KR101809901B1 - Dual coaxial type milling device and machining system having the same - Google Patents

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심종엽
노승국
황주호
허세곤
박천홍
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한국기계연구원
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Abstract

The present invention relates to a dual coaxial milling device preventing a repulsive force generated by a cutting force of a milling tool from being transferred to a machining system; and a machining system including the same. According to the present invention, the dual coaxial milling machine comprises: a fixation and support part; an external spindle installed in the fixation and support part to be able to rotate and including an external milling tool; an inner spindle installed in a storage space formed in the external spindle to be able to relatively rotate and including an inner milling tool to be able to coaxially rotate with respect to the external milling tool; and a driving unit installed between the external and internal spindles, and rotating the external and internal spindles in opposite directions. The external milling tool includes an external tool body and an external cutter radially disposed on the outer circumferential surface of the external tool body. The internal milling tool includes an internal tool body and an internal cover radially disposed on the outer circumferential surface of the internal tool body. The external and internal cutters are installed in opposite directions to have an opposite cutting direction. The external tool body has a ring-shaped cross section with a hollow, the internal tool body is disposed in the hollow of the external milling tool to be spaced apart from the inner circumferential surface of the external milling tool at a predetermined interval, and a cutting surface of the internal milling tool is disposed in a position lower than that of the external milling tool by a predetermined height.

Description

이중 동축형 밀링 장치 및 이를 구비하는 기계 가공 시스템 {DUAL COAXIAL TYPE MILLING DEVICE AND MACHINING SYSTEM HAVING THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to a dual coaxial milling apparatus and a machining system including the coaxial milling apparatus.

본 발명은 밀링툴의 절삭력에 대한 반력이 지지 구조로 전달되지 않도록 구성된 이중 동축형 밀링 장치 및 이를 구비하는 기계 가공 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a dual coaxial milling apparatus configured to prevent a reaction force against a cutting force of a milling tool from being transmitted to a support structure, and a machining system having the same.

기계 가공 시스템 또는 플랫폼은 일반적으로 공작물을 절삭, 연삭 등에 의하여 불필요한 부분을 제거해 내어 필요한 형상을 만드는 수단 및 이를 포함하는 시스템 또는 플랫폼을 말한다. A machining system or platform generally refers to a system or platform that includes means for removing unnecessary portions by cutting, grinding, or the like to create the required shape.

전통적인 형태의 기계 가공 시스템은 기계 구조물 또는 가이드에 가공 모듈이 이동 가능하게 설치되어 가공 모듈을 원하는 위치로 이동시키는 구조를 갖는다. 그러나 이러한 전통적인 형태에서 벗어나 기계 구조물 또는 가이드 없이 그 자체가 이동할 수 있도록 구성된 모바일 가공 시스템이 제안되고 있으며, 이를 구현하기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있다. A conventional type of machining system has a structure in which a machining module is movably installed in a machine structure or a guide to move a machining module to a desired position. However, there has been proposed a mobile machining system that can move without such a mechanical structure or guide without itself, and various studies have been made to realize this.

이러한 모바일 가공 시스템은 가공 시스템 자체가 이동하는 방식이기 때문에, 가공 대상물의 크기에 상관없이 운용이 가능하여 가공 영역 확대 및 다중 가공모듈의 동시 협업이 가능한 장점이 있으며, 온-사이트(On-site) 가공이 가능하여 운송 비용 및 시간을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. Since such a mobile machining system is a system in which the machining system itself moves, it is possible to operate regardless of the size of the object to be machined, and it is possible to expand the machining area and cooperate with multiple machining modules simultaneously. On- It is possible to reduce the transportation cost and the time.

모바일 가공 시스템은 가공 대상 또는 지면에 대해 이동 가능하면서도, 가공 모듈의 절삭력에 의해 발생하는 반력을 지탱할 수 있어야 하며, 이를 위한 기술로서 자석을 통한 흡착 기술이 제안되고 있다 (특허문헌 1 참조). 그러나 이러한 자석 흡착 기술은 가공 모듈의 절삭력이 증가함에 따라 흡착력도 그만큼 증가시켜야 한다는 기술적 한계가 존재한다. 또한 모바일 가공 시스템의 구조 변형도 최소화 되도록 요구되므로 기계 강성도 증가시켜야 하나 이러한 결과로 무게 증가를 야기하게 되어 가공 시스템의 움직임 및 요구 동력에 한계를 부여하게 된다.The mobile machining system must be capable of moving relative to the workpiece or the ground while supporting the reaction force generated by the cutting force of the machining module, and a technique for attracting the workpiece through a magnet has been proposed as a technique for this. However, there is a technical limitation that such a magnet adsorption technique must increase the attraction force as the cutting force of the machining module increases. Also, since the structural deformation of the mobile machining system is required to be minimized, the mechanical stiffness must be increased. However, this results in a weight increase, which limits the motion and demand power of the machining system.

