KR101896194B1

KR101896194B1 - Cnc 선반용 공구대

Info

Publication number: KR101896194B1
Application number: KR1020170134513A
Authority: KR
Inventors: 엄종현
Original assignee: 엄종현
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2017-10-17
Publication date: 2018-09-06
Also published as: KR101896195B1

Abstract

본 발명은 곡면으로 형성되는 측면 및 평면으로 형성되는 밑면을 구비한 소재를 가공하기 위한 CNC 선반용 공구대에 관한 것으로서, 상기 작업공간 내에 설치된 가이드부재에 지지되어 경사 배치 및 작업공간의 길이방향으로 위치 이동 가능하게 구비되는 길이방향이동부재; 상기 길이방향이동부재에 대해 작업공간의 길이방향으로 위치를 이동시키기 위한 제1위치이동수단; 상기 길이방향이동부재 상에서 작업공간의 폭방향으로 위치 이동 가능하도록 길이방향이동부재 상에 지지 결합되고, 고정척에 장착된 소재의 측면 또는 밑면을 가공할 수 있도록 구비되는 가공부; 상기 가공부에 대해 작업공간의 폭방향으로 위치를 이동시키기 위한 제2위치이동수단;을 포함하며, 상기 가공부는 제2위치이동수단에 의해 길이방향이동부재 상에서 작업공간 내 폭방향으로의 위치 이동시 상기 길이방향이동부재의 경사 배치에 따라 작업공간 내 높이방향으로의 위치 이동이 동시에 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 가공 소재의 가공 위치에 따라 공구부의 배치상태 및 위치를 변화시켜 사용할 수 있어 CNC 선반의 고정척에 회전 가능하게 장착된 소재의 측면 또는 밑면을 용이하게 가공할 수 있으며, 소재 측 가공 부위에 따라 터렛 타입 공구대 또는 갱 타입 공구대로 선택 조정하여 소재의 가공을 구현할 수 있다.

Description

CNC 선반용 공구대{Tool post for CNC lathe}

본 발명은 CNC 선반용 공구대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가공 소재의 가공 위치에 따라 배치상태 및 위치를 변화시켜 상기 소재의 가공을 용이하게 수행할 수 있도록 하는 CNC 선반용 공구대에 관한 것이다.

일반적으로 CNC(Computer Numerical Control)선반은 컴퓨터의 수치제어에 의해서 원하는 공작물을 자동으로 가공하는 공작기계로서, 그 구성은 크게 볼 때 자동으로 기계를 동작시킬 수 있는 전자장치인 컨트롤러(controller)와, 기계본체로 이루어진다.

보다 세부적으로 보면, 상기 컨트롤러는 기계를 작동시킬 수 있는 CNC 시스템 프로그램, PLC 프로그램, 서보모터 등으로 구성되고, 기계본체는 주축대(Head Stock), 척(chuck), 공구대(turret), 심압대(Tail Stock), 베드(bed), 이송장치, 유압장치 등으로 구성되어 있다.

CNC 선반에 이용되는 공구대는 다수개(보통 8개, 10개, 12개 등)의 공구가 장착되어 가공 소재의 형상이나, 소재의 종류, 가공 방법 등에 따라서 각각 필요한 공구를 교환해 가면서 소재를 가공하도록 도움을 주는 장치이다.

또한, 공구대는 터렛 타입과 갱 타입이 알려져 있으며, 이러한 공구대의 적용에 따라 선반은 터렛 타입 선반(turret typelathe)과 갱 타입 선반(gang type lathe)으로 분류되기도 한다.

상기 터렛 타입 공구대(한국공개특허 제2009-0099272호)는 회전드럼에 각종 공구를 장착하여 프로그램에 의해 선택 사용한다. 비교적 많은 공구를 장착할 수 있다는 장점은 있으나, 공구 선택 회전시간이 증가함으로써 가공 사이클 타임이 길어지는 단점이 있다.

상기 갱 타입 공구대(한국등록특허 제10-1236557호)는 테이블 위에 나열식으로 공구를 설치하여 고정시킨 방식으로 공구 선택 회전시간을 줄일수 있어 작업이 빠르고 고강성이나, 공구수의 제한적인 이용 등으로 인하여 단순한 가공에 제한적으로 사용되고 있는 실정이다.

한국공개특허 제10-2009-0099272호 한국등록특허 제10-1236557호

본 발명의 목적은 가공 소재의 가공 위치에 따라 공구부의 배치상태 및 위치를 변화시킴으로써 CNC 선반의 고정척에 회전 가능하게 장착된 소재의 측면 또는 밑면을 용이하게 가공할 수 있도록 한 CNC 선반용 공구대를 제공하는데 있다.

