KR101470625B1 - 공작기계의 툴포스트 쿨런트 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 툴포스트 쿨런트 공급장치는 툴포스트 디스크(160)와; 상기 툴포스트 디스크(160)의 중심부에 관통 배치되어 외부에서 제공되는 쿨런트를 툴포스트(100) 내측을 통해 이송하는 메인 쿨런트 파이프(110)와; 상기 메인 쿨런트 파이프(110)의 상부에 조립되며 외부에서 제공되는 쿨런트를 상기 메인 쿨런트 제공 파이프(110)에 제공하는 쿨런트 입력 연결관(120)과; 상기 메인 쿨런트 파이프(110)의 하단에 조립된 쿨런트 출력 연결캡(130)과; 상기 툴포스트 디스크(160)의 외측부를 관통하여 제 1 쿨런트 도포영역(A)으로 쿨런트가 제공되도록 하는 제 1 쿨런트 이송 파이프(180)와; 상기 쿨런트 출력 연결캡(130)에 접속되어 제 2 쿨런트 도포영역(B)으로 쿨런트를 제공하기 위한 제 2 쿨런트 이송 파이프(190);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

공작기계, 툴포스트, 쿨런트

Description

공작기계의 툴포스트 쿨런트 공급장치{COOLANT SUPPLY UNIT FOR TOOL POST OF MACHINE TOOL}

본 발명은 공작기계의 툴포스트 쿨런트 공급장치에 관한 것이고, 특히 공작기계의 공구가 조립되는 툴포스트의 중심부에 쿨런트 배관을 관통 설치하고, 쿨런트 배관을 통해 필요한 배관을 연장설치하여 사용할 수 있도록 함으로서 쿨런트 공급을 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 툴포스트 쿨런트 공급장치에 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 공작기계라고 한다. 그리고 상기한 공작기계중에서 가공과정에서 칩이 발생하는 공작기계를 절삭공작기계라고 하고, 가공과정에서 칩이 발생하지 않는 비절삭 공작기계를 금속가공기계라고 한다.

이러한 절삭공작기계는 산업 전반적인 성력화 추세에 힘입어 자동화 및 수치제어(NC)화가 급속히 진전되고 있으며, 최근에는 회전형 선반계열과 밀링 계열로 양분되어 진행되어 온 공작기계의 수치제어(NC)화가 서로 복합적으로 결합되어 있 는 다기능 머시닝 센터가 출현한 바 있으며, 산업현장의 폭넓은 수요에 힘입어 그 시장이 급속히 확대되고 있다.

한편, 터닝센터는 회전 구동하는 메인스핀들과, 메인스핀들의 전단부에 위치하여 공작물을 척킹하는 척과, 메인스핀들의 후단부에 위치하여 척을 작동시키는 척킹실린더 및 공작물 가공팁을 설치한 툴포스트를 포함한다.

종래 터닝센터에서 툴포스트에 쿨런트(coolant)를 공급하기 위해 툴포스트 디스크에 노즐장치가 설치되고, 상기 노즐장치에 공급되는 쿨런트는 툴포스트 디스크 내측 사이드부를 통해 관통 설치된 배관을 통하여 이루어진다.

이럴 경우 툴포스트의 기 설치된 배관 이외의 다른 영역으로 쿨런트를 제공하기 곤란해지는 문제가 있었다.

즉, 종래의 구조에서는 툴포스트 디스크 내측 사이드부에 설치된 배관만을 이용하여 쿨런트를 공급해야 하기 때문에 쿨런트가 제공되기 어려운 영역(예: 툴의 하부영역)에 쿨런트를 공급하기 위해서는 새로운 쿨런트 배관을 다시 설치해야 하는 불편함이 있었던 것이다.

따라서 공작기계 제작사의 경우 고객이 툴포스트의 다른 영역으로 쿨런트를 공급받아 툴포스트를 운용하고자하는 요구가 있을 경우에는 별도의 쿨런트 배관을 쿨런트 공급 배관으로부터 새롭게 배관하여 설치해야 하는 불편함이 있었고, 쿨런트 배관을 설치하더라도 기존의 공작기계의 구성요소를 피하면서 설치하여야 하기 때문에 복잡해질 뿐만 아니라 외관이 미려하지 못하다는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로, 공작기계의 툴포스트 중심을 관통하여 쿨런트 배관을 설치하고, 상기 쿨런트 배관으로부터 외부배관을 추출하여 필요한 영역에 배치토록 함으로서 쿨런트 배관의 연장설치를 보다 용이하게 하고, 아울러 공작기계의 외관을 미려하게 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명은 공작물의 이송 또는 회전을 위한 주축(200)과, 상기 주축(200)의 상부에 설치되어 가공물을 처킹하는 척(300)과, 주축(200)의 이송 또는 회전을 위한 동력을 전달하는 주축 모터(400)와, 절삭공구가 장착되어 주축(200)에 고정되는 공작물을 가공하는 툴포스트(100)를 포함하는 공작기계에 적용되는 것이다.

