KR101630144B1 - Horizontal type multi spindle line center - Google Patents
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Abstract
본 발명은 라인센터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공작물을 절삭가공하기 위해 설치되는 라인센터의 컬럼에 공구대를 설치하고, 상기 공구대에 적어도 2개 이상의 복수로 구성된 스핀들을 결합하여 스핀들의 수만큼 공구를 장착하여 공작물을 2개 이상 복수의 공구를 사용하여 동시가공을 행함으로써 작업시간을 단축시킨 수평형 다축 라인센터로써, 스핀들의 수만큼 공구를 장착하여 공작물을 2개 이상 복수의 공구를 사용하여 동시가공을 행함으로써 작업시간을 단축할 수 있으며, 상기 스핀들은 컬럼의 상부에 설치되고 원형으로 구성된 툴매거진에 의해 공구교환이 이루어지되, 상기 툴 매거진은 스핀들 수만큼의 공구가 섹터별로 나뉘어져 장착될 수 있으며, 상기 툴 매거진의 회전에 의해 교환하고자 하는 공구가 스핀들의 전면으로 위치되어 공구교환 속도가 빨라질 수 있는 현저한 효과가 있다.The present invention relates to a line center, and more particularly, to a line center, which is provided with a tool base in a column of a line center installed for cutting a workpiece, and a spindle having at least two or more spindles is coupled to the tool base, This is a horizontal multiaxial line center that shortens the working time by simultaneously machining two or more workpieces with a tool mounted on them. By using the same number of tools as the spindles, The spindle is installed on the upper part of the column and the tool is replaced by a circular tool magazine. In the tool magazine, as many tools as the number of spindles are divided per sector And the tool to be exchanged is positioned to the front of the spindle by rotation of the tool magazine There is a remarkable effect that can speed up the tool exchange rate.
Description
본 발명은 라인센터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공작물을 절삭가공하기 위해 설치되는 라인센터의 컬럼에 공구대를 설치하고, 상기 공구대에 적어도 2개 이상의 복수로 구성된 스핀들을 결합하여 스핀들의 수만큼 공구를 장착하여 공작물을 2개 이상 복수의 공구를 사용하여 동시가공을 행함으로써 작업시간을 단축시킨 수평형 다축 라인센터이다.
The present invention relates to a line center, and more particularly, to a line center, which is provided with a tool base in a column of a line center installed for cutting a workpiece, and a spindle having at least two or more spindles is coupled to the tool base, Is a horizontal multi-axis line center in which work time is shortened by simultaneous machining of two or more workpieces using a plurality of tools.
일반적으로 범용공작기계 즉, CNC선반이나 머시닝센터(MCT)는 하나의 주축(스핀들)을 사용하여 공작물을 가공하게 되며, 이로써 공작물 가공에 소요되는 시간의 소모가 많아지고 이는 곧 생산능률의 저하를 초래하게 된다.
Generally, a general purpose machine, ie, a CNC lathe or a machining center (MCT), uses a single spindle (spindle) to machine a workpiece, thereby consuming a lot of time for machining the workpiece, .
이러한 불합리한 점을 개선하고자 전용공작기계가 개발되어 사용되고 있는데, 전용공작기계의 경우 하나의 물품만을 생산하기 위한 목적만을 가지고 만들어지게 되어 물품의 구조가 약간만 변하여도 공작기계의 설계변형이 반드시 필요하며, 심하게 변하거나 다른 물품을 생산하기 위해서는 사용이 불가능하여 생산능률의 향상에도 불구하고 전용공작기계의 사용을 꺼리는 문제가 있었다.
In order to improve the unreasonableness, a dedicated machine tool is developed and used. In the case of a dedicated machine tool, only the purpose of producing only one article is made, so that the design modification of the machine tool is necessarily required even if the structure of the article is slightly changed. There is a problem in that it is not possible to use it to produce a severe change or another article, and thus it is reluctant to use the dedicated machine tool despite the improvement of the production efficiency.
한편 라인센터는 기존 범용공작기계의 개념에서 탈피하여 생산라인에 여러 대가 동시에 연결 설치되어 생산공정이 라인화된 형태로 이루어질 수 있다는 장점으로 여러 대를 동시에 설치하는 경우가 많으나, 이러한 경우 역시 상술한 전용공작기계의 문제를 해결할 수 없다.
On the other hand, in line center, many units are installed at the same time because many units are connected to a production line at the same time and the production process can be made in a line form. In such a case, The problem of the dedicated machine tool can not be solved.
이러한 하나의 스핀들을 가지는 라인센터와 관련된 종래기술로서는 공개특허공보 제10-2013-0119292호에 제안되어 있는 수평식 자동공구교환장치가 구비된 다축 수직형 머시닝센터 및 툴 교환 방법이 있다.
As a related art related to a line center having such a single spindle, there is a multi-axis vertical machining center and a tool exchange method provided with a horizontal automatic tool changer proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0119292.