일본등록특허공보 제5748884호 (2015.05.22)Japanese Patent Publication No. 5748884 (May 05, 2015)

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 밀링 장치의 밀링툴의 절삭력에 의해 발생하는 반력이 가공 시스템으로 전달되지 않도록 하는 것이 가능한 구조의 밀링 장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a milling apparatus having a structure capable of preventing a reaction force generated by a cutting force of a milling tool of a milling apparatus from being transmitted to a machining system.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 특히, 본 발명의 밀링 장치는 위와 같은 모바일 가공 시스템에 그 적용이 한정되지 않으며, 전통적인 가공 시스템까지 그 적용이 가능하다 할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise forms disclosed. Other objects, which will be apparent to those skilled in the art, It will be possible. In particular, the milling apparatus of the present invention is not limited to the above-described mobile machining system, and can be applied to a conventional machining system.

본 발명은 고정 지지부; 상기 고정 지지부에 회전 가능하게 설치되며, 외부 밀링툴을 구비하는 외부 스핀들; 상기 외부 스핀들 내에 형성된 수용 공간에 상대 회전 가능하게 설치되며, 상기 외부 밀링툴에 대해 동축으로 회전 가능한 내부 밀링툴을 구비하는 내부 스핀들; 및 상기 외부 스핀들과 내부 스핀들의 사이에 설치되며, 상기 내부 스핀들과 외부 스핀들을 서로 반대 방향으로 회전 구동시키는 구동 유닛을 포함하며, 상기 외부 밀링툴은 외부 툴바디와, 상기 외부 툴바디의 외주면에 방사상으로 배치되는 외부 커터를 포함하며, 상기 내부 밀링툴은 내부 툴바디와, 상기 내부 툴바디의 외주면에 방사상으로 배치되는 내부 커버를 포함하되, 상기 외부 커터와 내부 커터는 절삭 방향이 반대가 되도록 반대 방향을 향하게 설치됨을 더 포함하고, 상기 외부 툴바디는 중공을 갖는 링 형태의 단면을 가지며, 상기 내부 툴바디는 상기 외부 밀링툴의 내측면과 일정 간격 이격되게 상기 외부 밀링툴의 중공에 배치되는 것을 더 포함하고, 상기 내부 밀링툴은 그 절삭면이 상기 외부 밀링툴의 절삭면보다 일정 높이 아래에 배치되도록 구성되는 것을 더 포함하는 이중 동축형 밀링 장치 및 이를 구비하는 기계 가공 시스템을 개시한다.The present invention relates to a fixing device, An outer spindle rotatably mounted on the stationary support and having an outer milling tool; An inner spindle mounted relative to the receiving space formed in the outer spindle and having an inner milling tool rotatable coaxially with the outer milling tool; And a drive unit installed between the outer spindle and the inner spindle and rotating the inner spindle and the outer spindle in opposite directions, wherein the outer milling tool comprises an outer tool bar, Wherein the inner milling tool includes an inner tool bar and an inner cover radially disposed on an outer circumferential surface of the inner tool bar, wherein the outer cutter and the inner cutter have opposite cutting directions Wherein the outer tool bar has a ring shaped cross section with a hollow and the inner tool bar is disposed in the hollow of the outer milling tool at a distance from the inner surface of the outer milling tool, Wherein the inner milling tool is configured such that its cutting surface is located below a predetermined height of the cutting surface of the outer milling tool And a machining system including the coaxial milling apparatus.

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본 발명의 이중 동축형 밀링 장치에 따르면, 상기 내부 스핀들 및 외부 스핀들 중 적어도 하나에는 상기 내부 밀링툴과 외부 밀링툴 사이의 절삭면 사이의 높이를 조절하기 위한 높이 조절부가 설치될 수 있다.According to the dual coaxial milling apparatus of the present invention, at least one of the inner spindle and the outer spindle may be provided with a height adjusting unit for adjusting the height between the inner milling tool and the outer milling tool.

본 발명의 이중 동축형 밀링 장치에 따르면, 상기 구동 유닛으로서 상기 외부 스핀들의 내주면과 상기 내부 스핀들의 외주면에 각각 결합되는 빌트 인 모터가 사용될 수 있다.According to the dual coaxial milling apparatus of the present invention, as the drive unit, a built-in motor which is respectively coupled to the inner circumferential surface of the outer spindle and the outer circumferential surface of the inner spindle may be used.

