KR20160029856A

KR20160029856A - 공구 기계용 터렛

Info

Publication number: KR20160029856A
Application number: KR1020167003677A
Authority: KR
Inventors: 스테파노 발다치니
Original assignee: 마리오 발다치니, 메카니카 디 프리시지오네
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2014-07-07
Publication date: 2016-03-15
Also published as: US20170014965A1; US10576550B2; JP6559664B2; JP2016523731A; EP3022013B2; TW201518008A; WO2015008124A1; TWI660799B; EP3022013B1; CN105473280A; ITRM20130419A1; EP3022013A1; CN105473280B

Abstract

공구 기계에서 공작물을 기계 가공하기 위해 적어도 하나의 회전 공구를 회전하도록 장착시키기에 적합한 공구 기계용 터렛(100)이 제공된다. 상기 터렛(100)은, - 공구 기계에 의해 지지되는 적어도 터렛 본체(4); - 상기 터렛 본체(4)에 의해 지지되고 적어도 2개의 공구 홀더(3)를 지지하는 적어도 회전 드럼(5)으로서, 상기 공구 본체 상에는 적어도 2개의 회전 공구(40)가 장착되고, 상기 회전 드럼(5)은 상기 터렛 본체(4) 둘레에서 회전하도록 외측에 장착되는 것인, 회전 드럼(5); - 상기 터렛 본체(4) 내측의 리세스 내에 위치 설정되는 적어도 전기 스핀들(2)을 포함하고, 상기 전기 스핀들(2)은 수직 축선 Y-Y 둘레에서 자체 연장되며, - 상기 전기 스핀들(2)은, 모터, 상기 모터와 관련된 운동의 전달을 위한 회전 샤프트(39), 및 상기 공구 홀더(3)에 커플링하기에 적절한 맞물림부(6)를 포함하고, - 각 공구 홀더(3)는 수직 축선을 따라 자체 연장되며, - 상기 회전 드럼(5)은 각 공구 홀더(3)를 상기 맞물림부(6)와 정렬시키기 위해 회전하도록 상기 터렛 본체(4) 둘레에 회전 가능하게 장착되고, 상기 터렛은, 상기 회전 샤프트(39)의 맞물림 말단부가 상기 공구 홀더(3)와 직접 맞물리는 직접적인 물리적 커플링을 통해 상기 공구(40)가 상기 회전 샤프트(39)에 의해 회전 구동되는 것을 특징으로 한다.

Description

공구 기계용 터렛{TURRET FOR TOOL MACHINE}

본 발명은 공구 기계 분야에 관한 것으로서, 특히 적어도 하나의 회전 공구의 장착과, 공구 기계 상에서 공작물을 처리하기 위한 그 회전을 가능하게 하는, 일반적으로 선반, 공작 센터, 밀링 머신 등과 같은 공구 기계에서 사용되기에 적절한 터렛에 관한 것이다.

몇몇 공구 기계, 특히 선반은 하나 이상의 회전 공구의 장착을 위한 터렛을 구비하고 있고, 회전 공구는 공구 기계 상에서 공작물을 처리하도록 구동 모터에 의해 제어된다.

몇몇의 공지된 선반에서, 터렛은 이 터렛의 고정 헤드 상에 장착되는 회전 블럭과, 상기 회전 블럭 상에 반경 방향으로 지지되는, 회전 공구와 기타 처리 공구 중에서 선택되는 복수 개의 공구를 구비한다.

회전 블럭이 그 축선 둘레에서 회전될 때에, 지지된 기구들(예컨대, 회전 공구들) 중 하나가 처리 위치로 이동되고, 이 지점에서, 모터는 회전 공구를 구동시키고 그 축선 둘레에서 회전시키도록 이동됨으로써 기계 상에서 공작물을 처리한다.

구동 파워 또는 구동 모터 토크는, 예컨대 벨트, 원추형 기어 및 베어링 등의 파워 트랜스미션 본체에 의해 회전 공구로 전달된다.

문헌 US 2004/0103510호는 회전 드럼 내에 위치 설정된 구동 모터가 마련된 전술한 타입의 터렛을 설명하고 있다. 구동 모터는 터렛 상에 장착된 회전 공구에 직접 연결되어, 회전 공구를 커플링 메카니즘을 통해 회전시킨다(바꿔 말해서, 파워는 파워 트랜스미션의 기계적 그룹에 의해 전달된다).

대신에, 특허 출원 JP 2003-251505호는 구동 파워를 구동 모터로부터 터렛 상에 장착된 회전 공구로 전달하기에 적합한 선반용 터렛을 설명하고 있다. 파워는 원추형 기어와 베어링을 포함하는 트랜스미션 그룹을 통해 전달된다. 터렛은 트랜스미션 그룹을 내부에 수용하는 중공형 회전 드럼을 포함한다.

출원인은, JP 2003-251505호에 설명된 것과 같은 종래 타입의 선반용 터렛에서, 구동 모터가 회전 공구에 대해 상당히 먼 지점에 위치 설정되고, 이에 따라 모터로부터의 운동을 회전 공구로 전달하기 위한 트랜스미션의 기계적 그룹이 반드시 복잡한 구조를 가져야 한다는 점에 주목하였다.

출원인은 또한, 지금까지, 선반용 터렛 상에 장착된 공구의 이동이 벨트 트랜스미션 및 기어에 의해 발생한다는 점에 주목하였다. 바꿔 말해서, 공구는 구동 모터와는 완전히 독립적으로 디바이스 상에 장착된다. 공구의 회전을 위해, 이들 디바이스는 벨트 트랜스미션, 기어를 이용하여 또는 특별한 조인트를 통해 구동 모터에 커플링된다.

이들 트랜스미션 시스템은 처리 정밀도에 악영향을 미치고, 매우 복잡하며, 그리고 여전히 특히 효율적이고 신속한 것으로 입증되지 못하였다.

