KR101342928B1

KR101342928B1 - 이축 자동선회 헤드장치

Info

Publication number: KR101342928B1
Application number: KR1020120016004A
Authority: KR
Inventors: 손종현
Original assignee: 주식회사 남선기공
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2013-12-19
Also published as: KR20130094612A

Abstract

본 발명은 이축 자동선회 헤드장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 C축 토크 모터에 의해 수평(C축)으로 선회되는 C축 회전축과, A축 토크 모터에 의해 수직(A축)으로 선회되는 A축 회전축에 의해 헤드부가 이축으로 선회됨으로써, 다방향으로 가공물을 가공할 수 있고, 그에 따른 가공의 정밀도가 높아지며, 상기 C축 토크 모터와 A축 토크 모터에 의해 자동 선회시켜 장기간 정밀도를 유지할 수 있고, C축 인코더와 A축 인코더에 의해 C축 회전축과 A축 회전축의 각도 및 속도를 정확하게 유지시켜 영구적으로 백래쉬가 발생하지 않으며, 상기 회전축을 에어 브레이크장치에 의해 제어함으로써, 전원 차단 등 비상시에 즉각적인 반응으로 회전축을 압착 정지시켜 가공물 또는 주위에 치명적인 손상을 방지할 수 있는 특징이 있다.

Description

이축 자동선회 헤드장치{Two shaft automatic turning use Head equipment}

본 발명은 이축 자동선회 헤드장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 C축 토크 모터에 의해 수평(C축)으로 선회되는 C축 회전축과, A축 토크 모터에 의해 수직(A축)으로 선회되는 A축 회전축에 의해 헤드부가 이축으로 선회됨으로써, 다방향으로 가공물을 가공할 수 있고, 그에 따른 가공의 정밀도가 높아지며, 상기 C축 토크 모터와 A축 토크 모터에 의해 자동 선회시켜 장기간 정밀도를 유지할 수 있고, C축 인코더와 A축 인코더에 의해 C축 회전축과 A축 회전축의 각도 및 속도를 정확하게 유지시켜 영구적으로 백래쉬가 발생하지 않으며, 상기 회전축을 에어 브레이크장치에 의해 제어함으로써, 전원 차단 등 비상시에 즉각적인 반응으로 회전축을 압착 정지시켜 가공물 또는 주위에 치명적인 손상을 방지할 수 있는 이축 자동선회 헤드장치에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계 및 산업기계 등에 사용되는 스핀들을 장착한 1축 자동선회 헤드는 선회장치에 의해 선회하는데, 상기 선회장치와 헤드는 윔 기어 또는 베벨기어 등이 연결되어 헤드를 선회시킨다.

그리고, 상기 선회되는 헤드는 유압에 의해 브레이킹(정지)시킨다.

그런데, 일반적으로 유압식 브레이크는 유지보수가 어렵고, 전원이 차단시, 즉각적인 반응이 이루어지지 않아서 선회축이 자중 방향으로 움직일 수 있어 공작물에 치명적인 손상을 입힐 수 있다.

또한, 상기 헤드를 선회시키기 위해 연결되는 윔 기어 또는 베벨기어는 장기간 사용에 따라 기어의 마모로 인하여 백래쉬가 발생하여 선회각도가 정확하지 않은 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,

C축 토크 모터에 의해 수평(C축)으로 선회되는 C축 회전축과, A축 토크 모터에 의해 수직(A축)으로 선회되는 A축 회전축에 의해 헤드부가 이축으로 선회됨으로써, 다방향으로 가공물을 가공할 수 있고, 그에 따른 가공의 정밀도가 높아지며, 상기 C축 토크 모터와 A축 토크 모터에 의해 자동 선회시켜 장기간 정밀도를 유지할 수 있고, C축 인코더와 A축 인코더에 의해 C축 회전축과 A축 회전축의 각도 및 속도를 정확하게 유지시켜 영구적으로 백래쉬가 발생하지 않는 이축 자동선회 헤드장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 상기 회전축을 에어 브레이크장치에 의해 제어함으로써, 전원 차단 등 비상시에 즉각적인 반응으로 회전축을 압착 정지시켜 가공물 또는 주위에 치명적인 손상을 방지할 수 있는 이축 자동선회 헤드장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 C축 본체와;

