KR102160830B1

KR102160830B1 - 터릿 공구대를 구비한 공작기계

Info

Publication number: KR102160830B1
Application number: KR1020130149167A
Authority: KR
Inventors: 주태환
Original assignee: 두산공작기계 주식회사
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2020-09-29
Also published as: KR20150064777A

Abstract

본 발명의 실시예는 터릿 공구대를 구비한 공작기계에 관한 것으로, 터릿 공구대를 구비한 공작기계는 공구대 바디와, 상기 공구대 바디에 설치되며 보링바를 포함하는 복수의 공구가 수납되는 터릿과, 상기 공구대 바디에 설치되며 상기 터릿에 회전 동력을 제공하는 구동모터와, 상기 터릿의 일측에 결합되어 공작물의 길이 방향을 따라 내경 또는 외경을 가공하는 상기 보링바를 지지하는 홀더, 그리고 상기 공구대 바디에 설치되며 상기 보링바를 이용한 공작물의 가공시 상기 홀더를 클램핑 시켜 발생되는 진동을 완충시키고 상기 터릿이 상기 구동모터에 의해 회전될 때 상기 홀더를 언클램핑 시켜 간섭을 방지할 수 있는 클램핑 장치를 포함한다.

Description

터릿 공구대를 구비한 공작기계 {MACHINE TOOL HAVING TURRET TOOL DEVICE}

본 발명의 실시예는 공작기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터릿 공구대를 구비한 공작기계에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계에 사용되는 터릿은 공작기계의 가공 작업시 필요한 복수의 공구를 수납한다. 또한, 터릿은 구동장치에 의해 회전된다. 따라서, 터릿은 공작기계의 가공 작업시 필요한 공구가 선택될 수 있도록 구동장치에 의해 회전된다.

이러한 공작기계의 가공 작업중 공작물의 내경을 공작물의 길이방향을 따라 가공하는 보링작업을 수행하기 위해 보링바가 필요하다.

하지만, 보링바는 공작물의 가공 작업시 절삭방향에 따른 반발력에 의해 진동이 발생된다. 또한, 보링바는 이러한 진동을 완충시키기 위해 작업자에 의해 공구대 바디에 장착되며 터릿의 회전이 필요한 경우 터릿과 공구대 사이의 간섭을 피하기 위해 작업자에 의해 공구대 바디로부터 탈거된다.

따라서, 공작기계는 보링바를 이용한 가공 작업시 작업자에 의해 보링바를 공구대 바디에 장착 및 탈거 시켜야 하는 번거로운 문제점이 있다.

또한, 보링바의 반복적인 탈착은 보링바의 장착시 발생될 수 있는 센터링 변화로 인해 보링바를 이용한 공작물 가공 작업시 정밀도를 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는 터릿에 수납된 보링바를 선택적으로 공구대 바디에 클램핑 시킬 수 있는 터릿 공구대를 구비한 공작기계를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 터릿 공구대를 구비한 공작기계는 공구대 바디와, 상기 공구대 바디에 설치되며 보링바를 포함하는 복수의 공구가 수납되는 터릿과, 상기 공구대 바디에 설치되며 상기 터릿에 회전 동력을 제공하는 구동모터와, 상기 터릿의 일측에 결합되어 공작물의 길이 방향을 따라 내경 또는 외경을 가공하는 상기 보링바를 지지하는 홀더, 그리고 상기 공구대 바디에 설치되며 상기 보링바를 이용한 공작물의 가공시 상기 홀더를 클램핑 시켜 발생되는 진동을 완충시키고 상기 터릿이 상기 구동모터에 의해 회전될 때 상기 홀더를 언클램핑 시켜 간섭을 방지할 수 있는 클램핑 장치를 포함한다.