문헌 DE 39 08 586 A1호는 공구 홀더가 간접적 맞물림을 통해 전기 스핀들에 의해 간접적으로 구동되는 공구 기계용 터렛을 제시한다. 상세하게는, 이 문헌은 벨트 또는 기어 구동 수단의 존재를 나타내지는 않지만, 그래도 전기 스핀들과 공구 홀더 사이에 개재되는 마찰 원판형 조인트의 존재를 제시하고 있다. 상기 마찰 원판형 조인트 내에는 전기 스핀들 자체로부터 나오는 한쌍의 핀들의 복수 개의 팁이 도입된다. 출원인은 또한, 독일 문헌에 제시된 해법이, 조인트가 처리 정밀도에 악영향을 미치고 기계의 실현을 복잡하게 하며, 특히 높은 토크의 전달을 위험하게 만들고 고속에서 작용한다는 단점을 특징으로 한다는 점에 주목하였다.

사실상, 원판형 조인트의 맞물림은, 조인트 자체의 각각의 리세스 상에 맞물리는, 전기 스핀들의 샤프트로부터 나오는 한쌍의 핀 때문에 일어난다. 핀은 얇고 이에 따라 파단 위험이 있다. 더욱이, 운동 전달은 전기 스핀들의 회전 축선과 동축이 아닌 조인트에 의해 일어난다. 이는 커플링을 약화시키는데, 그 이유는 핀과 스핀들 자체의 직경 사이에 간격이 있는 경우에, 회전 중심으로부터 먼 거리가 핀과 조인트 사이에 무시할 수 없는 왕복 각도 회전을 일으키고, 또한 핀 자체를 파괴시킬 수 있기 때문이다.

문헌 DE 10 2005 033 890호로부터, 모터 샤프트와 공구 홀더 사이의 운동 전달이 공구 홀더와 샤프트 자체 사이에 개재된 중간 조인트에 의해 일어나고, 간접적 맞물림에 의해 한번 더 일어나는 공구 기계용 터렛이 공지되어 있다. 이 마지막 문헌에서, 모터는 고정되어 있고 축방향으로 이동될 수 없다. 이는 전기 스핀들의 샤프트와 공구 홀더 사이의 커플링 변화를 더 복잡하게 만든다.

동일한 구성이 또한, 전기 스핀들의 회전 샤프트와 공구 홀더 사이의 회전 운동의 전달을 이들 사이에 또한 개재된 조인트에 의해 전달하는 것을 특징으로 하는 문헌 EP 1 642 676호에서 발견될 수 있는데, 이 경우에 간접적인 기계적 맞물림을 구현한다.

게다가, 전술한 모든 문헌에서, 공구 홀더는 스핀들에 대해 회전하는 지지체와 견고하게 연결된다. 따라서, 가공 단계 중에, 다양한 가공력이 베어링 상에서 회전하는 공구 홀더에 의해 지지되고, 베어링은 다시 지지체에 대해 속박되고 휠에 클립 체결된다.

이어서, 전기 스핀들은 회전 운동만을 다양한 트랜스미션 시스템을 이용하여 다양한 공구 홀더에 전달한다.

이 시스템에서는, 각 공구의 영점(zero point)이 항상 동일하지 않다. 영점은, 특히 스핀들 샤프트과 핀 사이의 효과적인 커플링의 오프셋이 더욱 더 강조되면, 거리와 각도 분할 등의 휠 자체의 제조 정밀도에 따라 좌우된다.

이 시스템에서, 공구의 각도 위치는 제어될 수 없다.

그러므로, 출원인은 배경 기술의 단점을 해결할 수 있는 공구 기계용 터렛을 제공할 필요성을 알았다.

출원인은, 전술한 문제들이, 구동 모터와 공구 사이에 기계적 전달의 삽입 없이, 회전 공구의 구동이 직접 일어나는 터렛에 의해 해결될 수 있다는 점에 주목하였다.

따라서, 첫째로, 본 발명은 공구 기계에서 공작물을 기계 가공하기 위해 적어도 하나의 회전 공구를 회전하도록 유지하게 되어 있는 공구 기계용 터렛에 관한 것으로서, 상기 터렛은,

- 상기 공구 기계에 의해 지지되는 적어도 터렛 본체;

- 상기 터렛 본체에 의해 지지되고 적어도 2개의 공구 홀더를 지지하는 적어도 회전 드럼으로서, 상기 공구 본체 상에는 적어도 2개의 회전 공구가 장착되고, 상기 회전 드럼은 상기 터렛 본체 둘레에서 회전하도록 외측에 장착되는 것인, 회전 드럼;

- 상기 터렛 본체 내측의 리세스 내에 위치 설정되는 적어도 전기 스핀들

을 포함하고, 상기 전기 스핀들은 수직 축선 Y-Y 둘레에서 자체 연장되며,

- 상기 전기 스핀들은, 모터, 상기 모터와 관련된 운동의 전달을 위한 회전 샤프트, 및 상기 공구 홀더에 커플링하기에 적절한 맞물림부를 포함하고,

- 각 공구 홀더는 수직 축선을 따라 자체 연장되며,

- 상기 회전 드럼은 각 공구 홀더를 상기 맞물림부와 정렬시키기 위해 회전하도록 상기 터렛 본체 둘레에 회전 가능하게 장착되고,

상기 터렛은, 상기 회전 샤프트의 맞물림 말단부가 상기 공구 홀더와 직접 맞물리는 직접적인 물리적 커플링을 통해 상기 공구가 상기 회전 샤프트에 의해 회전 구동되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 직접적인 맞물림은 상기 공구 홀더의 중앙 리세스 또는 공동과 대응하게 일어난다. 본 발명은, 이 양태에서, 이후에 설명되는 바람직한 특징들 중 적어도 하나를 제시할 수 있다. 본 발명의 문맥에서, 전기 스핀들은 전기 스핀들의 샤프트를 회전시키기에 적절한 일체형 내부 모터를 구비한 스핀들로 의도된다.

