KR20090070818A - Ｎｃ 선반 주축각도 인덱싱장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 NC 선반의 주축각도 인덱싱 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 회전가능하게 설치된 스핀들(11), 상기 스핀들(11) 상단에 고정되어 가공할 소재를 장착하기 위한 척(10), 상기 스핀들(11)을 회전시키도록 스핀들의 하단부에 설치된 풀리(14), 상기 스핀들(11)에 장착된 인덱싱 기어(20), 상기 인덱싱 기어(20)를 소정의 인덱싱 각도 위치에 정지시키기 위한 인덱싱 기어 정지 수단 및 상기 정지된 인덱싱 기어(20)의 정지 상태로 유지하기 위한 브레이크 수단을 포함하는 NC 선반의 주축각도 인덱싱 장치에 관한 것이다.

NC선반, 인덱싱장치

Description

ＮＣ 선반 주축각도 인덱싱장치{AN ANGLE-INDEXING APPARATUS FOR A SPINDLE OF NC LATHES}

본 발명은 NC 선반의 주축각도 인덱싱장치에 관한 것으로, 특히 NC 선반에서 공작물을 주축에 고정하는 스핀들의 회전각도를 정확한 위치에서 인덱싱하여 고정하도록 개선된 구조의 주축각도 인덱싱장치에 관한 것이다.

일반적으로 NC 선반은 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 베드(1)에 주축(2)이 장착되며, 상기 주축(2)의 상단에 척(3)이 장착되며, 상기 척(3)에 가공대상 소재를 설치 고정하며, 또한 공구대(4)에 회전하는 공구(5)를 장착하여 상기 공구에 의하여 가공대상 소재를 가공하게 된다.

이때 공작물의 가공부위 변경을 위해 주축을 소정 각도로 회전시키면서 가공작업을 수행하게 되는 경우가 있는데, 이 경우, 상기 공구대(4)는 이송대와 칼럼에서 수평 및 수직방향으로 이동될 수 있다.

상기 주축(2)은 주축 스핀들의 하단에 장착된 풀리가 구동모터로부터 동력을 전달받음으로써 회전할 수 있게 된다. 이때 스핀들을 미리 설정된 각도에서 고정되도록 하기 위해서는 소정의 센서를 구비하여, 스핀들이 상기 설정된 각도에 위치할 때 상기 센서가 신호를 발생하여 그 위치에서 모터가 고정되도록 할 수 있다.

그런데, 회전하던 중량체의 척(3)과 가공소재 및 스핀들의 관성력과 벨트와 풀리 사이의 슬립에 의해 스핀들이 요구되는 위치에서 정확히 정지되기 어려운 문제가 있었으며, 이런 경우 작업 소재에 대한 가공 정밀도 또한 낮아지게 된다.

이에 대하여, 주축의 스핀들을 정확한 위치에서 정지시키기 위하여 등록실용신안공보 제20-0288984호의 "자동선반의 스핀들 인덱싱 고정 장치"에서는 도 2에 도시된 바와 같이 스핀들(5)에 장착된 풀리(6)와 동일한 곡률을 가지며 그 원주상에 풀리의 이빨(6a)과 동일한 이빨(7a)들이 선단부에 형성된 구비된 고정핀(7)을 구비하고 실린더(8)에 의해 상기 고정핀(7)을 이동시켜 그 선단부의 이빨들이 풀리(6)의 이빨들과 서로 맞물리게 하여 스핀들(5)을 고정해주는 구조가 개시되어 있다.

그러나, 이와 같이 실린더(8)에 의해 작동되는 고정핀(7)으로 스핀들을 고정시키도록 한 종래 기술의 인덱싱 장치는 공구의 회전으로 소재를 가공할 때 소재에 작용하는 절삭력에 대한 지지력이 약하여 미세한 움직임이 발생될 뿐만 아니라 풀리의 외주면에 형성된 이빨 자체에도 오차가 있어서 스핀들과 그 상단에 장착된 척과 소재가 정확한 위치에서 고정 유지되지 못함에 따른 오차가 발생되는 문제가 있었다.