또한, 상기 홀더는 상기 클램핑 장치와 계합 가능한 걸림턱이 형성된 클램핑 블록을 더 포함하며, 상기 클램핑 장치는 상기 클램핑 블록을 향해 전후진 하는 피스톤 블록과, 일단에 그루브가 형성되고 일부가 상기 피스톤 블록 내부에서 상기 피스톤 블록 과 함께 전후진 하는 피스톤과, 상기 피스톤과 상기 피스톤 블록 사이에 위치하며 상기 피스톤에 탄성력을 제공하는 탄성체, 그리고 상기 그루브에 수용되며 상기 피스톤의 일단이 상기 클램핑 블록을 향해 전진하는 경우 상기 걸림턱과 결합되어 상기 홀더를 상기 공구대 바디에 클램핑 하고 상기 피스톤의 일단이 상기 클램핑 블록을 향해 후진하는 경우 상기 걸림턱으로부터 탈거되어 상기 홀더를 상기 공구대 바디와 언클램핑하는 로킹부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 클램핑 장치는 상기 피스톤을 감싸며 상기 공구대 바디에 설치되고, 상기 피스톤의 일단이 출입할 수 있도록 형성된 출입홀과, 상기 피스톤을 전진 시키는 유체가 공급되는 전진유로, 그리고 상기 피스톤을 후진 시키는 유체가 공급되는 후진유로를 포함하는 하우징을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 피스톤은 상기 피스톤 블록 내부에 설치되며 일단이 상기 출입홀을 통해 출입되며 상기 그루브가 형성된 제1 피스톤, 그리고 일단에 형성되어 상기 피스톤 블록의 가장자리와 맞물리는 피스톤 홈과, 중심부에 형성되어 상기 제1 피스톤을 가압시키기 위해 유체를 공급하는 유체 공급유로, 그리고 상기 후진유로와 대향하는 외주면에 형성된 유체 유입 그루브를 포함하는 제2 피스톤을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기한 터릿 공구대를 구비한 공작기계는 상기 전진유로에 공급된 유체는 상기 제2 피스톤을 상기 출입홀을 향해 전진하는 방향으로 이동시켜 상기 로킹부를 상기 걸림턱에 결합시키며, 상기 후진유로에 공급된 유체는 상기 제2 피스톤을 상기 출입홀을 향해 후진하는 방향으로 이동시켜 상기 걸림턱과 상기 로킹부의 결합을 해제시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 터릿 공구대를 구비한 공작기계는 터릿에 수납된 보링바를 공구대 바디에 선택적으로 클램핑 시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터릿 공구대를 구비한 공작기계를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 클램핑 장치의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 터릿 공구대의 회전을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 1의 클램핑 장치에 의해 홀더와 공구바디가 클램핑된 상태를 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터릿 공구대를 구비한 공작기계(101)를 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(101)는 공구대 바디(100)와, 터릿(200)과, 구동모터(300)와, 홀더(210), 그리고 클램핑 장치(400)를 포함한다.

공구대 바디(100)는 공작기계(101)의 도시되지 않은 바디에 설치된다.

터릿(200)은 보링바(10)를 포함하는 복수의 공구를 수납한다. 구체적으로, 터릿(200)은 공작기계(101)의 가공 작업시 필요한 다양한 공구를 수납할 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 터릿(200)은 절삭 공구(20)를 수납할 수 있다. 또한, 터릿(200)은 외경선삭 및 내경선삭에 이용되는 공구뿐만 아니라 드릴 혹은 밀링 작업에 필요한 공구와 같이 다양한 복수의 공구를 수납할 수 있다.

구동모터(300)는 터릿(200)을 회전 또는 정지시기 위해 동력을 제공한다. 즉, 구동모터(300)는 터릿(200)을 회전시켜 절삭 공구(20) 또는 보링바(10)를 이용해 공작물을 가공할 수 있도록 선택적으로 회전 동력을 제공할 수 있다.

일례로, 구동모터(300)는 서보모터일 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동모터(300)는 이에 한정 되는 것은 아니며 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 형태의 회전 동력을 제공할 수 있는 동력수단으로 변경 실시될 수 있다.

앞서 도 1에 도시한 바와 같이, 홀더(210)는 터릿(200)의 일측에 결합되어 보링바(10)를 지지한다. 구체적으로, 홀더(210)는 공작물의 길이 방향을 따라 내경 또는 외경을 가공할 수 있는 보링바(10)를 지지할 수 있다.

즉, 보링바(10)의 일단에는 가공팁(11)이 설치되어 공작물의 내경 또는 외경을 가공하며, 보링바(10)의 타단은 홀더(210)에 의해 지지되어 터릿(200)의 일측에 설치될 수 있다.

보링바(10)는 공작물의 내경을 확장시키거나 공작물의 내경의 표면 정밀도를 향상시키는 작업을 수행할 수 있다. 일례로 공작기계(101)는 보링바(10)를 이용하여 가스배관 또는 오일배관에 쓰이는 중대형의 중공형 파이프의 내경을 가공할 수 있다.

일례로, 보링바(10)는 보링바(10)의 길이(L)/보링바(10)의 직경(D)이 10 이상인 롱 보링바일 수 있다.

클램핑 장치(400)는 공구대 바디(100)에 설치된다. 또한, 클램핑 장치(400)는 홀더(210)를 공구대 바디(100)에 클램핑(clamping) 시켜 보링바(10)를 이용한 공작물의 가공시 절삭방향에 따른 반발력에 의해 발생되는 진동을 완충시킨다.

또한, 클램핑 장치(400)는 다른 공구로 공작물을 가공하기 위해 터릿(200)이 구동모터(300)에 의해 회전될 때 홀더(210)를 공구대 바디(100)와 언클램핑(unclamping) 시켜 터릿(200)의 회전에 따른 홀더(210)와 공구대 바디(100)와의 간섭을 방지할 수 있다.