상기 C축 본체의 내부에 크로스 롤러베어링(cross roller bearing)에 의해 지지되고, C축 토크 모터에 의해 수평(C축)으로 선회되며, 내부에 케이블 또는 관이 관통되도록 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀에는 케이블 또는 관이 지지되도록 볼베어링이 설치되는 C축 회전축과;

상기 C축 회전축의 일측 끝단부에 고정되어 C축 회전축과 동일하게 선회되고, 상기 C축 회전축과 동일하게 내부에 케이블 또는 관이 관통되도록 관통홀이 형성되는 C축 드럼과;

상기 C축 드럼의 일측 외주연에 형성되어 C축 드럼이 제어되고, 전원공급시에는 내부에 압축공기가 채워져 있어 판스프링을 제어하여 C축 드럼의 외주연과 미접촉되며, 전원미공급시에는 내부에 채워진 압축공기가 외부로 배출되면서 판스프링이 C축 드럼과 접촉되어 C축 드럼을 정지시키는 C축 에어 브레이크장치와;

상기 C축 본체와 C축 회전축 사이에 구비되고, 외부에서 전달되는 전력에 의해 자기장을 발생시켜 C축 회전축을 선회시키는 C축 토크 모터와;

상기 C축 회전축의 타측 끝단부에 설치되어 C축 회전축과 동일하게 선회되고, 내부에 수직(A축)으로 선회하는 헤드부가 설치되도록 공간부가 형성되는 A축 본체와;

상기 A축 본체의 내부에 구비되되, 상기 공간부를 기준으로 양측에 구비되어 헤드부와 연결되고, 상기 헤드부가 수직(A축)으로 선회시키는 A축 회전축과;

상기 A축 본체의 내부에 고정되되, 상기 A축 회전축과 크로스 롤러베어링에 의해 접촉되어 A축 회전축을 지지하는 지지축과;

상기 A축 회전축 일측 끝단부에 고정되는 A축 드럼과;

상기 A축 드럼의 외주연에 형성되어 A축 드럼이 제어되고, 전원공급시에는 내부에 압축공기가 채워져 있어 판스프링을 제어하여 A축 드럼의 외주연과 미접촉되며, 전원미공급시에는 내부에 채워진 압축공기가 외부로 배출되면서 판스프링이 A축 드럼과 접촉되어 A축 드럼을 정지시키는 A축 에어 브레이크장치와;

상기 A축 본체와 A축 회전축 사이에 구비되고, 외부에서 전달되는 전력에 의해 자기장을 발생시켜 A축 회전축을 선회시키는 A축 토크 모터와;

상기 A축 본체의 공간부에 구비되어 A축 회전축과 연결되고, 끝단부에 가공도구가 설치되어 수평(C축),수직(A축)으로 선회되면서 공작물을 가공하는 헤드부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이축 자동선회 헤드장치에 관한 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 이축 자동선회 헤드장치는 C축 토크 모터에 의해 수평(C축)으로 선회되는 C축 회전축과, A축 토크 모터에 의해 수직(A축)으로 선회되는 A축 회전축에 의해 헤드부가 이축으로 선회됨으로써, 다방향으로 가공물을 가공할 수 있고, 그에 따른 가공의 정밀도가 높아지며, 상기 C축 토크 모터와 A축 토크 모터에 의해 자동 선회시켜 장기간 정밀도를 유지할 수 있고, C축 인코더와 A축 인코더에 의해 C축 회전축과 A축 회전축의 각도 및 속도를 정확하게 유지시켜 영구적으로 백래쉬가 발생하지 않는 효과가 있다.

또한, 상기 회전축을 에어 브레이크장치에 의해 제어함으로써, 전원 차단 등 비상시에 즉각적인 반응으로 회전축을 압착 정지시켜 가공물 또는 주위에 치명적인 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이축 자동선회 헤드장치를 나타낸 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 C축장치를 나타낸 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 A축장치를 나타낸 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 헤드부를 나타낸 단면도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 C축으로 선회되는 헤드장치를 나타낸 개략도이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 A축으로 선회되는 헤드부를 나타낸 개략도이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 C축 본체와;

상기 A축 회전축 일측 끝단부에 고정되는 A축 드럼과;

상기 A축 본체의 공간부에 구비되어 A축 회전축과 연결되고, 끝단부에 가공도구가 설치되어 수평(C축),수직(A축)으로 선회되면서 공작물을 가공하는 헤드부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 이축 자동선회 헤드장치는 공작기계 및/또는 산업기계 등에 사용되는 스핀들(22)이 장착된 헤드장치로써, 가공물을 가공하기 위해 이축(C축방향, A축방향)으로 선회하도록 C축장치와, A축장치와, 헤드부(300)로 구성된다.

