KR200186357Y1

KR200186357Y1 - 그립형 공구홀더를 위한 터렛 관통형 유압장치

Info

Publication number: KR200186357Y1
Application number: KR2019990030227U
Authority: KR
Inventors: 김영민
Original assignee: 대우중공업주식회사
Priority date: 1999-12-29
Filing date: 1999-12-29
Publication date: 2000-06-15

Abstract

본 고안은 터렛에 장착되는 그립형 공구홀더로 이어지는 유압라인이 터렛의 메인샤프트를 관통하도록하여 유압라인에 의한 간섭을 방지할 수 있도록 한 그립형 공구홀더를 위한 터렛 관통형 유압장치에 관한 것으로, 메인샤프트(70)의 일단부 외주면에 결합되어 이 메인샤프트(70)의 회동이 자유롭도록 하고, 키(71)에 의해 툴포스트 바디(72)에 키결합되어 축방향으로만 유동가능하게 설치되며, 안팎으로 관통되는 적어도 두 개의 유압포트(P1)(P2)를 갖는 로테이션 캡(73)과, 상기 메인샤프트(70)의 중심에 형성되는 적어도 두 개의 독립된 유로(70a)(70b)와, 상기 로테이션 캡(73)에 형성된 유압포트(P1)(P2)와 각각 통하도록 상기 메인샤프트(70)와 로테이션 캡(73)이 서로 접하는 면에서 적어도 어느 한쪽의 원주면에 형성된 환형홈(70p)(73p)과, 터렛헤드(75)가 위치되어 있는 메인샤프트(70)의 타단부에 상기 유로(70a)(70b)와 연결되도록 형성된 유압포트(P1)(P2)로 구성된 것이다.

Description

그립형 공구홀더를 위한 터렛 관통형 유압장치{gripping type tool holder}

본 고안은 그립형 공구홀더를 위한 터렛 관통형 유압장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터렛에 장착되는 그립형 공구홀더로 이어지는 유압라인이 터렛의 메인샤프트를 관통하도록하여 유압라인에 의한 간섭을 방지할 수 있도록 한 그립형 공구홀더를 위한 터렛 관통형 유압장치에 관한 것이다.

일반적인 수치제어선반의 터렛은 첨부도면 도1에 도시된 바와 같이 툴포스트 바디(20)와, 이 툴포스트 바디(20)에 설치되는 구동모터(22), 구동모터(22)의 축단에 설치되는 구동기어(24)와, 상기 툴포스트 바디(20)에 지지되는 메인샤프트(26)와, 상기 구동모터(22)로부터 발생된 회전동력을 상기 구동기어(24)를 통해서 상기 메인샤프트(26)에 전달하기 위한 아이들기어(28)와 종동기어(29), 메인샤프트(26)의 회전각을 측정하기 위한 로우터리 엔코더(30)와, 메인샤프트(26)의 회전력을 상기 로우터리 엔코더(30)의 축단으로 전달하기 위해 이 메인샤프트(26)에 설치되는 동력전달기어군(32)과, 상기 메인샤프트(26)의 바깥쪽 단부에 설치되어 각종 공구가 설치되는 터렛헤드(35)와, 메인샤프트(26)의 회전운동과 축방향 직선운동시에 회전안내와 직선안내를 동시에 수행하기 위해 상기 툴포스트 바디(20)에 설치되는 서포트 플랜지(36)와, 상기 터렛헤드(35)의 보다 정확한 분할위치결정을 위해 서포트 플랜지(36)와 터렛헤드(35)에 각각 설치되어 서로 짝을 이루는 큐빅커플링(40)(42)과, 유압에 의해 상기 메인샤프트(26)를 축방향으로 전후진시키는 피스톤(44)과, 이 피스톤(44)과 서포트 플랜지(36) 사이에서 반발하여 상기 큐빅커플링(40)(42)이 항상 맞물리는 방향으로 힘으로 받도록 하는 스프링(46)과, 상기 피스톤(44)과 서포트 플랜지(36)의 사이에 설치되어 이 피스톤(44)을 축방향으로만 직선운동되도록 안내하는 평행핀(48)과, 상기 메인샤프트(26)의 축방향 직선운동시에 상기 큐빅커플링(40)(42)의 맞물린 상태와 이격된 상태를 감지하기 위한 스위치도그(50) 및 근접스위치(52)로 구성되어 있었다.

