KR20140045917A

KR20140045917A - 작업물을 기계 가공하기 위한 공구 터릿 및 이러한 공구 터릿을 포함하는 기계 가공 시스템

Info

Publication number: KR20140045917A
Application number: KR1020137021777A
Authority: KR
Inventors: 모세 이스라엘 메이다; 하이너 랑; 볼프강 혼; 발데말 하우스
Original assignee: 마그 이아스 게엠베하
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2014-04-17
Also published as: PL2665582T3; ES2528190T3; DE102011003005A1; JP5935049B2; CN103338898B; CN103338898A; WO2012098224A1; JP2014507291A; US9144872B2; US9393660B2; DE202012013145U1; US20150367473A1; EP2665582A1; US20120186053A1; EP2665582B1; KR20180117728A

Abstract

작업물(2)을 기계 가공하기 위해, 공구 터릿(3)은 구동 유닛(14)이 설치되어 있는 하우징(11)을 갖는다. 구동 유닛(14)에 의해 회전부(13)가 회전 축선(15)을 중심으로 여러 회전 위치로 회전가능하다. 회전부(13)에는, 공구(20)들을 유지하기 위한 여러 개의 공구 홀더(19)가 외주에 설치되어 있고, 그 공구에는 저온 냉각 매체(5)가 제 1 이송 라인(21) 및 각각의 제 2 이송 라인(50)에 의해 공급될 수 있다. 제 1 이송 라인(21)은 적어도 부분적으로 선형 액츄에이터(25)에 의해 선형적으로 움직일 수 있으며, 이리하여, 제 1 위치에서 제 1 이송 라인(21)은 작업 위치에 있는 공구(20)에 속하는 제 2 이송 라인(50)에 연결되며, 제 2 위치에서는 회전부(13)의 회전 위치를 변경하기 위해 제 2 이송 라인(50)에서 분리된다. 공구 터릿(3)은 저온 냉각 매체(5)가 간단하고 신뢰적인 방식으로 공구(20)에 전달될 수 있게 해준다.

Description

작업물을 기계 가공하기 위한 공구 터릿 및 이러한 공구 터릿을 포함하는 기계 가공 시스템{TOOL REVOLVER FOR MACHINING WORKPIECES AND A MACHINING SYSTEM COMPRISING SUCH A TOOL REVOLVER}

본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른, 작업물을 가공하기 위한 공구 터릿(turret)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 공구 터릿을 갖는 가공 시스템에 관한 것이다. 이 가공 시스템은 특히 작업물을 기계 가공하기 위한 공작 기계의 일 부분이다.

DE 601 11 162 T2(EP 1 208 940 B1에 대응함)에는, 공구 터릿(turret)을 가지며 금속 작업물을 기계 가공하기 위한 공작 기계가 개시되어 있다. 상기 공구 터릿을 통해, 저온 냉각 매체가 그 순간에 기계 가공 대상 작업물에 사용되고 있는 각각의 공구에 전달된다. 이러한 목적으로, 공구 터릿은 제 1 열팽창 계수를 갖는 폴리머 회전자 및 제 2 열팽창 계수를 갖는 관련된 금속 고정자를 갖는다. 제 1 이송 라인이 상기 고정자를 통과하는데, 이 이송 라인은 회전자의 회전 축선과 동심인 제 1 부분 및 그 회전 축선에 대해 반경 방향인 제 2 라인부를 갖는다. 각 공구의 작업 위치에서, 제 1 이송 라인은 관련된 제 2 이송 라인에 연결되며, 이 제 2 이송 라인은 고정자를 둘러싸는 회전자를 통과하여 공구까지 이른다. 저온 냉각 매체가 이송 라인을 통과하여 각각의 공구까지 흐를 때, 상이한 열팽창 계수 때문에 상기 이송 라인들은 연결 지점에서 자동적으로 시일링된다. 이러한 공구 터릿과 관련한 문제는 이송 라인들 간의 연결부를 시일링하기가 어렵다는 것인데, 왜냐하면 한편으로 상이한 열팽창 계수 때문에 고정자는 연결부의 시일링을 위해 적절한 힘으로 회전자에 가압되어야 하고, 하지만 다른 한편으로는 상기 힘은 너무 커서는 안 되는데, 왜냐하면 너무 크면 공구 터릿이 잼(jam)되고 공구 교환이 더 이상 신뢰적으로 가능하게 되지 않기 때문이다. 이는 저온 냉각 매체 및 다른 온도를 갖는 다른 저온 냉각 매체가 사용되는 경우에 특히 문제가 되는데, 왜냐하면 고정자와 회전자의 팽창 거동이 다를 수 있기 때문이다.

본 발명의 목적은, 저온 냉각 매체가 간단하고 신뢰적인 방식으로 공구에 공급될 수 있는 공구 터릿을 만드는 것이다.

상기 목적은 청구항 1 의 특징을 갖는 공구 터릿으로 달성된다. 제 1 이송 라인이 선형 액츄에이터에 의해 회전 축선에 평행하게 적어도 부분적으로 움직일 수 있으므로, 한편으로, 가공 대상 작업물에 사용되고 있는 공구까지 저온 냉각 매체가 간단하고 신뢰적으로 전달될 수 있고 다른 한편으로는 간단하고 신뢰적인 공구 교환이 가능하게 된다. 제 1 이송 라인은 그의 제 1 위치에서 제 2 이송 라인과 연결되어 시일링되며, 그 제 2 이송 라인의 관련된 공구는 현재 작업물을 기계 가공하기 위한 작업 위치에 있다. 저온 냉각 매체는 간단하고 신뢰적으로 공구에 전달될 수 있다. 공구 교환을 위해, 제 1 이송 라인이 선형 액츄에이터에 의해 그의 제 2 위치로 가게 되며, 이 위치에서 제 1 이송 라인은 제 2 이송 라인에서 분리된다. 그래서, 제 2 위치에서, 공구 홀더를 갖는 회전부의 회전 위치는 공구 교환을 위해 간단하고 신뢰적으로 변경된다. 공구 교환 후에, 제 1 이송 라인은 선형 액츄에이터에 의해 다시 제 1 위치로 움직이고, 이 위치에서 그 제 1 이송 라인은 작업 위치에 있는 새로운 공구의 제 2 이송 라인과 연결되어 시일링된다.

본 발명에 따른 공구 터릿은 특히 저온 냉각 매체를 그의 온도에 상관없이 간단하고 신뢰적으로 이송할 수 있게 해준다. 각 공구의 출구에서, 저온 냉각 매체는 -60℃ 미만, 특히 -120℃ 미만, 특히 -150℃ 미만, 그리고 특히 -180℃ 미만의 온도를 갖게 된다. 저온 냉각 매체로서, 예컨대 액체 또는 기체 질소, 액체 또는 기체 산소, 기체 수소, 기체 헬륨, 액체 또는 기체 아르곤, 기체 일산화탄소 및 액체 또는 기체 천연 가스가 사용될 수 있다. 바람직하게는 질소가 이송 라인을 통해 공구에 안내된다. 추가로, 필요하다면, 보통의 윤활유가 또한 공구 터릿을 통해 각각의 공구에 공급될 수 있다.

