KR20180104932A - Machine tool - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a machine tool which comprises: a spindle rotating by receiving a driving force from the outside; a draw bar arranged to move in a straight line in the spindle; a cylinder arranged at the external side of the spindle, and providing a driving force to the draw bar; and a sensor unit detecting movement of the draw bar or rotation of the spindle.

Description

공작기계{MACHINE TOOL}Machine tool {MACHINE TOOL}

본 발명은 구조가 개선된 스핀들을 포함하는 공작기계에 관한 것이다.The present invention relates to a machine tool comprising a spindle with improved structure.

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.A machine tool is a machine that is used for machining metal or nonmetal materials (hereinafter referred to as "base material") into shapes and dimensions by using various cutting or non-cutting machining methods, or for adding more precise machining.

이러한 공작기계에는 모재 또는 공구를 클램핑하여 회전시키는 스핀들을 포함할 수 있다.Such a machine tool may include a spindle that clamps and rotates the workpiece or tool.

종래의 스핀들은 내부에 드로우바(또는 푸시로드)를 포함하고, 이러한 드로우바는 스핀들 외측에 배치되는 실린더의 공압 또는 유압으로써 상기 스핀들 내부에서 전진 또는 후퇴하여 모재 또는 공구를 클램핑, 언클램핑할 수 있다.A conventional spindle includes a drawbar (or push rod) therein, which can be advanced or retracted within the spindle by pneumatic or hydraulic pressure of a cylinder disposed outside the spindle to clamp or unclamp the workpiece or tool have.

여기서, 종래의 스핀들은 상기 실린더의 실린더로드의 전진 또는 후퇴를 감지하는 근접센서를 포함하여, 상기 모재 또는 공구의 클램핑 또는 언클램핑을 간접적으로 감지하고 있었다. Here, the conventional spindle indirectly senses clamping or unclamping of the base material or tool, including a proximity sensor that senses the advance or retraction of the cylinder rod of the cylinder.

따라서, 종래의 스핀들은 상기 실린더의 전진, 후퇴에 의해 클램핑 여부를 간접적으로 감지하므로, 모재 또는 공구의 장착이 온전히 되지 아니한 상황이나, 모재 또는 공구에 이물질이 존재하는 경우에 클램핑 여부를 판단하게 된다.Therefore, since the conventional spindle indirectly detects whether or not the clamping is performed by advancing or retracting the cylinder, it is judged whether or not the clamping is performed in the case where the mounting of the base material or the tool is not completed, or the presence of the foreign substance in the base material or the tool .

즉, 종래의 스핀들은 모재 또는 공구가 정확하게 클램핑 되지 아니하거나, 모재 또는 공구가 클램핑 되지 아니한 상황에서도 클램핑 여부의 판단이 되기 때문에, 스핀들 자체에 데미지를 입을 수 있으며, 정확히 클램핑 되지 아니한 모재 또는 공구의 파손을 야기할 수 있으며, 가공 품위에 심각한 문제가 발생할 수 있다.That is, in the conventional spindle, since the base material or the tool is not accurately clamped, or the base material or the tool is not clamped, it is judged whether the spindle is clamped. Therefore, the spindle itself may be damaged, It may cause breakage, and serious problems may arise in the quality of the processed product.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 스핀들에 클램핑되는 모재 또는 공구가 정확하게 클램핑되었는지를 감지할 수 있으며, 모재 또는 공구 없이 클램핑 되거나 이물질이 발생하였을 때의 문제를 해결할 수 있는 공작기계를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a clamping device capable of detecting whether a base material or a tool clamped on a spindle is correctly clamped, And to provide a machine tool capable of solving the above problems.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 외부에서 구동력을 전달받아 회전하는 스핀들; 상기 스핀들의 내부에서 직선운동 가능하게 배치되는 드로우바; 상기 스핀들의 외측에 배치되며 상기 드로우바에 구동력을 제공하는 실린더; 및 상기 드로우바의 이동 또는 스핀들의 회전을 감지하는 센서부;를 포함하는 공작기계를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a spindle comprising: a spindle for receiving a driving force from the outside and rotating; A drawbar disposed to be linearly movable in the spindle; A cylinder disposed outside the spindle and providing driving force to the drawbar; And a sensor unit for detecting the movement of the drawbar or the rotation of the spindle.

