KR102334184B1

KR102334184B1 - Turret Tool Holder

Info

Publication number: KR102334184B1
Application number: KR1020200117068A
Authority: KR
Inventors: 정은식; 공덕근
Original assignee: 한화정밀기계 주식회사
Priority date: 2020-09-11
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2021-12-01

Abstract

The present invention relates to a turret tool post used in a machine tool requiring simultaneous multi-axis control. The turret tool post comprises: a tool post main body; a turret supported by the tool post main body for index rotation with respect to a first axis and having a plurality of pocket surfaces in the circumferential direction; a tool mount including a fixation unit detachably attached to one pocket surface of the plurality of pocket surfaces, and a turning unit pivotably supported by the fixation unit with respect to a second axis oriented in the radial direction of the turret; a tool mounted on the turning unit and rotating about a third axis perpendicular to the second axis to process a workpiece; and a driving device fixedly disposed within the turret regardless of index rotation of the turret.

Description

Turret Tool Holder

본 발명은 터릿 공구대에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다축 동시 제어를 필요로 하는 공작기계에 사용되는 터릿 공구대에 관한 것이다.The present invention relates to a turret tool rest, and more particularly, to a turret tool rest used in a machine tool requiring multi-axis simultaneous control.

공작기계에서 다축 동시 제어를 제공하는 터릿 공구대는 터릿의 회전축과 별도의 축으로 선회할 수 있는 복수의 공구 장착대를 구비한다. 이러한 터릿 공구대는 소형 터빈 블레이드와 같이 복잡한 형상의 항공 부품, 터보 엔진용 공기 흡입 블레이드와 같은 자동차 부품, 또는 픽스처(fixture), 어버트먼트(abutment)와 같은 임플란트나 의료기 부품의 맞춤형 형상을 가공하는 데에 사용되고 있다.A turret tool rest that provides simultaneous multi-axis control in a machine tool is provided with a plurality of tool mounts capable of pivoting on an axis separate from the rotation axis of the turret. These turret tool rests are ideal for machining complex shaped aerospace components such as small turbine blades, automotive components such as air intake blades for turbo engines, or custom shapes for implants or medical device components such as fixtures and abutments. is being used for

도 1은 통상의 터릿 공구대를 구비한 공작 기계의 일례인 자동 선반의 주축 부근을 나타내는 개략 사시도이다. 이와 같이 자동 선반은, 주축(2)이 주축대(3)에 회전 구동 가능하게 지지되어 있다. 주축(2)의 선단부에는, 워크(W)가 주축 척(도시하지 않음)을 통해 착탈 가능하게 파지되어 있다. 주축(2) 부근에는, 터릿 공구대(5)가 설치되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 주축 축선을 따르는 방향을 Z축 방향, Z축 방향에 직교하는 수평 방향을 X축 방향, Z축 방향 및 X축 방향에 직교하는 상하 방향을 Y축 방향으로 한다.1 is a schematic perspective view showing the vicinity of the main shaft of an automatic lathe, which is an example of a machine tool equipped with a normal turret tool rest. In this way, in the automatic lathe, the spindle 2 is supported by the spindle 3 so as to be rotatably driven. At the tip of the spindle 2, a work W is detachably gripped via a spindle chuck (not shown). In the vicinity of the main shaft 2, a turret tool rest 5 is provided. Further, in the present embodiment, the direction along the main axis is the Z-axis direction, the horizontal direction orthogonal to the Z-axis direction is the X-axis direction, the Z-axis direction and the vertical direction orthogonal to the X-axis direction are the Y-axis directions.

터릿 공구대(5)는, 공구대 본체(11)와, 이 공구대 본체(11)에 인덱싱 선회 가능하게 지지된 대략 다각 형상의 터릿(12)을 구비하고 있다. 터릿(12)의 둘레면 상의 복수의 포켓면(13)에는, 여러 가지 가공용의 공구(14)가 착탈 가능하게 장착되어 있다. 각 공구(14)는, 터릿 공구대(5)를 지지체로 하여, 터릿(12)에 의해 선회 이동 가능하게 터릿 공구대(5)에 지지되어 있다.The turret tool rest 5 includes a tool rest main body 11 and a turret 12 of a substantially polygonal shape supported by the tool rest main body 11 so as to be indexably pivotable. A plurality of pocket surfaces 13 on the circumferential surface of the turret 12 are removably attached to tools 14 for various processing. Each tool 14 is supported by the turret tool rest 5 by the turret 12 so as to be swiveling with the turret tool rest 5 as a support body.

터릿(12)의 인덱싱 선회에 의해, 각 공구(14)는 선회 이동하여, 미리 정해진 공구(14)가 워크(W)에 대응하는 가공 위치에 선택적으로 배치된다. 또한, 공구대 본체(11)는, 도시하지 않는 터릿 공구대 이동 기구에 의해 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향으로 이동 제어 가능하게 구성되어 있다. 터릿 공구대(5)의 이동에 따라, 터릿(12)의 인덱싱 선회에 의해 선택된 공구(14)로 워크(W)의 가공을 행할 수 있다.By the indexing swiveling of the turret 12, each tool 14 swiveling moves, so that a predetermined tool 14 is selectively disposed at a machining position corresponding to the workpiece W. As shown in FIG. In addition, the tool rest main body 11 is configured to be movable in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction by a turret tool rest moving mechanism (not shown). In accordance with the movement of the turret tool rest 5 , the workpiece W can be machined with the tool 14 selected by the indexing rotation of the turret 12 .

이와 같은 통상의 터릿 공구대(5)는, 터릿 내부에 선회축(B axis) 제어가 가능한 구동부를 위치시켜 터릿에서 상기 선회축을 활용한 가공을 가능하게 하지만, 다수의 부품들을 통하여 구동부의 회전력이 종동부에 전달되며, 조립과 초기 위치를 설정하는 등의 난점이 있다.Such a conventional turret tool rest 5 enables machining using the pivot axis in the turret by locating a driving part capable of controlling the turning axis (B axis) inside the turret, but the rotational force of the driving part through a plurality of parts is It is transmitted to the follower, and there are difficulties such as assembly and setting the initial position.

또한, 모터와 상기 선회축 연결 구조에서, 상기 모터와 연결된 연결구를 통하여 상기 모터에서 발생된 동력을 상기 선회축에 전달하는 기술이 제시되어 있으나, 연결구의 탄성변형에 따라 상기 선회축의 움직임과 상기 모터의 움직임 간에 오차가 발생할 수 있다.In addition, in the structure connecting the motor and the pivot shaft, a technique for transmitting the power generated from the motor to the pivot shaft through a connector connected to the motor is proposed, but the movement of the pivot shaft and the motor according to the elastic deformation of the connector An error may occur between the movements of

그리고, 모터 연결구의 강성에는 한계가 있으며, 상기 모터 연결구는 고정되어 있는 반면에 공구대는 회전해야 하기 때문에 높은 탄성력을 부여하기도 어렵다. 따라서, 상기 선회축의 선회를 제어하기 위해 기어열에 의하여 전달되는 구동력은, 모터의 크기나 출력에 의존하기 때문에, 가공물을 가공하는 도중에 지속적으로 부하를 유지하기에는 동역학적인 한계가 존재한다.Also, there is a limit to the rigidity of the motor connector, and while the motor connector is fixed, it is difficult to impart a high elastic force because the tool rest must rotate. Therefore, since the driving force transmitted by the gear train to control the turning of the pivot depends on the size or output of the motor, there is a dynamic limit in continuously maintaining the load while machining the workpiece.

