KR102205722B1 - Spindle assembly and machining center comprising the same - Google Patents

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KR102205722B1
KR102205722B1 KR1020190145711A KR20190145711A KR102205722B1 KR 102205722 B1 KR102205722 B1 KR 102205722B1 KR 1020190145711 A KR1020190145711 A KR 1020190145711A KR 20190145711 A KR20190145711 A KR 20190145711A KR 102205722 B1 KR102205722 B1 KR 102205722B1
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이석우
김태곤
김효영
남정수
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한국생산기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a spindle assembly, and a machining center having the same. More specifically, the present invention relates to the machining center having a spindle assembly, and the spindle assembly where a tool holder can be easily attached and detached by applying thermal energy or vibration energy to a boundary area between the tool holder and a spindle during replacement of a tool.

Description

극저온 냉각 공구 홀더 탈착을 위한 스핀들 조립체 및 이를 포함하는 머시닝 센터{Spindle assembly and machining center comprising the same}Spindle assembly and machining center comprising the same for attaching and detaching a cryogenic cooling tool holder {Spindle assembly and machining center comprising the same}

본 발명은 스핀들 조립체 및 이를 포함하는 머시닝 센터에 관한 것으로, 특히, 극저온 냉각 공구 홀더 탈착을 위한 스핀들 조립체 및 이를 포함하는 머시닝 센터에 관한 것이다.The present invention relates to a spindle assembly and a machining center including the same, and more particularly, to a spindle assembly for detaching and removing a cryogenic cooling tool holder and a machining center including the same.

일반적으로 극저온 가공에 액화질소(LN2)가 냉매로 사용되고 있다. 이러한 극저온 냉매의 공급방식으로는 스핀들 외부에서 공급하는 방식과, 스핀들 내부를 관통하는 방식이 사용되고 있다. In general, liquid nitrogen (LN2) is used as a refrigerant for cryogenic processing. As the supply method of the cryogenic refrigerant, a method of supplying from the outside of the spindle and a method of passing through the inside of the spindle are used.

특히, 스핀들 내부를 극저온 냉매가 관통하는 경우, 스핀들 내부에 드로우바를 이용하여 냉매 채널로 사용된다. 이때, 액화질소와 같은 극저온 냉매가 사용되면, 스핀들에 장착된 공구홀더 및 스핀들 사이 경계영역에 동결이 발생하게 된다.In particular, when a cryogenic refrigerant passes through the spindle, it is used as a refrigerant channel by using a drawbar inside the spindle. At this time, when a cryogenic coolant such as liquid nitrogen is used, freezing occurs in a boundary region between the tool holder mounted on the spindle and the spindle.

한편, 대상물 가공 시, 복수 개의 공구가 가공 공정 별로 교체되어 사용되는데, 공구홀더 및 스핀들 사이 경계영역에 동결이 발생하게 될 경우, 공구 교체가 원활히 이루어지지 않고, 이에 따라 전체 가공 시간이 증가하는 문제가 발생한다.On the other hand, when processing an object, a plurality of tools are replaced and used for each processing process, but when freezing occurs in the boundary area between the tool holder and the spindle, the tool cannot be replaced smoothly, thereby increasing the overall processing time. Occurs.

