KR20050070739A - Air pressure control method and device for preventing coolant infiltration of main spindle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공작물을 가공하는 주축의 베어링측으로 유입되는 쿨런트를 차단하는 공압회로에 있어서, 공압라인이 막히거나 에어가 공급되지 않는 경우 가공기계의 가공정지를 유도하여 쿨런트의 침입을 방지하고 주축과 주축베어링을 보호할 수 있도록 한 주축 쿨런트 침투 방지를 위한 공기압력 제어방법 및 그 장치에 관한 것으로, 일실시예로서 주축을 통해 주축 베어링측으로 유입되는 쿨런트를 압축공기를 분사시켜 칩입을 차단하는 방법에 있어서, 상기 주축이 회전되면 상기 압축공기가 공급되는 공압라인에 설치된 압력감지장치로 압력을 감지하는 단계와; 압력감지장치에서 감지된 압력이 설정 압력 이하의 저압일 경우 공압라인의 이상을 표시장치에 표시하는 단계와; 압력감지장치에서 감지된 압력이 설정 압력 이상의 고압일 경우 공압라인의 이상을 표시하는 단계와; 압력감지수단에서 감지된 압력이 설정 압력의 범위내에 존재할 경우 공압라인을 정상으로 판단하여 기계적 가공을 계속 수행하고, 만일 설정압력을 벗어날 경우 공압라인 이상을 표시하여 기계를 정지시키는 단계가 포함된 것을 특징으로 한다.The present invention in the pneumatic circuit to block the coolant flowing to the bearing side of the spindle for processing the workpiece, when the pneumatic line is blocked or air is not supplied to induce processing stop of the machining machine to prevent intrusion of coolant and spindle The present invention relates to an air pressure control method and a device for preventing infiltrating the spindle coolant to protect the spindle bearing and the spindle bearing.In one embodiment, the compressed air is injected into the spindle bearing through the spindle to block the chipping. The method of claim 1, further comprising: detecting pressure by a pressure sensing device installed in the pneumatic line to which the compressed air is supplied when the main shaft is rotated; Displaying an abnormality of the pneumatic line on the display device when the pressure sensed by the pressure sensing device is low than the set pressure; Displaying an abnormality of the pneumatic line when the pressure sensed by the pressure sensing device is a high pressure higher than the set pressure; If the pressure sensed by the pressure sensing means is within the set pressure range, the pneumatic line is judged to be normal, and the mechanical processing is continued. If the pressure is out of the set pressure, the pneumatic line is displayed to stop the machine. It features.
Description
본 발명은 공작물을 가공하는 주축의 베어링측으로 유입되는 쿨런트를 차단하는 공압회로에 있어서, 공압라인이 막히거나 에어가 공급되지 않는 경우 가공기계의 가공정지를 유도하여 쿨런트의 침입을 방지하고 주축과 주축베어링을 보호할 수 있도록 한 주축 쿨런트 침투 방지를 위한 공기압력 제어방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention in the pneumatic circuit to block the coolant flowing to the bearing side of the spindle for processing the workpiece, when the pneumatic line is blocked or air is not supplied to induce processing stop of the machining machine to prevent intrusion of coolant and spindle The present invention relates to an air pressure control method for preventing penetration of a spindle coolant and a device thereof to protect a shaft bearing.
일반적으로 공작기계에서 공구를 주축에 장착하고 회전시키면서 고압 쿨런트를 공급하면서 공작물을 가공한다. 이는 지속적으로 고압 쿨런트를 공급하면서 가공이 이루어지므로서 쿨런트가 주축 안으로 침투하여 베어링 마모나 소손 등의 요인으로 주축 유니트가 파손되는 치명적인 문제가 발생한다.In general, a machine tool is machined while supplying a high pressure coolant while the tool is mounted on a spindle and rotated. This is because the processing is performed while continuously supplying a high pressure coolant, which causes a fatal problem that the coolant penetrates into the spindle and damages the spindle unit due to bearing wear or burnout.
