KR200260517Y1 - 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 다축 자동선반에 있어서, 바이트가 고정된 바이트홀더를 용이하게 이동시킬 수 있으며, 바이트홀더를 이동시키는 캠을 용이하게 교체할 수 있는 구조를 갖는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 고안에 따르면, 주축대(5)에 수용된 스핀들캐리어를 중심으로 방사형으로 배치된 다수 개의 바이트홀더(3)를 스핀들의 방향으로 왕복운동하도록 이송하는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치에 있어서, 바이트홀더(3)의 후단부에 주축대(5)를 관통하여 위치하는 다수 개의 캠축(20)과, 바이트홀더(3)의 후단과 접하며 캠축(20)의 일단에 체결되는 캠(10)과, 캠축(20)의 타단에 체결되는 스프라켓(22)과, 스프라켓(22)에 연결된 체인(38) 및, 체인(38)에 연결되어 구동하는 주기어(30)를 포함하는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치가 제공된다.

Description

다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치{Tool holder transfer apparatus of Multiple spindle lathe}

본 고안은 다축 자동선반에 있어서, 피가공물을 절삭하는 바이트가 고정된 바이트홀더를 이송하는 장치에 관한 것이며, 특히, 단순한 구조를 갖는 캠의 구동에 의해 바이트홀더가 이동하여 피가공물을 절삭하며 캠의 교체가 용이한 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치에 관한 것이다.

일반적인 다축 자동선반은 방사상으로 다수 개의 스핀들이 회전가능하게 수용되어 있는 스핀들캐리어와, 상기 스핀들캐리어를 감싸는 주축대와, 상기 스핀들캐리어를 관통하여 위치하며 상기 스핀들캐리어를 회전시키는 주축과, 주축의 둘레에 설치되어 심압대를 포함한다. 그리고, 스핀들의 콜릿(collet)에 척킹된 피가공물은 주축대에 고정된 바이트에 의해 절삭가공된다.

이런 바이트는 바이트홀더에 의해 고정되어 주축대에 설치된다. 바이트홀더는 컴퓨터에 프로그램된 가공순서에 따라 상기 피가공물 방향으로 이동하면서 바이트에 접하는 피가공물을 가공한다.

이런 바이트홀더를 상기 피가공물 방향으로 이동시키는 바이트홀더 이송장치는 평면캠으로서, 캠의 회전에 의해 바이트홀더는 왕복운동을 한다. 이런 바이트홀더의 왕복운동에 의해 피가공물의 절삭가공 깊이를 달리하는데, 캠의 장축이 바이트홀더와 평행하게 위치하면 절삭가공 깊이는 깊어지고, 캠의 단축이 바이트홀더와 평행하게 위치하면 절삭가공 깊이는 얇아지는 구조로 설치된다. 즉, 바이트홀더의 후단에 접하도록 캠이 설치되어 캠의 1회전에 의해, 바이트홀더의 1회 왕복운동이 이루어진다.

이런 캠을 회전시키는 구동장치 즉, 바이트홀더 이송장치는 선반 주축대의 내부에 설치되어 있다. 따라서, 현재 가공중에 있는 피가공물의 가공작업이 완료되고 다른 치수의 피가공물을 절삭가공하기 위해서는 캠을 교체하여야 한다. 그 이유는 가공물의 가공치수에 따라 바이트홀더의 스트로크가 바뀌어야 하기 때문이며, 종래에는 이와 같이, 캠을 교체하기 위해서는 주축대의 커버를 개방하고 종전의 캠을 주축대로부터 분리하여 새로운 캠을 장착하여야 한는 번거러움이 있었으며, 캠을 회전시키는 구동장치인 바이트홀더 이송장치 또한 복잡한 구조를 갖고 있어 정비 및 보수가 어렵다는 단점이 있었다.

본 고안은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 바이트홀더를 이송하기 위한 구성요소 및 그 유기적 결합관계가 간단하며, 따라서, 캠의 교체시에도 용이하고 간편하게 캠을 교체할 수 있는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 한 실시예에 따른 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치가 설치된 주축대의 개략도이고,

도 2는 도 1에 도시된 다축 자동선반의 주축대의 내부에 설치된 이송장치의 시스템을 나타낸 개략도이며,

도 3은 도 1에 도시된 캠의 분해사시도이다.