상기 특허에는 베드가 구비되고, 상기 베드의 상부에 구성되되 Y축 방향으로 전후 유동하는 칼럼, 상기 칼럼의 일 측에 구성되되 Z축 방향으로 상하로 슬라이딩되며 다수개의 스핀들이 구성된 스핀들부 및 툴 매거진으로 구성되는 수직형 머시닝 센터에 있어서, 상기 툴 매거진은 상기 베드의 상부에 구성되며, 다수의 툴 그립바가 열과 행을 이루며 정렬배치된 툴 매거진이 구성된 것을 특징으로 하는 수평식 자동공구교환장치가 구비된 다축 수직형 머시닝센터가 제안되어 있는데, 툴 매거진이 베드의 상부에 구성됨으로써 베드의 크기가 커질 수밖에 없고 이로써 베드 상부에 놓여 공작물이 안착되는 작업대에 공작물을 놓기가 불편하며, 머시닝센터의 크기가 전체적으로 커져 중량이 많이 나가고 설치면적이 커져 자동화라인에 효율적인 배치가 어려운 문제가 있다.
The above-mentioned patent discloses a spindle unit having a bed, a column arranged on the bed and flowing back and forth in the Y axis direction, a spindle unit configured on one side of the column and sliding up and down in the Z axis direction, Characterized in that the tool magazine is constituted on the upper part of the bed, and a tool magazine in which a plurality of tool grip bars are arranged in rows and rows is constituted by a horizontal automatic tool changer A multi-axis vertical machining center is proposed. Since the tool magazine is formed on the upper part of the bed, the size of the bed is inevitably enlarged, which makes it inconvenient to place the workpiece on the work table where the workpiece lies on the upper part of the bed. Larger overall weight, larger footprint and more efficient placement on automated lines There is a problem.
따라서 본 발명은 라인센터를 제공하되, 라인센터의 컬럼에 공구대를 설치하고, 상기 공구대에 적어도 2개 이상의 복수로 구성된 스핀들을 결합하여 스핀들의 수만큼 공구를 장착하여 공작물을 2개 이상 복수의 공구를 사용하여 동시가공을 행함으로써 작업시간을 단축할 수 있는 수평형 다축 라인센터를 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention provides a line center, in which a tool table is installed in a column of a line center, and at least two or more spindles are coupled to the tool table, and a tool is mounted by the number of spindles, Axis line center in which a working time can be shortened by performing simultaneous machining by using a tool of a horizontal multi-axis line center.
또한, 상기 스핀들은 컬럼의 상부에 설치되고 원형으로 구성된 툴매거진에 의해 공구교환이 이루어지되, 상기 툴 매거진은 스핀들 수만큼의 공구가 섹터별로 나뉘어져 장착될 수 있으며, 상기 툴 매거진의 회전에 의해 교환하고자 하는 공구가 스핀들의 전면으로 위치되어 공구교환 속도가 빨라질 수 있는 수평형 다축 라인센터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
The spindle is installed on the upper part of the column and is exchanged by a circular tool magazine. The tool magazine can be mounted with a number of spindles by sector, and the tool magazine can be exchanged Another object is to provide a horizontal multi-axis line center in which the desired tool is located at the front of the spindle and the tool change speed can be increased.
본 발명에 의한 수평형 다축 라인센터는 공작물을 절삭가공하기 위한 라인센터에 있어서, 상기 라인센터는 지면에 설치되는 베이스와, 상기 베이스의 상부에 설치되는 컬럼과, 상기 컬럼을 따라 움직이는 공구대와, 상기 공구대에 장착되며 일단에는 절삭공구가 체결되는 척이 결합되어 있는 스핀들을 포함하여 구성되며, 상기 스핀들은 베이스의 설치면과 평행한 방향과 설치되며 적어도 2개 이상 복수로 구성되어 공작물에 2개 이상 복수의 공구로써 동시 가공이 가능한 것이 특징이다.
A horizontal center line center for cutting a workpiece according to the present invention is a line center for cutting a workpiece, wherein the line center comprises a base provided on the ground, a column provided on the upper portion of the base, And a spindle mounted on the tool base and coupled to a chuck to which a cutting tool is fastened. The spindle is installed in a direction parallel to the mounting surface of the base, and is composed of a plurality of at least two or more, It is characterized by simultaneous machining with two or more tools.
본 발명에 의한 수평형 다축 라인센터는 라인센터의 컬럼에 공구대를 설치하고, 상기 공구대에 적어도 2개 이상의 복수로 구성된 스핀들을 결합하여 스핀들의 수만큼 공구를 장착하여 공작물을 2개 이상 복수의 공구를 사용하여 동시가공을 행함으로써 작업시간을 단축할 수 있으며, 상기 스핀들은 컬럼의 상부에 설치되고 원형으로 구성된 툴매거진에 의해 공구교환이 이루어지되, 상기 툴 매거진은 스핀들 수만큼의 공구가 섹터별로 나뉘어져 장착될 수 있으며, 상기 툴 매거진의 회전에 의해 교환하고자 하는 공구가 스핀들의 전면으로 위치되어 공구교환 속도가 빨라질 수 있는 현저한 효과가 있다.
The horizontal multiaxial line center according to the present invention is characterized in that a tool base is provided in a column of a line center and at least two or more spindles are coupled to the tool base to mount a tool as many as the number of spindles, The spindle is installed on the upper part of the column, and the tool magazine is exchanged by a circular tool magazine. The tool magazine has a number of spindle tools And the tool to be replaced is positioned at the front surface of the spindle by the rotation of the tool magazine, thereby achieving a remarkable effect that the tool changing speed can be increased.
