KR101855330B1 - Head stock assembly of machine tools for machining spherical surface - Google Patents

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KR101855330B1
KR101855330B1 KR1020170009565A KR20170009565A KR101855330B1 KR 101855330 B1 KR101855330 B1 KR 101855330B1 KR 1020170009565 A KR1020170009565 A KR 1020170009565A KR 20170009565 A KR20170009565 A KR 20170009565A KR 101855330 B1 KR101855330 B1 KR 101855330B1
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소상원
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Abstract

The present invention relates to a spindle assembly for a machine tool for machining the spherical surface. The spindle assembly for a machine tool for machining the spherical surface according to the present invention comprises: a chuck to which an object to be machined is fixed; a machining motor for generating rotational power; a spindle including a force transmitting means for transmitting rotational power of the machining motor to the chuck; a base mounted on one side of the machine tool while supporting the spindle; a rotary unit positioned between the base and the chuck to enable free rotation of the chuck with respect to the base; a rotary motor installed at one side of the base to generate rotary power; and a rotation forcing means for transmitting the rotary power of the rotary motor to the rotary unit to force the chuck to reciprocally rotate within a predetermined angle range around the rotary unit.

Description

구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체{ Head stock assembly of machine tools for machining spherical surface}[0001] The present invention relates to a head stock assembly for machine tools for machining spherical surfaces for spherical machining,

본 발명은 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체에 관한 것으로, 공작기계의 툴은 제자리에서 회전하되, 가공대상물을 일정 각도 범위 내에서 반복 회전시켜 툴과 접촉시킴으로써 툴에 가해지는 스트레스를 줄여 높인 치수 정밀도를 갖는 구면 가공이 가능하도록 한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a spindle head assembly for machining a spherical surface, and more particularly, to a spindle head assembly for machining a spherical surface, in which a tool of a machine tool is rotated in place and the tool is contacted with the tool by repeatedly rotating the object within a predetermined angle, To a spindle head assembly for a machine tool for spherical machining capable of spherical machining with dimensional accuracy.

본 발명은 툴로부터 이격된 거리 조절을 가능하게 하여 다양한 곡률의 구면 가공이 가능하도록 한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a spindle head assembly for a machine tool for spherical machining that enables spherical machining of various curvatures by enabling distance adjustment from a tool.

본 발명은 링크를 사용하여 주축대의 반복 회전이 가능하도록 구성함으로써 저렴한 제작비로 제작 가능하며 유지 및 보수가 용이하도록 한 구면 가공이 가능한 공작기계용 주축대조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a spindle head assembly for a machine tool capable of performing spherical machining so that it can be manufactured at an inexpensive production cost and can be easily maintained and repaired by configuring the main spindle to be capable of repeated rotation using a link.

일반적으로 컴퓨터 수치제어를 이용한 공작기계인 씨엔씨, 머시닝센터, 초정밀 가공을 위한 밀링, 연삭기 등은 컴퓨터에 입력된 가공수치 및 형상, 공구이송속도 등의 가공조건 및 공구의 위치가 결정되며, 이러한 공작기계는 공장 자동화 및 공작물의 대량 생산에 유리하므로 널리 보급되고 있다.In general, CNC, a machining center, a milling machine for precision machining, a grinding machine and the like, which are machine tools using computer numerical control, determine the machining numerical values and shapes inputted to the computer, the machining conditions such as the tool feed speed and the position of the tool, Machines are becoming widespread because they are advantageous for factory automation and mass production of workpieces.

그러나 공작기계에 의한 가공이 오랜 시간동안 수행되면 공구가 마모되어 가공정밀도가 떨어진다.However, if machining by a machine tool is performed for a long time, the tool is worn and the machining accuracy is degraded.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 수치제어 기계에서 공작물을 가공하는 공구와 기준좌표 사이의 편차량을 보정하여 가공 작업시 프로그램의 조작이 편리하도록 공구 보정장치가 제공된다.In order to solve such a problem, a tool correcting device is provided in a numerical control machine for correcting a deviation amount between a tool for machining a workpiece and a reference coordinate, so that the manipulation of the program during the machining operation is facilitated.

즉, 공구 보정장치가 공구의 선단위치를 감지하고 그 위치를 메인 프로그램이 내장된 제어부에 제공하면, 제어부에서는 공구의 최초 선단 위치로부터 변경위치의 변화량을 계산하고 그 변화량만큼 공구위치를 조정하여 가공정밀도가 향상되도록 한다.That is, when the tool correction device senses the tip position of the tool and provides the position to the control section with the main program, the control section calculates the change amount of the change position from the initial tip position of the tool and adjusts the tool position by the change amount Ensure that the precision is improved.

그러나 절삭공구 보정이 이루어진다 하더라도 마모로 인한 공구의 형상이 초기의 상태를 유지하고 있지 못하므로 인하여 정밀한 가공이 이루어지지 못하는 문제점이 있다. 특히 구면 가공시 공구의 마모로 인하여 절삭면의 조도가 상대적으로 좋지 않게 되는 문제점이 있다.However, even if the cutting tool correction is performed, the shape of the tool due to abrasion does not maintain the initial state, resulting in a problem that accurate machining can not be performed. In particular, there is a problem that the roughness of the cutting surface is relatively poor due to wear of the tool during spherical machining.

