KR20130017665A - Vibration damping device for boring spindle - Google Patents

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KR20130017665A
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Abstract

PURPOSE: A vibration damping device of a boring spindle is provided to operate and move possessively move a position of a mass by interlocking with a conveying unit moving the boring spindle back and forth so that a separate actuator for moving the mass is not necessary. CONSTITUTION: A vibration damping device of a boring spindle comprises a tail body(10), a conveying unit(20), a first conduct inducing unit(100), a conduct proportion unit(200), a second inducing unit(110), and a mass. One side of the first conduct inducing unit is fixed to a conveying bracket(26), and the other side of the first inducing unit is bent to be reversed. An end of the other side of the first inducing unit is moved in a direction opposite to a moving direction of the conveying bracket. The conduct proportion unit is arranged in the other end of the first conduct inducing unit. One side of the mass is installed in the second conduct inducing unit, is moved by the conduct of the second conduct inducing unit, and reduces vibration generated by the boring spindle.

Description

보링 스핀들의 진동 감쇠 장치{Vibration damping device for Boring spindle}Vibration damping device for Boring spindle

본 발명은 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보링 스핀들에서 발생하는 진동을 감쇠할 수 있도록 하는 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration damping device of a boring spindle, and more particularly to a vibration damping device of a boring spindle to be able to dampen the vibration generated in the boring spindle.

NC 보링 머신과 같은 공작기계는 보링 스핀들의 한쪽에 절삭공구(tool)를 장착하고, 그 절삭공구를 이용하여 가공물에 대한 다양한 가공을 수행한다.A machine tool such as an NC boring machine mounts a cutting tool on one side of a boring spindle, and uses the cutting tool to perform various machining on the workpiece.

특히, NC 보링 머신은 보링 스핀들 돌출 길이가 조정되는 대형 공작기계로서 절삭 성능 향상을 통하여 생산성 극대화를 꾀한다.In particular, the NC boring machine is a large machine tool in which the boring spindle protrusion length is adjusted to maximize productivity through improved cutting performance.

NC 보링 머신의 보링 스핀들의 구성은 첨부도면 도 1을 참조하여 좀 더 상세하게 설명한다.The configuration of the boring spindle of the NC boring machine will be described in more detail with reference to FIG. 1.

첨부도면 도 1은 보링 스핀들을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a boring spindle.

도 1에 나타낸 바와 같이, NC 보링 머신의 테일 바디(10)에 이송 유닛(20)과 구동 유닛(30)이 배치된다. 보링 스핀들(40)은 이송 유닛(20)에 의해 진퇴되고 구동 유닛(30)에 의해 회전된다.As shown in FIG. 1, the transfer unit 20 and the drive unit 30 are disposed in the tail body 10 of the NC boring machine. The boring spindle 40 is advanced by the transfer unit 20 and rotated by the drive unit 30.

이송 유닛(20)은 이송 모터(22)에 의해 구동되는 볼 스크루(24)와 상술한 볼 스크루(24)에 나사 결합되는 너트 블록(27)과 상술한 너트 블록(27)이 설치되고 보링 스핀들(20)의 한쪽에 조립된 이송 브래킷(26)을 포함하여 구성된다.The transfer unit 20 is provided with a ball screw 24 driven by a feed motor 22, a nut block 27 screwed to the above-described ball screw 24, and the nut block 27 described above, and a boring spindle. It is comprised including the conveyance bracket 26 assembled in one side of the 20.

한편, 테일 바디(10)의 한쪽에 LM가이드(28)가 설치되고, 상술한 이송 브래킷(26)은 LM 가이드(28)에 의해 이동이 안내되며, 나아가 LM가이드(28)는 이송 브래킷(26)의 선형 이동을 안내한다.On the other hand, the LM guide 28 is installed on one side of the tail body 10, the above-described transfer bracket 26 is guided by the LM guide 28, furthermore, the LM guide 28 is the transfer bracket 26 Guides the linear movement of

상술한 바와 같이, 보링 스핀들(40)은 가공이 수행되는 동안에 테일 바디(10)에서 진퇴되므로 보링 스핀들(40)의 돌출되는 거리가 빈번하게 변화될 수 있다.As described above, since the boring spindle 40 is retracted from the tail body 10 while machining is performed, the protruding distance of the boring spindle 40 may be frequently changed.