도 1은 본 발명의 전체구성도
도 2는 본 발명의 측면구성도
도 3은 본 발명의 평면구성도
도 4는 본 발명에 의한 베이스와 새들의 구성도
도 5는 본 발명에 의한 스핀들과 스핀들 구동부의 구성도
도 6은 본 발명의 일부분 구성도
도 7과 도 8은 본 발명의 타실시 예시도BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
Fig. 2 is a side view
Fig. 3 is a plan view
Fig. 4 is a view showing the configuration of the base and saddle according to the present invention
FIG. 5 is a view showing a configuration of a spindle and a spindle driving unit according to the present invention
6 is a partial schematic view of the present invention
FIGS. 7 and 8 are cross-
본 발명은 라인센터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공작물을 절삭가공하기 위해 설치되는 라인센터의 컬럼에 공구대를 설치하고, 상기 공구대에 적어도 2개 이상의 복수로 구성된 스핀들을 결합하여 스핀들의 수만큼 공구를 장착하여 공작물을 2개 이상 복수의 공구를 사용하여 동시가공을 행함으로써 작업시간을 단축시킨 수평형 다축 라인센터이다.
The present invention relates to a line center, and more particularly, to a line center, which is provided with a tool base in a column of a line center installed for cutting a workpiece, and a spindle having at least two or more spindles is coupled to the tool base, Is a horizontal multi-axis line center in which work time is shortened by simultaneous machining of two or more workpieces using a plurality of tools.
본 발명에 의한 수평형 다축 라인센터는 공작물을 절삭가공하기 위한 라인센터에 있어서, 상기 라인센터는 지면에 설치되는 베이스와, 상기 베이스의 상부에 설치되는 컬럼과, 상기 컬럼을 따라 움직이는 공구대와, 상기 공구대에 장착되며 일단에는 절삭공구가 체결되는 척이 결합되어 있는 스핀들을 포함하여 구성되며, 상기 스핀들은 베이스의 설치면과 평행한 방향과 설치되며 적어도 2개 이상 복수로 구성되어 공작물에 2개 이상 복수의 공구로써 동시 가공이 가능한 것이 특징이다.
A horizontal center line center for cutting a workpiece according to the present invention is a line center for cutting a workpiece, wherein the line center comprises a base provided on the ground, a column provided on the upper portion of the base, And a spindle mounted on the tool base and coupled to a chuck to which a cutting tool is fastened. The spindle is installed in a direction parallel to the mounting surface of the base, and is composed of a plurality of at least two or more, It is characterized by simultaneous machining with two or more tools.
또한, 상기 스핀들은 컬럼의 상부에 설치되고 원형으로 구성된 툴 매거진에 의해 공구교환이 이루어지되, 상기 툴 매거진은 스핀들 수만큼의 공구가 섹터별로 나뉘어져 장착될 수 있으며, 상기 툴 매거진의 회전에 의해 교환하고자 하는 공구가 스핀들의 전면으로 위치되는 것이 특징이다.
The spindle is installed on the upper part of the column and is exchanged by a circular tool magazine. The tool magazine can be mounted with a number of spindles by sector, and the tool magazine can be exchanged The desired tool is located at the front of the spindle.
또한, 상기 스핀들은 공구대에 4개가 설치되어 있으며, 상기 4개의 스핀들은 2개씩 짝을 이루어 2개의 구동모터에 의해 회전되는 것이 특징이다.
In addition, four spindles are provided on the tool table, and the four spindles are rotated by two driving motors in pairs.
또한, 상기 4개의 스핀들 사이에는 스핀들 간의 축간거리 변화를 방지하기 위해 축간거리 유지장치가 형성되어 있는 것이 특징이다.
In addition, an inter-axis distance maintaining device is provided between the four spindles to prevent a change in the distance between the spindles.
또한, 상기 툴 매거진은 일측에 설치된 툴 매거진 모터에 의해 회전되되, 상기 툴 매거진 모터의 모터축은 암 샤프트와 결합되고, 상기 암 샤프트의 일측에는 롤러기어 캠이 형성되며, 상기 암 샤프트와 롤러기어 캠 사이에는 캠팔로우를 형성하여 암 샤프트의 회전에 의해 롤러기어 캠이 회전되도록 구성한 것이 특징이다.
In addition, the tool magazine is rotated by a tool magazine motor installed at one side, a motor shaft of the tool magazine motor is coupled to an arm shaft, a roller gear cam is formed at one side of the arm shaft, A cam follower is formed so that the roller gear cam is rotated by the rotation of the arm shaft.
또한, 상기 스핀들을 구동하는 스핀들 구동부는 공구대 내에서 베어링에 의해 지지되는 스핀들과, 상기 스핀들의 일단에 체결되어 절삭공구가 착탈되는 공구홀더를 척킹하는 척과, 상기 척을 밀어주는 샤프트와, 상기 척을 절삭공구에서 멀어지는 방향으로 잡아당기는 스프링과, 상기 샤프트의 이동을 위한 액추에이터와, 상기 액추에이터의 이동을 위한 2개의 유로로 구성된 것이 특징이다.
