KR200412773Y1 - 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치 - Google Patents

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KR200412773Y1
KR200412773Y1 KR2020060001700U KR20060001700U KR200412773Y1 KR 200412773 Y1 KR200412773 Y1 KR 200412773Y1 KR 2020060001700 U KR2020060001700 U KR 2020060001700U KR 20060001700 U KR20060001700 U KR 20060001700U KR 200412773 Y1 KR200412773 Y1 KR 200412773Y1
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Abstract

본 고안은 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저가의 범용 공구 연삭기의 구조를 개선하여 하나의 핸들 조작만으로 공구가 동시에 3축방향으로 제어되도록 함으로서, 저가의 범용 공구 연삭기에서도 고가의 CNC 등에서나 가능한 공구의 곡면연삭 특히 스텝드릴의 스텝날을 한번에 곡면으로 연삭할 수 있게 되어 제조비용을 절감하고 생산성을 향상시킨 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치에 관한 것이다.
이에 본 고안은 본체(110)와, 상기 본체(110)의 상단에 각각 좌,우(X축) 방향으로 이송가능하게 설치되는 제 1 베이스(120) 및 전,후(Y축) 방향으로 이송가능하게 설치되며 상단에 연삭기(160)가 구비된 제 2 베이스(130)와, 상기 제 1 베이스(120)의 상단에 설치됨과 아울러 공구를 회전가능하게 고정할 수 있도록 스핀들(152) 및 척어댑터(153)를 갖는 공구고정수단(150)이 구비된 테이블(140)을 포함하여 이루어진 범용 공구 연삭기에 있어서, 상기 테이블(140)의 상부에 결합된 지지블럭(215)에 회전가능하게 설치됨과 아울러 상기 스핀들(152)과는 회전력 전달수단(220)으로 연결되고 외주면에 캠(211)이 형성된 캠축(210)과, 상기 테이블(140)과 제 1 베이스(120)의 사이에 설치되되 테이블(140) 및 제 1 베이스(120)와 각각 슬라이딩 가능하게 결합된 중간테이블(200)과, 상기 테이블(140)의 일단부에 결합됨과 아울러 상측은 상기 캠(211)의 외주면과 접촉하고 하측은 상기 중간테이블(200)과 접촉하도록 설치되어 상기 캠(211)의 회전운동을 테이블(140)의 직선운동으로 전환하는 제 1 운동전환수단(230)과, 상기 테이블(140)과 제 1 베이스(120)의 사이에 설치되어 상기 테이블(140)의 직선운동을 중간테이블(200)의 직선운동으로 전환하되 테이블(140)의 운동방향과 직각방향으로 전환하는 제 2 운동전환수단(240)을 포함하여 구성되고, 상기 캠축(210)의 회전시 상기 스핀들(152)이 회전함과 동시에 테이블(140) 및 중간테이블(200)이 X,Y축 방향으로 직선운동하도록 하여 상기 공구고정수단(150)에 고정된 공구가 동시에 3축방향으로 제어되는 것을 특징으로 한다.
공구 연마기, 3축, 캠축, 테이블, 중간테이블, 운동전환수단

Description

범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치{Device for control three axes synchronous of general-purpose tool grinder}
도 1a 는 종래의 범용 공구 연삭기를 나타내는 정면도,
도 1b 는 종래의 범용 공구 연삭기를 나타내는 평면도,
도 2a 및 도 2b 는 일반적인 스텝드릴을 나타내는 사시도,
도 3 은 본 고안에 따른 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치를 나타내는 사시도,
도 4 는 본 고안에 따른 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치를 나타내는 정면도,
도 5 는 본 고안에 따른 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치를 나타내는 평면도,
도 6 은 본 고안에 따른 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치를 나타내는 측면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치
110: 본체 120: 제 1 베이스
121,131,161,213: 핸들 122: 제 2 슬라이더
130: 제 2 베이스 140: 테이블
141: 제 1 슬라이더 150: 공구고정수단
151: 워크헤드 152: 스핀들
153: 척어댑터 154: 척
155: 분할판 155a: 분할홈
156: 분할대 160: 연삭기
162: 연삭휠 170: 심압대
200: 중간테이블 201,232a: 롤러
202: 제 2 가이드축 203: 제 2 탄성부재
210: 캠축 211: 캠
212: 고정너트 220: 회전력 전달수단
221: 구동기어 222: 종동기어
223: 타이밍벨트 230: 제 1 운동전환수단
231: 몸체 231a: 관통공
231b: 단턱부 232: 승하강축
232b,242a: 경사면 232c: 홈
233: 탄성부재 235: 볼트
240: 제 2 운동전환수단 241: 제 1 가이드
242: 제 2 가이드 250,252: LM블럭
251,253: LM레일 260: 테이블 복원수단
261: 중간테이블 복원수단
본 고안은 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저가의 범용 공구 연삭기의 구조를 개선하여 하나의 핸들 조작만으로 공구가 동시에 3축방향으로 제어되도록 함으로서, 저가의 범용 공구 연삭기에서도 고가의 CNC 등에서나 가능한 공구의 곡면연삭 특히 스텝드릴의 스텝날을 한번에 곡면으로 연삭할 수 있게 되어 제조비용을 절감하고 생산성을 향상시킨 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 범용 공구연삭기는 공구를 기계에 장착하여 사용하다 날이 마모되었을 경우 또는 새로운 공구를 기계에 장착하기 전 공구의 날을 연삭하는 것이다.