이를 방지하기 위해 공압라인을 추가하여 쿨런트가 공급되는 반대 방향으로 에어를 공급하게 되어 있다.To prevent this, a pneumatic line is added to supply air in the opposite direction to the coolant supply.
종래, 쿨런트 칩입을 방지하는 에어라인은 도 1과 같이 구성되어 있다.Conventionally, the air line which prevents coolant chipping is comprised as FIG.
즉, 주축(10)을 감싸는 베어링 하우징(12)의 전면에 프론트 캡(14)이 장착되고, 이 프론트 캡(14)의 원주상에는 다수의 에어분사구멍(16)을 가지고 있고, 상기 에어분사구멍(16)은 공압원과 연결되어 있는 구조이다.That is, the front cap 14 is mounted on the front surface of the bearing housing 12 surrounding the main shaft 10, and has a plurality of air injection holes 16 on the circumference of the front cap 14. (16) is the structure connected to the pneumatic source.
따라서 에어분사구멍(16)을 통해 에어가 분출되면 쿨런트 노즐(9)에서 분출된 쿨런트(8)가 주축(10)의 전단부 외륜을 통해 주축 베어링(20)으로 침투하는 것을 방지한다.Therefore, when the air is ejected through the air injection hole 16, the coolant 8 ejected from the coolant nozzle 9 is prevented from penetrating into the spindle bearing 20 through the outer ring of the front end of the spindle 10.
이같이 쿨런트의 침입이 방지되려면, 가공중 에어분사구멍(16)으로는 에어가 계속적으로 공급 분출되어야 한다. 그런데 공압원과 에어분사구멍(16)의 사이에 공압라인이 막히게 되거나 다른 이유에 의해 에어가 공급되지 않을 경우는 쿨런트가 주축(10)을 통해 주축 베어링(20)으로 침투되는 현상이 발생된다.In order to prevent intrusion of the coolant in this manner, air must be continuously supplied and blown into the air injection hole 16 during processing. However, when the pneumatic line is blocked between the pneumatic source and the air injection hole 16 or air is not supplied due to other reasons, the coolant penetrates into the main spindle bearing 20 through the main shaft 10. .
이같이 쿨런트가 주축 베어링(20)으로 침투하게 되면 주축 베어링(20)에 묻어있는 윤활유가 녹아버려 주축 베어링(20)이 마모 소손되거나 소착되는 문제를 야기시켜 결국 주축 유니트가 파손되는 치명적인 문제가 발생한다.As such, when the coolant penetrates into the spindle bearing 20, the lubricating oil on the spindle bearing 20 melts, causing the spindle bearing 20 to wear out or squeeze. do.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 쿨런트의 침입을 방지하는 에어라인의 이상여부를 즉시 감지하여 에어공급의 이상시 즉시 가공기계를 정지시키고 수리 조치를 취할 수 있도록 한 주축 쿨런트 침투 방지를 위한 공기압력 제어방법 및 그 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, it is possible to immediately detect the abnormality of the air line to prevent the intrusion of the coolant to immediately stop the processing machine and take repair measures when the air supply is abnormal. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for controlling air pressure for preventing penetration of a spindle coolant.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,Specific means of the present invention for achieving the above object,
주축을 통해 주축 베어링측으로 유입되는 쿨런트를 압축공기를 분사시켜 칩입을 차단하는 방법에 있어서,In the method of blocking the chipping by blowing the compressed air coolant flowing through the spindle to the spindle bearing side,
(a) 상기 주축이 회전되면 상기 압축공기가 공급되는 공압라인에 설치된 압력감지장치로 압력을 감지하는 단계와;(a) detecting the pressure with a pressure sensing device installed in the pneumatic line to which the compressed air is supplied when the main shaft is rotated;
(b) 압력감지장치에서 감지된 압력이 설정 압력 이하의 저압일 경우 공압라인의 이상을 표시장치에 표시하는 단계와; (b) displaying an abnormality in the pneumatic line on the display device when the pressure sensed by the pressure sensing device is low than the set pressure;
(c) 압력감지장치에서 감지된 압력이 설정 압력 이상의 고압일 경우 공압라인의 이상을 표시하는 단계와;(c) displaying an abnormality in the pneumatic line when the pressure sensed by the pressure sensing device is a high pressure higher than the set pressure;
(d) 압력감지수단에서 감지된 압력이 설정 압력의 범위내에 존재할 경우 공압라인을 정상으로 판단하여 기계적 가공을 계속 수행하고, 만일 상기 (b)단계 또는 (c)단계가 이루어질 경우 공압라인 이상 메세지를 표시하고 전원을 차단하여 기계를 정지시키는 단계가 포함된 것을 특징으로 한다.(d) If the pressure detected by the pressure sensing means is within the range of the set pressure, the pneumatic line is judged to be normal and the mechanical processing is continued. If the step (b) or (c) is performed, the pneumatic line error message is issued. It characterized in that it comprises a step of stopping the machine by displaying the power off.