즉, 보링 스핀들(40)은 외팔보의 형태로 배치된 상태에서 구동되므로 진동이 발생하고, 보링 스핀들(40)의 돌출되는 정도의 길이가 변화되면 진동 주파수가 변화되는 것이다.That is, since the boring spindle 40 is driven in a state of being arranged in the form of a cantilever, vibration occurs, and when the length of the protrusion of the boring spindle 40 is changed, the vibration frequency is changed.

한편, 공작 기계에서 기계 성능을 평가하는 중요 인자의 하나로 최대 안정 절삭 깊이가 있다. 최대 안정 절삭 깊이는, 예컨대 공작 기계의 가공에 사용되는 모든 회전 속도 영역에서 채터(chatter)가 발생하지 않는 임계 절삭 깊이로 정의될 수 있다.On the other hand, one of the important factors for evaluating machine performance in machine tools is the maximum stable cutting depth. The maximum stable cutting depth can be defined, for example, as the critical cutting depth at which chatter does not occur in all areas of rotational speed used in the machining of machine tools.

즉, 절삭 등과 같은 가공 작업을 수행할 때, 공작 기계가 수행할 수 있는 모든 가능한 회전 속도 영역에서 절삭 공구와 가공물(소재) 사이의 상대 진동이 발생하지 않는 최대 안정 절삭 깊이로써 기계 성능이 평가될 수 있으며, 이 최대 안정 절삭 깊이가 향상될수록 기계 성능이 우수한 것으로 평가될 수 있다.In other words, when performing machining operations such as cutting, the machine performance can be evaluated with the maximum stable cutting depth where no relative vibration between the cutting tool and the workpiece (material) occurs in all possible rotation speed ranges that the machine tool can perform. As the maximum stable cutting depth is improved, the mechanical performance can be evaluated as excellent.

최대 안정 절삭 깊이를 결정하는 특성은 예컨대 동강성(dynamic stiffness)으로서 강성과 감쇠능(damping capacity)으로 결정된다.The property that determines the maximum stable depth of cut is determined, for example, by stiffness and damping capacity as dynamic stiffness.

필요한 동강성 확보를 위해서 자동차, 건설 등의 다양한 산업 분야에서 다이내믹 애브소버(Dynamic Absorber)를 이용한다.Dynamic Absorber is used in various industries such as automobile and construction to secure necessary dynamic rigidity.

다이내믹 애브소버의 일례로서 동조 질량 감쇠기(Tuned Mass Damper)가 있고, 이러한 동조 질량 감쇠기는 기계기구의 강성 저하를 발생시키지 않으며 가격적으로 경제적이므로 정밀 공작기계에 적합한 것으로 알려져 있다.One example of a dynamic absorber is a tuned mass damper, which is known to be suitable for precision machine tools because it is economical in terms of cost and does not cause stiffness degradation of the mechanical mechanism.

일반적인 동조 질량 감쇠기는 스핀들 가공점의 특정 진동 주파수와 유사한 진동 주파수 특성을 갖는 수동 형식(Passive Type)이다.A typical tuned mass damper is a passive type with vibration frequency characteristics similar to the specific vibration frequency of the spindle cutting point.

따라서 보링 스핀들과 같이 스핀들 계의 진동 주파수가 변동이 될 때에는 변화되는 진동을 감쇠하는 데에 있어서 감쇠 효과가 저감되는 문제점이 있다.Therefore, when the vibration frequency of the spindle system, such as a boring spindle, fluctuates, there is a problem in that the damping effect is reduced in attenuating the changed vibration.

한편 다양한 산업분야에서 널리 사용되기 위해서는 다양한 진동 주파수에 대응하는 높은 감쇠 효과와 경제적인 적용이 동시에 요구된다.Meanwhile, in order to be widely used in various industrial fields, high damping effects and economical applications corresponding to various vibration frequencies are required simultaneously.

등록실용신안공보 제20-0211429호(2000.11.13)Utility Model Registration No. 20-0211429 (2000.11.13) 특허문헌 1에는 스핀들에서 발생하는 원심력에 의한 떨림을 방지하도록 스핀들 회전지지구가 설치되는 기술이 기재되어 있다.Patent Document 1 describes a technique in which a spindle rotational support is provided to prevent shaking caused by centrifugal force generated in the spindle. 등록실용신안공보 제20-0393862호(2005.08.18.)Utility Model Registration No. 20-0393862 (2005.08.18.) 특허문헌 2에는 웨이트 밸런스(weight balance)를 구비하고 웨이트 밸런스를 수동으로 이동시켜 보링 바의 무게 중심을 조절하도록 하는 기술이 기재되어 있다.Patent Literature 2 describes a technique for providing a weight balance and adjusting the center of gravity of the boring bar by manually moving the weight balance.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 보링 스핀들처럼 돌출 길이가 가변되어 진동 주파수가 변화되더라도 질량체의 위치를 능동적으로 가변시켜 진동을 감쇠할 수 있도록 하는 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a vibration damping device of a boring spindle that can attenuate vibrations by actively changing the position of the mass even if the vibration length is changed due to the protruding length of the boring spindle. .

