KR20080056807A - 머시닝 센터 스핀들의 공구 클램프/언클램프 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신속하고도 정확한 타이밍으로 필요한 시점에서 스핀들 공구 클램프/언클램프를 할 수 있고, 스핀들 임의 위치에서도 필요시(수리, 점검 및 수동기계운전)에 공구 클램프/언클램프가 가능하도록 한 머시닝 센터 스핀들의 공구 클램프/언클램프 장치를 제공하기 위한 것으로, 머시닝 센터 스핀들의 공구 클램프/언클램프 장치에 있어서, 컬럼측에서 승강 동작하는 스핀들 바디와; 상기 스핀들 바디에 설치되어 구동모터에 의해 공구를 회전 구동시키는 스핀들과; 상기 스핀들 바디에 설치되어 상기 스핀들에 장착된 공구를 척킹하도록 드로우바와; 일단이 상기 스핀들에 지지되고 타단이 상기 드로우바에 지지되어 상기 드로우바를 상향 이동시킴으로써 공구 클램핑력을 발생시키는 디스크 스프링과; 상기 스핀들에 일정 구간 축 방향으로 이동가능하게 삽입되며, 상기 드로우바의 후단에 가까이 위치하여 드로우바를 하강 동작시키는 슬라이드와; 상기 스핀들 바디에 피봇 연결됨과 동시에 일단이 상기 슬라이드의 상방에 위치하여 스핀들에 연결되어 있는 언클램프 레버와; 상기 컬럼측에 장착되며 상기 언클램프 레버의 타단부에 접촉 위치하여 상기 스핀들 바디가 상승 위치에 도달시 상기 언클램프 레버의 타단을 회동시켜 공구를 언클램프시키는 레버 자동조작용 캠이 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.

머시닝센터, 스핀들, 주축대, 공구, 드로우바

Description

머시닝 센터 스핀들의 공구 클램프/언클램프 장치{Tool clamp/unclamp device of machining center spindle}

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.

도 1은 본 발명에 따른 스핀들의 공구 클램프/언클램프 장치의 구성도.

도 2는 도 1의 요부 확대도.

도 3은 본 발명에 적용되는 레버 수동조작기구의 구성도.

도 4는 도 3의 평면도.

도 5는 본 발명에 적용되는 레버 수동조작기구의 일측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20: 스핀들 바디

40: 스핀들

50: 드로우바

70: 슬라이드

80: 언클램프 레버

90: 레버 자동조작용 캠

100: 인장스프링

110: 레버 수동조작용 캠

120: 파이프 핸들

130: 볼 프런저

본 발명은 머시닝센터 주축대의 공구 클램프/언클램프 장치에 관한 것으로, 특히 신속하고도 정확한 타이밍으로 필요한 시점(정해진 위치)에서 스핀들 공구 클램프/언클램프를 할 수 있음은 물론 스핀들 임의 위치에서도 필요시에 공구 클램프/언클램프가 가능하도록 한 머시닝 센터 스핀들의 공구 클램프/언클램프 장치에 관한 것이다.

일반적인 머시닝센타 주축대의 경우 유압 또는 공압 실린더로 작동되는 언클램프 장치가 널리 사용되어 왔다.

즉, 종래의 주축대의 경우 공구를 척킹하는 콜렛, 콜렛을 작동시키는 드로우바, 드로우바를 탄성력으로 밀어내는 접시스프링 및 드로우바를 작동시키는 푸셔로 구성된 공구 클램크/언클램프 기구가 있고, 푸셔의 외부를 감싸고 설치된 실린더의 피스톤의 운동(하향 작동->공구 언클램프, 상향작동-공구클램프)으로서 공구 클램프/언클램프를 수행하게 된다.

이때, 실린더의 작동은 제어부의 지령에 의한 솔레노이드 벨브의 절환으로 가능하며 주축대의 위치와 상관없이 임의의 위치에서 동작 신호 지령을 받아 동작수행이 가능하게 이루어진다.

