KR20160076187A

KR20160076187A - 공작기계

Info

Publication number: KR20160076187A
Application number: KR1020140186066A
Authority: KR
Inventors: 황용현
Original assignee: 두산공작기계 주식회사
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2016-06-30

Abstract

본 발명은, 상측에 길이방향을 따라 안내면이 배치되는 베드; 상기 베드 상측면에 배치되어 모재를 회전시키는 스핀들; 상기 안내면을 따라 이동 가능하게 배치되고, 모재를 고정하기 위한 심압대; 상기 심압대를 이동시키는 실린더부; 상기 심압대에 연결되는 와이어와, 상기 와이어를 지지하며 상기 심압대 이동에 따른 상기 와이어의 이동에 따라 회전하는 회전부와, 상기 몸체의 회전량을 감지하는 센서와, 상기 센서로부터 감지된 회전량을 전달받아 상기 심압대의 이동 거리를 계산하고 상기 실린더부를 제어하는 제어부를 포함하는 위치제어유닛;을 포함하는 공작기계를 제공한다.

Description

공작기계{MACHINE TOOL}

본 발명은 경제적이고 효과적으로 심압대의 위치제어를 할 수 있는 구조를 포함한 공작기계에 관한 것이다.

공작기계는 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재(이하 모재)를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하던가 또는 더욱 정밀한 가공을 추가할 목적으로 사용되는 기계를 말한다.

이러한 공작기계 중 NC 선반에는 비교적 긴 소재의 처짐을 방지하기 위해, 소재 말단을 고정하는 심압대를 구비하고 있다.

이러한 심압대는 다양한 소재의 말단을 고정하고 지지하기 위해 위치가 가변될 수 있으며, 이러한 심압대의 이동은 수동 타입과 자동 타입이 있다.

수동 타입은 심압대 몸체의 클램핑 볼트를 풀고 사람이 손으로 심압대를 밀거나 이송대에 연결하여 원하는 위치에 옮겨놓는 방식이며, 자동 타입은 서보모터와 볼스크류를 이용하거나 엔코더 등의 위치 피드백 시스템을 이용하여 위치를 제어한다.

이러한 종래의 심압대 이송 방식, 즉, 상기 수동 타입은 사람이 일일이 수작업을 해야하는 번거로움이 있으며, 자동 타입은 서보모터 또는 엔코더와 같은 부품이 고가인 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 자동 타입의 심압대를 포함하면서도 경제적, 기능적으로 우수한 공작기계를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 상측에 길이방향을 따라 안내면이 배치되는 베드; 상기 베드 상측면에 배치되어 모재를 회전시키는 스핀들; 상기 안내면을 따라 이동 가능하게 배치되고, 모재를 고정하기 위한 심압대; 상기 심압대를 이동시키는 실린더부; 상기 심압대에 연결되는 와이어와, 상기 와이어를 지지하며 상기 심압대 이동에 따른 상기 와이어의 이동에 따라 회전하는 회전부와, 상기 몸체의 회전량을 감지하는 센서와, 상기 센서로부터 감지된 회전량을 전달받아 상기 심압대의 이동 거리를 계산하고 상기 실린더부를 제어하는 제어부를 포함하는 위치제어유닛;을 포함하는 공작기계를 제공한다.

또한, 상기 실린더부는 상기 공작기계 외측으로 돌출되어 상기 심압대의 이동방향과 평행하게 배치될 수 있다.

또한, 상기 회전부는 상기 실린더의 일측에 고정되는 브라켓과, 상기 브라켓에 고정되어 회전하며 일면에 돌출되어 배치되는 다수 개의 도그를 포함하는 릴을 포함하며, 상기 와이어는 상기 릴에 일단이 연결되고 상기 심압대에 타단이 연결되며, 상기 센서는 상기 브라켓의 일측에 고정되어, 근접하는 상기 도그를 감지할 수 있다.