한국특허공개공보 2016-0137639호 (2016.11.30. 공개)Korean Patent Publication No. 2016-0137639 (published on November 30, 2016)

상기 문제를 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 구동부 연결구(클러치)를 제거하고 모터 축과 공구대를 직접적으로 연결/해제 가능하게 함과 동시에, 선회축 공구 장착대에 축방향으로 직결되는 감속기를 추가하여 모터와 선회축 공구 장착대에 대한 위치 오차를 충분히 상쇄하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention for solving the above problem is to remove the driving part connector (clutch) and directly connect/disconnect the motor shaft and the tool rest, and at the same time, directly connect the pivot tool mount in the axial direction. It is to sufficiently offset the position error for the motor and the pivot tool mount by adding a reduced gearbox.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 모터의 출력 토크에 대하여 충분히 상승된 토크로 공구의 회전 지지력을 효과적으로 확보할 수 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is that it is possible to effectively secure the rotational support force of the tool with a torque sufficiently increased with respect to the output torque of the motor.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 구동부로부터 공구 장착대의 선회를 위한 동력전달 계통을 단순화시켜, 기구적 회전 오차 및 부품수 등을 감소시키는 것이다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to reduce the mechanical rotation error and the number of parts by simplifying the power transmission system for turning the tool mount from the driving unit.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 터릿 공구대는, 공구대 본체; 상기 공구대 본체에 제1축을 기준으로 인덱스 회전이 가능하게 지지되고 원주방향으로 복수의 포켓면을 갖는 터릿; 상기 복수의 포켓면 중 하나의 포켓면에 착탈 가능하게 부착되는 고정부와, 상기 터릿의 반경방향을 향하는 제2축을 기준으로 상기 고정부에 선회 가능하게 지지되는 선회부를 포함하는 공구 장착대; 상기 선회부에 장착되어 상기 제2축에 수직인 제3축을 기준으로 회전함으로써 가공물을 가공하는 공구; 및 상기 터릿 내에서 상기 터릿의 인덱스 회전과 상관없이 고정 배치된 구동 장치를 포함한다.A turret tool rest according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, the tool rest body; a turret supported by the tool rest body for index rotation with respect to a first axis and having a plurality of pocket surfaces in a circumferential direction; a tool mount including a fixing part detachably attached to one of the plurality of pocket surfaces, and a turning part rotatably supported by the fixing part with respect to a second axis oriented in a radial direction of the turret; a tool mounted on the revolving unit to process a workpiece by rotating it based on a third axis perpendicular to the second axis; and a driving device fixedly disposed within the turret regardless of the index rotation of the turret.

여기서 상기 구동 장치는, 상기 선회부가 선회하도록 동력을 전달하는 제1 출력축과, 상기 제1 출력축과 나란히 배치되고 상기 공구가 회전하도록 동력을 전달하는 제2 출력축을 포함하고, 상기 터릿의 인덱스 회전에 의해 상기 포켓면이 기준 위치에 놓이는가 여부에 따라, 상기 제1 출력축과 상기 선회부 간의 동력 전달 및 상기 제2 출력축과 상기 공구 간의 동력 전달이 자동으로 연결되거나 해제된다.Here, the driving device includes a first output shaft that transmits power so that the turning unit turns, and a second output shaft that is arranged in parallel with the first output shaft and transmits power so that the tool rotates, to rotate the index of the turret. The power transmission between the first output shaft and the pivot and power transmission between the second output shaft and the tool are automatically connected or disconnected depending on whether the pocket surface is placed at the reference position by the

상기 터릿의 인덱스 회전에 의해, 상기 포켓면이 상기 기준 위치에 놓이면, 상기 제1 출력축과 상기 선회부 간의 동력 전달 및 상기 제2 출력축과 상기 공구 간의 동력 전달이 자동으로 연결되고, 상기 포켓면이 상기 기준 위치에서 이탈하면, 상기 제1 출력축과 상기 선회부 간의 동력 전달 및 상기 제2 출력축과 상기 공구 간의 동력 전달이 자동으로 해제된다.When the pocket surface is placed at the reference position by the index rotation of the turret, power transmission between the first output shaft and the turning part and power transmission between the second output shaft and the tool are automatically connected, and the pocket surface is When it deviates from the reference position, power transmission between the first output shaft and the pivot and power transmission between the second output shaft and the tool are automatically released.

상기 구동 장치는, 상기 제1 출력축에 회전력을 전달하는 연결되는 빌트인 모터와, 상기 공구대 본체로부터 제공된 동력을 상기 제2 출력축에 전달하는 기어 장치를 더 포함한다.The driving device further includes a built-in motor connected to transmit a rotational force to the first output shaft, and a gear device to transmit power provided from the tool rest body to the second output shaft.

상기 공구 장착대는, 상기 고정부로부터 상기 제2축과 평행한 방향으로 연장되고 상기 선회부를 회전시키는 제1 입력축과, 상기 고정부로부터 상기 제2축을 따라 연장되고 상기 공구를 회전시키는 제2 입력축을 더 포함한다.The tool mount includes a first input shaft extending from the fixing part in a direction parallel to the second axis and rotating the revolving part, and a second input shaft extending from the fixing part along the second axis and rotating the tool. include more

상기 터릿의 인덱스 회전에 의해 상기 포켓면이 상기 기준 위치에 놓일 때, 상기 제1 입력축은 상기 제1 출력축과 별도의 클러치 없이도 자동으로 결합됨과 동시에, 상기 제2 입력축은 상기 제2 출력축과 별도의 클러치 없이도 자동으로 결합된다.When the pocket surface is placed at the reference position by the index rotation of the turret, the first input shaft is automatically coupled to the first output shaft without a separate clutch, and at the same time, the second input shaft is separated from the second output shaft It engages automatically without a clutch.

상기 자동 결합을 위해, 상기 제1 입력축과 상기 제1 출력축 중 어느 하나에 상기 제2축과 직교하는 방향으로 연장되는 직선형 제1 슬롯이 형성되고, 다른 하나에 상기 제2축과 직교하는 방향으로 상기 제1 슬롯과 슬라이딩 결합될 수 있는 제1 돌기가 형성되며, 상기 제2 입력축과 상기 제2 출력축 중 어느 하나에 상기 제2축과 직교하는 방향으로 연장되는 직선형 제2 슬롯이 형성되고, 다른 하나에 상기 제2축과 직교하는 방향으로 상기 제2 슬롯과 슬라이딩 결합될 수 있는 제2 돌기가 형성된다. 상기 돌기와 대응되는 슬롯은 어느 일방향으로 슬라이딩 결합이 용이하도록 각 축의 회전 단면 형상에서 입구부에서 적어도 일부가 테이퍼지거나 슬롯의 폭보다 넓게 형성될 수 있다. 따라서, 물리적으로 일부 오차가 발생하는 경우에도 용이하게 슬라이딩 결합이 될 수 있다. 또한 동일한 효과를 위해서 돌기의 단부, 즉 슬롯과 면접촉하기 시작하는 부분을 테이퍼 또는 곡면형상을 가지므로 슬라이딩 결합시 보다 용이하게 결합을 하도록 할 수 있다.For the automatic coupling, a first straight slot extending in a direction orthogonal to the second axis is formed in one of the first input shaft and the first output shaft, and the other is formed in a direction orthogonal to the second axis A first protrusion that can be slidably coupled to the first slot is formed, and a straight second slot extending in a direction orthogonal to the second axis is formed on any one of the second input shaft and the second output shaft, and the other A second protrusion that can be slidably coupled to the second slot in a direction perpendicular to the second axis is formed on one. At least a portion of the slot corresponding to the protrusion is tapered at the inlet portion in the cross-sectional shape of the rotation of each axis to facilitate sliding coupling in any one direction or may be formed to be wider than the width of the slot. Therefore, even when some error occurs physically, the sliding coupling can be easily performed. In addition, for the same effect, since the end of the protrusion, that is, the portion that starts to make surface contact with the slot, has a tapered or curved shape, it can be more easily coupled during sliding coupling.