즉, 클램핑 장치(400)는 보링바(10)를 지지하는 홀더(210)를 선택적으로 공구대 바디(100)에 클램핑 또는 언클램핑 할 수 있다.

따라서, 터릿(200)의 일측에 설치된 홀더(210)에 의해 지지되는 보링바(10)를 이용한 공작물의 가공 작업시 클램핑 장치(400)는 홀더(210)를 공구대 바디(100)에 클램핑 시켜 공작물의 가공 작업시 발생되는 진동을 완충시키며, 터릿(200)에 수납된 다른 공구를 이용한 공작물의 가공시 홀더(210)를 공구대 바디(100)로부터 언클램핑 시켜 터릿(200)이 구동모터(300)에 의해 회전될 때 간섭을 방지할 수 있다.

구체적으로, 공작기계(101)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 공작물(60)을 지지하는 척(50)과 척(50)에 형성되어 공작물(60)을 가압하는 조(jaw)(51)가 복수로 설치될 수 있다.

따라서, 조(51)에 의해 가압된 공작물(60)을 지지하는 척(50)이 도시되지 않은 구동장치에 의해 회전되는 경우, 클램핑 장치(400)는 공작물(60)의 길이방향을 따라 가공하기 위해 보링바(10)를 지지하는 홀더(210)를 공구대 바디(100)에 효과적으로 클램핑 시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(101)의 홀더(210)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 걸림턱(221)이 형성된 클램핑 블록(220)을 더 포함할 수 있다.

클램핑 블록(220)은 홀더(210)의 일측에 설치되며 내부에 클램핑 장치(400)와 계합될 수 있는 걸림턱(221)이 형성될 수 있다.

구체적으로, 클램핑 블록(220)은 클램핑 장치(400)와 대향하는 방향으로 중공형으로 돌출되어 홀더(210)에 설치되며, 내부에 걸림턱(221)이 원주방향을 따라 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(101)의 클램핑 장치(400)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 피스톤 블록(420)과, 피스톤(470)과, 탄성체(430), 그리고 로킹부(480)를 더 포함할 수 있다.

피스톤 블록(420)은 클램핑 장치(400) 내부에 위치하며 홀더(210)에 형성된 클램핑 블록(220)을 향해 전후진 한다. 또한, 피스톤 블록(420)은 중공형으로 형성될 수 있다.

피스톤(470)은 일단에 그루브(451)가 형성된다. 또한, 피스톤(470)의 일부는 피스톤 블록(420) 내부에 위치하며 피스톤 블록(420)과 함께 전후진 한다. 즉, 피스톤(470)의 일부는 일단에 그루브(451)가 형성되며 피스톤 블록(420) 내부에 위치하여 피스톤 블록(420)과 함께 전후진 할 수 있다.

탄성체(430)는 피스톤 블록(420)과 피스톤(470) 사이에 위치하며 피스톤(470)에 탄성력을 제공한다. 구체적으로, 탄성체(430)는 일단에 그루브(451)가 형성된 피스톤(470)의 외주면과 피스톤 블록(420)의 내주면 사이에 위치하며, 피스톤(470)이 클램핑 블록(220)을 향해 전진할 때 압축되고 피스톤(470)이 클램핑 블록(220)을 향해 후진할 때 팽창될 수 있다.

즉, 탄성체(430)는 피스톤(470)이 클램핑 블록(220)을 향해 전진할 때 피스톤 블록(420)과 피스톤(470) 사이에서 압축되며, 피스톤(470)이 클램핑 블록(220)으로부터 후진할 때 압축된 탄성체(430)의 복원력에 의해 피스톤(470)이 클램핑 블록(220)을 향해 후진하는 방향으로 탄성력을 제공할 수 있다.

따라서, 피스톤(470)은 클램핑 블록(220)을 향해 후진하는 방향으로 이동할 때 탄성체(430)의 복원력에 의해 효과적으로 이동할 수 있다.

일예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성체(430)는 압축 스프링일 수 있다.

로킹부(480)는 피스톤(470) 일단에 형성된 그루브(451)에 수용된다. 구체적으로, 로킹부(480)는 클램핑 블록(220)과 대향 되도록 형성된 피스톤 블록(420)의 일단과 피스톤(470)의 일단 사이에 위치할 수 있다.

일예로 로킹부(480)는 볼(ball)일 수 있다.

