KR102450648B1 - 공작기계의 방진구 장치 - Google Patents

Abstract

방진구의 가이드롤러를 방진구의 회전 중심으로부터 반경 방향으로 가변될 수 있도록 구성하여 바피더의 핑거척이 방진구 안쪽으로 진입한 상태에서 가이드롤러에 의해 회전 지지 될 수 있도록 하였다. 또한 방진구의 가이드롤러에 테이퍼부를 형성하여 핑거척이 방진구 안쪽으로 진입이 용이하게 구성하였다. 또한, 상기 가이드롤러가 반경 방향으로 가변이 용이하도록 방진구의 몸체에 상기 가이드롤러를 가이드하는 가이드홈을 형성하였다.

Description

공작기계의 방진구 장치{Machine tool anti-vibration device }

본 발명은 공작기계의 방진구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환봉이나 원통형의 길이가 긴 소재의 외경을 가이드 할 수 있는 공작기계용 방진구 장치에 관한 것이다.

일반적으로 터닝센터와 같은 공작기계에서 환봉이나 원통형의 긴 소재를 가공하기 위해 도 1과 같이, 환봉 소재(50)를 스핀들(30) 방향으로 공급하고, 동시에 환봉 소재(50)의 처짐과 떨림을 방지하기 위해 스핀들 후단에 바피더(bar feeder)(40)를 사용한다.

이와 같은 바피더(40)는 보통 1m 내지 2m의 행정거리를 가지고 스핀들(30) 선단에서 가공작업이 진행됨에 따라 환봉 소재(50)를 핑거척(41)과 함께 스핀들(30) 쪽으로 단계적으로 밀어줄 수 있다. 물론 바피더(40)의 행정거리는 임의로 더 크게 하거나 작게 할 수 도 있다.

또한, 바피더(40)는 회전하는 환봉 소재(50)의 떨림을 방지하기 위하여 내부 일측에 방진구(10)를 포함하기도 한다. 이러한 방진구는 보통 3개의 가이드롤러(11)를 구비하고 환봉 소재(50)의 외주연을 회전 지지하는 구조로 이루어진다.

또한, 바피더(40)는 내부를 관통하는 환봉 소재(50)를 클램핑하고, 이 환봉 소재(50)와 함께 회전하는 핑거척(41)을 구비하고 있다. 또한 바피더(40)는 공작기계의 스핀들(30) 선단에서 환봉 소재(50)가 하나씩 가공 될 때 마다 핑거척(41)과 함께 환봉 소재(50)를 스핀들(30) 방향으로 밀어준다.

그러나 이와 같은 바피더(40)는 가공작업이 진행되면 핑거척(41)이 점점 스핀들(30) 방향으로 전진하여 방진구(10)와 가까워 지게 된다. 이와 같이 바피더(40)의 핑거척(41)이 방진구(10)와 가까워지면, 방진구(10)는 핑거척(41)과의 간섭을 피하기 위하여 환형 소재(50)를 회전지지 하는 것을 중단하고 가이드롤러(11)를 오픈시킨다.

이와 같은 방진구(10)의 가이드롤러(11)가 오픈 상태가 되면 환봉 소재(50)는 바피더(40)의 핑거척(41)에 의해서만 회전 지지되어 충분한 회전지지를 받지 못한 상태가 되어 진동이 발생하고 불안한 회전을 하게 된다.

이와 같이 완봉 소재(50)의 가공이 진행되면, 결국 환봉 소재(50)는 진동이 더욱 심해지고, 환봉 소재(50)의 진동은 스핀들(30)과 바피더(40)에 전달되어 스핀들(30) 선단의 공작물의 정밀도를 떨어뜨리고 소음도 함께 발생하게 된다.

이와 같은 상황이 되면 작업자는 환봉 소재(50)에 진동과 소음을 줄이기 위해 스핀들(30)의 회전 속도를 떨어뜨리게 된다. 그 결과 가공 생산성이 현저하게 저하하고, 일정 속도 이상으로 스핀들(30)을 회전시켜 가공해야 하는 공작물인 경우에는 가공 정밀도도 떨어지게 된다. 심지어 고정밀도를 요하는 가공물인 경우에는 더 이상 가공을 하지 못하게 되고, 남은 환봉 소재(50)는 폐기하게 된다. 이로 인해 소재의 낭비가 발생하게 된다