바람직하게는, 상기 공구 홀더와의 상기 회전 샤프트의 말단 맞물림부는 상기 공구 홀더의 회전 축선과 일치하는 자신의 축선을 갖고, 상기 공구 홀더와 상기 전기 스핀들의 상기 회전 샤프트 사이에 직접적인 동축 맞물림을 구현한다.

바람직하게는, 상기 직접적인 동축 커플링은 상기 회전 샤프트의 상기 말단 맞물림부가 상기 중앙 리세스 또는 공동 내에 착탈 가능하게 삽입되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 터렛은, 상기 공구 홀더의 적어도 일부분이 상기 맞물림부와 맞물리고 공구의 회전을 허용하는 제1 가공 위치와 상기 공구 홀더가 맞물림부로부터 맞물림 해제되는 제2 공구 교체 위치 사이에서, 상기 전기 스핀들을 축선 Y-Y를 따라 수직 방향으로 병진시키는 적어도 병진 그룹을 포함한다.

유리하게는, 회전 드럼은 그 자신의 원주를 따라 장착되고 일정 각도 이격되어 있는 복수 개의 공구 홀더를 포함한다.

바람직하게는, 병진 그룹은 상기 전기 스핀들을 축선 Y-Y를 따라 병진시키기에 적절한 적어도 실린더를 포함한다.

편리하게, 회전 드럼은 상기 회전 드럼에 대한 공구 홀더의 복수 개의 고정 요소와, 상기 공구 홀더의 복수 개의 봉쇄 디바이스를 포함한다.

유리하게는, 각 봉쇄 요소는, 공구 홀더와의 적어도 맞물림 요소, 상기 맞물림 요소를 상기 공구 홀더와 맞물리도록 압박하는 적어도 탄성 요소, 상기 탄성 요소를 위한 적어도 카운터 요소, 및 상기 공구 홀더와 상기 맞물림 요소의 맞물림의 릴리스 디바이스를 포함한다.

바람직하게는, 각 공구 홀더는 상기 회전 샤프트의 원통형 플라이어를 수용하기에 적합한 시트를 포함한다.

제2 양태에서, 본 발명은 이미 설명된 공구 기계용 터렛의 공구 교체 단계 방법에 관한 것으로서, 방법은,

a)공구 홀더를 전기 스핀들의 맞물림부로부터 릴리스하는 단계;

b)원통형 부분이 공구 홀더와의 접촉으로부터 빠져나오도록 상기 전기 스핀들을 상승시키는 단계;

c)상기 맞물림 요소를 상기 공구 홀더와 맞물리게 하는 단계;

d)상기 공구 홀더를 상기 맞물림부로부터 빼낼 때까지 상기 전기 스핀들을 상승시키는 이동을 계속하는 단계;

e)제2 공구 홀더가 전기 스핀들의 상기 맞물림부와 정렬하게 하도록 상기 회전 드럼을 회전시키는 단계;

f)상기 공구 홀더를 상기 맞물림부 내에 적어도 부분적으로 삽입시킬 때까지 전기 스핀들을 하강시키는 단계;

g)상기 공구 홀더와 상기 맞물림 요소를 맞물림 해제하는 단계;

h)상기 공구 홀더를 맞물림부에 맞물리게 하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 본 발명에 따른 전기 스핀들 디바이스의 그리고 상기 전기 스핀들 디바이스에 의한 공구의 교체 프로세스의 몇몇 바람직한 실시 형태(단, 독점적이지 않음)의 상세한 설명으로부터 더 명백해질 것이다.
이 설명은 이후에, 제한이 아니라 참조 목적만을 위해 제공되는 첨부된 도면을 참조하여 제시될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 선반용 터렛의 부분 정단면도이고;
도 2는 도 1의 터렛의 일부분의 측방향 섹션의 단면도로서, 맞물림부가 공구 홀더와 맞물려 있고;
도 3은 도 1의 터렛의 일부분의 측방향 섹션의 단면도로서, 맞물림부가 공구 홀더로부터 맞물림 해제되어 있으며;
도 4는 2개의 전기 스핀들을 갖는 본 발명에 따른 터렛의 변형 실시 형태의 사시도이고;
도 5는 회전 원판형 헤드가 착탈된 상태로 도 4의 터렛의 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 공구 기계용 터렛은 참조 번호 100으로 확인된다.

터렛(100)은 적어도 하나의 회전 공구을 장착시키고 회전시켜 공구 기계 상에서 공작물의 처리를 가능하게 하도록 설계된다.

터렛(100)은 공구 기계에 의해 지지되는 적어도 고정 터렛 본체와, 터렛 본체(4)에 의해 회전 가능하게 지지되는 적어도 회전 드럼(5)을 포함한다.

회전 드럼(5)은 시트에 직교하고 시트로부터 나오는, 터렛 본체(4) 외측 둘레에서 도 1에 나타낸 축선 X-X 둘레에서 회전한다.

회전 드럼(5)은 그 외연부 둘레에 반경 방향으로 배치되는 복수 개의 공구 홀더(3)를 지지한다.

바꿔 말해서, 공구 홀더(3)는 회전 드럼(5)의 외주를 따라 배치된다.

각 공구 홀더(3) 아래에 회전 공구(4)가 장착된다.

적절한 공동 내에 위치 설정되는 전기 스핀들(2)이 고정 터렛 본체(4) 내에 적어도 존재한다.

전기 스핀들은 드릴링, 밀링, 블래딩(blading), 탭핑(tapping), 인그레이빙(engraving), 보어링(boring), 조절 및 회전의 작업을 위해 설계되는 전자-기계적 구성요소이다.

