KR102652210B1 - 유니버셜 헤드 어태치먼트 및 이를 포함하는 공작기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀들을 수용하며 상기 스핀들의 회전축과 평행하지 아니한 틸팅축을 가지고 상기 스핀들을 틸팅시키는 틸팅부; 상기 틸팅축의 양측을 지지할 수 있도록 상기 틸팅부를 수용하는 고정부; 상기 고정부에 수용되며 임의의 각도에서 상기 틸팅부를 가압하여 상기 틸팅부를 고정시키는 제1 클램핑 유닛; 및 상기 고정부에 수용되며 기설정된 특정 각도에서 상기 틸팅부를 가압하여 상기 틸팅부를 고정시키는 제2 클램핑 유닛;을 포함하는 유니버셜 헤드 어태치먼트 및 이를 포함하는 공작기계에 관한 것이다.

Description

유니버셜 헤드 어태치먼트 및 이를 포함하는 공작기계{UNIVERSAL HEAD ATTACHMENT AND MACHINE TOOL AVING THE SAME}

본 발명은 유니버셜 헤드 어태치먼트 및 이를 포함하는 공작기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임의의 각도와 특정 각도에서 틸팅부를 고정하여 틸팅 클램핑 파워가 향상되도록 구조가 개선된 유니버셜 헤드 어태치먼트 및 이를 포함하는 공작기계에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계라 함은 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속/비금속의 공작물을 적당한 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.

터닝센터, 수직/수평 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반, 복합가공기 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.

공작기계 중 복합가공기란 선삭가공과 드릴, 탭핑, 밀링가공 등 가공형태가 다양한 가공을 수행하는 다기능의 자동공구교환장치(ATC)와 공구 매거진이 장착된 터닝센터를 의미한다. 복합가공기에서 작업자가 가공에 필요한 공구를 로딩하거나 교환시에 공구를 수동으로 공구 매거진에 장착한다.

일반적으로 현재 사용되고 있는 다양한 종류의 공작기계는 수치제어(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numericalcontrol) 기술이 적용되는 조작반을 구비하고 있다. 이러한 조작반은 다양한 기능스위치 또는 버튼과 모니터를 구비한다.

또한, 공작기계는 공작물인 소재가 안착되고 공작물 가공을 위해 이송하는 테이블, 가공전 공작물을 준비하는 팔렛트, 공구 또는 공작물이 결합되어 회전하는 주축, 공작물 등을 가공중에 지지하기 위한 심압대, 방진구 등을 구비한다.

일반적으로 공작기계에서 테이블, 공구대, 주축, 심압대, 방진구 등은 다양한 가공을 수행하기 위해 이송축을 따라 이송하는 이송유닛을 구비한다.

또한, 일반적으로 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 공구 보관장소의 형태로 공구 매거진이나 터렛이 사용된다.

이러한 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 공구 보관장소의 형태로 공구 매거진이 사용된다.

또한, 일반적으로 공작기계는 비가공 시간을 최소화하기 위해, 자동팔레트교환장치(APC, Automatic Palette Changer)를 구비한다. 자동팔레트교환장치(APC)는 팔레트를 공작물 가공 영역과 공작물 설치 영역 간에 자동으로 교환한다. 팔레트에는 공작물이 탑재될 수 있다.

또한, 일반적으로 공작기계는 공작기계의 생산성을 향상시키기 위해 수치제어부의 지령에 의해 특정한 공구를 공구 매거진으로부터 인출하거나 다시 수납하기 위한 자동공구교환장치(ATC, AutomaticTool Changer)를 구비한다.

이러한 공작기계의 한 종류인 문형 머시닝 센터(double colum type center)는 3차원 형상을 다수의 헤드 어태치먼트를 교환하여 가공하는 장치이며, 모재를 다양한 각도에서 가공하기 위해 유니버셜 헤드 어태치먼트를 탈착 가능하게 장착할 수 있다.

즉 일반적으로 문형 머시닝센터(double colum type machine center)란 단순한 가공을 담당하는 선반 장치와 다르게 3차원 형상을 다수의 어태치먼트(attachment)를 교환하여 직접가공하는 장치를 말한다.

이러한 문형 머시닝센터는 다양한 형상의 공작물을 다양한 공간과 각도에서 가공하기 위해 램 또는 램 헤드에 어태치먼트를 탈착가능하게 장착할 수 있다.

일반적으로 이러한 어태치먼트의 선단에 공구(tool)가 장착된다. 공구를 견고하게 장착하기 위해 필요한 경우 어태치 먼트는 선단에 툴 포트를 구비할 수 있다.