본 발명은 종래기술과 같은 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 가공이 진행됨에 따라 환봉 소재가 방진구로부터 회전 지지를 받지 못하는 문제점을 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 가공이 진행됨에 따라 방진구에 의한 회전 지지를 받지 못 함으로 인해 발생하는 진동과 소음 문제를 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 방진구가 환봉 소재를 끝까지 회전 지지 하지 못함으로 인해 가공속도를 떨어뜨려 생산상을 저하시키거나, 남은 환봉 소재를 폐기함으로 인해 발생하는 소재의 낭비를 줄이기 위한 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방진구 장치는, 방진구의 가이드롤러를 방진구의 회전 중심으로부터 반경 방향으로 가변될 수 있도록 구성하여 바피더의 핑거척이 방진구 안쪽으로 진입하였을 때 핑거척이 가이드롤러에 의해 회전 지지 될 수 있도록 하였다.

또한, 방진구의 가이드롤러에 테이퍼부를 형성하여 핑거척이 방진구 안쪽으로 진입이 용이하게 구성하였다.

또한, 상기 가이드롤러가 반경 방향으로 가변이 용이하도록 방진구의 몸체에 상기 가이드롤러를 가이드하는 가이드홈을 형성하였다.

또한, 방진구를 스핀들의 후단과 바피더 사이에 별치형으로 설치하여 바피더의 핑거척을 더욱 안정적으로 회전 지지할 수 있도록 하였다.

본 발명은 환봉 소재의 가공이 진행됨에 따라 환봉 소재의 길이가 짧아져서 바피더의 핑거척이 방진구 안쪽으로 진입할 경우 방진구의 가이드롤러가 반경 방향으로 후퇴하여 핑거척의 외경을 회전 지지 함으로써 환봉 소재의 진동을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명은 핑거척이 환봉 소재를 파지한 상태에서 방진구 안쪽으로 전진함으로써 환봉 소재의 가공 범위를 확대할 수 있어, 남은 소재의 길이를 최소화 함으로써 소재의 낭비를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 진동 억제를 위하여 스핀들의 회전속도를 줄일 필요가 없으므로 가공 생산성을 높이고, 가공 정밀도를 향상 시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 방진구의 가이드롤러를 반경 방향으로 가변 시킬 수 있으므로 회전 지지 할 수 있는 환봉 소재의 직경 범위를 넓힐 수 있다.

도 1은 종래기술로, 일반적인 방진구를 포함하는 바피더와 공작기계 스핀들의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예로서, 방진구가 공작기계의 스핀들의 일측에 장착된 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예로서, 방진구의 가이드롤러의 배치를 나타내는 내부 구조도이다.
도 4는 본 발명의 실시예로서, 방진구의 가이드롤러의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예로서, 가이드롤러가 장착된 방진구의 내부 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예로서, 방진구의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예로서, 방진구가 바피더로부터 공급되는 환봉 소재를 회전 지지하는 상태의 단면도이다.
도 8는 본 발명의 실시예로서, 바피더의 핑거척이 방진구 안쪽으로 진입하여 가이드롤러에 의해 회전 지지되는 단면도이다.

본 발명에 따른 공작기계 방진구(10) 장치에 대해 도 2 내지 도 8을 참조하여 설명한다.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 방진구(10)는 공작기계의 스핀들(30) 후단에 장착된다. 편의에 따라 본 발명의 방진구(10)를 스핀들(30)의 후단과 바피더(bar feeder)(40) 사이에 설치할 수 있으며, 경우에 따라서는 바피더(40)의 일측에 부착할 수도 있다.

바람직하게는 본 발명의 실시예와 같이, 방진구(10)을 스핀들(30)의 후단에 설치함으로써, 스핀들(30) 선단을 기준으로 할 때 스핀들(30)의 선단과 바피더(40) 사이의 중간 지점에 설치하는 형태가 되어 환봉 소재(50)가 무게로 인하여 아래로 처지는 것을 방지 할 수 있도록 한다.

본 발명의 방진구(10)는 도 3 내지 도 6에서 개시한 바와 같이, 케이스(20) 내부에 3개의 가이드롤러(11)를 구비한다. 이 가이드롤러(11)는 롤러지지대(14)에 일단에 회전 가능하게 지지된다. 상기 롤러지지대(14)는 스프링(13)에 의해 상기 케이스(20)로부터 상기 롤러지지대(14)의 길이방향으로 이동 가능하게 탄력 지지된다.