또한, 피스톤(470)의 일단이 클램핑 블록(220)을 향해 전진하는 경우 로킹부(480)는 홀더(210)에 설치된 클램핑 블록(220)의 걸림턱(221)과 결합되어 보링바(10)를 지지하는 홀더(210)를 공구대 바디(100)에 클램핑 시키며, 피스톤(470)의 일단이 클램핑 블록(220)으로부터 후진하는 경우 로킹부(480)는 홀더(210)에 설치된 클램핑 블록(220)의 걸림턱(221)과 결합이 해제되어 보링바(10)를 지지하는 홀더(210)를 공구대 바디(100)로부터 언클램핑 시킬 수 있다.

구체적으로, 피스톤 블록(420)의 일단에는 걸림홀(422)이 형성될 수 있다. 로킹부(480)는 걸림홀(422)을 통해 로킹부(480)의 일부가 인출입 될 수 있다.

즉, 홀더(210)가 공구대 바디(100)와 클램핑 된 경우 로킹부(480)는 그루브(451)와 걸림홀(422) 사이에 위치하며 걸림턱(221)에 계합될 수 있다.

또한, 홀더(210)가 공구대 바디(100)와 언클램핑 된 경우 로킹부(480)는 피스톤(470)의 일단에 형성된 그루브(451)에 수용되고, 홀더(210)가 공구대 바디(100)에 바디에 클램핑 된 경우 로킹부(480)는 걸림홀(422)을 통해 일부가 인출되어 피스톤(470)의 일단과 클램핑 블록(220)의 걸림턱(221) 사이에 위치하여 홀더(210)와 공구대 바디(100)의 결합을 유지할 수 있다.

홀더(210)와 공구대 바디(100)가 언클램핑 되어 피스톤(470)의 일단과 피스톤 블록(420)의 일단이 클램핑 블록(220)으로부터 후진될 때, 그루브(451)는 로킹부(480)를 수용할 수 있어 로킹부(480)와 걸림턱(221)의 접촉에 의해 발생될 수 있는 충격을 완화 시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(101)의 클램핑 장치(400)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 출입홀(411)과 전진유로(413) 그리고 후진유로(414)가 형성된 하우징(410)을 더 포함할 수 있다.

하우징(410)은 중공의 실린더형으로 형성되며 공구대 바디(100)에 설치된다. 또한, 하우징(410)은 피스톤(470)을 감싸며 내부에서 피스톤(470)이 이동될 수 있도록 지지할 수 있다.

즉, 하우징(410) 내부에는 유체가 공급되며, 이러한 공급된 유체에 의해 하우징(410) 내부의 압력 변화로 피스톤(470)이 전후진 될 수 있다. 즉, 하우징410)은 피스톤(470)이 클램핑 블록(220)을 향해 전후진 하도록 설치될 수 있다.

하우징(410)에는 피스톤(470) 일단 및 피스톤 블록(420) 일단이 클램핑 블록(220)을 향해 전후진 이동하여 하우징(410) 외측으로 출입 하도록 출입홀(411)이 형성될 수 있다.

구체적으로, 클램핑 블록(220)과 대향하는 하우징(410)의 일측에 출입홀(411)이 형성될 수 있다.

즉, 출입홀(411)은 피스톤(470)의 일단 및 피스톤 블록(420)의 일단 그리고 피스톤(470)의 일단과 피스톤 블록(420)의 일단 사이에 위치하는 로킹부(480)의 인출입을 안내할 수 있다.

구체적으로, 하우징(410)은 출입홀(411)과 인접하게 위치하며 출입홀(411)과 가까워지는 방향으로 좁아지게 형성된 경사부(415)를 더 포함할 수 있다.

또한, 피스톤 블록(420)은 하우징(410)의 경사부(415)와 계합될 수 있는 피스톤 블록 경사부(421)를 더 포함할 수 있다.

하우징(410) 내부의 압력에 의해 피스톤(470)이 전진될 때, 하우징(410)의 경사부(415)에 피스톤 블록 경사부(421)가 접촉되면 피스톤(470)의 일단 및 피스톤 블록(420)의 일단은 클램핑 블록(220)으로 전진되는 이동이 제한될 수 있다.

또한, 하우징(410)에는 피스톤(470)을 전진 시킬 수 있는 유체가 공급되는 전진유로(413)가 형성된다. 구체적으로, 전진유로(413)는 하우징(410)의 길이방향을 따라 유체를 공급시키며, 공급된 유체가 피스톤(470)을 가압하여 피스톤(470)의 일단이 출입홀(411)을 통해 하우징(410) 외측으로 인출될 수 있도록 한다.

또한, 하우징(410)에는 피스톤(470)을 후진 시킬 수 있는 유체가 공급되는 후진유로(414)가 형성된다. 구체적으로, 후진유로(414)는 전진유로(413)와 이격되어 형성되며, 하우징(410)의 중심방향으로 유체를 공급시킨다.