대한민국 공개특허 제10-2006-0126414호(발명의 명칭: 각도조절이 가능한 앵글헤드)는 이러한 유니버셜 헤드 어태치먼트를 개제하고 있다.

이러한 종래 기술은 각도 변환을 위한 다수의 기어축 및 기어를 가진 스핀들을 게재하고 있으며, 이러한 스핀들은 각도 고정 및 조정수단이라고 하는 각조조절볼트(190)에 의해 틸팅되는 기술적 사상을 게재한다.

그러나, 이러한 종래 기술은 스핀들의 각도 조절을 위해 수동으로 틸팅각을 구현해야하며, 볼트 고정으로 틸팅각을 유지해야하므로 선삭 가공시 발생하는 진동에 따라 틸팅각의 변화가 생길 수 있어서 가공 품질에 영향을 줄 수 있는 문제가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2015-0065249호(발명의 명칭: 공작기계용 유니버셜 헤트 어태치먼트)는 스핀들의 양특에 자동으로 제어되는 팅틸유닛을 포함하는 틸팅바디부를 구비하여 상기 종래 기술의 문제점을 해결하고 있다.

그러나, 이러한 종래 기술 또한 틸팅각에 따른 고정력, 즉, 스핀들의 틸팅각 을 견고하게 유지하기 위한 틸팅 클램핑 파워가 부족하여 가공 정밀도가 보장되기 어려운 문제가 있다.