상기 구동 장치는, 상기 터릿의 인덱스 회전시에, 상기 제1 입력축과 상기 제1 출력축간의 슬라이딩 결합 및 상기 제2 입력축과 상기 제2 출력축간의 슬라이딩 결합이 용이하도록 안내하는 가이드 프레임를 더 포함한다.The driving device further includes a guide frame for guiding the sliding coupling between the first input shaft and the first output shaft and sliding coupling between the second input shaft and the second output shaft when the turret is indexed.

상기 공구 장착대의 고정부는, 상기 제2축과 평행한 방향으로 상기 제1 입력축과 결합되며 상기 제1 입력축의 회전을 제1차로 감속시켜 구동 출력축을 통해 출력하는 하모닉 드라이브를 수용하는 제1 하우징을 포함한다.The fixing part of the tool mount includes a first housing coupled to the first input shaft in a direction parallel to the second shaft and accommodating a harmonic drive that is output through a driving output shaft by first decelerating the rotation of the first input shaft. include

상기 고정부는, 상기 구동 출력축에 형성된 스퍼 기어와, 하나 이상의 전달 기어와, 상기 선회부의 구동력을 출력하는 출력 기어를 포함하여, 제1 입력축의 회전을 제2차로 감속시키는 기어 장치를 수용하는, 상기 제1 하우징과 조립되는 제2 하우징을 포함한다.The fixing unit includes a spur gear formed on the driving output shaft, one or more transmission gears, and an output gear for outputting a driving force of the turning unit to accommodate a gear device for reducing the rotation of the first input shaft to a second order, the and a second housing assembled with the first housing.

상기 고정부는, 상기 제2 입력축과 상기 제2축 방향으로 결합되며 상기 제2 출력축의 동력을 상기 공구의 회전으로 전달하는 스핀들을 수용하는, 상기 제2 하우징에 조립되는 제3 하우징을 포함한다.The fixing unit includes a third housing coupled to the second input shaft in the second axis direction and accommodating a spindle that transmits the power of the second output shaft to rotation of the tool, and is assembled to the second housing.

상기 제2 하우징은, 상기 출력 기어의 회전과 상기 스핀들의 회전을 독립적으로 지지하는 베어링 구조를 포함한다.The second housing includes a bearing structure that independently supports rotation of the output gear and rotation of the spindle.

상기 베어링 구조는, 제2 하우징의 일측에 고정된 환형의 고정 부재와, 상기 고정 부재의 내측에 삽입되는 상기 스핀들의 회전을 지지하는 내부 베어링과, 상기 고정 부재의 외측에 삽입되는 상기 출력 기어의 회전을 지지하는 외부 베어링을 포함하여, 상기 스핀들의 회전과 상기 출력 기어의 회전을 독립적으로 지지함에 의해, 상기 선회부의 동력 전달과 상기 공구의 동력 전달이 상호 간섭하지 않는다.The bearing structure includes an annular fixing member fixed to one side of the second housing, an inner bearing supporting rotation of the spindle inserted inside the fixing member, and the output gear inserted outside the fixing member. By independently supporting the rotation of the spindle and the rotation of the output gear by including an external bearing for supporting rotation, the power transmission of the slewing portion and the power transmission of the tool do not interfere with each other.

본 발명에 따른 터릿 공구대에 의하면, 구동부 연결구나 클러치 없이도 단순히 터릿을 인덱스 회전시키는 것만으로도, 특정 공구 장착대의 선회 및 그에 부착된 공구의 회전을 위한 동력 전달을 자동으로 착탈할 수 있고 전체 동력전달에 따른 구성수를 최소화하는 장점 등이 있다.According to the turret tool rest according to the present invention, simply by index rotation of the turret without a driving part connector or a clutch, the power transmission for the turning of a specific tool mounting and the rotation of the tool attached thereto can be automatically detached and the total power There is an advantage of minimizing the number of components according to delivery.

또한, 본 발명에 따른 터릿 공구대에 의하면, 하모닉 드라이브를 이용하여 모터와 선회축 공구 장착대에서 나타나는 오차(예: 0.1도)에 비해, 충분히 감소된 오차(예: 1/200로 감소된 0.0005도)로 가공물을 가공할 수 있음과 동시에, 모터의 출력 토크에 대하여 충분히 높은(예: 200배) 토크로 공구의 회전 지지력을 확보할 수 있다.In addition, according to the turret tool rest according to the present invention, compared to the error (eg 0.1 degree) that appears in the motor and the pivot tool mount using the harmonic drive, the error sufficiently reduced (eg, 0.0005 reduced to 1/200) ), and at the same time, it is possible to secure the rotational support force of the tool with a sufficiently high (eg 200 times) torque with respect to the output torque of the motor.

이러한 효과들을 통해, 구동부 연결구 없이 제어 모터와 선회 공구 사이의 오차 보정이 가능하고 모터가 가지고 있는 구동 토크 보다 수백배 큰 구동력을 전달할 수 있으므로 저출력, 소형 모터의 적용이 가능하고 터릿 내부 구조를 보다 단순화할 수 있다는 장점도 제공된다.Through these effects, it is possible to correct the error between the control motor and the turning tool without a driving part connector, and to transmit a driving force hundreds of times greater than the driving torque the motor has. There is also the advantage of being able to do it.

도 1은 통상의 터릿 공구대를 구비한 공작 기계의 일례인 자동 선반의 주축 부근을 나타내는 개략 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터릿 공구대의 구성을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터릿 공구대의 구성을 도시한 일부 절개 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 장치를 도시한 사시도이다.
도 5a는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 장착대의 상부 사시도이다.
도 5b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 장착대의 하부 사시도이다.
도 5c는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 장착대의 정면도이다.
도 6a 및 도 6b는 공구 장착대의 구성을 보다 자세히 도시하기 위한 분해 사시도들이다.
도 7은 제1 입력축의 회전에 따라 제2축을 기준으로 고정부에 대해 선회부가 선회하는 공구 장착대의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터릿 공구대을 구성을 보다 자세하 도시하기 위한 종단면도이다.1 is a schematic perspective view showing the vicinity of the main shaft of an automatic lathe, which is an example of a machine tool equipped with a normal turret tool rest.
2 is a perspective view illustrating the configuration of a turret tool rest according to an embodiment of the present invention.
3 is a partially cut-away plan view illustrating the configuration of a turret tool rest according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a driving device according to an embodiment of the present invention.
5A is a top perspective view of a tool mount according to an embodiment of the present invention, respectively;
5B is a bottom perspective view of a tool mount according to an embodiment of the present invention, respectively;
5C is a front view of a tool mount according to an embodiment of the present invention, respectively;
6A and 6B are exploded perspective views illustrating the configuration of the tool mount in more detail.
7 is a perspective view of the tool mount in which the pivoting part rotates with respect to the fixed part with respect to the second axis according to the rotation of the first input shaft.
8 is a longitudinal cross-sectional view for illustrating in more detail the configuration of the turret tool rest according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터릿 공구대(10)의 구성을 도시한 사시도이다. 터릿 공구대(10)는 공작 기계의 베이스에 장착되는 공구대 본체(50)와, 상기 공구대 본체(50)에 제1축(A axis)을 기준으로 인덱스 회전(index rotation)이 가능하게 지지되고 원주방향으로 복수의 포켓면(225)을 갖는 터릿(200)을 포함한다. 상기 인덱스 회전이란 이격된 복수의 회전 각도 중에서 특정 각도로 터릿(200)을 회전시키는 것을 의미한다. 예를 들어, 도 2와 같이 터릿(200)이 제1축(A axis)을 기준으로 한 원주방향을 따라 10각 기둥의 형태로 이루어졌다고 할 때, 터릿(200)은 각각 36도씩 회전하면서 총 10개의 인덱스 위치를 가질 수 있다.2 is a perspective view showing the configuration of the turret tool rest 10 according to an embodiment of the present invention. The turret tool rest 10 includes a tool rest body 50 mounted on the base of the machine tool, and the tool rest body 50 is supported so that index rotation is possible based on a first axis (A axis). and a turret 200 having a plurality of pocket surfaces 225 in the circumferential direction. The index rotation means rotating the turret 200 at a specific angle among a plurality of spaced apart rotation angles. For example, assuming that the turret 200 is formed in the form of a decagonal column along the circumferential direction with respect to the first axis A as shown in FIG. 2, the turret 200 rotates by 36 degrees, It can have 10 index positions.

