KR101370252B1 - 공작기계용 멀티 자동앵귤러 어태치먼트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계의 스핀들 헤드(101)에 장착되어 메인 스핀들(102)의 회전동력을 전달받는 공작기계용 어태치먼트 장치에 있어서, 상기 스핀들 헤드(101)의 전면에 탈착가능하게 장착되는 고정보디(110); 상기 고정보디(110)의 내부에 회전가능하게 조립되고, 일단부에 공구포트(125)를 구비하며, 타단부에 상기 메인 스핀들(102)로부터 회전동력을 전달받을 수 있도록 드라이빙키(104)와 커플링(140)을 매개로 상기 메인 스핀들(102)과 연결되는 회전보디(120); 및 상기 고정보디(110)와 상기 스핀들 헤드(101)사이에 구비되어 상기 드라이빙키(104)를 통한 회전보디(103)의 회전이 가능하도록 작동유의 공급시 상기 커플링(140)의 걸림을 해제시키는 유압클램핑실린더부(130);를 포함한다.

공작기계, 스핀들 헤드, 메인 스핀들, 고정보디, 회전보디, 피스톤

Description

공작기계용 멀티 자동앵귤러 어태치먼트 장치{MULTI AUTOMATIC ANGULAR ATTACHMENT DEVICE FOR MACHINE TOOL}

본 발명은 멀티 자동 앵귤러 밀링 어태치먼트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 작업자가 별도로 임의의 각도로 수동조작하거나 가공조건별로 공구옵셋을 다시 설정할 필요가 없고 가공성 및 작업생산성을 향상시킬 수 있는 멀티 자동앵귤러 밀링 어태치먼트 장치에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계중 대형에 속하는 보링머신에는 스핀들 헤드에 장착되어 메인스핀들의 회전동력을 전달받는 어태치먼트 장치가 채용된다.

이러한 공작기계에 사용되는 어태치먼트장치는 직각으로 고정된 형태이거나 각도를 변경할 수 있으며, 수직형 장비에서 측면 구멍이나 홈 가공을 하거나 수평형 장비에서 상면 구멍 가공 등을 할 수 있는 장점이 있다.

이에 따라, 기계 가공 공정수를 줄여 설치시간을 단축시킬 수 있고, 소요 치공구(Milling Fixture) 수도 줄일 수 있어 기계 가공시 작업효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

도 1은 종래 보링머신용 수동 앵귤러밀링 어태치먼트장치를 도시한 것으로 서, a)는 정면도이고 b)는 측면도이며, c)는 배면도이다.

종래의 수동 앵귤러밀링 어태치먼트 장치는 장비의 메인 스핀들의 회전동력을 전달받도록 스핀들 헤드에 부착되어 기계가공시 가공조건에 따라 메인스핀들을 회전시키기 위해 수동조작방식에 의한 위치결정을 하는 구조로 이루어져 있다.

즉, 이러한 어태치먼트 장치를 구성하는 고정보디(10)는 미도시된 스핀들 헤드에 복수개의 체결용 볼트(12)로서 교체가능하게 조립되고, 상기 고정보디(10)의 전면에는 미도시된 메인 스핀들과 연결되는 스핀들헤드(20)가 회전체결용 볼트(22)를 매개로 조립된다.

이에 따라, 공작기계의 메인 스핀들을 인위적으로 회전시키기 위해서는 작업자가 상기 회전체결용 볼트(22)를 풀고 상기 고정보디(10)에 구비된 수동 조작레버(24)를 인위적으로 돌려서 회전각도를 셋팅해야만 한다.

특히 작업자는 셋팅하고자 하는 위치를 고정보디(10)에 구비된 눈금자(26)를 통하여 육안으로 확인해야만 한다.

그리고, 보다 정확한 각도조정이 이루어지기 위해서는 인디게이터를 이용하여 사용공구의 옵셋값을 반복적으로 확인해야만 한다.

이러한 종래의 어태치먼트 장치는 해당 장비의 스핀들헤드(20)의 장착면에 수동으로 장착하여 기계가공을 수행한 다음 다른 기계가공공정을 전환하기 위하여 각도변경을 하기 위해서 수동으로 조작해야만 한다.

이에 따라, 수동조작에 따른 가공정밀도를 보장하기 위해서는 셋업시간이 과다하게 소요되어 작업생산성을 저하시키고, 조정되는 회전각도에 대한 신뢰성을 자 동적으로 확인할 수 없는 번거로운 문제점이 있었다.