본 발명은, 극저온 가공 시, 공구 홀더의 탈착이 용이한 스핀들 조립체 및 이를 포함하는 머시닝 센터를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a spindle assembly in which the tool holder can be easily detached and detached during cryogenic processing, and a machining center including the same.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 공구에 회전력을 전달하도록 마련되며, 공구가 장착된 공구 홀더가 분리 가능하게 장착되는 공구 그립부를 갖는 스핀들, 스핀들 내부에 배치된 중공의 외측 드로우 바, 외측 드로우 바 내부에 위치하며, 극저온 냉매가 유동하기 위한 냉매 통로를 갖는 내측 드로우 바 및 스핀들 내부에 위치되며, 공구 홀더 및 스핀들 사이 경계 영역 측으로 열 에너지 및 진동 에너지 중 하나 이상을 인가하도록 마련된 하나 이상의 에너지 소스를 포함하는 스핀들 조립체가 제공된다.In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, a spindle having a tool grip part provided to transmit a rotational force to a tool and to which a tool holder is mounted detachably, a hollow disposed inside the spindle The outer draw bar of the, the outer draw bar is located inside, the inner draw bar having a refrigerant passage for the cryogenic coolant to flow and is located inside the spindle, at least one of thermal energy and vibration energy toward the boundary area between the tool holder and the spindle. A spindle assembly is provided that includes one or more energy sources arranged to apply.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 공구에 회전력을 전달하도록 마련되며, 공구가 장착되는 공구 홀더가 분리 가능하게 장착되는 공구 그립부를 갖는 스핀들, 스핀들 내부에 배치된 중공의 외측 드로우바, 외측 드로우바 내부에 위치하며, 극저온 냉매가 유동하기 위한 냉매 통로를 갖는 내측 드로우바, 스핀들 내부에 배치되며, 공구 홀더 및 스핀들 사이 경계 영역 측으로 열 에너지 및 진동 에너지 중 하나 이상을 인가하도록 마련된 하나 이상의 에너지 소스 및 에너지 소스 및 스핀들을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 스핀들 조립체가 제공된다.In addition, according to another aspect of the present invention, the spindle is provided to transmit the rotational force to the tool, the tool holder on which the tool is mounted is detachably mounted a spindle having a tool grip, a hollow outer drawbar disposed inside the spindle, the outer side An inner drawbar located inside the drawbar and having a refrigerant passage through which cryogenic refrigerant flows, disposed inside the spindle, at least one energy provided to apply at least one of thermal energy and vibration energy toward the boundary area between the tool holder and the spindle A spindle assembly is provided that includes a source and an energy source and a control for controlling the spindle.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 스핀들 조립체, 스핀들의 공구 홀더를 교체하기 위하여, 공구 홀더를 삽입 및 분리되도록 마련된 복수 개의 그립부 및 각각의 그립부를 이동시키기 위한 구동부를 포함하는 공구 교체부 및 스핀들 조립체 및 공구 교체부를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 머시닝 센터가 제공된다.In addition, according to another aspect of the present invention, in order to replace the spindle assembly and the tool holder of the spindle, a tool replacement unit including a plurality of grip units provided to insert and separate the tool holder, and a driving unit for moving each grip unit And a control unit for controlling the spindle assembly and the tool change unit.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 스핀들 조립체 및 이를 포함하는 머시닝 센터에 따르면, 공구 교체 시, 공구 홀더 및 스핀들 사이의 경계영역에 열 에너지 또는 진동 에너지를 가함으로써, 공구 홀더의 탈착이 용이한 작용효과를 갖는다.As described above, according to the spindle assembly and the machining center including the same according to at least one embodiment of the present invention, by applying thermal energy or vibration energy to the boundary region between the tool holder and the spindle when the tool is replaced, the tool holder It has the effect of easy desorption.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 스핀들 조립체의 개략도이다.
도 2는 스핀들 조립체의 요부 단면을 나타내는 개략도이다.
도 3은 스핀들과 공구 조립체가 결합된 상태의 요부 단면을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 머시닝 센터를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram of a spindle assembly related to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing a cross section of a main part of the spindle assembly.
3 is a schematic view showing a cross section of a main portion in a state in which the spindle and the tool assembly are coupled.
4 is a schematic diagram showing a machining center related to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 조립체 및 이를 포함하는 머시닝 센터를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a spindle assembly and a machining center including the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, regardless of the reference numerals, the same or corresponding components are given the same or similar reference numbers, and duplicate descriptions thereof will be omitted, and the size and shape of each component member shown for convenience of explanation are exaggerated or reduced. Can be.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 스핀들 조립체(20)의 개략도이고, 도 2는 스핀들 조립체(20)의 요부 단면을 나타내는 개략도이며, 도 3은 스핀들(20)과 공구 조립체(30)가 결합된 상태의 요부 단면을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram of a spindle assembly 20 related to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic view showing a cross section of a main part of the spindle assembly 20, and FIG. 3 is a spindle 20 and a tool assembly 30 It is a schematic diagram showing the cross section of the main part in the combined state.

또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 머시닝 센터(10)를 나타내는 개략도이다.In addition, Figure 4 is a schematic diagram showing a machining center 10 related to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예와 관련된 머시닝 센터(10)는 스핀들 조립체(20), 및 공구 교체부(70)를 포함한다.The machining center 10 related to an embodiment of the present invention includes a spindle assembly 20 and a tool replacement part 70.