즉, 구멍을 뚫는 작업에 사용되는 드릴은 일정시간 사용하면 선단부의 절삭날이 마모되어 절삭효율이 저하되므로 일정기간 사용후에는 드릴의 절삭날을 연삭해서 재사용해야 한다.
이러한 종래의 범용 공구연삭기(1)는 도 1a 및 도 1b 와 같이, 본체(10)의 상단에 각각 좌,우(X축) 방향으로 이송가능하게 설치되는 제 1 베이스(20) 및 전,후(Y축) 방향으로 이송가능하게 설치되는 제 2 베이스(30)가 설치되고, 상기 제 2 베이스(30)의 상단에는 연삭기(35)가 승하강 가능하게 설치되어 있다.
상기 제 1,2 베이스(20)(30)는 각각 핸들(21)(31)의 회동조작에 의해 X축과 Y축으로 이송하며, 상기 연삭기(35) 역시 핸들(32)의 회동조작으로 승하강 하게 된다.
또한, 상기 제 1 베이스(20)에는 테이블(25)이 결합되며, 이 테이블(25)에는 공구고정수단(40)이 설치된다. 상기 공구고정수단(40)은 테이블(25)의 상단에 결합되는 워크헤드(41)와, 상기 워크헤드(41)에 회전가능하게 결합된 스핀들(42) 및 상기 스핀들(42)의 일단부에 결합된 척어댑터(43)로 구성된다.
상기 워크헤드(41)로부터 일정거리 이격된 곳에는 공구의 끝단부 센터를 지지할 수 있도록 심압대(50)가 더 설치될 수 있다.
상기 척어댑터(43)에는 공구를 고정할 수 있도록 다양한 척(콜릿척, 선반척, 양센터척 등)(44)들이 선택적으로 탈착가능하게 결합된다.
한편, 상기 척어댑터(43)에는 분할판(45)이 구비되고, 상기 워크헤드(41)의 상단에는 상기 분할판(45)을 일정위치에서 고정시키는 분할대(46)가 설치되어 있다. 따라서, 상기 척(44)과 심압대(50)를 이용하여 공구를 고정한 후에는 상기 분할대(46)로 분할판(45)의 위치를 고정하여 공구의 초기 가공위치를 맞추게 된다.
이와 같이, 공구가 고정된 후에는, 상기 핸들(21)(31)을 회동시켜 제 1,2 베이스(20)(30)를 X,Y축 방향으로 이송시킴으로서 공구가 연삭기(35)의 연삭휠(36)에 접촉하게 되어 연삭이 이루어지게 된다.
이러한 범용 공구연삭기(1)는 회전되지 않게 고정된 공구를 X축 방향으로 이송시키는 제 1 베이스(20) 및 Y축 방향으로 이송시키는 제 2 베이스(30)를 각각 개 별 작동시켜 연삭작업을 하기 때문에 단순한 평면 작업만 가능하여 다양한 공구를 연삭하는데 있어서 한계가 있었다.
즉, 도 2a와 같은 스텝드릴(5)은 드릴의 직경을 스텝별로 다르게하여 다양한 직경을 갖는 구멍을 가공하거나 구멍 입구의 챔퍼(모따기)를 가공하는데 사용되는데, 이러한 스텝드릴(5) 역시 일정시간 사용하게 되면 스텝날(5a)(5b)이 마모되어 절삭효율이 저하되므로 스텝날(5a)(5b)을 연삭해서 재사용해야 한다.
따라서, 현재까지는 상기 스텝드릴(5)의 스텝날(5a)(5b)을 가공하기 위해서는, CNC 등과 같이 다축을 동시에 제어할 수 있는 고가의 기계를 사용하여 도 2a와 같이 스텝날(5a)을 곡면으로 한번에 연삭하거나, 또는 저가의 범용 공구연삭기(1)를 사용하여 도 2b와 같이 스텝날(5b)을 여러번에 걸쳐 평면 형태로 연삭하였다.
