KR102166695B1

KR102166695B1 - 심압대 이송시스템

Info

Publication number: KR102166695B1
Application number: KR1020130161171A
Authority: KR
Inventors: 송지호
Original assignee: 두산공작기계 주식회사
Priority date: 2013-12-23
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2020-10-16
Also published as: KR20150073461A

Abstract

본 발명의 실시예는 심압대 이송시스템에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 공작물의 회전축 방향으로 공작물을 가압하는 심압대를 이송시키는 심압대 시스템은 상기 심압대와 결합되는 볼스크류 샤프트와, 제1 베어링을 가지고 상기 볼스크류 샤프트의 일단부를 지지하는 제1 지지부와, 제2 베어링을 가지고 상기 볼스크류 샤프트의 타단부를 지지하는 제2 지지부와, 상기 제1 지지부와 결합되어 상기 볼스크류 샤프트를 회전시키는 구동력을 제공하는 이송 모터, 그리고 상기 볼스크류 샤프트를 상기 볼스크류 샤프트의 축방향으로 가압하여 상기 심압대에 상기 공작물 방향으로 추력을 제공하는 추력발생장치를 포함한다.

Description

심압대 이송시스템 {TAIL STOCK TRANSFER SYSTEM}

본 발명의 실시예는 이송시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작기계에 설치되는 심압대를 이송시키는 심압대 이송시스템에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계는 공구를 이용하여 공작물을 절삭, 보링, 드릴링, 그리고 연삭과 같은 다양한 작업을 수행한다. 또한, 공작기계는 공작물을 파지하는 척을 회전시켜 공작물을 가공하거나, 스핀들에 의해 공구가 회전되어 공작물을 가공한다.

구체적으로, 공작물의 일측을 척으로 파지시켜 회전하는 공작물을 가공하는 경우, 공작기계는 공작물의 타측을 가압하는 심압대를 구비한다.

또한, 심압대는 심압대를 이송시키는 이송장치에 의해 동작되어 공작물과 인접한 방향으로 이송되어 공작물을 지지한다.

종래의 심압대 이송장치는 심압대가 공작물을 효과적으로 가압하기 위해 심압대와 결합된 이송 샤프트를 이송 모터로 회전시키며 심압대의 이송에 의해 공작물이 접촉된 후에도 이송 모터를 회전시켜 심압대가 공작물을 가압하도록 한다.

하지만, 이러한 경우 심압대가 공작물을 가압하는 추력도 이송 모터에 의해 발생됨으로, 이송장치는 대용량의 이송 모터를 구비해야 하는 문제점이 있다.

또한, 심압대가 공작물을 가압하는 추력이 가공물의 가공 상황에 따라 변경되지 않고 항상 일정하게 유지되어, 공작물이 심압대에 작용되는 추력에 의해 굽힘 변형이 발생되어 가공정밀도를 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는 공작물을 효과적으로 가압하여 공작물의 회전을 지지할 수 있는 심압대를 이송시키는 심압대 이송시스템을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 공작물의 회전축 방향으로 공작물을 가압하는 심압대를 이송시키는 심압대 시스템은, 상기 심압대와 결합되는 볼스크류 샤프트와, 제1 베어링을 가지고 상기 볼스크류 샤프트의 일단부를 지지하는 제1 지지부와, 제2 베어링을 가지고 상기 볼스크류 샤프트의 타단부를 지지하는 제2 지지부와, 상기 제1 지지부와 결합되어 상기 볼스크류 샤프트를 회전시키는 구동력을 제공하는 이송 모터, 그리고 상기 볼스크류 샤프트를 상기 볼스크류 샤프트의 축방향으로 가압하여 상기 심압대에 상기 공작물 방향으로 추력을 제공하는 추력발생장치를 포함한다.

또한, 상기 추력발생장치는 피스톤을 가지고 상기 제1 지지부에 설치되는 유압 실린더장치이며, 상기한 심압대 이송시스템은 상기 제1 지지부에 설치되어 상기 심압대와 상기 공작물의 접촉을 검출하는 접촉 검출장치를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 접촉 검출장치는 상기 제1 지지부에 형성된 관통홀과, 상기 피스톤과 결합되며 상기 관통홀을 통해 상기 제1 지지부로부터 돌출된 포지션 핀, 그리고 상기 제1 지지부에 설치되며 상기 포지션 핀과의 접촉에 의해 상기 심압대와 상기 공작물의 접촉을 검출하는 센서를 포함할 수 있다.

