KR20180003254A - 터닝 센터의 공구대 장치 - Google Patents

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Abstract

터닝 센터의 공구대 장치는 베드 상에서 제1 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 새들, 상기 새들 상에서 상기 제1 방향에 대하여 직교하는 제2 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 제1 슬라이드, 상기 제1 슬라이드 상에서 상기 제1 및 제2 방향들에 대하여 직교하는 제3 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 제2 슬라이드, 상기 제2 슬라이드의 일측에 설치되어 상기 제1 슬라이드 상부에서 상기 제2 슬라이드와 함께 이동 가능하고, 복수개의 공구들을 장착하기 위한 공구대, 및 상기 제1 슬라이드에 설치되고 상기 공구대가 상기 제1 슬라이드 상부의 기 설정된 높이에 있을 때 전진 이동하여 상기 공구대의 적어도 하나의 측면을 압착 지지하도록 전후진 이동 가능한 적어도 하나의 지지 샤프트를 구비하는 공구대 지지 유닛을 포함한다.

Description

터닝 센터의 공구대 장치{TOOL DEVICE FOR TURNING CENTER}
본 발명은 터닝 센터의 공구대 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 복수 개의 공구들이 장착되는 공구대를 갖는 Y축 터닝 센터에 관한 것이다.
일반적으로, 공작 기계는 터닝 센터와 머시닝 센터로 구분할 수 있다. 상기 터닝 센터는 회전되는 공작물을 공구를 이용해서 가공할 수 있다. 상기 터닝 센터는 복수 개의 공구들을 장착하고 가공 과정에서 필요한 공구를 인덱싱하는 터렛 공구대를 포함할 수 있다.
특히, Y축 터닝 센터에서 상기 터렛 공구대는 X축 슬라이더 상에서 컬럼을 따라 수직 방향으로 이동하며, 상기 컬럼으로부터 외팔보 형태로 매달인 구조를 가질 수 있다. 이러한 구조적 취약성으로 인해, 강력 절삭이나 난삭재 절삭 가공시 채터링이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 과제는 Y축 터닝 센터에서 축 강성을 향상시킬 수 있는 공구대 장치를 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 터닝 센터의 공구대 장치는 베드 상에서 제1 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 새들, 상기 새들 상에서 상기 제1 방향에 대하여 직교하는 제2 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 제1 슬라이드, 상기 제1 슬라이드 상에서 상기 제1 및 제2 방향들에 대하여 직교하는 제3 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 제2 슬라이드, 상기 제2 슬라이드의 일측에 설치되어 상기 제1 슬라이드 상부에서 상기 제2 슬라이드와 함께 이동 가능하고 복수개의 공구들을 장착하기 위한 공구대, 및 상기 제1 슬라이드에 설치되고 상기 공구대가 상기 제1 슬라이드 상부의 기 설정된 높이에 있을 때 전진 이동하여 상기 공구대의 적어도 하나의 측면을 압착 지지하도록 전후진 이동 가능한 적어도 하나의 지지 샤프트를 구비하는 공구대 지지 유닛을 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공구대 지지 유닛은 상기 공구대 하부에서 상기 제1 슬라이드에 고정되는 지지 브라켓, 상기 지지 브라켓에 상기 제2 방향으로 전후진 이동 가능하도록 설치되어 상기 공구대의 제1 측면을 압착 지지하는 제1 지지 샤프트, 및 상기 지지 브라켓에 상기 제3 방향으로 전후진 이동 가능하도록 설치되어 상기 공구대의 제2 측면을 압착 지지하는 제2 지지 샤프트를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공구대 지지 유닛은 상기 지지 브라켓에 각각 설치되며 상기 제1 지지 샤프트를 전후진 구동시키기 위한 제1 구동 실린더 및 상기 제2 지지 샤프트를 전후진 구동시키기 위한 제2 구동 실린더를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 지지 브라켓에는 상기 제1 및 제2 구동 실린더들에 유압을 제공하기 위한 유압 라인들이 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공구대 지지 유닛은 상기 공구대의 측면에 구비되며 상기 지지 샤프트의 일단부를 클램핑하기 위한 맞물림 부재를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 맞물림 부재는 상기 지지 샤프트의 일단부를 수용하여 클램핑하기 위한 리세스부를 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 리세스부는 상기 제1 슬라이드에 대한 상기 제2 