본 발명에 따른, 상기 압력감지장치의 설정 압력은 0.05bar~0.3bar로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the set pressure of the pressure sensing device is characterized in that it is set to 0.05bar ~ 0.3bar.
본 발명에 따른 주축을 통해 주축 베어링측으로 유입되는 쿨런트를 주축의 전단부 둘레에서 압축공기를 분사시켜 칩입을 차단하는 장치에 있어서,In the device to block the chipping by blowing the compressed air around the front end of the main shaft coolant flowing into the main bearing bearing side through the main shaft according to the present invention,
상기 주축이 회전되면 상기 압축공기가 공급되는 공압라인의 압력을 감지하는 압력감지수단과; Pressure sensing means for sensing a pressure in the pneumatic line to which the compressed air is supplied when the main shaft is rotated;
상기 압력감지수단에서 감지된 측정압력을 일정 범위내의 설정 압력과 비교 판단하는 제어수단; 및Control means for comparing and determining the measured pressure detected by the pressure sensing means with a set pressure within a predetermined range; And
상기 제어수단에서 측정압력이 최소 설정압력 이하일 경우 또는 최고 설정압력 이상일 경우 공압라인의 이상을 표시하는 표시수단과;Display means for displaying an abnormality in the pneumatic line when the measured pressure is less than the minimum set pressure or more than the maximum set pressure in the control means;
공압라인 이상시 기계를 정지시키는 동작수단이 포함된 것을 특징으로 한다.It characterized in that the operating means for stopping the machine when the pneumatic line is abnormal.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1과 같이 주축(10)을 통해 주축 베어링(20)측으로 유입되는 쿨런트를 주축의 전단부 둘레에서 압축공기를 분사시켜 칩입을 차단하는 장치에 있어서, 상기 주축(10)이 회전되면 압축공기가 공급되는 공압원(18)측 공압라인의 압력을 감지하는 압력감지장치(50)가 도 2와 같이 구비된다.In the apparatus to block the chipping by blowing the compressed air around the front end of the main shaft coolant flowing into the main shaft bearing 20 through the main shaft 10 as shown in Figure 1, when the main shaft 10 is rotated compressed air 2 is provided with a pressure sensing device 50 for sensing the pressure of the pneumatic source 18 is supplied pneumatic line.
도 2는 본 발명에 따른 공기압력 제어장치의 구성도로서, 쿨런트의 침입을 방지하기 위한 공압회로에서 압력을 감지하여 에어분출의 이상여부를 즉시 감지할 수 있도록 되어 있다.Figure 2 is a configuration of the air pressure control device according to the present invention, by detecting the pressure in the pneumatic circuit for preventing the intrusion of the coolant is able to immediately detect the abnormality of the air blowing.