상기 스핀들 조립체(20)에는 가공대상물을 가공하기 위한 공구(31, 예를 들어, 절삭공구)가 미리 장착된 공구 홀더(32)가 장착된다. 본 문서에서, 공구(31)가 장착된 공구 홀더(32)를 공구 조립체(30)로 지칭한다. 또한, 공구 교체 시, 공구 조립체(30)가 스핀들(23)로부터 분리되어, 새로운 공구가 장착된 공구 조립체로 교체된다. 즉, 본 문서에서, 공구 교체는 공구 조립체(30)의 교체를 의미한다.The spindle assembly 20 is equipped with a tool holder 32 in which a tool 31 (eg, a cutting tool) for processing an object to be processed is pre-mounted. In this document, the tool holder 32 on which the tool 31 is mounted is referred to as a tool assembly 30. In addition, when changing the tool, the tool assembly 30 is separated from the spindle 23 and replaced with a tool assembly equipped with a new tool. That is, in this document, tool replacement refers to replacement of the tool assembly 30.

또한, 스핀들 조립체(20)는 극저온 냉매(예를 들어 액화질소)가 공급되는 냉매 공급부와 연결되며, 극저온 냉매는 스핀들 조립체(20) 내부를 관통하여 공구 측으로 전달된다. 상기 스핀들 조립체(20)는 공구(31)가 회전축(C, '중심축'이라고도 함)을 중심으로 회전할 수 있도록 회전력을 주도록 마련된다. In addition, the spindle assembly 20 is connected to a refrigerant supply unit to which a cryogenic refrigerant (eg, liquid nitrogen) is supplied, and the cryogenic refrigerant passes through the spindle assembly 20 and is transmitted to the tool side. The spindle assembly 20 is provided to give a rotational force so that the tool 31 can rotate about a rotation axis (C, also referred to as a'center axis').

상기 스핀들 조립체(20)는 스핀들(23), 외측 드로우바(22), 내측 드로우바(21) 및 에너지 소스(60)를 포함한다.The spindle assembly 20 includes a spindle 23, an outer drawbar 22, an inner drawbar 21 and an energy source 60.

상기 스핀들(23)은 구동부(40)(예를 들어, 스핀들 모터)('제1 구동부'라고도 함)와 연결되어, 스핀들 모터의 회전에 따라 함께 회전하며, 회전력을 공구 조립체(30)에 전달한다. 상기 스핀들(23)은, 공구(31)에 회전력을 전달하도록 마련되며, 공구(31)가 장착된 공구 홀더(32)가 분리 가능하게 장착되는 공구 그립부(25)를 갖는다. 상기 공구 그립부(25)는 공구 홀더(32)의 장착부(32a)를 선택적으로 고정시키도록 마련된다. 즉, 공구 그립부(25)는 공구 홀더(32)의 장착부(32a)를 고정시키거나, 공구 홀더의 장착부(32a)에 대한 고정을 해제할 수 있도록 마련된다.The spindle 23 is connected to the driving unit 40 (for example, a spindle motor) (also referred to as a'first driving unit'), rotates together with the rotation of the spindle motor, and transmits the rotational force to the tool assembly 30 do. The spindle 23 is provided to transmit a rotational force to the tool 31, and has a tool grip part 25 to which the tool holder 32 on which the tool 31 is mounted is detachably mounted. The tool grip part 25 is provided to selectively fix the mounting part 32a of the tool holder 32. That is, the tool grip portion 25 is provided to fix the mounting portion 32a of the tool holder 32 or to release the fixing of the tool holder to the mounting portion 32a.

스핀들 조립체(20)는 스핀들(23) 내부에 배치된 중공의 외측 드로우바(22), 및 외측 드로우바(22) 내부에 위치하며, 극저온 냉매가 유동하기 위한 냉매 통로(S1)를 갖는 내측 드로우 바(21)를 포함한다.The spindle assembly 20 is a hollow outer drawbar 22 disposed inside the spindle 23, and an inner drawbar 22 disposed inside the outer drawbar 22 and having a refrigerant passage S1 for flowing a cryogenic coolant. Includes a bar (21).

상기 스핀들(23)은 내부에 2중관 형태의 드로우바(21, 22)가 배치될 수 있도록 중심축(C) 방향을 따라 드로우바 삽입공간을 갖는다. 이때, 내측 드로우바(21) 및 외측 드로우바(22)는, 스핀들(23) 내부에 배치될 때, 동일한 중심축을 공유하도록 배열된다.The spindle 23 has a drawbar insertion space along the central axis (C) direction so that the drawbars 21 and 22 in the form of a double pipe can be disposed therein. At this time, the inner drawbar 21 and the outer drawbar 22, when disposed inside the spindle 23, are arranged to share the same central axis.