이러한 터렛에 의한 공구의 자동변환은 먼저 툴포스트 바디(20)와 피스톤(44)의 사이에 형성된 오일공급실(54)로 유압이 가해지게 되면, 피스톤(44)이 축방향으로 밀리면서 동시에 터렛헤드(35)와 이 터렛헤드(35)에 연결되어 있는 한쪽의 큐빅커플링(40) 그리고 종동기어(29)와 스위치도그(50), 메인샤프트(26)에 연결된 동력전달기어군(32)이 모두 축방향으로 직선운동된다.

이 때 제어장치(도시 않됨)로부터 구동모터(22)로 회전지령이 내려지면서 구동모터(22)가 회전되기 시작하면, 이 구동모터(22)로부터 발생된 회전동력이 구동기어(24)와 아이들기어(28)를 통해 종동기어(29)로 전달되면서 메인샤프트(26)와 터렛헤드(35) 그리고 이 터렛헤드(35)에 연결되어 있는 한쪽의 큐빅커플링(40), 스위치도그(50), 메인샤프트(26)에 연결된 동력전달기어군(32)이 모두 회전된다.

이때 로우터리 엔코더(30)에 의해 측정된 메인샤프트(26)의 회전각은 제어장치로 피드백되어 터렛헤드(35)가 지령된 위치에 이를 때까지 구동모터(22)를 피드백제어하게 된다.

이후 터렛헤드(35)가 지령된 회전각으로 결정되면, 구동모터(22)의 회전이 정지되는 동시에 오일공급실(54)로 공급되었던 오일이 전자밸브(도시 않됨)의 전환으로 스프링(46)의 탄성복원력에 의해 빠져나가면서 서로 이격되었던 큐빅커플링(40)(42)이 맞물리게 된다.

이때 큐빅커플링(40)(42)은 등각을 이루도록 정밀연마된 이가 테이퍼 형태로 되어 있기 때문에 서로 맞물리는 과정에서 터렛헤드(35)가 보다 정밀한 각도로 위치결정된다.

즉, 공구변환동작은 크게 터렛헤드(35)를 큐빅커플링(40)(42)으로부터 언클램프시키는 동작, 터렛헤드(35)를 지령된 회전각으로 위치결정시키는 동작 그리고 터렛헤드(35)를 큐빅커플링(40)(42)에 의해 클램프시키는 동작 순으로 이루어지게 된다.

또한, 메인샤프트(26)의 단부에 설치되어 있는 스위치도그(50)는 큐빅커플링(40)(42)의 맞물림을 감지하여 툴포스트 바디(20)를 원하는 위치로 위치결정하기 위한 시점을 보다 정확하게 한다.

한편, 위와 같은 터렛을 이용하여 공작물을 예컨대, 디스크모양으로 가공하여야 될 경우 보통 하나의 절삭공구를 이용하여 두 번의 절삭공정을 통해 양쪽면을 가공하지만 보다 정밀성이 요구되는 경우에는 첨부도면 도2에 도시된 바와 같이 터렛헤드(35)에 장착된 공구홀더(58)와 두 개의 절삭공구(58a)(58b)를 이용하여 공작물(59)의 양쪽면을 동시에 가공하게 된다.

이때 두 개의 절삭공구(58a)(58b)가 이루고 있는 간격(G)을 공작물(59)의 형상에 따라 조절해야 되는데, 이때 간격(G)을 자동으로 조절하기 위해 유압장치를 설치하는 경우 오일공급을 위한 유압호스가 공작기계의 외측에 위치될 수 밖에 없기 때문에 외관이 지저분하게 되는 문제점이 있었으며, 터렛에 의해 공구를 변환하는 경우 테렛헤드(35)가 회전될 때 공구홀더(58)에 연결되어 있는 유압호스(60)가 꼬이게 되는 문제점을 가지고 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 터렛을 이용하여 공작물의 양쪽면을 동시에 가공하는 경우 유압라인이 공작기계의 외부로 노출되는 것을 방지하는 동시에 터렛에 의한 공구변환과정에서 일어날 수 있는 유압호스의 꼬임을 방지할 수 있는 그립형 공구홀더를 위한 터렛 관통형 유압장치를 제공함에 있다.

