KR101345928B1 - 선반의 공구대 - Google Patents

Abstract

이 발명은, 링기어와 센서를 이용하여 위치신호를 정밀하게 감지함으로써 회전각도를 임의로 분할할 수 있도록 하여 큰 직경의 원호가공을 할 수가 있는, 선반의 공구대에 관한 것으로서,
회전동력을 발생시키기 위한 서보 모터와, 상기한 서보 모터의 회전축에 연결되어 있는 전달기어와, 상기한 전달기어의 회전축에 연결되어 있는 인덱스 샤프트 기어와, 상기한 인덱스 샤프트 기어에 볼트를 이용하여 결합되어 있는 링기어 및 강체링과, 공구대를 지지하기 위한 툴포스트 바디와, 상기한 툴포스트 바디에 고정되어 있으며 상기한 링기어 및 강체링과 대응되는 위치에 설치되는 센서와, 상기한 인덱스 샤프트 기어와 연결되어 있으며 공작물을 가공하기 위한 공구가 장착되는 공구대 스핀들을 포함하여 이루어진다.

Description

선반의 공구대{tool post for lathe}

이 발명은 선반의 공구대에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 링기어와 센서를 이용하여 위치신호를 정밀하게 감지함으로써 회전각도를 임의로 분할할 수 있도록 하여 큰 직경의 원호가공을 할 수가 있는, 선반의 공구대에 관한 것이다.

각종의 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하든가 또는 반소재에 더욱 정밀한 가공을 할 목적으로 사용하는 기계를 공작기계라 한다. 상기한 공작기계중에서 가공과정에서 칩이 발생하는 공작기계를 절삭공작기계라고 하고, 가공과정에서 칩이 발생하지 않는 비절삭 공작기계를 금속가공기계라고 한다. 상기한 절삭공작기계에는 선반(lathe), 밀링기, 머시닝센터(machining center), 드릴링기, 보링기, 연삭기, 기어가공기, 특수가공기 등이 있으며, 상기한 금속성형기계에는 기계식 프레스, 유압식 프레스, 절단절곡기, 단조기, 인발기 등이 있다.

상기한 선반에는 가늘고 긴 공작물이나 척(chuck)에 고정된 상태가 불안한 축(shaft) 종류의 공작물을 가공할 때 휨이나 떨림 및 이탈되는 현상을 방지하기 위하여 척의 반대편에서 공작물의 원주 중심을 지지하여주는 장치인 심압대(tail stock)가 설치된다. 상기한 심압대는 일반적으로 주축대와 정확한 일직선상에 있으며, 베드 안내면 위를 이동하면서 공작물의 길이에 따라 적당한 위치에 고정된다.

또한 상기한 선반에는 공작물을 절삭 가공하기 위한 공구대가 설치되는데, 공구대에서는 모터의 회전운동이 디스크의 회전각도에 따라 정해져 있어서 디스크의 분할면수에 따라 등각 분할 운동을 하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 선반의 공구대는 회전각도가 최소 15°까지만 가능함으로써 큰 직경의 원호가공을 할 수가 없는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 링기어를 이용하여 위치신호를 정밀하게 감지함으로써 회전각도를 임의로 분할할 수 있도록 하여 큰 직경의 원호가공을 할 수 있는, 선반의 공구대를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 회전동력을 발생시키기 위한 서보 모터와, 상기한 서보 모터의 회전축에 연결되어 있는 전달기어와, 상기한 전달기어의 회전축에 연결되어 있는 인덱스 샤프트 기어와, 상기한 인덱스 샤프트 기어에 볼트를 이용하여 결합되어 있는 링기어 및 강체링과, 공구대를 지지하기 위한 툴포스트 바디와, 상기한 툴포스트 바디에 고정되어 있으며 상기한 링기어 및 강체링과 대응되는 위치에 설치되는 자기 센서와, 상기한 인덱스 샤프트 기어와 연결되어 있으며 공작물을 가공하기 위한 공구가 장착되는 공구대 스핀들을 포함하여 이루어지면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 강체링의 일측단에는 홈이 형성되면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 자기센서는 상기한 링기어 및 강체링의 1회전시 강체링의 홈에 의해 형성되는 자기장으로 1회전을 감지하면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 링기어의 외주면에는 치차가 형성되면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 자기센서는 상기한 링기어 및 강체링의 1회전시 링기어의 치차에 의해 형성되는 자기장으로 360,000/1rev의 분해능으로 신호를 읽어들여서 처리하면 바람직하다.