또한, 상기 3개의 가이드롤러(11)의 회전중심은 상기 케이스(20)의 중심부에 형성된 관통홀(22)의 중심으로부터 동일한 회전반경의 동심원 상에 위치하도록 배치된다. 또한 상기 3개의 롤러지지대(14)는 선단에 설치된 가이드롤러(11)의 회전중심을 연결한 가상선이 삼각형을 이루도록 설치되어, 환봉 소재(50)를 삼 점 지지하는 형식이 된다.

한편, 상기 가이드롤러(11)는 바피더(40)의 핑거척(41) 외경을 지지할 수 있도록 상기 가이드롤러(11)의 반경 방향으로 상기 롤러지지대(14)에 탄력적으로 지지된다.

한편, 가이드롤러(11)는 소재가 진입 방향의 회전면의 일측 모서리 부분에 경사를 이루는 테이퍼부(12)를 형성한다.

또한, 상기 롤러지지대(14)는 가이드롤러(11)의 회전축(16)의 양쪽 끝단을 지지하는 가이드블럭(15)을 구비한다.

한편, 상기 케이스(20)의 중앙 전후 면에는 환봉 소재(50)가 관통할 수 있도록 관통홀(22)이 형성된다. 또한 상기 케이스(20)의 전후 면에는 상기 가이드블럭(15)을 안내하도록 상기 롤러지지대(14)와 동일한 방향으로 가이드홈(21)이 형성된다.

이하 도 7과 도 8을 참고하여, 본 발명 실시예의 방진구(10)에 대해 동작 과정을 성명한다.

우선 도 7을 보면, 본 발명의 방진구(10)는 스핀들(30)과 바피더(40) 사이에 설치하되, 스핀들(30)의 일측에 고정된다. 작업자는 가공작업을 위해 환봉 소재(50)를 바피더(40)를 통과하고 방진구(10)의 관통홀(22)과 가이드롤러(11)를 통과하여 스핀들(30)에 클램핑한다.

이 때 방진구(10)의 가이드롤러(11)는 환봉 소재(50)의 직경 크기에 따라 롤러지지대(14)의 축방향으로 허용된 범위 내에서 이동한다. 이러한 가이드롤러(11)의 이동은 롤러지지대(14)의 후단에 설치된 스프링(13)의 탄성에 의해 환봉 소재(50)를 회전 중심 방향으로 탄력 지지하는 상태에서 이루어진다. 이 때 롤러지지대(14)는 가이드롤러(11)의 회전축(16)을 지지하는 가이드블럭(15)이 상기 케이스(20)에 형성된 가이드홈(21) 내에서 가이드되면서 롤러지지대(14)의 축방향으로 이동하게 된다.

한편, 스핀들(30) 선단에서 환봉 소재(50)의 가공작업이 반복될 때 마다, 바피더(40)는 환봉 소재(50)를 파지하고 있는 핑거척(41)과 함께 환봉 소재(50)를 스핀들(30) 쪽으로 일정 길이 만큼씩 밀어주게 된다. 이 때 방진구(10)는 환봉 소재(50)의 스핀들(30) 방향으로의 전진 이동을 롤러지지대(14)의 후단에 설치된 스프링(13)의 탄력에 의해 허용하게 된다.

한편, 도 8을 참고하면, 환봉 소재(50)의 가공 작업이 반복적으로 진행되면 환봉 소재(50)를 파지하고 있는 바피더(40)의 핑거척(41)은 방진구(10)의 가이드롤러(11)에 접근하게 된다. 이때 바피더(40)의 핑거척(41)은 환봉 소재(50)를 원주 방향으로 애워싸고 있는 있는 형상이므로 환봉 소재(50)보다 큰 직경을 가진다.

이와 같이 스핀들(30)에서 환봉 소재(50)의 가공작업이 계속 진행되면 환봉 소재(50)를 파지하고 있는 핑거척(41)은 바피더(40)의 행정거리 범위 내에서 지속적으로 가이드롤러(11)의 안쪽으로 진입하게 된다. 이와 같이 환봉 소재(50)를 파지하고 있는 핑거척(41)이 가이드롤러(11) 안쪽으로 들어오게 되면, 핑거척(41) 선단의 외경부가 가이드롤러(11)에 경사지게 형성된 테이퍼부(12)를 가압하여 가이드롤러(11)를 핑거척(41)의 직경만큼 뒤로 밀려나게 한다. 이 때 가이드롤러(11)는 롤러지지대(14) 후단에 설치된 스프링(13)에 의해 탄력을 받으면서 뒤로 밀려나게 된다. 이와 같은 상태가 되면 가이드롤러(11)는 환봉 소재(50)와 함께 가이드롤러(11) 안쪽으로 진입한 칭거척의 외경을 회전 지지하는 상태가 된다.