상기 터릿(200)의 포켓면(225)에는 공구 장착대(100)를 장착하기 위한 적어도 하나의 장착 홀(221, 223)이 구비되어 있다. 이와 같이 공구 장착대(100)는 총 10개의 포켓면(225) 중의 임의의 위치에 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 이러한 공구 장착대(100)는 상기 포켓면(225)에 수직인 방향 내지 제1축(A axis)에 수직인 제2축(B axis)을 기준으로 선회할 수 있는 구조를 갖는다. 그러나, 포켓면(225)에 장착되는 모든 공구 장착대가 선회 기능을 가질 필요는 없으므로, 포켓면(225)에는 가공의 종류나 방식에 따라 선회 기능이 없는 공구 장착대도 함께 장착될 수 있다.At least one mounting hole 221 , 223 for mounting the tool mount 100 is provided on the pocket surface 225 of the turret 200 . As such, the tool mount 100 may be detachably installed at any position among a total of 10 pocket surfaces 225 . The tool mount 100 has a structure capable of pivoting from a direction perpendicular to the pocket surface 225 to a second axis perpendicular to the first axis (A axis). However, since not all tool mounts mounted on the pocket surface 225 need to have a turning function, a tool mount without a turning function may also be mounted on the pocket surface 225 depending on the type or method of processing.

도 2에 도시된 공구 장착대(100)는 상기 복수의 포켓면(225) 중 하나의 포켓면(225)에 착탈 가능하게 부착되는 고정부(130)와, 상기 터릿(200)의 반경방향을 향하는 제2축(B axis)을 기준으로 상기 고정부(130)에 선회 가능하게 지지되며 가공물을 절삭하기 위한 공구를 장착하는 선회부(140)로 구성된다. 구체적으로 상기 공구는 하나 이상의 위치에서 상기 선회부(140)에 장착되며, 상기 제2축(B axis)에 수직인 제3축(C axis)(도 2에서는 C₁, C₂ axis 표시됨)을 기준으로 회전함으로써 가공물을 가공할 수 있다.The tool mount 100 shown in FIG. 2 includes a fixing part 130 detachably attached to one pocket surface 225 of the plurality of pocket surfaces 225 and a radial direction of the turret 200 . It is rotatably supported by the fixing part 130 based on the facing second axis (B axis) and includes a turning part 140 for mounting a tool for cutting a workpiece. Specifically, the tool is mounted on the turning unit 140 at one or more positions, and a third axis (C axis) perpendicular to the second axis (B axis) (C ₁ , C ₂ axis is indicated in FIG. 2 ). The workpiece can be machined by rotating it as a reference.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터릿 공구대(10)의 구성을 도시한 일부 절개 평면도이다. 도2 및 도 3을 참조하면, 터릿(200) 내에는 상기 터릿(200)의 인덱스 회전과 상관없이 고정되는 구동 장치(230)가 배치되어 있다. 따라서, 터릿(200)의 포켓면(225)과 공구 장착대(100)가 제1축(A axis)을 기준으로 회전할 때에도, 상기 터릿(200)내의 공간에 배치된 구동 장치(230)는 회전하지 않고 고정되어 있다. 따라서, 구동 장치(230)는 상기 회전하는 터릿(200)에 결합되지 않고 회전하지 않는 구조물의 일측에 고정되어 있다.3 is a partially cut-away plan view showing the configuration of the turret tool rest 10 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 2 and 3 , a driving device 230 that is fixed regardless of the index rotation of the turret 200 is disposed in the turret 200 . Therefore, even when the pocket surface 225 of the turret 200 and the tool mounting 100 rotate about the first axis A, the driving device 230 disposed in the space within the turret 200 is It is fixed and does not rotate. Accordingly, the driving device 230 is not coupled to the rotating turret 200 and is fixed to one side of the non-rotating structure.

상기 구동 장치(230)는, 상기 공구 장착대(100)의 선회부(140)가 선회하도록 동력을 전달하는 제1 출력축(202)과, 상기 제1 출력축(202)과 나란히 배치되고 상기 공구가 회전하도록 동력을 전달하는 제2 출력축(212)을 포함한다. 이 때, 터릿(200)의 인덱스 회전에 따라 상기 포켓면(225)이 기준 위치에 놓여지는가에 따라, 상기 제1 출력축(202)과 상기 선회부(140) 간의 동력 전달 및 상기 제2 출력축(202)과 상기 공구 간의 동력 전달은 자동으로 연결되고 해제된다.The driving device 230 includes a first output shaft 202 that transmits power so that the turning part 140 of the tool mount 100 pivots, and the first output shaft 202 is arranged in parallel with the tool. and a second output shaft 212 for transmitting power to rotate. At this time, depending on whether the pocket surface 225 is placed at the reference position according to the index rotation of the turret 200, power transmission between the first output shaft 202 and the turning unit 140 and the second output shaft ( 202) and the tool are automatically connected and disconnected.

구체적으로, 상기 터릿(200)의 인덱스 회전에 의해, 상기 포켓면(225)이 상기 기준 위치에 위치하면, 상기 제1 출력축(202)과 상기 선회부(140) 간의 동력 전달 및 상기 제2 출력축(202)과 상기 공구 간의 동력 전달이 자동으로 연결된다. 또한, 상기 포켓면(225)이 상기 기준 위치에서 이탈하면, 상기 제1 출력축(202)과 상기 선회부(140) 간의 동력 전달 및 상기 제2 출력축(212)과 상기 공구 간의 동력 전달이 자동으로 해제된다.Specifically, when the pocket surface 225 is positioned at the reference position by the index rotation of the turret 200 , power transmission between the first output shaft 202 and the turning unit 140 and the second output shaft Power transmission between 202 and the tool is automatically connected. In addition, when the pocket surface 225 deviates from the reference position, power transmission between the first output shaft 202 and the pivot 140 and power transmission between the second output shaft 212 and the tool are automatically performed. is released

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 장치(230)를 도시한 사시도이다. 도 4를 참조하면, 상기 구동 장치(230)는 상기 제1 출력축(202)에 회전력을 전달하는 빌트인 모터(도 8의 206)와, 상기 공구대 본체(50)로부터 제공된 동력을 상기 제2 출력축(212)에 전달하는 기어 장치(도 8의 216)를 포함한다.4 is a perspective view illustrating a driving device 230 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4 , the driving device 230 includes a built-in motor ( 206 in FIG. 8 ) that transmits rotational force to the first output shaft 202 and the power provided from the tool rest body 50 to the second output shaft. and a gear arrangement ( 216 in FIG. 8 ) that transmits to 212 .