The spindle driving unit drives the spindle. The spindle driving unit drives the spindle. The spindle driving unit drives the spindle. The spindle driving unit drives the spindle. The spindle driving unit drives the spindle. A spring for pulling the chuck in a direction away from the cutting tool, an actuator for moving the shaft, and two flow paths for moving the actuator.
이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보면 다음과 같다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 전체구성도이며, 도 2는 본 발명의 측면구성도이고, 도 3은 본 발명의 평면구성도이고, 도 4는 본 발명에 의한 베이스와 새들의 구성도이며, 도 5는 본 발명에 의한 스핀들과 스핀들 구동부의 구성도이고, 도 6은 본 발명의 일부분 구성도로써, 본 발명에 의한 수평형 다축 라인센터는 공작물을 절삭가공하기 위한 라인센터에 있어서, 상기 라인센터는 지면에 설치되는 베이스(10)와, 상기 베이스(10)의 상부에 설치되는 컬럼(30)과, 상기 컬럼(30)을 따라 움직이는 공구대(40)와, 상기 공구대(40)에 장착되며 일단에는 절삭공구(1)가 체결되는 척(42)이 결합되어 있는 스핀들(41)을 포함하여 구성되며, 상기 스핀들(41)은 베이스(10)의 설치면과 평행한 방향과 설치되며 적어도 2개 이상 복수로 구성되어 공작물에 2개 이상 복수의 공구로써 동시 가공이 가능한 것이 특징이다.
Fig. 3 is a plan view of the present invention. Fig. 4 is a view showing the structure of a base and saddle according to the present invention. Fig. 5 FIG. 6 is a partial block diagram of a spindle and spindle driving unit according to the present invention. FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the present invention. In the line center for cutting and processing a workpiece, A
먼저, 베이스(10)는 지면이나 바닥면에 설치되는 구성이며, 공작기계의 베드에 해당된다.
First, the
상기 베이스(10)의 상부에는 도 4와 같이 새들(20)이 설치되고, 상기 새들(20)은 베이스(10)의 상부에서 2개의 모터에 의해 x축 방향과 z축 방향으로 움직이게 된다. As shown in FIG. 4, the
즉, 도 2를 기준으로 x축 모터(21)와 z축 모터(11)에 의해 새들은 공작물을 기준으로 x축과 z축으로 움직이는데, 본 발명에서는 공작물을 정면에서 보았을 때 공작물의 좌우측 방향을 x축 방향으로 정하고, 상하 방향을 y축 방향으로 정하며, 공작물의 전후방향 즉, 드릴과 같은 공구가 공작물을 가공하기 위해 공작물 쪽으로 움직이는 방향을 z축 방향으로 정한다.
In other words, the saddle moves on the x-axis and the z-axis with reference to the workpiece by the
상기 새들이 z축 모터(11)에 의해 z축 방향으로 이동될 때에는 슬라이드 커버(13)에 의해 칩 등의 불순물이 레일(12) 쪽으로 침투하는 것을 방지하는데 이때에는 x축 모터(21) 역시 새들(20)에 장착되어 있어 새들(20)과 같이 움직이게 되며, x축 모터(11)에 의해서는 새들(20)의 상부판과 상기 상부판 위에 장착된 구성들만 x축 방향으로 움직이게 되며 이때 새들(20)과 베이스(10)에는 LM레일과 같은 슬라이딩을 위한 레일(12, 22)을 설치할 수 있다.
When the saddle is moved in the z-axis direction by the z-
상기 새들(20)의 상부에는 대략 직육면체 형상의 컬럼(30)이 안착되고 상기 새들(20)과 컬럼(30)은 볼트 등의 체결부재에 의해 견고하게 고정되어 있으며, 상기 컬럼(30)에는 도 5에 나타나 있는 공구대(40)와 스핀들부가 장착된다.
A substantially rectangular
상기 공구대(40)와 스핀들부의 y축 방향 움직임을 살펴보면, 컬럼(30)의 일측에는 y축 모터(51)가 설치되어 있고, 상기 y축 모터(51)는 관용적으로 사용되는 볼스크류 즉, 모터의 회전에 의해 나사산이 형성된 스크류가 회전되고 상기 스크류의 회전에 의해 볼이 들어가 있는 너트가 스크류를 따라 이동됨으로써 상기 너트와 고정된 공구대를 y축 방향으로 왕복 운동시키게 되며, 이러한 구성은 새들의 구동을 위한 것과 유사한 구성이다.
The y-
상기 공구대(40)의 내부에는 둘 이상의 스핀들(41)이 장착되는데, 도시된 라인센터의 스핀들(41)은 총 4개가 설치되어 있으며, 상기 스핀들(41)에는 모두 척(42)이 결합되어 있어 절삭공구가(1) 결합된 공구홀더가 각각 착탈될 수 있다.
Two or
실제 공구홀더는 절삭공구(1)를 체결할 수 있는 구성이며, 척(42)에는 공구홀더가 체결되나 본 발명에서는 절삭공구(1)가 체결되어 있는 상태의 공구홀더를 하나의 구성인 절삭공구로 본다.