본 발명의 이중 동축형 밀링 장치에 따르면, 상기 고정 지지부의 내주면과 상기 외부 스핀들의 외주면에는 외부 베어링이 설치되고, 상기 외부 스핀들의 내주면과 상기 내부 스핀들의 외주면에는 내부 베어링이 설치될 수 있다. According to the dual coaxial milling apparatus of the present invention, an external bearing is provided on an inner circumferential surface of the fixed support portion and an outer circumferential surface of the outer spindle, and an inner bearing may be installed on an inner circumferential surface of the outer spindle and an outer circumferential surface of the inner spindle.

본 발명의 이중 동축형 밀링 장치는 상기 고정 지지부와 외부 스핀들의 사이에 설치되며, 상기 구동 유닛의 동작시 상기 외부 스핀들에 회전력을 인가하는 보조 구동 유닛과, 상기 구동 유닛과 보조 구동 유닛의 회전 속도를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.A dual coaxial milling apparatus according to the present invention includes an auxiliary drive unit installed between the stationary support unit and an outer spindle for applying a rotational force to the outer spindle during operation of the drive unit, And a control unit for controlling the control unit.

본 발명의 이중 동축형 밀링 장치에 따르면, 상기 제어부는 상기 외부 스핀들에 대한 내부 스핀들의 회전 속도와, 상기 고정 지지부에 대한 외부 스핀들의 회전 속도가 각각 제1 및 제2설정치가 되도록 상기 구동 유닛과 보조 구동 유닛을 제어할 수 있다.According to the dual coaxial milling apparatus of the present invention, the control unit controls the drive unit and the drive unit so that the rotation speed of the inner spindle with respect to the outer spindle and the rotation speed of the outer spindle with respect to the fixed support are respectively the first and second set values, The auxiliary drive unit can be controlled.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 밀링 장치의 스핀들을 이중 동축형으로 구성하여 내부 밀링툴과 외부 밀링툴의 절삭력에 대한 반력을 서로 상쇄시키는 것이 가능하며, 그에 따라 밀링툴의 절삭력에 대한 반력이 고정 지지부로 전달되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, the spindle of the milling apparatus can be configured to have a double coaxial structure, so that the reaction force against the cutting force of the inner milling tool and the outer milling tool can be offset from each other, Can be prevented from being transmitted to the stationary support portion.

이를 이용하면 가공 시스템의 지지 및 고정 구조의 절삭력에 대한 지지력을 과다하게 증가시키지 않아도 되며, 이를 모바일 가공 시스템에 적용할 경우 가공 시스템의 지지 구조와 관련된 제반 문제들을 해결할 수 있는 효과가 있다.It is possible to solve the problems related to the support structure of the machining system when the machining system is applied to the mobile machining system without having to excessively increase the support force of the machining system and the cutting force of the fixed structure.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 동축형 밀링 장치의 개략도
도 2는 도 1에 도시된 내부 및 외부 밀링툴의 아래에서 바라본 저면도
도 3은 도 1에 도시된 이중 동축형 밀링 장치의 작동 상태도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 동축형 밀링 장치의 개략도1 is a schematic diagram of a dual coaxial milling apparatus according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a bottom view of the inner and outer milling tools shown in Fig. 1,
Fig. 3 is an operational state diagram of the double coaxial milling apparatus shown in Fig. 1
4 is a schematic view of a dual coaxial milling apparatus according to another embodiment of the present invention

이하, 본 발명과 관련된 이중 동축형 밀링 장치 및 이를 구비하는 기계 가공 시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a dual coaxial milling apparatus and a machining system including the same will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 동축형 밀링 장치의 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 내부 및 외부 밀링툴의 아래에서 바라본 저면도이다.FIG. 1 is a schematic view of a dual coaxial milling apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a bottom plan view of the inner and outer milling tool shown in FIG.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 이중 동축형 밀링 장치는 고정 지지부(110), 외부 스핀들(120), 내부 스핀들(140), 구동 유닛(160)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the dual coaxial milling apparatus of the present embodiment includes a stationary support 110, an outer spindle 120, an inner spindle 140, and a drive unit 160.

고정 지지부(110)는 고정 구조(예를 들면, 가공 시스템의 본체, 이송 수단 등)에 고정 설치된 구조를 말한다. 고정 지지부(110)는 가공 시스템에 설치된 이송 수단의 이송에 의해 상승/하강하거나, 수평 이동될 수 있다. 고정 지지부(110)의 내부에는 외부 스핀들(120)이 수용되는 실린더 형태의 내부 공간(113)이 형성된다.The fixed support 110 is a structure fixed to a fixed structure (for example, a main body of a processing system, a conveying means, etc.). The fixed support 110 can be raised / lowered or horizontally moved by the transfer of the conveying means installed in the processing system. An inner space 113 in the form of a cylinder in which the outer spindle 120 is accommodated is formed in the fixed support 110.