이러한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 그립형 공구홀더를 위한 터렛 관통형 유압장치에 있어서, 메인샤프트의 일단부 외주면에 결합되어 이 메인샤프트의 회동이 자유롭도록 하고, 키에 의해 툴포스트 바디에 키결합되어 축방향으로만 유동가능하게 설치되며, 안팎으로 관통되는 적어도 두 개의 유압포트를 갖는 로테이션 캡과, 상기 메인샤프트의 중심에 형성되는 적어도 두 개의 독립된 유로와, 상기 로테이션 캡에 형성된 유압포트와 각각 통하도록 상기 메인샤프트와 로테이션 캡이 서로 접하는 면에서 적어도 어느 한쪽의 원주면에 형성된 환형홈과, 터렛헤드가 위치되어 있는 메인샤프트의 타단부에 상기 유로와 연결되도록 형성된 유압포트로 구성하여 그립형 공구홀더를 위한 터렛 관통형 유압장치가 제공된다.

도 1 은 종래 터렛의 구조를 보이는 단면도

도 2 는 종래 터렛에 설치된 그립형 공구홀더로 공작물의 양쪽면을 가공하는 것을 개략적으로 보인 평면도

도 3 은 본 고안에 따른 그립형 공구홀더를 위한 터렛 관통형 유압장치를 보이는 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

70 : 메인샤프트 71 : 키

72 : 툴포스트 바디 P1,P2 : 유압포트

73 : 로테이션 캡 70a,70b : 유로

70p,73p : 환형홈 75 : 터렛헤드

LS : 근접스위치 80 : 스위치도그

90 : 베어링 캡 92 : 레이디얼 베어링

이하 본 고안에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도3에 도시된 바와 같이 메인샤프트(70)의 일단부 외주면에 결합되어 이 메인샤프트(70)의 회동이 자유롭도록 하고, 키(71)에 의해 툴포스트 바디(72)에 키결합되어 축방향으로만 유동가능하게 설치되며, 안팎으로 관통되는 적어도 두 개의 유압포트(P1)(P2)를 갖는 로테이션 캡(73)과, 상기 메인샤프트(70)의 중심에 형성되는 적어도 두 개의 독립된 유로(70a)(70b)와, 상기 로테이션 캡(73)에 형성된 유압포트(P1)(P2)와 각각 통하도록 상기 메인샤프트(70)와 로테이션 캡(73)이 서로 접하는 면에서 적어도 어느 한쪽의 원주면에 형성된 환형홈(70p)(73p)과, 터렛헤드(75)가 위치되어 있는 메인샤프트(70)의 타단부에 상기 유로(70a)(70b)와 연결되도록 형성된 유압포트(P1)(P2)로 구성하였다.

상기 로테이션 캡(73)에 근접스위치(LS)의 감지영역을 통과하는 스위치도그(80)를 형성하였다.

상기 로테이션 캡(73)은 베어링 캡(90)에 의해 상기 메인샤프트(70)의 일단부 외주면에 고정되어 있는 레이디얼 베어링(92)에 의해 회전지지되도록 구성하였다.

상기 환형홈(70p)(73p)은 예컨대, 로테이션 캡(73)의 내주면과 메인샤프트(70)의 외주면에 모두 형성하였으나 꼭 이러한 것에 한정하지 않고 상기 로테이션 캡(73)의 내주면 또는 상기 메인샤프트(70)의 외주면에만 형성할 수도 있다.

상기 베어링 캡(90)은 상기 메인샤프트(70)에 설치되는 레이디얼 베어링(92)의 내륜을 이 메인샤프트(70)쪽으로 가압하도록 구성하였다.

상기 메인샤프트(70)에 형성되는 예컨대, 두 개의 유로(70a)(70b)는 이 메인샤프트(70)의 양쪽 단부를 관통하도록 형성한 다음 그 양쪽의 단부를 테이퍼나사와 같은 오일캡(도시 않됨)으로 폐쇄하고, 메인샤프트(70)의 일단부에 형성되는 환형홈(70p)(73p)과, 타단부에 형성되는 유압포트(P1)(P2)를 이용하여 유압공급라인을 형성할 수 있도록 구성하였다.