도 1에 더 잘 도시된 전기 스핀들(2)은 회전 드럼(5)의 회전 축선 X-X에 직교한 수직 축선 Y-Y 둘레에서 자체가 연장된다.

전기 스핀들(2)은 모터, 회전 운동을 공구(40)에 전달하는 회전 샤프트(39)를 제시한다.

회전 샤프트(39)는 모터에 결합되고, 모터에 대향하는 그 자유 말단과 대응하게 맞물림부(6)를 갖는다.

맞물림부(6)는 공구 홀더(3)의 대응하는 원추형 부분을 수용하기에 적절한 원추형 시트로서 자신을 제시한다.

이미 예상되는 바와 같이, 회전 드럼(5)은 회전 축선 X-X 둘레에 회전 가능하게 장착되어, 터렛 본체(4) 내부에 배치되는 전기 스핀들(2)의 맞물림부(6)와 정렬하게 공구 홀더(3) 및 이에 따라 그 공구(4)를 이동시키도록 회전된다.

이어서, 맞물림부(6)의 원추형 시트 내에는 공구 홀더(3)의 공구 차단 디바이스(48)가 수용되어, 공구 홀더(3)를 회전시키는 전기 스핀들(2)과 맞물리고 전기 스핀들(2) 때문에 이에 따라 회전 공구(40)를 전기 스핀들(2)과 맞물리게 한다.

공구 차단 디바이스(48)는 공구 홀더(3)를 통해 전기 스핀들(2)의 회전 샤프트(39)와 공구(40) 간에 직접적인 맞물림을 가능하게 한다. 바꿔 말해서, "직접적인 맞물림"이라는 용어는 본 발명에 따라 회전 샤프트(39)와 공구 홀더(3) 사이에 운동 트랜스미션의 기계적 그룹이 개재되지 않는다는 것을 의미한다. 달리 말해서, 전기 스핀들(2)의 회전 샤프트(39)의 말단부 또는 말단은 공구 홀더(3)의 회전 본체 내로 축방향으로 도입되어 자체를 그 실질적인 원추형 부분과 맞물리게 한다. 따라서, 맞물림부는 공구 홀더의 회전 축선과 일치하는 자신의 축선을 보인다. 첨부 도면에서, 전기 스핀들의 회전 샤프트와 공구 홀더(3) 간에 직접적인 기계적 맞물림은 제2 부재의 중앙 리세스 내에 제1 부재의 삽입에 의해 일어나지만, 상황은 이와 달리 역전될 수 있다.

그래도, 이는 전기 스핀들(2)과 공구 홀더(3) 사이에 간격이 존재하는 경우에 유발될 수 있는 각도 회전을 제거 가능하다.

본 발명에서 설명된 직접적인 맞물림을 통해, 회전 드럼(5) 상에 모든 공구들의 가공 영점은 항상 동일한데, 그 이유는 가공 단계 중에 각 공구 홀더가 전기 스핀들(2)의 회전 샤프트(39)와 직접 맞물리기 때문이다. 종래 기술에 대해 일어나는 것과 달리, 본 발명의 터렛 목적에서는, 토크력을 지지하도록 전기 스핀들의 샤프트가 베어링 상에 장착되는 것이다.

바꿔 말해서, 본 발명의 터렛 목적에서, 회전 드럼(5)은 단지 맞물림 준비가 된 공구 사인 위치를 전기 스핀들로 전달하도록만 사용된다. 이는 유리하게는 전기 스핀들(2)과 공구 홀더(3) 간에 커플링 정밀도를 개선하는 데에 기여한다.

본 발명의 다른 이점은, 공구 홀더와 일체형인 전기 스핀들의 샤프트에 의해, 공구의 회전이 제어 하에 있고, 즉 프로세스 하에 공구의 정확한 위치가 제어될 수 있다는 것이다. 인코더를 통해, 3도초(3 degree second) 까지의 각도 변위가 제어될 수 있다. 이 시스템에 의해, 스레딩(threading)이 이루어질 수 있다.

스핀들과 공구 홀더 간에 다양한 커플링 사이에 있는 간격을 갖는 배경 기술은 그렇게 하도록 허용되지 않는다.

더욱이, 유리하게는, 전기 스핀들의 회전 축소와 동축의 직접적인 맞물림은 본질적으로 강하고 또한 현저한 강도의 토크를 관리하게 한다.

사실상, 전기 스핀들(2)의 회전 샤프트(39) 내에서 봉(99)의 헤드 말단과 일체로 원통형 플라이어(50)가 마련되는 반면, 공구 홀더(3)의 대응하는 원추형 부분은 섹션 수축부(69)를 제시한다.

원통형 플라이어(50)에는 원주 방향으로 배치되고 축선 Y-Y의 방향으로 배향되는 복수 개의 절취부가 마련된다. 봉(99)의 헤드 말단은 그 외부 직경의 증가 또는 감소를 결정하기 위해 원통형 플라이어(50)에 관하여 전기 스핀들(2)의 상기 샤프트(39)의 축선 Y-Y를 따라 슬라이딩할 수 있다.

전기 스핀들(2)의 봉(99)의 헤드 말단은 원추형 외부면(51)과, 원추형 플라이어(50)의 대응하는 원추형 내부면을 보여준다.

봉(99)의 헤드 말단이 도 1 및 도 2에 도시된, 터렛의 외부를 향한 그 자신의 제1 상부 또는 연장 위치에 있을 때에, 원통형 플라이어(50)의 외부면(52)은 공구 홀더(3)를 전기 스핀들(2)의 샤프트(39)에 대해 봉쇄하는 섹션 수축부(69)와 맞물림으로써, 전기 스핀들의 샤프트를 공구 홀더(3)로부터 맞물림 해제할 수 있는 축선 Y-Y를 따른 왕복 슬라이딩을 불가능하게 한다. 이에 따라, 샤프트(39)는 공구 홀더(3)와 공구(40)를 회전시킬 수 있다.