본 발명에 따른 공작기계의 툴포스트 쿨런트 공급장치는, 외곽에 다수개의 공구가 조립되고 회전에 의해서 조립된 공구를 순차적으로 회전시켜 필요한 공구가 주축(200)에 설치되는 공작물을 가공시키도록 하는 툴포스트 디스크(160)와; 상기 툴포스트 디스크(160)의 중심부에 관통 배치되어 외부에서 제공되는 쿨런트를 툴포스트(100) 내측을 통해 이송하는 메인 쿨런트 파이프(110)와; 상기 메인 쿨런트 파이프(110)의 상부에 조립되며 외부에서 제공되는 쿨런트를 상기 메인 쿨런트 제공 파이프(110)에 제공하는 쿨런트 입력 연결관(120)과; 상기 메인 쿨런트 파이프(110)의 하단에 조립된 쿨런트 출력 연결캡(130)과; 상기 툴포스트 디스크(160) 의 외측부를 관통하여 제 1 쿨런트 도포영역(A)으로 쿨런트가 제공되도록 하는 제 1 쿨런트 이송 파이프(180)와; 상기 쿨런트 출력 연결캡(130)에 접속되어 제 2 쿨런트 도포영역(B)으로 쿨런트를 제공하기 위한 제 2 쿨런트 이송 파이프(190);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 공작기계의 툴포스트 쿨런트 공급장치는 상기 메인 쿨런트 파이프(110)의 상부를 지지하여 메인 쿨런트 파이프(110)의 회전을 지지하는 인덱스 캡(140)과; 상기 툴포스트 디스크(160)의 하단과 메인 쿨런프 파이프 (110)사이에 조립되며, 메인 쿨런트 파이프(110)의 하단부가 툴포스트 디스크(160)에 완전히 고정되도록 하는 밀착 지지하는 폐쇄용 캡(150);을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 쿨런트 입력 연결관(120)과 메인 쿨런트 파이프(110) 사이에는 기밀용 실(170)이 더 설치되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명의 터닝센터의 쿨런트 공급장치에 따르면, 툴포스트 내부로 쿨런트 파이프를 관통 결합시켜 사용함으로서 기계제작사는 쿨런트의 공급이 필요로 하는 부분에 배관을 연결시켜 조립의 간편성을 추구하는 한편 고객요청에 적절히 대응할 수 있으며, 쿨런트 파이프에 연결되는 배관파이프를 각 공작물별로 준비하여 연결 사용하여 쿨런트를 제공할 지점의 길이가 다른 경우 배관파이프의 길이만 다르게 제작하여 결합하면 되므로 빠르게 대응할 수 있는 효과를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 적용되는 공작기계의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명의 툴포스트에 설치되는 쿨런트 공급장치 구성도이며, 도 3은 본 발명의 사용상태도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예를 나타낸 도면이다.

본 발명은 크게 공구 삽입용 툴포스트(100)와, 주축(200)과, 공작물 척킹용 척(300)과, 주축 모터(400)로 이루어지고, 툴포스트(100)는 메인 쿨런트 파이프(110)와, 쿨런트 입력 연결관(120)과, 쿨런트 출력 연결캡(130)과, 인덱스 캡(140)과, 폐쇄용 캡(150)과, 툴포스트 디스크(160)와, 기밀용 실(170)과, 제 1 쿨런트 이송 파이프(180)와, 제 2 쿨런트 이송 파이프(190)로 이루어진다.

그리고, 도 3에는 제 1 쿨런트 이송 파이프(180)를 통해 쿨런트가 공급되는 제 1 쿨런트 도포영역(A)과, 제 2 쿨런트 이송 파이프(190)를 통해 쿨런트가 공급되는 제 2 쿨런트 도포영역(B)이 도시되어 있다.