대한민국 특허공개공보 제10-2006-0126414호 대한민국 특허공개공보 제10-2015-0065249호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 임의의 각도에서 틸팅부를 틸팅부를 고정하는 제1 클램핑 유닛과 특정 각도에서 틸팅부를 고정하는 제2 클램핑 유닛을 구비하여 스핀들의 틸탕각을 견고하게 유지함에 따라 가공정밀도를 향상하고, 진동과 소음을 저감할 수 있는 할 수 있는 클램핑 구조를 포함하여 가공정밀도를 향상시킬 수 있는 유니버셜 헤드 어태치먼트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전체적인 크기를 유지한 채 클램핑력을 향상시킬 수 있는 구조를 포함하여 공작기계의 소형화와 컴팩트화를 도모하고, 설치공간의 활용성을 향상할 수 있는 유니버셜 헤드 어태치먼트와 이를 포함하는 공작기계를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트는 스핀들을 수용하며 상기 스핀들의 회전축과 평행하지 아니한 틸팅축을 가지고 상기 스핀들을 틸팅시키는 틸팅부; 상기 틸팅축의 양측을 지지할 수 있도록 상기 틸팅부를 수용하는 고정부; 및 상기 틸팅부를 고정하기 위한 제1 클램핑 유닛과 제2 클램핑 유닛;을 포함하고, 상기 제2 클램핑 유닛은 상기 제1 클램핑 유닛이 상기 틸팅부를 고정하였을 때 상기 틸팅부를 가압하여 상기 틸팅부를 고정할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 유니버셜 헤드 어태치먼트의상기 제1 클램핑 유닛은 상기 고정부에 수용되며 임의의 각도에서 상기 틸팅부를 가압하여 상기 틸팅부를 고정시키고, 상기 제2 클램핑 유닛은 상기 고정부에 수용되며 기설정된 특정 각도에서 상기 틸팅부를 가압하여 상기 틸팅부를 고정를 고정시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 유니버셜 헤드 어태치먼트의 상기 제1 클램핑 유닛은 유압 또는 공압에 의해 틸팅축 방향으로 이동되어 상기 틸팅부의 일측면 또는 양측면을 가압하거나, 틸팅축과 수직된 방향으로 이동되어 상기 틸팅부의 외주면의 일부 또는 전부를 가압할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 유니버셜 헤드 어태치먼트의 상기 제2 클램핑 유닛은 중앙에 틸팅축과 대응되는 중앙홀이 형성되고 상기 중앙홀의 반경 방향에 상호 소정 간격을 가지고 형성되는 복수 개의 가압홀이 형성되어 상기 틸팅부에 배치되는 원판 형상의 회전플레이트; 및 상기 고정부에 배치되어 상기 복수 개의 가압홀 중 어느 하나가 하측에 위치할 때 당해 가압홀을 관통하여 상기 틸팅부를 가압함으로써 상기 틸팅부를 고정시키는 실린더부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 유니버셜 헤드 어태치먼트의 상기 회전플레이트는 반경 방향에 상호 일정한 간격으로 형성되는 복수 개의 요입홈을 더 포함하며, 상기 가압홀은 상기 중앙홀과 동일한 거리를 갖도록 형성되는 만곡된 장공 형상으로 상기 요입홈에 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 유니버셜 헤드 어태치먼트의 각각의 상기 요입홈에는 상기 가압홀의 양측에 각각 적어도 두 개 이상의 제1 체결홀이 형성되며, 상기 제2 클램핑 유닛은 중앙에 상기 장공의 소경과 대응되는 외경을 가진 조정가압홀이 형성되고 상기 조정가압홀 양측에 상기 제1 체결홀에 대응되는 제2 체결홀이 형성되는 조정편을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 유니버셜 헤드 어태치먼트의 상기 제2 클램핑 유닛은 상기 요입홈의 제1 체결홀에 대응되는 제3 체결홀이 형성되어 상기 요입홈에 고정됨으로써 상기 조정편의 양측을 고정하는 한 쌍의 조정블록을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 유니버셜 헤드 어태치먼트의 상기 실린더부는 중앙에 제1 유압홀이 형성되는 상부플레이트; 중앙에 제1 수용홀이 형성되어 상기 상부플레이트 하측에 배치되는 하부플레이트; 중앙에 상기 제1 수용홀과 대응되는 제2 수용홀이 형성되고 측면에 제2 유압홀이 형성되며, 상기 상부플레이트와 하부플레이트 사이에 배치되는 실린더하우징; 및 상기 제1 수용홀과 제2 수용홀에 배치되어 유압에 의해 상기 가압홀을 지나 상기 틸팅부를 고정하는 실린더;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 유니버셜 헤드 어태치먼트의 상기 실린더부는 상기 제1 유압홀에 체결되어 상기 실린더를 인장시키는 제1 밸브와, 상기 제2 유압홀에 체결되어 상기 실린더를 복귀시키는 제2 밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 유니버셜 헤드 어태치먼트의 상기 상부플레이트는 상기 실린더하우징의 상측면이 결합되는 제1 중앙부와 상기 하부플레이트와 결합되는 제1 외측부로 구획되고, 상기 제1 중앙부가 상기 제1 외측부 내부에서 이동될 수 있도록 상기 제1 중앙부와 제1 외측부 사이에 형성되는 제1 스프링홀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 유니버셜 헤드 어태치먼트의 상기 제1 스프링홀은 상기 제1 외측부와 제1 중앙부를 구획하되 상기 제1 외측부와 제1 중앙부가 연결되도록 적어도 두 군데 이상이 단절되게 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 유니버셜 헤드 어태치먼트의 상기 하부플레이트는 상기 실린더하우징의 하측면이 결합되는 제2 중앙부와 상기 상부플레이트와 결합되는 제2 외측부로 구획되고, 상기 제2 중앙부가 상기 제2 외측부 내부에서 이동될 수 있도록 상기 제2 중앙부와 제2 외측부 사이에 형성되는 제2 스프링홀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 유니버셜 헤드 어태치먼트의 상기 제2 스프링홀은 상기 제2 외측부와 제2 중앙부를 구획하되 상기 제2 외측부와 제2 중앙부가 연결되도록 적어도 두 군데 이상이 단절되게 형성될 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 어느 하나의 특징을 갖는 상기 유니버셜 헤드 어태치먼트를 포함하는 공작기계를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트를 포함하는 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 유니버셜 헤드 어태치먼트를 포함하는 공작기계는 상기 유니버셜 헤드 어태치먼트를 상, 하 이동시키는 새들; 상기 새들을 좌, 우 이동시키는 크로스레일; 상기 크로스 레일을 상, 하 이동시키는 컬럼; 상기 컬럼이 고정되는 베드; 및 상기 베드 상에 배치되어 모재가 안치되는 테이블;을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트 및 이를 포함하는 공작기계는 스핀들이 어느 각도로 틸팅되어도 이러한 틸팅각을 유지할 수 있도록 클램핑력을 제공하는 제1 클램핑 유닛과, 특정 각도로 틸팅되었을 때 더욱 큰 클램핑력을 부가하기 위한 제2 클램핑 유닛을 포함함으로써 가공 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 가공 안전성을 향상하며, 공작기계의 신뢰성과 안정성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트 및 이를 포함하는 공작기계는 기존의 유니버셜 헤드 어태치먼트의 전체 크기가 증가되지 않도록 고정부 내부에 제1 클램핑 유닛 및/또는 제2 클램핑 유닛을 포함하여 공작기계 내의 가공 공간에 대한 이점을 확보하고, 공작기계의 전체적인 소형화와 컴팩트화를 향상할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트 및 이를 포함하는 공작기계는 가공정밀도 향상을 통해 소음과 진동을 저감하여 작업자의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유니버셜 헤드 어태치먼트를 포함하는 공작기계의 사시도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유니버셜 헤드 어태치먼트의 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제2 클램핑 유닛이 배치된 도면을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2 클램핑 유닛의 실린더부의 분해 사시도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제2 클램핑 유닛의 플레이트부의 사시도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 클램핑 유닛이 틸팅부를 가압한 상태에서 제2 클램핑 유닛이 틸팅부를 가압하지 않은 상태의 절단면도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제1 클램핑 유닛이 틸팅부를 가압한 상태에서 제2 클램핑 유닛이 틸팅부를 가압한 상태의 절단면도를 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트 및 이를 포함하는 공작기계의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 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 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유니버셜 헤드 어태치먼트를 포함하는 공작기계의 사시도를 나타내고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유니버셜 헤드 어태치먼트의 사시도를 나타낸다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제2 클램핑 유닛이 배치된 도면을 나타내고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2 클램핑 유닛의 실린더부의 분해 사시도를 나타낸다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제2 클램핑 유닛의 플레이트부의 사시도를 나타내고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 클램핑 유닛이 틸팅부를 가압한 상태에서 제2 클램핑 유닛이 틸팅부를 가압하지 않은 상태의 절단면도를 나타내며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제1 클램핑 유닛이 틸팅부를 가압한 상태에서 제2 클램핑 유닛이 틸팅부를 가압한 상태의 절단면도를 나타낸다.