외부 스핀들(120)는 고정 지지부(110)에 회전 가능하게 설치되며, 이를 위해 고정 지지부(111)의 내주면과 외부 스핀들(120)의 외주면 사이에는 외부 베어링(111,112)이 설치될 수 있다. 외부 스핀들(120)의 내부에는 내부 스핀들(140)이 수용되는 실린더 형태의 수용 공간(123)이 형성된다.The outer spindle 120 is rotatably installed on the fixed support 110. To this end, the outer bearings 111 and 112 may be installed between the inner peripheral surface of the fixed support 111 and the outer peripheral surface of the outer spindle 120. [ Inside the outer spindle 120, a cylindrical receiving space 123 is formed in which the inner spindle 140 is received.

내부 스핀들(140)은 외부 스핀들(120)의 수용 공간(123)에 상대 회전 가능하게 설치된다. 외부 스핀들(120)의 내주면과 내부 스핀들(140)의 사이에는 내부 베어링(121,122)이 설치될 수 있다. The inner spindle 140 is rotatably installed in the receiving space 123 of the outer spindle 120. Inner bearings 121 and 122 may be installed between the inner circumferential surface of the outer spindle 120 and the inner spindle 140.

외부 스핀들(120)과 내부 스핀들(140)은 동축(C)을 회전 중심으로 갖도록 배치되며, 외부 스핀들(120)과 내부 스핀들(140)에는 외부 밀링툴(130)과 내부 밀링툴(150)이 각각 구비된다. 외부 밀링툴(130)과 내부 밀링툴(150)은 외부 스핀들(120)과 내부 스핀들(140)의 단부에 각각 고정되게 설치된다.The outer spindle 120 and the inner spindle 140 are arranged to have a coaxial center C of rotation and the outer and inner milling tools 130 and 150 are connected to the outer spindle 120 and the inner spindle 140, Respectively. The outer milling tool 130 and the inner milling tool 150 are fixedly installed at the ends of the outer spindle 120 and the inner spindle 140, respectively.

외부 밀링툴(130)은 그 중앙 부위에 내부 밀링툴(135)이 위치되는 중공(135)을 구비하며, 내부 밀링툴(150)은 외부 밀링툴(130)에 대해 동축(C)으로 회전 가능하게 배치된다.The outer milling tool 130 has a hollow 135 in which the inner milling tool 135 is located and the inner milling tool 150 is rotatable coaxially with the outer milling tool 130 Respectively.

도 2의 도시와 같이, 외부 밀링툴(130)은 외부 툴바디(131)와 그에 설치되는 외부 커터(132, 또는 외부 바이트)를 포함하며, 내부 밀링툴(150)은 내부 툴바디(151)와 그에 설치되는 내부 커터(152, 또는 내부 바이트)를 포함한다.2, the outer milling tool 130 includes an outer tool bar 131 and an outer cutter 132 (or an outer cutter) installed therein, and the inner milling tool 150 includes an inner tool bar 151, And an internal cutter 152 (or internal byte) installed therein.

외부 툴바디(131)는 중공(135)을 갖는 링 형태의 단면을 가질 수 있으며, 내부 툴바디(151)는 중공(135)에 외부 툴바디(131)와 동심을 갖도록 배치된다. 내부 툴바디(151)는 일반적인 형태의 밀링 툴의 툴바디와 동일한 형태를 가지며, 그 외주면이 외부 툴바디(131)의 내측면(내주면)과 일정 간격 이격되게 배치될 수 있다.The outer tool bar 131 may have a ring shaped cross section with a hollow 135 and the inner tool bar 151 is disposed concentric with the outer tool bar 131 on the hollow 135. The inner tool bar 151 has the same shape as the tool bar of a general type of milling tool and its outer circumferential surface may be spaced apart from the inner surface (inner circumferential surface) of the outer tool bar 131 by a predetermined distance.

외부 커터(132)와 내부 커터(152)는 외부 툴바디(131)와 내부 툴바디(151)에 착탈 가능하게 설치될 수 있으며, 이들은 그 절삭 방향이 반대가 되도록 반대 방향을 항하게 설치된다.The outer cutter 132 and the inner cutter 152 may be detachably mounted to the outer tool bar 131 and the inner tool bar 151 and are installed in opposite directions so that their cutting directions are opposite to each other.