따라서, 후진유로(414)를 통해 공급된 유체가 피스톤(470)을 가압하여 피스톤(470)의 일단이 출입홀(411)을 통해 하우징(410) 내부로 인입될 수 있도록 후진 시킨다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(101)의 피스톤(470)은 일단에 그루브(451)가 형성된 제1 피스톤(450), 및 피스톤 홈(463)과 유체 공급유로(461) 그리고 유체 유입 그루브(462)가 형성된 제2 피스톤(460)을 더 포함할 수 있다.

즉, 피스톤(470)은 제1 피스톤(450)과 제2 피스톤(460)을 더 포함할 수 있다.

제1 피스톤(450)은 피스톤 블록(420) 내부에 설치되고, 일단이 그루브(451)가 형성되어 하우징(410)에 형성된 출입홀(411)을 통해 출입할 수 있다.

즉, 제1 피스톤(450)의 일단은 출입홀(411)을 통해 출입할 수 있고, 제1 피스톤(450)의 타단은 피스톤 블록(420) 내부에 위치할 수 있다.

또한, 탄성체(430)는 피스톤 블록(420)과 제1 피스톤(450) 사이에 위치할 수 있다.

제2 피스톤(460)의 일단은 제1 피스톤(450)의 타단과 대향하며, 제2 피스톤(460)의 일단 테두리 부분에 피스톤 블록(420)의 가장자리와 맞물릴 수 있는 피스톤 홈(463)이 형성될 수 있다. 즉, 제2 피스톤(460)의 일단 중심부는 제1 피스톤(450)의 타단과 대향하는 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.

또한, 제2 피스톤(460)의 일단은 피스톤 블록(420)과 맞물리며 하우징(410) 내부에 위치할 수 있다.

구체적으로, 하우징(410)의 타측에는 슬라이딩 홀(412)이 형성될 수 있다.

따라서, 제2 피스톤(460)의 타단은 하우징(410)의 타측에 형성되는 슬라이딩 홀(412)과 슬라이딩 가능하게 결합되며, 전진유로(413)로 유입되는 유체에 의해 슬라이딩 될 수 있다.

또한, 제2 피스톤(460)는 중심부의 길이방향을 따라 제1 피스톤(450)을 가압시킬 수 있는 유체 공급유로(461)가 형성될 수 있다.

즉, 유체 공급유로(461)로 유체가 유입되는 경우, 제1 피스톤(450)은 제1 피스톤(450)의 일단이 출입홀(411)을 향해 전진하는 방향으로 이동하며 피스톤 블록(420)과 제1 피스톤(450) 사이에 있는 탄성체(430)를 가압시킬 수 있다.

또한, 후진유로(414)와 대향하는 제2 피스톤(460)의 외주면에는 유체 유입 그루브(462)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 유체 유입 그루브(462)는 제2 피스톤(460)의 외주면을 따라 형성되며, 후진유로(414)에서 공급되는 유체를 수용하여 제2 피스톤(460)이 후진하는 방향으로 이동되도록 안내할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전진유로(413)에 공급된 유체는 제2 피스톤(460)을 출입홀(411)을 향해 전진하는 방향으로 이동시키며, 후진유로(414)에 공급된 유체는 제2 피스톤(460)을 출입홀(411)을 향해 후진하는 방향으로 이동시킬 수 있다.

구체적으로, 전진유로(413)에 공급된 유체는 제2 피스톤(460)을 출입홀(411)을 향해 전진하는 방향으로 이동시켜 로킹부(480)를 걸림턱(221)에 결합시켜 보링바(10)를 지지하는 홀더(210)를 공구대 바디(100)에 클램핑 시키며, 후진유로(414)에 공급된 유체는 제2 피스톤(460)을 출입홀(411)을 향해 후진하는 방향으로 이동시켜 로킹부(480)와 걸림턱(221)의 결합을 해제시켜 보링바(10)를 지지하는 홀더(210)를 공구대 바디(100)로부터 언클램핑 시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(101)는 클램핑 센서(491)와, 언클램핑 센서(492), 그리고 도시되지 않은 제어부를 더 포함할 수 있다.

클램핑 센서(491)와 언클램핑 센서(492)는 하우징(410)에 설치되며, 클램핑 장치(400)의 클램핑 상태 및 언클램핑 상태를 검출한다.

즉, 클램핑 센서(491)와 언클램핑 센서(492)는 제2 피스톤(460)의 타단의 위치를 검출하여 제2 피스톤(460)의 위치에 따라 클램핑 또는 언클램핑을 효과적으로 검출할 수 있다.

제어부는 클램핑 센서(491)와 언클램핑 센서(492)에서 검출된 값을 수신하여 구동모터(300)(앞서 도 1에 도시함)와, 전진유로(413)와, 후진유로(414), 그리고 유체 공급유로(461)로 공급되는 유체공급을 제어할 수 있다.