또한 장비 자체가 고가이므로 가공비가 급격하게 상승하게 되어 가격경쟁력이 저하되는 문제점이 있다.In addition, since the equipment itself is expensive, the processing cost rises sharply and the price competitiveness is deteriorated.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 공개특허 제10-2005-0098207호에는 서보모터를 구비하여 공구 변위량만큼 헤드를 이동시킬 수 있도록 한 공작기계의 공구변위 보정방법이 개시되어 있다.In order to solve such a problem, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2005-0098207 discloses a tool displacement compensation method of a machine tool capable of moving a head by a tool displacement amount by providing a servo motor.

그러나 상기 종래 기술은 마이크로 스코프와 육안을 이용하여 공구의 위치를 설정하게 되므로 정밀도를 높이는데 어려움이 있으며 많은 작업공수가 필요하여 효과적이지 못하다.However, since the conventional technique sets the position of the tool by using the microscope and the naked eye, it is difficult to increase the precision and it is not effective because a lot of work is needed.

이에 따라 대한민국 등록특허 제10-1538795호에는 도 1과 같이 절삭팁(220)이 설치된 공구대(14)가 B축 테이블(13)에 회전 가능하게 구성하여 공작물(100)을 가공할 수 있도록 한 절삭팁의 회전을 이용한 공작물의 가공방법이 개시되어 있다.Accordingly, in Korean Patent No. 10-1538795, as shown in FIG. 1, a tool table 14 having a cutting tip 220 mounted thereon is rotatably mounted on a B-axis table 13 so that the workpiece 100 can be machined A method of machining a workpiece using rotation of a cutting tip is disclosed.

그러나 상기 등록특허는 공작물(100)을 절삭하기 위한 절삭팁(220)이 공작물(100) 주변으로 회전하는 구조이므로, 가공시 발생하는 진동에 의해 절삭팁(220)의 마모가 급격하게 진행되어 치수 정밀도가 낮아지는 문제점이 있다.However, since the cutting tip 220 for cutting the workpiece 100 rotates around the workpiece 100, the abrasion of the cutting tip 220 proceeds rapidly due to vibration generated during machining, There is a problem that accuracy is lowered.

또한, 상기 등록특허는 B축 테이블(13)의 회전을 위한 세부 구성이 기재되어 있지 않은 점을 감안하면 작업자가 직접 B축 테이블(13)을 왕복 회전시켜 곡면 가공을 실시하는 것으로 파악되므로 생산성이 저하되는 문제점이 있다.In view of the fact that the detailed configuration for the rotation of the B-axis table 13 is not described, it is understood that the worker directly rotates the B-axis table 13 by reciprocating to perform the curved surface processing, There is a problem of deterioration.

한편, 대한민국 등록실용신안공보 제0117272호에는 도 2와 같이 링크(50)를 구비하여 면판(13)과 돌리개핀(14)이 일정 각도 각운동하도록 한 원통연삭기의 요동장치가 개시되어 있다.On the other hand, Korean Utility Model Registration No. 0117272 discloses a swinging device for a cylindrical grinding machine having a link (50) as shown in FIG. 2 so that the face plate (13) and the rotation pin (14) are angularly moved at a predetermined angle.

그러나 상기 등록실용신안은 원기둥 형상의 대상물에 대한 곡면 가공이 가능한 장치로서, 구면 가공은 불가능하다.However, the above-mentioned registration utility model is a device capable of curving the cylindrical object, and spherical machining is not possible.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 공작기계의 툴은 제자리에서 회전하되, 가공대상물을 일정 각도 범위 내에서 반복 회전시켜 툴과 접촉시킴으로써 툴에 가해지는 스트레스를 줄여 높인 치수 정밀도를 갖는 구면 가공이 가능하도록 한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체를 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above. The tool of the machine tool is rotated in place, and the workpiece is repeatedly rotated within a certain angle range to contact the tool, And an object of the present invention is to provide a spindle assembly for a machine tool for spherical machining capable of spherical machining with high dimensional accuracy.

본 발명의 다른 목적은, 툴로부터 이격된 거리 조절을 가능하게 하여 다양한 곡률의 구면 가공이 가능하도록 한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체를 제공하는 것에 있다.It is another object of the present invention to provide a spindle head assembly for a machine tool, which enables spherical machining of various curvatures by enabling distance adjustment from a tool.

본 발명의 또 다른 목적은, 링크를 사용하여 주축대의 반복 회전이 가능하도록 구성함으로써 저렴한 제작비로 제작 가능하며 유지 및 보수가 용이하도록 한 구면 가공이 가능한 공작기계용 주축대조립체를 제공하는 것에 있다.It is still another object of the present invention to provide a spindle head assembly for a machine tool capable of performing spherical machining so that the spindle can be rotated repeatedly by using a link so that it can be manufactured at an inexpensive production cost and can be easily maintained and repaired.