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, another technical problem that is not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치는, 보링 스핀들이 설치되는 테일 바디; 상기 테일 바디에 배치된 이송 브래킷을 이동시켜 상기 보링 스핀들을 진퇴 이동시키는 이송 유닛; 상기 이송 브래킷에 일측이 고정되고 타측이 반전되도록 굴절되며 타측 단부는 상기 이송 브래킷의 운동방향과 반대 방향으로 운동되는 제1 거동 유도 유닛; 상기 제1 거동 유도 유닛의 타측 단부에 배치되는 거동 비례 유닛; 상기 거동 비례 유닛에 일측이 배치되고 상기 보링 스핀들의 이동 변위에 비례하여 거동 비례 유닛에 의해 거동되는 제2 거동 유도 유닛; 및 상기 제2 거동 유도 유닛의 일측에 설치되고 상기 제2 거동 유도 유닛의 거동에 의해 이동되며 상기 보링 스핀들에서 발생하는 진동을 저감하도록 하는 질량체;를 포함한다.Vibration damping device of the boring spindle according to the present invention for achieving the above technical problem, the tail body is installed boring spindle; A transfer unit for moving the boring spindle forward and backward by moving a transfer bracket disposed on the tail body; A first behavior induction unit fixed to one side of the transfer bracket and refracted so that the other side is inverted, and the other end thereof moves in a direction opposite to the movement direction of the transfer bracket; A behavior proportional unit disposed at the other end of the first behavior guidance unit; A second behavior induction unit disposed at one side of the behavior proportional unit and behaving by a behavior proportional unit in proportion to a movement displacement of the boring spindle; And a mass body installed at one side of the second behavior induction unit and moved by the behavior of the second behavior induction unit to reduce vibration generated in the boring spindle.

또한, 본 발명에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치의 상기 거동 비례 유닛은, 상기 테일 바디에 설치되고 상기 제1 거동 유도 유닛에 회전되는 제1 기어; 상기 제1 기어의 한쪽에 형성된 제2 기어; 상기 테일 바디에 설치되고 상기 제2 기어와 맞물리는 제3 기어; 및 상기 제3 기어의 한쪽에 형성되고 상기 제2 거동 유도 유닛을 선형 이동시키는 제4 기어;를 포함한다.In addition, the behavior proportional unit of the vibration damping device of the boring spindle according to the present invention comprises: a first gear installed in the tail body and rotated in the first behavior induction unit; A second gear formed on one side of the first gear; A third gear installed in the tail body and engaged with the second gear; And a fourth gear formed at one side of the third gear and linearly moving the second behavior induction unit.

또한, 본 발명에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치는, 상기 제2 기어의 피치원 크기보다 상기 제3 기어의 피치원 크기가 더 큰 것일 수 있다.In addition, the vibration damping device of the boring spindle according to the present invention, the pitch circle size of the third gear may be larger than the pitch circle size of the second gear.

또한, 본 발명에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치는, 상기 제1 거동 유도 유닛의 양측에 배치되어 상기 제1 거동 유도 유닛이 거동될 때에 상기 제1 거동 유도 유닛이 임의방향으로 굴절되지 않도록 하는 가이드 유닛;을 더 포함할 수 있다.In addition, the vibration damping device of the boring spindle according to the present invention, the guide is arranged on both sides of the first behavior induction unit so that the first behavior induction unit is not bent in an arbitrary direction when the first behavior induction unit is behaving The unit may further include.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치는 보링 스핀들의 진퇴시키도록 하는 이송 유닛과 연동하여 질량체의 위치를 능동적으로 이동시킬 수 있고, 이로써 진동 주파수가 가변되더라도 질량체의 상대 위치가 능동적으로 가변되어 진동 주파수에 상응하여 효과적으로 감쇠시킬 수 있다.The vibration damping device of the boring spindle according to the present invention made as described above can actively move the position of the mass in association with the transfer unit for advancing and boring the spindle, so that the relative position of the mass is changed even if the vibration frequency is variable. It can be actively varied to effectively attenuate in response to vibrational frequencies.