한편, 도 5a 내지 도 5c는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 장착대(100)의 상부 사시도, 하부 사시도 및 정면도이다. Meanwhile, FIGS. 5A to 5C are an upper perspective view, a lower perspective view, and a front view of the tool mount 100 according to an embodiment of the present invention, respectively.

도시된 바와 같이, 공구 장착대(100)는 상기 고정부(130)로부터 상기 제2축(B axis)과 평행한 방향으로 연장되고 상기 선회부(140)를 회전시키는 제1 입력축(102)과, 상기 고정부(130)로부터 상기 제2축(B axis)을 따라 연장되고 상기 공구를 회전시키는 제2 입력축(112)을 구비한다.As shown, the tool mount 100 extends from the fixing part 130 in a direction parallel to the second axis (B axis) and includes a first input shaft 102 that rotates the turning part 140 and , a second input shaft 112 extending from the fixing part 130 along the second axis B and rotating the tool.

따라서, 상기 터릿(200)의 인덱스 회전에 의해 상기 포켓면(225)이 상기 기준 위치에 놓일 때(또는 이탈될 때), 상기 제1 입력축(102)은 상기 제1 출력축(202)과 자동으로 결합됨과 동시에, 상기 제2 입력축(112)은 상기 제2 출력축(212)과 자동으로 결합(또는 해제)된다. 즉, 이러한 제1 입력축(102)과 제1 출력축(202)간, 제2 입력축(112)과 제2 출력축(212) 간의 결합이나 결합 해제는 별도의 클러치 없이도 양자간의 구조적 상관성에 의해 자연히 이루어진다.Accordingly, when the pocket surface 225 is placed (or separated) from the reference position by the index rotation of the turret 200 , the first input shaft 102 is automatically connected to the first output shaft 202 . Simultaneously with the coupling, the second input shaft 112 is automatically coupled (or released) with the second output shaft 212 . That is, the coupling or release between the first input shaft 102 and the first output shaft 202 and between the second input shaft 112 and the second output shaft 212 is naturally made without a separate clutch due to the structural correlation between the two.

예를 들어, 도 2에 도시된 공구 장착대(100)가 상기 기준 위치에 있는 것으로 가정한다. 여기서, 터릿(200)과 함께 제1축(A axis)을 기준으로 회전하던 공구 장착대(100)는, 상기 기준 위치에 놓일 때 상기 터릿(200)에 대해 회전하지 않는 구동 장치(230)와 비로소 연결되고, 상기 기준 위치에서 이탈할 때 구동 장치(230)와의 연결이 해제된다.For example, it is assumed that the tool mount 100 shown in FIG. 2 is in the reference position. Here, the tool mount 100, which rotated along the first axis along with the turret 200, includes a driving device 230 that does not rotate with respect to the turret 200 when placed in the reference position; It is finally connected, and when it deviates from the reference position, the connection with the driving device 230 is released.

상기와 같은 자동 결합(클러치 없이 터릿(200)의 회전에 의한 결합)을 위해서는, 입력축들(102, 112)과 출력축들(202, 212)은 상기 터릿(200)의 회전에도 불구하고 간섭없이 상호 착탈 가능한 구조를 가져야 한다. 구체적으로, 상기 제1 출력축(202)에 상기 제2축(B axis)과 직교하는 방향으로 절개된 직선형 제1 슬롯(204)이 형성되고, 상기 제1 입력축(102)에 상기 제2축(B axis)과 직교하는 방향으로 상기 제1 슬롯(204)과 슬라이딩 결합될 수 있는 제1 돌기(104)가 형성된다.For the automatic coupling (coupled by rotation of the turret 200 without a clutch) as described above, the input shafts 102 and 112 and the output shafts 202 and 212 are mutually without interference despite the rotation of the turret 200 . It should have a removable structure. Specifically, a first straight slot 204 cut in a direction orthogonal to the second axis B is formed on the first output shaft 202 , and the second axis ( B axis) and a first protrusion 104 that can be slidably coupled to the first slot 204 in a direction orthogonal to the direction is formed.

마찬가지로, 상기 제2 출력축(212)에 상기 제2축(B axis)과 직교하는 방향으로 절개된 직선형 제2 슬롯(214)이 형성되고, 상기 제2 입력축(112)에 상기 제2축(B axis)과 직교하는 방향으로 상기 제2 슬롯(214)과 슬라이딩 결합될 수 있는 제2 돌기(114)가 형성된다.Similarly, a straight second slot 214 cut in a direction perpendicular to the second axis B is formed on the second output shaft 212 , and the second axis B is formed on the second input shaft 112 . axis) is formed with a second protrusion 114 that can be slidably coupled to the second slot 214 in a direction orthogonal to the axis.

그러나, 이와 같은 돌기와 슬롯 간의 관계는 반대로 형성되더라도 같은 효과를 나타낼 수 있으므로, 다른 실시예로서, 출력축(202, 212) 쪽에 돌기가 형성되고, 입력축(102, 112) 쪽에 직선형 슬롯이 형성될 수도 있을 것이다.However, since such a relationship between the protrusion and the slot can have the same effect even if it is formed in reverse, as another embodiment, the protrusion is formed on the output shaft (202, 212) side, and the straight slot is formed on the input shaft (102, 112) side. will be.

한편, 이러한 출력축(202, 212)과 입력축(102, 112) 간의 슬라이딩 결합을 용이하게 가이드 하기 위한 구성이 더 추가될 수 있다. 따라서, 상기 터릿(200)의 인덱스 회전시에, 상기 제1 입력축(102)과 상기 제1 출력축(202)간의 슬라이딩 결합 및 상기 제2 입력축(112)과 상기 제2 출력축(212)간의 슬라이딩 결합이 용이하도록 가이드하기 위해, 상기 구동 장치(230)는 가이드 프레임(235)을 더 구비할 수 있다. 도시되지는 않았지만 적어도 출력축과 연동되는 엔코더에 의하여 출력축과 입력축간의 결합이 용이하도록 회전상태를 센싱하는 장치가 더 구비될 수도 있다.Meanwhile, a configuration for easily guiding the sliding coupling between the output shafts 202 and 212 and the input shafts 102 and 112 may be further added. Accordingly, when the index rotation of the turret 200 is performed, sliding coupling between the first input shaft 102 and the first output shaft 202 and sliding coupling between the second input shaft 112 and the second output shaft 212 are performed. In order to facilitate this guide, the driving device 230 may further include a guide frame 235 . Although not shown, a device for sensing the rotational state may be further provided to facilitate coupling between the output shaft and the input shaft by at least an encoder interlocking with the output shaft.

다시 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 공구 장착대(100)의 선회부(140) 및 고정부(130)는 각각의 하우징을 구비할 수 있다. 선회부(140)는 선회부(140) 내부의 구성요소들을 수용하기 위한 하우징(141)을 구비하고, 고정부(130)는 고정부(130) 내부의 구성요소들을 수용하기 위한 적어도 하나의 하우징(101, 111, 131)을 구비한다.Referring again to FIGS. 5A to 5C , the pivoting part 140 and the fixing part 130 of the tool mount 100 may have respective housings. The turning part 140 has a housing 141 for accommodating the components inside the turning part 140 , and the fixing part 130 is at least one housing for accommodating the components inside the fixing part 130 . (101, 111, 131).

구체적으로, 고정부(130)의 제1 하우징(101)은, 상기 제2축(B axis)과 평행한 방향으로 상기 제1 입력축(102)과 결합되며 상기 제1 입력축(102)의 회전을 제1차로 감속시켜 구동 출력축(도 6a의 106)을 통해 출력하는 하모닉 드라이브(도 8의 105)를 수용한다.Specifically, the first housing 101 of the fixing unit 130 is coupled to the first input shaft 102 in a direction parallel to the second axis (B axis) and rotates the first input shaft 102 . The harmonic drive (105 in FIG. 8) which is decelerated to the first order and output through the driving output shaft (106 in FIG. 6A) is accommodated.