그러나, CNC 등의 장비를 사용할 경우에는 고가의 장비를 구입해야 하는 문제가 있고, 저가의 범용 공구연삭기(1)를 사용할 경우에는 스텝날(5b)을 한번에 가공할 수 없기 때문에 스텝드릴(5)의 위치를 여러번 바꿔가면서 스텝날(5b)을 연삭해야 함으로 생산성이 저하됨은 물론 여러번 연삭하는 과정에서 불량 발생률이 증가하는 문제가 있었다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 저가의 범용 공구 연삭기의 구조를 개선하여 하나의 핸들 조작만으로 공구가 동시에 3축방향으로 제어되도록 함으로서, 저가의 범용 공구 연삭기에서도 고가의 CNC 등에서나 가능한 공구의 곡면연삭 특히 스텝드릴의 스텝날을 한번에 곡면으로 연삭할 수 있게 되어 제조비용을 절감하고 생산성을 향상시킨 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 본체와, 상기 본체의 상단에 각각 좌,우(X축) 방향으로 이송가능하게 설치되는 제 1 베이스 및 전,후(Y축) 방향으로 이송가능하게 설치되며 상단에 연삭기가 구비된 제 2 베이스와, 상기 제 1 베이스의 상단에 설치됨과 아울러 공구를 회전가능하게 고정할 수 있도록 척어댑터 및 스핀들을 갖는 공구고정수단이 구비된 테이블을 포함하여 이루어진 범용 공구 연삭기에 있어서, 상기 테이블의 상부에 결합된 지지블럭에 회전가능하게 설치됨과 아울러 상기 스핀들과는 회전력 전달수단으로 연결되고 외주면에 캠이 형성된 캠축과, 상기 테이블과 제 1 베이스의 사이에 설치되되 테이블 및 제 1 베이스와 각각 슬라이딩 가능하게 결합된 중간테이블과, 상기 테이블의 일단부에 결합됨과 아울러 상측은 상기 캠의 외주면과 접촉하고 하측은 상기 중간테이블과 접촉하도록 설치되어 상기 캠의 회전운동을 테이블의 직선운동으로 전환하는 제 1 운동전환수단과, 상기 테이블과 제 1 베이스의 사이에 설치되어 상기 테이블의 직선운동을 중간테이블의 직선운동으로 전환하되 테이블의 운동방향과 직각방향으로 전환하는 제 2 운동전환수단을 포함하여 구성되고, 상기 캠축의 회전시 상기 스핀들이 회전함과 동시에 테이블 및 중간테이블이 X,Y축 방향으로 직선운동하도록 하여 상기 공구고정수단에 고정된 공구가 동시에 3축방향으로 제어되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3 은 본 고안에 따른 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치를 나타내는 사시도이고, 도 4 는 본 고안에 따른 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치를 나타내는 정면도이며, 도 5 는 본 고안에 따른 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치를 나타내는 평면도이고, 도 6 은 본 고안에 따른 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치를 나타내는 측면도이다.
도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치(100)는 종래의 범용 공구 연삭기의 일부를 간단히 구조 변경하여 CNC 등의 고가 기계에서나 가능한 동시 3축 제어가 가능하도록 한 것이다.
먼저, 상기 범용 공구 연삭기는 일반적으로 공지된 범용 공구 연삭기로서, 본 고안에서는 범용 공구 연삭기들 중 하나를 일예로 간략히 설명하면 다음과 같다.
상기 범용 공구 연삭기는, 공구 연삭기를 제어하기 위한 제어부(미도시)가 구비된 본체(110)와, 상기 본체(110)의 상단에 각각 좌,우(X축) 방향으로 이송가능하게 설치되는 제 1 베이스(120) 및 전,후(Y축) 방향으로 이송가능하게 설치되는 제 2 베이스(130)가 설치되고, 상기 제 2 베이스(130)의 상단에는 연삭기(160)가 승하강 가능하게 설치되어 구성된다.
상기 본체(110)의 상단에 설치된 제 1,2 베이스(120)(130)는 각각 핸들(121)(131)의 회동조작에 의해 X축과 Y축으로 이송하며, 상기 제 2 베이스(130)의 상단에 설치된 연삭기(160) 역시 핸들(161)의 회동조작으로 승하강 할 수 있도록 구성된다. 여기서, 상기 각 핸들(121)(131)(161)과 제 1,2 베이스(120)(130) 및 연 삭기(160)와의 결합관계에 대해서는 공지된 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 제 1 베이스(120)의 상단에는 테이블(140)이 설치되며, 이 테이블(140)에는 공구고정수단(150)이 설치된다. 상기 공구고정수단(150)은 테이블(140)의 상단에 결합되는 워크헤드(151)와, 공구를 회전가능하게 고정할 수 있도록 상기 워크헤드(151)에 회전가능하게 결합된 스핀들(152) 및 상기 스핀들(152)의 일단부에 결합된 척어댑터(153)로 구성된다.