슬라이드의 상대 이동 거리만큼 상기 제3 방향으로 연장할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 베드는 수평면에 대하여 경사진 상부면을 갖고 상기 새들은 상기 베드의 상부면 상에서 슬라이딩 이동 가능하도록 설치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공구대는 상기 복수 개의 공구들이 장착되는 터렛 헤드 및 상기 제2 슬라이드에 고정 설치되고 상기 터렛 헤드를 회전 가능하도록 지지하는 터렛 구동부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 지지 샤프트는 상기 터렛 구동부의 측면 또는 하부면을 압착 지지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, Y축 터닝 센터는 Y 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 외팔보 구조의 공구대를 지지하기 위한 공구대 지지 유닛을 포함할 수 있다. 상기 공구대 지지 유닛은 상기 공구대 하부의 공간에 배치되어 유압 실린더로 작동하는 유압식 고정구로서의 지지 샤프트를 포함할 수 있다. 상기 공구대 지지 유닛의 상기 지지 샤프트는 상기 공구대가 기 설정된 높이에서 특정한 절삭 가공을 수행할 때 전진 이동하여 상기 공구대를 압착 지지할 수 있다.
이에 따라, 상기 직교형 Y축 터닝 센터의 구조적인 약점을 보완할 수 있다. 특히, 강력 절삭 및 난삭재 절삭과 같이 축에 부하가 많이 발생하는 가공 시, Y축 이송대를 견고히 고정하여 채터링을 방지함으로써 가공성을 향상시킬 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 터닝 센터를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 공구대 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 공구대 장치를 나타내는 측면도이다.
도 4는 도 3의 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 4의 제1 맞물림 부재를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 3의 B-B' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 도 2의 공구대 장치의 유압 라인들을 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 1의 공구대 장치가 공구대 지지 유닛에 의해 지지되는 상태를 나타내는 측면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
즉, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 터닝 센터를 나타내는 사시도이다.도 2는 도 1의 공구대 장치를 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 공구대 장치를 나타내는 측면도이다. 도 4는 도 3의 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이다. 도 5는 도 4의 제1 맞물림 부재를 나타내는 사시도이다. 도 6은 도 3의 B-B' 라인을 따라 절단한 단면도이다. 도 7은 도 2의 공구대 장치의 유압 라인들을 나타내는 사시도이다. 도 8은 도 1의 공구대 장치가 공구대 지지 유닛에 의해 지지되는 상태를 나타내는 측면도이다. 상기 도면들 상에서 화살표로 표시된 방향 및 이의 반대 방향은 모두 동일한 방향으로 간주한다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 터닝 센터(10)는 베드(20) 상에서 공작물을 클램핑하는 주축대(30) 및 상기 공작물을 가공하기 위하여 공구를 베드(20) 상에서 제1 방향(Z 방향) 및 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향(X 방향)과 제3 방향(Y 방향)으로 이송시키는 공구대 장치(100)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 터닝 센터(10)는 Y축이 부가된 직교형 Y축 터닝 센터일 수 있다. 여기서, Z 방향은 베드(20)의 길이 방향이고, X 방향은 Z 방향과 직교하며 상기 공구를 상기 공작물을 향하여 이송시키는 방향이고, Y 방향은 Z 방향 및 X 방향에 직교하는 방향일 수 있다.
베드(20)는 가공 시 발행하는 칩의 원활한 배출을 위하여 수평면에 대하여 경사진 상부면(22)을 가질 수 있다. 공구대 장치(100)는 베드(20)의 상부면(22) 상에서 Z 방향을 슬라이딩 이동 가능하도록 설치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 터닝 센터(10)의 공구대 장치(100)는 새들(110), 제1 슬라이드(120), 제2 슬라이드(130), 공구대(140) 및 공구대 지지 유닛(200)을 포함할 수 있다.