상기 C축장치는 본 발명에서 임의로 구분을 지은 것으로 C축 본체(100)와, C축 회전축(110)과, C축 드럼(120)과, C축 에어 브레이크장치(130)와, C축 토크 모터(140)로 구성된다.

여기서, 상기 C축 본체(100)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 내부가 중공되어 양측이 관통된 케이스로써, 중공된 내부에 C축 회전축(110)과, C축 드럼(120)과, C축 에어 브레이크장치(130)와, C축 토크 모터(140)가 구비되고, 상기 관통된 양측 중 일측은 A축 본체(200)에 의해 차단되고, 타측은 중앙부가 관통된 홀이 형성된 C축 플랜지(101)에 의해 차단된다. 이때, 상기 C축 본체(100)는 공작기계 및/또는 산업기계의 본체에 고정되도록 설치되어 자체가 선회하지 않는다.

또한, 상기 C축 플랜지(101)의 외부면 즉 도면상 상부면에는 도 2에서처럼, 외부로부터 내부를 보호하기 위한 탑 커버(102)가 더 형성되며, 상기 탑 커버(102)의 중앙부에는 도 1에서처럼, C축 회전축(110)과 C축 드럼(120) 내에 형성된 관통홀(111)을 통해 구비된 케이블 또는 관(1)이 외부까지 구비되도록 동일한 홀(미도시)이 형성된다.

한편, 상기 C축 회전축(110)은 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, C축 본체(100)의 중공된 내부에 구비되는데, 상기 C축 본체(100) 내부와 C축 회전축(110) 사이에는 C축 회전축(110)의 선회시, 상호 간의 마찰을 줄이기 위해서 크로스 롤러베어링(cross roller bearing)과 볼 베어링(ball bearing)이 설치된다. 이때, 상기 C축 회전축(110)은 C축 본체(100) 내에 설치 및 분리가 편리하도록 다수개로 분리/설치할 수 있게 구성된다.

여기서, 상기 C축 회전축(110)은 C축 토크 모터(140)에 의해 수평(C축)으로 선회되며, 상기 C축 회전축(110)의 내부에는 케이블 또는 관(1)이 관통되도록 관통홀(111)이 형성되고, 상기 관통홀(111)에는 케이블 또는 관(1)이 지지되도록 볼베어링이 설치된다. 이때, 상기 케이블 또는 관(1)은 A축 장치 및 헤드부(300)에서 설치된 것들이다. 또한, 상기 관통홀(111)에 형성된 볼베어링은 볼베어링 플랜지에 의해 관통홀(111)의 내주연에 설치되는 것이다.

그리고, 상기 C축 회전축(110)의 외주연에는 C축 회전축(110)의 회전각도 또는 회전속도를 측정하도록 C축 인코더(150)가 형성된다. 이때 상기 C축 인코더(150)는 로터리 인코더(rotary encoder)로써, 전기모터의 회전각도 또는 회전속도를 측정할 때 사용되는 대표적인 센서이다. 인크리멘털식 로터리 인코더는 축이 일정량의 각도를 회전할 때마다 펄스를 발생한다. 즉, 펄스 수를 셈으로써 축의 각도를 검출할 수 있는 것이다. 앱솔루트식 로터리 인코더는 몇 가닥의 신호선에 의하여 축의 절대위치를 검출할 수 있다.

또한, 상기 C축 드럼(120)은 도 1과 도 2에서처럼, C축 회전축(110)의 일측 끝단부 즉, 도면상 상측 끝단부에 고정되어 C축 회전축(110)과 동일하게 선회되고, 상기 C축 회전축(110)과 동일하게 내부에 케이블 또는 관(1)이 관통되도록 홀(미도시)이 형성되며, 상기 홀의 내주연에도 케이블 또는 관(1)이 지지되도록 볼베어링과 볼베어링 플랜지가 설치된다.