상기 워크헤드(151)로부터 일정거리 이격된 테이블(140)의 상단에는 공구의 끝단부 센터를 지지할 수 있도록 심압대(170)가 더 설치될 수 있다.
상기 척어댑터(153)에는 공구를 고정할 수 있도록 다양한 척(콜릿척, 선반척, 양센터척 등)(154)들이 선택적으로 탈착가능하게 결합된다.
한편, 상기 척어댑터(153)에는 외주면에 복수개의 분할홈(155a)이 형성된 분할판(155)이 구비되고, 상기 워크헤드(151)의 상단에는 상기 분할홈(155a)에 선택적으로 삽입될수 있게 이루어져 분할판(155)을 일정위치에서 고정시키는 분할대(156)가 설치되어 있다. 따라서, 상기 척(154)에 공구를 고정한 후에는 상기 분할대(156)로 분할판(155)의 위치를 선택적으로 고정하여 공구의 초기 가공위치를 맞출수 있도록 되어 있다.
이와 같이, 공구가 고정된 후에는, 상기 각 핸들(121)(131)(161)을 회동조작하여 제 1,2 베이스(120)(130)를 X,Y축 방향으로 이송시킴으로서 공구가 연삭기(160)의 연삭휠(162)에 접촉하게 되어 연삭이 이루어지게 된다.
상기한 범용 공구 연삭기는 일예로 설명한 것이며, 이 외에도 다양한 구조의 범용 공구 연삭기를 사용할 수 있다.
이하, 상기 범용 공구 연삭기에 설치되는 본 고안의 동시 3축 제어장치(100)를 설명하기로 한다.
상기 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치(100)는, 크게 캠축(210), 중간테이블(200), 제 1 운동전환수단(220), 제 2 운동전환수단(240)으로 구성된다.
상기 캠축(210)은 상기 테이블(140)의 일측 상부에 결합된 지지블럭(215)의 수평 관통공(215a)에 베어링을 매개로 회전가능하게 설치된다. 즉, 상기 캠축(210)의 일단부는 상기 지지블럭(215)의 관통공(215a)에 삽입되어 베어링으로 회전가능하게 설치되고, 타단부는 외측방향으로 연장됨과 아울러 끝단부에는 핸들(213)이 탈착가능하게 결합된다.
여기서, 상기 지지블럭(215)은 상기 테이블(140)의 상단에 결합할 수도 있고 워크헤드(151)측에 결합할 수도 있다.
또한, 상기 캠축(210)에는 상기 스핀들(152)과 회전력 전달수단(220)으로 연결되고 외주면에는 일정형상의 캠(211)이 형성되어 있다.
상기 회전력 전달수단(220)은 상기 캠축(210)에 결합되는 구동기어(221)와, 상기 스핀들(152)에 결합되는 종동기어(222)와, 상기 구동기어(221)와 종동기어(222)를 연결하는 타이밍벨트(223)로 구성되어, 상기 캠축(211)의 회전시 스핀들(152)이 일정 회전비로 회전하도록 이루어진다.
상기 구동기어(221) 및 종동기어(222)는 각각 캠축(210) 및 스핀들(152)측에 탈착가능하게 결합됨으로서 두 기어(221)(222)의 회전비를 조정할 수 있도록 되어 있다. 즉, 캠축(210)과 스핀들(152)의 단부측에 구동기어(221)와 종동기어(222)를 삽입/결합한 후 고정너트(212)(152a)로 고정하도록 되어 있다.
여기서, 상기 캠축(210)에는 구동기어(221), 고정너트(212), 핸들(213)이 순차적으로 결합되게 된다.
한편, 상기 구동기어(221)와 종동기어(222)의 회전비는 공구에 따라 달라지게 되며, 예를들어 스텝드릴(5)의 스텝날(5a)을 연삭할 경우에는 원주상에 스텝날(드릴날)(5a)의 개수에 따라 회전비가 정해진다.
즉, 스텝드릴(5)의 드릴날 개수가 2개일 경우 스텝날(5a) 역시 원주상에 2개가 형성되기 때문에 이때의 구동기어(221)와 종동기어(222)의 회전비는 2:1 이 되도록 하는것이 바람직하다.
본 고안에서는 연삭작업의 편의성을 위해 스텝날(5a)의 개수와 작업자가 직접 회전시키는 구동기어(221)의 회전수를 비례하도록 하였다. 즉, 작업자는 스텝날(5a)의 개수에 비례하여 구동기어(221)를 회전시키게 되며 이때 회전비는 구동기어(221)의 회전수에 관계없이 종동기어(222)가 반드시 1회전을 하도록 설정되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 작업자가 스텝날(5a)의 개수에 비례하여 핸들(213)을 회전시켜 캠축(210) 및 구동기어(221)를 회전시키게 되면 종동기어(222) 및 스핀들(152)은 항상 1회전 하게 되면서 척(154)에 고정된 스텝드릴(5)의 스텝날(5a)을 한번에 연삭할 수 있게 되는 것이다.