본 발명에 의한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체는, 구면 가공이 요구되는 가공대상물이 고정되는 척과, 회전동력을 발생하는 가공용모터와, 상기 가공용모터의 회전동력을 척에 전달하는 힘전달수단을 포함하는 주축대와, 상기 주축대를 지지한 상태로 공작기계 일측에 설치되는 베이스와, 상기 베이스와 척 사이에 위치하여 베이스에 대한 척의 자유 회전을 가능하게 하는 회전부와, 상기 베이스 일측에 설치되어 회전동력을 발생하는 회전용모터와, 상기 회전용모터의 회전동력을 회전부에 전달하여 척이 회전부를 중심으로 일정 각도 범위내에서 왕복 회전하도록 강제하는 회전강제수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.A main shaft assembly for a machine tool for spherical machining according to the present invention comprises a chuck to which an object to be machined is fixed, a machining motor for generating a rotational power, and a force transmitting portion for transmitting rotational power of the machining motor to the chuck A rotating part that is positioned between the base and the chuck to enable free rotation of the chuck with respect to the base; and a rotating part that is disposed between the base and the chuck, And a rotation force means for transmitting rotation power of the rotation motor to the rotation portion to force the chuck to reciprocally rotate around the rotation portion within a predetermined angle range, do.

상기 공작기계로부터 선택적으로 분리 가능한 것을 특징으로 한다.And is selectively separable from the machine tool.

상기 척의 회전중심은 회전강제수단에 의해 왕복 회전시 제자리 회전하는 공작기계의 툴 회전중심과 이격된 상태로 직교하는 것을 특징으로 한다.And the rotation center of the chuck is orthogonal to the rotation center of the tool of the machine tool rotating in the reciprocating rotation by the rotation force means.

상기 척은 툴과 마주한 상태로 왕복 회전하여 가공대상물과 툴을 접촉시키는 것을 특징으로 한다.The chuck is reciprocally rotated while facing the tool to bring the object and the tool into contact with each other.

상기 회전강제수단은, 상기 회전용모터로부터 회전동력을 제공받아 제자리에서 회전하는 주동디스크와, 상기 회전부와 축결합하여 연동 회전하는 종동디스크와, 상기 주동디스크와 종동디스크 각각에 대하여 양측이 편심되게 결합하여 종동디스크가 일정 각도 범위 내에서 왕복 회전하도록 안내하는 링크를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The rotating force means includes a main disk which is rotated in the same direction as the rotating motor by receiving rotation power from the rotating motor, a driven disk which is rotated in an interlocked manner with the rotating portion in an axial direction, and both the main disk and the driven disk are eccentrically And a link for guiding the driven disc to reciprocally rotate within a predetermined angle range.

상기 주동디스크와 종동디스크 및 링크는, 상기 베이스 내부에 내장됨을 특징으로 한다.The main disk, the driven disk, and the link are embedded in the base.

상기 링크의 길이 방향으로는 다수의 결합홀이 구비되며, 상기 주축대는 다수 결합홀 중 어느 하나에 결합된 종동디스크의 결합 위치에 따라 회전각도가 조정되는 것을 특징으로 한다.A plurality of coupling holes are provided in the longitudinal direction of the link, and the main shaft is adjusted in rotation angle according to a coupling position of the driven disc coupled to any one of the plurality of coupling holes.

상기 베이스 일측에는, 상기 공작기계 일측에 선택적으로 결합력을 발생하여 상기 주축대가 공작기계에 고정될 수 있도록 강제하는 결합수단이 구비됨을 특징으로 한다.And a coupling means for selectively applying a coupling force to one side of the machine tool to force the main shaft to be fixed to the machine tool is provided at one side of the base.

상기 주축대와 회전부 사이에는, 상기 회전부에 대해 주축대의 직선 왕복 운동을 가능하게 하여 가공대상물에 가공되는 구면의 곡률이 조정될 수 있도록 한 곡률조정수단이 구비됨을 특징으로 한다.A curvature adjusting means is provided between the main shaft and the rotary portion so that the curvature of the spherical surface machined on the object can be adjusted by allowing the main shaft to linearly reciprocate with respect to the rotary portion.

본 발명에서 공작기계의 툴은 제자리에서 회전하되, 가공대상물을 일정 각도 범위 내에서 반복 회전시켜 툴과 접촉시킴으로써 툴에 가해지는 스트레스를 줄여 높인 치수 정밀도를 갖는 구면 가공이 가능하다.In the present invention, a tool of a machine tool is rotated in place, and the object to be machined is repeatedly rotated within a certain angle range to contact with the tool, thereby reducing the stress applied to the tool and enabling spherical machining with increased dimensional precision.

또한 툴로부터 이격된 거리 조절을 가능하게 하여 다양한 곡률의 구면 가공이 가능하므로 활용도가 높은 이점이 있다.In addition, it is possible to adjust the spaced distance from the tool, so that it is possible to process spherical surfaces with various curvatures, which is advantageous in utilization.

뿐만 아니라, 링크를 사용하여 주축대의 반복 회전이 가능하도록 구성함으로써 저렴한 제작비로 제작 가능하며 유지 및 보수가 용이한 이점이 있다.In addition, since the main shaft can be rotated repeatedly by using the link, it can be manufactured at a low production cost and is easy to maintain and repair.