또한, 외측 드로우바(22) 내부에 내측 드로우바(21)가 배치될 때, 외측 및 내측 드로우바(22, 21) 사이에 소정 공간(S2)이 형성되도록, 외측 드로우바(22) 내부에 내측 드로우바(21)가 위치한다. 즉, 내측 드로우바(21) 및 외측 드로우바(22)는 동심 상에 배열되며, 외측 드로우바(22)의 내경이 내측 드로우바(21)의 외경 보다 크게 설정된다. In addition, when the inner drawbar 21 is disposed inside the outer drawbar 22, a predetermined space (S2) is formed between the outer and inner drawbars 22 and 21, so that the inside of the outer drawbar 22 The inner drawbar 21 is located. That is, the inner drawbar 21 and the outer drawbar 22 are arranged concentrically, and the inner diameter of the outer drawbar 22 is set larger than the outer diameter of the inner drawbar 21.

또한, 상기 공간(S2)은 진공 상태로 유지되거나, 외부에서 공기가 공급되거나, 또는, 외부 공간과 격리된 상태로 유지될 수 있다.In addition, the space S2 may be maintained in a vacuum state, air may be supplied from the outside, or may be maintained in a state isolated from the external space.

도 3에는 도시되어 있지 않으나, 도 2에 도시된 드로우바(21, 22)는 공구 그립부(25)를 통과하여, 공구 홀더(32) 내부로 극저온 냉매가 공급되도록 연장 형성된다.Although not shown in FIG. 3, the drawbars 21 and 22 shown in FIG. 2 extend through the tool grip portion 25 to supply cryogenic coolant into the tool holder 32.

또한, 스핀들 조립체(20)는 스핀들(23) 내부에 위치되며, 공구 홀더(32) 및 스핀들(23) 사이 경계 영역(B) 측으로 열 에너지 및 진동 에너지 중 하나 이상을 인가하도록 마련된 하나 이상의 에너지 소스(60)를 포함한다.In addition, the spindle assembly 20 is located inside the spindle 23, one or more energy sources provided to apply one or more of thermal energy and vibration energy to the boundary area (B) side between the tool holder 32 and the spindle 23 It includes (60).

상기 에너지 소스(60)는 스핀들(23) 내부에 배치되어, 작동 시, 공구 홀더(32) 및 스핀들(23) 사이 경계 영역(B)까지 에너지가 전달되도록 마련된다. 특히, 에너지 소스(60)는 공구 홀더(32)의 외주 및 스핀들(23)의 외주 사이의 경계 지점(M)을 포함하는 영역까지 에너지가 전달되도록 마련될 수 있다. 또한, 본 문서에서, 공구 홀더(32) 및 스핀들(23) 사이 경계 영역(B)은 공구 홀더(32)의 외주 및 스핀들(23)의 외주 사이의 경계 지점(M)을 포함할 수 있다. The energy source 60 is disposed inside the spindle 23 and is provided to transfer energy to the boundary region B between the tool holder 32 and the spindle 23 when operating. In particular, the energy source 60 may be provided to transmit energy to a region including the boundary point M between the outer periphery of the tool holder 32 and the outer periphery of the spindle 23. Further, in this document, the boundary area B between the tool holder 32 and the spindle 23 may include a boundary point M between the outer circumference of the tool holder 32 and the outer circumference of the spindle 23.

에너지 소스(60)는 하나 이상의 히터를 포함할 수 있다. 상기 에너지 소스(60)가 히터일 경우, 공구 홀더(32)의 외주 및 스핀들(23)의 외주 사이의 경계 지점(M)을 포함하는 영역까지 열 에너지가 전달되도록 히터의 위치, 작동 시간, 발열량 등이 결정될 수 있다.Energy source 60 may include one or more heaters. When the energy source 60 is a heater, the location of the heater, the operating time, and the amount of heat generated so that heat energy is transferred to the region including the boundary point M between the outer periphery of the tool holder 32 and the outer periphery of the spindle 23 Etc. can be determined.