한편, 이와 같이 가이드롤러(11)가 뒤로 물러날 때 롤러지지대(14)의 가이드블럭(15)은 케이스(20)에 형성된 가이드홈(21) 내에서 롤러지지대(14)의 축 방향으로 안내되면서 가이드롤러(11)를 일정한 방향으로 이동하도록 안내한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 가이드롤러(11)가 4개 이상인 방진구를 가정할 수 있다. 이와 같이 가이드롤러(11)를 4개 이상 설치할 때에는, 각각의 가이드롤러(11)에 부속되는 롤러지지대(14)의 방향을 환봉 소재(50)가 통과하는 관통홀(22)의 중심을 향하도록 설치하면 된다. 마찬가지로 케이스(20)에는 롤러지지대(14)의 가이드블록(15)를 가이드하는 가이드홈(21)을 상기 롤러지지대(14)와 동일한 방향으로 설치하면 된다. 그 외에 설명하지 않은 구성 부품들은 앞서 설명한 실시예를 참조하면 이 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 실시에 문제가 없을 것이므로 설명을 생략한다.

이와 같이 본 발명은 환봉 소재(50)의 가공이 진행됨에 따라 환봉 소재(50)의 길이가 짧아져서 바피더(40)의 핑거척(41)이 방진구(10) 안쪽으로 진입할 경우 방진구(10)의 가이드롤러(11)가 반경 방향으로 가변되어 핑거척(41)의 외경을 회전 지지 함으로써 환봉 소재(50)의 소음과 진동을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명은 핑거척(41)이 환봉 소재(50)를 파지한 상태에서 방진구(10) 안쪽으로 전진함으로써 환봉 소재(50)의 가공 범위를 확대할 수 있어, 남은 소재의 길이를 최소화 함으로써 소재의 낭비를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 진동 억제를 위하여 스핀들(30)의 회전속도를 줄일 필요가 없으므로 가공 생산성을 높이고, 가공 정밀도를 향상 시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 방진구(10)의 가이드롤러(11)가 반경 방향으로 가변됨으로써 회전 지지 할 수 있는 환봉 소재(50)의 직경 범위를 넓힐 수 있다.

10 방진구
11 가이드롤러
12 테이퍼부
13 스프링
14 롤러지지대
15 가이드블럭
16 회전축
20 케이스
21 가이드홈
22 관통홀
30 스핀들
40 바피더
41 핑거척
50 환봉 소재

Claims (6)

1. 케이스 내부에 구비 되며 환봉 소재를 회전 중심방향으로 지지하는 적어도 3개 이상의 가이드롤러와;
   상기 가이드롤러를 상기 케이스와의 사이에서 스프링을 삽입하여 탄력적이고 회전 가능하게 지지하는 롤러지지대와;
   상기 가이드롤러는 회전면의 일측 모서리 부분에 경사를 이루는 테이퍼부를 형성하고;
   상기 롤러지지대는 상기 가이드롤러의 회전축의 양쪽 끝단을 지지하는 가이드블럭을 구비하며;
   상기 케이스의 중앙 전후 면에는 환봉 소재가 관통할 수 있는 관통홀과 상기 롤러지지대의 가이드블럭을 안내하는 가이드홈 을 형성하고 ;
   상기 가이드롤러는 상기 관통홀의 중심으로부터 동일한 회전반경의 동심원 상에 회전중심이 위치하도록 배치 된 것을 특징으로 하는 공작기계의 방진구 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 롤러지지대는 선단에 설치된 가이드롤러의 회전중심을 연결한 가상선이 삼각형을 이루는 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 공작기계의 방진구 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드롤러는 바피더의 핑거척 외경을 지지할 수 있도록 상기 가이드롤러의 반경 방향으로 상기 롤러지지대에 탄력적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 방진구 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 케이스가 공작기계의 스핀들 후단에 고정되는 특징으로 하는 공작기계의 방진구 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 케이스가 바피더의 선단에 고정되는 특징으로 하는 공작기계의 방진구 장치.

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