따라서, 클램핑 센서(491)와 언클램핑 센서(492)는 클램핑 장치(400)가 언클램핑을 완료하기 전에 구동모터(300)에 의해 터릿(200)이 회전되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 클램핑 센서(491)와 언클램핑 센서(492)는 클램핑 장치(400)가 클램핑을 완료하기 전에 공작기계(101)가 보링바(10)를 이용한 작업이 수행되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 터릿 공구대를 구비한 공작기계(101)의 동작 과정을 설명한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 공작물(60)은 척(50)의 조(51)에 의해 지지되며, 터릿(200)에 수납된 절삭 공구(20)에 의해 공작물(60)이 가공된다. 즉, 절삭 공구(20)는 공작물(60)의 외주면을 가공할 수 있다.

구체적으로, 척(50)은 조(51)로 공작물(60)을 가압하여 지지하며, 도시되지 않은 구동장치에 의해 공작물(60)을 회전 가능하게 지지한다. 따라서, 절삭 공구(20)는 회전하는 공작물(60)의 외주면을 가공할 수 있다.

터릿(200)은 공작물(60)의 내주면을 공작물(60)의 길이방향을 따라 가공할 수 있는 보링바(10)를 터릿(200)의 일측에 설치된 홀더(210)로 지지하고 있다.

보링바(10)를 이용한 공작물(60)을 가공하고자 하는 경우, 구동모터(300)는 터릿(200)을 회전시킨다. 즉, 사용자의 조작 또는 사용자에 의해 프로그래밍된 가공프로그램에 의해 제어부는 구동모터(300)를 제어할 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 보링바(10)를 지지하는 홀더(210)는 홀더(210)에 설치된 클램핑 블록(220)과 클램핑 장치(400)가 대향하는 방향으로 회전될 수 있다.

홀더(210)를 공구대 바디(100)에 클램핑 시키기 위해, 클램핑 장치(400)의 제2 피스톤(460)에 형성된 유체 공급유로(461)로 유체가 공급된다.

구체적으로, 제어부에 의해 유체 공급유로(461)로 유입된 유체는 제1 피스톤(450)의 타단을 가압하며 피스톤 블록(420)과 제1 피스톤(450) 사이에 위치한 탄성체(430)를 압축하는 방향으로 가압된다.

또한, 제2 피스톤(460)의 일단의 중심부와 제1 피스톤(450)의 타단 사이는 유체 공급유로(461)로 유입된 유체에 의해 이격될 수 있다.

즉, 유체 공급유로(461)로 공급된 유체에 의해 제1 피스톤(450)은 출입홀(411)을 향해 전진하는 방향으로 이동되며, 정지한 피스톤 블록(420)과 전진하는 제1 피스톤(450)에 의해 피스톤 블록(420)과 제1 피스톤(450) 사이에 위치한 탄성체(430)는 압축될 수 있다.

이때, 전진유로(413)를 통해 유체가 공급된다. 구체적으로, 전진유로(413)를 통해 공급된 유체는 제2 피스톤(460)을 출입홀(411)을 향해 전진하는 방향으로 가압하며, 제2 피스톤(460)과 피스톤 홈(463)에 의해 맞물리는 피스톤 블록(420)도 제2 피스톤(460)이 전진하는 방향으로 이동될 수 있다.

따라서, 제어부에 의해 전진유로(413)를 통해 유체가 공급면, 제2 피스톤(460)이 전진하는 방향으로 피스톤 블록(420) 및 제1 피스톤(450)이 함께 전진할 수 있다.

즉, 전진유로(413)로 공급되는 유체에 의해, 제2 피스톤(460)은 제1 피스톤(450)과 피스톤 블록(420)이 출입홀(411)을 향해 전진할 수 있도록 가압할 수 있다.

구체적으로, 하우징(410)에 형성된 경사부(415)에 피스톤 블록(420)에 형성된 피스톤 블록 경사부(421)가 계합되면 피스톤 블록(420)의 전진은 제한될 수 있다.

또한, 로킹부(480)는 제1 피스톤(450)의 일단에 형성된 그루브(451)에 수납되어 제1 피스톤(450) 및 피스톤 블록(420)의 전진에 따라 하우징(410)의 출입홀(411)을 통해 인출될 수 있다.

인출된 로킹부(480)는 클램핑 블록(220)의 내측에 형성된 걸림턱(221)과 계합되어 홀더(210)와 공구대 바디(100)가 클램핑 될 수 있도록 한다.