또한, 에너지 소스(60)는 하나 이상의 진동자를 포함할 수 있다. 상기 에너지 소스(60)가 진동자일 경우, 공구 홀더(32)의 외주 및 스핀들(23)의 외주 사이의 경계 지점(M)을 포함하는 영역까지 진동 에너지가 전달되도록 진동자의 위치, 개수, 출력 등이 결정될 수 있다.Also, the energy source 60 may include one or more vibrators. When the energy source 60 is a vibrator, the position, number, output, etc. of the vibrators are transmitted to the region including the boundary point M between the outer periphery of the tool holder 32 and the outer periphery of the spindle 23. Can be determined.

또한, 에너지 소스(60)는 스핀들(23)의 중심축(C)을 기준으로 둘레방향(R, '회전방향'이라고도 함)을 따라 공구 홀더(32) 및 스핀들(23) 사이 경계 영역(B)의 복수 지점에 에너지가 전달되도록 마련될 수 있다. In addition, the energy source 60 is a boundary region B between the tool holder 32 and the spindle 23 along the circumferential direction (R, also referred to as'rotation direction') with respect to the central axis C of the spindle 23. ) May be provided to transmit energy to a plurality of points.

예를 들어, 스핀들(23)의 중심축(C)을 기준으로 둘레방향(R, '회전방향'이라고도 함)을 따라 스핀들(23) 내부에 복수 개의 히터가 배열될 수도 있고, 스핀들(23)의 중심축(C)을 기준으로 둘레방향(R, '회전방향'이라고도 함)을 따라 스핀들(23) 내부에 복수 개의 진동자가 배열될 수 있다.For example, a plurality of heaters may be arranged inside the spindle 23 along the circumferential direction (R, also referred to as'rotation direction') based on the central axis C of the spindle 23, or the spindle 23 A plurality of vibrators may be arranged inside the spindle 23 along the circumferential direction (R, also referred to as'rotation direction') with respect to the central axis C of.

상기 에너지 소스(60)는 머시닝 센터(10)에 마련된 전원 공급부를 통해 전원을 공급받도록 마련될 수도 있다. The energy source 60 may be provided to receive power through a power supply unit provided in the machining center 10.

또한, 스핀들 조립체(20)는 에너지 소스(60) 및 스핀들(23)을 제어하기 위한 제어부(50)를 포함한다. 제어부(50)는 에너지 소스(60)의 온/오프를 제어하고, 구동부(40)를 제어함에 따라 스핀들(23)의 회전을 제어할 수 있다.In addition, the spindle assembly 20 includes an energy source 60 and a control unit 50 for controlling the spindle 23. The controller 50 may control on/off of the energy source 60 and control the rotation of the spindle 23 by controlling the driving unit 40.

본 발명에서, 에너지 소스(60)는, 공구 조립체(30) 교체 시에 작동하도록 마련된다. 즉, 스핀들(23) 내부로 극저온 냉매가 유동하면서 공구(31)로 대상물을 가공 시, 공구 홀더(32)의 외주 및 스핀들(23)의 외주 사이의 경계 지점(M)을 포함하는 영역에 동결이 발생하게 되며, 공구 교체 시, 에너지 소스가 작동함에 따라, 해당 경계영역(B)으로 열 에너지 또는 진동 에너지를 인가함으로써, 동결된 상태를 해제시키는 기능을 수행한다.In the present invention, the energy source 60 is provided to operate upon replacement of the tool assembly 30. That is, when an object is processed with the tool 31 while the cryogenic refrigerant flows into the spindle 23, it is frozen in the region including the boundary point M between the outer periphery of the tool holder 32 and the outer periphery of the spindle 23. When the tool is replaced, as the energy source operates, heat energy or vibration energy is applied to the boundary region B, thereby releasing the frozen state.

따라서, 공구(31) 교체 시, 즉, 스핀들(23)의 회전이 정지된 상태에서, 제어부(50)는 에너지 소스(60)를 작동시키도록 마련된다. Accordingly, when the tool 31 is replaced, that is, in a state in which the rotation of the spindle 23 is stopped, the control unit 50 is provided to operate the energy source 60.

또한, 제어부(50)는 스핀들(23) 내부에 극저온 냉매 유동이 정지된 상태에서, 에너지 소스(60)를 작동시키도록 마련된다.In addition, the control unit 50 is provided to operate the energy source 60 in a state in which the cryogenic refrigerant flow is stopped in the spindle 23.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 관련된 머시닝 센터(10)는 전술한 스핀들 조립체(20), 공구 교체부(70) 및 제어부(50)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the machining center 10 according to an embodiment of the present invention includes the above-described spindle assembly 20, a tool replacement unit 70, and a control unit 50.