또한, 상기 고정부(130)의 제2 하우징(131)은, 상기 하모닉 드라이브의 구동 출력축(106)과 연결되어 제1 입력축(102)의 회전을 제2차로 감속시키는 기어 장치(도 6a의 107a, 107b, 107c)를 수용한다. 여기서, 상기 기어 장치(107a, 107b, 107c)는 상기 구동 출력축(106)에 형성된 스퍼 기어(107a)와, 하나 이상의 아이들 기어 내지 전달 기어(107b)와, 상기 선회부(140)의 구동력을 출력하는 출력 기어(107c)로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 제1 하우징(101)은 제2 하우징(131)에 조립되거나 일체로 형성될 수 있다.In addition, the second housing 131 of the fixing part 130 is connected to the drive output shaft 106 of the harmonic drive to reduce the rotation of the first input shaft 102 to the second gear (107a in FIG. 6A ). , 107b, 107c). Here, the gear devices 107a, 107b, and 107c output the driving force of the spur gear 107a formed on the drive output shaft 106, one or more idle gears or transmission gears 107b, and the turning part 140. It may be made of an output gear 107c. Here, the first housing 101 may be assembled to or integrally formed with the second housing 131 .

또한, 상기 고정부(130)의 제3 하우징(111)은 상기 제2 입력축(112)과 상기 제2축(B axis) 방향으로 결합되며 상기 제2 출력축(212)의 동력을 상기 공구(14)의 회전으로 전달하는 스핀들(도 6a의 113)을 수용한다. 상기 제3 하우징(111)도 상기 제2 하우징(131)에 조립되거나 일체로 형성될 수 있다.In addition, the third housing 111 of the fixing part 130 is coupled to the second input shaft 112 and the second axis (B axis) direction, and the power of the second output shaft 212 is applied to the tool 14 . ) to accommodate the spindle (113 in Fig. 6a) that transmits the rotation. The third housing 111 may also be assembled to or integrally formed with the second housing 131 .

도 6a 및 도 6b는 공구 장착대(100)의 구성을 보다 자세히 도시하기 위한 분해 사시도들이다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 선회부(140)는 케이스(141a)와 커버(141b)로 구성된 하우징(141)을 포함한다. 하우징(141) 내에는 제2 입력축(112)의 회전에 의해 구동되어 회전하는 입력 기어(127c)와, 상기 입력 기어(127c)와 맞물려서 입력 기어(127c)의 회전에 따라 회전하는 출력 기어들(127a, 127b)이 구비된다. 출력 기어들(127a, 127b)에는, 제3 출력축(C₁, C₂ axis)을 기준으로 회전하는 공구들(도 8의 14a, 14b)을 장착하기 위한 공구 스핀들(125a, 125b)이 각각 결합된다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 실시예에서는, 입력 기어(127c)의 회전이 출력 기어(127a)를 통해 출력 기어(127b)까지 전달되므로, 여기에 결합되는 공구들(14a, 14b)은 동시에 회전하면서 가공물을 절삭할 수 있다.6A and 6B are exploded perspective views illustrating the configuration of the tool mount 100 in more detail. 6A and 6B , the turning unit 140 includes a housing 141 including a case 141a and a cover 141b. In the housing 141, an input gear 127c driven by the rotation of the second input shaft 112 to rotate, and output gears ( 127a, 127b) are provided. The output gears 127a and 127b have tool spindles 125a and 125b for mounting the tools (14a and 14b in FIG. 8 ) rotating based on _{the third output axis C 1} , C _{2 axis, respectively.} do. In the embodiment shown in FIGS. 6A and 6B , since the rotation of the input gear 127c is transmitted through the output gear 127a to the output gear 127b, the tools 14a and 14b coupled thereto rotate simultaneously. while cutting the workpiece.

이와 같은 선회부(100)는 고정부(130)의 제2 하우징(131)에 대해 선회 가능하게 설치되며, 제1 입력축(102)의 회전에 따라 회전하는 출력 기어(107c)의 동력에 의해 선회한다. 고정부(130)의 제2 하우징(131)도 케이스(131a)와 커버(131b)로 이루어질 수 있다.Such a turning part 100 is rotatably installed with respect to the second housing 131 of the fixed part 130 , and is pivoted by the power of the output gear 107c which rotates according to the rotation of the first input shaft 102 . do. The second housing 131 of the fixing unit 130 may also include a case 131a and a cover 131b.

또한 전술한 바와 같이, 고정부(130)의 제2 하우징(131)은 제1 입력축(102)과 연결되는 하모닉 드라이브(105)를 수용하는 제1 하우징(101)과, 제2 입력축(112)와 연결되는 스핀들(113)을 수용하는 제3 하우징(111)과 조립될 수 있다.Also, as described above, the second housing 131 of the fixing unit 130 includes the first housing 101 accommodating the harmonic drive 105 connected to the first input shaft 102 , and the second input shaft 112 . It may be assembled with the third housing 111 accommodating the spindle 113 connected to the .

제1 입력축(102)이 회전하면, 하모닉 드라이브(105)의 구동 출력축(106)은 제1 입력축(102)의 대략 수백대일 정도의 감속비(예: 1/100)로 감속됨과 동시에 그만큼 파워가 증대된다. 이러한 구동 출력축(106)은 제2 하우징(131)의 케이스(131a)에 형성된 개구부(137)를 통과하여 스퍼 기어(107a)과 결합된다, 상기 스퍼 기어(107a)의 회전력은 중간의 아이들 기어(107b)를 거쳐서 출력 기어(107c)까지 전달된다. 이와 같이, 하모닉 드라이브(105)를 통해 제1차 감속된 제1 입력축(102)의 회전력은 기어 장치(107a 내지 107c)를 거치면서 제2차로 감속된다. 이러한 제2차 감속에 의한 감속비는 대략 1/2 내지 1/3 정도이다. 이와 같이 2차례의 감속을 통해 매우 높은 감속비(1/200~1/300) 및 이에 따른 파워 증대 효과를 얻을 수 있고, 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 공구(14a, 14b)들의 특성에 따른 부하변화가 발생하더라도, 선회부(140)에 충분한 선회력과 정확한 선회 제어를 제공할 수 있는 것이다.When the first input shaft 102 rotates, the drive output shaft 106 of the harmonic drive 105 is decelerated by a reduction ratio (eg, 1/100) of about several hundred units of the first input shaft 102 and at the same time the power is increased by that amount. do. This drive output shaft 106 passes through the opening 137 formed in the case 131a of the second housing 131 and is coupled to the spur gear 107a. The rotational force of the spur gear 107a is an intermediate idle gear ( 107b) to the output gear 107c. As described above, the rotational force of the first input shaft 102 that is firstly reduced through the harmonic drive 105 is secondly reduced while passing through the gear devices 107a to 107c. The reduction ratio by the second deceleration is about 1/2 to 1/3. As described above, a very high reduction ratio (1/200 to 1/300) and a power increase effect can be obtained through the two times of deceleration, and as shown in FIG. 8 , the Even when a load change occurs, it is possible to provide sufficient turning force and accurate turning control to the turning unit 140 .