도 1 은 대한민국 등록특허 제10-1538795호에 개시된 가공장치의 구성을 보인 사시도.
도 2 는 대한민국 등록실용신안공보 제0117272호에 개시된 원통연삭기의 요동장치 구성을 보인 측종단면도.
도 3 은 본 발명에 의한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체의 외관을 보인 사시도.
도 4 는 본 발명에 의한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체의 내부 구조를 보인 측종단면도.
도 5 는 본 발명에 의한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체의 내부 구조를보인 종단면도.
도 6 은 본 발명에 의한 구면 가공을 위한 공작긱계용 주축대조립체에서 주축대의 왕복 회전 원리를 설명하기 위한 개요도.
도 7 은 본 발명에 의한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체에서 가공대상물의 곡률 크기를 나타낸 평면도.
도 8 은 본 발명에 의한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체에서 주축대를 길이 방향으로 슬라이딩시 가공대상물의 곡률 크기를 나타낸 평면도.
도 9 는 본 발명에 의한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체에서 주축대의 위치에 따른 가공대상물의 곡률 변화를 보인 개요도.1 is a perspective view showing a configuration of a processing apparatus disclosed in Korean Patent No. 10-1538795.
Fig. 2 is a side elevational sectional view showing a swinging device configuration of a cylindrical grinding machine disclosed in Korean Utility Model Registration Utility No. 0117272.
FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of a spindle head assembly for a machine tool for spherical machining according to the present invention. FIG.
FIG. 4 is a side elevational side view showing the internal structure of a main shaft assembly for a machine tool for spherical machining according to the present invention. FIG.
5 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of a main shaft assembly for a machine tool for spherical machining according to the present invention.
6 is a schematic diagram for explaining the principle of reciprocating rotation of a main shaft in a spindle assembly for a spherical machining tool for spherical machining according to the present invention.
7 is a plan view showing a curvature magnitude of an object to be machined in a main shaft assembly for a machine tool for spherical machining according to the present invention.
8 is a plan view showing the curvature magnitude of an object to be machined when the main shaft is slid in the longitudinal direction in the main shaft assembly for a machine tool for spherical machining according to the present invention.
9 is a schematic view showing a change in curvature of an object to be machined according to the position of a main shaft in a main shaft assembly for a machine tool for spherical machining according to the present invention.

이하 첨부된 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체의 사용예를 설명한다.Hereinafter, an example of use of a spindle assembly for machine tool for spherical machining according to the present invention will be described with reference to FIG. 3 attached hereto.

도 3에는 본 발명에 의한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체(100)의 외관을 보인 사시도가 도시되어 있다.3 is a perspective view showing the appearance of a spindle assembly 100 for a machine tool for spherical machining according to the present invention.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to describe its invention in the best possible way It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present.

도면과 같이 상기 주축대조립체(100)는 기계가공용 툴(T)을 구비한 공작기계(10) 일측에 설치되어 가공대상물(W)에 구면을 형성할 수 있도록 왕복 회전하는 장치이다.As shown in the drawing, the main shaft assembly 100 is a device installed on one side of a machine tool 10 having a machining tool T and reciprocatingly rotated so as to form a spherical surface on the object W.

상기 주축대조립체(100)는 공작기계(10)로부터 선택적으로 탈/착 가능하게 구성되며, 서보모터 등 고가의 부품을 적용하지 않고 비교적 저렴한 부품들을 조합하여 제작된다.The main shaft assembly 100 is selectively detachable from the machine tool 10 and is manufactured by combining relatively inexpensive parts without using expensive parts such as a servo motor.

상기 주축대조립체(100)는 크게 모터하우징(150)과 주축대(120) 및 케이스(170)에 의해 외관이 형성되며, 상기 주축대(120)와 케이스(170)는 베이스(180)를 상측에서 일정 각도만큼 동시에 회전하도록 일체화되고, 상기 모터하우징(150)은 주축대(120)로부터 일정 거리만큼 이격된 상태로 베이스(180)에 고정된다.The main shaft assembly 100 includes a main shaft 120 and a case 170. The main shaft 120 and the case 170 are connected to each other by a motor 180, And the motor housing 150 is fixed to the base 180 at a distance from the main shaft 120 by a predetermined distance.

상기 베이스(180)는 공작기계(10)에 고정되며, 선택적으로 분리 가능하게 구성된다. 그리고 상기 베이스(180)는 주축대(120) 및 케이스(170)의 하중을 상방향으로 지지하며, 상기 케이스(170) 아래에는 블럭(130)이 구비된다. The base 180 is fixed to the machine tool 10 and is selectively detachable. The base 180 supports a load of the main shaft 120 and the case 170 in an upward direction and a block 130 is provided under the case 170.

상기 블럭(130)은 전방에 위치한 척(122)에 회전동력을 전달하는 역할을 수행하며, 척(122)의 전/후 방향 슬라이딩도 안내하도록 구성된다.The block 130 serves to transmit rotational power to the chuck 122 positioned at the front side and is also configured to guide the forward / backward sliding of the chuck 122.

이하 첨부된 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 주축대조립체(100)의 세부 구성을 설명한다.The detailed configuration of the main shaft assembly 100 will be described with reference to FIGS. 4 and 5 attached hereto.

도 4에는본 발명에 의한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대(120)의 내부 구조를 보인 측종단면도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명에 의한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대(120)의 내부 구조를보인 종단면도가 도시되어 있다.4 is a side longitudinal sectional view showing the internal structure of the main shaft 120 for machine tool for spherical machining according to the present invention. FIG. 5 is a side sectional view of the main shaft 120 for machine tool Sectional view showing the internal structure of the first embodiment.