본 발명은 소재 측 가공 부위에 따라 터렛 타입 공구대 또는 갱 타입 공구대로 선택 조정하여 소재의 가공을 구현할 수 있도록 한 CNC 선반용 공구대를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 CNC 선반용 공구대는, 측면 및 밑면을 구비한 소재의 가공을 위한 것으로서, CNC 선반이 갖는 작업공간의 일측에 구비된 고정척에 상기 소재를 장착한 상태에서 가공하는 CNC 선반용 공구대에 있어서, 상기 CNC 선반의 작업공간 내에 설치된 가이드부재에 지지되어 경사 배치 및 작업공간의 길이방향으로 위치 이동 가능하게 구비되는 길이방향이동부재; 상기 길이방향이동부재에 대해 작업공간의 길이방향으로 위치를 이동시키기 위한 제1위치이동수단; 상기 길이방향이동부재 상에서 작업공간의 폭방향으로 위치 이동 가능하도록 길이방향이동부재 상에 지지 결합되고, 상기 고정척에 장착된 소재의 측면 또는 밑면을 가공할 수 있도록 구비되는 가공부; 상기 가공부에 대해 작업공간의 폭방향으로 위치를 이동시키기 위한 제2위치이동수단;을 포함하며, 상기 가공부는 제2위치이동수단에 의해 길이방향이동부재 상에서 작업공간 내 폭방향으로의 위치 이동시 상기 길이방향이동부재의 경사 배치에 따라 작업공간 내 높이방향으로의 위치 이동이 동시에 구현되는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 가공부는, 상기 길이방향이동부재의 상면에 안착 배치 및 작업공간의 폭방향으로 위치 이동 가능하게 지지 결합되는 연결부; 상기 연결부의 일측면에 연결되어 구비되고, 상기 소재 측을 향하여 배치되는 지지부; 상기 지지부의 끝단에 연결되는 하우징 구조이되, 연결개구를 갖는 회동기어장착부; 상기 회동기어장착부 내에 회전 가능하게 배치되는 회동기어부; 상기 회동기어부에 결합되어 회전 구동을 제어하기 위한 모터부; 상기 회동기어장착부의 상면에 위치된 채로 연결개구를 통해 상기 회동기어부에 결합되고, 상기 회동기어부의 회전상태에 따라 회동기어장착부의 상면 또는 상기 소재와 마주하는 측면에 위치되는 슬라이딩부; 상기 슬라이딩부의 상면에 위치하여 작업공간의 폭방향으로 위치 이동 가능하게 지지 결합되고, 외측방향으로 만곡진 만곡외면을 갖는 베이스몸체부; 상기 베이스몸체부에 결합되어 작업공간의 폭방향으로 위치 이동을 제어하기 위한 것으로서, 서보모터에 의한 슬라이딩구동부; 상기 베이스몸체부의 만곡외면을 따라 간격 배열되어 고정 결합되는 다수의 공구장착부; 상기 공구장착부의 각각에 장착되어 소재의 가공에 사용되고, 상기 베이스몸체부의 수직 배치 또는 수평 배치에 따라 소재의 측면 또는 밑면을 향하여 위치되는 다수의 공구부;를 포함하며, 상기 회동기어부는, 상기 회동기어장착부의 연결개구를 통해 슬라이딩부에 연결되는 기어로서, 내면에 기어부를 갖는 외측 회동기어; 상기 외측 회동기어와 서로 상대 회전하도록 기어 결합되는 기어부를 외면에 갖고, 상기 모터부에 결합되는 내측 회동기어;를 포함하도록 구성할 수 있다.

여기에서, 상기 회동기어장착부에 형성되는 연결개구는, 상기 회동기어장착부 상에 양측 끝점이 수직과 수평에서 만나는 지점에서 직각을 이루는 원호형 구조로 일부분만을 개방하여 회동각을 제한함으로써 상기 공구부에 대해 소재의 측면을 향하는 수직 배치상태 또는 소재의 밑면을 향하는 수평 배치상태로의 조정에 따른 정확도를 높일 수 있도록 구성할 수 있다.

여기에서, 상기 제1위치이동수단은, 상기 가이드부재의 후방(後方)에 위치되고, 상기 길이방향이동부재에 결합되는 서보모터이고; 상기 제2위치이동수단은, 상기 가공부 측에 결합되는 서보모터이며; 상기 길이방향이동부재는, 상기 제1위치이동수단에 의한 위치 이동시, 상기 가이드부재에 의해 가이드되어 작업공간의 길이방향으로 위치 이동 가능하게 절곡형 플레이트몸체로 구비하여 가이드부재 측에 거치하도록 하고, 가이드부재의 전방(前方)에 위치하는 부분이 경사 배치되게 구성할 수 있다.

여기에서, 상기 길이방향이동부재는, 상기 작업공간의 바닥면에 LM가이드를 길이방향으로 고정 설치하고, 상기 LM가이드 상에 LM블록을 위치 이동 가능하게 지지 결합한 상태에 상기 LM블록 측에 길이방향이동부재의 단부를 결합하여 상기 제1위치이동수단의 구동에 의한 위치 이동시 길이방향으로의 용이한 이동을 가능하게 함과 더불어 소음 발생을 극소화할 수 있도록 구성할 수 있다.