그리고, 상기 중간테이블(200)은 상기 테이블(140)과 제 1 베이스(120)의 사 이에 설치되되 상기 테이블(140) 및 제 1 베이스(120)와 각각 슬라이딩 가능하게 결합된다.
상기 중간테이블(200)은 상,하측에 각각 설치된 LM블럭(250)(252) 및 LM레일(251)(253)을 통해 상기 테이블(140)과는 좌,우(X축) 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고 제 1 베이스(120)와는 전,후(Y축) 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합된다.
즉, 상기 테이블(140)은 중간테이블(200)의 상단에 LM블럭(252) 및 LM레일(253)을 통해 결합되어 X축 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 중간테이블(200)은 제 1 베이스(120) 상단에 LM블럭(250) 및 LM레일(251)을 통해 Y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 것이다.
그리고, 상기 제 1 운동전환수단(230)은 상기 테이블(140)의 일단부에 결합됨과 아울러 상측은 상기 캠(211)의 외주면과 접촉하고 하측은 상기 중간테이블(200)과 접촉하도록 설치되어 상기 캠(211)의 회전운동을 테이블(140)의 직선운동으로 전환하도록 이루어진다.
상기 제 1 운동전환수단(230)은, 상기 테이블(140)의 일단부에 결합됨과 아울러 내부에 수직방향으로 관통공(231a)이 형성된 몸체(231)와,
상기 몸체(231)의 관통공(231a)에 슬라이딩 가능하게 삽입/결합됨과 아울러 상측은 상기 캠(211)의 외주면과 접촉하고, 하측은 상기 중간테이블(200)과 접촉하되 승하강시 테이블(140)을 좌,우(X축) 방향으로 직선운동시킬수 있도록 경사면(232b)이 형성된 승하강축(232)과,
상기 관통공(231a)내의 단턱부(231b)에 안착 설치되어 상기 승하강축(232)을 캠(211)측에 탄력적으로 접촉시키는 탄성부재(233)로 구성되어, 상기 캠(211)의 회전운동을 테이블(140)의 좌,우(X축) 방향 직선운동으로 전환시키게 된다.
여기서, 상기 중간테이블(200)은 제 1 베이스(120)의 상단에서 전,후(Y축) 방향으로만 슬라이딩 되도록 결합되어 있기 때문에 중간테이블(200)은 움직이지 않는 상태에서 테이블(140)만 좌,우(X축) 방향으로 직선운동하게 되는 것이다.
한편, 상기 승하강축(232)에는 상기 탄성부재(233)가 걸리도록 걸림턱(232d)이 형성되며, 아울러 승하강축(232)이 승하강시 회전하거나 이탈되지 않도록 승하강축(232)의 외주면에는 길이방향으로 홈(232c)이 형성되고 상기 몸체(231)에는 상기 홈(232c)의 내측으로 단부가 삽입되는 볼트(235)가 결합된다.
또한, 상기 승하강축(232)의 상측에는 상기 캠(211)의 외주면과 접촉시 마찰을 줄일수 있도록 롤러(232a)가 회전가능하게 결합되고, 상기 중간테이블(200)의 일단부에는 상기 승하강축(232)의 경사면(232b)과 접촉시 마찰을 줄일수 있도록 롤러(201)가 회전가능하게 결합되어 있다.
그리고, 상기 제 2 운동전환수단(240)은 상기 테이블(140)과 제 1 베이스(120)의 사이에 설치되어 상기 테이블(140)의 직선운동을 중간테이블(200)의 직선운동으로 전환하되 테이블(140)의 운동방향과 직각방향으로 전환하도록 이루어진다.
상기 제 2 운동전환수단(240)은, 상기 제 1 베이스(120)의 상단에 상측으로 돌출되게 결합되는 제 1 가이드(241)와,
상기 테이블(140)의 일측면에 하측으로 돌출되게 결합됨과 아울러 상기 테이 블(140)의 좌,우(X축) 방향으로 직선운동시 상기 제 1 가이드(241)와 접촉하면서 중간테이블(200)을 전,후(Y축) 방향으로 직선운동시킬수 있도록 경사면(242a)이 형성된 제 2 가이드(242)로 구성되어, 상기 테이블(140)의 좌,우(X축) 방향 직선운동을 중간테이블(200)의 전,후(Y축) 방향 직선운동으로 전환시키게 된다.