이와 달리, 봉(99) 자체가 도 3에 도시된, 터렛의 내부를 향한 그 자신의 제2 하부 또는 후퇴 위치에 있을 때에, 원통형 플라이어(50)의 외부면(52)은 섹션 수축부(69)와 맞물리지 않는다. 이 상황에서, 원통형 플라이어(50)는, 예컨대 원통형 플라이어(50)의 외부면(52)의 직경을 결정하여 섹션 수축부(69)에 관한 통과를 허용하도록 전기 스핀들(2)의 샤프트에 관한 위치, 특히 봉(99)의 말단 중 하나와 관한 그 내부 원추형 표면에 있다. 이 방식에서, 전기 스핀들(2)의 샤프트(39)는 공구 홀더(3)에 관하여 맞물림 해제될 수 있다.

봉(99)은 전기 스핀들(2) 내에서 봉 자체에 관하여 위쪽에 위치 설정된 피스톤 실린더(18)에 의해 구동된다.

도 1 및 도 3에 도시된 가공 위치에서, 전기 스핀들(2)의 회전 샤프트(39)는 공구 홀더(3)와 맞물리고, 회전 샤프트의 회전은 이에 의해 유발되는 공구(40)의 회전을 결정한다.

전기 스핀들(2)은 터렛 본체(4) 및 회전 드럼(5)에 관하여 수직 방향으로, 즉 전기 스핀들(2) 자체의 축선 Y-Y에 의해 정해지는 수직 방향을 따라 병진할 수 있다.

상세하게는, 전기 스핀들(2)은, 공구 홀더(3)를 통해 전기 스핀들(2)에 의해 맞물린 공구(40)가 기계적 공작물에서 가공하는 가공 위치와, 전기 스핀들(2)이 회전 드럼(5)을 방해하지 않도록 상승되는 - 이어서, 회전 드럼은 공구 홀더(3) 및 이에 따라 회전 샤프트(39)와 커플링 위치에 있는 공구(40)를 자유롭게 회전시킴 - 공구 교체 위치 사이에서 회전 드럼(5)에 관하여 수직 방향으로 병진할 수 있다.

회전 샤프트(39)와 공구 홀더 사이의 커플링은 직접적이고, 즉 조인트 또는 체인 트랜스미션 등의 삽입이 없으며, 이는 유리하게는 회전 샤프트(39)와 공구 홀더 사이에서 더 높은 정밀도의 운동 전달을 얻게 한다. 더욱이, 유리하게는, 전기 스핀들의 샤프트(39)와 공구 홀더(3) 간에 직접적인 결합은 높은 회전 속도의 경우에도 가공 안전성을 보장하는뎅, 그 이유는 샤프트(39)의 말단부의 맞물림부가 중앙에 있고 실질적으로 원통형이며, 고속에서의 회전 중에 파괴될 수 있는, 축선 Y-Y를 따라 눈에 띌 정도로 연장된 부분이 보이지 않기 때문이다.

이 목적을 위해, 전기 스핀들(2)은 전기 스핀들(2)을 수직 병진으로 이동시키기에 적절한 공압 실린더(111)를 포함하는 병진 그룹을 보여준다.

이와 달리, 본 발명의 보호 범위로부터 벗어남이 없이 유압 실린더가 제공될 수 있다.

회전 드럼(5)은 드럼 자체에 대한 공구 홀더(3)의 복수 개의 봉쇄 요소(7)와, 공구 홀더(3)의 복수 개의 봉쇄 디바이스(8)를 포함한다.

고정 요소(7)는 공구 홀더(3)의 적어도 일부분을 수용하고 그 부분을 적절한 봉쇄 요소(8)에 의해 적소에 봉쇄된 상태로 유지하기에 적절한, 회전 드럼(5) 내에 장착된 플랜지로서 구현된다.

도 1, 도 2 및 도 3에 잘 도시된 각각의 봉쇄 요소(8)는 회전 드럼(5)의 고정 시트(76)의 측방향 블라인드 시트(77)에 위치 설정되고, 공구 홀더(3)와 맞물리는 적어도 하나의 맞물림 요소(12), 적어도 공구 홀더(3)와 맞물리도록 맞물림 요소(12)를 압박하는 적어도 하나의 탄성 요소(13), 및 탄성 요소(13)를 위한 적어도 하나의 카운터 요소(14)를 포함한다.

도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 바람직한 실시 형태에서, 탄성 요소(13)는, 공구 홀더(3)의 외부면 상에 구현되는 공동(78)에 대해 구(12')에 의해 나타내는, 맞물림 요소(12)를 압박하는 나선형 스프링에 의해 나타낸다.

카운터 요소(14)는 반경 방향 블라인드 시트(77)의 기저부에 의해 나타낸다.

각 공구 홀더(3)를 위해 적어도 2개의 봉쇄 요소(8)가 마련된다.

구(12')가 반경 방향 공동(78) 내에 맞물릴 때에, 공구 홀더(3)는 봉쇄된 상태로 유지되어 회전 드럼(5)과 일체화된다. 이 상황에서, 공구 홀더는 스핀들과 맞물리지 않는다. 공구 홀더(3)를 릴리스하기 위하여, 상기 공구 홀더(3)에 관해 맞물림 요소(12)의 해제 디바이스가 존재한다.

유리하게는, 해제 디바이스는 전기 스핀들(2)의 축선 Y-Y에 평행한 방향으로 상기 공구 홀더(3) 상에서 슬라이딩하도록 장착되는 원통형 콤파스(79)와, 전기 스핀들(2)과 일체형으로 되고, 회전 드럼(5)에 관한 전기 스핀들의 병진 후에, 전기 스핀들(2)의 축선 X-X에 평행한 방향으로 콤파스의 병진을 유발하도록 컴파스에 대해 정지하기에 적절한 원통형 부분(91)을 포함한다.