여기에서, 상기 가이드부재는, 상기 CNC 선반의 작업공간 내의 길이방향을 커버하도록 된 길이로 형성 및 수직하게 세워지는 판형의 절곡몸체로서, 작업공간 내 안정적인 직립 배치를 위해 작업공간의 바닥면에 넓게 접촉되도록 하단부에 절곡베이스부를 형성하고, 상기 길이방향이동부재의 경사 배치 및 지지를 위해 상단부에 절곡경사면부를 형성하는 구성을 갖게 할 수 있다.

여기에서, 상기 각 공구장착부는, 유압 또는 공압을 제공받아 로드가 동작하는 실린더형 몸체로 구성하며; 상기 실린더형 몸체의 로드에 공구부를 결합하여 다수의 공구부 중 어느 하나의 선택된 공구부를 돌출시켜 소재의 가공에 사용할 수 있도록 구성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 가공 소재의 가공 위치에 따라 공구부의 배치상태 및 위치를 변화시켜 사용할 수 있어 CNC 선반의 고정척에 회전 가능하게 장착된 소재의 측면 또는 밑면을 용이하게 가공할 수 있으며, 소재 측 가공 부위에 따라 터렛 타입 공구대 또는 갱 타입 공구대로 선택 조정하여 소재의 가공을 구현할 수 있다.

본 발명은 필요에 따라 공구부의 배치상태를 수직 배치와 수평 배치의 사이에 위치되게 조정하여 소재의 측면이나 밑면 또는 모서리 부분을 가공할 수 있는 등 소재의 가공에 따른 공구대, 특히 공구부 측 배치상태 및 위치를 다양하게 제어하여 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 CNC 선반용 공구대가 장착되는 CNC 선반을 도시한 개략 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 CNC 선반용 공구대를 도시한 상세도.
도 3은 본 발명에 있어 가이드부재와 길이방향이동부재를 도시한 개략 단면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 CNC 선반용 공구대를 설명하기 위해 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 CNC 선반용 공구대를 통한 소재 측 측면 가공을 위한 위치 이동 및 공구부의 배치상태 전환을 도시한 개략도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 CNC 선반용 공구대를 통한 소재 측 측면 가공을 설명하기 위해 도시한 요부 사시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 CNC 선반용 공구대를 통한 소재 측 밑면 가공을 위한 위치 이동 및 공구부의 배치상태 전환을 도시한 개략도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 CNC 선반용 공구대를 통한 소재 측 밑면 가공을 설명하기 위해 도시한 요부 사시도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 CNC 선반용 공구대의 제어동작관계를 도시한 개략도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

또한, 각 실시예의 설명에 기재 및 도면에 나타낸 X는 길이방향을 의미하고, Y는 폭방향을 의미하며, Z는 높이방향을 의미한다.

도 1을 참조하면 CNC 선반(L)은, 컴퓨터 수치제어에 의해서 원하는 공작물(소재)을 자동으로 가공하는 공작기계로서, CNC 선반(L)에 이용되는 본 발명의 공구대는 다수개의 공구가 장착되어 소재의 형상이나, 소재의 종류, 가공 방법 등에 따라 필요한 공구를 선택하여 소재를 가공할 수 있도록 하기 위한 장치이다.

상기 CNC 선반(L)은 소재를 가공하기 위한 프로그램에 따른 공구대(1)의 제어를 비롯하여 전체적인 동작을 제어하기 위한 제어부가 구비되며, 본 발명에 따른 CNC 선반용 공구대(1)는 상기 제어부에 의해 동작 제어된다.

본 발명의 실시예에 따른 CNC 선반용 공구대(1)는 상술한 CNC 선반(L)에 장착되어 소재(S)의 가공 위치 또는 가공 방법에 따른 공구 선택이 빠르고 신속하게 진행되도록 하기 위한 도구로서, 유닛(Unit) 형태로 구성된다.

CNC 선반(L)은 소재(S)의 가공을 위한 작업공간을 형성한다.

여기서, 소재(S)는 곡면으로 형성된 측면 및 평면으로 형성된 밑면을 구비한 원통형의 공작물만을 도시하였으나, 사각통형 공작물이 적용될 수도 있으며, 측면 및 밑면을 형성하는 다양한 구조 형상의 공작물을 포함한다.

상기 소재(S)는 CNC 선반(L)의 작업공간 내 일측에 형성된 고정척(C)에 장착된 채 회전되며, 소재(S)와 접촉되는 공구부 측 배치 상태 및 위치에 따라 소재(S)의 측면 또는 밑면이 가공된다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 CNC 선반용 공구대(1)는 상기 CNC 선반(L)의 작업공간 내에 설치된 가이드부재(10)를 포함하며, 상기 가이드부재(10)에 지지되어 경사 배치 및 작업공간의 길이방향으로 위치 이동 가능하게 구비되는 길이방향이동부재(20)와, 상기 길이방향이동부재(20) 상에서 작업공간의 폭방향으로 위치 이동 가능하도록 길이방향이동부재(20) 상에 지지 결합되고 상기 고정척(C)에 장착된 소재(S)의 측면 또는 밑면을 가공할 수 있도록 구비되는 가공부(30)를 포함한다.