즉, 로킹부(480)가 걸림턱(221)과 계합되면, 제1 피스톤(450)의 일단과 피스톤 블록(420)의 일단은 클램핑 블록(220) 내부에 위치할 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 출입홀(411)을 통해 제1 피스톤(450)의 일단 및 피스톤 블록(420)의 일단이 클램핑 블록(220) 내측으로 인입되면, 제어부는 유체 공급유로(461)에 공급되는 유체를 차단하여 로킹부(480)가 클램핑 블록(220) 내측에 형성된 걸림턱(221)(앞서 도 2에 도시한)과 계합되도록 하여 홀더(210)를 공구대 바디(100)에 클램핑 시킬 수 있다.

구체적으로, 홀더(210)와 공구대 바디(100)는 로킹부(480)에 의해 클램핑 되며, 제1 피스톤(450)과 피스톤 블록(420) 사이에 위치하는 탄성체(430)의 탄성력에 의해 클램핑이 유지될 수 있다.

즉, 제1 피스톤(450)의 일단과 피스톤 블록(420)의 일단 사이에 위치하는 로킹부(480)는 제1 피스톤(450)과 피스톤 블록(420) 사이에 위치하는 탄성체(430)가 신장되는 방향으로 작용하는 탄성력에 의해 홀더(210)와 공구대 바디(100)를 클램핑 시킬 수 있다.

또한, 전진유로(413)로 공급되는 유체는 피스톤 블록(420)과 제2 피스톤(460)이 전진하는 방향으로 가압하고 있어 홀더(210)와 공구대 바디(100)의 클램핑을 더 효과적으로 지지할 수 있다.

제어부는 클램핑 센서(491)로부터 검출된 제2 피스톤(460)의 타단위 위치 정보로부터 클램핑 장치(400)의 클램핑 완료동작을 판단하여 공작기계(101)가 보링바(10)를 이용한 작업을 수행할 수 있도록 한다.

즉, 홀더(210)가 클램핑 장치(400)에 의해 공구대 바디(100)에 클램핑 되는 경우, 클램핑 장치(400)는 탄성체(430)와 전진유로(413)로 공급되는 유체에 의해 보링바(10)를 이용한 공작물 길이방향을 따른 내경 가공 작업시 발생할 수 있는 채터링(chattering) 현상을 방지할 수 있고 홀더(210)에 전달되는 진동을 효과적으로 완충시킬 수 있다.

또한, 보링바(10)를 이용한 가공 작업후, 제어부는 터릿(200)에 수납된 다른 절삭 공구(20)(앞서 도 3에 도시함)를 이용한 가공작업을 수행하기 위해 클램핑 장치(400)에 의해 공구대 바디(100)에 클램핑 된 홀더(210)를 언클램핑 시킬 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제어부는 공구대 바디(100)에 클램핑 된 홀더(210)를 클램핑 장치(400)로 언클램핑 시키기 위해, 유체 공급유로(461)를 통해 유체를 공급시킨다.

유체 공급유로(461)를 통해 공급된 유체는 제1 피스톤(450)의 일단을 가압하며, 이에 따라 로킹부(480)는 걸림턱(221)과 이격되어 홀더(210)와 인접한 방향으로 전진하게 된다.

이때 제어부는 전진유로(413)를 통해 공급하던 유체의 유입을 차단한다. 따라서, 로킹부(480)와 걸림턱(221)의 결합은 탄성체(430)의 탄성력에 의해 탄성체(430)가 팽창하는 방향으로 이동할 수 있다.

즉, 로킹부(480)는 탄성체(430)의 복원력에 의해 걸림턱(221)과 결합이 해제되며, 제1 피스톤(450)과 피스톤 블록(420)은 탄성체(430)의 복원력에 의해 클램핑 블록(220)으로부터 후진하는 방향으로 이동하게 된다.

이때 제어부는 후진유로(414)를 통해 유체를 공급시킨다. 후진유로(414)를 통해 공급된 유체는 제2 피스톤(460)의 외주면에 형성된 유체 유입 그루브(462)를 통해 수용되며, 제2 피스톤(460)이 클램핑 블록(220)으로부터 후진하는 방향으로 이동시킬 수 있다.

이때, 제어부는 언클램핑 센서(492)에서 검출한 제2 피스톤(460)의 타단의 위치로부터 클램핑 장치(400)의 언클램핑이 완료 되었음을 효과적으로 판단할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 터릿 공구대를 구비한 공작기계(101)는 터릿에 수납된 보링바(10)를 선택적으로 공구대 바디(100)에 클램핑 시킬 수 있다.