또한, 상기 스핀들은 회전축과 평행하게 장공이 형성되고, 상기 드로우바는 상기 장공에 대응되는 위치에 관통홀이 형성되고, 상기 센서부는 상기 관통홀에 대응되는 위치에 체결홀이 형성되어 상기 스핀들 외주면에서 이동가능하게 배치되는 도그와, 상기 관통홀, 장공 및 체결홀을 관통하는 도그핀과, 상기 도그핀과 대향하여 소정 간격 이격되어 배치되는 센서를 포함할 수 있다.In addition, the spindle is formed with a slot parallel to the rotation axis, the drawbar is formed with a through hole at a position corresponding to the slot, and the sensor portion has a fastening hole at a position corresponding to the through hole, A dog pin that passes through the through hole, the long hole, and the fastening hole, and a sensor that is disposed to be spaced apart from the dog pin by a predetermined distance.

또한, 상기 도그핀의 내측면과 스핀들의 외주면 사이에 배치되는 슬라이딩 베어링을 더 포함할 수 있다.The sliding bearing may further include a sliding bearing disposed between an inner surface of the dog pin and an outer surface of the spindle.

또한, 상기 센서부는 일단이 상기 실린더의 하우징에 고정되며 타단은 상기 센서를 고정시키는 센서브라켓을 더 포함할 수 있다.The sensor unit may further include a sensor bracket having one end fixed to the housing of the cylinder and the other end fixing the sensor.

또한, 상기 센서로써 상기 도그의 이동거리를 감지한 정보를 받아서 상기 스핀들의 클램핑이 잘못되었거나 상기 스핀들에 이물질이 감지되는 경우 신호의 발생 또는 공작기계를 정지시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.The controller may further include a control unit for receiving signals from the sensor and detecting a movement distance of the dog to cause a signal to be generated when the clamping of the spindle is erroneous or a foreign substance is detected on the spindle or stop the machine tool.

본 발명은 스핀들 내부에 배치된 드로우바의 이동 및 스핀들의 회전여부를 직접적으로 감지할 수 있는 센서부를 포함함으로써, 모재 또는 공구의 클램핑 여부를 정확하게 감지할 수 있으며, 이에 따라 스핀들의 내구성 및 가공품위를 향상시킬 수 있다.The present invention can accurately detect whether a workpiece or a tool is clamped by including a sensor part capable of directly detecting movement of a drawbar disposed inside a spindle and rotation of the spindle. Accordingly, durability of a spindle, Can be improved.

또한, 본 발명은 모재 또는 공구의 클램핑에 이상이 생겼을 때 경고 신호 또는 공작기계를 중단하여 장비의 파손을 방지할 수 있다.In addition, the present invention can prevent the breakage of the equipment by stopping the warning signal or the machine tool when an abnormality occurs in the clamping of the base material or the tool.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 부분 측단면도.1 is a partial side sectional view of a machine tool according to an embodiment of the present invention;

이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

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.Unless defined otherwise, all terms used herein are the same as the generic meanings of the terms understood by those of ordinary skill in the art, and where the terms used herein contradict the general meaning of the term, they shall be as defined herein.

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.It is to be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to be &

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 부분 측단면도이다.1 is a partial side sectional view of a machine tool according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공작기계(100)는 스핀들(110), 드로우바(120), 실린더(130) 및 센서부(140)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a machine tool 100 according to an embodiment of the present invention may include a spindle 110, a drawbar 120, a cylinder 130, and a sensor unit 140.

상기 스핀들(110)은 외부에서 구동력을 전달받아 회전할 수 있다. 이러한 스핀들(110)의 회전력은 스핀들(110) 외주면에 미도시된 모터가 직결식으로 배치될 수 있으며, 또는, 도면과 같이 커플링 조인트(115)로써 미도시된 모터와 연결되어 회전력을 전달받을 수 있다.The spindle 110 may be rotated by receiving a driving force from the outside. The rotational force of the spindle 110 may be directly coupled to a motor not shown on the outer circumferential surface of the spindle 110 or may be connected to a motor not shown as a coupling joint 115, .

상기 드로우바(120)는 상기 스핀들(110)의 내부에서 직선운동 가능하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 드로우바(120)의 전진 또는 후진운동에 의해 상기 드로우바(120)의 말단에 배치되는 미도시된 척이 모재 또는 공구를 클램핑할 수 있다.The drawbar 120 may be arranged to be linearly movable within the spindle 110. That is, the chuck (not shown) disposed at the end of the drawbar 120 by the forward or backward movement of the drawbar 120 can clamp the workpiece or the tool.