상기 압력감지장치(50)는 본 실시예에서 최소 설정압력을 감지하는 저압스위치(51)와 최고 설정압력을 감지하는 고압스위치(52)로 구성되어 있다.The pressure sensing device 50 is composed of a low pressure switch 51 for sensing the minimum set pressure and a high pressure switch 52 for sensing the maximum set pressure in the present embodiment.
상기 저압스위치(51)와 고압스위치(52)에서 감지된 측정압력을 일정 범위내의 설정 압력과 비교 판단하는 제어장치(controller)(60)가 구비된다. 이 제어장치(60)는 전기적으로 저압스위치(51)와 고압스위치(52)에 연결되어 있다.A controller 60 for comparing and determining the measured pressure detected by the low pressure switch 51 and the high pressure switch 52 with a set pressure within a predetermined range is provided. The control device 60 is electrically connected to the low pressure switch 51 and the high pressure switch 52.
따라서 제어장치(60)에는 설정압력보다 낮은 저압 신호를 저압스위치(51)로부터 받고, 설정압력보다 높은 고압 신호를 고압스위치(52)로부터 받는다.Therefore, the controller 60 receives the low pressure signal lower than the set pressure from the low pressure switch 51 and the high pressure signal higher than the set pressure from the high pressure switch 52.
상기 제어장치(60)에는 전기적으로 표시장치(70)가 연결되어 있다. 상기 표시장치(70)는 상기 제어장치(60)에서 측정압력이 최소 설정압력 이하일 경우 또는 최고 설정압력 이상일 경우 공압라인의 이상을 표시하는 장치이다.The display device 70 is electrically connected to the control device 60. The display device 70 displays an abnormality of the pneumatic line when the measured pressure is less than the minimum set pressure or more than the maximum set pressure in the control device 60.
따라서 표시장치(70)는 경보음을 발생시키는 경보스피커 또는 경보빛을 발생시키는 경보램프 또는 실시간적으로 공압라인(19)측의 압력을 나타내는 모니터가 될 수 있다. Therefore, the display device 70 may be an alarm speaker for generating an alarm sound or an alarm lamp for generating an alarm light or a monitor indicating the pressure on the pneumatic line 19 side in real time.
이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 저압스위치가 0.05ba로 설정되고, 고압스위치는 0.3bar로 설정되었을 경우를 가정하여 도 3의 제어 흐름도를 참조하여 설명한다.The operation of this embodiment configured as described above will be described with reference to the control flowchart of FIG. 3 on the assumption that the low pressure switch is set to 0.05 ba and the high pressure switch is set to 0.3 bar.
이는 정삭적인 공압라인의 압력이 0.2bar로 가정하였을 경우이다.This is assuming that the pressure of the finished pneumatic line is 0.2 bar.
먼저, 가공할 공구가 주축(10)에 장착되고 주축 회전지령이 떨어지면 주축(10)이 회전을 한다.First, the tool to be processed is mounted on the main shaft 10 and the main shaft 10 is rotated when the command to rotate the main shaft falls.
다음, 고압의 쿨런트(18)가 주축 바디(13)의 헤드부측 쿨런트 노즐(9)에서 공급된다.(도 1참조)Next, the high pressure coolant 18 is supplied from the head side coolant nozzle 9 of the spindle body 13 (see FIG. 1).
그 다음, 쿨런트 침투 방지용 공압라인(19)측 공압이 동작하여 프론트 캡(14)의 에어분사구멍(16)을 통하여 분출한다. 이때 공압라인(19)에서는 저압스위치(50)와 고압스위치(51)가 공압의 작용 압력을 실시간으로 감지한다.Then, the pneumatic line for preventing the penetration of coolant 19 is operated to blow out through the air injection hole 16 of the front cap 14. At this time, in the pneumatic line 19, the low pressure switch 50 and the high pressure switch 51 detects the working pressure of the pneumatic pressure in real time.