The actual tool holder is configured to fasten the
상기 절삭공구(1)는 공구의 종류에 따라 툴 매거진(60)에 장착되어 있는데, 예로서 리밍(reaming) 가공을 할 경우 4개의 드릴이 하나의 섹터를 이루어 장착되고, 다른 섹터에는 4개의 리머(reamer)나 4개의 바이트가 장착될 수 있으며, 공작물에 나사를 가공할 때는 4개의 드릴이 하나의 섹터를 이루어 장착되고, 다른 섹터에는 4개의 탭(tap)이 장착될 수 있다.
The
즉, 도 2에서 분리되어 있는 절삭공구(1)의 위치가 실제 공작물을 가공하기 위한 위치로써, 툴 매거진의 제1섹터(S1)에 4개의 드릴이 장착되고 제2섹터(S2)에 4개의 리머가 장착되어 있다면, 스핀들(41)의 척(42)에 공구가 없는 상태에서 상기 척(42)에 각각 제1섹터(S1)의 드릴을 체결한 뒤 z축 방향으로 공작물에서 멀어지는 방향으로 후진하고 y축 방향으로 하강한 뒤 다시 z축 방향으로 전진하여 공작물에 홀을 뚫고, 이후 상기 드릴을 제1섹터(S1)의 툴 그립바(61)에 넣은 뒤 툴 매거진(60)이 회전하여 스핀들(41)의 전면에 제2섹터(S2)의 리머가 위치하면 컬럼(30)과 컬럼(30)에 장착되어 있는 스핀들이 z축 방향으로 전진하여 리머를 척(42)에 장착한 뒤 z축 방향으로 후진하고 y축 방향으로 하강한 뒤 다시 z축 방향으로 전전하여 공작물에 대해 리밍 가공을 행하게 된다.
That is, the position of the
도시된 바와 같이 상기 툴 매거진(60)은 컬럼(30)의 상부에 설치되고 원형으로 구성되어 있으며, 스핀들(41) 수만큼의 공구가 섹터별로 나뉘어져 장착될 수 있고, 일측에 형성된 툴 매거진 모터(62)에 의해 회전될 수 있다.
As shown in the figure, the
따라서, 상기 툴 매거진(60)의 회전에 의해 교환하고자 하는 공구가 스핀들(41)의 전면으로 위치되므로 스핀들(41) 수만큼의 공구를 동시에 교환할 수 있어 공구교환에 소모되는 시간이 짧고, 무한궤도와 같이 움직이는 별도의 순환형 툴 매거진이 필요치 않아 라인센터의 유지보수가 편리한다.
Therefore, since the tool to be exchanged is positioned at the front surface of the
상기 툴 매거진(60)의 회전방식에 대해 살펴보면, 상기 툴 매거진(60)은 일측에 설치된 툴 매거진 모터(62)에 의해 회전되되, 상기 툴 매거진 모터(62)의 모터축은 암 샤프트(63)와 결합되고, 상기 암 샤프트(63)의 일측에는 롤러기어 캠(65)이 형성되며, 상기 암 샤프트(63)와 롤러기어 캠(65) 사이에는 캠팔로우(64)를 형성하여 암 샤프트(63)의 회전에 의해 롤러기어 캠(65)이 회전되도록 구성된다.
The
즉, 툴 매거진 모터(62)는 암 샤프트(63)를 회전시키는데, 상기 암 샤프트(63)는 캠팔로우(64)와 결합되어 있고, 캠팔로우(64)의 일측은 롤러기어 캠(65)과 결합되어 있으며 상기 롤러기어 캠(65)은 툴 매거진(60)과 결합되어 있어 결국 툴 매거진 모터(62)의 회전에 의해 암 샤프트(63)가 회전되고 암 샤프트(63)의 회전에 의해 캠팔로우(64)가 회전되어 롤러기어 캠(65)을 회전시킴으로써 결국 툴 매거진(60)을 회전시키게 된다.
That is, the
물론, 암 샤프트(63)와 롤러기어 캠(65) 대신 웜샤프트와 웜기어를 이용할 수도 있음은 당연하다.
It goes without saying that a worm shaft and a worm gear may be used instead of the
도 7과 도 8은 본 발명의 타실시 예시도로써, 상술한 실시예와는 다르게 툴 매거진(60)과 고정 결합되어 있는 툴 매거진 회전축(70)에 기어(71)를 결합하고, 상기 기어(71)와 치합되는 기어(75)를 모터축(74)에 결합하여 모터(73)의 구동으로 모터축(74)을 회전시키고 두 개의 기어(75, 71)를 거쳐 툴 매거진 회전축(70)으로 모터의 회전동력을 전달시켜 최종적으로 툴 매거진(60)을 회전시킬 수 있다.
7 and 8 are views for explaining the operation of the present invention. Unlike the above-described embodiment, the
이러한 동작은 회전각에 대한 정밀한 제어가 가능하여야하므로 상기 모터(73)는 서보모터나 스테핑모터를 사용할 수 있다.