저온 냉각 매체는 공구의 절삭날까지 직접 공급되고 극히 낮은 온도의 저온 냉각 매체 때문에 공구가 효과적으로 냉각되므로, 작업물에 대한 기계 가공 중에 보통의 냉각 윤활제에 비해 더 높은 절삭 속도가 가능하게 된다. 추가로, 저온 냉각 매체는 공구의 사용 수명에 긍정적인 영향을 준다. 저온 냉각 매체가 공구의 절삭날에 공급됨으로써 작업물 기계 가공의 생산성과 비용 효율성이 증가될 수 있다. 저온 냉각 매체는 증발하므로, 가공된 작업물과 공구 터릿 및 전체 공작 기계 각각은 오염되지 않는다. 보통의 냉각 윤활제의 경우에 요구되는 바와 같은 저온 냉각 매체의 처리가 더 이상 필요 없게 되며, 그래서 작업물 기계 가공의 비용 효율성이 더욱더 개선된다.

간단한 방식으로, 청구항 2 에 따른 공구 터릿은, 저온 냉각 매체는 공구까지 가는 도중에 바람직하지 않은 정도로 가열되지 않고 제 1 이송 라인을 둘러싸는 공구 터릿의 부품들은 허용가능하지 않은 정도로 냉각되지 않는 것을 보장해 준다. 이렇게 해서, 공구는 극히 효과적으로 냉각될 수 있고 동시에 제 1 이송 라인을 둘러싸는 부품들의 열적 긴장이 방지될 수 있다.

바람직하게는, 제 1 이송 라인은 전체 길이에 걸쳐 완전히 절연되도록, 즉 열 절연되도록 설계된다. 예컨대, 그 이송 라인은 내부 관 및 이를 둘러싸는 외부 관을 가지며, 외부 관은 단부에서 내부 관에 연결되어 있다. 이들 관에 의해 형성되는 절연 공간은 예컨대 절연 매체로 충전된다. 제 1 이송 라인이 진공 절연되도록 설계되어 있으면, 상기 절연 공간은 비워져 있으며, 그래서 이송 라인은 극히 낮은 비 열전도율을 갖게 된다. 제 1 이송 라인은 0℃에서 최대 0.40 W/(mK), 특히 최대 0.30 W/(mK), 또한 특히 최대 0.20 W/(mK)의 비 열전도율을 갖는다. 제 1 이송 라인이 진공 절연되도록 설계되어 있으면, 그의 비 열전도율은 극히 낮고 0℃에서 최대 0.01 W/(mK) 이다. 바람직하게는, 제 2 이송 라인도 적어도 부분적으로 각각 열 절연되고, 특히 진공 절연된다. 그래서 제 1 이송 라인에 대한 진술이 제 2 이송 라인에도 해당된다.

청구항 3 에 따른 공구 터릿은, 내부 및 외부 관의 상이한 길이 변화의 보상을 가능하게 해준다. 제 1 이송 라인에 저온 냉각 매체가 관류하면, 상기 내부 관은 본질적으로 그의 온도를 갖게 되며, 대조적으로 외부 관은 본질적으로 두 관 사이에 있는 절연 매체 때문에 상당히 덜 냉각된다. 따라서, 내부 관은 외부 관 보다 상당이 더 많이 길이가 변하게 된다. 제 1 이송 라인의 손상을 방지하기 위해, 관들 중의 적어도 하나는 길이가 변할 수 있게 되어 있다. 바람직하게는 외부 관은 열적 길이 보상을 위해 구불구불한 형상의 금속 부트(boot)를 갖는다. 특히, 제 2 이송 라인 각각도 내부 관 및 이를 둘러싸는 외부 관을 가지며, 그래서 이들 관 중의 적어도 하나는 길이가 변할 수 있다. 제 1 이송 라인에 대한 진술은 이렇게 설계된 제 2 이송 라인에도 마찬가지로 해당된다.

청구항 4 에 따른 공구 터릿은, 저온 냉각 매체가 공구까지 가는 도중에 바람직하지 않게 가열되는 것을 방지하기 위해 두 이송 라인의 높은 열 절연을 보장해 준다. 바람직하게는 제 2 이송 라인 각각이 전체 길이에 걸쳐 완전히 절연되는데, 즉 열 절연된다. 그외에 상기 제 1 이송 라인에 관한 진술은 제 2 이송 라인에도 마찬가지로 해당된다.

청구항 5 에 따른 공구 터릿은, 저온 냉각 매체의 전달 및 공구 교환을 위해 이송 라인들의 연결 및 분리를 간단한 방식으로 가능하게 해준다. 이송 라인들을 연결하기 위해, 제 1 이송 라인은 복동 피스톤-실린더 유닛에 의해 선형적으로 제 1 방향으로 변위되며, 이와는 대조적으로 공구 교환을 위해서는 제 1 이송 라인은 피스톤-실린더 유닛에 의해 선형적으로 제 2 반대 방향으로 변위된다. 바람직하게는, 피스톤-실린더 유닛은 공압 또는 유압식으로 작동된다. 피스톤-실린더 유닛의 각각의 위치는 바람직하게는 적어도 하나의 센서로 검출된다.

청구항 6 에 따른 공구 터릿은 이송 라인들의 간단하고 신뢰적인 연결을 보장해 준다. 깔대기형 설계 때문에, 제 1 이송 라인은 제 2 이송 라인 안으로 간단하게 삽입되어 연결 지점에서 시일링될 수 있다. 이러한 목적으로, 예컨대 깔대기형 단부 뒤에서 가스켓이 각각의 제 2 이송 라인 안에 있을 수 있고, 이 가스켓을 통과해 제 1 이송 라인이 삽입된다. 추가로, 깔대기형 단부 그 자체는 가스켓으로 되어 있다. 이 가스켓은 특히 저온 냉각 매체에 대해 높은 내성을 갖는다. 바람직하게는, 가스켓은 높은 내화학성과 양호한 열 절연성을 갖는 플라스틱 재료 및 고무 재료로 각각 만들어진다. 바람직하게는, 상기 가스켓은 PTFE(polytetrafluoroethylene)로 만들어진다.

청구항 7 에 따른 공구 터릿은 저온 냉각 매체의 간단한 이송을 보장해 준다. 제 1 이송 라인은 회전 축선으로부터 떨어져 있으므로, 즉 바람직하게는 하우징의 외부에 있으므로, 제 2 이송 라인은 매우 짧게 설계될 수 있다.

청구항 8 에 따른 공구 터릿은 저온 냉각 매체가 공구에 간단하고 신뢰적으로 이송되도록 보장해 준다. 각각의 제 1 라인부가 회전 축선에 평행하므로, 제 1 이송 라인은 간단한 선형 운동으로 각각의 제 2 이송 라인에 연결될 수 있다. 각각의 제 2 라인부는 회전 축선에 대해 반경 방향으로 횡으로 있으므로, 저온 냉각 매체는 공구의 절삭날까지 직접 공급된다.