한편, 상기 C축 에어 브레이크장치(130)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, C축 드럼(120)의 외주연에 접촉 형성되어 C축 드럼(120)을 제어하는데, 상기 C축 에어 브레이크장치(130)는 전원공급시에는 내부에 압축공기가 채워져 있어 판스프링(미도시)을 제어하여 C축 드럼(120)의 외주연과 미접촉되며, 전원미공급시에는 내부에 채워진 압축공기가 외부로 배출되면서 판스프링이 C축 드럼(120)과 접촉되어 C축 드럼(120)을 정지시키는 역할을 한다.

즉, 상기 C축 에어 브레이크장치(130)는 외부에 설치된 압축기 등의 압축공기 발생장치(미도시)와 연결되어 압축공기가 내부에 채워지고, 상기 C축 에어 브레이크장치(130)의 내부에 두 개의 판스프링(미도시)이 상호 대칭되게 설치되며, 상기 판스프링의 일측은 C축 에어 브레이크장치(130) 케이스의 일측에 지지되고 타측은 C축 드럼(120)의 외주연에 접촉되어 C축 드럼(120)을 압박하면서 정교하게 정지시킨다.

한편, 상기 C축 토크 모터(140)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, C축 본체(100)와 C축 회전축(110) 사이에 구비되고, 외부에서 전달되는 전력에 의해 자기장을 발생시켜 C축 회전축(110)을 선회시키는 것으로 자석 형태의 모터로써 당업자라면 누구나 알 수 있는 모터방식과 구조로써 별도의 기술은 더 이상 하지 않는다.

여기서, 상기 C축 본체(100)와 C축 토크 모터(140) 사이에는 외부에서 냉각수가 유입/배출되어 C축 토크 모터(140)를 냉각시키는 C축 냉각장치(160)가 더 형성되고, 상기 냉각수 유입/배출관은 C축 본체(100)의 일단면을 관통하여 외부와 연결된다.

상기 A축 장치는 본 발명에서 임의로 구분을 지은 것으로 A축 본체(200)와, A축 회전축(210)과, 지지축(270)과, A축 드럼(220)과, A축 에어 브레이크장치(230)와, A축 토크 모터(240)로 구성된다.

여기서, 상기 A축 본체(200)는 도 1과 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, C축 회전축(110)의 타측 끝단부에 연결되어 C축 회전축(110)과 동일하게 선회되고, 내부에 수직(A축)으로 선회하는 헤드부(300)가 설치되도록 공간부(201)가 형성된다.

그리고, 상기 A축 본체(200)의 일단부 즉, 도면상 상부면은 C축 회전축(110)의 관통홀(111)로 케이블 또는 관이 구비되도록 관통된 홀이 더 형성되며, 상기 A축 본체(200)의 양측면에는 외부로부터 내부를 보호하기 위한 사이드 커버(202)가 각각 형성된다.

또한, 상기 A축 본체(200)의 내부는 중공되어 양측이 관통되되, 중앙부의 공간부(201)를 별도로 하여 양측으로 구획되며, 상기 양측 내부에 각각 A축 회전축(210)과, 지지축(270)과, A축 드럼(220)과, A축 에어 브레이크장치(230)와, A축 토크 모터(240)가 구비되고, 상기 사이드 커버(202)에 의해 외부와 차단되는 것이다.

한편, 상기 A축 회전축(210)은 A축 본체(200)의 양측 내부에 구비되되, 상기 공간부(201)를 기준으로 양측에 구비되어 공간부(201)에 구비되는 헤드부(300)와 연결되고, 상기 헤드부(300)가 수직(A축)으로 선회되도록 A축 회전축(210)은 선회된다.

여기서, 상기 A축 회전축(210)은 양측의 형태가 각각 다른데, 도 3상 좌측의 A축 회전축(210)은 단면상 "山" 형태로 형성되어 중앙 돌출된 축의 끝단부 외주연에 A축 회전축(210)의 회전각도 또는 회전속도를 측정하는 A축 인코더(250)가 설치되고, 중앙 돌출된 축의 외주연과 가장자리 돌출된 축의 내주연 사이에 지지축(270)이 연결되어 A축 회전축(210)을 지지한다.

