KR101536775B1 - 수직형 공작기계의 가공 거리 증대 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직형 공작기계에 보조적으로 사용되는 가공 거리 증대 장치로서, 상기 툴포스트바디(4)에 결합되어 상기 툴포스트바디(4)와 함께 이송되고 자체적으로 상기 보링바(10)를 수직방향으로 왕복 이송가능하도록 해 주는 실린더(20)와; 상기 실린더(20)의 상부로 유압을 공급하여 상기 실린더(20) 및 그에 결합된 보링바(10)가 수직 하방으로 이송하도록 하는 하방 이송용 유압 공급부(30)와; 상기 실린더(20)의 하부로 유압을 공급하여 상기 실린더(20) 및 그에 결합된 보링바(10)가 수직 상방으로 이송하도록 하는 상방 이송용 유압 공급부(40)와; 상기 실린더(20)로 전달되는 유압이 하방 이송용 유압 공급부(30) 또는 상방 이송용 유압 공급부(40)중 어느 하나를 통해 택일적으로 전달되도록 함으로써 상기 보링바(10)의 이송 방향을 제어하는 솔레노이드밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

수직형, 터닝센터, 공작기계, 가공, 스트로크, 거리, 실린더, Z축

Description

수직형 공작기계의 가공 거리 증대 장치{Apparatus for increasing machining distance of vertical type machine tool}

본 발명은 수직형 공작기계의 가공 거리 증가 장치에 관한 것이고, 보다상세하게는 수직형 터닝 센터에서 수직 방향 최대 가공 거리를 증가 시키기 위한 수직형 공작기계의 부가 장치에 관한 것이다.

공구 스핀들이 수직방향으로 배치된 수직형 공작기계, 특허 수직형 터닝 센터는 도 1의 좌측에 도시된 것과 같이 공구 회전과 터렛 인덱싱을 위한 구동력을 전달하는 서보 모터(1)와, 다수개의 툴이 장착되어 있고 툴인덱싱이 가능한 터렛(5)과, 상기 서보 모터(1)의 동력에 의해 상기 터렛(5)을 수직방향으로 왕복 이송시키는 툴포스트바디(4)와, 상기 서보 모터(1), 터렛(5), 툴포스트바디(4)를 지지하고 수용하는 칼럼(3)과, 서보 모터(1)와 툴포스트바디(4)를 연결하는 볼스크류(2)로 구성되어 있다.

그리고, 터렛(5)에 인접하여 마련된 툴홀더(6)에는 공작물(W)의 내경을 가공하기 위한 보링바(boring bar) 등이 장착되어 척(C)에 고정된 공작물(W)을 가공하게 된다. 이 때, 툴을 공작물(W)에 근접시기키 위해 서보 모터(1)를 이용하여 툴 포스트바디(4)를 제한된 스트로크(이송가능거리) 이내에서 수직(Z축) 방향으로 적절히 이동시킬 수 있게 되어 있다.

그러나, 보링바(10)를 이용하여 공작물(W)의 내경을 가공하는 경우에는 공작물(W)의 깊이에 따라 경우에 따라서는 구현 가능한 Z축 스트로크를 초과하여 추가적인 공구 가공 거리가 필요한 경우가 발생한다.

이러한 경우, 종래에는 도 1의 우측에 도시된 것과 같이 Z축 스트로크를 변경시키지 않고 공작물의 최대 내경 가공 거리를 증대시키기 위하여, 보링바(10)의 길이를 증가시키고(L2 → L2'), 그에 맞추어 칼럼(2)의 길이도 증대(L1 → L1', △L1 증가)시키는 방법을 사용하였다.

그러나 종래의 방법에 따르면, 터렛(5) 인덱싱 시 툴과 공작물(W)의 간섭이 발생할 위험성을 피하기 위하여 Z축(또는 X축) 방향으로 축 이송을 보다 크게하여 사용하였으나, 이는 싸이클타임을 지연시키는 주된 요인이 되었다.

또한, 종래의 방법에 따르면 칼럼(3)의 길이가 변경되므로, 이에 맞추어 커버 등과 같은 주변장치도 추가적인 변경이 불가피한 바, 이는 공작기계 제작 능률 하락으로 인한 납기 및 생산성을 저하시키는 요인이 되었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결코자 하는 것으로서, 본 발명은 수직형 터닝센터에 있어서, 칼럼 및 커버 등 주변 장치를 변경하지 않고도 효과적이고 간소한 방법으로 공작물의 수직방향 최대 가공 길이를 증대시킴으로써 공작기계 제조상의 생산성 및 효율을 향상시키는 것을 기술적 과제로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 공작물의 내경을 가공하기 위한 툴, 즉 보링바를 독립적으로 상하방향으로 이송시킬 수 있도록 함으로써 기존 공작기계의 칼럼 등 주변 장치의 변경 없이도 수직방향 유효 가공 거리를 증대시킬 수 있도록 하였다.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 수직형 공작기계의 가공 거리 증대 장치는, 상기 툴포스트바디(4)에 결합되어 상기 툴포스트바디(4)와 함께 이송되고 자체적으로 상기 보링바(10)를 수직방향으로 왕복 이송가능하도록 해 주는 실린더(20)와; 상기 실린더(20)의 상부로 유압을 공급하여 상기 실린더(20)에 결합된 보링바(10)가 수직 하방으로 이송하도록 하는 하방 이송용 유압 공급부(30)와; 상기 실린더(20)의 하부로 유압을 공급하여 상기 실린더(20)에 결합된 보링바(10)가 수직 상방으로 이송하도록 하는 상방 이송용 유압 공급부(40)와; 상기 실린더(20)로 전달되는 유압이 하방 이송용 유압 공급부(30) 또는 상방 이송용 유압 공급부(40)중 어느 하나를 통해 택일적으로 전달되도록 함으로써 상기 보링바(10)의 이송 방향을 제어하는 솔레노이드밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 보링바(10)는 상기 실린더(20)의 이송가능거리에 상응하여 그 길이가 증가된 롱 보링바(10)인 것이 바람직하다.

