 선택적으로 틸팅시키는 틸팅수단(50)을 구비하되, 상기 회전유닛(100)은, 외부에서 공급된 에어가 유동할 수 있는 에어유동홀(111)이 내측에 형성된 테이블 몸체(110), 상기 테이블 몸체(110)의 상부에 회전 가능하게 설치되는 것으로, 그 상면(120a)에 작업 대상체가 안착되는 판상의 테이블(120), 상기 테이블 몸체(110)에 내장되어 상기 테이블(120)을 선택적으로 회전 구동하는 회전구동수단(130) 및 상기 테이블(120)의 하부에 설치되며, 상기 테이블 몸체(110)의 에어유동홀(111)을 통해 공급된 에어를 상기 테이블(120)의 하면(120b)에 선택적으로 공급하여 상기 테이블(120)을 선택적으로 부상시키는 에어베어링(140)을 포함하고,
   상기 테이블(120)은, 그 하면(120b)에 환상으로 삽입홈(121)이 형성되어 있으며,
   상기 에어베어링(140)은, 상기 테이블(120)의 삽입홈(121)에 이동가능하게 삽입되고, 상기 테이블 몸체(110)에 고정 설치된 판상의 실플레이트(141)를 포함하며,
   상기 실플레이트(141)는, 상기 테이블 몸체(110)의 에어유동홀(111)을 통해 공급된 에어가 하부를 통해 상부로 이동할 수 있는 적어도 하나의 에어공급로(142)가 내부에 형성되고,
   상기 실플레이트(141)는,
   그 하부에 상기 에어공급로(142)의 단면적보다 큰 단면적을 가지고 상기 에어공급로(142)와 연통하며, 상기 테이블 몸체(110)의 에어유동홀(111)을 통해 공급된 에어가 유입되도록 환상으로 요입된 에어포켓(143)이 형성되고,
   그 상부에 상기 에어공급로(142)의 단면적보다 큰 단면적을 가지고 상기 에어공급로(142)와 연통하여, 상기 에어공급로(142)를 통해 공급된 에어와 상기 테이블(120) 하면(120b)의 접촉면적을 증대시키는 에어확장로(144)가 형성된 틸팅 인덱스 테이블.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 에어베어링(140)에 의해 상기 테이블(120)이 부상되는 높이는 2㎛ 내지 3㎛ 틸팅 인덱스 테이블.

Images