이들 도면과 같이 상기 케이스(170) 내부에는 가공용모터(172)가 구비된다. 상기 가공용모터(172)는 전원 인가시에 회전동력을 발생하는 것으로, 상기 가공용모터(172)의 회전동력은 척(122)에 전달되어 가공대상물(W)을 회전시키게 된다.As shown in these drawings, a machining motor 172 is provided inside the case 170. The rotation motor of the processing motor 172 is transmitted to the chuck 122 to rotate the object W. The rotation of the object W is transmitted to the chuck 122 by the rotation motor.

상기 가공용모터(172)는 힘전달수단(175)에 의해 척(122)에 힘을 전달할 수 있게 된다. 상기 힘전달수단(175)은 가공용모터(172)에 회전가능하게 결합된 주동풀리(176)와, 척(122)의 회전축(124)과 축결합되어 연동하는 종동풀리(177)와, 상기 주동풀리(176)의 회전력을 종동풀리(177)에 전달하는 벨트(178)를 포함하여 구성되며 케이스(170) 내부에 내장되어 외부 오염원으로부터 보호된다.The processing motor 172 is able to transmit a force to the chuck 122 by the force transmitting means 175. [ The force transmitting means 175 includes a main pulley 176 rotatably coupled to the working motor 172, a driven pulley 177 axially engaged with the rotating shaft 124 of the chuck 122, And a belt 178 for transmitting the rotational force of the pulley 176 to the driven pulley 177. The belt 178 is embedded in the case 170 and protected from external contaminants.

본 발명의 실시예에서 상기 힘전달수단(175)은 풀리 및 벨트가 채택되었으나, 서로 상이한 위치에 놓인 회전중심에 대하여 서로 연동하도록 하는 범위 내라면 체인 및 기어도 적용 가능하다.In the embodiment of the present invention, the force transmitting means 175 adopts pulleys and belts, but a chain and gears are also applicable within a range that allows the pulleys and the belts to cooperate with each other with respect to a rotational center placed at a different position from each other.

상기 회전축(124)은 블럭(130) 내부에 내장되며 다수의 회전안내부재를 관통하도록 설치됨으로써 진동을 최소화한 상태로 자유 회전이 가능하다.The rotation shaft 124 is installed inside the block 130 and is installed to penetrate a plurality of rotation guide members, thereby allowing free rotation in a state of minimizing vibration.

그리고, 상기 회전축(124)은 양단부에 종동풀리(177)와 척(122)이 각각 위치함으로써 주동풀리(176)에서 제공된 회전력을 벨트(178)를 통해 전달받아 가공대상물(W)을 빠른 속도로 회전시킬 수 있게 된다.Since the driven pulley 177 and the chuck 122 are positioned at both ends of the rotating shaft 124, the rotational force provided by the moving pulley 176 is transmitted through the belt 178 to rotate the object W at a high speed It is possible to rotate.

상기 블럭(130)의 하측에는 회전부(140)가 구비된다. 상기 회전부(140)는 주축대(120)가 베이스(180)를 기준으로 욍복 회전할 때 회전중심 역할을 수행하는 것으로, 회전부(140)의 상부는 블럭(130)과 결합되고, 회전부(140)의 하부는 베이스(180)에 결합된다.A rotation part 140 is provided below the block 130. The rotation part 140 serves as a rotation center when the main shaft 120 rotates about the base 180. The upper part of the rotation part 140 is engaged with the block 130, Is coupled to the base 180.

보다 구체적으로, 상기 회전부(140)는 블럭(130)의 하면에서 하측 방향으로 돌출된 상태로 고정된 왕복회전축(142)과, 상기 왕복회전축(142)을 내부에 수용하여 자유 회전 가능하게 하는 베어링(144)과, 상기 왕복회전축(142) 및 베어링(144)을 내부에 수용하는 하우징(146)을 포함하여 구성된다.More specifically, the rotation part 140 includes a reciprocating rotation shaft 142 fixed in a state of protruding downward from a lower surface of the block 130, a bearing (not shown) for receiving the reciprocating rotation shaft 142 therein, And a housing 146 accommodating the reciprocating rotary shaft 142 and the bearing 144 therein.

그리고 상기 왕복회전축(142)은 상단부가 블럭(130)에 고정 결합되고, 상기 베어링(144)은 하우징(146)에 고정된 상태를 유지하여 상기 블럭(130) 및 왕복회전축(142)은 하우징(146)에 대하여 자유 회전이 가능하게 된다.The upper end of the reciprocating rotary shaft 142 is fixedly coupled to the block 130 and the bearing 144 is fixed to the housing 146 so that the block 130 and the reciprocating rotary shaft 142 are connected to the housing 130 146).

상기 베이스(180)에는 결합수단(190)이 구비된다. 상기 결합수단(190)은 공작기계(10) 일측에 상기 베이스(180)를 결합하고자 할 때 사용되는 것으로서, 나사조임 방식으로 구성되어 베이스(180)가 견고하게 고정될 수 있도록 한다.The base 180 is provided with coupling means 190. The coupling means 190 is used to join the base 180 to one side of the machine tool 10 and is configured to be screwed so that the base 180 can be firmly fixed.