또한, 상기 볼스크류 샤프트가 상기 볼스크류 샤프트의 축방향으로 가압되는 경우, 상기 제1 지지부는 상기 제1 베어링을 슬라이딩 가능하게 지지하고, 상기 제2 지지부는 상기 제2 베어링을 슬라이딩 가능하게 지지할 수 있다.

또한, 상기한 심압대 이송시스템은 상기 심압대의 이송을 제어하는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 접촉 검출장치에서 검출된 정보에 따라 상기 심압대와 상기 공작물의 접촉을 판단하면 상기 이송 모터를 정지시키고 상기 추력발장치로 공급되는 유체압력을 제어하여 상기 공작물 방향으로 제공되는 추력을 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 심압대 이송시스템은 공작물을 효과적으로 가압하여 공작물의 회전을 지지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대 이송장치를 나타낸 정면도이다.
도 2은 도 1에 도시한 심압대 이송장치의 추력 발생전의 동작을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 심압대 이송장치의 추력 발생 동작을 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2의 심압대 이송장치의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

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 심압대 이송시스템(101)을 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대 이송시스템(101)은 볼스크류 샤프트(200)와, 제1 베어링(310)을 가지는 제1 지지부(300)와, 제2 베어링(410)을 가지는 제2 지지부(400)와, 이송 모터(500), 그리고 추력발생장치(600)를 포함한다.

심압대(100)는 공작물의 회전축 방향으로 공작물을 가압하여 회전되는 공작물을 지지한다. 즉, 심압대(100)는 공작기계의 공작물 가공시 공작물을 회전축 방향으로 지지하여 가공 중에 발생되는 공작물의 저침 및 진동 발새에 의한 공작물의 가공정밀도 저하를 방지할 수 있다.

구체적으로, 공작기계가, 도 1에 도시된 바와 같이, 척(10)으로 공작물(20)의 일단부를 지지하는 경우, 공작물(20)의 타단부는 자중에 의해 처짐이 발생될 수 있다.

따라서, 이러한 공작물의 처짐에 따라 발생될 수 있는 가공정밀도 저하를 방지하기 위해 심압대(100)가 공작기계에 구비된다.

또한, 심압대 이송시스템(101)은 심 공작기계에 설치되어 공작물(20)의 길이에 따라 심압대(100)를 공작물(20)과 인접해 지는 방향으로 이송시켜 공작물의 회전축 방향으로 공작물을 가압한다.

볼스크류 샤프트(200)는 심압대(100)를 지지한다. 구체적으로, 볼스크류 샤프트(200)는 외주면에 나사산이 형성되며 심압대(100)와 결합되어있어, 볼스크류 샤프트(200)는 회전되며 심압대(100)의 이송을 안내할 수 있다.

또한, 제1 지지부(300)와, 제2 지지부(400)와, 이송 모터(500)는 공작기계의 도시되지 않은 베드에 지지될 수 있다.

제1 지지부(300)는 제1 베어링(310)을 가지고 볼스크류 샤프트(200)의 일단부를 지지한다. 즉, 제1 지지부(300) 내부에는 제1 베어링(310)이 설치되며, 제1 베어링(310)은 볼스크류 샤프트(200)의 일단부를 회전 가능하게 지지한다.

구체적으로, 제1 지지부(300)는 제1 베어링(310)을 감싸며 형성되며 공작기계의 도시되지 않은 베드에 설치되어 볼스크류 샤프트(200)의 일측부를 제1 베어링(310)으로 회전 가능하게 지지할 수 있다.

제2 지지부(400)는 제2 베어링(410)을 가지고 볼스크류 샤프트(200)의 타단부를 지지한다. 즉, 제2 지지부(400) 내부에는 제2 베어링(410)이 설치되며, 제2 베어링(410)은 볼스크류 샤프트(200)의 타단부를 회전 가능하게 지지한다.