또한, 종래의 어태치먼트장치를 이용한 기계가공시 장비는 NC제어가 가능하더라도 실제 기계가공은 범용장비로밖에 활용할 수 없게 된다. 그리고, 공정별로 어태치먼트장치의 스핀들헤드(20)가 달라짐으로 인해 각각의 스핀들 회전속도, 피드(feed), W축 이송 스토르크 리미트값과 같은 가공조건 등을 다시 셋팅해야만 하고, 옵셋(offset)값도 각각 다시 셋팅해야만 하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 그 목적은 가공공정 전환시 수반되는 각도조정을 자동으로 간편하게 수행하여 작업생산성을 향상시키고, 각도조정작업을 높은 정밀도로 수행하여 기계 가공성을 향상시킬 수 있는 멀티 자동앵귤러 밀링 어태치먼트장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 이루기 위한 구체적인 수단으로서, 본 발명은 공작기계의 스핀들헤드에 장착되어 메인스핀들의 회전동력을 전달받는 어태치먼트 장치에 있어서, 상기 스핀들 헤드의 전면에 탈착가능하게 장착되는 고정보디; 상기 고정보디의 내부에 회전가능하게 조립되고, 일단부에 공구포트를 구비하며, 타단부에 상기 메인스핀들로부터 회전동력을 전달받을 수 있도록 드라이빙키와 커플링을 매개로 상기 메인스핀들과 연결되는 회전보디; 및 상기 고정보디와 상기 스핀들헤드사이에 구비되어 상기 드라이빙키를 통한 회전보디의 회전이 가능하도록 작동유의 공급시 상기 커플링의 걸림을 해제시키는 유압클램핑실린더부;를 포함함을 특징으로 하는 멀티 자동앵귤러 밀링 어태치먼트장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 커플링은 상기 회전보디의 후단에 구비되는 전방커플링과, 상기 메인스핀들의 전면에 구비되는 후방커플링으로 이루어져 오목치와 볼록치간의 합형시 회전동력을 전달하고 분리시 회전동력이 차단되는 치형 커플링으로 구비된다.

바람직하게는, 상기 유압클램핑실린더부는 상기 스핀들헤드의 전면에 함몰형성되고 개방된 입구를 밀폐하는 실런더캡을 구비하는 실린더와, 상기 고정보디에 일단이 조립되어 고정되고 상기 실린더캡을 통하여 실린더내부에 삽입되는 타단에 피스톤을 구비하는 일정길이의 작동축 및 상기 실린더내로 작동유를 공급하여 상기 피스톤을 왕복이동시키는 유압라인을 포함한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 스핀들헤드에 고정보디를 착탈가능하게 구비하고, 메인스핀들에 드라이빙키와 커플링을 매개로 조립되는 회전보디는 고정보디에 회전가능하게 구비하며, 고정보디와 스핀들헤드사이에 유압클램핑실린더부를 구비하고 작동유의 공급시 커플링의 걸림을 해제하여 드라이빙키만을 통한 회전보디의 회전이 자동으로 가능하도록 함으로서, 사용 편의성을 제공하고 각 회전 위치별로 커플링에 의해 위치를 결정할 수 있기 때문에, 가공조건 및 공정별로 가변되는 위치결정 정밀도를 높일 수 있다.

또한, 멀티 오리엔테이션 기능을 NC지령화함으로써 보다 신속, 정확한 사용이 가능하고, 각도분할에 따른 셋팅 시간을 대폭적으로 줄여 작업생산성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 얻어진다.

이하 본 발명에 대해서 첨부된 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 멀티 자동앵귤러 밀링 어태치먼트장치를 도시한 것으로서, a)는 정면도이고, b)는 측면도이며, c)는 배면도이며, 도 3은 본 발명에 따 른 자동앵귤러 밀링 어태치먼트장치에 구비되는 유압클램핑실린더부를 도시한 상세도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치(100)는 도 2 와 3에 도시한 바와 같이, 스핀들헤드(101)에 장착되어 메인스핀들(102)로부터 회전동력을 전달받아 회전되는 것으로, 이는 고정보디(110), 회전보디(120) 및 유압클래핑실린더부(130)를 포함한다.

상기 고정보디(110)는 상기 스핀들헤드(101)의 전면에 형성된 복수 개의 체결공과 결합되는 체결용 수단에 의해서 착탈가능하게 조립되는 고정구조물이다.

그리고, 상기 스핀들헤드(101)의 전면에는 상기 어태치먼트장치(100)의 고정보디(110)의 후면과 상기 스핀들헤드(101)의 전면간의 접합조립이 보다 정밀하게 이루어질 수 있도록 위치결정핀(109)을 구비한다.

이러한 위치결정핀(109)은 상기 고정보디(110)의 후면에 형성된 핀공(미도시)에 삽입됨으로서 이들간의 조립시 위치를 결정하게 된다.