이하에서 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 적용되는 공작기계의 주축(200)은 가공할 가공물을 탑재시킨 상태에서 공작물을 이송시키는 역할을 한다.

상기 주축 모터(400)는 주축에 동력을 제공하여 주축이 필요한 위치로 이송되도록 한다.

상기 공작물 처킹용 척(300)은 주축의 상부에 설치되며 공작물이 투여되면 이를 처킹하여 공작물이 가공되는 도중에 움직이는 것을 막는다.

툴포스트(100)에는 절삭공구가 다수개 설치되며, 공작물 처킹용 척(300)에 고정되는 공작물을 설치된 공구에 의해 가공하는 역할을 한다.

필요에 따라서 주축(200)을 회전시킨 상태에서 툴포스트(100)에 연결되는 공구로 공작물을 가공시키거나, 주축(200)을 고정시킨 상태에서 툴포스트(100)에 연결된 공구를 회전시킴으로써 공작물을 가공할 수도 있다.

즉, 주축(200) 또는 툴포스트(100) 중에서 어느 하나를 회전시킴으로써 주축에 고정되는 공작물을 가공시키게 된다.

본 발명은 툴포스트(100)에 공급되는 쿨런트 공급라인에 그 특징이 있는 것이기 때문에 주축의 구조나 척의 구조 및 주축에 제공되는 공급전달계통의 설명은 더이상 생략토록 하며, 이는 현재 양산되고 있는 기존의 일반적인 다양한 구성으로 대체할 수 있음도 물론이다.

이하에서 본 발명의 핵심사항인 툴포스트(100)의 구조를 살펴보기로 한다.

메인 쿨런트 파이프(110)는 상기 툴포스트(100)의 중심부에 관통 배치되어 외부에서 제공되는 쿨런트를 툴포스트(100) 내측을 통해 이송한다.

쿨런트 입력 연결관(120)은 상기 메인 쿨런트 파이프(110)의 상부에 조립되어 쿨런트가 메인 쿨런트 파이프(110)를 통해 흐르도록 한다.

상기 쿨런트 입력 연결관(120)은 필요에 따라 다양하게 설계할 수 있는바, 도 2와 같이 길이가 짧게 설치할 수도 있고, 도 4와 같이 길이가 길게 설치할 수도 있다. 이는 툴포스트의 구조 환경에 따라서 다양한 길이를 채택할 수 있음을 보여주기 위함이다.

쿨런트 출력 연결캡(130)은 상기 쿨런트 파이프(110)의 하단에 조립되며 외부로 쿨런트를 제공할 쿨런트 배관을 연결하는 역할을 한다.

툴포스트 디스크(160)에는 다수개의 공구가 조립되며 툴포스트 디스크(160)를 회전시킴으로써 공구를 순차적으로 회전시켜서 필요한 공구에 의해 주축(200)에 설치된 공작물을 가공시키도록 한다. 또한, 툴포스트 디스크(160)에는 쿨런트가 통과하기 위한 배관이 내측 사이드면과 내측 중심부를 관통하여 설치된다.

인덱스 캡(140)은 메인 쿨런트 파이프(110)를 지지하여 툴포스트(100) 회전시에 쿨런트 파이프(110)가 정위치를 유지하도록 해 준다.

폐쇄용 캡(150)은 상기 툴포스트 디스크(160)의 하단에서 메인 쿨런프 파이프(110) 주위에 조립되며, 메인 쿨런트 파이프(110)의 하단부가 툴포스트 디스크(160)에 완전히 고정되도록 밀착 지지한다.

제 1 쿨런트 이송 파이프(180)는 상기 툴포스트 디스크(160)의 몸체부 내측 사이드 영역을 관통하며, 제 1 쿨런트 도포영역(A)으로 쿨런트가 제공되도록 한다.

제 2 쿨런트 이송 파이프(190)는 상기 툴포스트 디스크(160)의 몸체부 중심부를 관통하는 메인 쿨런트 파이프(110)에 연결되며, 제 2 쿨런트 도포영역(B)에 쿨런트를 제공한다.

아울러, 상기 쿨런트 파이프(110)의 개수는 필요에 따라 1개이상 설치될 수 있는 바, 이 경우 필요한 지점에 쿨런트 배관을 연결하여 사용할 수 있다.