구체적으로, 제2 지지부(400)는 제2 베어링(410)을 감싸며 형성되며 공작기계의 도시되지 않은 베드에 설치되어 볼스크류 샤프트(200)의 타측부를 제2 베어링(410)으로 회전 가능하게 지지할 수 있다.

이송 모터(500)는 볼스크류 샤프트(200)를 회전시키는 구동력을 제공한다. 또한, 이송 모터(500)는 제1 지지부(300)와 결합되고, 볼스크류 샤프트(200)를 회전시켜 심압대(100)를 이송시킨다.

추력발생장치(600)는 볼스크류 샤프트(200)를 볼스크류 샤프트(200)의 축방향으로 가압하여 심압대(100)가 공작물을 공작물의 회전축 중심방향으로 가압할 수 있는 추력을 제공한다.

따라서, 추력발생장치(600)는 볼스크류 샤프트(200)를 볼스크류 샤프트(200)의 축방향으로 가압하며 심압대(100)가 공작물을 가압하는 추력을 제공할 수 있어, 안정적으로 공작물을 가압할 수 있다.

즉, 추력발생장치(600)는 볼스크류 샤프트(200)를 축방향으로 가압하여 추력을 발생할 수 있어, 심압대(100)와 공작물의 접촉에 의한 반력으로 심압대(100)가 공작물과 멀어지는 방향으로 이동하여 심압대(100)가 공작물의 회전을 효과적으로 지지하지 못해 발생될 수 있는 가공정밀도 저하를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대 이송시스템(101)의 추력발생장치(600)는 유압 실린더장치로 형성될 수 있다.

추력발생장치(600)는 유압에 의해 동작되는 유압 실린더장치일 수 있다. 구체적으로, 추력발생장치(600)는 유압 공급부(800)를 더 포함할 수 있다.

즉, 추력발생장치(600)는 유압 공급부(800)에서 공급되는 유체압력으로 볼스크류 샤프트(200)를 볼스크류 샤프트(200)의 축방향으로 가압시켜 공작물을 가압하는 심압대(100)에 추력을 발생시킬 수 있다.

따라서, 심압대 이송시스템(101)은 심압대(100)가 공작물을 가압하는 추력을 추력발생장치(600)로부터 제공받을 수 있어 이송 모터(500)의 부하를 감소시키며 및 종래의 이송 모터에 요구되었던 고용량의 사양에 비해 소용량의 이송 모터를 이용할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 심압대 이송시스템(101)은 심압대(100)의 이송에 필요한 동력은 이송 모터(500)로부터 얻고, 심압대(100)가 공작물을 공작물의 회전축 방향으로 가압하는 추력 발생에 필요한 동력은 추력발생장치(600)로부터 얻을 수 있다.

또한, 추력발생장치(600)에 의해 볼스크류 샤프트(200)가 볼스크류 샤프트(200)의 축방향으로 가압되면, 볼스크류 샤프트(200)와 결합된 심압대(100)가 볼스크류 샤프트(200)의 축방향으로 함께 이송되며 공작물을 가압할 수 있다.

따라서, 심압대(100)가 볼스크류 샤프트(200)와 함께 볼스크류 샤프트(200)의 축방향으로 이송되며 공작물을 효과적으로 가압할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대 이송시스템(101)은 접촉 검출장치(700)를 더 포함할 수 있다. 또한, 추력발생장치(600)는 피스톤(610)을 포함하며 제1 지지부(300)에 설치될 수 있다.

추력발생장치(600)는 제1 지지부(300)에 설치될 수 있다. 즉, 추력발생장치(600)는 제1 지지부(300)와 이송 모터(500) 사이에 설치되어 볼스크류 샤프트(200)를 유체압력으로 볼스크류 샤프트(200)의 축방향으로 가압시킬 수 있다.

또한, 제1 지지부(300) 내부에는 추력발생장치(600)의 피스톤(610)이 배치될 수 있따. 즉, 제1 지지부(300)는 볼스크류 샤프트(200)의 일단부를 지지하며, 추력발생장치(600)의 피스톤(610)의 유체압력에 의한 이동을 지지한다.