상기 회전보디(120)는 상기 고정보디(110)의 내부에 형성된 내부공으로 삽입되어 상기 내부공에 구비되는 복수개의 베어링부재를 매개로 하여 회전가능하게 조립되는 회전구조물이다.

이러한 회전보디(120)의 일단부에는 기계가공조건에 따라 사용되는 다양한 형태의 공구가 장착되는 공구포트(125)를 구비한다.

그리고 상기 회전보디(120)의 타단부에는 상기 메인스핀들(102)로부터 회전동력을 전달받을 수 있도록 드라이빙키(104)와 커플링(140)을 매개로 하여 상기 메 인스핀들(102)과 서로 연결된다.

이에 따라, 상기 메인스핀들(102)로부터 제공되는 회전동력은 상기 드라이빙키(104) 및 커플링(140)을 통하여 상기 회전보디(120)로 전달되어 상기 회전보디(120)의 공구포트(125)에 장착된 공구를 회전시켜 기계가공대상물을 가공할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 커플링(140)은 정확한 위치고정과 분할회전을 수행하기 위하여 2피스 커플링으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 회전보디(120)의 타단부인 후면에 구비되는 전방커플링(141)과, 상기 메인스핀들(102)의 전면에 구비되는 후방커플링(142)으로 이루어지는 치형 커플링으로 구비되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 전후방 커플링(141,142)의 합형시 이에 형성된 오목치(concave teeth)와 볼록치(convex teeth)간의 전치면 결합에 의해서 회전동력을 전달할 수 있는 것이다.

이때, 상기 전방 커플링(141)과 후방 커플링(142)가 서로 분리되면 이들을 통한 회전동력은 중단되는 반면에 상기 드라이빙키(104)를 통하여 회전동력을 전달하게 된다.

한편, 상기 유압클램핑실린더부(130)는 상기 고정보디(110)와 상기 스핀들헤드(101) 사이에 구비되어 상기 드라이빙키(104)를 통하여 전달되는 회전동력으로서 상기 회전보디(120)의 회전이 가능하도록 상기 회전보디(120)와 메인스핀들(102) 사이에 구비된 커플링(140)의 걸림인 치면결합을 해제시킨다.

이러한 유압클램핑실린더부(130)는 실린더(131), 작동축(132) 및 피스 톤(133)을 포함하는바, 상기 실린더(131)는 상기 스핀들 헤드(101)의 전면에 함몰형성되어 일정 크기의 내부공간을 갖지며, 개방된 입구는 복수개의 체결부재(134a)로서 상기 실린더(131)에 조립되는 실린더캡(134)에 의해서 밀폐된다.

상기 실린더캡(134)에는 상기 작동축(132)이 삽입되는 조립공을 관통형성하며, 상기 조립공의 내부면에는 상기 작동축(132)의 외주면에 밀착되어 상기 실린더(131) 내의 작동유가 외부로 유출되지 못하도록 실링하는 오링부재(132a)를 구비한다.

상기 작동축(132)은 상기 고정보디(110)에 형성된 체결공에 체결되어 조립 고정되는 일정길이의 축부재이다.

상기 고정보디(110)에 일단이 고정되는 작동축(132)의 타단은 상기 실린더캡(134)의 조립공을 통하여 실린더(131) 내부로 삽입된다.

상기 피스톤(133)은 상기 실린더(131)내에 배치되는 타단에 조립되고, 상기 작동축(132)과 더불어 왕복이동되면서 그 외주면은 실린더(131)의 내부면에 접하여 왕복이동된다.

이때, 상기 피스톤(133)의 외주면에는 상기 실린더(131)의 내주면에 밀착되는 오링부재(133a)를 구비한다.

또한, 상기 실린더(131)에는 상기 피스톤(133)과 더불어 작동축(132)을 왕복이동시킬 수 있는 외력을 제공하기 위해서 상기 실린더(131)내로 작동유를 공급하거나 배출하는 유압라인을 연결구성한다.

이러한 구성에 의해 본 발명에 따른 어태치먼트 장치(100)의 작동과정을 설 명한다.

본 발명에 따른 어태치먼트 장치(100)는 가공대상물의 변경 및 공정변화에 의해서 임의의 각도로 분할회전 하기 위해서, 상기 유압클램핑실린더부(130)의 실린더(131)에 연결된 유압라인을 통하여 작동유를 강제로 공급하면, 상기 실린더(132)내로 공급된 작동유에 의해서 상기 피스톤(133)은 고정보디(110)측으로 이동된다.