그리고, 상기 A축 회전축(210) 중 도 3상 우측의 A축 회전축은 단면상 "└┘" 형태로 형성되어 내주연에 지지축(270)이 연결되고, 상기 지지축(270)에 의해 A축 회전축(210)이 지지되는 것이다.

이때, 상기 지지축(270)은 도 3에서처럼, A축 본체(200)의 내부에 일단부가 고정되고, 상기 A축 회전축(210)의 연결시, A축 회전축(210)의 선회로 상호 마찰에 따른 마모를 방지하도록 크로스 롤러베어링(미도시)에 의해 접촉된다.

또한, 상기 A축 드럼(220)은 도 3에서처럼, 양 A축 회전축(210)의 일측 끝단부에 고정되어 A축 회전축(210)의 선회와 동일하게 선회된다.

한편, 상기 A축 에어 브레이크장치(230)는 도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, A축 드럼(220)의 외주연에 형성되어 A축 드럼(220)이 제어되고, 전원공급시에는 내부에 압축공기가 채워져 있어 판스프링(미도시)을 제어하여 A축 드럼(220)의 외주연과 미접촉되며, 전원미공급시에는 내부에 채워진 압축공기가 외부로 배출되면서 판스프링이 A축 드럼(220)과 접촉되어 A축 드럼(220)을 정지시키는 것으로 그 원리와 방식은 상기에서 기술한 C축 에어 브레이크장치(130)와 동일하기에 더 이상 기술하지 않는다.

한편, 상기 A축 토크 모터(240)는 도 1과 도 3 및 도 6에 도시한 바와 같이, A축 본체(200)와 A축 회전축(210) 사이에 구비되고, 외부에서 전달되는 전력에 의해 자기장을 발생시켜 A축 회전축(210)을 선회시키는데, 상기 A축 토크 모터(240)는 도 3에서처럼, 좌측 A축 회전축(210)에만 형성되어 선회시킨다. 반면, 상기 우측 A축 회전축(210)은 수직으로 선회하는 헤드부(300)를 지지해주는 역할이다.

여기서, 상기 A축 본체(200)와 A축 토크 모터(240) 사이에는 외부에서 냉각수가 유입/배출되어 A축 토크 모터(240)를 냉각시키는 A축 냉각장치(260)가 더 설치되고, 상기 A축 냉각장치(260)에 냉각수를 공급하는 유입/배출관은 C축 회전축(110)의 관통홀(111)을 통해 외부에서부터 구비되는 것이다.

상기 헤드부(300)는 도 1과 도 4와 도 6에 도시한 바와 같이, 스핀들 케이스(310)와, 스핀들(320)과, 연결봉(330)과, 실린더(340)와, 스핀들 모터(350)와, 헤드 냉각장치(360)로 구성된다.

여기서, 상기 스핀들 케이스(310)는 도 1과 도 4에서처럼, A축 본체(200)의 공간부(201)에 구비되어 A축 회전축(210)이 양측면에 연결되고, 상기 스핀들 케이스(310)의 내부에는 스핀들(320)과, 연결봉(330)과, 실린더(340)와, 스핀들 모터(350)와, 헤드 냉각장치(360)가 구비된다.

또한, 상기 스핀들 케이스(310)는 도 6에서처럼, A축 회전축(210)에 의해 수직방향으로 180°이상 선회할 수 있다.

그리고, 상기 스핀들 케이스(310)의 일측 끝단부 즉, 도면상 상측 끝단부에는 외부로부터 내부를 보호하기 위한 스핀들 케이스 커버(312)가 설치되고, 상기 상기 스핀들 케이스(310)의 타측 끝단부 즉, 도면상 하측 끝단부에는 가공물을 가공시, 발생되는 열을 제어하기 위한 절삭유 등의 냉각유가 분사되도록 분사노즐(311)이 더 형성되고, 상기 분사노즐(311)은 스핀들 케이스(310)의 내부에 관이 형성되어 냉각유가 이송되며, 상기 냉각유 이송관은 C축 회전축(110)의 관통홀(111)을 통해 외부에서부터 구비되는 것이다.

한편, 상기 스핀들(320)은 도 1과 도 4에서처럼, 스핀들 케이스(310)의 내부에 구비되어 수평방향으로 회전되는데, 상기 스핀들(320)과 스핀들 케이스(310)의 내부 사이에는 스핀들(320)의 회전시 마찰에 따른 마모 등을 방지하도록 다수개의 세라믹 베어링(ceramic bearing)이 설치된다.