따라서, 추력발생장치(600)가 심압대(100)의 이송시에도 공작기계의 베드에 지지되는 제1 지지부(300)에 설치될 수 있어 피스톤(610)의 작동을 위해 공급되는 유압배관등을 용이하게 설치할 수 있다.

또한, 추력발생장치(600)는 제1 지지부(300)에 설치되어 있어, 심압대(100)의 이송으로부터 제약 없이 설치위치의 자유도를 향상시킬 수 있다.

접촉 검출장치(700)는 제1 지지부(300)에 설치되어 심압대(100)와 공작물의 접촉을 검출한다.

구체적으로, 접촉 검출장치(700)는 심압대(100)와 공작물의 접촉후 공작물을 가압하는 가압력에 의한 반력으로 심압대(100)와 볼스크류 샤프트(200)가 공작물로부터 멀어지는 방향으로 이동되는 것을 검출하여 공작물과 심압대가 접촉되었다고 검출할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 검출장치(700)는 제1 지지부(300)에 형성된 관통홀(710)과, 포지션 핀(720), 그리고 센서(730)를 포함할 수 있다.

관통홀(710)은 피스톤(610)이 설치되는 제1 지지부(300)에 형성될 수 있다. 또한, 관통홀(710)은 포지션 핀(720)의 이동을 안내할 수 있도록 포지션 핀(720)의 직경보다 크게 형성될 수 있다.

구체적으로 관통홀(710)은 포지션 핀(720)의 이동 방향을 따라 일방향으로 긴 장공형으로 형성될 수 있다.

포지션 핀(720)은 피스톤(610)과 제1 지지부(300) 사이에 설치되어 피스톤(610)의 위치를 검출할 수 있도록 안내한다.

즉, 포지션 핀(720)의 일측은 피스톤(610)과 결합되고, 포지션 핀(720)의 타측은 관통홀(710)을 통해 제1 지지부(300)로부터 돌출되어 설치될 수 있다.

센서(730)는 포지션 핀(720)과 접촉되어 심압대(100)와 공작물의 접촉을 검출할 수 있도록 제1 지지부(300)에 설치될 수 있다. 구체적으로, 센서(730)는 포지션 핀(720)이 돌출되는 제1 지지부(300)에 설치될 수 있다.

또한, 센서(730)는 포지션 핀(720) 보다 공작물과 멀게 설치되어 공작물로부터 멀어지는 방향으로 이동되는 볼스크류 샤프트(200)를 검출할 수 있다.

즉, 센서(730)는 제1 지지부(300)의 외측에 설치되며 제1 지지부(300) 내부에 설치된 피스톤(610)과 결합된 포지션 핀(720)에 의해 심압대(100)와 공작물의 접촉 여부를 검출할 수 있다.

구체적으로, 이송 모터(500)는 이송 모터(500)에서 발생되는 회전력을 전달하는 모터 샤프트(510)를 더 포함할 수 있다.

또한, 심압대 이송시스템(101)은 샤프트 커플러(250)와 키(270)를 더 포함할 수 있다.

샤프트 커플러(250)는 모터 샤프트(510)에서 발생되는 회전력이 볼스크류 샤프트(200)에 전달될 수 있도록 제1 지지부(300)에 지지되는 볼스크류 샤프트(200)의 일단부의 외주면과 모터 샤프트(510)의 외주면을 감싸며 설치될 수 있다.

또한, 샤프트 커플러(250) 내부와 볼스크류 샤프트(200) 및 모터 샤프트(510)에는 키홈이 형성될 수 있다.

따라서, 볼스크류 샤프트(200)와 샤프트 커플러(250) 사이, 모터 샤프트(510)와 샤프트 커플러(250) 사이에는 각각의 키(270)가 설치되어 모터 샤프트(510)의 회전을 볼스크류 샤프트(200)에 효과적으로 전달되도록 할 수 있다.

또한, 추력발생장치(600)는 피스톤 베어링(620)을 더 포함할 수 있다.