여기서, 상기 테이블(140)은 중간테이블(200)의 상단에서 좌,우(X축) 방향으로만 슬라이딩 되도록 결합되어 있기 때문에 테이블(140)이 좌,우(X축) 방향으로 직선운동하는 과정에서 상기 제 2 가이드(242)의 경사면(242a)이 제 1 가이드(241)와 접촉할 경우 중간테이블(200)이 전,후(Y축) 방향으로 직선운동하게 되는 것이다.
물론, 상기 중간테이블(200)이 전,후(Y축) 방향으로 직선운동하게 되면 중간테이블(200)의 상단에 결합된 테이블(140)도 함께 전,후(Y축) 방향으로 움직이게 된다.
그리고, 상기 테이블(140)과 중간테이블(200)의 사이에는 테이블(140)의 직선운동시 초기위치로 복원시켜주는 테이블 복원수단(260)이 설치되고, 상기 중간테이블(200)과 제 1 베이스(120)의 사이에는 중간테이블(200)의 직선운동시 초기위치로 복원시켜주는 중간테이블 복원수단(261)이 설치된다.
상기 테이블 복원수단(260)은 상기 중간테이블(200)의 일측에 X축 방향으로 결합되는 제 1 가이드축(204)과, 상기 테이블(140)의 일측에 결합됨과 아울러 상기 제 1 가이드축(204)과 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 1 슬라이더(141)와, 상기 제 1 가이드축(204)에 설치됨과 아울러 상기 제 1 슬라이더(141)를 탄력지지하여 테이 블(140)을 초기위치로 복원시키는 제 1 탄성부재(205)로 구성된다.
상기 중간테이블 복원수단(261)은 상기 중간테이블(200)의 타측에 Y축 방향으로 결합되는 제 2 가이드축(202)과, 상기 제 1 베이스(120)의 상단에 결합됨과 아울러 상기 제 2 가이드축(202)과 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 2 슬라이더(122)와, 상기 제 2 가이드축(202)에 설치됨과 아울러 상기 제 2 슬라이더(122)를 탄력지지하여 중간테이블(200)을 초기위치로 복원시키는 제 2 탄성부재(203)로 구성된다.
한편, 스텝드릴(5)의 양단부 센터를 지지한 상태에서 연삭작업을 할 경우에는 스텝드릴(5)을 양센터척(154)에 물리게 되는데, 이때 양센터척(154)에는 연삭작업도중 연삭휠(162)에 의해 스텝드릴(5)이 회전하지 않도록 회전방지구조(157)가 되어 있다. 이러한 양센터척(154)은 물론 회전방지구조(157)는 공지된 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 고안에 따른 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치(100)의 작용을 설명하기로 한다. 아울러 다양한 공구를 연삭할 수 있지만 편의상 스텝드릴(5)의 스텝날(5a)을 연삭하는 경우를 일예로 설명한다.
먼저, 연삭하기 위한 스텝드릴(5)을 척(154) 및 심압대(170)를 이용하여 고정하게 되며, 고정이 완료되면 각 핸들(121)(131)(161)을 회동조작하여 제 1,2 베이스(120)(130)를 X,Y축 방향으로 이송시켜 연삭기(160)의 연삭휠(162)이 스텝드릴(5)의 스텝날(5a)에 근접하도록 위치시킨다.
이후, 작업자가 상기 캠축(210)의 핸들(213)을 회전시키게 되면 상기 스텝드릴(5)이 동시에 3축 방향으로 제어되어 스텝날(5a)이 곡면으로 한번에 연삭되게 된다. 즉, 캠축(210)의 회전과 동시에 스핀들(152)이 회전하고, 테이블(140)이 X축 방향으로 직선운동하고, 중간테이블(200)은 Y축 방향으로 직선운동하게 되어 스텝드릴(5)이 동시에 3축 방향으로 제어되는 것이다.
이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 캠축(210)이 회전하게 되면 캠축(210)에 구비된 구동기어(221) 및 캠(211)이 함께 회전하게 되고, 이때 구동기어(221)와 타이밍벨트(223)로 연결된 종동기어(222)가 일정한 회전비로 회전하면서 스핀들(152)을 회전시킴으로서 척(154)에 고정된 스텝드릴(5)이 회전하게 된다.
계속해서, 상기 캠(211)이 회전하게 되면 캠(211)의 외주면과 항상 접촉하고 있는 제 1 운동전환수단(230)의 승하강축(232)이 승하강하게 되는데, 이때 승하강축(232)이 하강하게 되면 승하강축(232)의 경사면(232b)이 중간테이블(200)의 롤러(201)에 슬라이딩 접촉하게 되고 이 과정에서 테이블(140)을 X축 방향으로 직선이동시키게 된다.