청구항 9 에 따른 공구 터릿은 저온 냉각 매체가 공구까지 간단하고 신뢰적으로 이송되는 것을 보장해 준다. 제 1 이송 라인의 설계 때문에, 제 2 라인부만 선형 액츄에이터에 의해 회전 축선에 대해 반경 방향으로 횡으로 움직인다. 회전 축선과 동심인 제 1 라인부는 축방향으로 고정되게 설치된다. 제 1 라인부와 제 2 라인부는 회전부에 형성되지 않으므로, 이들 라인부는 또한 회전부의 회전 중에도 고정된다. 제 1 이송 라인의 배치 때문에, 공구 터릿의 구조가 극히 컴팩트하게 된다.

청구항 10 에 따른 공구 터릿은 저온 냉각 매체가 제 2 이송 라인을 통해 간단하고 신뢰적으로 이송되는 것을 보장해 준다. 제 2 이송 라인 각각은 회전 축선에 대해 반경 방향으로 횡으로만 있기 때문에, 저온 냉각 매체는 공구의 절삭날까지 직접 안내될 수 있다. 제 2 이송 라인은 각각의 공구 설치부까지 이르고 또한 그 각각의 공구 설치부를 통과하여, 그 공구 설치부에 유지되어 있는 공구에 저온 냉각 매체를 공급하게 된다.

청구항 11 에 따른 공구 터릿은 회전 구동가능한 공구의 냉각을 간단하고 신뢰적인 방식으로 보장해 준다. 구동 모터에 의해 회전 구동가능한 공구 설치부는 관련된 제 2 이송 라인 주위로 회전 구동되며, 그 이송 라인은 공구 회전 축선과 동심으로 배치되며 공구 회전 축선을 중심으로 공구 설치부와 함께 회전하지 않는다. 따라서, 공구 설치부에 의해, 공구는 관련된 공구 회전 축선을 중심으로 회전 구동될 수 있고, 이와 동시에 저온 냉각 매체가 간단하고 신뢰적인 방식으로 그 회전 구동되는 공구의 절삭날에 공급될 수 있다. 예컨대, 회전 구동되는 공구로서, 드릴이 이 드릴과 함께 구동되는 공구 설치부에 사용될 수 있다. 추가로, 회전 구동되지 않는 공구도 상기 공구 설치부에 사용될 수 있다. 예컨대, 공구 설치부에는, 선반 끌(lathe chisel)이 공구로서 사용될 수 있는데, 이 선반 끌은 기계 가공 중에 구동 유닛에 의해 회전 구동되지 않는데, 즉 공구 회전 축선 주위에 고정된다.

청구항 12 에 따른 공구 터릿은 저온 냉각 매체의 신뢰적인 이송을 보장해 주는데, 왜냐하면 각각의 제 2 이송 라인은 공구 회전 축선을 중심으로 회전하지 않고 또한 제 1 이송 라인에 대응하여 그 공구 회전 축선 주위에 고정되어 배치되기 때문이다.

본 발명의 목적은 또한 저온 냉각 매체를 공구에 간단하고 신뢰적으로 이송할 수 있는 기계 가공 시스템을 만드는 것이다.

이 목적은 청구항 13 의 특징에 따른 기계 가공 시스템으로 달성된다. 본 발명에 따른 기계 가공 시스템의 이점은 이미 설명한 공구 터릿의 이점에 대응한다. 열 절연된 저장부로부터, 저온 냉각 매체가 열 절연된 공급 라인을 통과해 공구 터릿에 이송된다. 저장되는 저온 냉각 매체의 온도를 일정하게 유지하기 위해, 냉각 유닛이 제공된다. 추가로, 상기 기계 가공 시스템은 저장부로부터 저온 냉각 매체를 공구 터릿에 송출하기 위한 이송 펌프를 갖는다. 공구 교환을 위해, 상기 기계 가공 시스템은 또한 공구 교환 전에 공구 터릿에 대한 저온 냉각 매체의 공급을 중단시키는 차단 밸브를 갖는다. 냉각 유닛, 이송 펌프 및 차단 밸브 각각은 제어 장치로 제어될 수 있다. 상기 기계 가공 시스템은 금속 작업물, 특히 축형 작업물의 기계 가공을 위한 다른 보통의 공작 기계의 일 부분이다.

본 발명의 다른 특징, 이점 및 상세점들은 몇몇 예시적인 실시 형태에 대한 이하의 설명으로부터 알 수 있을 것이다.

도 1 은 예시적인 제 1 실시 형태에 따라 저온 냉각 매체의 이송이 이루어지는, 작업물을 기계 가공하기 위한 기계 가공 시스템의 사시도를 나타낸다.
도 2 는 저온 냉각 매체를 이송하기 위한 작용 위치에 있는, 도 1 의 기계 가공 시스템의 공구 터릿을 나타내는 부분 측단면도를 나타낸다.
도 3 은 저온 냉각 매체를 위한 제 1 이송 라인을 움직이기 위한 선형 액츄에이터의 영역에서 도 2 의 타원 내부에 있는 공구 터릿의 일 부분의 상세도를 나타낸다.
도 4 는 작업 위치에 있는 공구에 저온 냉각 매체를 이송하기 위한 제 1 이송 라인과 제 2 이송 라인 사이의 연결 지점의 영역에서 도 2 의 원 내부에 있는 공구 터릿의 일 부분의 상세도를 나타낸다.
도 5 는 공구 교환 위치에 있는 공구 터릿의 부분 측단면도를 나타낸다.
도 6 은 개별적인 이송 라인들의 영역에서 도 5 의 공구 터릿의 상세도를 나타낸다.
도 7 은 본 발명의 제 2 실시 형태의 측면도를 나타내는 것으로, 저온 냉각 매체를 이송하기 위한 작용 위치에 있는 공구 터릿을 나타낸다.
도 8 은 제 1 이송 라인과 작업 위치에 있는 공구에 할당되는 제 2 이송 라인 사이의 연결 지점의 영역에서 도 7 의 공구 터릿의 일 부분의 상세도를 나타낸다.
도 9 는 도 7 에 있는 공구 터릿의 부분 전방 단면도를 나타낸다.
도 10 은 연결 지점의 영역에서 도 9 의 타원 내부의 공구 터릿의 상세도를 나타낸다.
도 11 은 공구 교환 위치에 있는 공구 터릿의 측단면도를 나타내는 것으로, 분리된 이송 라인들이 나타나 있다.