피스톤 베어링(620)은 샤프트 커플러(250)와 피스톤(610) 사이에 설치되어, 샤프트 커플러(250)의 회전을 지지하며 볼스크류 샤프트(200) 또는 모터 샤프트(510)의 회전시 피스톤(610)에는 회전력이 미치지 못하도록 할 수 있다.

구체적으로, 샤프트 커플러(250) 일측의 외주면은 제1 베어링(310)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 샤프트 커플러(250)의 타측의 외주면은 피스톤 베어링(620)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 즉, 피스톤 베어링(620)은 샤프트 커플러(250)의 회전을 지지하며, 샤프트 커플러(250)와 피스톤(610)의 접촉을 방지할 수 있다.

또한, 피스톤(610)은 샤프트 커플러(250)의 외주면에 삽입되어 설치된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대 이송시스템(101)의 제1 지지부(300)는 제1 베어링(310)을 슬라이딩 가능하게 지지하며, 제2 지지부(400)는 제2 베어링(410)을 슬라이딩 가능하게 지지할 수 있다.

볼스크류 샤프트(200)가 볼스크류 샤프트(200)의 축방향으로 가압되는 경우, 제1 지지부(300)는 제1 베어링(310)을 슬라이딩 가능하게 지지할 수 있다.

구체적으로, 유압 공급부(800)로부터 추력발생장치(600)에 공급되는 유체압력에 의해 피스톤(610)이 가압되면, 제1 베어링(310)은 피스톤(610)에 의해 가압되어 볼스크류 샤프트(200)의 축방향으로 볼스크류 샤프트(200)와 함께 이동될 수 있다.

즉, 제1 지지부(300) 내부에는 제1 베어링(310)을 지지하는 제1 베어링 그루브(301)가 형성될 수 있다. 제1 베어링 그루브(301)의 폭은 제1 베어링(310)의 폭 보다 크게 형성되어 제1 베어링(310)의 슬라이딩 이동을 지지할 수 있다.

따라서, 볼스크류 샤프트(200)가 볼스크류 샤프트(200)의 축방향으로 가압되는 경우, 제1 베어링 그루브(301)의 내주면과 볼스크류 샤프트(200)를 감싸는 샤프트 커플러(250)의 외주면 사이에 설치되는 제1 베어링(310)은 볼스크류 샤프트(200)의 이동방향을 따라 제1 베어링 그루브(301)의 내주면과 접촉되며 슬라이딩될 수 있다.

즉, 제1 베어링(310)은 볼스크류 샤프트(200)의 회전뿐만 아니라 볼스크류 샤프트(200)가 볼스크류 샤프트(200)의 회전축 방향으로 가압되는 경우 볼스크류 샤프트(200)의 슬라이딩 이동을 지지할 수 있다.

구체적으로, 피스톤(610)과 제1 베어링(310) 사이에는 칼라(240)가 결합되어 피스톤(610)과 이격된 제1 베어링(310)의 슬라이딩 이동을 효과적으로 안내할 수 있다.

칼라(240)는 샤프트 커플러(250) 외주면에 복수로 형성될 수 있다.

또한, 제1 지지부(300) 내부에는 피스톤(610)을 지지하는 피스톤 그루브(302)가 형성될 수 있다. 피스톤 그루브(302)의 폭은 피스톤(610)의 폭 보다 크게 형성되어 유압 공급부(800)로부터 공급되는 유체압력에 의해 이동되는 피스톤(610)의 슬라이딩 이동을 지지할 수 있다.

볼스크류 샤프트(200)가 볼스크류 샤프트(200)의 축방향으로 가압되는 경우, 제2 지지부(400)는 제2 베어링(410)을 슬라이딩 가능하게 지지할 수 있다.

구체적으로, 유압 공급부(800)로부터 추력발생장치(600)에 공급되는 유체압력에 의해 피스톤(610)이 가압되면, 제2 베어링(410)은 볼스크류 샤프트(200)의 축방향으로 볼스크류 샤프트(200)와 함께 이동될 수 있다.

즉, 제2 지지부(400) 내부에는 제2 베어링(410)을 지지하는 제2 베어링 그루브(401)가 형성될 수 있다. 제2 베어링 그루브(401)의 폭은 제2 베어링(410)의 폭 보다 크게 형성되어 제2 베어링(410)의 슬라이딩 이동을 지지할 수 있다.