상기 베이스(180) 내부에는 회전강제수단(160)이 구비된다. 상기 회전강제수단(160)은 상기 주축대(120)가 베이스(180)를 기준으로 왕복 회전할 수 있도록 구성된 것으로서, 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.A rotating force means 160 is provided in the base 180. The rotation urging means 160 is configured to reciprocate the main shaft 120 with respect to the base 180, and will be described in detail with reference to FIG.

도면과 같이 상기 회전강제수단(160)은 모터하우징(150) 내부에 내장된 회전용모터(152)로부터 회전동력을 제공받아 상기 왕복회전축(142)에 전달하기 위한 구성으로, 상기 회전용모터(152)는 가공용모터(172)와 별개로 구성되어 있으며, 상기 모터하우징(150) 내부에 내장된 상태로 베이스(180)에 대하여 일정 위치를 유지하도록 구성된다.As shown in the drawing, the rotation urging means 160 is configured to receive rotation power from a rotation motor 152 built in the motor housing 150 and to transmit the rotation power to the reciprocating rotation shaft 142, 152 are configured separately from the processing motor 172 and are configured to maintain a predetermined position with respect to the base 180 while being housed in the motor housing 150.

그리고 상기 회전용모터(152)의 하측에는 주동디스크(162)가 축결합된다. 상기 주동디스크(162)는 회전용모터(152)와 축결합하여 회전하도록 구성된다.A main disk 162 is axially coupled to the lower side of the rotation motor 152. The main disk 162 is configured to rotate in an axial direction with the rotation motor 152.

상기 주동디스크(162)로부터 이격된 좌측에는 종동디스크(164)가 구비된다. 상기 종동디스크(164)는 왕복회전축(142)과 축결합되어 함께 회전하도록 구성된다.A driven disc 164 is provided on the left side of the main disc 162. The driven disc 164 is configured to be axially coupled with the reciprocating rotational shaft 142 to rotate together.

상기 주동디스크(162)와 종동디스크(164)의 하측에는 링크(166)가 구비된다. 상기 링크(166)는 주동디스크(162)가 회전시에 발생하는 힘을 종동디스크(164)에 전달하여 상기 왕복회전축(142)이 회전하도록 강제하는 구성이다.A link 166 is provided below the main disk 162 and the driven disk 164. The link 166 transmits the force generated when the main disk 162 rotates to the driven disk 164 to force the reciprocating rotational shaft 142 to rotate.

보다 구체적으로, 상기 링크(166)의 좌/우측부는 주동디스크(162)와 종동디스크(164)의 회전 중심에서 약간 빗겨나도록 결합되며, 각각 자유 회전 가능하도록 결합된다.More specifically, the left and right portions of the link 166 are coupled so as to be slightly deflected from the center of rotation of the main disk 162 and the driven disk 164, respectively, and are freely rotatably engaged.

이것은 상기 주동디스크(162)가 회전하더라도 종동디스크(164)는 시계추와 같이 일정 각도 범위 내에서 왕복 운동할 수 있도록 하기 위함이다.This is to enable the driven disc 164 to reciprocate within a certain range of angles, such as a clock, even if the main disc 162 rotates.

상기 회전강제수단(160)의 작용은 아래에서 상세히 하기로 하며, 상기 주축대(120)와 블럭(130) 사이에는 곡률조정수단(134)이 더 구비된다.The operation of the rotation urging means 160 will be described below in detail. A curvature adjusting means 134 is further provided between the main shaft 120 and the block 130.

상기 곡률조정수단(134)은 가공대상물(W)에 형성하게 될 곡면의 곡률을 크거나 작게 조정하기 위한 구성으로, 상기 블럭(130)에 대하여 주축대(120)가 직선 왕복 운동 가능하도록 안내하여 척(122)과 왕복회전축(142) 사이의 거리를 조절할 수 있도록 구성된다.The curvature adjusting unit 134 is configured to adjust the curvature of the curved surface to be formed on the object W to be larger or smaller and guides the main shaft 120 to linearly reciprocate relative to the block 130 So that the distance between the chuck 122 and the reciprocating rotary shaft 142 can be adjusted.

보다 구체적으로, 상기 곡률조정수단(134)은 주축대(120)가 블럭(130)으로부터 분리되지 않으면서 전/후 방향 슬라이딩이 가능하도록 서로 대응하는 형상으로 돌출 또는 함몰되어 형합가능한 구조이면 가능하다.More specifically, the curvature adjusting means 134 may be configured such that the main shaft 120 is protruded or recessed in a shape corresponding to each other so that the main shaft 120 can be slid forward / backward without being separated from the block 130 .

이하 첨부된 도 6을 참조하여 상기 회전강제수단(160)의 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the rotation urging means 160 will be described with reference to FIG.

도 6은 본 발명에 의한 구면 가공을 위한 공작긱계용 주축대(120)에서 주축대(120)의 왕복 회전 원리를 설명하기 위한 개요도이다.6 is a schematic diagram for explaining the principle of reciprocating rotation of the main shaft 120 in the spindle head 120 for a spherical machining tool according to the present invention.