이하, 본 발명의 제 1 실시 형태를 도 1 ∼ 6 을 참조하여 설명한다. 더 자세하게는 나타나 있지 않은 공작 기계는 금속 작업물(2)을 기계 가공하기 위한 기계 가공 시스템(1)을 갖는데, 이 시스템은 공구 터릿(turret; 3), 저온 냉각 매체(5)를 제공하기 위한 열절연 저장부(4), 저온 냉각 매체(5)를 냉각시키기 위한 냉각 유닛(6), 이송 펌프(7), 관련된 차단 밸브(9)를 갖는 공급 라인(8) 및 제어 유닛(10)을 포함한다. 상기 공급 라인(8)은 저장부(4) 및 공구 터릿(3)에 연결되어 있고 열 절연된다. 상기 공구 터릿(3), 냉각 유닛(6), 이송 펌프(7) 및 차단 밸브(9)는 제어 유닛(10)으로 제어될 수 있다. 공작 기계에서 벗어나는 기계 가공 시스템(1)의 구조는 통상적인 것이고 잘 알려져 있다.

상기 공구 터릿(3)은 하우징(11)을 가지며, 이 하우징 안에는 고정된 중심 축(12)이 설치되어 있다. 중심 축(12)은 일 단부에서 상기 하우징(11) 밖으로 나와 있고 회전부(13)를 설치하기 위해 사용되며, 그 회전부는 상기 하우징에 설치되어 있는 구동 유닛(14)에 의해 회전 축선(15)을 중심으로 구동될 수 있다. 구동 유닛(14)은 전기 구동 모터(16)를 포함하고, 그 전기 구동 모터(16)는 기계적 동력 전달 유닛(17)(자세히는 나타나 있지 않음)에 의해 회전부(3)과 함께 작동하여 그를 회전 축선(15)을 중심으로 회전시킨다.

회전부(13)는 링형으로 설계되고 회전 축선(15)과 동심으로 중심 축(12)에 설치된다. 회전부(13)는 다각형 외부 윤곽을 가지며, 이에 의해 외주에는 지지 표면(18)이 형성된다. 이 지지 표면(18)에는 공구 설치부(19)가 배치되는데, 이 공구 설치부에서 공구(20)가 잘 알려져 있는 인터로크 기구에 의해 유지 및 고정된다. 회전부(13)는 구동 유닛(14)에 의해 여러 정해진 회전 위치로 회전할 수 있으며, 이들 회전 위치에서 각 경우 공구(20)들 중의 한 공구가 기계 가공 대상 작업물(2) 쪽으로 향하는 작업 위치에 있게 된다. 도 2 에는 작업 위치에 있는 하부 공구(20)의 단면이 나타나 있다. 공구(20)들이 완비되어 있는 상기 공구 터릿(3)은 도 1 에만 나타나 있다. 명확성을 위해, 도 2 ∼ 6 에는 모든 공구(20)가 나타나 있지는 않다.

상기 공급 라인(8)으로부터 저온 냉각 매체(5)를 공구(20)에 이송하기 위해, 공구 터릿(3)은 열절연성 있게 설계되어 있는 제 1 이송 라인(21)을 갖고 있다. 이 제 1 이송 라인(21)은 하우징(11)의 외부에서 회전 축선(15)으로부터 평행하게 떨어져서 설치된다. 이러한 목적으로, 이송 라인(21)은 보호 관(22)으로 둘러싸여 있는데, 이 보호 관은 그의 단부에서 하우징(11)의 고정부(23, 24)에 고정된다. 이송 라인(21)은 이들 고정부(23, 24)를 통과하여 안내된다. 이송 라인(21)은 또한 랜스(lance)로 설계된다.

상기 이송 라인(21)은 선형 액츄에이터(25)에 의해 회전 축선(15)에 평행하게 선형적으로 움직일 수 있다. 선형 액츄에이터(25)는 피스톤(27)을 내포하는 실린더(26)를 갖는 복동 피스톤-실린더 유닛으로 되어 있다. 피스톤-실린더 유닛(25)은 고정부(24)에 고정되어 있는 연결 하우징(28) 안에 설치된다. 공급 라인(8)은 그 연결 하우징(28) 안에 안내되어 있고 연결 유닛(29)에 의해 제 1 이송 라인(21)에 연결되어 있다. 이송 라인(21)은 피스톤(27)에 연결되어 있으며 그 피스톤에 의해 움직이게 된다. 피스톤(27)은 피스톤-실린더 유닛(25)의 작동실을 2개의 부분 작동실(30, 31)로 분할하며, 이들 부분 작동실 각각은 유압 유체를 부분 작동실(30, 31)에 전달하기 위한 연결부(32, 33)와 연통한다. 이렇게 해서, 양 부분 작동실(30, 31)은 유압 유체로 충전될 수 있고 그래서 피스톤(27)이 축방향으로 양 방향으로 이동할 수 있다. 유도(induction) 스위치(34, 35)로 되어 있는 2개의 센서가 또한 상기 연결 하우징(28)에 설치되어 있는데, 이들 유도 스위치에 의해 피스톤-실린더 유닛(25)의 위치가 검출될 수 있다. 피스톤-실린더 유닛(25)은 공압식 또는 유압식으로 작동될 수 있다.

제 1 이송 라인(21) 안에 있는 저온 냉각 매체(5)가 의도치 않게 가열되는 것을 방지하기 위해, 그 이송 라인은 진공 절연되게 설계된다. 이러한 목적으로, 이송 라인(21)은 내부 관(36) 및 이 내부 관을 둘러싸는 외부 관(37)을 갖고 있으며, 이들 관은 단부에서 서로에 연결되어 있고 그들 관 사이에는 절연실(38)이 형성된다. 이 절연실(38)은 비워져 있어, 이송 라인(21)은 극히 낮은 비 열전도율을 갖게 된다. 구불구불한 형상의 금속 부트(boot; 39)가 외부 관(37)에 결합되어 있어, 그 외부 관(37)의 길이가 변할 수 있다. 금속 부트(39)는 저온 냉각 매체(5)로 인한 관(36, 37)의 상이한 길이 변화를 보상하는데 사용된다.

상기 제 1 이송 라인(21)은 축방향으로 슬라이딩하면서 움직일 수 있도록 피스톤-실린더 유닛(25)의 반대쪽에 있는 고정부(23)에 설치된다. 이러한 목적으로, 서로 반대쪽에 있는 보어(40, 41)가 고정부(23)에 형성되어 있는데, 이들 보어에는 2개의 가스켓(42 ∼ 45)이 각각 설치되어 있고, 이들 가스켓은 관련 스페이서 슬리브(46, 47)에 의해 분리되어 있다. 또한, 슬라이딩 슬리브(49)를 갖는 연결 요소(48)가 보호 관(22)과 고정부(23) 사이에 설치되어 있고, 그 연결 요소를 통과해 제 1 이송 라인(21)이 안내된다. 연결 요소(48)는 고정부(23) 및 보호 관(22)에 고정된다. 상기 가스켓(42 ∼ 45)은 내화학성과 열절연성을 갖는 재료로 만들어진다. 이러한 재료로서는 예컨대, PTFE(polytetrafluoroethylene)가 있다. 상기 스페이서 슬리브(46, 47) 및 슬라이딩 슬리브(49)도 내화학성과 열절연성을 갖는 재료, 예컨대 PTFE로 만들어진다.