한편, 제2 입력축(112)이 회전하면, 이와 결합된 스핀들(113) 및 스핀들(113) 반대쪽 단부에 결합된 베벨 기어(117)도 함께 회전한다. 이 때, 스핀들(113)은 제2 하우징(131)의 케이스(131a)에 형성된 개구부(135)를 통과하여 베벨 기어(117)까지 연결된다. 이러한 베벨 기어(117)의 회전은 베벨 기어(117)와 직교하는 방향으로 맞물리는 베벨 기어(121)를 회전시킴으로써 결국 입력 기어(127c) 및 출력 기어(127a, 127b)를 모두 회전시킬 수 있게 된다.Meanwhile, when the second input shaft 112 rotates, the spindle 113 coupled thereto and the bevel gear 117 coupled to the opposite end of the spindle 113 also rotate. At this time, the spindle 113 is connected to the bevel gear 117 through the opening 135 formed in the case 131a of the second housing 131 . This rotation of the bevel gear 117 rotates the bevel gear 121 engaged in a direction orthogonal to the bevel gear 117, so that it is possible to rotate both the input gear 127c and the output gears 127a and 127b. .

본 발명에서는, 상기 선회부(140)의 동력 전달과 상기 공구(14a, 14b)의 동력 전달이 상호 간섭하지 않아야 하므로, 상기 출력 기어(107c)의 회전과 상기 스핀들(113)의 회전을 독립적으로 지지할 필요가 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 구조(118)가 제2 하우징(131) 내에 설치될 수 있다. 구체적으로, 상기 베어링 구조(118)는 제2 하우징(131)의 일측에 고정된 환형의 고정 부재와, 상기 고정 부재의 내측에 삽입되는 스핀들(113)의 회전을 지지하는 내부 베어링과, 상기 고정 부재의 외측에 삽입되는 출력 기어(107c)의 회전을 지지하는 외부 베어링을 포함하여 구성될 수 있다.In the present invention, since the power transmission of the turning part 140 and the power transmission of the tools 14a and 14b should not interfere with each other, the rotation of the output gear 107c and the rotation of the spindle 113 are independently performed. need to support To this end, the bearing structure 118 according to an embodiment of the present invention may be installed in the second housing 131 . Specifically, the bearing structure 118 includes an annular fixing member fixed to one side of the second housing 131 , an inner bearing supporting the rotation of the spindle 113 inserted inside the fixing member, and the fixing member. It may be configured to include an external bearing that supports rotation of the output gear 107c inserted outside the member.

이러한 구성을 통하여, 스핀들(113) 및 베벨 기어(117)의 회전과, 출력 기어(107c)의 회전은 상호 영향을 미치지 않고 독립적으로 이루어질 수 있다. 즉, 출력 기어(107c)와 결합된 선회부(140)가 회전하더라도 스핀들(113)은 정지해 있을 수 있고, 마찬가지로 스핀들(113)의 회전에 따라 공구(14a, 14b)가 회전하더라도 선회부(140)는 정지해 있을 수 있는 것이다.Through this configuration, the rotation of the spindle 113 and the bevel gear 117 and the rotation of the output gear 107c can be made independently without mutual influence. That is, even if the turning portion 140 coupled with the output gear 107c rotates, the spindle 113 may be stationary, and even if the tools 14a and 14b rotate according to the rotation of the spindle 113, the turning portion ( 140) may be stationary.

도 7은 제1 입력축(102)의 회전에 따라 제2축(B axis)을 기준으로 고정부(130)에 대해 선회부(140)가 선회하는 공구 장착대(100)의 사시도이다. 이와 같이, 선회부(140)의 선회와 공구 스핀들(125a, 125b)의 회전은 독립적으로 이루어진다. 다만, 이러한 선회부(140)의 선회와 공구 스핀들(125a, 125b)의 회전은, 터릿(200)의 회전에 따라 포켓면(225) 또는 공구 장착대(100)가 기준 위치에 있을 때만이고, 이러한 기준 위치를 벗어나면 상기 선회나 회전을 위한 동력이 제공되지 않는다.FIG. 7 is a perspective view of the tool mount 100 in which the turning part 140 pivots with respect to the fixing part 130 with respect to the second axis (B axis) according to the rotation of the first input shaft 102 . In this way, the turning of the turning part 140 and the rotation of the tool spindles 125a and 125b are made independently. However, the turning of the turning portion 140 and the turning of the tool spindles 125a and 125b are only when the pocket surface 225 or the tool mount 100 is in the reference position according to the rotation of the turret 200, Outside of this reference position, no power is provided for the turning or rotation.

이러한 선회부(140)의 선회시에 선회부(140)와 고정부(130)의 간섭을 최소화하기 위해 제2축(B axis) 부근의 접속부분을 제외하고는 선회부(140)와 고정부(130) 간에는, 도 5c에 도시된 바와 같이 일정간격을 갖는 갭(gap, 132)이 형성될 수 있다.In order to minimize the interference between the turning part 140 and the fixed part 130 during the turning of the turning part 140, the turning part 140 and the fixed part except for the connection part near the second axis (B axis). Between 130 , a gap 132 having a predetermined interval may be formed as shown in FIG. 5C .

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터릿 공구대(10)을 구성을 보다 자세하 도시하기 위한 종단면도이다.8 is a longitudinal cross-sectional view for illustrating in more detail the configuration of the turret tool rest 10 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 선회부(140)를 선회시키기 위한 동력 전달 흐름을 살펴보면, 터릿(200) 내부의 공간에는 터릿(200)의 회전과 무관하게 고정된 빌트인 모터(206)(built-in motor)가 설치되어 있다. 빌트인 모터(206)는 별도의 독립된 모터 하우징을 가지지 않고 장치 내에 로터와 스테이터가 직접 설치되는 구조를 의미한다. 빌트인 모터(206)는 모터 샤프트(201), 앵귤러 볼 베어링(203), 빌트인 모터 로터(205), 빌트인 모터 스테이터(207)를 포함하여 구성될 수 있고, 모터 샤프트(201)의 단부에, 또는 모터 샤프트(201)의 적어도 일부로서 제1 출력축(202)이 형성되어 있다.First, looking at the power transmission flow for turning the turning unit 140, a built-in motor 206 (built-in motor) fixed regardless of the rotation of the turret 200 is installed in the space inside the turret 200 . have. The built-in motor 206 means a structure in which the rotor and the stator are directly installed in the device without having an independent motor housing. The built-in motor 206 may include a motor shaft 201 , an angular ball bearing 203 , a built-in motor rotor 205 , and a built-in motor stator 207 , at the end of the motor shaft 201 , or A first output shaft 202 is formed as at least a part of the motor shaft 201 .

제1 입력축(102)은 제1 출력축(202)과 맞물려 있어서 함께 회전할 수 있다. 이러한 제1 입력축(102)의 회전은 하모닉 드라이브(105)를 거치면서 제1차 감속이 이루어지며, 하모닉 드라이브(105)의 출력은 다시 복수의 스퍼 기어(107a, 107b, 107c)를 거치면서 제2차 감속이 이루어진다. 여기서 출력 기어(107c)는 베어링 구조(118)의 지지하에 선회부(140)를 선회시킬 수 있다.The first input shaft 102 is engaged with the first output shaft 202 to rotate together. The rotation of the first input shaft 102 undergoes the first deceleration while passing through the harmonic drive 105, and the output of the harmonic drive 105 goes through the plurality of spur gears 107a, 107b, and 107c again. A second deceleration takes place. Here, the output gear 107c may pivot the pivot 140 under the support of the bearing structure 118 .