다시 도 1을 참조하면, 내부 밀링툴(150)은 그 절삭면이 외부 밀링툴(130)의 절삭면보다 일정 높이(h)만큼 아래에 배치되도록 구성된다. 이는 밀링 공정 수행시 외부 밀링툴(130)의 선절삭 부분을 내부 밀링툴(150)이 후절삭할 수 있게 하기 위함이다. 내부 스핀들(140) 및 외부 스핀들(120) 중 적어도 하나에는 내부 밀링툴(150)과 외부 밀링툴(130) 사이의 절삭면 사이의 높이(h)를 조절하기 위한 높이 조절부가 설치될 수 있다. 이러한 높이 조절부로서 일 예로서 스핀들과 밀링 툴 사이이에 설치되는 스페이서 등과 같은 구성을 사용될 수 있으며, 스페이서의 높이, 개수 등을 조절하여 높이를 조절할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the inner milling tool 150 is configured such that its cutting surface is disposed a certain height (h) below the cutting surface of the outer milling tool 130. This is to allow the inner milling tool 150 to cut the cutting edge of the outer milling tool 130 during the milling process. At least one of the inner spindle 140 and the outer spindle 120 may be provided with a height adjusting unit for adjusting the height h between the cutting surfaces of the inner milling tool 150 and the outer milling tool 130. As such a height adjusting portion, for example, a structure such as a spacer provided between the spindle and the milling tool can be used, and the height can be adjusted by adjusting the height, number and the like of the spacer.

구동 유닛(160)은 외부 스핀들(120)과 내부 스핀들(140)의 사이에 설치되며, 내부 스핀들(140)과 외부 스핀들(120)을 서로 반대 방향으로 회전 구동시키는 기능을 한다. 이러한 구동 유닛(160)으로서 외부 스핀들(120)의 내주면과 내부 스핀들(140)의 외주면에 각각 결합되는 빌트 인 모터(Built-in motor)가 사용될 수 있다. 이러한 경우 빌트 인 모터의 고정자는 외부 스핀들(120)의 내주면에 고정되고, 회전자는 내부 스핀들(140)의 외주면에 고정되며, 빌트 인 모터의 가동에 따라 외부 스핀들(120)과 내부 스핀들(140)이 서로 반대 방향으로 회전 구동하게 된다.The driving unit 160 is installed between the outer spindle 120 and the inner spindle 140 and rotates the inner spindle 140 and the outer spindle 120 in opposite directions. As the drive unit 160, a built-in motor can be used which is coupled to the inner circumferential surface of the outer spindle 120 and the outer circumferential surface of the inner spindle 140, respectively. In this case, the stator of the built-in motor is fixed to the inner circumferential surface of the outer spindle 120, the rotor is fixed to the outer circumferential surface of the inner spindle 140, and the outer spindle 120 and the inner spindle 140, Are rotated in opposite directions to each other.

이러한 외부 및 내부 스핀들(120,140)의 반대 방향 회전에 따라 그에 각각 고정된 외부 및 내부 밀링툴(130,150)도 서로 반대 방향으로 회전하게 되는 것이다. 도 2의 경우 외부 밀링툴(130)이 시계 방향, 내부 밀링툴(150)이 반시계 방향으로 회전하는 구조를 예시하고 있다.As the outer and inner spindles 120 and 140 rotate in opposite directions, the outer and inner milling tools 130 and 150, respectively fixed thereto, also rotate in opposite directions. 2, the outer milling tool 130 rotates clockwise and the inner milling tool 150 rotates counterclockwise.

고정 지지부(110)와 외부 스핀들(120)의 사이에는 슬립 링과 같은 전기 접속 구조가 설치되어 고정 지지부(110)를 통해 외부 전원과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같은 전기 접속 구조는 외부 스핀들(120)의 모터 고정자와 연결된 단자와 마찰 접촉하여 외부 스핀들(120)의 회전 시에도 외부 전원의 전력이 구동 유닛(160)으로 공급되도록 한다.An electrical connection structure such as a slip ring may be provided between the fixed support 110 and the outer spindle 120 to be electrically connected to the external power source through the fixed support 110. The electric connection structure makes contact with a terminal connected to the motor stator of the external spindle 120 so that power of the external power supply is supplied to the driving unit 160 even when the external spindle 120 rotates.

구동 유닛(160)에는 회전 속도 제어를 위한 제어부가 전기적으로 연결될 수 있으며, 제어부는 외부 스핀들(120)에 대한 내부 스핀들(140)의 회전 속도가 일정 회전속도가 되도록 구동 유닛(160)을 제어할 수 있다.A control unit for controlling the rotation speed of the driving unit 160 may be electrically connected to the driving unit 160. The control unit may control the driving unit 160 such that the rotation speed of the inner spindle 140 relative to the outer spindle 120 is a constant rotation speed .