상기 테이블(140)이 X축 방향으로 직선이동하게 되면, 테이블(140)에 결합된 제 2 가이드(242)가 함께 X축 방향으로 이동하게 되는데, 이때 제 2 가이드(242)의 경사면(242a)이 상기 제 1 베이스(120)의 상단에 결합된 제 1 가이드(241)에 슬라이딩 접촉하게 되고 이 과정에서 중간테이블(200)을 Y축 방향으로 직선이동시키게 된다.
이처럼 작업자가 상기 캠축(210)을 회전시킴과 동시에 상기 스핀들(152)이 회전하고 테이블(140) 및 중간테이블(200)이 X,Y축 방향으로 직선이동하게 되어 상기 척(154)에 고정된 스텝드릴(5)이 동시에 3축 방향으로 제어되는 것이다.
한편, 상기 스텝드릴(5)의 스텝날(5a)이 2개일 경우, 작업자가 캠축(210)을 2회전 시키게 되고 이때 스핀들(152)은 1회전 하면서 스텝드릴(5)의 원주상에 형성된 2개의 스텝날(5a)이 한번에 곡면으로 연삭되게 된다.
여기서, 상기 스텝날(5a)의 개수에 비례하여 캠축(210)을 회전시키는 이유는, 캠축(210)을 1회전시키게 되면 캠축(210)에 형성된 캠(211)도 1회전하게 되며, 이때 캠(211)이 1회전하게 되면 상기 테이블(140) 및 중간테이블(200)이 각각 X,Y축 방향으로 한번 직선왕복운동하게 되면서 1개의 스텝날(5a)이 곡면으로 연삭된다.
따라서, 스텝날(5a)의 2개일 경우에는 캠축(210)을 2회전, 스텝날(5a)이 3개일 경우에는 캠축(210)을 3회전시켜야 하는 것이다. 물론 이때 스핀들(152) 및 공구(스텝드릴)는 1회전만 해야한다.
한편, 상기 캠(211)의 회전에 의해 테이블(140) 및 중간테이블(200)이 각각 X,Y축 방향으로 최대거리까지 이동한 후 다시 초기위치로 복원할 때에는 테이블 복원수단(260) 및 중간테이블 복원수단(261)에 의해 탄력적으로 복원되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에서는 편의상 스텝드릴(5)의 스텝날(5a)을 곡면으로 연삭하는 것에 대해서만 설명하였지만, 여기에 한정되지 않고 곡면 연삭을 필요로 하는 모든 공구를 연삭할 수 있는 것이다.
또한, 본 고안은 동시 3축 제어장치(100)를 통한 곡면 연삭 뿐만 아니라, 기존의 범용 공구 연삭기에서 할 수 있는 작업은 모두 가능하다.
상기한 본 고안에 따르면, 저가의 범용 공구 연삭기의 구조를 개선하여 하나의 핸들 조작만으로 공구가 동시에 3축방향으로 제어되도록 함으로서, 저가의 범용 공구 연삭기에서도 고가의 CNC 등에서나 가능한 공구의 곡면연삭 특히 스텝드릴의 스텝날을 한번에 곡면으로 연삭할 수 있게 되어 제조비용이 절감되고 생산성이 향상된다.

Claims (9)

  1. 본체(110)와, 상기 본체(110)의 상단에 각각 좌,우(X축) 방향으로 이송가능하게 설치되는 제 1 베이스(120) 및 전,후(Y축) 방향으로 이송가능하게 설치되며 상단에 연삭기(160)가 구비된 제 2 베이스(130)와, 상기 제 1 베이스(120)의 상단에 설치됨과 아울러 공구를 회전가능하게 고정할 수 있도록 스핀들(152) 및 척어댑터(153)를 갖는 공구고정수단(150)이 구비된 테이블(140)을 포함하여 이루어진 범용 공구 연삭기에 있어서,
    상기 테이블(140)의 상부에 결합된 지지블럭(215)에 회전가능하게 설치됨과 아울러 상기 스핀들(152)과는 회전력 전달수단(220)으로 연결되고 외주면에 캠(211)이 형성된 캠축(210)과,
    상기 테이블(140)과 제 1 베이스(120)의 사이에 설치되되 테이블(140) 및 제 1 베이스(120)와 각각 슬라이딩 가능하게 결합된 중간테이블(200)과,
    상기 테이블(140)의 일단부에 결합됨과 아울러 상측은 상기 캠(211)의 외주면과 접촉하고 하측은 상기 중간테이블(200)과 접촉하도록 설치되어 상기 캠(211)의 회전운동을 테이블(140)의 직선운동으로 전환하는 제 1 운동전환수단(230)과,
    상기 테이블(140)과 제 1 베이스(120)의 사이에 설치되어 상기 테이블(140)의 직선운동을 중간테이블(200)의 직선운동으로 전환하되 테이블(140)의 운동방향과 직각방향으로 전환하는 제 2 운동전환수단(240)을 포함하여 구성되고,
    상기 캠축(210)의 회전시 상기 스핀들(152)이 회전함과 동시에 테이블(140) 및 중간테이블(200)이 X,Y축 방향으로 직선운동하도록 하여 상기 공구고정수단(150)에 고정된 공구가 동시에 3축방향으로 제어되는 것을 특징으로 하는 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 운동전환수단(230)은,
    상기 테이블(140)의 일단부에 결합됨과 아울러 내부에 수직방향으로 관통공(231a)이 형성된 몸체(231)와,