그러나 매우 빠른 공구교환을 하여야 하는 소형 머시닝센타 예를들면, 탭핑센타의 경우 상기 실린더의 동작속도 한계(전원인가, 제어밸브동작 등의 속도 지연 요소 내재)때문에 신속한 공구 교환이 어려웠다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 제반적인 사정을 감안하여 창출된 것으로, 신속하고도 정확한 타이밍으로 필요한 시점에서 스핀들 공구 클램프/언클램프를 할 수 있고, 스핀들 임의 위치에서도 필요시(수리, 점검 및 수동기계운전)에 공구 클램프/언클램프가 가능하도록 한 머시닝 센터 스핀들의 공구 클램프/언클램프 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

머시닝 센터 스핀들의 공구 클램프/언클램프 장치에 있어서,

컬럼측에서 승강 동작하는 스핀들 바디와;

상기 스핀들 바디에 설치되어 구동모터에 의해 공구를 회전 구동시키는 스핀들과;

상기 스핀들 바디에 설치되어 상기 스핀들에 장착된 공구를 척킹하도록 드로우바와;

일단이 상기 스핀들에 지지되고 타단이 상기 드로우바에 지지되어 상기 드로 우바를 상향 이동시킴으로써 공구 클램핑력을 발생시키는 디스크 스프링과;

상기 스핀들에 일정 구간 축 방향으로 이동가능하게 삽입되며, 상기 드로우바의 후단에 가까이 위치하여 드로우바를 하강 동작시키는 슬라이드와;

상기 스핀들 바디에 피봇 연결됨과 동시에 일단이 상기 슬라이드의 상방에 위치하여 스핀들에 연결되어 있는 언클램프 레버와;

상기 컬럼측에 장착되며 상기 언클램프 레버의 타단부에 접촉 위치하여 상기 스핀들 바디가 상승 위치에 도달시 상기 언클램프 레버의 타단을 회동시켜 공구를 언클램프시키는 레버 자동조작용 캠이 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면,

일단이 상기 언클램프 레버에 연결되고 타단이 스핀들 바디에 연결되어 언클램프 레버의 타단을 레버 자동조작용 캠측으로 회동하는 회동력을 부여하는 인장스프링이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면,

상기 언클램프 레버의 일측방에 위치하여 스핀들 바디측에 회전 가능하게 장착된 레버 수동조작용 캠과;

상기 레버 수동조작용 캠의 조작레버에 착탈 가능하게 결합되는 파이프 핸들이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면,

상기 레버 수동조작용 캠의 일측에는 레버 수동조작용 캠의 원위치를 잡아주기 위해 스핀들 바디측에 지지된 볼 플런저가 더 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1,2에서와 같이 컬럼(10)측에서 Z축 방향으로 가이드레일(12)을 따라 승강 동작하는 스핀들 바디(20)가 구비된다.

상기 스핀들 바디(20)에는 구동모터(30)에 의해 공구(T)를 회전 구동시키는 스핀들(40)이 설치되어 있다.

상기 스핀들 바디(20)에는 상기 스핀들(40)에 장착된 공구를 척킹하도록 드로우바(50)가 설치되어 있다. 이때, 드로우바(50)는 스핀들(40)의 내경부에 삽입되어 하단측 복수개의 볼(51)을 통해 공구(T)를 클램핑하게 되어 있다.

상기 드로우바(50)는 디스크 스프링(60)에 의해 상방으로 밀어 올려져 있고, 이 힘에 의해 공구(T)가 스핀들(40)에 클램프 장착된다.

상기 디스크 스프링(60)은 일단이 상기 스핀들(40)에 지지되고 타단이 상기 드로우바(50)의 상단에 조립된 누름링(53)에 지지되어 있다.

상기 드로우바(50)를 하강 동작시키기 위해 슬라이드(70)가 구비된다.

상기 슬라이드(70)는 상기 스핀들(40)의 후단부에 형성된 장공(40a)에 자유롭게 삽입된 핀(71)을 통해 일정 구간 축 방향으로 이동가능하게 삽입되며, 이때 핀(71)은 상기 드로우바(50)의 후단에 가까이 위치하게 된다.

상기 슬라이드(70)를 하강 동작시켜 공구 언클램프를 수행하기 위해 언클램프 레버(80)가 구비된다.

상기 언클램프 레버(80)는 상기 스핀들 바디(20)에 축(82)에 피봇 연결됨과 동시에 일단이 상기 슬라이드(70)의 상방에 위치하여 스핀들(40)에 개구부를 통해 삽입되어 있는 구조를 가지고 있다.