또한, 상기 릴은 상기 브라켓에 고정되는 샤프트부; 일면이 상기 샤프트부에 삽입되어 회전하는 바디; 상기 바디에 배치되며 일단이 상기 샤프트부에 고정되고, 타단이 상기 와이어에 연결되는 스파이럴 스프링; 및 상기 바디의 타면에 체결되며, 상기 도그가 삽입되는 다수 개의 삽입홀이 형성되는 커버;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 회전부는 상기 안내면의 일측에 고정되는 제1 브라켓과, 상기 안내면의 타측에 고정되는 제2 브라켓과, 상기 제1 브라켓에 고정되어 회전하며 일면에 돌출되어 배치되는 다수 개의 도그를 포함하는 제1 도르래와, 상기 제2 브라켓에 고정되어 회전하는 제2 도르래를 포함하며, 상기 와이어는 상기 심압대의 일측에 일단이 연결되고, 상기 심압대의 대향측에 타단이 연결되되 상기 제1 도르래와 제2 도르래에 가이드되며, 중간에는 상기 와이어의 장력 유지를 위한 스프링이 배치되며, 상기 센서는 상기 제1 브라켓의 일측에 고정되어, 근접하는 상기 도그를 감지할 수 있다.

본 발명은 심압대를 유압실린더로서 이동하며, 이러한 이동을 와이어가 연결된 심압대의 이동 거리를 근접센서와 상기 와이어의 이동으로써 회전하는 도그를 이용해 정확하게 파악하여 경제적이고 우수한 위치제어를 할 수 있는 공작기계를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 심압대 부분의 확대도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 위치제어부의 부분 확대도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 릴의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계의 부분 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치제어부의 측면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치제어부의 부분 확대도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명은 비교적 경제적으로 심압대의 이동거리를 감지하여, 상기 심압대의 이동을 정확하게 제어할 수 있는 공작기계를 구현하며, 이러한 기술적 사상은 도 1 내지 도 4에 의한 일실시예와, 도 5 내지 도 7에 의한 다른 실시예로써 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 심압대 부분의 확대도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 위치제어부의 부분 확대도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 릴의 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계(100)는 베드(110), 스핀들(120), 심압대(130), 실린더부(140) 및 위치제어유닛(150)을 포함할 수 있다.

상기 베드(110)는 상측에 길이방향을 따라 안내면(111)이 배치되며, 후술할 심압대(130) 또는 미도시된 방진구, 또는 이송대를 지지할 수 있다. 상기 베드(110)의 안내면(111)을 따라 후술할 심압대(130)가 이동될 수 있다.

상기 스핀들(120)은 상기 베드(110) 상측면에 배치되어 모재를 클램핑하는 척(121)을 포함하며, 상기 척(121)에 의해 고정된 모재를 회전시킬 수 있다. 이러한 스핀들(120)은 상기 베드(110)의 일측에 볼트 등으로 견고하게 고정 지지될 수 있다.

상기 심압대(130)는 상기 안내면(111)을 따라 이동 가능하게 배치되고, 모재를 고정할 수 있다. 구체적으로, 상기 심압대(130)는 후술할 실린더부(140)에 의해 상기 안내면(111)을 직선 운동할 수 있으며, 상기 척(121)에 의해 고정된 모재의 자유단의 회전축을 가압하여, 모재의 고정 및 회전시 동심축을 유지하게 한다.

상기 실린더부(140)는 상기 심압대(130)를 이동시키기 위해 배치되며, 유압실린더 또는 공압실린더 로써 구현될 수 있다. 이러한 실린더부(140)는 상기 공작기계(100) 외측으로 돌출되어 상기 심압대(130)의 이동방향과 평행하게, 즉, 안내면(111)의 중앙에 배치될 수 있다.

이러한 실린더부(140)는 후술할 제어부에 의해 제어될 수 있으므로, 후술할 제어부는 상기 실린더부(140)를 통해 상기 심압대(130)의 이동거리를 제어할 수 있다.

이러한 심압대(130)의 경제적이고 정확한 제어를 위해, 본 발명의 일실시예는 위치제어유닛(150)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 위치제어유닛(150)은 상기 심압대(130)에 연결되는 와이어(151)와, 상기 와이어(151)를 지지하며 상기 심압대(130) 이동에 따른 상기 와이어(151)의 이동에 따라 회전하는 회전부(152)와, 상기 몸체의 회전량을 감지하는 센서(153)와, 상기 센서(153)로부터 감지된 회전량을 전달받아 상기 심압대(130)의 이동 거리를 계산하고 상기 실린더부(140)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 회전부(152)는 상기 실린더의 일측에 고정되는 브라켓(152a)과, 상기 브라켓(152a)에 고정되어 회전하며 일면에 돌출되어 배치되는 다수 개의 도그(152c)를 포함하는 릴(152b)을 포함할 수 있다.