한편, 공구들(14a, 14b)을 회전시키기 위한 동력 전달 흐름을 살펴보면, 먼저 공구대 본체(50)로부터 터릿(200)의 회전축(A axis)와 나란한 방향으로 회전하는 동력이 회전 샤프트(211)를 통해 전달된다. 회전축(211)과 함께 회전하는 베벨 기어(213)는 이와 맞물리는 베벨 기어(218)에 회전력을 전달한다. 따라서, 회전 샤프트(217) 및 그 반대쪽 단부에 형성된 제2 출력축(212)이 회전된다. 제2 입력축(112)은 제2 출력축(212)과 맞물려 함께 회전하며, 그 회전은 스핀들(113)의 반대쪽 단부에 형성된 베벨 기어(117)를 회전시킨다.On the other hand, looking at the power transmission flow for rotating the tools 14a and 14b, first, the power rotating from the tool rest body 50 in the direction parallel to the axis of rotation (A axis) of the turret 200 is the rotation shaft 211 . is transmitted through The bevel gear 213 rotating together with the rotating shaft 211 transmits a rotational force to the bevel gear 218 meshing therewith. Accordingly, the rotation shaft 217 and the second output shaft 212 formed at the opposite end thereof are rotated. The second input shaft 112 is engaged with the second output shaft 212 to rotate together, and the rotation rotates the bevel gear 117 formed at the opposite end of the spindle 113 .

베벨 기어(117)는 이와 직교하여 맞물리는 베벨 기어(121)를 회전시킴으로써 결국 입력 기어(127c)를 회전시킨다. 입력 기어(127c)의 회전에 따라, 출력 기어들(127a, 127b) 및 이와 결합된 공구 스핀들(125a, 125b)이 함께 회전한다. 공구 스핀들(125a, 125b)의 회전은 최종적으로 가공물을 절삭하기 위한 공구(14a, 14b)의 회전으로 이어진다.The bevel gear 117 rotates the bevel gear 121 engaged orthogonally thereto, thereby rotating the input gear 127c. As the input gear 127c rotates, the output gears 127a and 127b and the tool spindles 125a and 125b coupled thereto rotate together. The rotation of the tool spindle 125a, 125b ultimately leads to rotation of the tool 14a, 14b to cut the workpiece.

이러한 본 발명에 따른 터릿 공구대(10)는 공작 기계 내에서 대향하는 위치에 배치되면 보다 복잡하고 다양한 가공이 가능해진다. 또한, 터릿 공구대(10) 내부 배치되는 빌트인 모터(206)는 터릿(200)과 함께 회전하는 요소가 아니므로, 공구대 본체(50)에 배치되어 공구대 본체(50)에서부터 전달되는 회전력으로 대체될 수도 있을 것이다.When the turret tool rest 10 according to the present invention is disposed at opposing positions in the machine tool, more complex and various processing is possible. In addition, since the built-in motor 206 disposed inside the turret tool rest 10 is not an element that rotates together with the turret 200, it is disposed on the tool rest body 50 and uses rotational force transmitted from the tool rest body 50. may be replaced.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

10: 터릿 공구대 50: 공구대 본체
100: 공구 장착대 102: 제1 입력축
104: 제1 돌기 112: 제2 입력축
114: 제2 돌기 130: 고정부
101, 111, 131, 141: 하우징 105: 하모닉 드라이브
107a, 107b, 107c: 스퍼 기어 140: 선회부
200: 터릿 202: 제1 출력축
204: 제1 슬롯 211: 회전 샤프트
212: 제2 출력축 214: 제2 슬롯
225: 포켓면 235: 가이드 프레임
230: 구동 장치10: turret tool rest 50: tool rest body
100: tool mount 102: first input shaft
104: first projection 112: second input shaft
114: second protrusion 130: fixing part
101, 111, 131, 141: housing 105: harmonic drive
107a, 107b, 107c: spur gear 140: pivot
200: turret 202: first output shaft
204: first slot 211: rotation shaft
212: second output shaft 214: second slot
225: pocket surface 235: guide frame
230: drive device

Claims

tool rest body;
a turret supported by the tool rest body for index rotation with respect to a first axis and having a plurality of pocket surfaces in a circumferential direction;
a tool mount including a fixing part detachably attached to one of the plurality of pocket surfaces, and a turning part rotatably supported by the fixing part with respect to a second axis oriented in a radial direction of the turret;
a tool mounted on the revolving unit to process a workpiece by rotating it based on a third axis perpendicular to the second axis; and
In the turret, including a driving device fixedly arranged regardless of the index rotation of the turret,
The driving device is
A first output shaft that transmits power so that the turning unit turns, and a second output shaft that is arranged side by side with the first output shaft and transmits power to rotate the tool,
According to whether the pocket surface is placed at the reference position by the index rotation of the turret, the power transmission between the first output shaft and the turning part and the power transmission between the second output shaft and the tool are automatically connected or disconnected, the turret tool stand.

According to claim 1,
By the index rotation of the turret,
When the pocket surface is placed at the reference position, power transmission between the first output shaft and the turning part and power transmission between the second output shaft and the tool are automatically connected,
When the pocket surface deviates from the reference position, the transmission of power between the first output shaft and the pivot and the transmission of power between the second output shaft and the tool are automatically released.

The method of claim 2, wherein the driving device is
A built-in motor connected to transmit a rotational force to the first output shaft, and a gear device for transmitting the power provided from the tool rest body to the second output shaft,
The first output shaft is at least a part of a motor shaft provided in the built-in motor, a turret tool rest.

4. The tool mount of claim 3, wherein the tool mount is
The turret further comprising: a first input shaft extending from the fixing part in a direction parallel to the second axis and rotating the pivoting part; and a second input shaft extending from the fixing part along the second axis and rotating the tool tool stand.

5. The method of claim 4,
When the pocket surface is placed at the reference position by the index rotation of the turret,
The first input shaft is automatically coupled to the first output shaft without a separate clutch, and at the same time, the second input shaft is automatically coupled to the second output shaft and the second output shaft without a separate clutch.

6. The method of claim 5, wherein for the automatic coupling,
A first straight slot extending in a direction perpendicular to the second axis is formed on one of the first input shaft and the first output shaft, and the first slot slides with the first slot in a direction perpendicular to the second axis on the other one. A first protrusion that can be coupled is formed,
A straight second slot extending in a direction perpendicular to the second axis is formed on one of the second input shaft and the second output shaft, and the second slot slides with the second slot in a direction perpendicular to the second axis on the other one. A second protrusion that can be engaged is formed, the turret tool rest.

The method of claim 5, wherein the driving device is
The turret tool rest further comprises a guide frame for guiding the sliding coupling between the first input shaft and the first output shaft and sliding coupling between the second input shaft and the second output shaft when the index of the turret is rotated.

According to claim 2, wherein the fixing portion of the tool mount
and a first housing coupled to the first input shaft in a direction parallel to the second shaft and accommodating a harmonic drive that is output through a driving output shaft by first decelerating the rotation of the first input shaft.

The method of claim 8, wherein the fixing part
The first housing, comprising a spur gear formed on the drive output shaft, one or more transmission gears, and an output gear for outputting the driving force of the turning part, for accommodating a gear device for reducing the rotation of the first input shaft to a second order; A turret tool rest comprising a second housing to be assembled.

10. The method of claim 9, wherein the fixing portion
and a third housing coupled to the second input shaft and the second shaft direction and accommodating a spindle for transmitting the power of the second output shaft to the rotation of the tool, the third housing being assembled to the second housing.

11. The method of claim 10, wherein the second housing is
Including a bearing structure for independently supporting the rotation of the output gear and the rotation of the spindle, the turret tool rest.

12. The method of claim 11, wherein the bearing structure is
An annular fixing member fixed to one side of the second housing, an inner bearing supporting rotation of the spindle inserted inside the fixing member, and an external supporting rotation of the output gear inserted outside the fixing member including bearings,
By independently supporting the rotation of the spindle and the rotation of the output gear, the power transmission of the turning part and the power transmission of the tool do not interfere with each other, turret tool rest.