원통형 부분(91)이 콤파스(79)에 대해 정지하고 콤파스를 축선 Y-Y에 평행한 방향을 따라 하방으로 압박할 때에, 콤파스(79)는 다시 구(12')에 대해 정지되어 구를 반경 방향 공동(78)으로부터 제거하고 공구 홀더(3)를 회전 드럼(5)으로부터 릴리스시킨다.

이 지점에서, 스핀들은 내부 플라이어(50)를 통해 공구 홀더(3)를 봉쇄할 준비가 되어 있다.

봉쇄된 공구와 함께, 스핀들은 회전을 시작할 수 있다.

본 발명에 따른 공구 기계용 터렛(100)은 가장 적절한 공구(40)를 갖고 있는 공구 홀더(3)를 공구 블럭(48) 내에 삽입함으로써 여러 작업을 수행하기에 적절하다. 특히, 공구(40)는 고정 본체(4) 및 전기 스핀들(2)에 관해 회전 가능하게 장착되는 회전 드럼(5)을 통해 선택된다.

공구를 작동과 연속 작동 사이에서 교체하도록, 아래의 단계가 수행된다.

먼저, 공구 홀더(3)는, 봉(99)의 헤드 말단의 가벼운 하방 슬라이딩 때문에 전기 스핀들(2)의 맞물림부(6)로부터, 특히 공구 봉쇄 디바이스(48)로부터 맞물림 해제된다.

하방 슬라이딩하면, 봉(99)은, 예컨대 섹션 수축부(69)를 통한 통과 및 이에 따라 맞물림부(6)로부터 공구 홀더(3)의 맞물림 해제를 허용하도록 원통형 플라이어(50)의 외부 직경의 감소를 결정한다.

봉(99)의 하방 슬라이딩은 피스톤 실린더(18)에 의해 구동된다.

이어서, 전기 스핀들(2)은 원통형 부분(91)이 분리되고 더 이상 콤파스(79)에 대해 정지하지 않도록 상승되고, 이 운동은 대신에 피스톤 실린더(111)에 의해 구동된다.

이 점에서, 구(12')에 의해 나타내는 맞물림 요소(12)는 공구 홀더(3)와 맞물리고, 특히 구(12')는 스프링(13)을 통해 공구 홀더(3)의 반경 방향 공동(78)과 맞물린다.

이 점에서, 공압 실린더(111)의 구동은, 공구 홀더(3)와 전기 스핀들(2)의 부분의 간섭 없이, 예컨대 고정 본체(4)에 관하여 회전 드럼(5)의 자유 회전을 허용하도록 하는 위치에서 전기 스핀들의 상방 병진을 유발한다.

이어서, 회전 드럼(5)은 제2 공구 홀더(3)를 이동시키도록 회전되는데, 제2 공구 홀더는 처리에 사용될 제2 공구(40)와, 특히 전기 스핀들(2)의 맞물림부(6)와 정렬하는 공구 봉쇄 디바이스(48)를 수용한다.

제2 공구(40)와 맞물리도록, 피스톤 실린더(111)에 의한 공구 홀더(3)와 맞물림부(6)의 삽입까지 전기 스핀들(2)이 하강되어, 공구 봉쇄 디바이스(48)가 공구 홀더(3)를 봉쇄할 수 있다.

사전에, 피스톤 실린더(18)의 구동을 통한 전기 스핀들(2)의 하강이 봉(99)에 취해져, 원통형 플라이어(50)를 감소시킨다.

봉쇄를 위해, 피스톤 실린더(18)의 상승 중에 원통형 플라이어(50)에 의해 공구 홀더(3)가 구동된다. 이 방식으로, 전기 스핀들(2)의 샤프트(39)는 스프링(222)을 통해 공구(40)와 일체화된다.

본 발명에 따른 터렛(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 가공 위치에 있고, 공구(40)는 그 처리를 수행할 수 있는데, 처리의 말단에서 다른 프로세스가 요청되면, 전술한 프로세스가 반복되게 된다.

도 4 및 도 5에는 본 발명에 따른 공구 기계용 터렛(100)의 변형 실시 형태가 도시되어 있다.

터렛(100)은, 제2 전기 스핀들(2')과, 제2 전기 스핀들(2')에 의해 회전되기에 적절한 회전 공구(40')가 각각 마련된 복수 개의 제2 공구 홀더(3')를 구비한다는 점을 제외하고 도 1 내지 도 3의 터렛과 전체적으로 유사하다.

상세하게는, 도 4 및 도 5에 도시된 터렛(100)은 제1 전기 스핀들(2)의 축선 Y-Y에 직교하는 축선 X-X를 따라 병진하기에 적절한 제2 전기 스핀들(2')을 갖는다.

전기 스핀들(2')은 전용 모터와, 회전 운동을 공구(40')에 전달하는 회전 샤프트를 또한 갖는다.

회전 샤프트는 모터에 결합되고, 모터에 대향하는 말단인 자유 말단과 대응하게 맞물림부를 갖는다.

맞물림부는 또한 이 경우에 도 1 내지 도 3의 실시 형태에서와 같이 공구 홀더(3')의 대응하는 원추형 부분을 수용하기에 적절한 원추형 시트로서 도시되어 있다.

공구 홀더(3')는 터렛(100)의 회전 드럼(5)과 일체형인 회전 원판형 헤드(90) 상의 축선 Y-Y에 대해 동심인 원주를 따라 배치된다.