♠도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

1 : 바이트 3 : 바이트홀더

5 : 주축대 10 : 캠

13 : 기어홀 15 : 볼트

17 : 와셔 20 : 캠축

22 : 스프라켓 24 : 체결기어

26 : 암나사공 30 : 주기어

34 : 제1 도그(Dog) 36 : 제2 도그(Dog)

38 : 체인 40 : 구동기어

45 : 유압모터 50 : 유압조절박스

51 : 조정노브 53 : 구동롤러

60 : 근접센서 70 : 제어부

80 : 체인장력조절부 82 : 롤러

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따르면, 주축대에수용된 스핀들캐리어를 중심으로 방사형으로 배치된 다수 개의 바이트홀더를 상기 스핀들의 방향으로 왕복운동하도록 이송하는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치에 있어서, 상기 바이트홀더의 후단부에 상기 주축대를 관통하여 위치하는 다수 개의 캠축과, 상기 바이트홀더의 후단과 접하며 상기 캠축의 일단에 체결되는 캠과, 상기 캠축의 타단에 체결되는 스프라켓과, 상기 스프라켓에 연결된 체인 및, 상기 체인에 연결되어 구동하는 주기어를 포함하는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치가 제공된다.

또한, 본 고안의 상기 주기어는 상기 다수 개의 캠축들 중에서 어느 한 캠축에 고정되며, 상기 주기어의 측면에 접하여 회전하는 구동기어에 의해 회전하며, 상기 구동기어는 유압모터에 의해 회전한다.

또한, 본 고안의 상기 주기어의 평면에는 상기 주기어의 원주를 따라 소정의 원주로 제1 도그가 형성되고, 상기 제1 도그가 형성되지 않은 원주(360°-상기 소정의 원주)의 중간부에는 제2 도그가 형성된다.

또한, 본 고안의 상기 유압모터는 유압조절박스에 의해 구동하며, 상기 유압조절박스는 제어부에 의해 제어된다.

또한, 본 고안의 상기 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치에는 상기 제2 도그의 위치를 감지하는 근접센서가 설치되며, 상기 근접센서에서 출력되는 신호는 제어부로 입력되어 상기 유압모터의 회전을 정지시킨다.

또한, 본 고안의 상기 유압조절박스에는 상기 제1 도그와 접하는 구동롤러가 설치되며, 구동롤러의 회전을 감지하는 엔코더로부터 전기적신호가 상기 제어부로입력되면 상기 유압조절박스에서는 상기 유압모터의 회전속도를 낮춘다.

또한, 본 고안의 상기 캠축의 일단부에는 원주둘레에 기어가 형성되고, 상기 캠의 중심에는 상기 캠축의 기어가 삽입되어 체결되는 기어홀이 형성되며, 상기 캠축의 일단에 형성된 암나사공에 볼트가 체결되어 상기 캠이 상기 캠축의 기어로부터 이탈되는 것을 방지한다.

또한, 본 고안의 상기 볼트의 헤드와 상기 캠의 사이에는 와셔가 위치한다.

또한, 본 고안의 상기 스프라켓들을 연결하는 상기 체인의 중간부와, 상기 주기어와 상기 스프라켓을 연결하는 체인의 중간부에는 상기 체인을 가압하여 상기 체인의 장력을 조절하는 장력조절부가 설치된다.

또한, 본 고안의 상기 장력조절부는 상기 체인과 접하여 회전하는 롤러를 구비하며, 상기 롤러를 상기 체인의 방향으로 이동하여 상기 체인을 가압함으로써, 상기 체인의 장력을 조절한다.

아래에서, 본 고안에 따른 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도면에서, 도 1은 본 고안의 한 실시예에 따른 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치가 설치된 주축대의 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 다축 자동선반의 주축대의 내부에 설치된 이송장치의 시스템을 나타낸 개략도이며, 도 3은 도 1에 도시된 캠의 분해사시도이다.