도면중 미설명 부호 102는 툴포스트 바디(72)에 설치되는 구동모터를 나타낸 것이고, 104는 구동모터(102)의 축단에 설치되는 구동기어를 나타낸 것이며, 106과 108은 상기 구동모터(102)로부터 발생된 회전동력을 상기 구동기어(104)를 통해서 상기 메인샤프트(70)에 전달하기 위한 아이들기어와 종동기어를 나타낸 것이고, 120은 메인샤프트(70)의 회전각을 측정하기 위한 로우터리 엔코더를 나타낸 것이며, 122는 메인샤프트(70)의 회전력을 상기 로우터리 엔코더(120)의 축단으로 전달하기 위해 이 메인샤프트(70)에 설치되는 동력전달기어군를 나타낸 것이고, 124는 상기 메인샤프트(70)의 타단부에 설치되어 각종 공구가 설치되는 터렛헤드를 나타낸 것이며, 126은 메인샤프트(70)의 회전운동과 축방향 직선운동시에 회전안내와 직선안내를 동시에 수행하기 위해 상기 툴포스트 바디(72)에 설치되는 서포트 플랜지를 나타낸 것이고, 128과 129는 상기 터렛헤드(124)의 보다 정확한 분할위치결정을 위해 서포트 플랜지(126)와 터렛헤드(124)에 각각 설치되어 서로 짝을 이루는 큐빅커플링(128)(129)를 나타낸 것이며, 130은 유압에 의해 상기 메인샤프트(70)를 축방향으로 전후진시키는 피스톤를 나타낸 것이고, 132는 이 피스톤(130)과 서포트 플랜지(126) 사이에서 반발하여 상기 큐빅커플링(128)(129)이 항상 맞물리는 방향으로 힘으로 받도록 하는 스프링를 나타낸 것이며, 134는 상기 피스톤(130)과 서포트 플랜지(126)의 사이에 설치되어 이 피스톤(130)을 축방향으로만 직선운동되도록 안내하는 평행핀을 나타낸 것이고, 140과 142는 유압호스를 나타낸 것이며, 150은 공구홀더를 나타낸 것이고, 160은 오일공급실을 나타낸 것이며, 170은 절삭공구를 나타낸 것이다.

이하 본 고안에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도3에 도시된 바와 같이 터렛헤드(75)에 고정된 공구홀더(150)에 유압호스(140)(142)를 이용하여 메인샤프트(70)에 형성된 유압포트(P1)(P2)와 공구홀더(150)를 접속한 상태에서 공구를 변환하는 경우 툴포스트 바디(72)와 피스톤(130)의 사이에 형성된 오일공급실(160)로 유압이 가해지게 되면, 피스톤(130)이 축방향으로 밀리면서 동시에 터렛헤드(75)와 이 터렛헤드(75)에 연결되어 있는 한쪽의 큐빅커플링(129) 그리고 종동기어(108)와 스위치도그(80), 메인샤프트(70)에 연결된 동력전달기어군(122)이 모두 축방향으로 직선운동되는 동시에 로테이션 캡(73)도 메인샤프트(70)와 함께 축방향으로 직선운동된다.

이때 제어장치(도시 않됨)로부터 구동모터(102)로 회전지령이 내려지면서 구동모터(102)가 회전되기 시작하면, 일반적인 경우에서와 같이 구동기어(104)로부터 발생된 회전동력이 구동기어(104)와 아이들기어(106)를 통해 종동기어(108)로 전달되면서 메인샤프트(70)와 터렛헤드(75) 그리고 이 터렛헤드(75)에 연결되어 있는 한쪽의 큐빅커플링(129), 스위치도그(80), 메인샤프트(70)에 연결된 동력전달기어군(122)이 모두 회전되는 한편, 로테이션 캡(73)은 키(71)에 의해 정지된 상태를 유지하게 된다.

위와 같은 위치결정 동작중에 터렛헤드(75)에 설치되어 있는 공구홀더(150)와 유압호스(140)(142)도 이 터렛헤드(75)와 함께 회전되기 때문에 유압호스(140)(142)가 꼬이지 않게 되며, 로테이션 캡(73)에 형성된 유압포트(P1)(P2)를 통해 오일이 공급되는 경우 오일은 이 유압포트(P1)(P2)와 환형홈(70p)(73p)을 거쳐서 메인샤프트(70)에 형성된 유로(70a)(70b)와 유압호스(140)(142)를 통해 공구홀더(150)로 공급되며, 로테이션 캡(73)과 메인샤프트(70)중 적어도 어느 한쪽에 형성되는 환형홈(70p)(73p)을 통해 메인샤프트(70)가 회전중이거나 임의의 각도에 위치된 경우에도 오일이 공급되어 공구홀더(150)에 설치된 절삭공구(170) 간의 거리를 조절할 수 있게 된다.