도 3은 도 1에 도시된 이중 동축형 밀링 장치의 작동 상태도이다.3 is an operational state view of the double coaxial milling apparatus shown in Fig.

도 3에 따르면, 고정 지지부(110)가 이송 수단을 통해 가공 대상(10)까지 이동하여 절삭을 수행하는 공정을 나타내고 있다. 구동 유닛(160)의 동작에 따라 외부 스핀들(120)과 내부 스핀들(140)이 서로 반대 방향으로 회전 구동하며, 그에 따라 외부 밀링툴(130)과 내부 밀링툴(150)이 서로 반대 방향으로 회전하여 가공 대상(10)을 절삭한다.3, the fixed support 110 moves to the workpiece 10 via the transfer means to perform cutting. The outer spindle 120 and the inner spindle 140 are driven to rotate in opposite directions in accordance with the operation of the drive unit 160 so that the outer milling tool 130 and the inner milling tool 150 rotate in opposite directions And the workpiece 10 is cut.

이에 따르면, 외부 밀링툴(130)의 절삭력에 대한 반력과 내부 밀링툴(150)의 절삭력에 대한 반력이 서로 반대 방향으로 발생하는바, 이러한 두 반력(토크와 평면 방향의 힘을 포함)이 서로 상쇄되게 된다.The reaction force against the cutting force of the external milling tool 130 and the reaction force against the cutting force of the internal milling tool 150 occur in opposite directions to each other. These two reaction forces (including the torque and the force in the plane direction) .

나아가 구동 유닛(160)에 의해 외부 스핀들(120)과 내부 스핀들(140)이 서로 반대 방향으로 동시 구동하여 각 스핀들(120,140)의 구동력에 의한 토크가 서로 상쇄되므로, 일반적인 밀링 장치의 스핀들 구동시 발생하는 스핀들 구동력(토크)이 발생하지 않는다.The drive unit 160 simultaneously drives the outer spindle 120 and the inner spindle 140 in opposite directions to cancel out the torque caused by the driving force of each of the spindles 120 and 140, The spindle driving force (torque) does not occur.

이상과 같이 밀링 툴의 절삭력에 의한 반력 및 스핀들 구동력이 상쇄되므로, 고정 지지부(110)에는 어떠한 힘도 전달되지 않게 된다. 이에 따르면 절삭 공정 수행시 고정 지지부(110)를 지탱하는 지지력이 이론적으로 필요없게 되는 것이다.As described above, since the reaction force due to the cutting force of the milling tool and the spindle driving force are canceled, no force is transmitted to the fixed support 110. Accordingly, the supporting force for supporting the stationary support 110 is theoretically unnecessary during the cutting process.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 동축형 밀링 장치의 개략도이다.4 is a schematic diagram of a dual coaxial milling apparatus according to another embodiment of the present invention.

본 실시예의 이중 동축형 밀링 장치는 앞선 실시예의 구성에 보조 구동 유닛(170)이 추가된 구성을 갖는다. 보조 구동 유닛(170)은 고정 지지부(110)와 외부 스핀들(120)의 사이에 설치되며, 구동 유닛(160)의 동작시 외부 스핀들(120)에 회전력을 인가하도록 구성된다.The double coaxial milling apparatus of this embodiment has a configuration in which the auxiliary drive unit 170 is added to the configuration of the foregoing embodiment. The auxiliary drive unit 170 is installed between the stationary support 110 and the outer spindle 120 and is configured to apply rotational force to the outer spindle 120 when the drive unit 160 is operated.

이중 동축형 밀링 장치의 동작시 내부 밀링툴(150)의 절삭력과 외부 밀링툴(130)의 절삭력에 차이가 발생할 수 있고, 이에 따라 내부 밀링툴(150)과 외부 밀링툴(130)에 가해지는 토크에 차이가 발생할 수 있다. 이러한 토크의 차이로 인해 외부 스핀들(120)의 회전 속도와 내부 스핀들(140)의 회전 속도가 이상적 속도(+,-)를 벗어나게 될 우려가 있다.A difference may occur in the cutting force of the inner milling tool 150 and the cutting force of the outer milling tool 130 during operation of the dual coaxial milling apparatus, Differences in torque may occur. This difference in torque may cause the rotational speed of the outer spindle 120 and the rotational speed of the inner spindle 140 to deviate from the ideal speeds (+, -).

본 실시예의 경우 외부 스핀들(120)을 회전 구동시키는 보조 구동 유닛(170)을 추가로 설치하여, 해당 토크 차이가 보상되도록 한다.In the present embodiment, an auxiliary drive unit 170 for rotationally driving the external spindle 120 is additionally provided to compensate for the torque difference.