기밀용 실(170)은 고정된 쿨런트 입력 연결관(120)과 회전되는 메인 쿨런트 파이프(110) 사이에 설치되어 쿨런트 입력 연결관(120)과 메인 쿨런트 파이프(110)의 기밀을 유지토록 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 툴포스트(100)에는 중심부를 통해 메인 쿨런트 파이프(110)가 관통 설치되고 쿨런트 입력 연결관(120)이 메인 쿨런트 파이프(110)의 상부에 접속된다.

즉, 최초에 쿨런트는 쿨런트 입력 연결관(120)을 통해 공급되고, 상기 쿨런트 입력 연결관(120)은 메인 쿨런트 파이프(110)에 접속되어 쿨런트 입력 연결관(120)을 통해 제공되는 쿨런트는 메인 쿨런트 파이프(110)를 통해 공급된다.

이때, 쿨런트 입력 연결관(120)은 고정되는 반면에 메인 쿨런트 파이프(110)는 회전되는 동작을 갖는바, 이는 툴포스트 디스크(160)가 회전되도록 설계되어 있기 때문이며, 상기 툴포스트 디스크(160)가 회전되는 이유는 툴포스트 디스크(160)에 연결되어 있는 공구가 회전되도록 구성되기 때문이다.

따라서, 본 발명에서는 쿨런트 입력 연결관(120)과 메인 쿨런트 파이프(110)를 접속하되 기밀용 실(170)을 결합시켜서 쿨런트가 외부로 유출되는 것을 막도록 하였다.

아울러 메인 쿨런트 파이프(110)의 회전시에 메인 쿨런트 파이프(110)의 상 단부는 인덱스 캡(140)에 의해서 지지되고, 또한 메인 쿨런트 파이프(110)의 하단에는 폐쇄용 캡(150)이 설치되어 메인 쿨런트 파이프(110)가 정확히 고정 지지되도록 한다.

또한, 메인 쿨런트 파이프(110)의 최하단에는 쿨런트 출력 연결캡(130)이 접속되어 있어서 쿨런트 출력 연결캡(130)에 각종 배관을 접속시켜 필요한 지점으로 쿨런트를 이송하도록 설계하였다. 이러한 구성에 의해 본 발명의 일실시예에 따르면, 쿨런트 출력 연결캡(130)에 제 2 쿨런트 이송 파이프(190)를 연결함으로써 도 3에 도시한 바와 같이 B지점(제 2 쿨런트 도포영역)으로 쿨런트를 분사시키도록 할 수 있다.

물론, 기존의 제 1 쿨런트 이송 파이프(180)에 의해서는 A지점(제1 쿨런트 도포영역)에 쿨런트를 분사시킬 수 있으며, 상기 제 1 쿨런트 이송 파이프(180)는 툴포스트(100)의 내측 사이드면을 통해 공급된다. 또한, 쿨런트 출력 연결캡(130)은 사용하지 않을 때에는 폐쇄시키고 사용할 때에만 오픈시켜 다른 외부 쿨런트 이송용 배관과 연결시킬 수 있다.

본 발명에서는 상기 제 1 쿨런트 이송 파이프(180) 이외에 툴포스트(100)의 중심을 관통하는 다수개의 메인 쿨런트 파이프(110)를 설치하였다. 또한 이때 제 1 쿨런트 이송 파이프(180)가 회전하게 되므로 제 1 쿨런트 이송 파이프(180)를 지지하기 위해서 메인 쿨런트 파이프(110)의 상부에는 인덱스 캡(140)을 설치하고, 하단에는 폐쇄용 캡(150)을 설치하였다.

이러한 구성에 따라 인덱스 캡(140)과 폐쇄용 캡(150)이 메인 쿨런트 파이 프(110)를 효과적으로 지지함으로서 메인 쿨런트 파이프(110)이 보다 안정적인 자세를 유지하면서 B지점으로의 쿨런트 분사가 용이하게 이루어지게 된다.

아울러, 본 발명에서는 필요에 따라 다수개의 메인 쿨런트 파이프(110)를 설치할 수 있기 때문에, 쿨런트 출력 연결캡(130)에 배관을 접속함으로써 필요한 지점으로의 쿨런트의 이송 및 분사가 가능하다.