이 발명은, 링기어와 센서를 이용하여 위치신호를 정밀하게 감지함으로써 회전각도를 임의로 분할할 수 있도록 하여 큰 직경의 원호가공을 할 수가 있는, 효과를 갖는다.

도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 선반의 공구대의 단면 구조도이다.
도 2는 이 발명의 실시예에 따른 선반의 공구대의 링기어 및 강체링의 사시도이다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다. 또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 선반의 공구대의 단면 구조도이고, 도 2는 이 발명의 실시예에 따른 선반의 공구대의 링기어 및 강체링의 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일 실시예에 따른 선반의 공구대의 구성은, 회전동력을 발생시키기 위한 서보 모터(1)와, 상기한 서보 모터(1)의 회전축에 연결되어 있는 전달기어(2)와, 상기한 전달기어(2)의 회전축에 연결되어 있는 인덱스 샤프트 기어(3)와, 상기한 인덱스 샤프트 기어(3)에 볼트(6)를 이용하여 결합되어 있는 링기어(4) 및 강체링(5)과, 공구대를 지지하기 위한 툴포스트 바디(7)와, 상기한 툴포스트 바디(7)에 고정되어 있으며 상기한 링기어(4) 및 강체링(5)과 대응되는 위치에 설치되는 자기 센서(8)와, 상기한 인덱스 샤프트 기어(3)와 연결되어 있으며 공작물을 가공하기 위한 공구가 장착되는 공구대 스핀들(9)을 포함하여 이루어진다.

상기한 강체링(5)의 일측단에는 홈(51)이 형성되는 구조로 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일 실시예에 따른 선반의 공구대의 작용은 다음과 같다.

서보 모터(1)로부터 회전동력이 발생되면, 상기한 서보 모터(1)의 회전축에 연결되어 있는 전달기어(2)에 의해서 인덱스 샤프트 기어(3)로 회전동력이 전달된다.

상기한 인덱스 샤프트 기어(3)로 전달된 회전동력은, 상기한 인덱스 샤프트 기어(3)와 연결되어 있으며 공작물을 가공하기 위한 공구가 장착되어 있는 공구대 스핀들(9)로 전달됨으로써 절삭 가공작업이 이루어지게 된다.

이 경우에, 상기한 인덱스 샤프트 기어(3)에 볼트(6)를 이용하여 결합되어 있는 링기어(4) 및 강체링(5)이 회전되면서 자기장의 변화가 발생됨에 따라 자기센서(8)는 공구대 스핀들(9)의 회전각도를 감지하게 된다.

상기한 자기센서(8)는 링기어(4) 및 강체링(5)의 1회전시 강체링(5)의 홈(51)에 의해 형성되는 자기장으로 1회전을 감지하고, 링기어(4)의 외주면의 치차에 의해 형성되는 자기장으로 360,000/1rev의 분해능으로 신호를 읽어들여서 처리한다. 링기어(4)의 기어잇수가 많아질 수록 기어이의 사이가 조밀해져 분해능이 정밀해진다.

1 : 서보 모터 2 : 전달기어
3 : 인덱스 샤프트 기어 4 : 링기어
5 : 강체링 6 : 볼트
7 : 툴포스트바디 8 : 자기센서
9 : 공구대 스핀들

Claims (5)

1. 회전동력을 발생시키기 위한 서보 모터와,
   상기한 서보 모터의 회전축에 연결되어 있는 전달기어와,
   상기한 전달기어의 회전축에 연결되어 있는 인덱스 샤프트 기어와,
   상기한 인덱스 샤프트 기어에 볼트를 이용하여 결합되어 있는 링기어 및 강체링과,
   공구대를 지지하기 위한 툴포스트 바디와,
   상기한 툴포스트 바디에 고정되어 있으며 상기한 링기어 및 강체링과 대응되는 위치에 설치되는 자기 센서와,
   상기한 인덱스 샤프트 기어와 연결되어 있으며 공작물을 가공하기 위한 공구가 장착되는 공구대 스핀들을 포함하여 이루어지며,
   상기한 강체링의 일측단에는 홈이 형성되며,
   상기한 자기센서는 상기한 링기어 및 강체링의 1회전시 강체링의 홈에 의해 형성되는 자기장으로 1회전을 감지하며,
   상기한 링기어의 외주면에는 치차가 형성되며,
   상기한 자기센서는 상기한 링기어 및 강체링의 1회전시 상기한 링기어의 치차에 의해 형성되는 자기장으로 360,000/1rev의 분해능으로 신호를 읽어들여서 처리하는 것을 특징으로 하는 선반의 공구대.
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