새들(110)은 베드(20)의 경사면(22) 상에서 상기 제1 방향(Z 방향)으로 슬라이딩 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 따라서, 새들(110)은 수평면 상에서 경사진 상태에서 슬라이딩 이동할 수 있다.
제1 슬라이드(120)는 새들(110) 상에서 상기 제1 방향에 대하여 직교하는 상기 제2 방향(X 방향)으로 슬라이딩 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 새들(110)의 상부면에는 제1 이송 가이드(112)가 형성되고, 제1 슬라이드(120)는 제1 이송 가이드(112)를 따라 상기 제2 방향(X 방향)을 따라 이동할 수 있다. 따라서, 제1 슬라이드(120)는 수평면 상에서 경사진 상태에서 슬라이딩 이동할 수 있다.
제2 슬라이드(130)는 제1 슬라이드(120) 상에서 수직하게 설치된 컬럼(122)을 따라 상기 제1 및 제2 방향들에 대하여 직교하는 상기 제3 방향(Y 방향)으로 슬라이딩 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 컬럼(122)은, 작업자가 보았을 때, 제1 슬라이드(120)의 후방측에 위치할 수 있다. 컬럼(122)은 제1 슬라이드(120)의 후단에서 제1 슬라이드(120)로부터 수직하게 연장할 수 있다. 컬럼(122)의 일측면에는 제2 이송 가이드(124)가 형성되고, 제2 슬라이드(130)는 컬럼(122)의 제2 이송 가이드(124)를 따라 상기 제3 방향(Y 방향)을 따라 이동할 수 있다.
상기 제1 및 제2 슬라이드들은 리니어 가이드에 의해 슬라이딩 이동 가능하지만, 이에 제한되지는 않고, 볼 스크류 등과 같은 다양한 이송 메커니즘에 의해 슬라이딩 이동 가능하도록 설치될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
공구대(140)는 제2 슬라이드(130)의 일측에 고정되고 제1 슬라이드(120) 상부에서 제2 슬라이드(130)와 함께 상기 제3 방향(Y 방향)을 따라 이동할 수 있다. 공구대(140)는 제2 슬라이드(130)에 고정 설치되는 터렛 구동부(142) 및 터렛 구동부(142)에 의해 회전 가능하도록 지지되는 터렛 헤드(144)를 포함할 수 있다. 터렛 헤드(144)는 둘레를 따라 복수 개의 공구 홀더들(146)을 구비하고, 공구 홀더들(146)는 공작물을 가공하기 위한 다양한 공구들이 장착될 수 있다. 터렛 구동부(142)는 터렛 헤드(144)를 회전시켜 복수 개의 공구들 중에서 선택된 공구를 인덱싱할 수 있다. 터렛 구동부(142)는 유압 모터, 서보 모터 등을 포함할 수 있다.