즉, 종래에는 쿨런트 공급이 별도로 필요할 경우에는 쿨런트 배관을 새롭게 설치해야 하므로 배관 설치공사가 어려울 뿐만 아니라 툴포스트 외부를 통해 배관을 설계해야 하므로 미관을 해치게된다는 문제가 있었으나, 본 발명을 이용하게 되면 툴포스트(100) 중심을 관통하여 메인 쿨런트 파이프(110)를 설치하기 때문에 외관을 망치지 않고 또한 사용자가 필요한 지점에 쿨런트 출력 연결캡(130)을 접속시켜 사용하면 되므로 구조 설계가 단순해지고 소비자의 요구에 따라서 쉽게 구조변경을 할 수 있는 장점을 제공하게 된다.

결국, 이와 같이 본 발명은 툴포스트의 중심을 관통하는 메인 쿨런트 파이프를 설치함으로서 공작기계 제작사는 고객요청에 대응할 수 있으며, 메인 쿨런트 파이프의 출력단에 필요한 배관파이프를 연결 사용함으로써 필요한 지점으로 쿨런트를 운반 및 분사시키는데 용이하게 된다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 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 본 발명에 적용되는 공작기계의 전체 구성도.

도 2는 본 발명의 툴포스트에 설치되는 쿨런트 공급장치 구성도.

도 3은 본 발명의 사용 상태도.

도 4는 본 발명의 일실시예를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 툴포스트 110: 메인 쿨런트 파이프

120: 쿨런트 입력 연결관 130: 쿨런트 출력 연결캡

140: 인덱스 캡 150: 폐쇄용 캡

160: 툴포스트 디스크 170: 기밀용 실

180: 제 1 쿨런트 이송 파이프 190: 제 2 쿨런트 이송 파이프

200: 주축 300: 주축 모터

400: 척

Claims (3)

1. 공작물의 이송 또는 회전을 위한 주축(200)과, 상기 주축(200)의 상부에 설치되어 가공물을 처킹하는 척(300)과, 주축(200)의 이송 또는 회전을 위한 동력을 전달하는 주축 모터(400)와, 절삭공구가 장착되어 주축(200)에 고정되는 공작물을 가공하는 툴포스트(100)를 포함하는 공작기계에 있어서,

   외곽에 다수개의 공구가 조립되고 회전에 의해서 조립된 공구를 순차적으로 회전시켜 필요한 공구가 주축(200)에 설치되는 공작물을 가공시키도록 하는 툴포스트 디스크(160)와;

   상기 툴포스트 디스크(160)의 중심부에 관통 배치되어 외부에서 제공되는 쿨런트를 툴포스트(100) 내측을 통해 이송시키며 상기 툴포스트 디스크(160)와 같이 회전하는 다수개의 메인 쿨런트 파이프(110)와;

   상기 다수개의 메인 쿨런트 파이프(110)의 상부에 조립되며 외부에서 제공되는 쿨런트를 상기 메인 쿨런트 제공 파이프(110)에 제공하며 고정된 쿨런트 입력 연결관(120)과;

   상기 다수개의 메인 쿨런트 파이프(110)의 하단에 각각 조립된 다수개의 쿨런트 출력 연결캡(130)과;

   상기 툴포스트 디스크(160)의 외측부를 관통하여 제 1 쿨런트 도포영역(A)으로 쿨런트가 제공되도록 하는 제 1 쿨런트 이송 파이프(180)와;

   상기 다수개의 쿨런트 출력 연결캡(130) 중 전부 또는 일부에 각각 접속되어 상기 다수개의 공구가 조립된 상기 툴포스트 디스크(160)의 제 2 쿨런트 도포영역(B)으로 쿨런트를 제공하기 위한 하나 이상의 제 2 쿨런트 이송 파이프(190); 그리고

   고정된 상기 쿨런트 입력 연결관(120)과 회전하는 상기 메인 쿨런트 파이프(110) 사이에 설치된 기밀용 실(170)

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 툴포스트 쿨런트 공급장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 메인 쿨런트 파이프(110)의 상부를 지지하여 메인 쿨런트 파이프(110)의 회전을 지지하는 인덱스 캡(140)과;

   상기 툴포스트 디스크(160)의 하단과 메인 쿨런프 파이프 (110)사이에 조립되며, 메인 쿨런트 파이프(110)의 하단부가 툴포스트 디스크(160)에 완전히 고정되도록 하는 밀착 지지하는 폐쇄용 캡(150);

   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 툴포스트 쿨런트 공급장치.
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