도면과 같이 상기 주동디스크(162)가 회전용모터(152)로부터 회전동력을 제공받아 시계방향으로 회전하는 경우, 상기 링크(166)의 우측단은 주동디스크(162)의 회전 중심으로부터 외측으로 벗어난 부위에 결합되어 있고, 링크(166)의 좌측단은 종동디스크(164)의 회전 중심으로부터 외측으로 벗어난 부위에 결합되어 있으므로, 종동디스크(164)는 (a)그림의 점선 위치에 놓이게 된다.As shown in the figure, when the main disk 162 is rotated in the clockwise direction by receiving the rotational power from the rotation motor 152, the right end of the link 166 is moved outward from the rotation center of the main disk 162 And the left end of the link 166 is coupled to a portion deviating outwardly from the center of rotation of the driven disc 164, so that the driven disc 164 is positioned at the dotted line position in (a) of FIG.

이후 상기 주동디스크(162)가 더 회전하게 되면 (b),(c),(d) 그림과 같이 링크(166)의 우측단부는 주동디스크(162)를 따라 완전히 회전하지만, 링크(166)의 좌측단부는 종동디스크(164)의 주변을 완전히 회전하지 못하게 되어 결국 상기 종동디스크(164)는 (d)의 점선까지만 회전하게 된다.When the main disk 162 further rotates, the right end of the link 166 rotates completely along the main disk 162 as shown in FIGS. 6B, 6C and 6D, The left end portion can not completely rotate around the periphery of the driven disc 164, so that the driven disc 164 rotates only to the dotted line in (d).

따라서 도 6의 (a)~(d)를 반복하게 되면, 종동디스크(164)는 도 6의 (a)와 (d)에 그려진 점선의 범위 내에서만 왕복 회전하게 된다.6 (a) to 6 (d), the driven disc 164 reciprocally rotates only within the range of the dotted line drawn in FIGS. 6 (a) and 6 (d).

그리고 도시되진 않았지만 상기 링크(166)에는 길이 방향으로 다수의 결합홀을 구비하되, 상기 다수 결합홀 중에서 어느 하나에 종동디스크(164)를 결합함으로써 주축대(120)가 회전하는 각도 범위를 제어 가능하다.Although not shown, the link 166 is provided with a plurality of coupling holes in the longitudinal direction, and an angle range in which the main shaft 120 rotates can be controlled by coupling the driven disc 164 to any one of the plurality of coupling holes. Do.

이하 첨부된 도 7 내지 도 9를 참조하여 상기 곡률조정수단(134)의 작용을 설명한다.The operation of the curvature adjusting means 134 will be described below with reference to FIGS. 7 to 9 attached hereto.

도 7은 본 발명에 의한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대(120)에서 가공대상물(W)의 곡률 크기를 나타낸 평면도이고, 도 8은 본 발명에 의한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체(100)에서 주축대(120)를 길이 방향으로 슬라이딩시 가공대상물(W)의 곡률 크기를 나타낸 평면도이며, 도 9는 본 발명에 의한 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체(100)에서 주축대(120)의 위치에 따른 가공대상물(W)의 곡률 변화를 보인 개요도이다.7 is a plan view showing the curvature magnitude of the workpiece W in the main spindle 120 for machine tool for spherical machining according to the present invention and FIG. 8 is a plan view of the main spindle assembly for machine tool for spherical machining according to the present invention FIG. 9 is a plan view of the main shaft assembly 100 for a machine tool for spherical machining according to the present invention. FIG. 9 is a plan view showing the curvature magnitude of the work W when the main shaft 120 is slid in the longitudinal direction And a curvature change of the object to be processed W according to the position of the table 120 is shown.

우선 도 7과 도 8을 참고하여 설명하면, 도 7과 도 8은 회전부(140)의 회전중심을 기준으로 척(122)의 위치가 변화하였을 때 가공대상물(W)에 형성되어질 곡률을 비교하여 나타낸 것으로서, 도 7과 같은 상태에서는 도 8보다 큰 곡률을 가지는 구면이 형성 가능하나, 상기 곡률조정수단(134)을 사용하여 주축대(120)를 아래로 내리게 되면, 도 8과 같이 구면의 곡률이 현저히 작아지는 것을 확인할 수 있다.7 and 8, the curvatures to be formed on the object W are compared when the position of the chuck 122 is changed on the basis of the center of rotation of the rotary unit 140 In the state shown in FIG. 7, a spherical surface having a curvature larger than that of FIG. 8 can be formed. However, when the main shaft 120 is lowered by using the curvature adjusting means 134, Is significantly reduced.

상기와 같은 곡률조정수단(134)의 작용으로 인해 상기 가공대상물(W)은 도 9와 같이 다양한 곡률을 갖는 구면을 조정하여 형성 가능하다.Due to the action of the curvature adjusting means 134 as described above, the object W can be formed by adjusting spherical surfaces having various curvatures as shown in FIG.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정하지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and many other modifications based on the present invention will be possible to those skilled in the art within the scope of the present invention.