만일, 저압스위치(51)에서 감지된 압력이 0.05bar이하로 나타나면 공압라인의 이상상태를 표시장치(70)에 나타낸다. 이럴 경우 작업자는 전원을 차단하여 기계를 정지하고 가공을 멈춤시킨 상태에서 수리 조치를 취한다.If the pressure detected by the low pressure switch 51 is 0.05 bar or less, an abnormal state of the pneumatic line is indicated on the display device 70. In this case, the operator cuts off the power, stops the machine, and takes repair measures with the machining stopped.
여기서 0.05bar 이하로 나타난다는 것은 압력이 비정상적으로 새어나가거나 에어압력이 충분히 공급되지 않는 것이다.In this case, below 0.05 bar means that the pressure leaks abnormally or the air pressure is not sufficiently supplied.
한편, 고압스위치(52)에서 감지된 압력이 0.3bar를 넘게 되면 공압라인이 막힌 것으로 판단하여 그 이상상태를 역시 표시장치(70)에 나타내어 작업자에게 알려 동일한 조치를 취하게 된다.On the other hand, if the pressure sensed by the high pressure switch 52 exceeds 0.3bar, it is determined that the pneumatic line is blocked and the abnormal state is also indicated on the display device 70 to inform the worker to take the same action.
이때 공압라인의 압력이 0.05bar~0.3bar의 범위를 만족하게 될 경우 공압라인이 정상으로서 공작물 가공을 계속 수행한다. At this time, if the pressure of the pneumatic line is within the range of 0.05bar ~ 0.3bar, the pneumatic line is normal and continue to process the workpiece.
이같이 본 발명은 쿨런트 침투 방지를 위해 사용되는 공압라인의 이상 상태를 미리 감지하여 작업자에게 알려주고, 기계를 정지시킴으로서 미연에 주축 헤드의 베어링 소착을 방지하여 주축 유니트의 파손 등의 문제가 발생되지 않는다.As described above, the present invention detects an abnormal state of the pneumatic line used to prevent coolant penetration, and informs the operator in advance, and stops the machine so as to prevent the seizure of the bearing of the spindle head, thus preventing the breakage of the spindle unit. .
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.
상술한 바와 같이 본 발명의 주축 쿨런트 침투 방지를 위한 공기압력 제어방법 및 그 장치에 따르면, 쿨런트의 침입을 방지위해 사용되는 공압라인에 에어압력의 이상여부를 즉시 감지하고 이에 대한 조치를 취할 수 있어 공압라인의 이상에 따른 주축 베어링 소착 등의 문제를 미연에 방지할 수 있고, 그 결과 주축 소손도 방지할 수 있다.As described above, according to the air pressure control method and apparatus for preventing infiltrating the spindle coolant of the present invention, it is possible to immediately detect whether an air pressure is abnormal in the pneumatic line used to prevent invasion of the coolant and take action on it. It is possible to prevent problems such as compaction of the spindle bearing due to abnormality of the pneumatic line, and as a result, it is possible to prevent the spindle damage.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.The following drawings, which are attached in this specification, illustrate preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention, serve to further understand the technical spirit of the present invention. It should not be construed as limited to.
도 1은 주축 전단부에 설치된 쿨런트 침투 방지 장치의 구성도.1 is a block diagram of a coolant penetration prevention device installed in the front end of the spindle.
도 2는 본 발명에 따른 쿨런트 침투방지를 위한 공기압력 제어장치의 구성도.Figure 2 is a block diagram of the air pressure control device for preventing coolant penetration in accordance with the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 쿨런트 침투방지를 위한 공기압력 제어 흐름도.Figure 3 is a flow chart of air pressure control for preventing coolant penetration in accordance with the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
18 : 공압원18: pneumatic source
50 : 압력감지장치50: pressure sensing device
51,52 : 압력스위치51,52: Pressure switch
60 : 제어장치60 control device
70 : 표시장치70: display device
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