상기 길이방향이동부재(20)에 대해 작업공간의 길이방향(X)으로 위치를 이동시키기 위한 제1위치이동수단(40)과, 상기 가공부(30)에 대해 작업공간의 폭방향(Y)으로 위치를 이동시키기 위한 제2위치이동수단(50)을 포함한다.

이때, 상기 가공부(30)는 상기 제2위치이동수단(50)에 의해 길이방향이동부재(20) 상에서 작업공간 내 폭방향으로의 위치 이동시 상기 길이방향이동부재(20)의 경사 배치에 따라 작업공간 내 높이방향(Z)으로의 위치 이동이 동시에 구현된다.

상기 길이방향이동부재(20)와 가공부(30)는 상호 대응하는 레일식 구성으로 결합하여 폭방향(Y)으로 위치 이동이 가능하게 지지 결합할 수 있다.

상기 제1위치이동수단(40)은 상기 가이드부재(10)의 후방(後方)에 위치되고 상기 길이방향이동부재(20)에 결합되는 위치 이동용 서보모터이며, 상기 제2위치이동수단(50)은 상기 가공부(30) 측에 결합되는 위치 이동용 서보모터이다.

상기 길이방향이동부재(20)는 상기 제1위치이동수단(40)에 의한 길이방향(X)으로의 위치 이동시, 상기 가이드부재(10)에 의해 가이드되어 작업공간의 길이방향으로 위치 이동 가능하게 절곡형 플레이트몸체로 구비하여 가이드부재(10) 측에 거치하도록 하고, 가이드부재(10)의 전방(前方)에 위치하는 부분이 경사 배치되게 구성할 수 있다.

상기 가이드부재(10)는 상기 CNC 선반(L)의 작업공간 내의 길이방향을 커버하도록 된 길이로 형성 및 수직하게 세워지는 판형의 절곡몸체로서, 용접 등을 통해 작업공간 내에 고정할 수 있으며, 작업공간 내 안정적인 직립 배치를 위해 작업공간의 바닥면에 넓게 접촉되도록 하단부에 절곡베이스부(11)를 형성하고, 상기 길이방향이동부재(20)의 경사 배치 및 지지를 위해 상단부에 절곡경사면부(12)를 형성한다.

상기 길이방향이동부재(20)는 상기 가이드부재(10)의 절곡경사면부(12)에 지지되어 경사 배치되는 경사부재(21)와, 상기 경사부재(21)의 상단에서 연장되어 하측방향으로 절곡 및 상기 가이드부재(10)의 후측에 위치하여 수직 배치되는 수직부재(22)를 포함한다.

상기 길이방향이동부재(20)는 상기 작업공간의 바닥면에 LM가이드(62)를 길이방향으로 고정 설치하고, 상기 LM가이드(62) 상에 LM블록(64)을 위치 이동 가능하게 지지 결합한 상태에 상기 LM블록(64) 측에 길이방향이동부재(20)의 단부를 결합하여 상기 제1위치이동수단(40)의 구동에 의한 위치 이동시 길이방향(X)으로의 용이한 이동을 가능하게 함과 더불어 소음 발생을 극소화할 수 있도록 구성할 수 있다.

상기 가공부(30)는 상기 길이방향이동부재(20)의 상면에 안착 배치 및 작업공간의 폭방향(Y)으로 위치 이동 가능하게 지지 결합되는 연결부(31)와, 상기 연결부(31)의 일측면에 연결되어 구비되고 상기 소재(S) 측을 향하여 배치되는 지지부(32)와, 상기 지지부(32)의 끝단에 연결되는 하우징 구조이되 연결개구(33a)를 갖는 회동기어장착부(33)와, 상기 회동기어장착부(33) 내에 회전 가능하게 배치되는 회동기어부(34)와, 상기 회동기어부(34)에 결합되어 회전 구동을 제어하기 위한 모터부(35)와, 상기 회동기어장착부(33)의 상면에 위치된 채로 연결개구(33a)를 통해 상기 회동기어부(34)에 결합되고 상기 회동기어부(34)의 회전상태에 따라 회동기어장착부(33)의 상면 또는 상기 소재(S)와 마주하는 측면에 위치되는 슬라이딩부(36A)와, 상기 슬라이딩부(36A)의 상면에 위치하여 작업공간의 폭방향으로 위치 이동 가능하게 지지 결합되고 외측방향으로 만곡(彎曲)진 만곡외면을 갖는 베이스몸체(36B)와, 상기 베이스몸체부(36B)에 결합되어 작업공간의 폭방향(Y)으로 위치 이동을 제어하기 위한 것으로서 모터에 의한 슬라이딩구동부(37)와, 상기 베이스몸체부(36B)의 만곡외면을 따라 간격 배열되어 고정 결합되는 다수의 공구장착부(38)와, 상기 공구장착부(38)의 각각에 장착되어 소재의 가공에 사용되고 상기 베이스몸체부(36B)의 수직 배치 또는 수평 배치에 따라 소재의 측면 또는 밑면을 향하여 위치되는 공구를 갖는 다수의 공구부(39)를 포함하는 구성이 바람직하다.