터렛 구동부(142)의 제1 측부는 제2 슬라이드(130)의 일측면 상에 고정되고, 터렛 헤드(144)는 터렛 구동부(142)의 전방 측부에 배치될 수 있다. 터렛 구동부(142)의 상기 제1 측부는 상기 제2 방향(X 방향)을 향하도록 배치되고, 터렛 구동부(142)의 상기 전방 측부는 상기 제 1 방향(Z 방향)을 향하도록 배치될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 공구대(140)는 컬럼(122) 상에서 매달린 외팔보 형상을 가질 수 있다. 공구대(140)는 컬럼(122) 상에서 정해진 왕복 위치에서 슬라이딩 이동할 때, 터렛 구동부(142)의 하부면은 제1 슬라이드(120)의 상부면으로부터 이격되어 공구대(140)와 제1 슬라이드(120) 사이에 이격 공간이 존재할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 공구대 지지 유닛(200)은 공구대(140)가 제1 슬라이드(120) 상부의 기 설정된 높이에 있을 때 전진 이동하여 공구대(140)의 적어도 하나의 측면을 압착 지지하도록 전후진 이동 가능한 적어도 하나의 지지 샤프트(220, 230)를 구비할 수 있다. 공구대 지지 유닛(200)은 공구대(140) 하부에서 제1 슬라이드(120)에 고정되는 지지 브라켓(210), 지지 브라켓(210)에 상기 제2 방향(X 방향)으로 전후진 이동 가능하도록 설치되어 공구대(140)의 제1 측면(143a), 즉, 외측면을 압착 지지하는 제1 지지 샤프트(220), 및 지지 브라켓(210)에 상기 제3 방향으로 전후진 이동 가능하도록 설치되어 상기 공구대의 제2 측면(143b), 즉, 하부면을 압착 지지하는 제2 지지 샤프트(230)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 공구대 지지 유닛(200)은 제2 슬라이드(130)에 반대하는 공구대(140)의 제1 측면(143a)을 압착 지지하기 위한 제1 지지 샤프트(220)를 갖는 제1 압착 지지부, 및 제1 슬라이드(120)를 향하는 공구대(140)의 제2 측면(143b)을 압착 지지하기 위한 제2 지지 샤프트(230)를 갖는 제2 압착 지지부를 포함할 수 있다. 지지 브라켓(210)은 'L'자 형상을 가질 수 있다. 지지 브라켓(210)은 수직 방향(상기 제3 방향)으로 연장하는 수직 브라켓부(212) 및 수평 방향(상기 제2 방향)으로 연장하는 수평 브라켓부(214)를 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 압착 지지부는 수직 브라켓부(212), 공구대(140)의 제1 측면(143a)을 향하는 수직 브라켓부(212)의 제1 면에 구비되며 제1 지지 샤프트(220)를 상기 제2 방향으로 전후진 구동시키기 위한 제1 구동 실린더(222), 및 제1 구동 실린더(222) 내에 전후진 가능하도록 수용되며 공구대(140)의 제1 측면(143a), 즉, 터렛 구동부(142)의 외측면을 압착 지지하는 제1 지지 샤프트(220)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 공구대 지지 유닛(200)는 공구대(140)의 제1 측면(143a)에 구비되며 제1 지지 샤프트(220)의 일단부를 클램핑하기 위한 제1 맞물림 부재(242)를 더 포함할 수 있다.
제1 맞물림 부재(242)는 제1 지지 샤프트(220)의 일단부를 수용하여 클램핑하기 위한 제1 리세스부(243)를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 지지 샤프트(220)의 일단부는 쐐기 형상을 갖고, 제1 리세스부(243)는 쐐기 형상의 홈을 가질 수 있다. 제1 맞물림 부재(242)는 쐐기 형상의 부시(bush)를 포함할 수 있다. 따라서, 쐐기 형상의 제1 지지 샤프트(220)가 전진하여 제1 맞물림 부재(242)와 맞물리면 쐐기의 경사각으로 인해 제1 지지 샤프트(220)의 축방향에 교차하는 방향으로 분력이 발생하여 서로 견고히 고정됨으로써, 공구대(130)와 제1 슬라이드(120)가 지지 브라켓(210)에 의해 서로 견고히 고정될 수 있다.
또한, 제1 리세스부(243)는 제1 슬라이드(120)에 대한 제2 슬라이드(130)의 상대 이동 거리, 즉, 공구대(140)의 Y축 스트로크의 전체 또는 일부만큼 상기 제3 방향으로 연장할 수 있다. 이에 따라, 공구대(140)가 제1 슬라이드(120) 상부의 왕복 범위 내에서 공작물을 가공할 때, 제1 리세스부(243)가 형성된 위치에서 제1 지지 샤프트(220)가 공구대(140)를 압착 지지할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2 압착 지지부는 수평 브라켓부(214), 공구대(140)의 제2 측면(143b)을 향하는 수평 브라켓부(214)의 제2 면에 구비되며 제2 지지 샤프트(230)를 상기 제3 방향으로 전후진 구동시키기 위한 제2 구동 실린더(232), 및 제2 구동 실린더(232) 내에 전후진 가능하도록 수용되며 공구대(140)의 제2 측면(143b), 즉, 터렛 구동부(142)의 하부면을 압착 지지하는 제2 지지 샤프트(230)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 공구대 지지 유닛(200)는 공구대(140)의 제2 측면(143b)에 구비되며 제2 지지 샤프트(230)의 일단부를 클램핑하기 위한 제2 맞물림 부재(244)를 더 포함할 수 있다.