따라서, 볼스크류 샤프트(200)의 회전과 슬라이딩 이동을 지지하는 제1 베어링과 제2 베어링(410)은 제1 베어링(310)에 형성된 제1 베어링 그루브(301)와 제2 베어링 그루브(401)에 의해 효과적으로 지지되어 슬라이딩될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대 이송시스템(101)은 제어부(900)를 더 포함할 수 있다.

제어부(900)는 이송 모터(500) 및 추력발생장치(600)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(900)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 접촉 검출장치(700)에서 검출되는 정보에 따라 심압대(100)와 공작물의 접촉을 판단하여 유압 공급부(800)를 제어하여 추력발생장치(600)를 구동시킬 수 있다.

유압 공급부(800)는 제1 지지부(300)에 형성되는 출입홀(630)과, 펌프(810)와, 탱크(820)와, 개폐밸브(830), 그리고 압력 제어밸브(850)를 포함할 수 있다.

출입홀(630)은 제1 지지부(300)에 형성되어 피스톤(610)을 동작 시키는 유체의 출입을 안내할 수 있다.

펌프(810)는 제1 지지부(300)의 출입홀(630)로 유체가 유입되도록 동력을 제공할 수 있다.

탱크(820)는 유압 공급부(800)로 출입되는 유체를 저유한다.

개폐밸브(830)는 유체가 출입홀(630)로 출입될 수 있도록 유체유입을 개폐할 수 있다.

압력 제어밸브(850)는 기설정값에 의해 출입홀(630)로 출입되는 유체압력을 제어할 수 있다.

제어부(900)는 접촉 검출장치(700)에서 검출된 정보로부터 심압대(100)와 공작물이 접촉했다고 판단하면, 이송 모터(500)를 정지시킨다. 즉, 이송 모터(500)는 내부에 설치된 브레이크를 동작시켜 심압대(100)가 이송된 현재의 위치를 유지하도록 할 수 있다.

또한, 제어부(900)는 이송 모터(500)를 정지시킨 후, 출입홀(630)로 유체를 공급하는개폐밸브(830)를 개방시고, 펌프(810) 동작에 의해 출입홀(630)로 유입된 유체로 피스톤(610)을 가압시킬 수 있다.

이때, 제어부(900)는 압력 제어밸브(850)에 의해 출입홀(630)로 공급되는 유체압력을 조절하여 공작물의 가공상태에 따라 다르게 요구되는 추력을 제어할 수 있다.

즉, 제어부(900)는 가공시 동일한 힘으로 심압대(100)가 공작물의 회전축 방향으로 공작물을 가압하여 발생할 수 있는 공작물의 굽힘 변형에 따른 가공정밀도 저하를 압력 제어밸브(850)로 피스톤(610)을 구동시키는 유체압력을 제어할 수 있어 효과적으로 심압대 이송시스템(101)을 제어할 수 있다.

또한, 압력 제어밸브(850)에 세팅된 압력값은 기설정된 값일 수 있다. 즉, 가공공정에 따라 추력발생 설정값의 범위가 입력되어있어, 제어부(900)는 이러한 설정값을 유지하기 위해 유체압력을 제어할 수 있다.

이하, 도 1 내지 도4 를 참조하여 심압대 이송시스템(101)의 제어방법을 설명한다.

제어부(900)는 척(10)에 파지된 공작물(20)의 회전을 지지하기 위해 이송 모터(500)를 동작시켜 심압대(100)가 공작물(20)과 인접해 지는 방향으로 이송시킨다(S100).

심압대(100)의 이송에 의해 심압대(100)와 공작물(20)이 접촉된다(S110).

심압대(100)와 공작물(20)이 접촉되면, 심압대(100)는 공작물(20)을 가압하는 반력에 의해 볼스크류 샤프트(200)와 함께 공작물(20)과 멀어지는 방향으로 이동된다(S120).