상기 회동기어부(34)는 상기 회동기어장착부(33)의 연결개구(33a)를 통해 슬라이딩부(36A)에 연결되는 기어로서 내면에 기어부를 갖는 외측 회동기어(34a)와, 상기 외측 회동기어와 기어 결합되는 기어부를 외면에 갖고 상기 모터부(35)의 회전축에 결합되는 내측 회동기어(34b)로 구성된다.

이때, 상기 외측 회동기어와 내측 회동기어가 갖는 각각의 기어부는 동일한 방향 또는 서로 상대하는 방향으로 회전하도록 구성할 수 있는데, 어느 타입의 구성이든 무방하다.

상기 회동기어장착부(33)에 형성되는 연결개구(33a)는 상기 회동기어장착부(33) 상에 양측 끝점이 수직과 수평에서 만나는 지점에서 직각을 이루는 원호형 구조로 일부분만을 개방하여 회동각을 제한함으로써 상기 공구부(39)에 대해 소재의 측면을 향하는 수직 배치상태 또는 소재의 밑면을 향하는 수평 배치상태 조정에 따른 정확도를 높일 수 있도록 구성함이 바람직하다.

이는 바람직한 실시예로서, 상기 회동기어장착부(33)에 형성되는 연결개구(33a)는 원호형 구조가 아닌 반원형 구조로 형성하여도 무방하다 할 수 있다.

상기 슬라이딩부(36A)와 이에 결합되는 베이스몸체부(36B)는 LM가이드와 LM블록을 이용하는 레일식 등 다양한 구조 및 방식으로 베이스몸체부에 대해 슬라이딩 가능하게 결합할 수 있다 할 것이며, 상기 슬라이드구동부(37)는 베이스몸체부에 대한 정밀 위치 제어를 위해 서보모터를 사용함이 바람직하다.

상기 각 공구장착부(38)는 유압 또는 공압을 제공받아 로드가 동작하는 실린더형 몸체로 구성하고, 상기 실린더형 몸체의 로드에 공구를 갖는 공구부(39)를 결합하여 다수의 공구부 중 어느 하나의 선택된 공구부를 돌출시킬 수 있도록 구성함으로써 소재(S)의 가공에 더욱 용이하게 사용할 수 있도록 구비할 수 있다.

이를 통해, 선택된 각 공구부(39)를 사용하여 소재(S)의 측면 또는 밑면을 가공시 사용되는 공구부와 이웃하는 공구부 간에 서로 간섭되는 것을 더욱 유용하게 방지할 수 있으며, 소재(S) 측 가공을 더욱 용이하게 수행할 수 있다.

상기 각 공구부(39)는 각 공구장착부(38)에 착탈 가능하도록 구성할 수 있으며, 착탈 가능한 구성을 위해 결합매개기능을 하는 결합부재가 사용될 수 있다.

상기 각 공구부(39)는 가공의 형태를 달리하도록 서로 다른 형상으로 구비될 수 있고, 배치방향이 서로 상이하도록 구성될 수 있다.

상기 CNC 선반(L)은 도 10을 참조하면, 상기 공구대(1)를 비롯한 장치의 전체적인 동작 제어를 위한 제어부(CR)와 상기 공구대(1)의 사용자 입력에 의한 선택 조작을 가능하게 하는 조작부(I)를 포함한다.

상기 가공부(30)의 모터부(35)와 슬라이드구동부(37), 상기 제1위치이동수단(40)과 제2위치이동수단(50)은 상기 조작부(I)에 의한 사용자 입력 설정 및 탑재된 제어프로그램에 따라 제어부(CR)에 의해 동작 제어된다.

또한, 각 공구장착부(38)에 대해 유압 또는 공압을 제공받아 로드가 동작하는 실린더형 몸체로 구성하는 경우, 상기 제어부(CR)에 의해 동작 제어된다.

상기 CNC 선반(L)의 작업공간 상에는 상기 가공부(30)에 대한 길이방향과 폭방향 등 위치 이동의 정밀도를 높이기 위해 다수의 센서들이 설치될 수 있으며, 상기 가공부(30) 측 구성에 대한 용이함을 위해 브래킷 등이 사용될 수 있다.

이와 같은 상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 CNC 선반용 공구대(1)의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 6 및 도 7을 참조하여 소재(S)의 측면 가공작업에 대해 설명하면, 초기 대기상태에서 소재(S) 측을 향하여 가공부(30)의 위치를 제어 및 가공부(30)에 구비된 공구부(39)가 소재(S)의 측면을 향하도록 배치상태를 제어한다.

가공부(30)는 제1위치이동수단(40)의 구동을 통해 길이방향이동부재(20)를 움직여 작업공간의 길이방향에 대해 위치 제어함으로써 초기 대기상태에서 소재(S) 측을 향하여 위치 이동된다.