이러한 문제는 가공할 공작물이 대형일 경우에 오차가 더욱 증대되어 대형 공작물의 정밀 가공을 어렵게 하는 문제로 되었다.

이에 본 발명에서는 상기한 종래 NC 선반 주축의 인덱싱 위치에서의 위치고정 불안정성에 대한 문제점을 해결하도록 주축에 장착된 풀리를 정확한 위치에 고정시키는 수단과 상기 고정된 위치에서 고정 상태를 안정되게 유지시키기 위한 브레이크수단을 구비한 개선된 NC 선반 주축각도 인덱싱 장치를 제공한다.

상기한 목적은 본 발명에 따른 NC 선반 주축각도 인덱싱장치는 회전가능하게 설치된 스핀들(11); 상기 스핀들(11) 상단에 고정되어 가공할 소재를 장착하기 위한 척(10); 상기 스핀들(11)을 회전시키도록 스핀들의 하단부에 설치된 풀리(14); 상기 스핀들(11)에 장착된 인덱싱 기어(20); 상기 인덱싱 기어(20)를 소정의 인덱싱 각도 위치에 정지시키기 위한 인덱싱 기어 정지 수단(30); 및 상기 정지된 인덱싱 기어(20)의 정지 상태로 유지하기 위한 브레이크 수단(50);을 포함한다.

여기서 상기 인덱싱 기어 정지 수단(30)은 인덱싱 기어(20)의 외주면에 인접하여 대향된 위치에 제공된 유압실린더(33)와, 유압실린더의 피스톤(31)과, 상기 피스톤(31)의 선단에 형성된 랙기어(32)를 포함한다. 본 발명의 일례에 따르면 상기 유압실린더(33) 서로 대향되는 위치에 한 쌍으로, 즉 2개가 제공될 수 있다.

또한, 상기 브레이크 수단(50)은 브레이크 패드(51)와, 브레이크 피스톤(52)과, 유압라인(57,58)을 포함하는데, 상기 브레이크 피스톤(52)은 캡(53)과 바디(54) 사이에서 전측 공간부(55)와 후측 공간부(56)가 형성되도록 장착되며, 브레이크 패드(51)는 상기 브레이크 피스톤(52)에 고정되어 인덱싱 위치에서 인덱싱 기 어(20)의 상면과 저면에 각각 맞물리며, 상기 유압라인(57,58)은 상기 브레이크 피스톤(52)들을 고정위치와 해제위치 사이에서 동시에 작동시키도록 전측 공간부(55)와 후측 공간부(56)에 유압을 공급하도록 구성된다.

본 발명의 일례에 따르면 상기 NC 선반 주축각도 인덱싱장치는, 상기 인덱싱 기어 정지 수단(30)의 작동을 감지하기 위하여 센서홀더(35)에 의해 지지되는 근접센서(36)를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따라, 인덱싱 기어를 정지시키는 수단과 함께 인덱싱 기어를 고정시키는 브레이크장치를 더 포함하여 인덱싱 위치에 정지된 인덱싱 기어를 견고하게 고정된 상태로 유지함으로써, 가공작업중에 작업물에 가해지는 힘에 의해 인덱싱 기어의 위치가 변위되지 않고 유지됨으로써 NC 선반 주축의 인덱싱 위치에서의 위치고정 불안정성에 대한 문제점을 해결하여 대형 공작물을 고정밀도로 가공할 수 있게 하는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 NC 선반 주축각도 인덱싱장치의 일실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 NC 선반 주축각도 인덱싱장치를 채용한 주축의 개략적인 종단면도이다. 상단에 가공할 소재를 장착하기 위한 척(10)이 고정된 스핀들(11)은 베어링(12)에 의하여 하우징(13)에 대하여 회전가능하게 장착되어 있으며, 하단부에는 풀리(14)가 장착되어 있다. 상기 풀리(14)는 도면에는 도시되지 않았지만 모 터에 의해 벨트로 회전됨으로써 스핀들(11)과 척(10)을 회전시킴으로써 척 위에 장착되는 소재 위치를 회전시킬 수 있게 된다.