또한, 본 발명에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치는 이송 유닛과 연동되어 구동되므로 질량체를 이동시키도록 하는 별도의 액추에이터를 필요로 하지 않는다.In addition, the vibration damping device of the boring spindle according to the present invention is driven in conjunction with the transfer unit does not require a separate actuator to move the mass.

도 1은 보링 스핀들을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치에서 비례 거동 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 비교예에 따른 보링 스핀들의 진동 해석 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치가 적용된 보링 스핀들의 진동 해석 도면이다.1 is a view for explaining a boring spindle.
2 is a view for explaining the vibration damping device of the boring spindle according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a proportional behavior unit in the vibration damping device of the boring spindle according to an embodiment of the present invention.
4 is a vibration analysis diagram of a boring spindle according to a comparative example.
5 is a vibration analysis diagram of the boring spindle to which the vibration damping device of the boring spindle according to an embodiment of the present invention is applied.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하고, 종래의 기술과 동일한 구성에 대하여 동일한 부호를 부여하고 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.Like reference numerals refer to like elements throughout the specification, like reference numerals designate like elements in the related art, and detailed description thereof will be omitted.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치에 대해서 설명한다.Hereinafter, a vibration damping device of a boring spindle according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

첨부도면 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치를 설명하기 위한 도면이고, 첨부도면 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치에서 비례 거동 유닛을 설명하기 위한 도면이다.Figure 2 is a view for explaining a vibration damping device of a boring spindle according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a proportional behavior unit in the vibration damping device of a boring spindle according to an embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating.

테일 바디(10)에는 이송 유닛(20)과 구동 유닛(30)이 배치되고, 이송 유닛(20)은 보링 스핀들(40)을 진퇴 이동시키도록 하고, 구동 유닛(30)은 보링 스핀들(40)을 회전 구동시키도록 한다.The tail body 10 is disposed with a transfer unit 20 and a drive unit 30, the transfer unit 20 allows the boring spindle 40 to move forward and backward, and the drive unit 30 has the boring spindle 40. To rotate the motor.

이송 유닛(20)은 이송 모터(22)와 볼 스크루(24)와 너트 블록(27)과 이송 브래킷(26)과 LM가이드(28)를 포함하여 구성 된다.The transfer unit 20 includes a transfer motor 22, a ball screw 24, a nut block 27, a transfer bracket 26, and an LM guide 28.

이송 모터(22)는 테일 바디(10)의 한쪽에 설치되어 회전 동력을 발생하고, 볼 스크루(24)는 이송 모터(22)의 회전 동력에 의해 회전하며, 너트 블록(27)은 볼 스크루(24)와 나사 결합한다.The feed motor 22 is installed on one side of the tail body 10 to generate rotational power, the ball screw 24 rotates by the rotational power of the feed motor 22, and the nut block 27 is a ball screw ( 24) and screw.

한편, 너트 블록(27)은 이송 브래킷(26)에 설치되고, 이송 브래킷(26)의 한쪽에는 LM 가이드(28)에 의해 테일 바디(10)에서 선형 운동이 안내된다.On the other hand, the nut block 27 is installed in the transfer bracket 26, and linear motion is guided in the tail body 10 by the LM guide 28 on one side of the transfer bracket 26.

즉, 이송 모터(22)의 구동력은 볼 스크루(24)를 회전 운동시키고, 볼 스크루(24)는 너트 블록(27)과의 나사 결합에 의해 이송 브래킷(26)을 선형 운동하도록 한다.That is, the driving force of the feed motor 22 causes the ball screw 24 to rotate, and the ball screw 24 causes the feed bracket 26 to linearly move by screwing with the nut block 27.

본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치는 상술한 이송 브래킷(26)의 운동 변위와 운동 방향에 대하여 질량체(300)을 능동적으로 이동시키도록 하는 것이다.Vibration damping device of the boring spindle according to an embodiment of the present invention is to actively move the mass body 300 with respect to the movement displacement and the direction of movement of the above-described transfer bracket 26.