이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "상방(상부)"이란 "높이방향"에서 위쪽 방향, 즉 도 1에서 Z축의 위쪽을 향하는 방향을 의미하고, "하방(하부)"란 "높이방향"에서 아래쪽 방향, 즉 도 1에서 Z축 아래쪽을 향하는 방향을 의미한다. 또한, "승강(상승)"이란 도 1에서 높이방향인 Z축의 위쪽을 향하는 방향으로 이동하는 것을 의미하고, "하강"이란 도 1에서 높이방향인 Z축의 아래쪽을 향하는 방향으로 이동하는 것을 의미한다. 또한, 내측(내부)이란 동일부재에서 상대적으로 중심에 가까운 쪽 즉, 도 1 내지 도 7에서 안쪽을 의미하고 외측이란 동일부재에서 상대적으로 중심에서 먼쪽 즉 도 1 내지 도 7에서 바깥쪽을 의미한다.

도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 공작기계는 크게 베드(1), 테이블(2), 컬럼(3), 크로스 레일(4), 새들(5) 및 유니버셜 헤드 어태치먼트(6)를 포함할 수 있다.

베드(1)는 공작기계의 베이스이며, 지면 또는 바닥면에 배치될 수 있다.

테이블(2)은 베드(1) 상에 배치되어 모재가 안치될 수 있으며, 베드(1) 상에서 y축 방향으로 이동될 수 있다.

컬럼(3)은 후술할 크로스 레일(4)을 z축 방향인 상, 하 방향으로 이동시킬 수 있으며, 컬럼(3) 자체가 베드(1) 상에서 y축 방향으로 이동될 수 있다.

크로스 레일(4)은 컬럼(3)에 배치되어 후술할 새들(5)을 x축 방향인 좌, 우 방향으로 이동시킬 수 있으며, 컬럼(3)에 의해 상, 하 이동될 수 있다.

새들(5)은 크로스 레일(4) 상에 배치되어 크로스 레일(4)에 의해 좌, 우 방향으로 이동될 수 있으며, 후술할 유니버셜 헤드 어태치먼트(6)를 z축 방향인 상, 하 방향으로 이동시킬 수 있다.

유니버셜 헤드 어태치먼트(6)는 상술한 구성요소들에 의해 전 방향으로 이동되어 모재를 다각적으로 가공할 수 있다.

이를 위해, 유니버셜 헤드 어태치먼트(6)는 스핀들(61)을 가공에 필요한 각도로 틸팅할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 유니버셜 헤드 어태치먼트(6)는 이러한 스핀들(61)의 틸팅각을 견고하게 유지할 수 있는 기술적 사상을 제공한다.

도 3 및 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 유니버셜 헤드 어태치먼트(6)는 크게 스핀들(61), 틸팅부(62), 고정부(63), 제1 클램핑 유닛(64) 및 제2 클램핑 유닛(65)을 포함할 수 있다.

스핀들(61)은 모재를 가공하기 위한 공구를 클램핑하여 회전함으로서 모재를 가공할 수 있다. 여기서, 공구를 회전시키기 위해 스핀들(61)이 회전하는 축을 회전축(r)이라고 정의한다.

틸팅부(62)는 스핀들(61)을 수용하며 스핀들(61)의 회전축(r)과 평행하지 아니한 틸팅축(t)을 가지고 스핀들(61)을 틸팅시킬 수 있다.