상기 회전부(13)에는 여러 개의 제 2 이송 라인(50)이 제공되어 있는데, 이 제 2 이송 라인은 제 1 이송 라인(21)과 대면하는 회전부(13)의 면(51)에서부터 상기 공구 설치부(19)까지 이른다. 각각의 제 2 이송 라인(50)은 회전 축선(15)에 평행한 제 1 라인부(52) 및 회전 축선(15)에 대해 반경 방향으로 횡으로 연장되어 있는 제 2 라인부(53)를 갖고 있다. 제 1 라인부(52) 각각은 2개의 인서트부(54, 55)로 형성되며, 이들 인서트부는 제 1 이송 라인(21)에서 회전부(13) 안에 형성되어 있는 관통 구멍(56) 안에 설치된다. 각각의 관통 구멍(56)은 제 1 이송 라인(21)의 방향으로 단차형으로 좁게 되어 있으며, 따라서 제 1 인서트부(54)는 이송 라인(21)을 위한 각각의 삽입 개구(57)에 인접하여 상기 관통 구멍(56) 안에 고정된다. 제 1 이송 라인(21)의 반대쪽에 있는 제 1 인서트부(54)의 일 측에는 링형 가스켓(58)이 설치되어 있는데, 이 가스켓은 관통 구멍(56) 안에 삽입되어 있는 제 2 인서트부(55)에 의해 두 인서트부(54, 55) 사이에 고정된다. 그리고 제 2 인서트부(55)는 제 1 이송 라인(21)의 방향으로 관통 구멍(56)의 단차형 설계로 고정된다.

상기 제 1 인서트부(54)는 링형으로 되어 있고 깔대기 형태로 제 2 인서트부(55)의 방향으로 좁게 되어 있으며, 따라서 제 1 이송 라인(21)이 가스켓(58)을 통과해 간단하게 삽입될 수 있다. 상기 제 2 인서트부(55)에는 이송 라인(21) 측에서 포켓 구멍(59)이 형성되어 있는데, 이 포켓 구멍은 제 1 인서트부(54) 및 가스켓(58)과 함께 라인부(52)를 형성한다. 제 1 이송 라인(21)에 대해 제 1 라인부(52)를 정렬시키기 위해, 고정부(23)에는 안내 돌출부(60)가 형성되어 있는데, 이 안내 돌출부는 이의 반대쪽에서 회전부(13)에 형성되어 있는 안내 홈(61)과 결합한다. 이 안내 홈(61)은 상기 면(51)에서 회전 축선(15)에 대해 동심으로 링형으로 형성되어 있다. 인서트부(54, 55) 및 가스켓(58)은 내화학성과 열절연성을 갖는 재료로 만들어진다. 이러한 재료로서는 예컨대 PTFE가 적합하다.

상기 제 2 라인부(53)는 진공 절연되도록 설계되어 있고, 또한 내부 관(62) 및 이를 둘러싸는 외부 관(63)을 갖는다는 점에서 상기 제 1 이송 라인(21)과 유사하며, 그 내부 관 및 외부 관은 단부에서 서로에 연결되어 있고 이들 관 사이에는 절연실(64)이 형성된다. 이 절연실(64)은 비워져 있으며, 그래서 제 2 라인부(53) 각각은 극히 낮은 비 열전도율을 갖게 된다. 제 1 이송 라인(21)과 유사하게, 상기 관(62, 63)들 중의 하나에 주름부를 제공함으로써 제 2 라인부(53)는 그들 관의 상이한 길이 팽창을 보상할 수 있다. 각각의 제 2 라인부(53)는 관련된 포켓 구멍(59)에서부터 반경 방향으로 상기 관련된 공구 설치부(19) 및 공구(20)까지 각각 이른다. 각각의 공구(20)는 저온 냉각 매체(5)를 위해 각각의 제 2 라인부(53)에 연결되어 있는 홀딩 챔버(65)를 갖고 있다. 이 각각의 홀딩 챔버(65)로부터 냉각 통로(66)가 공구(20)를 통과하여 공구 날(67)까지 이르며, 이 공구 날에는 유출구(68)가 제공되어 있고, 이 유출구를 통해 저온 냉각 매체(5)가 배출될 수 있다.

이하, 작업물(2)에 대한 기계 가공을 설명하도록 한다. 피스톤-실린더 유닛(25)을 이용하여 기계 가공하기 위해, 저온 냉각 매체(5)가 제 1 이송 라인(21)으로부터 상기 포켓 구멍(59)에 들어가도록 제 1 이송 라인(21)을 작업 위치에 있는 공구(20)의 제 1 라인부(52) 안으로 삽입시킨다. 제 1 이송 라인(21)의 이 제 1 위치(작용 위치라고도 함)는 도 4 에 나타나 있다. 그 작용 위치에서, 제 1 이송 라인(21)은 저온 냉각 매체(5)를 공구 날(67)에 전달하기 위해, 작업 위치에 있는 공구(20)에 할당되어 있는 제 2 이송 라인(50)에 연결된다. 그런 다음, 작업물(2)이 통상적인 방식으로 회전되고 공구(20)로 기계 가공된다. 기계 가공 중에, 저온 냉각 매체(5)가 상기 이송 펌프(7)에 의해 송출되어 이송 라인(21, 50)을 통과해서 유출구(68)까지 가게 되며, 이 유출구에서 저온 냉각 매체(5)가 공구 날(67)에서 직접 배출된다. 저온 냉각 매체(5)는 예컨대 액체 질소이며, 이는 그의 증발 온도 아래에서 상기 저장부(4) 안에 제공되고 냉각 유닛(6)에 의해 원하는 온도로 유지된다. 저온 냉각 매체를 이송하기 위해, 이송 펌프(7)가 저장부(4)로부터 저온 냉각 매체(5)를 공급 라인(8)을 거쳐 공구 터릿(3)에 공급할 수 있도록 차단 밸브(9)를 연다. 이송 라인(21, 50)은 각각 열절연성을 갖고 또한 진공 절연되도록 설계되어 있으므로, 저온 냉각 매체(5)는 본질적으로 이송 라인(21, 50)을 통과해 흐를 때 온도가 올라가지 않는다. 저온 냉각 매체(5)는 -180℃ 미만의 온도에서 유출구(68)를 통해 배출된다. 배출 후에, 저온 냉각 매체(5)는 증발하게 되며, 따라서 작업물(2)에 대한 기계 가공은 건식 조건에서 일어나고 작업물(2)과 전체 공작 기계는 오염되지 않는다.

공구 교환을 하려면, 이송 펌프(7)를 차단하고 또한 차단 밸브(9)를 닫아서 저온 냉각 매체(5)의 공급을 중단시킨다. 그리고, 연결 유닛(29) 및 이와 연결되어 있는 공급 라인(8)과 함께 제 1 이송 라인(21)을 피스톤-실린더 유닛(25)에 의해 이동시켜, 제 1 이송 라인(21)을 제 1 라인부(52)에서 제거한다. 제 1 공급 라인(21)의 이 제 2 위치에서 그 라인은 모든 제 2 이송 라인(50)으로부터 분리되어 회전부(13)의 회전 위치가 변경될 수 있다. 공구 교환 위치라고도 하는 이 제 2 위치는 도 5 및 6 에 나타나 있다.