도 1내지 도 3에 도시된 바와 같이, 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치(100)는 주축대(5)를 관통하여 위치한 다수 개의 캠축(20)과, 상기주축대(5)의 내부에 위치한 캠축(20)의 일단부에 고정된 스프라켓(22)과, 스프라켓(22)을 구동시키는 주기어(30)와, 상기 다수 개의 스프라켓(22)과 주기어(30)를 감싸 주기어(30)의 회전을 스프라켓(22)에 전달하는 체인(38)을 포함한다.

그리고, 이런 주기어(30)에는 구동기어(40)가 맞물려 있으며, 구동기어(40)는 유압모터(45)의 회전축에 고정되어 있다. 따라서, 유압모터(45)의 회전은 구동기어(40)를 회전시키고 구동기어(40)의 회전은 주기어(30)를 회전시키며, 체인(38)에 의해 주기어(30)의 회전은 다수 개의 스프라켓(22)으로 전달된다. 그리고, 주기어(30)의 회전중심에는 캠축(20)이 고정되고 상기 캠축(20)은 주축대(5)를 관통하여 주축대(5)의 바깥면에 위치한 캠축(20)의 단부에 캠(10)이 체결 고정된다.

한편, 유압모터(45)는 유압조절박스(50)에 의해 그 회전이 조절되는데, 유압조절박스(50)에는 유압모터(45)의 회전을 조절하는 조정노브(51)가 설치되며, 또한 유압조절박스(50)에는 주기어(30)를 향해 위치한 구동롤러(53)가 설치된다. 이런 구동롤러(53)에는 엔코더(도면에 도시안됨)가 설치되어 구동롤러(53)의 회전수를 검출하여 제어부(70)로 입력한다.

그리고, 주기어(30)는 2단의 기어로서, 직경이 작은 1단 기어(도면에 도시안됨)의 치(齒)에는 체인(38)이 체결되어 있으며, 직경이 1단 기어보다 큰 2단 기어(32)에는 구동기어(40)가 체결되어 있다. 그리고, 2단 기어(32)의 평면에는 2단 기어(32)의 원주를 따라 약 210°의 각도로 제1 도그(dog)(34)이 형성되고, 제1 도그(34)이 형성되지 않은 150°의 원주 중간부에는 소정의 길이를 갖는 제2도그(36)이 형성된다.

그리고, 유압조절박스(50)에는 근접센서(60)가 설치되어 제2 도그(36)이 근접센서(60)가 설정한 지점에 위치하게 되면, 근접센서(60)는 전기적신호를 발생하고 이 신호는 제어부(70)로 입력된다. 그리고 제어부(70)에서는 유압모터(45)의 회전이 정지하도록 유압조절박스(50)를 제어한다.

그리고, 주기어(30)와 스프라켓(22)의 사이와 스프라켓(22)들간의 사이에는 체인장력조절부(80)가 형성된다. 여기에서 체인장력조절부(70)는 주기어(30)와 스프라켓(22)을 연결하는 체인(38)과 스프라켓(22)들간을 연결하는 체인(38)의 중간부와 접하는 위치하며 체인장력조절부(80)의 선단에는 롤러(82)가 회전 가능하게 체결되어 롤러(82)가 체인(38)을 일정한 압력으로 가압한다. 그럼으로써, 주기어(30)의 회전이 스프라켓(22)으로 원활하게 전달되고, 정밀한 스프라켓(22) 회전을 유도하게 된다.