이때, 가공부(30)에 구비된 공구부(39)가 작업공간의 상측을 향하는 수직 배치상태인 경우에는 길이방향으로의 위치 이동만을 수행하여 소재(S)의 측면에 위치하도록 접근시키며, 가공부(30)에 구비된 공구부(39)가 소재(S) 측을 향하는 수평 배치상태인 경우에는 길이방향으로의 위치 이동과 함께 모터부(35)를 구동함에 의해 회동기어부(34)를 회전시켜 슬라이딩부(36A)와 이에 지지 결합된 베이스몸체부(36B)를 시계방향으로 일정 각도 회동시킴으로써 공구장착부(38)와 이에 장착된 공구부(39)를 수직 배치상태로 전환 및 소재(S)의 측면에 위치하도록 접근시킨다.

여기서, 가공부(30)를 위치 이동시킴과 함께 공구부(39)에 대해 수평 배치상태에서 수직 배치상태로 전환하는 경우에는 제1위치이동수단(40)을 구동하여 가공부(30)에 대한 길이방향으로의 위치를 이동하는 중에 모터부(35)를 동시 구동하여 공구부(39)에 대한 수직 배치상태로의 전환을 동시에 구현함이 바람직한데, 이를 통해서는 작업시간을 단축할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.

이렇게 가공부(30)에 구비된 공구부(39)를 소재(S)의 측면에 접근시킨 후에는 제2위치이동수단(50)을 구동하여 가공부(30)에 대해 길이방향이동부재(20) 상에서 폭방향으로 위치 이동시킬 수 있고, 때로는 슬라이드구동부(37)를 구동하여 베이스몸체부(36B)를 슬라이딩부(36A) 상에서 폭방향으로 위치 이동시킬 수 있다.

이때, 상기한 2가지 동작을 모두 이용하여 소재(S) 가공을 위한 다수의 공구부(39) 중 어느 하나의 선택된 공구부를 소재(S)의 측면에 접촉되게 할 수도 있으며, 다수의 공구부(39) 중에서 소재(S) 가공에 사용하고자 하는 어느 하나의 선택된 공구부(39)를 돌출시키는 작업이 선행될 수도 있다.

이에 따라, 다수의 공구장착부(38) 각각에 장착된 다수의 공구부(39) 중 가공작업에 사용되는 어느 하나의 선택된 공구부(39)를 소재(S)의 측면에 접촉시켜 측면 가공할 수 있다.

또한, 소재(S)의 측면 가공에 있어, 다수의 공구부(39) 중에서 2가지 이상의 공구부(39)를 선택 사용하여 연속적으로 가공하여야 하는 경우도 발생되는데, 예를 들어 공구부를 달리 선택하여 2번의 측면 가공을 실시하는 경우, 1번째 선택 공구부를 통해 소재(S)의 측면 가공을 1차 완료하고, 제2위치이동수단(50)을 이용하여 가공부(30)를 폭방향으로 위치 이동하거나 또는 슬라이드구동부(37)를 이용하여 베이스몸체부(36B)를 폭방향으로 위치 이동시킴에 의해 1번째 선택 공구부를 소재(S)의 측면에서 이격시킨 상태에서, 2번째 공구부를 선택한 후 위치 이동시켜 다시 소재(S)의 측면에 접촉시키고 소재(S)의 측면을 2차 가공할 수 있다.

이에, 공구대(1)를 이용하여 소재(S)의 측면에 다수에 걸친 가공을 공구부(39)의 형태를 바꿔가면서 연속적으로 수행할 수 있으며, 가공시간을 단축할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.

이어서, 도 8 및 도 9를 참조하여 소재(S)의 밑면 가공작업에 대해 설명하면, 초기 대기상태에서 소재(S) 측을 향하여 가공부(30)의 위치를 제어 및 가공부(30)에 구비된 공구부(39)가 소재(S)의 밑면을 향하도록 배치상태를 제어한다.

이때, 가공부(30)에 구비된 공구부(39)가 소재(S)의 밑면을 향하는 수평 배치상태인 경우에는 길이방향으로의 위치 이동만을 수행하여 소재(S)의 밑면에 위치하도록 접근시키며, 가공부(30)에 구비된 공구부(39)가 작업공간의 상측을 향하는 수직 배치상태인 경우에는 길이방향으로의 위치 이동과 함께 모터부(35)를 구동함에 의해 회동기어부(34)를 회전시켜 슬라이딩부(36A)와 이에 지지 결합된 베이스몸체부(36B)를 반시계방향으로 일정 각도 회동시킴으로써 공구장착부(38)와 이에 장착된 공구부(39)를 수평 배치상태로 전환 및 소재(S)의 밑면에 위치하도록 접근시킨다.

여기서, 가공부(30)를 위치 이동시킴과 함께 공구부(39)에 대해 수직 배치상태에서 수평 배치상태로 전환하는 경우에는 제1위치이동수단(40)을 구동하여 가공부(30)에 대한 길이방향으로의 위치를 이동하는 중에 모터부(35)를 동시 구동하여 공구부(39)에 대한 수평 배치상태로의 전환을 동시에 구현함이 바람직한데, 이를 통해서는 작업시간을 단축할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.