공구 교환을 위해, 구동 유닛(14)을 이용하여 회전부(13)를 회전 축선(15)을 중심으로 다른 회전 위치로 회전시켜 다른 공구(20)를 작업 위치에 위치시킨다. 그런 다음에, 피스톤-실린더 유닛(25)을 이용하여 제 1 이송 라인(21)을 제 1 라인부(52) 안으로 다시 삽입시키는데, 이 삽입은 깔대기형 인서트부(54)으로 인해 쉽게 된다. 이제 제 1 이송 라인(21)은 다시 작용 위치에 있게 되고, 그래서 작업물(2)에 대한 기계 가공이 저온 냉각 매체(5)의 공급으로 계속될 수 있다.

이하, 본 발명의 제 2 실시 형태를 도 7 ∼ 11 을 참조하여 설명한다. 제 2 실시 형태에 있어서 구성면에서 제 1 실시 형태와 동일한 부분에는 제 1 실시 형태에서와 동일한 참조 번호가 부여되어 있고, 여기서는 그에 대한 설명을 참조하면 된다. 상이한 구성을 갖지만 기능적으로는 동일한 부분에는 뒤에 "a"를 붙인 동일한 참조 번호를 부여한다. 기계 가공 시스템(1a)의 공구 터릿(13a)은 공구(20a)의 회전 구동을 위해 설계되어 있다. 이러한 목적으로, 공구 홀더(19a)가 회전가능하며, 그래서, 그 공구 홀더(19a)에는, 기계 가공을 위해 회전 구동되는 공구(20a) 및 기계 가공을 위해 회전 구동될 필요가 없는, 즉 움직이지 않게 유지되어야 하는 공구(20a) 둘 다가 사용될 수 있다. 도 7 ∼ 11 에서, 공구 홀더(19a)는 작업 위치에 있고, 공구(20a)는 작업물(2)을 기계 가공하기 위해 회전 구동되어야 하는 드릴로 되어 있다. 다른 공구 홀더(19a)에는, 작업물(2)을 기계 가공할 때 움직이지 않아야 하는 선반 끌(lathe chisel)로 되어 있는 공구(20a)도 있다.

제 1 이송 라인(21a)은 회전 축선(15)과 동심으로 설치되는 제 1 라인부(69) 및 회전 축선(15)에 대해 반경 방향으로 횡으로 설치되는 제 2 라인부(70)를 갖고 있다. 상기 제 1 라인부(69)는 제 1 실시 형태의 제 1 이송 라인에 대응하여 진공 절연되게 설계된다. 제 1 라인부(69)는 보호 관(22a)으로 둘러싸여 있고, 이 보호 관은 구동축(71)으로 둘러싸여 있으며, 이 구동축은 관련 구동 모터(73)를 갖는 제 2 구동 유닛(72)의 일 부분이다. 구동축(71)은 회전할 수 있도록 양 단부에서 베어링(74)으로 하우징(11a)에 설치되며, 따라서 또한 구동 모터(73)에 의해 제 1 기어(75)로 회전 축선(15)을 중심으로 회전 구동될 수 있다. 제 1 라인부(69)는 축방향으로 움직이지 못한다.

제 1 라인부(69)는, 이송 라인(21a)의 일 부분인 연결 유닛(76)에 의해 제 2 라인부(70)에 연결된다. 연결 유닛(76)은 슬리브(77)를 포함하고, 이 슬리브는 회전 축선(15)과 동심으로 중심축(12a)에 형성되어 있는 구멍(78) 안으로 삽입되어 있고, 보호 관(22a)이 제 1 라인부(69)와 함께 상기 구멍 안으로 진입해 있다. 슬리브(77)는 보호 관(22a)으로부터 축방향으로 떨어져 있어 틈새(79)가 형성된다. 슬리브(77) 내부에는 연결 유닛(76)에 속하는 인서트부(80)가 삽입되어 있고, 이 인서트부는 보호 관(22a)까지 이른다. 라인부(69) 측에서 인서트부(80)는 단차형으로 형성된 포켓 구멍(81)을 가지며, 이 포켓 구멍안에는 링형 가스켓(82)이 단부에서 고정되어 있는데, 상기 제 1 라인부(69)가 그 가스켓을 통과해 포켓 구멍(81) 내로 부분적으로 삽입된다. 인서트부(80)는 또한 관통 구멍(83)을 갖고 있는데, 이 관통 구멍은 포켓 구멍(81)의 자유부를 통과하여 반경 방향으로 형성되어 있고 양측에서 상기 틈새(79)에 열려 있다. 관통 구멍(83)의 양측에는 링형 가스켓(84)이 배치되어 있다. 제 2 라인부(70)는 가스켓(84)과 가스켓(84) 및 관통 구멍(83)을 각각 통과하여 안내된다. 개방 공간(79) 안에는 탄성 완충 요소(85)가 제 2 라인부(70)의 단부에 인접하여 설치되어 있다.

제 2 라인부(70)는 선형 액츄에이터(25a)에 의해 회전 축선(15)에 대해 반경 방향으로 선형적으로 움직일 수 있다. 선형 액츄에이터(25a)는 제 1 실시 형태와 유사하게 피스톤-실린더 유닛으로 되어 있다. 실린더(26a)는 중심축(12a)과 그에 고정되어 있는 외부 안내 슬리브(86)로 형성된다. 내부 안내 슬리브(87)가 외부 안내 슬리브(86) 안에 설치되어 있고 제 1 구동부(88)가 내부 안내 슬리브(87) 안에 설치되어 있다. 내부 안내 슬리브(87)와 구동부(88)는 피스톤(27a)을 형성한다. 내부 안내 슬리브(87)는 외부 안내 슬리브(86) 안에서 회전 축선(15)에 대해 반경 방향으로 횡으로 선형적으로 제한된 스트로크(stroke)로 움직일 수 있다. 이러한 목적으로, 피스톤(27a)은 작동실을 2개의 부분 작동실(30a, 31a)로 분할한다. 이들 부분 작동실(30a, 31a)은 제 1 실시 형태와 유사하게 연결부(더 자세히는 나타나 있지 않음)를 통해 압력 매체로 충전되며, 따라서 피스톤(27a)은 양 방향으로 움직일 수 있다. 시일링 베어링(89)에 의해, 구동부(88)는 회전 축선(15)에 대해 반경 방향으로 있는 공구 회전 축선(90)에 대해 반경 방향으로 내부 안내 슬리브(87) 안에서 회전될 수 있다. 구동부(88)의 회전 구동을 위해, 구동축(71)은 그의 단부에서 제 2 기어(91)를 갖고 있는데, 피스톤(27a)의 운동에 의해 그 기어는 구동부(88)의 원주(92)에 설치되어 있는 기어와 맞물릴 수 있다.