이때, 접촉 검출장치(700)는 볼스크류 샤프트(200)가 공작물(20)과 멀어지는 방향으로 이동됨에 따라 피스톤(610)에 결합된 포지션 핀(720)이 센서(730)와 접촉되어 공작물(20)과 심압대(100)의 접촉을 검출한다. 또한, 제어부(900)는 접촉 검출장치(700)에 의해 검출된 정보에 따라 공작물(20)과 심압대(100)의 접촉을 판단한다(S130).

제어부(900)는 접촉 검출장치(700)에 의해 공작물(20)과 심압대(100)의 접촉이 검출되지 않는 경우 공작물(20)을 가압하는 반력에 의해 심압대(100)와 볼스크류 샤프트(200)는 공작물(20)과 멀어지는 방향으로 이동된다(S120).

또한, 제어부(900)가 공작물(20)과 심압대(100)의 접촉을 판단한 경우, 이송 모터(500)는 제어부(900)에 의해 정지된다(S140).

또한, 제어부(900)는 이송 모터(500)의 정지 후, 현재의 심압대(100)의 이송 위치를 유지할 수 있도록 이송 모터(500) 내부에 설치된 브레이크를 동작시킨다(S150).

제어부(900)는 유압 공급부(800)의 유체 공급 라인 상에 위치하는 개폐밸브(830)를 개방시킨다(S160).

제어부(900)에 의해 개폐밸브(830)가 개방되면, 추력발생장치(600)는 펌프(810)로부터 출입홀(630)로 유체를 공급시켜 피스톤(610)을 가압하여 공작물(20)과 인접해 지는 방향으로 심압대(100)가 이동될 수 있도록 볼스크류 샤프트(200)를 볼스크류 샤프트(200)의 축방향으로 가압하는 추력을 발생시킨다(S170).

추력에 의해 심압대(100)와, 제1 베어링(310), 그리고 제2 베어링(410)은 공작물(20)과 인접해 지는 방향으로 이동되는 볼스크류 샤프트(200)의 이동방향으로 함께 슬라이딩 이동된다.

공작물(20)의 가공시 공작물(20)의 흔들림을 방지하기 위해 심압대(100)가 공작물(20)을 가압하기 위해 필요한 힘과 현재 발생되는 추력을 비교하여 추력의 크기 조절이 필요한지 판단한다(S180).

현재 추력발생장치(600)에서 발생되는 추력에 의해 심압대(100)가 공작물(20)을 필요이상으로 가압시킨다고 판단되면, 제어부(900)는 공작물(20)의 가공정밀도 향상을 위해 압력 제어밸브(850)를 조정하여 유압 공급부(800)에서 제공되는 유체압력이 감소되도록 제어한다(S185).

또한, 현재 추력발생장치(600)에서 발생되는 추력으로 심압대(100)가 공작물(20)을 가압할 수 없어 공작물(20)을 효과적으로 지지할 수 없다고 판단되면, 제어부(900)는 공작물(20)의 가공정밀도 향상을 위해 압력 제어밸브(850)를 조정하여 유압 공급부(800)에서 제공되는 유체압력이 증가되도록 제어한다(S185).

또한, 현재 추력발생장치(600)에서 발생되는 추력에 의해 심압대(100)가 공작물(20)을 효과적으로 지지할 수 있다고 판단되면, 제어부(900)는 현재의 유체압력을 유지한다.

공작물의 가공이 완료되면, 피스톤(610)을 가압하던 유체는 탱크(820)로 드레인된다.

또한, 제어부(900)는 이송 모터(500)의 브레이크를 해제시키고 이송 모터(500)를 재동작 시켜 심압대(100)를 공작물(20)과 멀어지는 방향으로 이송시킨다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 심압대 이송시스템(101)은 공작물의 회전을 효과적으로 지지할 수 있다.