예를 들어, 틸팅부(62)는 원통 형상으로 형성되어 상기 스핀들(61)을 수용할 수 있으며, 회전축(r)과 직교된 방향의 틸팅축(t)을 가지고 스핀들(61)을 모재 가공을 위해 원하는 각도로 틸팅시킬 수 있다.

고정부(63)는 틸팅축(t)의 양측을 지지할 수 있도록 틸팅부(62)를 수용할 수 있으며, 원통 형상의 틸팅부(62)를 틸팅 가능하게 수용하기 위해 절단면이 대략적으로 ㄷ자 형상으로 형성될 수 있다.

고정부(63)는 상기 형상으로 형성되었을 때, 후술할 제1 클램핑 유닛(64) 및/또는 제2 클램핑 유닛(65)은 고정부(63)의 대향측면 중 어느 한 측면에 배치되거나, 양측면에 각각 배치될 수 있다.

도 2를 참조하면, 고정부(63)는 외측면에 고정부 커버(63a)를 더 포함할 수 있으며, 도 3과 같이 고정부(63) 커버가 제거되었을 때 후술할 제2 클램핑 유닛(65)이 배치될 수 있어 유지, 보수에 용이함을 도모할 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 클램핑 유닛(64)은 고정부(63)에 수용되며 임의의 각도에서 틸팅부(62)를 가압하여 틸팅부(62)를 고정시킬 수 있다.

여기서 임의의 각도라함은 스핀들(61)이 틸팅축(t)의 회전에 의해 회전되는 도중 정지할 수 있는 어느 각도를 의미한다.

또한, 제1 클램핑 유닛(64)은 유압 또는 공압에 의해 틸팅축(t) 방향으로 이동되어 원통 형상으로 형성된 틸팅부(62)의 일측면 또는 양측면을 가압하거나, 도 7에 도시된 것과 같이, 틸팅축(t)과 수직된 방향으로 이동되어 상기 틸팅부(62)의 외주면의 일부 또는 전부를 가압할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 유니버셜 헤드 어태치먼트 및 이를 포함하는 공작기계는 기존의 유니버셜 헤드 어태치먼트의 전체 크기가 증가되지 않도록 고정부 내부에 제1 클램핑 유닛 및/또는 제2 클램핑 유닛을 포함하여 공작기계 내의 가공 공간에 대한 이점을 확보하고, 공작기계의 전체적인 소형화와 컴팩트화를 향상할 수 있다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 제2 클램핑 유닛(65)은 고정부(63)에 수용되며 기설정된 특정 각도에서 틸팅부(62)를 가압하여 상기 틸팅부(62)를 고정시킬 수 있다.

여기서, 기설정된 특정 각도라함은, 예를 들어, 상기 스핀들(61)이 베드(1)를 바라보고 있는 각도를 0°라 할 때, -120°, -70°, -20°, +30°, +80°, +130°와 같이 설정될 수 있다.

이러한 기설정된 특정 각도는 후술할 회전플레이트(651)의 가압홀(6512)의 갯수 및/또는 조정편(653)에 의해 조정된 가압홀(6512)의 조정위치에 따라 가변될 수 있다.

또한, 제2 클램핑 유닛(65)은 제1 클램핑 유닛(64)과 관계 없이 틸팅부(62)를 가압하여 고정시킬 수 있으며, 또는 제1 클램핑 유닛(64)이 틸팅부(62)를 고정하였을 때 틸팅부(62)를 가압하여 고정시킬 수 있다.

후자의 경우, 본 발명은 스핀들(61)의 특정 각도에서 두 가지의 가압력으로써 더욱 견고한 클램핑력을 제공하여 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 제2 클램핑 유닛(65)은 회전플레이트(651)와 실린더부(652)를 포함할 수 있으며, 조정편(653) 또는 조정블록(654)을 더 포함할 수 있다.

회전플레이트(651)는 상기 틸팅부(62)에 배치되어 동회전될 수 있다.

따라서, 회전플레이트(651)는 원판 형상으로 형성될 수 있으며, 틸팅부(62)와 고정부(63) 사이에 배치될 수 있으므로 중앙에 틸팅축(t)과 대응되는 중앙홀(6511)이 형성될 수 있다.

또한, 회전플레이트(651)는 중앙홀(6511)의 반경 방향에 상호 소정 간격을 가지고 형성되는 복수 개의 가압홀(6512)이 형성될 수 있으며, 이러한 가압홀(6512)의 이격거리 및/또는 갯수에 따라 틸팅부(62)가 틸팅된 특정 각도에서 후술할 실린더부(652)의 가압력을 구현할 수 있다.

또한, 미세한 특정 각도의 조정을 위해, 회전플레이트(651)는 다음과 같은 특징을 더 포함할 수 있다.