공구 교체부(70)는 스핀들(23)의 공구 홀더(32)를 교체하기 위하여, 공구 홀더(32)가 삽입 및 분리되도록 마련된 복수 개의 그립부(71, 72) 및 각각의 그립부를 이동시키기 위한 구동부(80, '제2 구동부'하고도 함)를 포함한다. In order to replace the tool holder 32 of the spindle 23, the tool replacement part 70 includes a plurality of grip parts 71 and 72 provided to insert and separate the tool holder 32, and a driving part for moving each grip part. (80, also referred to as the'second driving unit').

또한, 제어부(50)는 스핀들 조립체(20) 및 공구 교체부(70)를 제어하도록 마련된다.Further, the control unit 50 is provided to control the spindle assembly 20 and the tool replacement unit 70.

머시닝 센터(10)에서 스핀들 조립체(20) 및 공구 교체부(70) 중 적어도 하나는 이동 가능하게 마련될 수 있다. 예를 들어, 스핀들 조립체(20)는 공구 교체부(70)를 향하여 이동(승강) 가능하게 마련될 수도 있고, 공구 교체부(70)는 스핀들 조립체(20)를 향하여 이동(승강) 가능하게 마련될 수도 있다. At least one of the spindle assembly 20 and the tool replacement unit 70 in the machining center 10 may be provided to be movable. For example, the spindle assembly 20 may be provided to be movable (lift) toward the tool replacement unit 70, and the tool replacement unit 70 is provided to be movable (lift) toward the spindle assembly 20 It could be.

또한, 공구 교체부(70)는 제1 및 제2 그립부, 즉, 적어도 2개의 그립부(71, 72)를 가질 수 있다. 이때, 제1 그립부(72)에는 교체될 공구 조립체가 안착되어 있을 수 있고, 제2 그립부(71)는 스핀들 조립체(20)에 장착된 공구 조립체(30)를 안착시키기 위해 마련될 수 있다.In addition, the tool replacement part 70 may have first and second grip parts, that is, at least two grip parts 71 and 72. In this case, a tool assembly to be replaced may be seated on the first grip portion 72, and the second grip portion 71 may be provided to seat the tool assembly 30 mounted on the spindle assembly 20.

이때, 공구 교체를 위하여, 스핀들 조립체(20)의 회전이 정지되면, 제어부(50)는 공구 교체부(70) 및 스핀들 조립체(20) 중 적어도 하나를 이동시켜, 스핀들 조립체(20) 및 공구 교체부(70)의 그립부 사이 간격(d)을 조절할 수 있다. 이때, 제어부(50)는 공구 교체에 대응하여, 에너지 소스(60)를 작동시킬 수 있다.At this time, for tool replacement, when rotation of the spindle assembly 20 is stopped, the control unit 50 moves at least one of the tool replacement unit 70 and the spindle assembly 20 to replace the spindle assembly 20 and the tool. The interval d between the grip portions of the portion 70 can be adjusted. At this time, the control unit 50 may operate the energy source 60 in response to a tool change.

일 실시태양으로, 제어부(50)는, 공구 홀더 교체를 위하여, 공구 교체부의 그립부 및 스핀들 조립체 중 적어도 하나가 이동될 때, 에너지 소스(60)를 작동시키도록 마련될 수 있다. In one embodiment, the control unit 50 may be provided to operate the energy source 60 when at least one of the grip part and the spindle assembly of the tool change part is moved to replace the tool holder.

또한, 제어부(50)는, 공구 교체부(70)의 그립부에 스핀들 조립체(20)의 공구 홀더(32)가 접촉될 때, 에너지 소스(60)를 작동시키도록 마련될 수 있다. In addition, the control unit 50 may be provided to operate the energy source 60 when the tool holder 32 of the spindle assembly 20 contacts the grip portion of the tool replacement unit 70.

또한, 제어부(50)는 스핀들 조립체(20) 및 공구 교체부(70)의 그립부 사이 간격(d)이 소정 값 이하일 때 에너지 소스(60)를 작동시키도록 마련될 수 있다. In addition, the control unit 50 may be provided to operate the energy source 60 when the distance d between the spindle assembly 20 and the grip part of the tool replacement part 70 is less than or equal to a predetermined value.