구동 유닛(160)과 보조 구동 유닛(170)의 이들 각각의 회전 속도를 제어하는 제어부가 전기적으로 연결될 수 있으며, 제어부는 외부 스핀들(120)에 대한 내부 스핀들(140)의 회전 속도와, 고정 지지부(110)에 대한 외부 스핀들(120)의 회전 속도가 각각 제1 및 제2설정치가 되도록 구동 유닛(160)과 보조 구동 유닛(170)을 제어할 수 있다. A control unit for controlling the rotational speeds of the drive unit 160 and the auxiliary drive unit 170 may be electrically connected to each other and the control unit may control the rotation speed of the inner spindle 140 relative to the outer spindle 120, The driving unit 160 and the auxiliary driving unit 170 can be controlled such that the rotational speed of the outer spindle 120 relative to the driving shaft 110 becomes the first and second set values, respectively.

예를 들어 제어부는 외부 스핀들(120)에 대한 내부 스핀들(140)의 회전 속도가 2이 되도록 구동 유닛(160)을 제어하고, 고정 지지부(110)에 대한 외부 스핀들(120)의 회전 속도가 +이 되도록 보조 구동 유닛(170)을 제어할 수 있다. 이에 따라 외부 스핀들(120)과 내부 스핀들(140)은 고정 지지부(110)에 대하여 각각 +과 -의 상대 회전 속도를 갖도록 유지될 수 있다.For example, the control unit controls the drive unit 160 so that the rotation speed of the inner spindle 140 relative to the outer spindle 120 is 2. When the rotation speed of the outer spindle 120 relative to the fixed support 110 is + The auxiliary driving unit 170 can be controlled. Accordingly, the outer spindle 120 and the inner spindle 140 can be maintained to have relative rotational speeds of + and - relative to the fixed support 110, respectively.

이상에서는 본 발명의 절삭력 상쇄 메커니즘이 밀링 장치에 적용된 구성만을 설명하였으나, 본 발명은 연삭 가공, 연마 가공 및 기타 회전 절삭형 가공 장치에 모두 적용이 가능하다 할 것이다.While the present invention has been described with reference to the case where the cutting force canceling mechanism of the present invention is applied to a milling machine, the present invention can be applied to grinding, polishing, and other rotary cutting type machining apparatuses.

이상에서 설명한 이중 동축형 밀링 장치 및 이를 구비하는 기계 가공 시스템은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있으며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.The dual coaxial milling apparatus described above and the machining system including the same are not limited to the configurations and the methods of the embodiments described above, but the embodiments may be modified so that all or some of the embodiments are selectively And various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention.

110: 고정 지지부 111,112: 외부 베어링
120: 외부 스핀들 121,122: 내부 베어링
130: 외부 밀링툴 131: 외부 툴바디
132: 외부 커터 140: 내부 스핀들
150: 내부 밀링툴 151: 내부 툴바디
152: 내부 커터 160: 구동 유닛
170: 보조 구동 유닛110: fixed support portion 111, 112: outer bearing
120: outer spindle 121, 122: inner bearing
130: External milling tool 131: External tool bar
132: outer cutter 140: inner spindle
150: Internal milling tool 151: Internal tool bar
152: internal cutter 160: drive unit
170: auxiliary drive unit

Claims (9)