상기 풀리(14)와 볼트로 일체화되어 스핀들(11)에 인덱싱 기어(20)가 장착되고, 상기 인덱싱 기어의 외주면에는 기어 이빨이 형성되어 있다. 상기 인덱싱 기어의 외주면에 형성되는 기어 이빨의 갯수는 분할하고자 하는 최소각도에 따라 선택된다. 예를들어 인덱싱 기어의 이빨수를 360개로 형성하면 1ㅀ의 분할이 가능하게 된다. 상기 인덱싱 기어(20)는 두개의 부분으로 분할되어 장착되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따라 상기 인덱싱 기어의 외주면에 인접하여 대향된 2개 위치에 인덱싱기어 정지수단(30)으로서 유압실린더(33)가 장착된다.(도3에서 우측에 유압실린더가 설치되고 그 대향측에도 유압실린더가 장착되지만 도면의 좌측에 후술하는 브레이크장치를 나타내기 위하여 도시되지 않음). 도 4에 도시된 바와같이 유압실린더의 피스톤(31)의 선단에는 랙기어(32)가 형성됨으로써, 인덱싱된 인덱싱 기어(20)의 외주면에 서로 견고하게 맞물려 인덱싱 기어를 정지시키게 된다.

이로써, 벨트에 의해 구동되는 풀리가 모터 정지시에 미세하게 슬립되는 경우 스핀들이 미리 설정된 정지위치에서 각도 오차가 발생되더라도 유압실린더(33)가 작동하여 인덱싱 기어에 랙기어(32)가 맞물려 정확한 인덱싱위치에 정지시킬 수 있게 된다.

상기 인덱싱 기어 정지 수단(30)의 작동을 감지하기 위하여 센서홀더(35)에 의해 지지되는 근접센서(36)가 제공된다.

또한, 본 발명에 따라, 인덱싱 기어 정지 수단(30)의 피스톤의 랙기어(32)에 의해 맞물리게 됨으로써 인덱싱 기어가 정확한 정지 위치에 정지되더라도 스핀들 상단의 척에 장착된 공작물에 대하여 절삭가공중에 작용하는 힘에 의해 스핀들이 회전력을 받게 되므로 이에 대항하여 인덱싱 기어를 고정시키기 위하여 브레이크장치(50)가 도 3에 도시된 바와 같이 제공된다.

상기 브레이크장치는 도 5에 확대도로 도시된 바와같이, 인덱싱 기어(20)를 상면과 저면에서 유압으로 작동하는 브레이크 패드(51)에 의해 맞물려 고정시킨다.

이를 위하여, 각각의 브레이크 패드(51)는 브레이크 피스톤(52)에 고정되며, 브레이크 피스톤은 캡(53)과 바디(54) 사이에서 전측 공간부(55)와 후측 공간부(56)가 형성되게 장착되며, 상기 브레이크 피스톤의 전후측 공간부(55,56)들에 각각 공통적으로 연결된 유압 라인(57,58)들을 통해 작용하는 압유의 압력으로 브레이크 피스톤(52)은 그 패드(51)들이 인덱싱 기어(20)와 맞물려 고정시키는 전진 위치와, 인덱싱 기어가 자유로이 회전되는 것을 허용하도록 인덱싱 기어로부터 이격된 후퇴 위치 사이에서 전후진 이동하게 된다.

즉, 벨트로 구동되는 풀리(14)가 모터의 정지에 의해 정지됨과 동시에 스핀들과 인덱싱기어가 정지되며, 이때 인덱싱 기어 정지 수단(30)이 작동하여 랙(32)이 스핀들(11)에 장착된 인덱싱기어(20)의 이빨과 맞물려 인덱싱 기어를 소정의 인덱싱 위치에 고정시키게 된다.

그런 다음, 브레이크장치(50)의 유압 라인(58)을 통해 공급되는 압유의 작용으로 피스톤(52)이 전진하여 인덱싱 기어(20)의 상면과 저면에 맞물려 인덱싱 기어 가 견고하게 고정 유지된다.