상기 실린더(130)는 이러한 드로우바(120)에 구동력을 제공할 수 있으며, 상기 스핀들(110)의 외측에 배치될 수 있다. 또한, 상기 실린더(130)는 공압 또는 유압을 상기 드로우바(120)에 제공하여 구동력을 제공할 수 있다.The cylinder 130 may provide a driving force to the drawbar 120 and may be disposed outside the spindle 110. In addition, the cylinder 130 may provide pneumatic or hydraulic pressure to the drawbar 120 to provide a driving force.

실시예에 따른 센서부(140)는 상기 드로우바(120)의 이동을 직접적으로 센싱할 수 있으며, 또한, 상기 스핀들(110)의 회전을 직접적으로 감지할 수 있다.The sensor unit 140 according to the embodiment can directly sense the movement of the drawbar 120 and can directly sense the rotation of the spindle 110. [

따라서, 실시예에 따른 공작기계(100)는 스핀들(110)에 모재 또는 공구가 정확히 클램핑되었는지를 판단할 수 있으며, 더 나아가 스핀들(110)의 정확한 회전 여부도 판단할 수 있는 것이다. Accordingly, the machine tool 100 according to the embodiment can determine whether the workpiece or the tool is correctly clamped on the spindle 110, and furthermore, can determine whether the spindle 110 is correctly rotated or not.

이에 의해, 오작동 방지 또는 파손 방지에 따른 스핀들(110)의 내구성이 향상될 수 있으며, 모재의 가공 품위가 향상될 수 있다.As a result, the durability of the spindle 110 due to malfunction prevention or breakage prevention can be improved, and the working quality of the base material can be improved.

구체적으로, 상기 센서부(140)의 구현을 위해, 상기 스핀들(110)은 회전축과 평행하게 장공(111)이 형성될 수 있다. 여기서, 장공(111)이라 함은 대략적으로 직사각형의 홀을 뜻한다. 이러한 장공(111)의 작은 폭은 후술할 도그핀(142)의 지름(t2)과 대응되고, 장공(111)의 큰 폭(t1)은 상기 도그핀(142)이 상, 하 이동되도록 형성될 수 있다.Specifically, for the implementation of the sensor unit 140, the spindle 110 may have a long hole 111 formed parallel to the rotation axis. Here, the long hole 111 means a substantially rectangular hole. The small width of the long hole 111 corresponds to the diameter t 2 of the dog pin 142 to be described later and the large width t 1 of the long hole 111 corresponds to the height of the dog pin 142 .

또한, 상기 드로우바(120)는 상기 장공(111)에 대응되는 위치에 관통홀(121)이 형성될 수 있다.The through-hole 121 may be formed in the drawbar 120 at a position corresponding to the slot 111.

또한, 상기 센서부(140)는 상기 센서부(140)는 상기 관통홀(121)에 대응되는 위치에 체결홀(141a)이 형성되어 상기 스핀들(110) 외주면에서 이동가능하게 배치되는 도그(141)와, 상기 관통홀(121), 장공(111) 및 체결홀(141a)을 관통하는 도그핀(142)과, 상기 도그핀(142)과 대향하여 소정 간격 이격되어 배치되는 센서(143)를 포함할 수 있다.The sensor unit 140 includes a sensor 141 having a fastening hole 141a at a position corresponding to the through hole 121 and a dog 141 disposed movably on the outer circumferential surface of the spindle 110, A dog pin 142 passing through the through hole 121, the long hole 111 and the fastening hole 141a, and a sensor 143 spaced apart from the dog pin 142 by a predetermined distance, .

따라서, 상기 드로우바(120)가 이동되면, 상기 도그핀(142)이 상기 장공(111)의 긴 폭(t1)의 범위 내에서 이동되고, 상기 도그핀(142)에 체결된 도그(141)가 이동되는 것을 상기 센서(143)가 센싱할 수 있는 것이다.When the draw bar 120 is moved, the dog pin 142 is moved within the range of the long width t 1 of the long hole 111 and the dog 141 Can be sensed by the sensor 143 to be moved.

상기 도그(141)가 상기 스핀들(110) 외측에서 원활하게 이동되는 것을 돕기 위해, 상기 도그핀(142)의 내측면과 스핀들(110)의 외주면 사이에 배치되는 슬라이딩 베어링(150)을 더 포함할 수 있다. And a sliding bearing 150 disposed between the inner surface of the dog pin 142 and the outer circumferential surface of the spindle 110 to facilitate smooth movement of the dog 141 outside the spindle 110 .