본 발명의 장치에 따르면 수직형 터닝센터에서 보링바를 이용한 공작물의 내경 가공시, 칼럼 또는 기타 주변 장치의 변경 없이도 기존에 셋팅된 장비의 이송 스트로크 영역 보다 더 긴 가공 거리가 요구되는 공작물의 가공시 효과적으로 가공 가능 거리를 증대시킬 수 있다.

즉, 본 발명은 툴포스트바디 이외에 보링바 자체를 독립적으로 상하 이송시킬 수 있는 이송 수단이 마련되어 있으므로, 칼럼 및 주변장치의 변경 없이도 수직방향 가공 거리를 증가시킬 수 있고, 가공시 툴과 공작물과의 간섭을 최소화 할 수 있기 때문에 공작기계의 조립 및 가공 생산성이 향상된다.

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 2는 본 발명에 따른 가공 거리 증대 장치가 수직형 공작기계에 적용된 모 습을 도시한 도면이다.

도시된 것과 같이, 본 발명의 장치가 장착되는 수직형 공작기계의 기본적 구성은 종래와 거의 유사하다.

즉, 수직형 공작기계는 서보 모터(1)와, 다수개의 툴이 장착되어 있고 툴인덱싱이 가능한 터렛(5)과, 상기 서보 모터(1)의 동력에 의해 상기 터렛(5)을 수직방향으로 왕복 이송시키는 툴포스트바디(4)와, 상기 서보 모터(1), 터렛(5), 툴포스트바디(4)를 지지하고 수용하는 칼럼(3)과, 서보 모터(1)와 툴포스트바디(4)를 연결하는 볼스크류(2)로 구성되어 있다.

또한, 도 2에 도시된 수직형 공작기계는 칼럼(3)의 높이(L1)가 늘어나지 않고, 도 1의 좌측에 도시된 종래의 수직형 공작기계의 칼럼(3) 높이(L1)와 동일하게 유지되고 있음을 확인할 수 있다.

그러나, 보링바(10)를 장착하기 위해 터렛(5)에 인접하여 툴홀더(6)가 마련되었던 종래 기술과 달리, 본 발명에서는 별도로 마련된 실린더(20)에 보링바(10)가 연결되어 있다는 점이 상이하다.

이하, 본 발명에서 새로이 추가된 구성을 중심으로 본 발명에 따른 수직형 공작기계용 가공 거리 증대 장치의 구성을 설명하도록 한다.

도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 가공 거리 증대 장치는, 실린더(20)와, 하방 이송용 유압 공급부(30)와, 상방 이송용 유압 공급부(40)와, 솔레노이드밸브(미도시)로 구성되어 있다.

실린더(20)는 보링바(10)와 연결되어 실린더(20)의 보링바(10)를 상하로 이 동가능하도록 한다. 또한, 실린더(20)는 툴포스트바디(4)에 결합되어 서보 모터(1)에 의해 툴포스트바디(4)가 수직방향(Z축) 이송될 때 실린더(20) 및 그에 결합된 이송바(10)도 함께 이송된다.

그리고, 실린더(20) 자체에서 보링바(10)를 상하 왕복 이송시키기 위해 실린더(20)에는 하방 이송용 유압 공급부(30)와, 상방 이송용 유압 공급부(40)가 마련된다.

하방 이송용 유압 공급부(30)는 실린더(20)의 상부에 마련되어 실린더(20)로 유압이 공급되는 유입 통로이며, 하방 이송용 유압 공급부(30)에 유압이 전달되면 실린더(20)에 결합된 보링바(10)가 수직 하방으로 이송하게 된다.

상방 이송용 유압 공급부(40)는 실린더(20)의 하부에 마련되어 실린더(20)로 유압이 공급되는 유입 통로이며, 상방 이송용 유압 공급부(30)에 유압이 전달되면 실린더(20)에 결합된 보링바(10)가 수직 상방으로 이송하게 된다.