또한, 제어부(50)는 스핀들(23)의 회전이 정지된 상태에서, 제어부(50)는 에너지 소스(60)를 작동시키도록 마련된다. In addition, the control unit 50 is provided to operate the energy source 60 while the rotation of the spindle 23 is stopped.

또한, 제어부(50)는 스핀들(23) 내부에 극저온 냉매 유동이 정지된 상태에서, 에너지 소스(60)를 작동시키도록 마련된다.In addition, the control unit 50 is provided to operate the energy source 60 in a state in which the cryogenic refrigerant flow is stopped in the spindle 23.

또한, 머시닝 센터(10)는 공구 홀더(32) 및 스핀들(23) 사이 경계 영역의 냉동 상태를 감지하기 위한 측정부(도시되지 않음)를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 측정부는 온도 센서를 포함할 수 있다. In addition, the machining center 10 may further include a measuring unit (not shown) for detecting a frozen state of the boundary area between the tool holder 32 and the spindle 23. For example, the measurement unit may include a temperature sensor.

또한, 상기 측정부는 냉동 정도, 냉동된 범위 등을 감지하도록 마련될 수도 있다. In addition, the measuring unit may be provided to detect the degree of freezing and the frozen range.

이때, 제어부(50)는 감지된 냉동 상태에 따라, 에너지 소스(60)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 에너지 소스(60)가 히터인 경우, 제어부(50)는 냉동 상태에 따라, 히터의 ON/OFF, 발열량, 발열시간 중 적어도 하나를 조절하도록 마련될 수 있다.In this case, the controller 50 may control the energy source 60 according to the sensed freezing state. For example, when the energy source 60 is a heater, the controller 50 may be provided to adjust at least one of ON/OFF of the heater, a heating amount, and a heating time according to the refrigeration state.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for the purpose of illustration, and those skilled in the art who have ordinary knowledge of the present invention will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. And additions should be seen as falling within the scope of the following claims.

10: 머시닝 센터
20: 스핀들 조립체
25: 공구 그립부
30: 공구 조립체
40: 구동부
50: 제어부
70: 공구 교체부10: machining center
20: spindle assembly
25: tool grip portion
30: tool assembly
40: drive unit
50: control unit
70: tool change unit

Claims (13)