상기 제 2 라인부(70)가 공구 회전 축선(90)을 따라 피스톤(27a)과 함께 움직일 수 있도록, 그 제 2 라인부(70)는 구동부(88)의 관통 구멍(93)을 통해 그 구동부와 결합되어 있는 베어링 요소(113, 114)에 의해 안내되어 있으며, 구동부(88)가 공구 회전 축선(90)을 중심으로 회전할 때는 상기 제 2 라인부는 고정된다. 이러한 목적으로, 상기 베어링 요소(113, 114)는 미끄럼 베어링으로 되어 있는데, 이 베어링은 연결 유닛(76)에 의해 고정되는 제 2 라인부(70) 주위로 구동부(88)과 함께 회전한다. 제 1 라인부(69)에 대응하는 제 2 라인부(70)는 진공 절연되게 설계된다. 이러한 목적으로, 제 2 라인부(70)은 외부 관(95)으로 둘러싸이는 내부 관(94)을 갖고 있다. 단부에서 서로 연결되어 있는 상기 관(94, 95)은 비워져 있는 절연 공간(96)을 형성한다. 두 관(94, 95)의 상이한 길이 팽창을 보상하기 위해, 주름진 금속 부트(97)가 외부 관(95)에 설계되어 있다.

관련된 공구 회전 축선(90)을 중심으로 공구(20a)를 회전 구동시키기 위해, 2개의 구동부(98)가 회전할 수 있도록 회전부(13a)에 설치되어 있다. 구동부(98)는 공구(20a)를 위한 공구 홀더(19a)를 형성한다. 각각의 제 2 구동부(98)는 관통 구멍(99)을 갖고 있는데, 이 관통 구멍 안에는 상기 제 2 이송 라인(50a)이 공구 회전 축선(90)과 동심으로 설치된다. 이러한 목적으로, 제 2 이송 라인(50a)은 보호 관(100)으로 부분적으로 둘러싸이며, 그 보호 관은 제 1 인서트부(101)로 부분적으로 둘러싸여 있으며, 이 인서트부는 관통 구멍(99) 안으로 부분적으로 삽입되어 있으며, 따라서 그들은 함께 회전하게 된다. 인서트부(101)의 돌출부에는 외부 기어(102)가 설치되어 있는데, 이 외부 기어는 제 1 구동부(88)의 내부 기어(103)와 맞물릴 수 있다. 제 2 라인부(70)를 향하는 단부에서 제 2 인서트부(104)가 인서트부(101) 안으로 삽입되어 있고, 그에 의해 2개의 링형 가스켓(105, 106)이 고정된다. 인서트부(104)는 제 2 이송 라인(50a)의 일 부분을 형성한다. 제 2 이송 라인(50a)은 공구 회전 축선을 따라 움직이지 못하도록 구동부(98) 안에 고정되지만, 구동부(98)에 대해 회전은 할 수 있도록 설치된다.

상기 관통 구멍(99) 안에서 공구(20a)는 일 단부에서 인장 요소(107)에 의해 고정된다. 제 2 이송 라인(50a)은 홀딩 챔버(65a)까지 이르며, 이 홀딩 챔버 안에서 제 2 이송 라인은 2개의 베어링 요소(108, 109) 및 이들 사이에 배치되는 가스켓(110)에 의해 설치된다. 인서트부(104), 보호 관(100) 및 베어링 요소(108, 109)는 미끄럼 베어링으로 설계되어 있고, 이 베어링 주위로 공구 홀더(19a)가 공구(20a) 및 인서트부(101)와 함께 회전가능하다. 홀딩 챔버(65a)에서부터 냉각 통로(66a)가 공구 날(67a)까지 이르며, 이 공구 날에서 저온 냉각 매체(5)가 유출구(68a)를 통해 배출될 수 있다. 따라서, 구동부(98)는 공구(20a)를 위한 회전 구동가능한 공구 홀더(19a)를 형성한다.

추가로, 개별적인 또는 모든 구동부(98) 및 관련된 공구(20a)에는, 최소량의 윤활을 위해 공통의 냉각 통로(111, 112)가 제공될 수 있다. 이는 도 9 에서 개별적인 구동부(98) 및 관련된 공구(20a)에 나타나 있다. 따라서 이런 종류의 공구 홀더(19a)는 최소량의 윤활로 종래의 공구 터릿으로 작동될 수 있다.

제 2 이송 라인(50a)은 진공 절연되도록 설계되며, 제 1 이송 라인(21a)에 대응하여, 외부 관(63)으로 둘러싸이는 내부 관(62)을 갖고 있다. 이들 관(62, 63)은 단부에서 서로에 연결되어 있고, 그들 관 사이에는 비워져 있는 절연실(64)이 형성된다. 추가로, 외부 관(63)에는 구불구불한 형상의 금속 부트가 설계되어 있는데, 이 부트는 관(62, 63)의 상이한 길이 팽창을 보상하는데 사용된다.

상기 연결 유닛(76), 가스켓(82, 84), 완충 요소(85), 인서트부(101, 104), 보호 관(100), 가스켓(105, 106, 110) 및 베어링 요소(108, 109, 113, 114)는, 저온 냉각 매체(5)에 대해 내화학성이 있으며 열 절연성인 재료로 만들어진다. 이러한 재료로서 예컨대 PTFE가 사용될 수 있다.

회전되는 공구(20a)로 작업물(2)를 기계 가공하기 위해, 피스톤(27a)이 공구 회전 축선(90)에 평행하게 움직인다. 이 경우, 기어(92)는 기어(91)와 맞물리게 된다. 이제 공구(20a)는 구동 유닛(72)에 의해 구동축(71), 제 1 구동부(88) 및 공구(20a)가 유지되는 제 2 구동부(98)를 통해 회전된다. 피스톤(27a)의 운동으로, 이송 라인(21a)의 제 2 라인부(70)가 또한 삽입 개구(57a) 안으로 삽입되고 이렇게 해서 작업 위치에 있는 공구(20a)의 제 2 이송 라인(50a)에 연결된다. 상기 삽입은 깔대기형 인서트부(104)에 의해 더 쉽게 된다. 공구(20a)의 회전 구동 중에, 제 2 라인부(70) 및 작업 위치에 있는 공구(20a)의 각각의 제 2 이송 라인(50a)은 공구 회전 축선(90) 주위에 고정된다. 이제 저온 냉각 매체(5)가 이송 라인(21a, 50a)을 지나 이송되고 냉각 통로(66a)를 통과하여 공구 날(67a)까지 안내되고, 이 공구 날에서 유출구(68a)를 통해 배출되어, 작업물(2)에 대한 기계 가공 중에 공구 날(67a)을 냉각시키게 된다. 제 1 이송 라인(21a)이 제 2 이송 라인(50a)에 연결되는 이 제 1 위치는 도 8 및 10 에 나타나 있다.