하방 이송용 유압 공급부(30)와, 상방 이송용 유압 공급부(40)는 유압이 공급될 수 있는 임의의 도관을 채용할 수 있는 바, 대표적으로 폴리머로 제작된 호스를 채용할 수 있다.

솔레노이드밸브(미도시)는 보링바(10)의 이송 방향을 제어하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 솔레노이드밸브는 하방 이송용 유압 공급부(30) 또는 상방 이송용 유압 공급부(40) 중 어느 하나로 유압이 택일적으로 전달되도록 한다. 만약 솔레노이드밸브의 제어에 의해 하방 이송용 유압 공급부(30)에 유압이 전달되면 보링바(10)가 하방으로 이송될 것이고, 솔레노이드밸브의 제어에 의해 상방 이송용 유압 공급부(30)에 유압이 전달되면 보링바(10)가 상방으로 이송하게 된다.

이와 같이 구성함으로써 보링바(10)는 툴포스트바디(4)의 Z축 이송으로 인한 Z축 스트로크를 가짐과 동시에, 실린더(20)에 자체적으로 보링바(10) 자체가 상하 이송시킬 수 있게 되므로 칼럼(3) 및 주변 장치의 변경 없이 가공 이송거리를 증대시킬 수 있게 된다. 따라서, 보링바(10)의 길이가 표준 사이즈보다 긴 롱 보링바(10)를 칼럼(3) 및 주변 장치의 변경 없이도 사용할 수 있게 된다.

이상 설명한 구성에 따라 본 발명에 따른 장치를 작동시키는 과정을 설명하도록 한다.

먼저, 보링바(10)와 조립되어 있는 실린더(20)를 툴포스트바디(4)에 조립한다.

가공이 시작되면 보링바(10)는 툴포스트바디(4)의 Z축 스트로크에 의해 확보되는 수직방향 가공 거리와 함께, 실린더(20)에 의해 제공되는 가공 거리를 추가로 확보할 수 있다.

즉, 서보 모터(1)에 의해서 툴포스트바디(4)가 이동함에 따라 그에 부착된 실린더(20) 및 보링바(10)도 함께 Z축으로 이송하고, 그와 별도로 실린더(20)의 동작에 의해 보링바(10) 자체가 하방으로 이송을 함으로써 가공 깊이가 깊은 가공물(W)의 내면도 효과적으로 가공할 수 있게 된다.

가공이 완료되면 실린더(20)는 보링바(10)를 초기 위치까지 상승시키고,서보 모터(1)에 의해 툴포스트바디(4)는 툴과 간섭영역을 벗어난 위치로 이송된다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범 위는 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 기술에 따라 수직형 공작기계의 수직방향 가공 거리를 증대하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명에 따라 수직형 공작기계에 수직방향 가공 거리 증대 장치가 적용된 모습을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

C: 척 W: 가공물

1: 서보모터 2: 볼 스크류

3: 칼럼 4: 툴포스트바디

5: 터렛 6: 툴홀더

7: 기준점 10: 보링바

20: 실린더 30: 하방 이송용 유압 공급부

40: 상방 이송용 유압 공급부

Claims (2)

1. 서보 모터(1)와, 툴이 장착되는 터렛(5)과, 상기 서보 모터(1)의 동력에 의해 상기 터렛(5)을 수직방향으로 왕복 이송시키는 툴포스트바디(4)와, 상기 서보 모터(1), 상기 터렛(5), 상기 툴포스트바디(4)를 지지하고 수용하는 칼럼(3)으로 구성된 수직형 공작기계에 있어서 공작물(W)의 보링 가공을 수행하는 보링바(10)의 수직방향 가공 거리를 증대시키기 위한 수직형 공작기계의 가공 거리 증대 장치로서,

   상기 서보 모터(1)에 의해 이송되는 상기 툴포스트바디(4)에 설치되어 상기 툴포스트바디(4)와 함께 이송되며, 상기 보링바(10)를 수직방향으로 왕복 이송시키는 실린더(20)와;

   상기 실린더(20)에 설치되어 상기 실린더(20)와 함께 이송되며, 상기 실린더(20)의 상부로 유압을 공급하여 상기 실린더(20)에 결합된 보링바(10)가 수직 하방으로 이송하도록 하는 하방 이송용 유압 공급부(30)와;

   상기 실린더(20)에 설치되어 상기 실린더(20)와 함께 이송되며, 상기 실린더(20)의 하부로 유압을 공급하여 상기 실린더(20)에 결합된 보링바(10)가 수직 상방으로 이송하도록 하는 상방 이송용 유압 공급부(40)와;

   상기 실린더(20)로 전달되는 유압이 상기 하방 이송용 유압 공급부(30) 또는 상기 상방 이송용 유압 공급부(40)중 어느 하나를 통해 택일적으로 전달되도록 함으로써 상기 보링바(10)의 이송 방향을 제어하는 솔레노이드밸브;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 공작기계의 가공 거리 증대 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보링바(10)는 상기 실린더(20)의 이송가능거리에 상응하여 그 길이가 증가된 롱 보링바(10)인 것을 특징으로 하는 수직형 공작기계의 가공 거리 증대 장치.

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