즉, 심압대 이송시스템(101)은 유체압력으로 발생되는 추력으로 심압대(100)가 공작물을 가압하고, 이송 모터(500)를 동작시켜 심압대(100)를 이송시킬 수 있어 종래에 비해 소용량의 이송 모터(500)를 이용하여도 효과적으로 공작물의 회전을 지지할 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: 척 20: 공작물
101: 심압대 이송시스템 100: 심압대
200: 볼스크류 샤프트 240: 칼라
250: 샤프트 커플러 270: 키
300: 제1 지지부 301: 제1 베어링 그루브
302: 피스톤 그루브 310: 제1 베어링
400: 제2 지지부 401: 제2 베어링 그루브
410: 제2 베어링 500: 이송 모터
510: 모터 샤프트 600: 추력발생장치
610: 피스톤 620: 피스톤 베어링
630: 출입홀 700: 접촉 검출장치
710: 관통홀 720: 포지션 핀
730: 센서 800: 유압 공급부
810: 펌프 820: 탱크
830: 개폐밸브 850: 압력 제어밸브
900: 제어부

Claims

공작물의 회전축 방향으로 공작물을 가압하는 심압대(100)를 이송시키는 심압대 시스템에 있어서,
상기 심압대(100)와 결합되는 볼스크류 샤프트(200);
제1 베어링(310)을 가지고 상기 볼스크류 샤프트(200)의 일단부를 지지하는 제1 지지부(300);
제2 베어링(410)을 가지고 상기 볼스크류 샤프트(200)의 타단부를 지지하는 제2 지지부(400);
상기 볼스크류 샤프트(200)의 일단부와 동축상에 배치된 모터 샤프트(510)를 포함하며, 상기 제1 지지부(300)와 결합되어 상기 볼스크류 샤프트(200)를 회전시키는 구동력을 제공하는 이송 모터(500);
내부에 상기 모터 샤프트(510) 및 상기 모터 샤프트(510)와 연결되는 상기 볼스크류 샤프트(200)의 일단부가 배치되며, 상기 모터 샤프트(510)의 회전력을 상기 볼스크류 샤프트(200)에 전달하는 샤프트 커플러(250);
상기 모터 샤프트(510)와 상기 볼스크류 샤프트(200) 그리고 상기 샤프트 커블러(250) 사이에 배치된 키(270);
상기 제1 지지부(300)에 형성되어 유체를 출입시킬 수 있는 출입홀(630); 및
상기 출입홀(630)로부터 유입된 유체에 의해 이동 가능한 피스톤(610)과 상기 출입홀(630)로 유체를 공급하는 유압 공급부(800)를 포함하며, 상기 볼스크류 샤프트(200)를 상기 볼스크류 샤프트(200)의 축방향으로 가압하여 상기 심압대(100)에 상기 공작물 방향으로 추력을 제공하는 추력발생장치(600)
를 포함하는 심압대 이송시스템.
제1항에서,
상기 제1 지지부(300)에 설치되어 상기 심압대(100)와 상기 공작물의 접촉을 검출하는 접촉 검출장치(700)를 더 포함하는 심압대 이송시스템.
제2항에서,
상기 접촉 검출장치(700)는,
상기 제1 지지부(300)에 형성된 관통홀(710);
상기 피스톤(610)과 결합되며 상기 관통홀(710)을 통해 상기 제1 지지부(300)로부터 돌출된 포지션 핀(720); 및
상기 제1 지지부(300)에 설치되며 상기 포지션 핀(720)과의 접촉에 의해 상기 심압대(100)와 상기 공작물의 접촉을 검출하는 센서(730)
를 포함하는 심압대 이송시스템.
제1항에서,
상기 볼스크류 샤프트(200)가 상기 볼스크류 샤프트(200)의 축방향으로 가압되는 경우,
상기 제1 지지부(300)는 상기 제1 베어링(310)을 슬라이딩 가능하게 지지하고,
상기 제2 지지부(400)는 상기 제2 베어링(410)을 슬라이딩 가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 심압대 이송시스템.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
상기 심압대(100)의 이송을 제어하는 제어부(900)를 더 포함하며,
상기 제어부(900)는 상기 접촉 검출장치(700)에서 검출된 정보에 따라 상기 심압대(100)와 상기 공작물의 접촉을 판단하면 상기 이송 모터(500)를 정지시키고 상기 추력발생장치(600)로 공급되는 유체압력을 제어하여 상기 공작물 방향으로 제공되는 추력을 제어하는 특징으로 하는 심압대 이송시스템.