회전플레이트(651)는 반경 방향에 상호 일정한 간격으로 형성되는 복수 개의 요입홈(6513)을 더 포함하며, 가압홀(6512)은 중앙홀(6511)과 동일한 거리를 갖도록 형성되는 만곡된 장공 형상으로 요입홈(6513)에 형성되고, 각각의 요입홈(6513)에는 가압홀(6512)의 양측에 각각 적어도 두 개 이상의 제1 체결홀(6514)이 형성될 수 있다.

이러한 구조하에서, 제2 클램핑 유닛(65)은 중앙에 상기 장공의 소경과 대응되는 외경을 가진 조정가압홀(6531)이 형성되고 조정가압홀(6531) 양측에 제1 체결홀(6514)에 대응되는 제2 체결홀(6532)이 형성되는 조정편(653)을 더 포함할 수 있다.

즉, 이러한 조정편(653)의 위치를 조정하여, 후술할 실린더부(652)의 실린더(6524)의 가압 방향을 가이드할 수 있기 때문에 특정 각도의 미세 조정을 도모할 수 있다.

또한, 후술할 실린더(6524)의 인입을 더욱 효과적으로 하기 위해, 조정가압홀(6531)은 상측에서 하측 방향으로 내경이 좁아지도록 테이퍼지게 형성될 수 있다.

또한, 조정편(653)을 요입홈(6513) 상에서 더욱 견고하게 배치하기 위해, 상기 제2 클램핑 유닛(65)은 요입홈(6513)의 제1 체결홀(6514)에 대응되는 제3 체결홀(6541)이 형성되어 요입홈(6513)에 고정됨으로써 조정편(653)의 양측을 고정하는 한 쌍의 조정블록(654)을 더 포함할 수 있다.

실린더부(652)는 고정부(63)에 배치되어 복수 개의 조정가압홀(6531) 중 어느 하나가 하측에 위치할 때 당해 조정가압홀(6531)을 관통하여 틸팅부(62)를 가압함으로써 틸팅부(62)를 고정시킬 수 있다.

구체적으로, 실린더부(652)는 상부플레이트(6521), 하부플레이트(6522), 실린더하우징(6523) 및 실린더(6524)를 포함할 수 있으며, 제1 밸브(6525) 및/또는 제2 밸브(6526)를 더 포함할 수 있다.

상부플레이트(6521)는 중앙에 제1 유압홀(65211)이 형성될 수 있으며, 고정부(63)에 고정될 수 있다.

하부플레이트(6522)는 중앙에 제1 수용홀(65221)이 형성되어 상기 상부플레이트(6521) 하측에 배치될 수 있다.

실린더하우징(6523)은 중앙에 제1 수용홀(65221)과 대응되는 제2 수용홀(65231)이 형성되고 측면에 제2 유압홀(65232)이 형성되며, 상부플레이트(6521)와 하부플레이트(6522) 사이에 배치될 수 있다.

또한, 실린더하우징(6523)의 양측에는 상부플레이트(6521)와 하부플레이트(6522)에 체결되어 실린더하우징(6523)을 고정하는 스페이서(6527)을 포함할 수 있다.

실린더(6524)는 제1 수용홀(65221)과 제2 수용홀(65231)에 배치되어 유압에 의해 상기 가압홀(6512)을 지나 상기 틸팅부(62)를 고정할 수 있다.

여기서, 틸팅부(62)의 고정은 실린더(6524)가 틸팅부(62)의 외표면을 가압하거나, 또는 실린더(6524)가 틸팅부(62) 외표면에 형성된 홈 또는 홀에 인입되어 배치됨을 의미할 수 있다.

또한, 실린더부(652)는 제1 유압홀(65211)에 체결되어 실린더(6524)를 인장시키는 제1 밸브(6525)와, 제2 유압홀(65232)에 체결되어 실린더(6524)를 복귀시키는 제2 밸브(6526)를 더 포함할 수 있으며, 제1 밸브(6525)와 제2 밸브(6526)는 실린더(6524)의 구동을 위한 유압을 외부로부터 공급받을 수 있다.

또한, 실린더부(652)는 실린더(6524)의 밀폐를 위한 밀폐수단(6528)을 더 포함할 수 있다.

상술한 것과 같이, 회전플레이트(651)는 조정편(653)을 포함하여, 미세하게 기설정된 특정 각도를 조정할 수 있다.