따라서 언클램프 레버(80)가 도 1 및 도 2에서 반시계방향으로 방향으로 조작되면, 슬라이드(70)가 드로우바(50)의 상단부를 하방으로 누르게 되고, 이에 따라 드로우바(50)가 하강 동작하고, 볼(51)이 외경부로 이동하여 공구(T)가 언클램프 상태가 된다.

이러한 언클램프 레버(80)의 조작은 자동 및 수동으로 이루어질 수 있다.

본 실시예에서 자동 조작은 도 1과 같이 레버 자동조작용 캠(90)에 의해 이루어지게 되어 있다.

상기 레버 자동조작용 캠(90)은 상기 스핀들 바디(20)가 상승 위치에 도달시 상기 언클램프 레버(80)의 타단을 회동시켜 공구를 언클램프시키도록 상기 컬럼(10)측에 장착된 것이다.

바람직하게 본 실시예에서 언클램프 레버(80)의 타단에는 레버 자동조작용 캠(90)에 접촉 구름운동하는 캠 팔로워(82)가 설치된다.

한편, 일단이 상기 언클램프 레버(80)에 연결되고 타단이 스핀들 바디(20)에 연결되어 언클램프 레버(80)의 타단을 레버 자동조작용 캠(90)측으로 회동하는 회동력을 부여하는 인장스프링(100)이 더 포함됨이 바람직하다.

이때 언클램프 레버(80)가 인장스프링(100)에 의해 회동 동작이 정지되는 위치는 스핀드 바디(20)측에 설치된 스톱볼트(108)에 의해 이루어지게 되어 있다.

한편, 누름링(53)이 디스크 스프링(60)에 의해 상방으로 이탈되는 것을 방지하기 위해 누름스프링(73)이 구비되고, 상기 누름스프링(73)은 스핀들(40)의 후단부에 조립된 캡(74)과 슬라이드(70)의 사이에 설치된다. 이때 캡(74)은 멈춤링(75)에 의해 위치 고정되어 있다.

한편, 구동모터(30)의 출력단은 커넥터(38)를 통해 스핀들(40)에 직결되어 있다.

다른 한편, 도 3 내지 도 5와 같이 언클램프 레버(80)를 임의의 위치에서 언클램프시키기 위해 수동조작레버(112)를 갖는 레버 수동조작용 캠(110)이 구비된다.

상기 레버 수동조작용 캠(110)은 상기 언클램프 레버(80)의 일측방에 위치하여 스핀들 바디(20)측에 회전 가능하게 장착되어 있고, 이때 레버 수동조작용 캠(110)은 언클램프 레버(80)에 회전 가능하게 설치된 캠 팔로워(84)에 접촉되어 있다.

상기 레버 수동조작용 캠(110)의 수동조작레버(112)에 착탈 가능하게 결합되는 파이프 핸들(120)가 더 구비될 수 있다.

한편, 상기 레버 수동조작용 캠(110)의 일측에는 레버 수동조작용 캠(110)의 원위치를 잡아주기 위해 스핀들 바디(20)측에 지지된 볼 플런저(130)가 더 설치될 수 있다. 이때 볼 플런저(130)는 레버 수동조작용 캠(110)의 볼홈(110a)에 대응한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 머시닝 센터 스핀들의 공구 언클램프 장치는, 디스크 스프링(60)의 탄성 반발력에 의해 드로우바(50)가 상승하고, 볼(51)이 중심부로 이동하여 공구가 클램프된다.

이 상태에서 구동모터(30)의 회전력에 의해 스핀들(40)이 회전하여 공구(T)를 통해 절삭작업을 수행한다.

이 상태에서 공구 언클램프를 수행하고자 할 경우 스핀들 바디(20)가 상방으로 상승하게 된다. 이때 어느 설정된 상승 위치에서 언클램프 레버(80)는 레버 오토용 캠(90)에 접촉하면서 슬라이드(70)를 하방으로 눌러 드로우바(50)가 같은 하방으로 이동 동작을 하게 되고, 이에 따라 공구가 언클램프가 된다.