    상기 몸체(231)의 관통공(231a)에 슬라이딩 가능하게 삽입/결합됨과 아울러 상측은 상기 캠(211)의 외주면과 접촉하고, 하측은 상기 중간테이블(200)과 접촉하되 승하강시 테이블(140)을 좌,우(X축) 방향으로 직선운동시킬수 있도록 경사면(232b)이 형성된 승하강축(232)과,
    상기 관통공(231a)내에 설치되어 상기 승하강축(232)을 캠(211)측에 탄력적으로 접촉시키는 탄성부재(233)로 구성되어,
    상기 캠(211)의 회전운동을 테이블(140)의 좌,우(X축) 방향 직선운동으로 전환하는 것을 특징으로 하는 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 운동전환수단(240)은,
    상기 제 1 베이스(120)의 상단에 상측으로 돌출되게 결합되는 제 1 가이드 (241)와,
    상기 테이블(140)의 일측면에 하측으로 돌출되게 결합됨과 아울러 상기 테이블(140)의 직선운동시 상기 제 1 가이드(241)와 접촉하면서 중간테이블(200)을 전,후(Y축) 방향으로 직선운동시킬수 있도록 경사면(242a)이 형성된 제 2 가이드(242)로 구성되어,
    상기 테이블(140)의 좌,우(X축) 방향 직선운동을 중간테이블(200)의 전,후(Y축) 방향 직선운동으로 전환하는 것을 특징으로 하는 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 중간테이블(200)은 상,하측에 각각 설치된 LM블럭(252)(250) 및 LM레일(253)(251)을 통해 상기 테이블(140)과는 좌,우(X축) 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고 제 1 베이스(120)와는 전,후(Y축) 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 승하강축(232)의 상측에는 상기 캠(211)의 외주면과 접촉시 마찰을 줄일수 있도록 롤러(232a)가 결합되고, 상기 중간테이블(200)의 일단부에는 상기 승하강축(232)의 경사면(232b)과 접촉시 마찰을 줄일수 있도록 롤러(201)가 결합된 것을 특징으로 하는 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전력 전달수단(220)은 상기 캠축(210)에 결합되는 구동기어(221)와,
    상기 스핀들(152)에 결합되는 종동기어(222)와,
    상기 구동기어(221)와 종동기어(222)를 연결하는 타이밍벨트(223)로 구성되어, 상기 캠축(210)의 회전시 스핀들(152)이 일정 회전비로 회전하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 캠축(210)의 일단부에는 핸들(213)이 결합되는 것을 특징으로 하는 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 테이블(140)과 중간테이블(200)의 사이에는 테이블(140)의 직선운동시 초기위치로 복원시켜주는 테이블 복원수단(260)이 설치되고, 상기 중간테이블(200)과 제 1 베이스(120)의 사이에는 중간테이블(200)의 직선운동시 초기위치로 복원시켜주는 중간테이블 복원수단(261)이 설치되는 것을 특징으로 하는 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 테이블 복원수단(260)은 상기 중간테이블(200)의 일측에 X축 방향으로 결합되는 제 1 가이드축(204)과, 상기 테이블(140)의 일측에 결합됨과 아울러 상기 제 1 가이드축(204)과 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 1 슬라이더(141)와, 상기 제 1 가이드축(204)에 설치됨과 아울러 상기 제 1 슬라이더(141)를 탄력지지하여 테이블(140)을 초기위치로 복원시키는 제 1 탄성부재(205)로 구성되고,
    상기 중간테이블 복원수단(261)은 상기 중간테이블(200)의 타측에 Y축 방향으로 결합되는 제 2 가이드축(202)과, 상기 제 1 베이스(120)의 상단에 결합됨과 아울러 상기 제 2 가이드축(202)과 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 2 슬라이더(122)와, 상기 제 2 가이드축(202)에 설치됨과 아울러 상기 제 2 슬라이더(122)를 탄력지지하여 중간테이블(200)을 초기위치로 복원시키는 제 2 탄성부재(203)로 구성되는 것을 특징으로 하는 범용 공구 연삭기의 동시 3축 제어장치.
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