그리고, 상기 연결봉(330)은 도 4에서처럼, 스핀들(320)의 내부에 구비되어 상,하 구동되는데, 상기 스핀들(320)과 동일하게 회전되고, 상기 연결봉(330)의 일측 끝단부 즉, 스핀들(320) 외부로 돌출되는 끝단부에는 가공도구가 부착되도록 고정장치(331)가 형성된다. 이때, 상기 고정장치(331)는 연결봉(330)의 상,하 구동에 맞춰 가공도구를 탈,부착할 수 있다.

여기서, 상기 연결봉(330)의 외주연과 스핀들(320)의 내주연 사이에는 디스크 스프링(disc spring)이 더 형성되고, 상기 디스크 스프링(370)은 연결봉(330)의 외주연에 고정되어 연결봉(330)이 실린더(340)에 의해 상,하 구동시 탄성적으로 제어해주는 역할을 한다.

또한, 상기 실린더(340)는 도 4에서처럼, 연결봉(330)의 타측 끝단부 즉, 고정장치(331)가 형성된 반대측에 연결되어 외부에서 주입된 압력에 의해 연결봉(330)을 상,하 구동시키고, 상기 연결봉(330)의 회전시, 회전력이 전달되지 않도록 연결되며, 상기 연결방식은 일반적으로 알려진 실시예로써 별도의 기술은 하지 않는다. 이때, 상기 실린더는 스핀들 케이스 내에 고정된다.

한편, 상기 스핀들 모터(350)는 도 4에서처럼, 스핀들(320)의 외주연에 구비되어 외부에서 전달되는 전력에 의해 자기장을 발생시켜 스핀들(320)을 회전시키는 역할이다.

그리고, 상기 헤드 냉각장치(360)는 도 4에서처럼, 스핀들 모터(350)의 외주연과 세라믹 베어링의 외주연에 각각 구비되고, 외부에서 냉각수가 유입/배출되어 스핀들 모터(350)와 세라믹 베어링에서 발생되는 열을 냉각시킨다. 이때, 상기 냉각수를 이송시키는 유입/배출관은 C축 회전축(110)의 관통홀(111)을 통해 외부에서부터 구비되는 것이다.

또한, 상기 헤드 냉각장치(360)는 스핀들 케이스(310)의 내부에 구비되는데, 상호 접촉되는 부위에는 오링(미도시)이 다수개 설치된다.

100 : C축 본체 110 : C축 회전축
120 : C축 드럼 130 : C축 에어 브레이크장치
140 : C축 토크 모터 150 : C축 인코더
160 : C축 냉각장치 200 : A축 본체
210 : A축 회전축 220 : A축 드럼
230 : A축 에어 브레이크장치 240 : A축 토크 모터
250 : A축 인코더 260 : A축 냉각장치
270 : 지지축 300 : 헤드부
310 : 스핀들 케이스 320 : 스핀들
330 : 연결봉 340 : 실린더
350 : 스핀들 모터 360 : 헤드 냉각장치
370 : 디스크 스프링