한편, 캠(10)이 설치된 주축대(5)의 바깥면 즉, 캠축(20)의 타단에는 체결기어(24)가 형성되는데, 이런 체결기어(24)는 다음과 같이 형성된다. 캠축(20)의 타단에는 캠축(20)의 직경보다 작은 직경을 갖는 원기둥의 돌출부가 형성되며, 이런 돌출부의 원주를 따라 치가 형성된 체결기어(24)가 형성된다. 그리고, 체결기어(24)의 단면에는 암나사공(26)이 형성된다. 이런 체결기어(24)는 캠(10)과 체결되는데, 캠(10)의 중심점(장축과 단축이 교차하는 점)에 형성된 기어홀(13)에 삽입되어 체결된다. 기어홀(13)은 캠(10)의 중심점에 형성된 관통공으로서 관통공의 둘레에 상기 체결기어(24)와 정합하는 기어가 형성된다. 체결기어(24)가기어홀(13)에 체결되면, 캠축(20)과 캠(10) 사이에는 슬립현상이 발생하지 않으며, 캠(10)의 설치각도가 자유롭다. 이런 상태에서 체결기어(24)의 단면에 형성된 암나사공(26)에 볼트(15)가 체결되어 체결기어(24)로부터 캠(10)이 이탈되는 것을 방지한다.

그리고 양호하게는 볼트(15)의 헤드와 캠(10)의 사이에는 와셔(17)가 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 캠(20)의 둘레 즉, 바이트홀더(3)와 접하는 부위에는 경화처리되어 경도가 높은 것이 양호하다.

이상과 같이 구성된 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치의 작동에 대하여 상세히 설명하겠다.

운전자는 유압조절박스(50)의 조정노브(51)를 조절하여 유압모터(45)의 회전속도를 제어하는데, 이때, 조정노브(51)의 작동에 의해 유압모터(45)는 고속 및 저속으로 회전하게 된다. 이와 같이, 유압조절박스(50)의 조정노브(51)에 의해 조절되는 유압모터(45)의 회전속도에 따라 유압모터(45)의 선단에 고정된 구동기어(40)가 회전하게 되고, 구동기어(40)와 맞물린 주기어(30)도 유압모터(45)의 회전속도와 비례하여 회전한다. 이때, 주기어(30)의 회전각도는 약 80°정도로서, 고속 또는 저속으로 회전하게 된다.

이와 같이 주기어(30)가 회전하게 되면 주기어(30)의 1단 기어에 체결된 체인(38)이 회전하면서 캠축(20)에 고정된 다수 개의 스프라켓(22)을 회전시킨다. 이와 같이, 캠축(20)의 회전에 의해 캠(10)이 회전하는데, 캠(10)에 접해 있는 바이트홀더(3)는 캠(10)의 회전에 의해 피가공물 방향으로 직선운동을 한다. 따라서,바이트홀더(3)에 고정된 바이트(1)는 바이트홀더(3)의 이동에 따라 이동하면서 피가공물의 절삭한다.

한편, 컴퓨터에 프로그램된 순서에 의해 작동신호가 입력되면 제어부(70)에서는 유압조절박스(50)의 유압을 제어하여 유압모터(45)가 고속 회전하도록 한다. 이와 같이, 유압모터(45)가 고속회전을 하게 되면 주기어(30) 또한 고속 회전을 하면서 유압조절박스(50)에 설치된 구동롤러(53)가 제1 도그(34)과 접하여 고속 회전하게 된다. 이와 같은 구동롤러(53)가 고속회전하게 되면 구동롤러(53)의 회전수를 감지하는 엔코더(도면에 도시안됨)에서 전기적신호가 발생하고 이 신호는 제어부(70)로 입력된다. 이와 같이 엔코더에서 발생한 전기적신호가 제어부(70)로 입력되면 제어부(70)에서는 유압조절박스(50)를 제어하여 유압모터(45)가 저속 회전하도록 제어한다.

이와 같이, 주기어(30)가 저속으로 회전하면서 제2 도그(36)이 근접센서(60)의 감지지점에 위치하게 되면 근접센서(60)는 전기적신호를 제어부(70)로 입력하고 제어부(70)에서는 유압조절박스(50)의 유압을 조절하여 유압모터(45)의 회전을 정지시킨다. 이와 같은 순서에 의해 바이트홀더 이송장치(100)의 한 사이클이 끝난다. 이와 같이, 한 사이클이 끝나면, 다시 프로그램된 가공순서에 의해 작동신호가 입력되며 앞에서 설명한 사이클을 재수행한다.