좀 더 상세하게는, 이송 브래킷(26)의 한쪽에는 제1 거동 유도 유닛(100)을 구비하고, 제1 거동 유도 유닛(100)의 다른 한쪽에는 거동 비례 유닛(200)을 배치하며, 거동 비례 유닛(200)의 한쪽에는 제2 거동 유도 유닛(110)에 의해 거동이 가능하도록 하는 질량체(300)를 배치한다.In more detail, one side of the transfer bracket 26 is provided with a first behavior induction unit 100, and the other side of the first behavior induction unit 100 is arranged with a behavior proportional unit 200, and a behavior proportionality. On one side of the unit 200 is placed a mass 300 to enable the behavior by the second behavior induction unit 110.

상술한 제1, 제2 거동 유도 유닛(100)(110)은 일례로서 다관절 링크로 구성되어 어느 한쪽 링크와 다른 한쪽 링크가 수평을 이루는 방향에서 어느 한쪽 방향으로 절곡이 가능하지만 반대 방향으로 절곡이 불가능하도록 구성되는 것일 수 있다.The first and second behavior induction units 100 and 110 described above are configured as articulated links as an example, and can be bent in one direction in a direction in which one link and the other link are horizontal, but bent in the opposite direction. This may be configured to be impossible.

또한, 상술한 제1, 제2 거동 유도 유닛(100)(110)의 다른 예로서 링크와 핀으로 구성되는 체인일 수 있다.Also, another example of the first and second behavior induction units 100 and 110 described above may be a chain composed of a link and a pin.

한편, 상술한 제1, 제2 거동 유도 유닛(100)(110)은 소망하는 방향으로 거동을 유도하거나 임의의 방향으로 굴절되지 않도록 제1, 제2 거동 유도 유닛(100)(110)의 한쪽에 가이드 유닛(400)이 더 구비될 수 있다.On the other hand, the first and second behavior induction units 100 and 110 described above have one side of the first and second behavior induction units 100 and 110 so as not to induce behavior in a desired direction or to be deflected in an arbitrary direction. The guide unit 400 may be further provided.

상술한 제1 거동 유도 유닛(100)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 한쪽 끝부분은 이송 브래킷(26)의 한쪽에 고정되고, 일부분은 반전되도록 굴절되어 배치되며, 다른 한쪽 끝부분은 거동 비례 유닛(200)쪽으로 배치된다.As shown in FIG. 2, the above-described first behavior induction unit 100 is fixed at one end to one side of the transfer bracket 26, and part of the first behavior induction unit is deflected to be inverted, and the other end thereof is a behavior proportional unit. Disposed toward (200).

즉, 이송 브래킷(26)이 어느 한쪽 방향으로 선형 운동하면 제1 거동 유도 유닛(100)은 당겨지거나 밀리고, 이때 제1 거동 유도 유닛(100)에서 거동 비례 유닛(200)쪽으로 배치되는 부분은 이송 브래킷(26)의 운동방향과 반대방향으로 운동하게 된다.That is, when the feed bracket 26 linearly moves in either direction, the first behavior induction unit 100 is pulled or pushed, and at this time, the portion disposed toward the behavior proportional unit 200 in the first behavior induction unit 100 is transferred. Movement in the direction opposite to the movement direction of the bracket (26).

거동 비례 유닛(200)은 제1 거동 유도 유닛(100)의 타측 단부에 배치되고 보링 스핀들(40)의 이동 변위에 비례하여 제2 거동 유도 유닛(110)을 거동하도록 한다.The behavior proportional unit 200 is disposed at the other end of the first behavior induction unit 100 and allows the second behavior induction unit 110 to behave in proportion to the movement displacement of the boring spindle 40.

좀 더 상세하게는, 거동 비례 유닛(200)은 제1 기어(210)와 제2 기어(212)가 함께 회전하도록 테일 바디(10)에 설치되고, 제3 기어(222)와 제4 기어(220)가 함께 회전하도록 테일 바디(10)에 설치되며, 제2 기어(212)와 제3 기어(222)는 맞물리게 배치된다.More specifically, the behavior proportional unit 200 is installed in the tail body 10 so that the first gear 210 and the second gear 212 rotate together, and the third gear 222 and the fourth gear ( 220 is installed in the tail body 10 to rotate together, the second gear 212 and the third gear 222 is disposed in engagement.