원판형 헤드(90)는 축선 X-X에 평행한 축선 둘레에서 회전되어 공구 홀더(3') 및 그 공구(40')를 전기 스핀들(2) 내에 배치된 전기 스핀들(2')의 맞물림부와 정렬하도록 이동시킬 수 있다.

또한, 이 경우에, 맞물림부의 원추형 시트에 공구 홀더(3')의 공구 봉쇄 디바이스가 맞물리도록 수용되고, 전기 스핀들(2') 덕분에 공구 홀더(3') 및 이에 따라 회전 공구(40')를 전기 스핀들(2')과 함께 회전시킨다.

공구 봉쇄 디바이스는 전기 스핀들(2')의 회전 샤프트와, 공구 홀더(3')를 통해 공구(40') 간에 맞물림을 허용한다.

바꿔 말해서, 전기 스핀들(2')의 회전 샤프트와 공구 홀더(3') 사이에는 트랜스미션의 기계적 그룹이 개재되지 않는다.

이 목적을 위해, 전기 스핀들(2)의 회전 샤프트의 원통형 플라이어(50)와 전체적으로 유사한 원통형 플라이어가 전기 스핀들(2')의 회전 샤프트 내측에서 봉의 헤드 말단과 일체형으로 마련된다.

원통형 플라이어가 맞물려 공구 홀더(3')를 봉쇄할 때에, 전기 스핀들(2')은 공구 홀더(3')와 공구(40')를 회전시킬 수 있다.

반대로, 내부 봉의 헤드 말단이 원통형 플라이어(50')를 맞물림 해제시킬 때에, 헤드 말단은, 예컨대 공구 홀더(3')에 대해 전기 스핀들(2')의 샤프트의 맞물림 해제를 결정하도록 하는, 전기 스핀들(2')의 샤프트에 관한 위치에 있다.

내부 봉은 터렛 본체(4) 내에 위치 설정되는 도면에 도시되지 않은 피스톤 실린더에 의해 구동된다.

가공 위치에서, 전기 스핀들(2')의 회전 샤프트는 공구 홀더(3')와 맞물리고, 그 회전은 이에 의해 이동되는 공구(40')의 회전을 결정한다.

전기 스핀들(2')은 터렛 본체(4) 및 회전 드럼(5)에 관하여 축선 X-X를 따라, 즉 전기 스핀들(2)의 축선 Y-Y에 직교하는 방향을 따라 수평 방향으로 병진할 수 있다.

상세하게는, 전기 스핀들(2')은, 전기 스핀들(2')에 의해 공구 홀더(3')를 통해 맞물린 공구(40')가 기계적 공작물에서 가공하는 가공 위치와, 회전 드럼(5)과 일체형인 원판형 헤드(90)를 방해하지 않도록 후방 위치에서 축선 X-X를 따라 전기 스핀들(2')이 변위되는 공구 교체 위치 사이에서 회전 드럼(5)에 관하여 축선 X-X를 따라 수평 방향으로 병진할 수 있고, 이어서 회전 드럼은 자유롭게 회전되어 공구 홀더(3') 및 이에 따라 공구(40')를 전기 스핀들(2')의 회전 샤프트와의 커플링 위치에 이동시킨다.

전기 스핀들(2')의 회전 샤프트와 공구 홀더(3') 간의 커플링은 직접적이고, 즉 트랜스미션의 개재가 없다.

이 목적을 위해, 전기 스핀들(2')은 전기 스핀들(2')을 수평 방향으로 병진시키기에 적절한 공압 또는 유압 실린더를 포함하는 병진 그룹을 갖는다.

회전 드럼(5)와 일체형인 회전 원판형 헤드(90)는 원판형 헤드 자체에 있는 공구 홀더(3')의 복수 개의 봉쇄 요소와, 공구 홀더(3')의 복수 개의 봉쇄 디바이스를 포함한다.

고정 요소와 봉쇄 디바이스는 전기 스핀들(2)만이 마련된 도 1 내지 도 3에 도시된 실시 형태에 대해 이미 설명된 고정 요소(7) 및 봉쇄 디바이스(8)와 전체적으로 동일하다.

구체적으로, 고정 수단은 공구 홀더(3')의 적어도 일부분을 수용하고 적절한 봉쇄 요소에 의해 적소에 봉쇄된 상태로 유지하기에 적합한 회전 원판형 헤드(90) 상에 장착되는 고정 플랜지(76')로 구현되는 고정 시트를 포함한다.

본 발명은 몇몇 실시 형태를 참조하여 설명되었다. 다양한 수정이 상세하게 설명된 실시 형태에 대해 행해질 수 있고, 아래의 청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 보호 범위 내에 있다.