인덱싱 기어를 고정해제하기 위하여는 유압 라인(57)을 통해 압유가 전측 공간부(56)로 공급되는 반면, 후측 공간부로부터 압유가 배출되면서 패드(51)가 후퇴하여 인덱싱 기어와의 맞물림 상태가 해제되어 인덱싱 기어와 스핀들이 자유로이 회전가능하게 된다.

본 발명은 주축에 장착되는 공작물을 소정 각도로 회전시키면서 가공하는 NC선반에서 인덱싱 기어를 정지시키는 수단과 함께 인덱싱 기어를 고정시키는 브레이크장치를 더 포함하여 인덱싱 위치에 정지된 인덱싱 기어를 견고하게 고정된 상태로 유지함으로써, 가공작업중에 작업물에 가해지는 힘에 의해 인덱싱 기어의 위치가 변위되지 않고 유지되게 하여 NC 선반 주축의 인덱싱 위치에서의 위치고정 불안정성에 대한 문제점을 해결하여 대형 공작물을 고정밀도로 가공할 수 있게 한다.

도 1은 일반적인 NC 선반의 개략적인 사시도.

도 2는 종래 기술에 의한 인덱싱장치의 개략적인 단면도.

도 3은 본 발명에 주축 인덱싱장치를 채용한 NC 선반의 개략적인 단면도.

도 4는 도 3의 인덱싱장치에서 인덱싱기어를 정지시키는 정지수단의 구성을 보여주는 개략적인 단면도.

도 5는 도 3의 인덱싱장치에서 인덱싱기어를 인덱싱 위치에서 견고하게 위치고정하기 위한 브레이크장치의 개략적인 구성을 보여주는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 척 11 : 스핀들

14 : 풀리 20 : 인덱싱 기어

30 : 인덱싱기어 정지수단 31 : 피스톤

32 : 랙기어 33: 유압 실린더

35 : 센서홀더 36 : 근접센서

50 : 브레이크장치 51 : 브레이크 패드

52 : 피스톤 53 : 캡

54 : 바디 55, 56 : 공간부

57, 58 : 유압라인

Claims (4)

1. 회전가능하게 설치된 스핀들(11);

   상기 스핀들(11) 상단에 고정되어 가공할 소재를 장착하기 위한 척(10);

   상기 스핀들(11)을 회전시키도록 스핀들의 하단부에 설치된 풀리(14);

   상기 스핀들(11)에 장착된 인덱싱 기어(20);

   상기 인덱싱 기어(20)를 소정의 인덱싱 각도 위치에 정지시키기 위한 인덱싱 기어 정지 수단(30);

   상기 정지된 인덱싱 기어(20)를 정지상태로 유지하기 위한 브레이크수단(50)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 NC 선반 주축각도 인덱싱장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 인덱싱 기어 정지 수단(30)은,

   인덱싱 기어(20)의 외주면에 인접하여 대향된 위치에 배치된 유압실린더(33);

   상기 유압실린더의 내주면에 삽입되는 피스톤(31); 및

   상기 피스톤(31)의 선단에 형성된 랙기어(32);

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 NC 선반 주축각도 인덱싱장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 브레이크 수단(50)은 브레이크 패드(51), 브레이크 피스톤(52) 및 유압라인(57,58)을 포함하며,

   상기 브레이크 피스톤(52)은 캡(53)과 바디(54) 사이에서 전측 공간부(55)와 후측 공간부(56)가 형성되도록 장착되며,

   브레이크 패드(51)는 상기 브레이크 피스톤(52)에 고정되어 인덱싱 위치에서 인덱싱 기어(20)의 상면과 저면에 각각 맞물리며,

   상기 유압라인(57,58)은 상기 브레이크 피스톤(52)들을 고정위치와 해제위치 사이에서 동시에 작동시키도록 전측 공간부(55)와 후측 공간부(56)에 유압을 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 NC 선반 주축각도 인덱싱장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 인덱싱 기어 정지 수단(30)의 작동을 감지하기 위하여 센서홀더(35)에 의해 지지되는 근접센서(36)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 NC 선반 주축각도 인덱싱장치.

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