공구에 회전력을 전달하도록 마련되며, 공구가 장착된 공구 홀더가 분리 가능하게 장착되는 공구 그립부를 갖는 스핀들;
스핀들 내부에 배치된 중공의 외측 드로우바;
외측 드로우 바 내부에 위치하며, 극저온 냉매가 유동하기 위한 냉매 통로를 갖는 내측 드로우바; 및
스핀들 내부에 위치되며, 공구 교체 시, 동결된 상태를 해제하기 위하여, 공구 홀더 및 스핀들 사이 경계 영역 측으로 열 에너지 및 진동 에너지 중 하나 이상을 인가하도록 마련된 하나 이상의 에너지 소스를 포함하는 스핀들 조립체.A spindle provided to transmit a rotational force to the tool and having a tool grip part to which the tool holder on which the tool is mounted is detachably mounted;
A hollow outer drawbar disposed inside the spindle;
An inner draw bar located inside the outer draw bar and having a refrigerant passage through which cryogenic refrigerant flows; And
A spindle assembly comprising at least one energy source positioned inside the spindle and arranged to apply at least one of thermal energy and vibration energy toward a boundary region between the tool holder and the spindle to release the frozen state upon tool change. 제 1 항에 있어서,
에너지 소스는 공구 홀더 및 스핀들 사이 경계 영역까지 에너지가 전달되도록 마련된 스핀들 조립체.The method of claim 1,
The energy source is a spindle assembly provided to transfer energy to the boundary area between the tool holder and the spindle. 제 2 항에 있어서,
에너지 소스는 공구 홀더의 외주 및 스핀들의 외주 사이의 경계 지점을 포함하는 영역까지 에너지가 전달되도록 마련된 스핀들 조립체.The method of claim 2,
The energy source is a spindle assembly arranged to deliver energy to an area including a boundary point between the outer periphery of the tool holder and the periphery of the spindle. 제 1 항에 있어서,
에너지 소스는 스핀들의 중심축을 기준으로 둘레방향을 따라 공구 홀더 및 스핀들 사이 경계 영역의 복수 지점에 에너지가 전달되도록 마련된 스핀들 조립체.The method of claim 1,
The energy source is a spindle assembly provided to transmit energy to a plurality of points in a boundary region between the tool holder and the spindle along a circumferential direction with respect to a central axis of the spindle. 제 1 항에 있어서,
에너지 소스는 하나 이상의 히터를 포함하는 스핀들 조립체.The method of claim 1,
A spindle assembly wherein the energy source includes one or more heaters. 제 1 항에 있어서,
에너지 소스는 하나 이상의 진동자를 포함하는 스핀들 조립체.The method of claim 1,
A spindle assembly where the energy source includes one or more vibrators. 공구에 회전력을 전달하도록 마련되며, 공구가 장착되는 공구 홀더가 분리 가능하게 장착되는 공구 그립부를 갖는 스핀들;
스핀들 내부에 배치된 중공의 외측 드로우바;
외측 드로우바 내부에 위치하며, 극저온 냉매가 유동하기 위한 냉매 통로를 갖는 내측 드로우바;
스핀들 내부에 배치되며, 공구 교체 시, 동결된 상태를 해제하기 위하여, 공구 홀더 및 스핀들 사이 경계 영역 측으로 열 에너지 및 진동 에너지 중 하나 이상을 인가하도록 마련된 하나 이상의 에너지 소스; 및
에너지 소스 및 스핀들을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 스핀들 조립체.A spindle provided to transmit a rotational force to the tool and having a tool grip portion to which a tool holder on which the tool is mounted is detachably mounted;
A hollow outer drawbar disposed inside the spindle;
An inner drawbar located inside the outer drawbar and having a refrigerant passage through which cryogenic refrigerant flows;
At least one energy source disposed inside the spindle and provided to apply at least one of thermal energy and vibration energy toward a boundary region between the tool holder and the spindle in order to release the frozen state when the tool is replaced; And
A spindle assembly comprising an energy source and a control for controlling the spindle. 제 7 항에 있어서,
제어부는 스핀들의 회전이 정지된 상태에서, 에너지 소스를 작동시키도록 마련된 스핀들 조립체.The method of claim 7,
A spindle assembly provided to operate the energy source while the rotation of the spindle is stopped. 제 7 항에 있어서,
제어부는 스핀들 내부에 냉매 유동이 정지된 상태에서, 에너지 소스를 작동시키도록 마련된 스핀들 조립체.The method of claim 7,
The control unit is a spindle assembly provided to operate the energy source in a state in which the refrigerant flow is stopped inside the spindle. 제1 항에 따른 스핀들 조립체;
스핀들의 공구 홀더를 교체하기 위하여, 공구 홀더를 삽입 및 분리되도록 마련된 복수 개의 그립부 및 각각의 그립부를 이동시키기 위한 구동부를 포함하는 공구 교체부; 및
스핀들 조립체 및 공구 교체부를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 머시닝 센터.A spindle assembly according to claim 1;
In order to replace the tool holder of the spindle, a tool replacement unit including a plurality of grip units provided to insert and separate the tool holder and a driving unit for moving each grip unit; And
A machining center comprising a control unit for controlling the spindle assembly and the tool change unit. 제 10 항에 있어서,
제어부는, 공구 홀더 교체를 위하여 공구 교체부의 그립부가 이동될 때, 에너지 소스를 작동시키도록 마련된 머시닝 센터.The method of claim 10,
The control unit is a machining center provided to operate an energy source when the grip part of the tool change part is moved to change the tool holder. 제 10 항에 있어서,
제어부는, 공구 교체부의 그립부에 스핀들 조립체의 공구 홀더가 접촉될 때, 에너지 소스를 작동시키도록 마련된 머시닝 센터.The method of claim 10,
The control unit is a machining center provided to operate the energy source when the tool holder of the spindle assembly is in contact with the grip part of the tool replacement part. 제 10 항에 있어서,
공구 홀더 및 스핀들 사이 경계 영역의 냉동 상태를 감지하기 위한 측정부를 추가로 포함하며,
제어부는 감지된 냉동 상태에 따라, 에너지 소스를 제어하는 머시닝 센터.The method of claim 10,
It further comprises a measuring unit for detecting the freezing state of the boundary area between the tool holder and the spindle,
The control unit controls the energy source according to the detected refrigeration condition.
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