그리고, 로우터리 엔코더(120)에 의해 측정된 메인샤프트(70)의 회전각은 통상의 경우에서와 같이 제어장치로 피드백되어 터렛헤드(75)가 위치결정 위치에 이를 때까지 구동모터(102)를 피드백제어하게 된다.

이후 터렛헤드(75)가 지령된 회전각으로 결정되면, 통상의 경우에서와 같이 구동모터(102)의 회전이 정지되는 동시에 오일공급실(160)로 공급되었던 오일이 전자밸브(도시 않됨)의 전환으로 스프링(132)의 탄성복원력에 의해 빠져나가면서 서로 이격되었던 큐빅커플링(128)(129)이 맞물리게 된다.

이때 큐빅커플링(128)(129)은 일반적인 경우에서와 같이 등각을 이루도록 정밀연마된 이가 테이퍼 형태로 형성되어 있기 때문에 서로 맞물리는 과정에서 터렛헤드(75)를 보다 정밀한 각도로 위치결정하는 작용을 하게 된다.

즉, 공구변환동작은 통상의 경우에서와 마찬가지로 크게 터렛헤드(75)를 큐빅커플링(128)(129)으로부터 언클램프하는 동작, 터렛헤드(75)를 지령된 회전각으로 위치결정하는 동작 그리고 터렛헤드(75)를 큐빅커플링(128)(129)에 의해 클램프하는 동작 순으로 이루어지게 되며, 공구홀더(150)로 오일을 공급하기 위한 로테이션 캡(73)은 축방향 직선운동만 하게 되고, 메인샤프트(70)는 기존의 경우에서와 같이 회전운동과 축방향 직선운동을 동시에 하게 된다.

또한, 로테이션 캡(73)의 외주면에 형성되어 있는 스위치도그(80)는 큐빅커플링(128)(129)의 맞물림을 감지하여 툴포스트 바디(72)를 원하는 위치로 위치결정하기 위한 시점을 보다 정확하게 하는 작용을 하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 공작물의 양면을 동시에 가공할 때 사용하게 되는 공구홀더로 이어지는 유압라인이 터렛헤드를 회전시키기 위한 메인샤프트의 중심에 형성된 유로로부터 접속되도록 구성되어 있기 때문에 유압접속라인이 공작기계 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있는 것은 물론이고, 외관이 지저분하게 되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 터렛의 위치결정 동작시에 유압호스와 공구홀더가 터렛헤드와 함께 움직이도록 구성되어 있기 때문에 유압호스가 꼬이는 것을 방지할 수 있는 것은 물론이고 간섭을 피할 수 있는 효과가 있다.

Claims

그립형 공구홀더를 위한 터렛 관통형 유압장치에 있어서, 메인샤프트(70)의 일단부 외주면에 결합되어 이 메인샤프트(70)의 회동이 자유롭도록 하고, 키(71)에 의해 툴포스트 바디(72)에 키결합되어 축방향으로만 유동가능하게 설치되며, 안팎으로 관통되는 적어도 두 개의 유압포트(P1)(P2)를 갖는 로테이션 캡(73)과;

상기 메인샤프트(70)의 중심에 형성되는 적어도 두 개의 독립된 유로(70a)(70b)와;

상기 로테이션 캡(73)에 형성된 유압포트(P1)(P2)와 각각 통하도록 상기 메인샤프트(70)와 로테이션 캡(73)이 서로 접하는 면에서 적어도 어느 한쪽의 원주면에 형성된 환형홈(70p)(73p)과;

터렛헤드(75)가 위치되어 있는 메인샤프트(70)의 타단부에 상기 유로(70a)(70b)와 연결되도록 형성된 유압포트(P1)(P2)로 구성된 것을 특징으로 하는 그립형 공구홀더를 위한 터렛 관통형 유압장치.
제 1 항에 있어서, 상기 로테이션 캡(73)에 근접스위치(LS)의 감지영역을 통과하는 스위치도그(80)를 추가로 형성한 것을 특징으로 하는 그립형 공구홀더를 위한 터렛 관통형 유압장치.
제 1 항에 있어서, 상기 로테이션 캡(73)은 베어링 캡(90)에 의해 상기 메인샤프트(70)의 일단부 외주면에 고정되어 있는 레이디얼 베어링(92)에 의해 회전지지되도록 구성된 것임을 특징으로 하는 그립형 공구홀더를 위한 터렛 관통형 유압장치.