Claims

C축 본체(100)와;
상기 C축 본체(100)의 내부에 크로스 롤러베어링(cross roller bearing)에 의해 지지되고, C축 토크 모터(140)에 의해 수평(C축)으로 선회되며, 내부에 케이블 또는 관(1)이 관통되도록 관통홀(111)이 형성되고, 상기 관통홀(111)에는 케이블 또는 관(1)이 지지되도록 볼베어링이 설치되는 C축 회전축(110)과;
상기 C축 회전축(110)의 일측 끝단부에 고정되어 C축 회전축(110)과 동일하게 선회되고, 상기 C축 회전축(110)과 동일하게 내부에 케이블 또는 관(1)이 관통되도록 관통홀(111)이 형성되는 C축 드럼(120)과;
상기 C축 드럼(120)의 일측 외주연에 형성되어 C축 드럼(120)이 제어되고, 전원공급시에는 내부에 압축공기가 채워져 있어 판스프링을 제어하여 C축 드럼(120)의 외주연과 미접촉되며, 전원미공급시에는 내부에 채워진 압축공기가 외부로 배출되면서 판스프링이 C축 드럼(120)과 접촉되어 C축 드럼(120)을 정지시키는 C축 에어 브레이크장치(130)와;
상기 C축 본체(100)와 C축 회전축(110) 사이에 구비되고, 외부에서 전달되는 전력에 의해 자기장을 발생시켜 C축 회전축(110)을 선회시키는 C축 토크 모터(140)와;
상기 C축 회전축(110)의 타측 끝단부에 설치되어 C축 회전축(110)과 동일하게 선회되고, 내부에 수직(A축)으로 선회하는 헤드부(300)가 설치되도록 공간부(201)가 형성되는 A축 본체(200)와;
상기 A축 본체(200)의 내부에 구비되되, 상기 공간부(201)를 기준으로 양측에 구비되어 헤드부(300)와 연결되고, 상기 헤드부(300)가 수직(A축)으로 선회시키는 A축 회전축(210)과;
상기 A축 본체(200)의 내부에 고정되되, 상기 A축 회전축(210)과 크로스 롤러베어링에 의해 접촉되어 A축 회전축(210)을 지지하는 지지축(270)과;
상기 A축 회전축(210)의 일측 끝단부에 고정되는 A축 드럼(220)과;
상기 A축 드럼(220)의 외주연에 형성되어 A축 드럼(220)이 제어되고, 전원공급시에는 내부에 압축공기가 채워져 있어 판스프링을 제어하여 A축 드럼(220)의 외주연과 미접촉되며, 전원미공급시에는 내부에 채워진 압축공기가 외부로 배출되면서 판스프링이 A축 드럼(220)과 접촉되어 A축 드럼(220)을 정지시키는 A축 에어 브레이크장치(230)와;
상기 A축 본체(200)와 A축 회전축(210) 사이에 구비되고, 외부에서 전달되는 전력에 의해 자기장을 발생시켜 A축 회전축(210)을 선회시키는 A축 토크 모터(240)와;
상기 A축 본체(200)의 공간부(201)에 구비되어 A축 회전축(210)과 연결되고, 끝단부에 가공도구가 설치되어 수평(C축),수직(A축)으로 선회되면서 공작물을 가공하는 헤드부(300);를 포함하여 구성되고,
상기 헤드부(300)는, A축 본체(200)의 공간부(201)에 구비되어 A축 회전축(210)과 연결되는 스핀들 케이스(310)와;
상기 스핀들 케이스(310)의 내부에 다수개의 세라믹 베어링에 의해 지지되어 형성되고, 수평으로 회전되는 스핀들(320)과;
상기 스핀들(320)의 내부에 구비되어 상,하 구동되고, 일측 끝단부에 가공도구가 부착되도록 고정장치(331)가 형성되는 연결봉(330)과;
상기 연결봉(330)의 타측 끝단부에 연결되어 외부에서 주입된 압력에 의해 연결봉(330)을 상,하 구동시키는 실린더(340)와;
상기 스핀들(320)의 외주연에 구비되어 외부에서 전달되는 전력에 의해 자기장을 발생시켜 스핀들(320)을 회전시키는 스핀들 모터(350)와;
상기 스핀들 모터(350)의 외주연과 세라믹 베어링의 외주연에 각각 구비되어 외부에서 냉각수가 유입/배출되어 스핀들 모터(350) 및 세라믹 베어링을 냉각시키는 헤드 냉각장치(360);를 포함하여 구성되며,
상기 C축 회전축(110)의 외주연에는 C축 회전축(110)의 회전각도 또는 회전속도를 측정하도록 C축 인코더(150)가 형성되고, 상기 C축 본체(100)와 C축 토크 모터(140) 사이에는 외부에서 냉각수가 유입/배출되어 C축 토크 모터(140)를 냉각시키는 C축 냉각장치(160)가 더 형성되며,
상기 A축 회전축(210)의 일측 외주연에는 A축 회전축(210)의 회전각도 또는 회전속도를 측정하도록 A축 인코더(250)가 형성되고, 상기 A축 본체(200)와 A축 토크 모터(240) 사이에는 외부에서 냉각수가 유입/배출되어 A축 토크 모터(240)를 냉각시키는 A축 냉각장치(260)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 이축 자동선회 헤드장치.
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