제2 맞물림 부재(244)는 제2 지지 샤프트(230)의 일단부를 수용하여 클램핑하기 위한 제2 리세스부(245)를 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 지지 샤프트(230)의 일단부는 핀 형상을 갖고, 제2 리세스부(245)는 테이퍼진 형상의 홈을 가질 수 있다. 제2 맞물림 부재(244)는 핀 형상의 부시(bush)를 포함할 수 있다. 따라서, 핀 형상의 제2 지지 샤프트(230)가 전진하여 제2 맞물림 부재(244)와 맞물려 고정되면 공구대(130)와 제1 슬라이드(120)가 지지 브라켓(210)에 의해 서로 견고히 고정될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 클램핑을 위한 유압이 제1 슬라이드(120)의 제1 공통 유압라인(126a) 및 지지 브라켓(210)의 제1 유압라인(216a)을 통해 제1 구동 실린더(222)에 공급되면, 제1 지지 샤프트(220)는 전진 이동할 수 있다. 언클램핑을 위한 유압이 제1 슬라이드(120)의 제2 공통 유압라인(126b) 및 지지 브라켓(210)의 제2 유압라인(216b)을 통해 제1 구동 실린더(222)에 공급되면, 제1 지지 샤프트(220)는 후진 이동할 수 있다. 예를 들면, 제1 지지 샤프트(220)는 제1 구동 실린더(222) 내에서 약 10mm의 스트로크(S1)로 전후진 이동하여 클램프/언클램프 동작을 수행할 수 있다.
클램핑을 위한 유압이 제1 슬라이드(120)의 제1 공통 유압라인(126a) 및 지지 브라켓(210)의 제3 유압라인(218a)을 통해 제2 구동 실린더(232)에 공급되면, 제2 지지 샤프트(230)는 전진 이동할 수 있다. 언클램핑을 위한 유압이 제1 슬라이드(120)의 제2 공통 유압라인(126b) 및 지지 브라켓(210)의 제4 유압라인(218b)을 통해 제2 구동 실린더(232)에 공급되면, 제2 지지 샤프트(230)는 후진 이동할 수 있다. 예를 들면, 제2 지지 샤프트(230)는 제2 구동 실린더(232) 내에서 약 76mm의 스트로크(S2)로 전후진 이동하여 클램프/언클램프 동작을 수행할 수 있다.
여기서, 지지 브라켓(210)의 제1 및 제3 유압라인들(216a, 218a)은 제1 슬라이드(120)의 제1 공통 유압라인(126a)로부터 분기되고, 지지 브라켓(210)의 제2 및 제4 유압라인들(216b, 218b)는 제1 슬라이드(120)의 제2 공통 유압라인(126b)로부터 분기될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 클램핑 또는 언클램핑 유압이 제1 및 제2 구동 실린더들(222, 232)에 동시에 공급되어 제1 및 제2 지지 샤프트들(220, 230)이 동시에 이동할 수 있다. 이와 다르게, 클램핑 또는 언클램핑 유압이 제1 및 제2 구동 실린더들(222, 232)에 독립적으로 공급되어 제1 및 제2 지지 샤프트들(220, 230)이 서로 독립적으로 이동할 수 있다. 공구대(140)의 하중 및 가공 부하 정도를 고려하여 제1 및 제2 구동 실린더들(222, 232) 중 어느 하나만 선택하여 작동할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 공구대 지지 유닛(200)의 제1 및 제2 지지 샤프트들(220, 230)은 공구대(140)가 제1 슬라이드(120) 상부의 기 설정된 높이(H)에 있을 때 전진 이동하여 공구대(140)를 압착 지지할 수 있다. 기설정된 높이(H)는 강력절삭 또는 난삭재 절삭과 같이 축에 부하가 많이 발생하는 가공이 수행될 때의 높이로 설정될 수 있다.