한편, 이런 사이클의 진행과정에서 캠(10)을 교체하고자 할 경우에, 운전자는 캠(10)을 고정하는 볼트(15)를 해체하고 캠(10)을 체결기어(24)로부터 분리한다. 그리고, 교체하고자 하는 캠(10)을 체결기어(24)에 삽입하고 볼트(15)를 체결하여 캠축(20)에 캠(10)을 고정한다. 따라서, 운전자는 캠(10) 교체를 위해 종래의 기술에서와 같이 주축대를 개방하지 않고 바로 캠 교체작업을 수행할 수 있다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안의 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치는 구조가 단순하여 가격이 저렴하고, 고장발생 빈도가 낮으며 고장시에는 용이하게 정비 및 보수할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 고안의 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치는 캠의 교체가 신속하게 할 수 있어 작업효율을 증진시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 고안의 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치는 경화처리된 캠을 사용하여 수명이 반영구적이라는 장점과 함께, 캠축에 기어체결함으로써, 슬립현상을 방지하고 또한, 캠 설치각도를 용이하게 조절할 수 있다는 장점이 있다.

이상에서 본 고안의 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 고안의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 고안을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 고안의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (10)

1. 주축대에 수용된 스핀들캐리어를 중심으로 방사형으로 배치된 다수 개의 바이트홀더를 상기 스핀들의 방향으로 왕복운동하도록 이송하는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치에 있어서,

   상기 바이트홀더의 후단부에 상기 주축대를 관통하여 위치하는 다수 개의 캠축과,

   상기 바이트홀더의 후단과 접하며 상기 캠축의 일단에 체결되는 캠과,

   상기 캠축의 타단에 체결되는 스프라켓과,

   상기 스프라켓에 연결된 체인 및,

   상기 체인에 연결되어 구동하는 주기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 주기어는 상기 다수 개의 캠축들 중에서 어느 한 캠축에 고정되며, 상기 주기어의 측면에 접하여 회전하는 구동기어에 의해 회전하며, 상기 구동기어는 유압모터에 의해 회전하는 것을 특징으로 하는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 주기어의 평면에는 상기 주기어의 원주를 따라 소정의 원주로 제1 도그가 형성되고, 상기 제1 도그가 형성되지 않은 원주(360°-상기 소정의 원주)의 중간부에는 제2 도그가 형성된 것을 특징으로 하는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 유압모터는 유압조절박스에 의해 구동하며, 상기 유압조절박스는 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치에는 상기 제2 도그의 위치를 감지하는 근접센서가 설치되며, 상기 근접센서에서 출력되는 신호는 제어부로 입력되어 상기 유압모터의 회전을 정지시키는 것을 특징으로 하는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 유압조절박스에는 상기 제1 도그와 접하는 구동롤러가 설치되며, 구동롤러의 회전을 감지하는 엔코더로부터 전기적신호가 상기 제어부로 입력되면 상기 유압조절박스에서는 상기 유압모터의 회전속도를 낮추는 것을 특징으로 하는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 캠축의 일단부에는 원주둘레에 기어가 형성되고, 상기 캠의 중심에는 상기 캠축의 기어가 삽입되어 체결되는 기어홀이 형성되며, 상기 캠축의 일단에 형성된 암나사공에 볼트가 체결되어 상기 캠이 상기 캠축의 기어로부터 이탈되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 볼트의 헤드와 상기 캠의 사이에는 와셔가 위치하는 것을 특징으로 하는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치.
9. 제 2 항에 있어서,

   상기 스프라켓들을 연결하는 상기 체인의 중간부와, 상기 주기어와 상기 스프라켓을 연결하는 체인의 중간부에는 상기 체인을 가압하여 상기 체인의 장력을 조절하는 장력조절부가 설치되는 것을 특징으로 하는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 장력조절부는 상기 체인과 접하여 회전하는 롤러를 구비하며, 상기 롤러를 상기 체인의 방향으로 이동하여 상기 체인을 가압함으로써, 상기 체인의 장력을 조절하는 것을 특징으로 하는 다축 자동선반의 바이트홀더 이송장치.