이러한 경우, 실린더(6524) 또한 조정가압홀(6531)과 가압홀(6512)을 통과하기 위해 상기 상부플레이트(6521)와 하부플레이트(6522) 상에서 약간의 이동이 수반되어야 제2 클램핑 유닛(65)의 파손 또는 오작동이 방지될 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기 상부플레이트(6521)와 하부플레이트(6522)가 약간의 변형이 될 수 있는 구조적 특징을 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상부플레이트(6521)는 실린더하우징(6523)의 상측면이 결합되는 제1 중앙부(65212)와 상부플레이트(6522)와 결합되는 제1 외측부(65213)로 구획되고, 제1 중앙부(65212)가 제1 외측부(65213) 내부에서 이동될 수 있도록 상기 제1 중앙부(65212)와 제1 외측부(65213) 사이에 형성되는 제1 스프링홀(65214)을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 중앙부(65212)와 제1 외측부(65213)가 단일의 판재로써 구현되기 위해, 제1 스프링홀(65214)은 제1 외측부(65213)와 제1 중앙부(65212)를 구획하되 제1 외측부(65213)와 제1 중앙부(65212)가 연결되도록 적어도 두 군데 이상이 단절되게 형성될 수 있다.

또한, 하부플레이트(6522)는 실린더하우징(6523)의 하측면이 결합되는 제2 중앙부(65222)와 상부플레이트(6521)와 결합되는 제2 외측부(65223)로 구획되고, 제2 중앙부(65222)가 제2 외측부(65223) 내부에서 이동될 수 있도록 제2 중앙부(65222)와 제2 외측부(65223) 사이에 형성되는 제2 스프링홀(65224)을 포함할 수 있다.

여기서, 제2 중앙부(65222)와 제2 외측부(65223)가 단일의 판재로써 구현되기 위해, 제2 스프링홀(65224)은 제2 외측부(65223)와 제2 중앙부(65222)를 구획하되 제2 외측부(65223)와 제2 중앙부(65222)가 연결되도록 적어도 두 군데 이상이 단절되게 형성될 수 있다.

따라서, 본 발명은 스핀들이 어느 각도로 틸팅되어도 이러한 틸팅각을 유지할 수 있도록 클램핑력을 제공하는 제1 클램핑 유닛과, 특정 각도로 틸팅되었을 때 더욱 큰 클램핑력을 부가하기 위한 제2 클램핑 유닛을 포함함으로써 가공 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 가공 안전성을 향상하며, 공작기계의 신뢰성과 안정성을 증대시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

1: 베드 2: 테이블
3: 컬럼 4: 크로스 레일
5: 새들 6: 유니버셜 헤드 어태치먼트
61: 스핀들 62: 틸팅부
63: 고정부 64: 제1 클램핑 유닛
65: 제2 클램핑 유닛 651: 회전플레이트
6511: 중앙홀 6512: 가압홀
6513: 요입홈 6514: 제1 체결홀
652: 실린더부 6521: 상부플레이트
65211: 제1 유압홀 65212: 제1 중앙부
65213: 제1 외측부 65214: 제1 스프링홀
6522: 하부플레이트 65221: 제1 수용홀
65222: 제2 중앙부 65223: 제2 외측부
65224: 제2 스프링홀 6523: 실린더하우징
65231: 제2 수용홀 65232: 제2 유압홀
6524: 실린더 6525: 제1 밸브
6526: 제2 밸브 6527: 스페이서
6528: 밀폐수단 653: 조정편
6531: 조정가압홀 6532: 제2 체결홀
654: 조정블록 6541: 제3 체결홀

Claims (15)

1. 스핀들을 수용하며 상기 스핀들의 회전축과 평행하지 아니한 틸팅축을 가지고 상기 스핀들을 틸팅시키는 틸팅부;
   상기 틸팅축의 양측을 지지할 수 있도록 상기 틸팅부를 수용하는 고정부; 및
   상기 틸팅부를 고정하기 위한 제1 클램핑 유닛과 제2 클램핑 유닛;을 포함하고,
   상기 제2 클램핑 유닛은,
   중앙에 틸팅축과 대응되는 중앙홀이 형성되고 상기 중앙홀의 반경 방향에 상호 소정 간격을 가지고 형성되는 복수 개의 가압홀이 형성되어 상기 틸팅부에 배치되는 회전플레이트; 및
   상기 고정부에 배치되어 상기 복수 개의 가압홀 중 어느 하나가 하측에 위치할 때 당해 가압홀을 관통하여 상기 틸팅부를 가압함으로써 상기 틸팅부를 고정시키는 실린더부;를 포함하고,
   상기 제1 클램핑 유닛은 상기 고정부에 수용되며 임의의 각도에서 상기 틸팅부를 가압하여 상기 틸팅부를 고정시키고,
   상기 제2 클램핑 유닛은 상기 고정부에 수용되고 상기 제1 클램핑 유닛과 관계 없이 상기 틸팅부를 가압하여 상기 틸팅부를 고정하거나 상기 제1 클램핑 유닛이 상기 틸팅부를 고정하였을 때 기설정된 특정 각도에서 상기 틸팅부를 상기 제1 클램핑 유닛과 함께 가압하여 상기 틸팅부를 고정시키는 것을 특징으로 하는 유니버셜 헤드 어태치먼트.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 클램핑 유닛은 유압 또는 공압에 의해 틸팅축 방향으로 이동되어 상기 틸팅부의 일측면 또는 양측면을 가압하거나, 틸팅축과 수직된 방향으로 이동되어 상기 틸팅부의 외주면의 일부 또는 전부를 가압하는 유니버셜 헤드 어태치먼트.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 회전플레이트는 반경 방향에 상호 일정한 간격으로 형성되는 복수 개의 요입홈을 더 포함하며,
   상기 가압홀은 상기 중앙홀과 동일한 거리를 갖도록 형성되는 만곡된 장공 형상으로 상기 요입홈에 형성되는 유니버셜 헤드 어태치먼트.
   