상술한 바와 같이, Y축 터닝 센터(10)는 Y 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 외팔보 구조의 공구대(140)를 지지하기 위한 공구대 지지 유닛(200)을 포함할 수 있다. 공구대 지지 유닛(200)은 공구대(140) 하부의 공간에 배치되어 유압 실린더로 작동하는 지지 샤프트(220, 230)를 포함할 수 있다. 공구대 지지 유닛(200)의 지지 샤프트(220, 230)는 공구대(140)가 기 설정된 높이에서 특정한 절삭 가공을 수행할 때 전진 이동하여 공구대(140)를 압착 지지할 수 있다.
이에 따라, 직교형 Y축 터닝 센터의 구조적인 약점을 보완할 수 있다. 특히, 강력 절삭 및 난삭재 절삭과 같이 축에 부하가 많이 발생하는 가공 시, Y축 이송대를 견고히 고정하여 채터링을 방지함으로써 가공성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 도 1의 터닝 센터를 이용하여 공작물을 가공하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 먼저, 공작물을 주축대(30)에 클램핑시킨 후, 베드(20) 상에서 공구대(130)를 Z 방향 및 X 방향으로 상기 공작물을 향하여 이송시킨다.
예시적인 실시예들에 있어서, 공구대(130)는 새들(110), 제1 슬라이드(120) 및 제2 슬라이드(130)에 의해 Z 방향, X 방향 및 Y 방향의 3방향으로 이동할 수 있다.
이어서, 공구대(130)를 Y 방향으로 이동시켜 기 설정된 높이(H)에 위치시킨 후, 공구대 지지 유닛(200)의 적어도 하나의 지지 샤프트(220, 230)를 전진 이동하여 공구대(130)의 적어도 하나의 측면을 압착 지지할 수 있다.
예를 들면, 강력 절삭과 같은 절삭 가공을 수행하기 위하여 공구대(130)가 원점 위치에 있을 때, 클램핑을 위한 유압을 제1 및 제2 구동 실린들더(222, 232)에 공급하여 제1 및 제2 지지 샤프트들(220, 230)을 전진 이동시킬 수 있다. 제1 및 제2 지지 샤프트들(220, 230)이 전진하여 제1 및 제2 맞물림 부재들(242, 244)와 맞물리면 공구대(130)와 제1 슬라이드(120)가 지지 브라켓(210)에 의해 서로 견고히 고정될 수 있다.
이후, 상기 절삭 가공이 완료되면, 상기 지지 샤프트를 후진 이동시킨 후, 이후의 가공을 위하여 공구대(130)를 이동시킬 수 있다.
예를 들면, 언클램핑을 위한 유압을 제1 및 제2 구동 실린들더(222, 232)에 공급하여 제1 및 제2 지지 샤프트들(220, 230)을 후진 이동시킬 수 있다. 제1 및 제2 지지 샤프트들(220, 230)이 후진하면 제1 및 제2 지지 샤프트들(220, 230)은 공구대(140)로부터 이격될 수 있다.