이러한 경우, 상기 와이어(151)는 상기 릴(152b)에 일단이 연결되고 상기 심압대(130)에 타단이 연결되며, 상기 센서(153)는 상기 브라켓(152a)에 고정되어 근접하는 상기 도그(152c)를 감지할 수 있다.

즉, 상기 실린더부(140)에 의해 상기 심압대(130)가 안내면(111)을 따라 이동하면, 상기 심압대(130)와 일측이 연결된 와이어(151)가 같이 이동되고, 상기 와이어(151)의 이동에 따라 상기 릴(152b)이 회전함으로써 상기 도그(152c)가 동회전하며, 상기 센서(153)는 이러한 도그(152c)를 센싱하여 상기 심압대(130)의 이동거리를 산출할 수 있는 것이다.

따라서, 상기 심압대(130)가 이동 전으로 돌아올 때 와이어(151) 또한, 제자리로 복귀하기 위해, 상기 릴(152b)은 상기 브라켓(152a)에 고정되는 샤프트부(152ba)와, 일면이 상기 샤프트부(152ba)에 삽입되어 회전하는 바디(152bb)와, 상기 바디(152bb)에 배치되며 일단이 상기 샤프트부(152ba)에 고정되고 타단이 상기 와이어(151)에 연결되는 스파이럴 스프링(152bc)과, 상기 바디(152bb)의 타면에 체결되며, 상기 도그(152c)가 삽입되는 다수 개의 삽입홀이 형성되는 커버(152bd)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 릴(152b)은 상기 샤프트부(152ba)에 삽입되는 부시(152be)와 상기 스파이럴 스프링(152bc)의 과도한 풀림을 방지하기 위한 스톱링(152bf)을 더 포함할 수 있다.

즉, 판스프링으로 형성되는 스파이럴 스프링(152bc)에 의해, 상기 심압대(130)가 복귀시 상기 와이어(151)의 풀림 또한 복귀될 수 있다.

또한, 상기 다수 개의 삽입홀은 도그(152c)의 갯수보다 많게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에서는 총 4개의 도그(152c)가 등간격으로 삽입되어 있으나, 삽입되는 도그(152c)의 갯수가 늘어날수록 상기 십압대의 이동 거리 감지는 더욱 정밀해질 수 있기 때문이다.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계(200)를 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계의 부분 사시도, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치제어부의 측면도이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치제어부의 부분 확대도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계(200)는 베드(210, 도 1의 110 참조), 스핀들(220, 도 1의 120 참조), 심압대(230), 실린더부(240) 및 위치제어유닛(250)을 포함할 수 있다.

여기서, 베드(210), 스핀들(220), 심압대(230) 및 실린더부(240)는 전술한 본 발명의 일실시예의 그것과 같으므로 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 다른 실시예 또한 심압대(230)의 경제적이고 정확한 제어를 위해, 위치제어유닛(250)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치제어유닛(250)은 상기 심압대(230)에 연결되는 와이어(251)와, 상기 와이어(251)를 지지하며 상기 심압대(230) 이동에 따른 상기 와이어(251)의 이동에 따라 회전하는 회전부(252)와, 상기 몸체의 회전량을 감지하는 센서(253)와, 상기 센서(253)로부터 감지된 회전량을 전달받아 상기 심압대(230)의 이동 거리를 계산하고 상기 실린더부(240)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 회전부(252)는 상기 안내면의 일측에 고정되는 제1 브라켓(252a)과, 상기 안내면의 타측에 고정되는 제2 브라켓(252b)과, 상기 제1 브라켓(252a)에 고정되어 회전하며 일면에 돌출되어 배치되는 다수 개의 도그(252c)를 포함하는 제1 도르래(252ab)와, 상기 제2 브라켓(252b)에 고정되어 회전하는 제2 도르래(252bb)를 포함할 수 있다.

이러한 경우, 상기 와이어(251)는 상기 심압대(230)의 일측에 일단이 연결되고, 상기 심압대(230)의 대향측에 타단이 연결되되 상기 제1 도르래(252ab)와 제2 도르래(252bb)에 가이드되며, 중간에는 상기 와이어(251)의 장력 유지를 위한 스프링(251a)이 배치되며, 상기 센서(253)는 상기 제1 브라켓(252a)에 고정되어, 근접하는 상기 도그(252c)를 감지할 수 있다.