이와 동시에 상기 피스톤(133)이 타단부에 장착된 작동축(132)도 고정보디(110)측으로 이동되며, 이때 상기 작동축(132)은 상기 고정보디(110)의 체결공에 나사결합되어 상기 고정보디(110)와 일체로 조립되어 있기 때문에, 상기 작동축(132)의 수평이동은 고정보디(110)와 이에 조립된 회전보디(120)을 수평이동시키게 된다.

이러한 경우, 상기 회전보디(120)에 구비된 전방커플링(141)의 치면은 상기 메인스핀들(102)에 구비된 후방커플링(142)의 치면으로부터 이탈된다.

연속하여, 공작기계의 NC에 의해 멀티 오리엔테이션 지령을 하게 되면, 상기 메인스핀들(120)은 지령된 임의 회전각도의 회전값으로 회전하게 된다.

이러한 메인스핀들(120)은 상기 유압클램핑실린더부(130)의 작동에 의해서 상기 커플링(140)의 결합이 해제되어 이를 통한 동력전달이 이루어지지 않지만 상기 회전보디(120)와 메인스핀들(120)은 드라이빙키(104)를 통한 연결은 그대로 유지하고 있기 때문에, 상기 회전보디(120)측으로 회전동력을 전달할 수 있는 것이다.

이에 따라, 상기 회전하는 메이스핀들(102)에 부착된 드라이빙키(104)에 의해 회전보디(120)로 동력이 전달되고, NC지령에서 장비측의 메인스핀들(102)의 회전과 회전보디(120)의 회전이 동기화하여 작업자는 원하는 임의의 위치로 간편하고 정확하게 어태치먼트 장치를 회전조작할 수 있는 것이다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

도 1은 종래 보링머신용 수동 앵귤러밀링 어태치먼트장치의 정면도, 측명도 및 배면도.

도 2는 본 발명에 따른 멀티 자동앵귤러 밀링 어태치먼트장치의 정면도, 측면도 및 배면도.

도 3은 본 발명에 따른 자동앵귤러 밀링 어태치먼트장치에 구비되는 유압클램핑실린더부를 도시한 상세도.

<도면의 주요구성에 대한 부호의 설명>

101: 스핀들헤드 102: 메인 스핀들

104: 드라이빙키 109: 위치결정핀

110: 고정보디 120: 회전보디

130: 유압클래핑실린더부 131: 실린더

132: 작동축 133: 피스톤

140: 커플링 141,142: 전,후방 커플링

Claims (3)

1. 공작기계의 스핀들 헤드(101)에 장착되어 메인 스핀들(102)의 회전동력을 전달받는 공작기계용 멀티 자동앵귤러 어태치먼트 장치(100)에 있어서,

   상기 스핀들 헤드(101)의 전면에 탈착가능하게 장착되는 고정보디(110)와;

   상기 고정보디(110)의 내부에 회전가능하게 조립되고, 일단부에 공구포트(125)를 구비하며, 타단부에 상기 메인 스핀들(102)로부터 회전동력을 전달받을 수 있도록 드라이빙키(104)와 커플링(140)을 매개로 상기 메인 스핀들(102)과 연결되는 회전보디(120)와;

   상기 고정보디(110)와 상기 스핀들 헤드(101) 사이에 구비되어 상기 드라이빙키(104)를 통한 회전보디(120)의 회전이 가능하도록 작동유의 공급시 상기 커플링(140)의 걸림을 해제시키는 유압클램핑실린더부(130);

   를 포함하는 공작기계용 멀티 자동앵귤러 어태치먼트 장치(100).
2. 제1항에 있어서,

   상기 커플링(140)은 상기 회전보디(120)의 후단에 구비되는 전방 커플링(141)과, 상기 메인 스핀들(102)의 전면에 구비되는 후방 커플링(142)으로 이루어져 오목치와 볼록치간의 합형시 회전동력을 전달하고 분리시 회전동력이 차단되는 치형 커플링으로 구비됨을 특징으로 하는 공작기계용 멀티 자동앵귤러 어태치먼트 장치(100).
3. 제1항에 있어서,

   상기 유압클램핑실린더부(130)는

   상기 스핀들 헤드(101)의 전면에 함몰형성되고 개방된 입구를 밀폐하는 실런더캡(134)을 구비하는 실린더(131)와;

   상기 고정보디(110)에 일단이 고정되고 타단에는 피스톤(133)을 구비하며 실린더(131)내부에 삽입되는 일정길이의 작동축(132)과;

   상기 실린더(131)내로 작동유를 공급하여 상기 피스톤(133)을 왕복이동시키는 유압라인;

   을 포함함을 특징으로 하는 공작기계용 멀티 자동앵귤러 어태치먼트 장치(100).

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