즉, 공작기계(101)가 보링바를 이용한 작업을 수행하는 경우, 클램핑 장치(400)는 보링바(10)를 지지하는 홀더(210)를 공구대 바디(100)에 클램핑 시켜 보링바(10)에서 발생하는 진동을 효과적으로 완충시킬 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 보링바 11: 가공팁
20: 절삭 공구 50: 척
51: 조 60: 공작물
100: 공구대 바디 200: 터릿
210: 홀더 220: 클램핑 블록
221: 걸림턱 300: 구동모터
400: 클램핑 장치 410: 하우징
411: 출입홀 412: 슬라이딩 홀
413: 전진유로 414: 후진유로
415: 경사부 420: 피스톤 블록
421: 피스톤 블록 경사부 430: 탄성체
450: 제1 피스톤 451: 그루브
460: 제2 피스톤 461: 유체 공급유로
462: 유체 유입 그루브 463: 피스톤 홈
470: 피스톤 480: 로킹부
491: 클램핑 센서 492: 언클램핑 센서
101: 공작기계

Claims

공구대 바디(100);
상기 공구대 바디(100)에 설치되며 보링바(10)를 포함하는 복수의 공구가 수납되는 터릿(200);
상기 공구대 바디(100)에 설치되며 상기 터릿(200)에 회전 동력을 제공하는 구동모터(300);
상기 터릿(200)의 일측에 결합되어 공작물의 길이 방향을 따라 내경 또는 외경을 가공하는 상기 보링바(10)를 지지하는 홀더(210);
상기 공구대 바디(100)에 설치되며, 상기 보링바(10)를 이용한 공작물의 가공시 상기 홀더(210)를 클램핑 시켜 발생되는 진동을 완충시키고 상기 터릿(200)이 상기 구동모터(300)에 의해 회전될 때 상기 홀더(210)를 언클램핑 시켜 간섭을 방지할 수 있는 클램핑 장치(400); 및
상기 홀더(210)는 상기 클램핑 장치(400)와 계합 가능한 걸림턱(221)이 형성된 클램핑 블록(220)을 포함하고,
상기 클램핑 장치(400)는,
상기 클램핑 블록(220)을 향해 전후진 하는 피스톤 블록(420);
일단에 그루브(451)가 형성되고, 일부가 상기 피스톤 블록(420) 내부에서 상기 피스톤 블록(420)과 함께 전후진 하는 피스톤(470); 및
상기 그루브(451)에 수용되며, 상기 피스톤(470)의 일단이 상기 클램핑 블록(220)을 향해 전진하는 경우 상기 걸림턱(221)과 결합되어 상기 홀더(210)를 상기 공구대 바디(100)에 클램핑 하고 상기 피스톤(470)의 일단이 상기 클램핑 블록(220)을 향해 후진하는 경우 상기 걸림턱(221)으로부터 탈거되어 상기 홀더(210)를 상기 공구대 바디(100)와 언클램핑하는 로킹부(480)
를 포함하는 터릿 공구대를 구비한 공작기계.
제1항에서,
상기 클램핑 장치(400)는,
상기 피스톤(470)과 상기 피스톤 블록(420) 사이에 위치하며 상기 피스톤(470)에 탄성력을 제공하는 탄성체(430);
를 더 포함하는 터릿 공구대를 구비한 공작기계.
제1항에서,
상기 클램핑 장치(400)는,
상기 피스톤(470)을 감싸며 상기 공구대 바디(100)에 설치되고, 상기 피스톤(470)의 일단이 출입할 수 있도록 형성된 출입홀(411)과, 상기 피스톤(470)을 전진 시키는 유체가 공급되는 전진유로(413), 그리고 상기 피스톤(470)을 후진 시키는 유체가 공급되는 후진유로(414)를 포함하는 하우징(410)
을 더 포함하는 터릿 공구대를 구비한 공작기계.
제3항에서,
상기 피스톤(470)은,
상기 피스톤 블록(420) 내부에 설치되며 일단이 상기 출입홀(411)을 통해 출입되며 상기 그루브(451)가 형성된 제1 피스톤(450); 및
일단에 형성되어 상기 피스톤 블록(420)의 가장자리와 맞물리는 피스톤 홈(463)과, 중심부에 형성되어 상기 제1 피스톤(450)을 가압시키기 위해 유체를 공급하는 유체 공급유로(461), 그리고 상기 후진유로(414)와 대향하는 외주면에 형성된 유체 유입 그루브(462)를 포함하는 제2 피스톤(460)
을 더 포함하는 터릿 공구대를 구비한 공작기계.
제4항에서,
상기 전진유로(413)에 공급된 유체는 상기 제2 피스톤(460)을 상기 출입홀(411)을 향해 전진하는 방향으로 이동시켜 상기 로킹부(480)를 상기 걸림턱(221)에 결합시키며, 상기 후진유로(414)에 공급된 유체는 상기 제2 피스톤(460)을 상기 출입홀(411)을 향해 후진하는 방향으로 이동시켜 상기 걸림턱(221)과 상기 로킹부(480)의 결합을 해제시키는 터릿 공구대를 구비한 공작기계.