따라서 신속하고도 정확한 타이밍으로 필요한 정확한 위치에서 스핀들 공구를 언클램프하게 된다.

언클램프 상태에서 공구 교환이 이루어진 후 스핀들 바디(20)가 하강 하게 되면 언클램프 레버(80)는 인장스프링(100)에 의해 원위치로 회동함과 동시에 드로우바(50)가 디스크 스프링(60)에 의해 상방으로 이동 동작하여 공구를 신속히 클램프하게 된다.

또한, 스핀들 바디(20)가 어느 위치에 있더라도 수동조작레버(112)를 파이프 핸들(120)을 통해 신속히 조작하여 언클램프 레버(80)를 조작시킴으로써 공구 언클램프가 이루어진다.

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.

상술한 바와 같이 본 발명의 머시닝 센터 스핀들의 공구 클램프/언클램프 장치에 따르면, 일련의 자동공구 교환 수행을 위해 고속으로 작동해야 할 필요성이 있는 공구 클램프/언클램프 장치를 구성하는데 있어 별도의 동력원 공압 또는 유압실린더와 일련의 구동장치를 사용하지 않고, 스핀들 바디의 이동을 이용한 레버기구를 설치하므로서 신속하고도 정확한 타이밍으로 필요한 시점(정해진 위치)에서 스핀들 공구 클램프/언클램프를 할 수 있다.

또한 부가기구로서 수동레버장치를 설치하므로서 주축대의 일정한 위치에 따른 의도와는 무관한 공구 클램프/언클램프를 수행 할 수 있으며, 그 외에 스핀들 임의 위치에서 필요시(수리, 점검 및 수동기계운전)에 공구 클램프/언클램프가 가능하게 되는 이점을 갖는다.

Claims (4)

1. 머시닝 센터 스핀들의 공구 클램프/언클램프 장치에 있어서,

   컬럼(10)측에서 승강 동작하는 스핀들 바디(20)와;

   상기 스핀들 바디(20)에 설치되어 구동모터(30)에 의해 공구를 회전 구동시키는 스핀들(40)과;

   상기 스핀들 바디(20)에 설치되어 상기 스핀들(40)에 장착된 공구를 척킹하도록 드로우바(50)와;

   일단이 상기 스핀들(40)에 지지되고 타단이 상기 드로우바(50)에 지지되어 상기 드로우바(50)를 상향 이동시킴으로써 공구 클램핑력을 발생시키는 디스크 스프링(60)과;

   상기 스핀들(40)에 일정 구간 축 방향으로 이동가능하게 삽입되며, 상기 드로우바(50)의 후단에 가까이 위치하여 드로우바(50)를 하강 동작시키는 슬라이드(70)와;

   상기 스핀들 바디(20)에 피봇 연결됨과 동시에 일단이 상기 슬라이드(70)의 상방에 위치하여 스핀들(40)에 연결되어 있는 언클램프 레버(80)와;

   상기 컬럼(10)측에 장착되며 상기 언클램프 레버(80)의 타단부에 접촉 위치하여 상기 스핀들 바디(20)가 상승 위치에 도달시 상기 언클램프 레버(80)의 타단을 회동시켜 공구를 언클램프시키는 레버 자동조작용 캠(90)이 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 머시닝 센터 스핀들의 공구 클램프/언클램프 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   일단이 상기 언클램프 레버(80)에 연결되고 타단이 스핀들 바디(20)에 연결되어 언클램프 레버(80)의 타단을 레버 자동조작용 캠(90)측으로 회동하는 회동력을 부여하는 인장스프링(100)이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 머시닝 센터 스핀들의 공구 클램프/언클램프 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 언클램프 레버(80)의 일측방에 위치하여 스핀들 바디(20)측에 회전 가능하게 장착된 레버 수동조작용 캠(110)과;

   상기 레버 수동조작용 캠(110)의 조작레버(112)에 착탈 가능하게 결합되는 파이프 핸들(120)이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 머시닝 센터 스핀들의 공구 클램프/언클램프 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 레버 수동조작용 캠(110)의 일측에는 레버 수동조작용 캠(110)의 원위치를 잡아주기 위해 스핀들 바디(20)측에 지지된 볼 플런저(130)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 머시닝 센터 스핀들의 공구 클램프/언클램프 장치.

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