한편, 제1 기어(210)는 체인 스프로킷과 유사한 구성으로 제공될 수 있고, 이로써 제1 거동 유도 유닛(100)과 제1 기어(210)가 맞물릴 수 있으며, 제1 거동 유도 유닛(100)의 거동에 의해 마치 래크 기어 와 피니언 기어처럼 제1 기어(210)가 회전될 수 있는 것이다.On the other hand, the first gear 210 may be provided in a configuration similar to the chain sprocket, whereby the first behavior induction unit 100 and the first gear 210 may be engaged, the first behavior induction unit 100 By the behavior of the first gear 210 can be rotated like a rack gear and pinion gear.

제4 기어(220)는 제1 기어(210)와 마찬가지로 제2 거동 유도 유닛(110)과 맞물리며, 이로써 제4 기어(220)가 회전하면 제2 거동 유도 유닛(110)은 마치 래크 기어와 피니언 기어 조합처럼 선형운동을 하게 된다.Like the first gear 210, the fourth gear 220 meshes with the second behavior induction unit 110, so that when the fourth gear 220 rotates, the second behavior induction unit 110 acts as if it is a rack gear and pinion. Linear motion like a gear combination.

한편, 제2 기어(212)와 제3 기어(222)는 피치원의 크기가 다르게 제공될 수 있고, 이로써 제1 거동 유도 유닛(100)의 거동 변위와 제2 거동 유도 유닛(110)의 거동 변위가 비례하게 된다.On the other hand, the second gear 212 and the third gear 222 may be provided with a different size of the pitch circle, thereby the behavior displacement of the first behavior guidance unit 100 and the behavior of the second behavior guidance unit 110 The displacement is proportional.

질량체(300)는 제2 거동 유도 유닛(110)의 한쪽에 고정되고, 제2 거동 유도 유닛(110)의 거동에 의해 질량체(300)의 위치가 변화된다.The mass body 300 is fixed to one side of the second behavior induction unit 110, and the position of the mass body 300 is changed by the behavior of the second behavior induction unit 110.

한편, 질량체(300)의 한쪽에는 질량체 LM 가이드(310)가 더 구비되어 질량체(300)의 선형운동을 안내한다.On the other hand, one side of the mass body 300 is further provided with a mass body LM guide 310 to guide the linear movement of the mass body 300.

다른 한편으로, 상술한 제2 기어(212)의 피치원 크기보다 상술한 제3 기어(222)의 피치원 크기가 더 크게 제공될 수 있고, 이로써 제1 거동 유도 유닛(100)의 거동 변위에 비교하여 제2 거동 유도 유닛(110)의 거동 변위가 상대적으로 작을 수 있다.On the other hand, the pitch circle size of the above-mentioned third gear 222 may be provided larger than the pitch circle size of the above-described second gear 212, thereby reducing the behavior displacement of the first behavior induction unit 100. In comparison, the behavior displacement of the second behavior induction unit 110 may be relatively small.

이로써 상술한 질량체(300)를 거동시키기 위한 전용 액추에이터를 필요로 하지 않으면서도 질량체(300)를 소망하는 위치로 능동적으로 위치 변화시킬 수 있는 것이다.Thereby, the mass 300 can be actively repositioned to a desired position without requiring a dedicated actuator for operating the mass 300 described above.

또한, 별도의 전용 액추에이터를 필요로 하지 않음으로써 테일 바디(10) 또는 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치의 전체적인 외관 크기를 소형화할 수 있게 된다.In addition, it is possible to miniaturize the overall appearance size of the vibration damping device of the tail body 10 or the boring spindle by not requiring a separate dedicated actuator.

한편, 보링 스핀들(40)의 돌출되는 거리 변화에 따라 진동 주파수가 변화되는데, 질량체(300)가 능동적으로 위치를 변화됨으로써 가변되는 진동 주파수에 대응하여 보링 스핀들(40)의 진동을 감쇠시키게 된다.On the other hand, the vibration frequency is changed in accordance with the change in the protruding distance of the boring spindle 40, the mass body 300 by actively changing the position to attenuate the vibration of the boring spindle 40 corresponding to the variable vibration frequency.

이하, 첨부도면 도 4 및 도 5를 참조하여 보링 스핀들의 진동 감쇠를 설명한다.Hereinafter, vibration damping of the boring spindle will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4는 비교예에 따른 보링 스핀들의 진동 해석 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치가 적용된 보링 스핀들의 진동 해석 도면이다.Figure 4 is a vibration analysis of the boring spindle according to the comparative example, Figure 5 is a vibration analysis of the boring spindle to which the vibration damping device of the boring spindle according to an embodiment of the present invention is applied.