이렇게 가공부(30)에 구비된 공구부(39)를 소재(S)의 밑면에 접근시킨 후에는 제2위치이동수단(50)을 구동하여 가공부(30)에 대해 폭방향(Y)으로 위치 이동시키거나 슬라이드구동부(37)를 구동하여 베이스몸체부(36B)를 슬라이딩부(36A) 상에서 폭방향으로 위치 이동시킴으로써 다수의 공구부(39) 중에서 사용하고자 하는 어느 하나의 선택된 공구부를 소재(S)의 밑면에 접근시켜 위치 제어할 수 있으며, 다시 제1위치이동수단(40)를 구동하여 길이방향으로 전진시킴에 의해 접근된 어느 하나의 선택된 공구부를 소재(S)의 밑면에 접촉시킬 수 있다.

이때, 가공부(30) 또는 베이스몸체부(36B)를 폭방향으로 위치 제어하는 상기한 2가지 동작을 모두 이용하여 소재(S) 가공을 위한 다수의 공구부(39) 중 어느 하나의 선택된 공구부를 소재(S)의 밑면에 접근시킬 수도 있으며, 다수의 공구부(39) 중에서 소재(S) 가공에 사용하고자 하는 어느 하나의 선택된 공구부(39)를 돌출시키는 작업이 선행될 수도 있다.

이에 따라, 다수의 공구장착부(38) 각각에 장착된 다수의 공구부(39) 중 가공작업에 사용되는 어느 하나의 선택된 공구부(39)를 소재(S)의 밑면에 접촉시켜 밑면 가공할 수 있다.

또한, 소재(S)의 밑면 가공에 있어, 다수의 공구부(39) 중에서 2가지 이상의 공구부(39)를 선택 사용하여 연속적으로 가공하여야 하는 경우도 발생되는데, 예를 들어 공구부를 달리 선택하여 2번의 측면 가공을 실시하는 경우, 1번째 선택 공구부를 통해 소재(S)의 밑면 가공을 1차 완료하고, 제1위치이동수단(40)을 이용하여 가공부(30)를 길이방향으로 후진시킴에 의해 1번째 선택 공구부를 소재(S)의 밑면에서 이격시킨 후 제2위치이동수단(50)을 이용하여 가공부(30)를 폭방향으로 이동하거나 또는 슬라이드구동부(37)를 이용하여 베이스몸체부(36B)를 폭방향으로 이동시킴에 의해 위치 제어하여 2번째 공구부를 선택하며, 다시 소재(S)의 밑면에 접촉시킴으로써 소재(S)의 밑면을 2차 가공할 수 있다.

이에, 공구대(1)를 이용하여 소재(S)의 밑면에 다수에 걸친 가공을 수행시 공구부(39)의 형태를 바꿔가면서 연속적으로 수행할 수 있으며, 가공시간을 단축할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 모터부(35)의 회전구동을 제어하여 회동기어부(34)의 회전각을 제어함으로써 공구부(39)의 배치상태를 수직 배치와 수평 배치의 사이에 위치되는 지점에서 회동정도를 조정할 수 있으며, 이를 통해 소재(S)의 측면이나 밑면 또는 모서리 부분을 선택 가공할 수 있는 장점을 발휘할 수 있고, 소재(S)의 가공에 따른 공구대(1)를 다양하게 제어하여 사용할 수 있으며, 특히 소재(S) 가공을 수행하는 공구부(39) 측 배치상태 및 위치를 다양하게 제어할 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다 할 것이며, 본 발명의 기술적 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 자명하다 할 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

1: CNC 선반용 공구대 10: 가이드부재
20: 길이방향이동부재 30: 가공부
38: 공구장착부 39: 공구부
40: 제1위치이동수단 50: 제2위치이동수단
62: LM가이드 64: LM블록
L: CNC 선반 C: 고정척
S: 소재 CR: 제어부