Since this operation must be able to precisely control the rotation angle, the
또한, 상기 툴 매거진(60)과 툴 매거진 회전축(70)이 결합된 툴 매거진 바디(76)의 위치를 실린더(77)에 의해 z축 방향으로 이동시킬 수 있는데, 도시된 실시예는 컬럼(30)의 상부에 LM레일(78)을 고정하고 상기 LM레일(78)을 따라 이동되는 LM블록(79)을 툴 매거진 바디(76)에 고정하여 부드러운 움직임이 이루어질 수 있도록 구성하였다.
The position of the
이러한 경우 공구대(40)가 z축 방향으로 움직이지 않아도 실린더(77)의 작동에 의해 툴 매거진(60)이 z축 방향으로 움직일 수 있어 공구의 길이가 비교적 긴 경우에도 공구교환이 용이하게 이루어질 수 있다.
In this case, even if the
상기 툴 매거진(60)은 공구교환을 위해 회전되고 나면 정확한 위치에 툴 매거진(60)이 위치하고 있는지 확인할 필요가 있는데, 이러한 경우 툴 매거진(60)에 섹터의 수만큼 측정용 홈을 형성하고 일측에는 센서를 설치하여 상기 센서의 측정에 의해 툴 매거진(60)의 정위치를 확인한 뒤에만 컬럼(30)을 이동시켜 공구교환을 행할 수 있도록 안전장치를 마련할 수 있다.
The
즉, 툴 매거진(60)이 회전된 뒤 센서가 설치된 위치에 툴 매거진(60)의 홈이 정확히 위치되지 않았을 경우 툴 매거진(60)의 회전량에 오차가 생긴 것이며, 이 상태에서 컬럼(30)이 툴 매거진 쪽으로 전진할 경우 스핀들(41)이나 툴 매거진(60)에 장착된 절삭공구(1)의 파손이나 툴 매거진(60)의 파손을 일으킬 수 있으므로, 이러한 경우를 방지하기 위함이다.
That is, if the groove of the
도 1 내지 도 6에 도시된 실시예의 경우 롤러기어 캠(65)의 일측에 센서(66)를 설치하여 롤러기어 캠(65)의 회전오차를 센싱하도록 구성되어 있으며, 도 7과 도 8에 도시된 실시예의 경우 툴 매거진(60)이나 툴 매거진 회전축(70)의 일측에 센서를 설치하여 회전오차를 센싱하도록 구성할 수 있다.
1 to 6, a
도시된 라인센터의 경우 스핀들(41)이 각 섹터(S1~S4)에 4개가 설치되어 있는데, 상기 4개의 스핀들(41)은 2개씩 짝을 이루어 2개의 구동모터(49)에 의해 회전되도록 구성하는 것이 바람직하다.
In the illustrated line center, four
즉, 하나의 모터로써 4개의 스핀들을 동시에 구동할 경우 모터에 가해지는 부하가 크게 발생하여 모터의 수명이 급격히 단축될 우려가 있고, 절삭속도 또한 저하될 우려가 있다.
That is, when four spindles are simultaneously driven by a single motor, a load applied to the motor is greatly increased, which may shorten the service life of the motor, and the cutting speed may decrease.
또한, 2개의 모터는 별도로 구동이 가능하므로 2개의 홀만 필요한 제품이나, 하나의 홀만 필요한 제품, 홀 사이의 거리가 달라지는 제품 등 전용기보다는 다양한 제품의 가공에 사용할 수 있어 범용성이 높아진다.
In addition, since two motors can be driven separately, the product can be used for various products such as a product requiring only two holes, a product requiring only one hole, and a product having a different distance between holes.
도 5를 참조하여 스핀들을 구동하는 스핀들 구동부의 구성을 살펴보면, 공구대(40) 내에서 베어링(52)에 의해 지지되는 스핀들(41)과, 상기 스핀들(41)의 일단에 체결되어 절삭공구(1)가 착탈되는 공구홀더를 척킹하는 척(42)과, 상기 척(42)을 밀어주는 샤프트(43)와, 상기 척(42)을 절삭공구(1)에서 멀어지는 방향으로 잡아당기는 스프링(47)과, 상기 샤프트(43)의 이동을 위한 액추에이터(44)와, 상기 액추에이터(44)의 이동을 위한 2개의 유로(45, 46)로 구성되어 있다.
5, a spindle driving unit for driving a spindle includes a
먼저, 척(42)에 의한 절삭공구(1)의 언척킹동작을 살펴보면, 유로 2(46)로 유압이 인가되는 상태로서 이 상태에서는 액추에이터(44)가 척(42) 쪽으로 이동되므로 샤프트(43)를 밀게 되고 이로써 상기 샤프트(43)의 일단에 결합된 척(42)이 힌지를 중심으로 회동되어 절삭공구(1)가 척(42)의 바깥으로 빠질 수 있는 상태가 된다.
First, in the unchucking operation of the
다음, 척(42)에 의한 절삭공구(1)의 척킹동작을 살펴보면, 유로 1(45)로 유압이 인가되는 상태로서 이 상태에서는 액추에이터(44)가 샤프트(43)를 당기게 되고 스프링(47)에 의해서도 척(42)에서 먼 쪽으로 이동되는데, 이로써 상기 샤프트(43)의 일단에 결합된 척(42)이 스핀들(41)에 형성된 경사면에 의해 그 폭이 줄어드는 방향으로 회동되어 절삭공구(1)가 척에 척킹된 상태가 된다.