도 4의 (a)는 질량체가 구비되지 않은 보링 머신에서 보링 스핀들에 진동을 해석하기 위한 모델링 도면이고, 도 4의 (b)는 그 모델링을 해석한 그래프이다.FIG. 4A is a modeling diagram for analyzing vibrations in a boring spindle in a boring machine without a mass, and FIG. 4B is a graph in which the modeling is analyzed.

도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 질량체가 구비되지 않은 일반적인 상황에서는 측정 돌출 길이 외에 동강성 향상 효과(A부분 참조)가 미비한 것을 알 수 있다.As shown in (b) of FIG. 4, it can be seen that in a general situation in which no mass is provided, the dynamic stiffness improving effect (see section A) is in addition to the measured protrusion length.

도 5의 (a)는 질량체(300)를 구비한 보링 머신에서 보링 스핀들에 진동을해석하기 위한 모델링 도면이고, 도 5의 (b)는 그 모델링을 해석한 그래프이다.FIG. 5A is a modeling diagram for analyzing vibrations on a boring spindle in a boring machine having a mass body 300, and FIG. 5B is a graph in which the modeling is analyzed.

도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 질량체(300)를 구비함으로써 질량체를 구비하지 않을 때와 비교하여 진동 폭과 진동 주파수가 현저하게 감소되어 동강성 향상 효과(B부분 참조)를 확인할 수 있다.As shown in (b) of FIG. 5, by providing the mass 300, the vibration width and the vibration frequency are significantly reduced as compared with the case where no mass is provided, whereby the dynamic stiffness improvement effect (see part B) can be confirmed. .

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치는 질량체(300)의 위치를 변화시켜 줌으로써 보링 스핀들(40)의 돌출 길이 변동에 의한 다양한 진동 주파수에 대응하는 능동적인 동조 질량 감쇠기(Tuned Mass Damper)의 작용을 구현하는 것이다.On the other hand, the vibration damping device of the boring spindle according to an embodiment of the present invention by changing the position of the mass body 300 active synchronous mass damper corresponding to various vibration frequencies due to the variation in the projected length of the boring spindle 40 ( Tuned Mass Damper).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치는 보링 스핀들(40) 이외에도 스핀들 계 질량 중심 조정과 강성 조정을 위한 추가 질량 이동을 추가적인 액추에이터(Actuator)의 장착 없이 스핀들을 이송시키도록 하는 이송 유닛을 이용하여 질량체를 거동시킬 수 있다.In addition, the vibration damping device of the boring spindle according to an embodiment of the present invention is adapted to transfer the spindle without mounting an additional actuator for additional mass movement for adjusting the center of mass and stiffness in addition to the boring spindle 40. The transfer unit can be used to move the mass.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치는 테일 바디(10)의 스핀들 구조물(tail body) 내부에 장착될 수 있으므로 가공 공정과 간섭이 없으므로 유지/보수에 유리한 이점이 있다.In addition, the vibration damping device of the boring spindle according to an embodiment of the present invention can be mounted inside the spindle body (tail body) of the tail body 10, there is no interference with the machining process has an advantage in maintenance / maintenance.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치는 시스템 주파수 변동에 의해 카운터 모션(Counter motion) 이송 비의 변동이 요구될 경우에는 거동 비례 유닛(200)의 기어 장치의 회전율을 변경을 통해 구현할 수 있다.In addition, the vibration damping device of the boring spindle according to an embodiment of the present invention changes the rotation rate of the gear device of the behavior proportional unit 200 when the variation of the counter motion feed ratio is required by the system frequency variation. This can be achieved through

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. will be.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is represented by the following detailed description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modifications derived from the equivalent concept should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

본 발명에 따른 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치는 보링 머신의 테일 바디(tail body)에 구비되어 보링 스핀들의 진동을 감쇠시키도록 하는 데에 이용될 수 있다.The vibration damping device of the boring spindle according to the present invention can be provided in the tail body of the boring machine and used to damp the vibration of the boring spindle.