100. 주축대조립체 120. 주축대
122. 척 124. 회전축
130. 블럭 134. 곡률조정수단
140. 회전부 142. 왕복회전축
144. 베어링 146. 하우징
150. 모터하우징 152. 회전용모터
160. 회전강제수단 162. 주동디스크
164. 종동디스크 166. 링크
170. 케이스 172. 가공용모터
175. 힘전달수단 176. 주동풀리
177. 종동풀리 178. 벨트
180. 베이스 190. 결합수단
T . 툴 W . 가공대상물100. Main Spindle Assembly 120. Main Spindle
122. Chuck 124. Rotor
130. Block 134. Curvature adjusting means
140. Rotating part 142. Reciprocating rotary shaft
144. Bearings 146. Housings
150. Motor housing 152. Rotating motor
160. Rotational Forcing Means 162. Main Disk
164. Follow-up disk 166. Link
170. Case 172. Processing motor
175. Force transmission means 176. Main pulley
177. Follow pulley 178. Belt
180. Base 190. Coupling means
T. Tools W. Object to be processed

Claims (9)

제자리에서 회전하는 툴이 설치된 공작기계 일측에 선택적으로 결합되어 가공대상물의 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체에 있어서,
가공대상물이 고정되는 척과, 회전동력을 발생하는 가공용모터와, 가공용모터의 회전동력을 척에 전달하는 힘전달수단을 포함하는 주축대와, 상기 주축대를 지지한 상태로 공작기계 일측에 설치되는 베이스와, 상기 베이스와 척 사이에 위치하여 베이스에 대한 척의 자유 회전을 가능하게 하는 회전부와, 상기 베이스 일측에 설치되어 회전동력을 발생하는 회전용모터와, 상기 베이스 내부에 내장된 상태에서 상기 회전용모터의 회전동력을 회전부에 전달하여 척이 회전부를 중심으로 일정 각도 범위내에서 왕복 회전하도록 강제하는 회전강제수단을 포함하여 구성되고,
상기 회전강제수단은,
상기 회전용모터로부터 회전동력을 제공받아 제자리에서 회전하는 주동디스크와, 상기 회전부와 축결합하여 연동 회전하는 종동디스크와, 상기 주동디스크와 종동디스크 각각에 대하여 양측이 편심되게 결합하여 종동디스크가 일정 각도 범위 내에서 왕복 회전하도록 안내하는 링크를 포함하여 구성되며,
상기 주축대와 회전부 사이에는,
주축대의 직선 왕복 운동을 가능하게 하여 툴에 대한 회전부의 이격 거리를 조절함으로써 가공대상물에 가공되는 구면의 곡률이 조정될 수 있도록 한 곡률조정수단이 구비됨을 특징으로 하는 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체.
1. A spindle-head assembly for machine tools for spherical machining of an object to be machined by being selectively coupled to one side of a machine tool equipped with a tool rotating in place,
A main shaft which includes a chuck to which an object to be machined is fixed, a machining motor which generates rotational power, and a force transmitting means which transmits the rotational power of the machining motor to the chuck, A rotary motor which is disposed between the base and the chuck to enable free rotation of the chuck with respect to the base, a rotary motor installed at one side of the base to generate a rotary power, And rotational urging means for transmitting the rotational power of the dedicated motor to the rotational portion to forcibly make the chuck reciprocally rotate within a predetermined angle range around the rotational portion,
The rotation urging means,
A driven disc rotatably coupled to the rotating unit and rotatably coupled to the rotating unit; and a driven disc having eccentrically coupled both sides of the driven disc and the driven disc, And a link for guiding the reciprocating rotation within an angular range,
Between the main shaft and the rotary part,
And a curvature adjusting means for adjusting a curvature of a spherical surface to be machined by adjusting a distance of a rotating portion of the tool by allowing a linear reciprocating motion of the main shaft to be adjusted. Assembly.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 척의 회전중심은 회전강제수단에 의해 왕복 회전시 제자리 회전하는 공작기계의 툴 회전중심과 이격된 상태로 직교하는 것을 특징으로 하는 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체.
The assembly as claimed in claim 1, wherein the center of rotation of the chuck is orthogonal to the center of rotation of the tool of the machine tool rotating in the reciprocating rotation direction by the forcing mechanism.
제 3 항에 있어서, 상기 척은 툴과 마주한 상태로 왕복 회전하여 가공대상물과 툴을 접촉시키는 것을 특징으로 하는 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체.
4. The spindle assembly according to claim 3, wherein the chuck is reciprocally rotated while facing the tool to bring the object into contact with the tool.
삭제delete 삭제delete 제 4 항에 있어서, 상기 링크의 길이 방향으로는 다수의 결합홀이 구비되며, 상기 주축대는 다수 결합홀 중 어느 하나에 결합된 종동디스크의 결합 위치에 따라 회전각도가 조정되는 것을 특징으로 하는 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체.
[5] The apparatus according to claim 4, wherein a plurality of coupling holes are provided in the longitudinal direction of the link, and the rotation angle of the main shaft is adjusted according to a coupling position of the driven disc coupled to any one of the plurality of coupling holes. Spindle assembly for machine tools for machining.
제 7 항에 있어서, 상기 베이스 일측에는,
상기 공작기계 일측에 선택적으로 결합력을 발생하여 상기 주축대가 공작기계에 고정될 수 있도록 강제하는 결합수단이 구비됨을 특징으로 하는 구면 가공을 위한 공작기계용 주축대조립체.
[8] The apparatus of claim 7,
And a coupling means for selectively applying a coupling force to one side of the machine tool to force the main shaft to be fixed to the machine tool.
삭제delete
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