터렛 헤드(144)에 장착된 공구를 이용하여 일정 높이에서 공작물을 가공할 때, 공구대 지지 유닛(200)은 공구대(140)를 클램핑하여 안정적으로 지지할 수 있다. 공구대(140)의 적어도 일측면이 지지 브라켓(210)에 설치된 제1 및 제2 지지 샤프트들(220, 230)에 의해 견고히 지지되므로, 강력 절삭 또는 난삭재 절삭 가공을 수행하더라도 미세 진동에 의한 채터링 발생을 억제할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 터닝 센터 20: 베드
30: 주축대 40: 심압대
100: 공구대 장치 110: 새들
112: 제1 이송 가이드 120: 제1 슬라이드
122: 컬럼 124: 제2 이송 가이드
126a: 제1 공통 유압라인 126b: 제2 공통 유압라인
130: 제2 슬라이드 140: 공구대
142: 터렛 구동부 144: 터렛 헤드
146: 공구 홀더 200: 공구대 지지 유닛
210: 지지 브라켓 212: 수직 브라켓부
214: 수평 브라켓부 216a: 제1 공토 유압라인
216b: 제2 공통 유압라인 218a: 제3 유압라인
218b: 제4 유압라인 220: 제1 지지 샤프트
222: 제1 구동 실린더 230: 제2 지지 샤프트
232: 제2 구동 실린더 242: 제1 맞물림 부재
243: 제1 리세스부 244: 제2 맞물림 부재
245: 제2 리세스부

Claims (10)

  1. 베드 상에서 제1 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 새들(saddle);
    상기 새들 상에서 상기 제1 방향에 대하여 직교하는 제2 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 제1 슬라이드;
    상기 제1 슬라이드 상에서 상기 제1 및 제2 방향들에 대하여 직교하는 제3 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 제2 슬라이드;
    상기 제2 슬라이드의 일측에 설치되어 상기 제1 슬라이드 상부에서 상기 제2 슬라이드와 함께 이동 가능하고, 복수 개의 공구들을 장착하기 위한 공구대; 및
    상기 제1 슬라이드에 설치되고, 상기 공구대가 상기 제1 슬라이드 상부의 기 설정된 높이에 있을 때 전진 이동하여 상기 공구대의 적어도 하나의 측면을 압착 지지하도록 전후진 이동 가능한 적어도 하나의 지지 샤프트를 구비하는 공구대 지지 유닛을 포함하는 터닝 센터의 공구대 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공구대 지지 유닛은
    상기 공구대 하부에서 상기 제1 슬라이드에 고정되는 지지 브라켓;
    상기 지지 브라켓에 상기 제2 방향으로 전후진 이동 가능하도록 설치되어 상기 공구대의 제1 측면을 압착 지지하는 제1 지지 샤프트; 및
    상기 지지 브라켓에 상기 제3 방향으로 전후진 이동 가능하도록 설치되어 상기 공구대의 제2 측면을 압착 지지하는 제2 지지 샤프트를 포함하는 터닝 센터의 공구대 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 공구대 지지 유닛은 상기 지지 브라켓에 각각 설치되며 상기 제1 지지 샤프트를 전후진 구동시키기 위한 제1 구동 실린더 및 상기 제2 지지 샤프트를 전후진 구동시키기 위한 제2 구동 실린더를 포함하는 터닝 센터의 공구대 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 지지 브라켓에는 상기 제1 및 제2 구동 실린더들에 유압을 제공하기 위한 유압 라인들이 형성되는 터닝 센터의 공구대 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 공구대 지지 유닛은 상기 공구대의 측면에 구비되며 상기 지지 샤프트의 일단부를 클램핑하기 위한 맞물림 부재를 더 포함하는 터닝 센터의 공구대 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 맞물림 부재는 상기 지지 샤프트의 일단부를 수용하여 클램핑하기 위한 리세스부를 갖는 터닝 센터의 공구대 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 리세스부는 상기 제1 슬라이드에 대한 상기 제2 슬라이드의 상대 이동 거리만큼 상기 제3 방향으로 연장하는 터닝 센터의 공구대 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 베드는 수평면에 대하여 경사진 상부면을 갖고 상기 새들은 상기 베드의 상부면 상에서 슬라이딩 이동 가능하도록 설치되는 터닝 센터의 공구대 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 공구대는
    상기 복수 개의 공구들이 장착되는 터렛 헤드; 및
    상기 제2 슬라이드에 고정 설치되고 상기 터렛 헤드를 회전 가능하도록 지지하는 터렛 구동부를 포함하는 터닝 센터의 공구대 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 지지 샤프트는 상기 터렛 구동부의 측면 또는 하부면을 압착 지지하는 터닝 센터의 공구대 장치.
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