6. 제5항에 있어서,
   각각의 상기 요입홈에는 상기 가압홀의 양측에 각각 적어도 두 개 이상의 제1 체결홀이 형성되며,
   상기 제2 클램핑 유닛은 중앙에 상기 장공의 소경과 대응되는 외경을 가진 조정가압홀이 형성되고 상기 조정가압홀 양측에 상기 제1 체결홀에 대응되는 제2 체결홀이 형성되는 조정편을 더 포함하는 유니버셜 헤드 어태치먼트.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2 클램핑 유닛은 상기 요입홈의 제1 체결홀에 대응되는 제3 체결홀이 형성되어 상기 요입홈에 고정됨으로써 상기 조정편의 양측을 고정하는 한 쌍의 조정블록을 더 포함하는 유니버셜 헤드 어태치먼트.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 실린더부는,
   중앙에 제1 유압홀이 형성되는 상부플레이트;
   중앙에 제1 수용홀이 형성되어 상기 상부플레이트 하측에 배치되는 하부플레이트;
   중앙에 상기 제1 수용홀과 대응되는 제2 수용홀이 형성되고 측면에 제2 유압홀이 형성되며, 상기 상부플레이트와 하부플레이트 사이에 배치되는 실린더하우징; 및
   상기 제1 수용홀과 제2 수용홀에 배치되어 유압에 의해 상기 가압홀을 지나 상기 틸팅부를 고정하는 실린더;를 포함하는 유니버셜 헤드 어태치먼트.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 실린더부는 상기 제1 유압홀에 체결되어 상기 실린더를 인장시키는 제1 밸브와, 상기 제2 유압홀에 체결되어 상기 실린더를 복귀시키는 제2 밸브를 더 포함하는 유니버셜 헤드 어태치먼트.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기 상부플레이트는 상기 실린더하우징의 상측면이 결합되는 제1 중앙부와 상기 하부플레이트와 결합되는 제1 외측부로 구획되고,
    상기 제1 중앙부가 상기 제1 외측부 내부에서 이동될 수 있도록 상기 제1 중앙부와 제1 외측부 사이에 형성되는 제1 스프링홀을 포함하는 유니버셜 헤드 어태치먼트.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 스프링홀은 상기 제1 외측부와 제1 중앙부를 구획하되 상기 제1 외측부와 제1 중앙부가 연결되도록 적어도 두 군데 이상이 단절되게 형성되는 유니버셜 헤드 어태치먼트.
    
12. 제8항에 있어서,
    상기 하부플레이트는 상기 실린더하우징의 하측면이 결합되는 제2 중앙부와 상기 상부플레이트와 결합되는 제2 외측부로 구획되고,
    상기 제2 중앙부가 상기 제2 외측부 내부에서 이동될 수 있도록 상기 제2 중앙부와 제2 외측부 사이에 형성되는 제2 스프링홀을 포함하는 유니버셜 헤드 어태치먼트.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 스프링홀은 상기 제2 외측부와 제2 중앙부를 구획하되 상기 제2 외측부와 제2 중앙부가 연결되도록 적어도 두 군데 이상이 단절되게 형성되는 유니버셜 헤드 어태치먼트.
    
14. 제1항, 제3항, 및 제5항 내지 제12항 중 어느 한 항의 유니버셜 헤드 어태치먼트를 포함하는 공작기계.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 유니버셜 헤드 어태치먼트를 상, 하 이동시키는 새들;
    상기 새들을 좌, 우 이동시키는 크로스레일;
    상기 크로스 레일을 상, 하 이동시키는 컬럼;
    상기 컬럼이 고정되는 베드; 및
    상기 베드 상에 배치되어 모재가 안치되는 테이블;을 더 포함하는 공작기계.

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