Claims

측면 및 밑면을 구비한 소재의 가공을 위한 것으로서, CNC 선반이 갖는 작업공간의 일측에 구비된 고정척에 상기 소재를 장착한 상태에서 가공하는 CNC 선반용 공구대에 있어서,
상기 CNC 선반의 작업공간 내에 설치된 가이드부재에 지지되어 경사 배치 및 작업공간의 길이방향으로 위치 이동 가능하게 구비되는 길이방향이동부재; 상기 길이방향이동부재에 대해 작업공간의 길이방향으로 위치를 이동시키기 위한 제1위치이동수단; 상기 길이방향이동부재 상에서 작업공간의 폭방향으로 위치 이동 가능하도록 길이방향이동부재 상에 지지 결합되고, 상기 고정척에 장착된 소재의 측면 또는 밑면을 가공할 수 있도록 구비되는 가공부; 상기 가공부에 대해 작업공간의 폭방향으로 위치를 이동시키기 위한 제2위치이동수단;을 포함하되,
상기 가공부는 제2위치이동수단에 의해 길이방향이동부재 상에서 작업공간 내 폭방향으로의 위치 이동시 상기 길이방향이동부재의 경사 배치에 따라 작업공간 내 높이방향으로의 위치 이동이 동시에 구현되며;
상기 가공부는,
상기 길이방향이동부재의 상면에 안착 배치 및 작업공간의 폭방향으로 위치 이동 가능하게 지지 결합되는 연결부; 상기 연결부의 일측면에 연결되어 구비되고, 상기 소재 측을 향하여 배치되는 지지부; 상기 지지부의 끝단에 연결되는 하우징 구조이되, 연결개구를 갖는 회동기어장착부; 상기 회동기어장착부 내에 회전 가능하게 배치되는 회동기어부; 상기 회동기어부에 결합되어 회전 구동을 제어하기 위한 모터부; 상기 회동기어장착부의 상면에 위치된 채로 연결개구를 통해 상기 회동기어부에 결합되고, 상기 회동기어부의 회전상태에 따라 회동기어장착부의 상면 또는 상기 소재와 마주하는 측면에 위치되는 슬라이딩부; 상기 슬라이딩부의 상면에 위치하여 작업공간의 폭방향으로 위치 이동 가능하게 지지 결합되고, 외측방향으로 만곡진 만곡외면을 갖는 베이스몸체부; 상기 베이스몸체부에 결합되어 작업공간의 폭방향으로 위치 이동을 제어하기 위한 것으로서, 서보모터에 의한 슬라이딩구동부; 상기 베이스몸체부의 만곡외면을 따라 간격 배열되어 고정 결합되는 다수의 공구장착부; 상기 공구장착부의 각각에 장착되어 소재의 가공에 사용되고, 상기 베이스몸체부의 수직 배치 또는 수평 배치에 따라 소재의 측면 또는 밑면을 향하여 위치되는 다수의 공구부;를 포함하며,
상기 회동기어부는,
상기 회동기어장착부의 연결개구를 통해 슬라이딩부에 연결되는 기어로서, 내면에 기어부를 갖는 외측 회동기어; 상기 외측 회동기어와 서로 상대 회전하도록 기어 결합되는 기어부를 외면에 갖고, 상기 모터부에 결합되는 내측 회동기어; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNC 선반용 공구대.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 회동기어장착부에 형성되는 연결개구는,
상기 회동기어장착부 상에 양측 끝점이 수직과 수평에서 만나는 지점에서 직각을 이루는 원호형 구조로 일부분만을 개방하여 회동각을 제한함으로써 상기 공구부에 대해 소재의 측면을 향하는 수직 배치상태 또는 소재의 밑면을 향하는 수평 배치상태 조정에 따른 정확도를 높일 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 CNC 선반용 공구대.
제 1항에 있어서,
상기 제1위치이동수단은,
상기 가이드부재의 후방(後方)에 위치되고, 상기 길이방향이동부재에 결합되는 서보모터이고;
상기 제2위치이동수단은,
상기 가공부 측에 결합되는 서보모터이며;
상기 길이방향이동부재는,
상기 제1위치이동수단에 의한 위치 이동시, 상기 가이드부재에 의해 가이드되어 작업공간의 길이방향으로 위치 이동 가능하게 절곡형 플레이트몸체로 구비하여 가이드부재 측에 거치하도록 하고, 가이드부재의 전방(前方)에 위치하는 부분이 경사 배치되게 구성하는 것을 특징으로 하는 CNC 선반용 공구대.
제 4항에 있어서,
상기 길이방향이동부재는, 상기 작업공간의 바닥면에 LM가이드를 길이방향으로 고정 설치하고, 상기 LM가이드 상에 LM블록을 위치 이동 가능하게 지지 결합한 상태에 상기 LM블록 측에 길이방향이동부재의 단부를 결합하여 상기 제1위치이동수단의 구동에 의한 위치 이동시 길이방향으로의 용이한 이동을 가능하게 함과 더불어 소음 발생을 극소화할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 CNC 선반용 공구대.
제 1항에 있어서,
상기 가이드부재는,
상기 CNC 선반의 작업공간 내의 길이방향을 커버하도록 된 길이로 형성 및 수직하게 세워지는 판형의 절곡몸체로서, 작업공간 내 안정적인 직립 배치를 위해 작업공간의 바닥면에 넓게 접촉되도록 하단부에 절곡베이스부를 형성하고, 상기 길이방향이동부재의 경사 배치 및 지지를 위해 상단부에 절곡경사면부를 형성하는 것을 특징으로 하는 CNC 선반용 공구대.
제 1항에 있어서,
상기 각 공구장착부는,
유압 또는 공압을 제공받아 로드가 동작하는 실린더형 몸체로 구성하며;
상기 실린더형 몸체의 로드에 공구부를 결합하여 다수의 공구부 중 어느 하나의 선택된 공구부를 돌출시켜 소재의 가공에 사용할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 CNC 선반용 공구대.