When the chucking operation of the
상기 스핀들(41)은 일측에 형성된 구동모터(49)와 타이밍벨트(50)에 의해 동력이 전달될 수 있어 회전되게 되는데, 상술한 바와 같이 상기 구동모터(49)는 각각 2개의 스핀들(41)에 회전동력을 전달해주게 된다.
The
또한, 상기 4개의 스핀들(41)에는 스핀들(41) 간의 축간거리 변화를 방지하기 위해 축간거리 유지장치가 형성되어 있다.
The four
상기 축간거리 유지장치는 스핀들(41)과 상기 스핀들(41)의 위치를 유지하기 위한 베어링(52)을 지지하는 스핀들하우징(53)의 온도를 일정범위 내로 유지하는 장치로써, 냉각수 순환통로(54)와 냉각수 순환펌프(도시하지 않음)를 포함하여 구성된다.
The inter-shaft distance maintaining apparatus is a device for maintaining the temperature of the spindle housing 53 supporting the
즉, 외부의 냉각수가 냉각수 순환통로(54)를 거쳐 흐름으로써 스핀들하우징(53)의 온도를 일정온도 이하로 유지시킴으로써 열변형을 방지하고, 이로써 스핀들 간의 거리 즉, 축간거리가 유지될 수 있다.
That is, external cooling water flows through the cooling water circulation passage 54 to keep the temperature of the spindle housing 53 at a predetermined temperature or lower, thereby preventing thermal deformation, thereby maintaining the distance between the spindles, that is, the distance between the shafts.
미설명부호는 센서(48)로써 스핀들(41)과 같이 회전되는 구성들의 회전량과 현재의 회전위치를 감지하게 되는 구성이며, 네임플레이트(67)는 각 섹터별(S1~S4)에 대한 섹터 번호를 안내하는 표식이다.
And the
결국, 본 발명에 의한 수평형 다축 라인센터는 라인센터의 컬럼에 공구대를 설치하고, 상기 공구대에 적어도 2개 이상의 복수로 구성된 스핀들을 결합하여 스핀들의 수만큼 공구를 장착하여 공작물을 2개 이상 복수의 공구를 사용하여 동시가공을 행함으로써 작업시간을 단축할 수 있으며, 상기 스핀들은 컬럼의 상부에 설치되고 원형으로 구성된 툴매거진에 의해 공구교환이 이루어지되, 상기 툴 매거진은 스핀들 수만큼의 공구가 섹터별로 나뉘어져 장착될 수 있으며, 상기 툴 매거진의 회전에 의해 교환하고자 하는 공구가 스핀들의 전면으로 위치되어 공구교환 속도가 빨라질 수 있는 현저한 효과가 있다.
As a result, in the horizontal multi-axis line center according to the present invention, a tool table is provided in a column of a line center, and at least two or more spindles constituted by a plurality of spindles are coupled to the tool table, The spindle is installed on the upper part of the column and the tool magazine is exchanged by a circular tool magazine. The tool magazine has a number of spindles The tool can be divided and mounted on each sector, and the tool to be replaced is positioned on the front surface of the spindle by the rotation of the tool magazine, so that the tool changing speed can be accelerated.
1. 절삭공구
10. 베이스 11. z축 모터 12. 레일
13. 슬라이드커버
20. 새들 21. x축 모터 22. 레일
23. 슬라이드커버
30. 컬럼 31. 레일
40. 공구대 41. 스핀들 42. 척
43. 샤프트 44. 액추에이터 45. 유로 1
46. 유로 2 47. 스프링 48. 센서
49. 구동모터 50. 타이밍벨트 51. y축 모터
52. 베어링
60. 툴 매거진 61. 툴 그립바 62. 툴 매거진 모터
63. 암 샤프트 64. 캠팔로우 65. 롤러기어 캠
66. 센서 67. 네임플레이트
70. 툴 매거진 회전축 71. 기어 72. 툴 매거진 하우징
73. 모터 74. 모터축 75. 기어
76. 툴 매거진 바디 77. 실린더 78. LM레일
79. LM블록
S1. 제1섹터 S2. 제2섹터 S3. 제3섹터
S4. 제4섹터1. Cutting tool
10.
13. Slide cover
20.
23. Slide cover
30.
40.
43.
46.
49. Driving
52. Bearing
60.
63.
66.
70. Tool
73.
76.