10: 테일 바디 20: 이송 유닛
22: 이송 모터 24: 볼 스크루
26: 이송 브래킷 27: 너트 블록
28: LM 가이드 30: 구동 유닛
40: 보링 스핀들
100, 110: 제1, 제2 거동 유도 유닛
200: 비례 거동 유닛
210, 212, 220, 222: 제1, 제2, 제3, 제4 기어
300: 질량체
310: 질량체 LM 가이드
400: 가이드 유닛10: tail body 20: transfer unit
22: feed motor 24: ball screw
26: feed bracket 27: nut block
28: LM guide 30: drive unit
40: boring spindle
100, 110: first and second behavior induction unit
200: proportional behavior unit
210, 212, 220, 222: first, second, third, fourth gear
300: mass
310: mass LM guide
400: guide unit

Claims (4)

보링 스핀들(40)이 설치되는 테일 바디(10);
상기 테일 바디(10)에 배치된 이송 브래킷(26)을 이동시켜 상기 보링 스핀들(40)을 진퇴 이동시키는 이송 유닛(20);
상기 이송 브래킷(26)에 일측이 고정되고 타측이 반전되도록 굴절되며 타측 단부는 상기 이송 브래킷(26)의 운동방향과 반대 방향으로 운동되는 제1 거동 유도 유닛(100);
상기 제1 거동 유도 유닛(100)의 타측 단부에 배치되는 거동 비례 유닛(200);
상기 거동 비례 유닛(200)에 일측이 배치되고 상기 보링 스핀들(40)의 이동 변위에 비례하여 거동 비례 유닛(200)에 의해 거동되는 제2 거동 유도 유닛(110); 및
상기 제2 거동 유도 유닛(110)의 일측에 설치되고 상기 제2 거동 유도 유닛(110)의 거동에 의해 이동되며 상기 보링 스핀들(40)에서 발생하는 진동을 저감하도록 하는 질량체(300);
를 포함하는 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치.Tail body 10 in which the boring spindle 40 is installed;
A transfer unit 20 for moving the boring spindle 40 forward and backward by moving a transfer bracket 26 disposed on the tail body 10;
A first behavior induction unit 100 having one side fixed to the transfer bracket 26 and the other side refracted such that the other side is inverted and the other end is moved in a direction opposite to the movement direction of the transfer bracket 26;
A behavior proportional unit (200) disposed at the other end of the first behavior guidance unit (100);
A second behavior induction unit (110) disposed at one side of the behavior proportional unit (200) and behaving by the behavior proportional unit (200) in proportion to the movement displacement of the boring spindle (40); And
A mass body (300) installed on one side of the second behavior induction unit (110) and moved by the behavior of the second behavior induction unit (110) to reduce vibration generated in the boring spindle (40);
Vibration damping device of the boring spindle comprising a. 제 1항에 있어서,
상기 거동 비례 유닛(200)은
상기 테일 바디(10)에 설치되고 상기 제1 거동 유도 유닛(100)에 회전되는 제1 기어(210);
상기 제1 기어(210)의 한쪽에 형성된 제2 기어(212);
상기 테일 바디(10)에 설치되고 상기 제2 기어(212)와 맞물리는 제3 기어(222); 및
상기 제3 기어(222)의 한쪽에 형성되고 상기 제2 거동 유도 유닛(110)을 선형 이동시키는 제4 기어(220);
를 포함하는 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치.The method of claim 1,
The behavior proportional unit 200
A first gear (210) installed in the tail body (10) and rotated in the first behavior induction unit (100);
A second gear 212 formed on one side of the first gear 210;
A third gear 222 installed on the tail body 10 and engaged with the second gear 212; And
A fourth gear 220 formed at one side of the third gear 222 to linearly move the second behavior induction unit 110;
Vibration damping device of the boring spindle comprising a. 제 2항에 있어서,
상기 제2 기어(212)의 피치원 크기보다 상기 제3 기어(222)의 피치원 크기가 더 큰 것을 특징으로 하는 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치.The method of claim 2,
Vibration damping device of the boring spindle, characterized in that the pitch circle size of the third gear (222) is larger than the pitch circle size of the second gear (212). 제 1항에 있어서,
상기 제1 거동 유도 유닛(100)의 양측에 배치되어 상기 제1 거동 유도 유닛(100)이 거동될 때에 상기 제1 거동 유도 유닛(100)이 임의방향으로 굴절되지 않도록 하는 가이드 유닛(400);
을 더 포함하는 보링 스핀들의 진동 감쇠 장치.The method of claim 1,
Guide units (400) disposed on both sides of the first behavior induction unit (100) to prevent the first behavior induction unit (100) from being deflected in an arbitrary direction when the first behavior induction unit (100) is behaving;
Vibration damping device of the boring spindle further comprising.
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