고정 지지부; 상기 고정 지지부에 회전 가능하게 설치되며, 외부 밀링툴을 구비하는 외부 스핀들; 상기 외부 스핀들 내에 형성된 수용 공간에 상대 회전 가능하게 설치되며, 상기 외부 밀링툴에 대해 동축으로 회전 가능한 내부 밀링툴을 구비하는 내부 스핀들; 및 상기 외부 스핀들과 내부 스핀들의 사이에 설치되며, 상기 내부 스핀들과 외부 스핀들을 서로 반대 방향으로 회전 구동시키는 구동 유닛을 포함하며,
상기 외부 밀링툴은 외부 툴바디와, 상기 외부 툴바디의 외주면에 방사상으로 배치되는 외부 커터를 포함하며, 상기 내부 밀링툴은 내부 툴바디와, 상기 내부 툴바디의 외주면에 방사상으로 배치되는 내부 커버를 포함하되, 상기 외부 커터와 내부 커터는 절삭 방향이 반대가 되도록 반대 방향을 향하게 설치됨을 더 포함하고,
상기 외부 툴바디는 중공을 갖는 링 형태의 단면을 가지며, 상기 내부 툴바디는 상기 외부 밀링툴의 내측면과 일정 간격 이격되게 상기 외부 밀링툴의 중공에 배치되는 것을 더 포함하고,
상기 내부 밀링툴은 그 절삭면이 상기 외부 밀링툴의 절삭면보다 일정 높이 아래에 배치되도록 구성되는 것을 더 포함하는 이중 동축형 밀링 장치.A stationary support; An outer spindle rotatably mounted on the stationary support and having an outer milling tool; An inner spindle mounted relative to the receiving space formed in the outer spindle and having an inner milling tool rotatable coaxially with the outer milling tool; And a drive unit installed between the outer spindle and the inner spindle for rotating the inner spindle and the outer spindle in opposite directions,
Wherein the outer milling tool comprises an outer tool bar and an outer cutter radially disposed on an outer circumferential surface of the outer tool bar, the inner milling tool having an inner tool bar and an inner cover disposed radially on the outer circumference of the inner tool bar, Wherein the outer cutter and the inner cutter are installed so as to face each other in a direction opposite to the cutting direction,
Wherein the outer tool bar has a ring shaped cross section with a hollow and the inner tool bar is disposed in the hollow of the outer milling tool at a distance from the inner surface of the outer milling tool,
Wherein the inner milling tool is further configured so that its cutting surface is located below a cutting height of the cutting surface of the outer milling tool. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 내부 스핀들 및 외부 스핀들 중 적어도 하나에는 상기 내부 밀링툴과 외부 밀링툴 사이의 절삭면 사이의 높이를 조절하기 위한 높이 조절부가 설치되는 것을 특징으로 하는 이중 동축형 밀링 장치.The method according to claim 1,
Wherein at least one of the inner spindle and the outer spindle is provided with a height adjusting portion for adjusting a height between a cutting surface between the inner milling tool and the outer milling tool. 제1항에 있어서,
상기 구동 유닛은 상기 외부 스핀들의 내주면과 상기 내부 스핀들의 외주면에 각각 결합되는 빌트 인 모터인 것을 특징으로 하는 이중 동축형 밀링 장치.The method according to claim 1,
Wherein the driving unit is a built-in motor that is coupled to an inner circumferential surface of the outer spindle and an outer circumferential surface of the inner spindle, respectively. 제1항에 있어서,
상기 고정 지지부의 내주면과 상기 외부 스핀들의 외주면에는 외부 베어링이 설치되고,
상기 외부 스핀들의 내주면과 상기 내부 스핀들의 외주면에는 내부 베어링이 설치되는 것을 특징으로 하는 이중 동축형 밀링 장치.The method according to claim 1,
An outer bearing is provided on an inner peripheral surface of the fixed support portion and an outer peripheral surface of the outer spindle,
Wherein an inner bearing is provided on an inner peripheral surface of the outer spindle and an outer peripheral surface of the inner spindle. 제1항에 있어서,
상기 고정 지지부와 외부 스핀들의 사이에 설치되며, 상기 구동 유닛의 동작시 상기 외부 스핀들에 회전력을 인가하는 보조 구동 유닛; 및
상기 구동 유닛과 보조 구동 유닛의 회전 속도를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 동축형 밀링 장치.The method according to claim 1,
An auxiliary drive unit installed between the stationary support unit and the outer spindle and applying a rotational force to the outer spindle during operation of the drive unit; And
Further comprising a control unit for controlling a rotation speed of the driving unit and the auxiliary driving unit. 제7항에 있어서,
상기 제어부는 상기 외부 스핀들에 대한 내부 스핀들의 회전 속도와, 상기 고정 지지부에 대한 외부 스핀들의 회전 속도가 각각 제1 및 제2설정치가 되도록 상기 구동 유닛과 보조 구동 유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 이중 동축형 밀링 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the control unit controls the drive unit and the auxiliary drive unit such that the rotation speed of the inner spindle with respect to the outer spindle and the rotation speed of the outer spindle with respect to the fixed support unit respectively become the first and second set values, Coaxial milling device. 본체; 및
상기 본체에 설치되며, 제1,4,5,6,7,8항 중 어느 한 항을 따르는 이중 동축형 밀링 장치를 구비하는 기계 가공 시스템.main body; And
5. A machining system comprising a dual coaxial milling device according to any one of claims 1, 4, 5, 6, 7,
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100794453B1 (en) * 2007-10-08 2008-01-16 김성곤 A dual spindle structure which has a rotation different at an identity shaft each other
JP2008246612A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Nippei Toyama Corp Main spindle head
JP2015120210A (en) * 2013-12-20 2015-07-02 アイシン精機株式会社 Cutting tool, and machine tool using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008246612A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Nippei Toyama Corp Main spindle head
KR100794453B1 (en) * 2007-10-08 2008-01-16 김성곤 A dual spindle structure which has a rotation different at an identity shaft each other
JP2015120210A (en) * 2013-12-20 2015-07-02 アイシン精機株式会社 Cutting tool, and machine tool using the same

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