79. LM block
S1. First sector S2. Second sector S3. Third sector
S4. Fourth sector
Claims (7)
상기 라인센터는 지면에 설치되는 베이스(10)와, 상기 베이스(10)의 상부에 설치되는 컬럼(30)과, 상기 컬럼(30)을 따라 움직이는 공구대(40)와, 상기 공구대(40)에 장착되며 일단에는 절삭공구(1)가 체결되는 척(42)이 결합되어 있는 스핀들(41)을 포함하여 구성되며,
상기 스핀들(41)은 베이스(10)의 설치면과 평행한 방향과 설치되며 적어도 2개 이상 복수로 구성되어 공작물에 2개 이상 복수의 공구로써 동시 가공이 가능하고, 상기 스핀들(41)은 컬럼(30)의 상부에 설치되고 원형으로 구성된 툴 매거진(60)에 의해 공구교환이 이루어지되, 상기 툴 매거진(60)은 스핀들(41) 수만큼의 절삭공구가 섹터별(S1~S4)로 나뉘어져 장착될 수 있으며, 상기 툴 매거진(60)의 회전에 의해 교환하고자 하는 공구가 스핀들(41)의 전면으로 위치되며,
교환하고자 하는 공구가 스핀들(41)의 전면으로 위치되면 스핀들(41)의 척(42)에 공구가 없는 상태에서는 스핀들(41)이 z축 방향으로 전진 이동하여 공구가 장착되고, 이후 z축 방향으로 후진한 뒤 y축 방향으로 하강하고 다시 z축 방향으로 전진하여 공작물 가공을 수행하며, 공작물 가공이 끝나면 스핀들(41)의 이동에 의해 스핀들(41)의 척(42)에 고정되어 있는 절삭공구(1)를 툴 그립바(61)에 넣으며,
상기 툴 매거진(60)과 툴 매거진 회전축(70)이 결합된 툴 매거진 바디(76)는 실린더(77)에 의해 z축 방향으로 이동시킬 수 있어, 공구의 길이가 비교적 긴 경우에도 공구교환이 용이하게 이루어질 있으며,
공구교환을 위해 툴 매거진(60)이 회전되고 나면 정확한 위치에 툴 매거진(60)이 위치하고 있는지 확인하기 위해, 툴 매거진(60)에 섹터의 수만큼 측정용 홈을 형성하고 일측에는 센서를 설치하여 상기 센서의 측정에 의해 툴 매거진(60)의 정위치를 확인한 뒤에만 컬럼(30)을 이동시켜 공구교환을 행할 수 있도록 안전장치를 마련한 것이 특징인 수평형 다축 라인센터.
A line center for cutting a workpiece,
The line center includes a base 10 mounted on the ground, a column 30 installed on the base 10, a tool rest 40 moving along the column 30, And a spindle 41 to which a chuck 42 for fastening the cutting tool 1 is coupled,
The spindle 41 is installed in a direction parallel to the mounting surface of the base 10 and is formed of a plurality of at least two or more so that the workpiece can be simultaneously machined by a plurality of tools, The tool magazine 60 is divided into a plurality of sectors S 1 to S 4 by the number of spindles 41 And the tool to be exchanged is positioned on the front surface of the spindle 41 by the rotation of the tool magazine 60,
When the tool to be replaced is positioned at the front of the spindle 41, the spindle 41 is moved forward in the z-axis direction to mount the tool in the absence of a tool on the chuck 42 of the spindle 41, Which is fixed to the chuck 42 of the spindle 41 by the movement of the spindle 41 when the workpiece is machined, the workpiece W is moved in the y- (1) into the tool grip bar (61)
The tool magazine body 76 in which the tool magazine 60 and the tool magazine rotational shaft 70 are combined can be moved in the z-axis direction by the cylinder 77, so that even when the tool length is relatively long, However,
In order to confirm whether the tool magazine 60 is positioned at the correct position after the tool magazine 60 is rotated for tool exchange, a groove for measurement is formed in the tool magazine 60 by the number of sectors, Characterized in that a safety device is provided so that a tool can be exchanged by moving the column (30) only after confirming the correct position of the tool magazine (60) by measurement of the sensor.
상기 스핀들(41)은 공구대(40)에 4개가 설치되어 있으며, 상기 4개의 스핀들(41)은 2개씩 짝을 이루어 2개의 구동모터(40)에 의해 회전되는 것이 특징인 수평형 다축 라인센터.
The method according to claim 1,
The four spindles 41 are rotatably supported by two drive motors 40 in pairs by two spindles 41. The four spindles 41 are rotatably supported by two drive motors 40, .
상기 4개의 스핀들(41) 사이에는 스핀들 간의 축간거리 변화를 방지하기 위해 축간거리 유지장치가 형성되어 있는 것이 특징인 수평형 다축 라인센터.
The method of claim 3,
Axis distance maintaining device is provided between the four spindles (41) to prevent a change in the distance between the spindles.
상기 툴 매거진(60)은 툴 매거진(60)과 고정 결합되어 있는 툴 매거진 회전축(70)에 기어(71)를 결합하고, 상기 기어(71)와 치합되는 기어(75)를 모터축(74)에 결합하여 모터(73)의 구동으로 모터축(74)을 회전시키고 두 개의 기어(75, 71)를 거쳐 툴 매거진 회전축(70)으로 모터의 회전동력을 전달시켜 최종적으로 툴 매거진(60)을 회전시키는 것이 특징인 수평형 다축 라인센터.The method according to claim 1,
The tool magazine 60 engages the gear 71 with the tool magazine rotational shaft 70 fixedly coupled to the tool magazine 60 and connects the gear 75 engaged with the gear 71 to the motor shaft 74. [ The motor shaft 74 is rotated by driving the motor 73 and the rotational force of the motor is transmitted to the tool magazine rotational shaft 70 via the two gears 75 and 71 to finally transmit the tool magazine 60 The multi-axis line center is a horizontal multi-axis.
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