즉, 상기 실린더부(240)에 의해 상기 심압대(230)가 안내면을 따라 이동하면, 상기 스프링(251a)에 의해 장력이 유지되고 있느 와이어(251)는 상기 심압대(230)와 같이 이동되고, 상기 와이어(251)의 이동에 따라 상기 제1 도르래(252ab)가 회전함으로써 상기 도그(252c)가 동회전하며, 상기 센서(253)는 이러한 도그(252c)를 센싱하여 상기 심압대(230)의 이동거리를 산출할 수 있는 것이다.

상기 심압대(230)가 이동 전, 후로 와이어(251) 또한 원활하게 이동하기 위해, 상기 와이어(251)는 중앙에 스프링(251a)을 포함하여, 장력을 유지할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예는 판스프링으로 형성되는 스파이럴 스프링(152bd)에 의해, 본 발명의 다른 실시예는 스프링(251a)에 의해 상기 와이어(151, 251)의 텐션을 유지할 수 있다.

또한, 상기 제1 도르래(252ab)의 일측면에는 상기 도그(252c)가 삽입되는 다수 개의 삽입홀이 형성될 수 있으며, 이러한 삽입홀은 상기 도그(252c)의 갯수보다 많게 형성될 수 있다.

이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.

100, 200: 공작기계 110, 210: 베드
120, 220: 스핀들 130, 230: 심압대
140, 240: 실린더부 150, 250: 위치제어유닛
151, 251: 와이어 152, 252: 회전부
153, 253: 센서

Claims

상측에 길이방향을 따라 안내면이 배치되는 베드;
상기 베드 상측면에 배치되어 모재를 회전시키는 스핀들;
상기 안내면을 따라 이동 가능하게 배치되고, 모재를 고정하기 위한 심압대;
상기 심압대를 이동시키는 실린더부;
상기 심압대에 연결되는 와이어와, 상기 와이어를 지지하며 상기 심압대 이동에 따른 상기 와이어의 이동에 따라 회전하는 회전부와, 상기 몸체의 회전량을 감지하는 센서와, 상기 센서로부터 감지된 회전량을 전달받아 상기 심압대의 이동 거리를 계산하고 상기 실린더부를 제어하는 제어부를 포함하는 위치제어유닛;을 포함하는 공작기계.
제1항에 있어서,
상기 실린더부는 상기 공작기계 외측으로 돌출되어 상기 심압대의 이동방향과 평행하게 배치되는 공작기계.
제1항에 있어서,
상기 회전부는 상기 실린더의 일측에 고정되는 브라켓과, 상기 브라켓에 고정되어 회전하며 일면에 돌출되어 배치되는 다수 개의 도그를 포함하는 릴을 포함하며,
상기 와이어는 상기 릴에 일단이 연결되고 상기 심압대에 타단이 연결되며,
상기 센서는 상기 브라켓의 일측에 고정되어, 근접하는 상기 도그를 감지하는 공작기계.
제3항에 있어서,
상기 릴은,
상기 브라켓에 고정되는 샤프트부;
일면이 상기 샤프트부에 삽입되어 회전하는 바디;
상기 바디에 배치되며 일단이 상기 샤프트부에 고정되고, 타단이 상기 와이어에 연결되는 스파이럴 스프링; 및
상기 바디의 타면에 체결되며, 상기 도그가 삽입되는 다수 개의 삽입홀이 형성되는 커버;를 포함하는 공작기계.
제1항에 있어서,
상기 회전부는 상기 안내면의 일측에 고정되는 제1 브라켓과, 상기 안내면의 타측에 고정되는 제2 브라켓과, 상기 제1 브라켓에 고정되어 회전하며 일면에 돌출되어 배치되는 다수 개의 도그를 포함하는 제1 도르래와, 상기 제2 브라켓에 고정되어 회전하는 제2 도르래를 포함하며,
상기 와이어는 상기 심압대의 일측에 일단이 연결되고, 상기 심압대의 대향측에 타단이 연결되되 상기 제1 도르래와 제2 도르래에 가이드되며, 중간에는 상기 와이어의 장력 유지를 위한 스프링이 배치되며,
상기 센서는 상기 제1 브라켓의 일측에 고정되어, 근접하는 상기 도그를 감지하는 공작기계.