Claims

공구 기계에서 공작물을 기계 가공하기 위해 적어도 하나의 회전 공구를 회전하도록 유지하게 되어 있는 공구 기계용 터렛(100)으로서, 상기 터렛(100)은,
- 상기 공구 기계에 의해 지지되는 적어도 터렛 본체(4);
- 상기 터렛 본체(4)에 의해 지지되고 적어도 2개의 공구 홀더(3)를 지지하는 적어도 회전 드럼(5)으로서, 상기 공구 본체 상에는 적어도 2개의 회전 공구(40)가 장착되고, 상기 회전 드럼(5)은 상기 터렛 본체(4) 둘레에서 회전하도록 외측에 장착되는 것인, 회전 드럼(5);
- 상기 터렛 본체(4) 내측의 리세스 내에 위치 설정되는 적어도 전기 스핀들(2)
을 포함하고, 상기 전기 스핀들(2)은 수직 축선 Y-Y 둘레에서 자체 연장되며,
- 상기 전기 스핀들(2)은, 모터, 상기 모터와 관련된 운동의 전달을 위한 회전 샤프트(39), 및 상기 공구 홀더(3)에 커플링하기에 적절한 맞물림부(6)를 포함하고,
- 각 공구 홀더(3)는 수직 축선을 따라 자체 연장되며,
- 상기 회전 드럼(5)은 각 공구 홀더(3)를 상기 맞물림부(6)와 정렬시키기 위해 회전하도록 상기 터렛 본체(4) 둘레에 회전 가능하게 장착되고,
상기 터렛은, 상기 회전 샤프트(39)의 맞물림 말단부가 상기 공구 홀더(3)와 직접 맞물리는 직접적인 물리적 커플링을 통해 상기 공구(40)가 상기 회전 샤프트(39)에 의해 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 공구 기계용 터렛.
제1항에 있어서, 상기 직접적인 축방향 맞물림은 상기 공구 홀더(3)의 중앙 리세스 또는 공동과 대응하게 일어나는 것인 공구 기계용 터렛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공구 홀더(3)와의 상기 회전 샤프트(39)의 상기 말단 맞물림부는 상기 공구 홀더(3)의 회전 축선과 일치하는 자신의 축선을 갖고, 상기 공구 홀더(3)와 상기 전기 스핀들의 상기 회전 샤프트 사이에 직접적인 동축 맞물림을 구현하는 것인 공구 기계용 터렛.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 직접적인 축방향 맞물림은 상기 회전 샤프트의 상기 말단 맞물림부가 상기 중앙 리세스 또는 공동 내에 착탈 가능하게 삽입되는 것을 특징으로 하는 공구 기계용 터렛.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 스핀들(2)을 축선 Y-Y를 따라 수직 방향으로 병진시키는 적어도 병진 그룹을 포함하고, 병진 그룹은 상기 공구 홀더(3)의 적어도 일부분이 상기 맞물림부(6)와 맞물리고 공구(40)의 회전을 허용하는 제1 가공 위치와 상기 공구 홀더(3)가 맞물림부(6)로부터 맞물림 해제되는 제2 공구 교체 위치 사이에 상기 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 기계용 터렛.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 드럼(5)은 그 자신의 원주를 따라 장착되고 일정 각도 이격되어 있는 복수 개의 공구 홀더(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 기계용 터렛.
제5항에 있어서, 상기 병진 그룹은 상기 전기 스핀들(2)을 축선 Y-Y를 따라 병진시키기에 적절한 적어도 실린더(111)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 기계용 터렛.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 드럼(5)은 상기 회전 드럼에 대한 상기 공구 홀더(3)의 복수 개의 봉쇄 요소(7)와, 상기 공구 홀더(3)의 복수 개의 봉쇄 디바이스(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 기계용 터렛.
제8항에 있어서, 각 봉쇄 요소(8)는, 상기 공구 홀더와의 적어도 맞물림 요소(12), 상기 맞물림 요소(12)를 상기 공구 홀더(3)와 맞물리도록 압박하는 적어도 탄성 요소(13), 상기 탄성 요소(13)를 위한 적어도 카운터 요소(14), 및 상기 공구 홀더(3)와 상기 맞물림 요소(12)의 맞물림의 릴리스 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 기계용 터렛.
제1항 또는 제9항에 있어서, 각 공구 홀더(3)는 상기 회전 샤프트(39)의 원통형 플라이어(50)를 수용하기에 적합한 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 기계용 터렛.
제5항에 있어서, 상기 터렛 본체(4) 내에 위치 설정되는 제1 및 제2 전기 스핀들(2, 2')을 포함하고,
상기 제1 전기 스핀들(2)은 수직 축선 Y-Y 둘레에서 자체 연장되며,
상기 제2 전기 스핀들(2')은 축선 Y-Y에 실질적으로 직교하는 축선 X-X 둘레에서 자체 연장되는 것을 특징으로 하는 공구 기계용 터렛.
제11항에 있어서, 회전 공구(40')가 장착되는 복수 개의 공구 홀더(3')를 포함하고, 상기 공구 홀더(3')는 헤드(90) 상에 장착되어 상기 축선 X-X 둘레에서 또는 축선 X-X에 평행한 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 공구 기계용 터렛.
제11항에 있어서, 상기 공구 홀더(3')의 적어도 일부분이 상기 맞물림부(6')와 맞물리고 상기 공구(40')의 회전을 허용하는 가공 위치와, 상기 공구 홀더(3')가 상기 맞물림부(6')로부터 맞물림 해제되는 공구 교체 위치 사이에서, 상기 제2 전기 스핀들(2')을 축선 X-X를 따라 또는 상기 축선 X-X에 평행한 방향을 따라 수평 방향으로 병진시키는 다른 병진 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 기계용 터렛.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 공구 기계용 터렛(100)의 공구 교체 방법으로서,
a)공구 홀더(3)를 전기 스핀들(2)의 맞물림부(6)로부터 릴리스하는 단계;
b)원통형 부분(91)이 공구 홀더(3)와의 접촉으로부터 빠져나오도록 상기 전기 스핀들(2)을 상승시키는 단계;
c)상기 맞물림 요소(12)를 상기 공구 홀더(3)와 맞물리게 하는 단계;
d)상기 공구 홀더(3)를 상기 맞물림부(6)로부터 빼낼 때까지 상기 전기 스핀들(2)을 상승시키는 이동을 계속하는 단계;
e)제2 공구 홀더(3)가 전기 스핀들의 상기 맞물림부(6)와 정렬하게 하도록 상기 회전 드럼(5)을 회전시키는 단계;
f)상기 공구 홀더(3)를 상기 맞물림부(6) 내에 적어도 부분적으로 삽입시킬 때까지 전기 스핀들(2)을 하강시키는 단계;
g)상기 공구 홀더(3)와 상기 맞물림 요소(12)를 맞물림 해제하는 단계;
h)상기 공구 홀더(3)를 맞물림부(6)에 맞물리게 하는 단계
를 포함하는 공구 기계용 터렛의 공구 교체 방법.