공구 교환을 위해서는, 회전 구동되는 공구(20a)가 먼저 멈추고, 이어서 피스톤(27a)이 공구 회전 축선(90)에 평행하게 이동하여 제 2 라인부(70)가 제 2 이송 라인(50a)에서 제거되고 기어(92)는 더 이상 기어(91)와 맞물리지 않게 된다. 이송 라인(21a)이 제 2 이송 라인(50a)에서 분리되어 있는 이 제 2 위치는 도 11 에 나타나 있다. 이제 회전부(13a)는 구동 유닛(14a)에 의해 회전 축선(15)을 중심으로 회전하여 새로운 회전 위치에 있을 수 있게 되며, 이 새로운 위치에서 새로운 공구(20a)가 작업 위치에 있게 된다. 그리고, 기어(92)가 기어(91)와 맞물리고 제 2 라인부(70)가 삽입 개구(57a) 안으로 삽입될 때까지 피스톤(27a)이 다시 공구(20a)의 방향으로 이동하게 된다. 새로운 공구(20a)가 회전 구동되면, 이제 기계 가공이 이미 전술한 방식으로 그 새로운 공구로 계속될 수 있다. 새로운 공구(20a)가 기계 가공을 위해 움직이지 않아야 된다면, 전술한 방식으로 저온 냉각 매체(5)가 공급되지만, 구동부(98)는 구동 유닛(72)에 의해 회전 구동되지 않는다. 이 경우, 관련 공구(20a)가 공구 회전 축선(90) 주위에 고정되도록, 구동 유닛(72) 또는 공구 홀더(19a)를 고정 및 클램핑하기 위한 다른 기구가 사용될 수 있다.

추가 구조 및 다른 작용 방법에 대해서는 제 1 실시 형태를 참조하면 된다.

본 발명에 따른 기계 가공 시스템(1, 1a)으로, 예컨대 티타늄 합금, 층상 흑연을 갖는 주철, 구상 흑연을 갖는 주철 또는 기계 가공이 어려운 다른 재료를 기계 가공할 수 있다. 피니언 축, 크랭크축, 캠축, 변속 레버 축 또는 다른 축형 부품과 같은 축을 작업물(2), 플랜지부 및 베어링 휠로서 기계 가공할 수 있다. 상기 기계 가공 시스템(1, 1a)에 의해, 작업물(2)은 선삭, 밀링, 냉간 전조(cold rolling), 기어 절삭, 드릴링, 크랭크축 및 캠축 밀링 또는 연삭으로 기계 가공될 있다.

Claims

작업물을 기계 가공하기 위한 공구 터릿으로서,
하우징(11; 11a),
상기 하우징(11; 11a)에 설치되는 구동 유닛(14; 14a),
회전부(13; 13a),
적어도 부분적으로 회전 축선(15)에 평행하게 배치되며 저온 냉각 매체(5)를 이송하기 위한 제 1 이송 라인(21; 21a), 및
적어도 부분적으로 상기 회전 축선(15)에 대해 횡으로 배치되며 저온 냉각 매체(5)를 이송하기 위한 여러 개의 제 2 이송 라인(50; 50a)을 포함하고,
상기 회전부는 공구(20; 20a)를 유지하기 위해 외주에 배치되어 있는 여러 개의 공구 홀더(19; 19a)를 가지며, 또한
상기 회전부는 상기 구동 유닛(14; 14a)에 의해 상기 회전 축선(15)을 중심으로 여러 회전 위치로 상기 하우징(11; 11a)에 대해 회전할 수 있는, 상기 공구 터릿에 있어서,
상기 제 1 이송 라인(21; 21a)은 적어도 부분적으로 선형 액츄에이터(25; 25a)에 의해 선형적으로 움직일 수 있고, 이리하여,
상기 제 1 이송 라인(21; 21a)은 저온 냉각 매체(5)를 공구(20; 20a)에 전달하기 위해 제 1 위치에서 상기 제 2 이송 라인(50; 50a) 중의 하나에 연결되며,
상기 제 1 이송 라인(21; 21a)이 제 2 위치에서 제 2 이송 라인(50; 50a)에서 분리되면 상기 회전부(13; 13a)의 회전 위치가 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는 공구 터릿.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 이송 라인(21; 21a)은 적어도 부분적으로 열 절연되고 또한 특히 진공 절연되는 것을 특징으로 하는 공구 터릿.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 이송 라인(21; 21a)은 내부 관(36; 36, 94) 및 이를 둘러싸는 외부 관(37; 37, 95)을 포함하고, 이들 관(36, 37; 36, 37, 94, 95) 중의 적어도 하나는 길이가 변할 수 있는 것을 특징으로 하는 공구 터릿.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 이송 라인(50; 50a) 각각은 적어도 부분적으로 열 절연되고 또한 특히 진공 절연되는 것을 특징으로 하는 공구 터릿.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 선형 액츄에이터(25; 25a)는 상기 제 1 이송 라인(21; 21a)과 연결되는 복동 피스톤-실린더 유닛으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 공구 터릿.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 이송 라인(50; 50a) 각각은 상기 제 1 이송 라인(21; 21a) 쪽을 향하는 단부에서 깔대기형으로 되어 있고 또한 특히 가스켓을 갖는 것을 특징으로 하는 공구 터릿.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
성기 제 1 이송 라인(21)은 상기 회전 축선(15)으로부터 떨어져 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공구 터릿.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 이송 라인(50) 각각은 상기 회전 축선(15)에 평행한 제 1 라인부(51) 및 그 회전 축선(15)에 대해 횡으로 있는 제 2 라인부(52)를 갖는 것을 특징으로 하는 공구 터릿.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 이송 라인(21a)은 상기 회전 축선(15)과 동심인 제 1 라인부(69) 및 그 회전 축선(15)에 대해 횡으로 있는 제 2 라인부(70)를 가지며, 이 제 2 라인부는 선형 액츄에이터(25a)에 의해 회전 축선(15)에 대해 횡으로 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 공구 터릿.
제 9 항에 있어서,
상기 제 2 이송 라인(50a) 각각은 상기 회전 축선(15)에 대해 횡으로 있는 것을 특징으로 하는 공구 터릿.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 선형 액츄에이터(25a)의 제 1 위치에서, 상기 공구 홀더(19a)는 구동 유닛(72)에 의해 공구 회전 축선(90)을 중심으로 회전 구동될 수 있고, 상기 공구 홀더의 관련된 제 2 이송 라인(50a)은 제 1 이송 라인(21a)에 연결되는 것을 특징으로 하는 공구 터릿.
제 11 항에 있어서,
상기 공구 홀더(19a)는 상기 공구 회전 축선(90)과 동심으로 배치되는 제 2 이송 라인(50a) 주위로 회전 구동될 수 있도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공구 터릿.
작업물을 기계 가공하기 위한 기계 가공 시스템으로서,
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 공구 터릿(3; 3a),
저온 냉각 매체(5)를 제공하기 위한 열 절연된 저장부(4),
저온 냉각 매체(5)를 냉각시키기 위한 냉각 유닛(6), 및
상기 저장부(4)로부터 저온 냉각 매체(5)를 상기 공구 터릿(3; 3a)에 이송하기 위한 열 절연된 공급 라인(8)을 포함하는 기계 가공 시스템.