또한, 상기 스핀들(110)이 회전하면, 상기 도그핀(142) 및 도그(141)도 동회전하므로, 상기 센서(143)가 상기 스핀들(110)의 회전을 센싱할 수 있는 것이다.When the spindle 110 rotates, the dog pin 142 and the dog 141 also rotate, so that the sensor 143 can sense the rotation of the spindle 110.

이러한 센서(143)의 배치는 다양한 방법으로 구현될 수 있으나, 상기 센서부(140)는 일단이 상기 실린더(130)의 하우징(131)에 고정되며 타단은 상기 센서(143)를 고정시키는 센서브라켓(144)을 더 포함하여, 상기 센서(143)를 효과적으로 고정할 수 있다.The sensor 143 may be disposed in various ways, but the sensor 140 may have one end fixed to the housing 131 of the cylinder 130 and the other end fixed to the sensor bracket 143 (144), so that the sensor (143) can be effectively fixed.

또한, 본 발명에 따른 공작기계(100)는 미도시된 제어부를 더 포함할 수 있으며, 이러한 제어부는 상기 센서로써 상기 도그의 이동거리를 감지한 정보를 받아서 상기 스핀들의 클램핑이 잘못되었거나 상기 스핀들에 이물질이 감지되는 경우 신호의 발생 또는 공작기계를 정지시킬 수 있다.In addition, the machine tool 100 according to the present invention may further include a control unit (not shown). The control unit receives information indicating the movement distance of the dog by the sensor so that the clamping of the spindle is incorrect, When a foreign object is detected, the signal can be generated or the machine tool can be stopped.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 공작기계(100)의 구동을 살펴보자면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the machine tool 100 according to the embodiment of the present invention will be described.

상기 스핀들(110)은 공구를 클램프 하고 회전을 한다. 도 1의 상태는 공구를 클램프 한 상태이다.The spindle 110 clamps and rotates the tool. The state shown in Fig. 1 is a state in which the tool is clamped.

여기서, 상하 운동을 하는 드로우바(120)에 도그핀(142), 슬라이딩 베어링(150), 링도그(141)가 조립이 되고, 이러한 센서부(140)는 공구를 클램프, 언클램프 시에 상하운동을 하며, 상기 스핀들(110) 회전 시에는 같이 회전을 한다. Here, the dog pin 142, the sliding bearing 150, and the ring dog 141 are assembled to the drawbar 120, which moves up and down. The sensor unit 140 is used for clamping and unclamping the tool, And when the spindle 110 rotates, it rotates together.

예를 들어, 상기 드로우바(120)의 상하운동거리가 10mm라고 가정할 때, 센서(143)가 1mm~10mm 구간의 동작을 감지해서 전기적 신호를 미도시된 제어부에 보낸다.For example, assuming that the vertical movement distance of the drawbar 120 is 10 mm, the sensor 143 senses the operation of the interval of 1 mm to 10 mm and sends an electrical signal to the control unit not shown.

이러한 제어부는 공구의 클램프, 언클램프 일때의 위치에서 소리 또는 빛을 이용한 신호를 발생시킬 수 있다.Such a control unit can generate a sound or light signal at a position when the tool is clamped or unclamped.

또한, 제어부는 공구가 없을 때 클램프를 하게나 공구에 이물질으 발생했을때에도 상기 센서(143)로써 감지를 해서 소리 또는 빛을 이용한 신호를 발생시키거나, 공작기계의 구동을 정지시켜 스핀들의 데미지를 최소화 할 수 있게 할 수 있다.Also, when the tool is clamped when the tool is not present or foreign matter is generated in the tool, the control unit senses it with the sensor 143 to generate a signal using sound or light, or stops the driving of the machine tool to damage the spindle It can be minimized.

요컨대, 본 발명의 실시예에 따른 공작기계(100)는 스핀들(110)의 회전 및/또는 드로우바(120)의 이동거리를 직접적으로 정확하게 센싱할 수 있는 이점을 가지며, 스핀들의 파손을 방지할 수 있다.That is, the machine tool 100 according to the embodiment of the present invention has an advantage in that the rotation of the spindle 110 and / or the movement distance of the drawbar 120 can be directly and accurately detected, .

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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined by the appended claims. Range and its equivalent range.

100: 공작기계 110: 스핀들
111: 장공 115: 커플링 조인트
120: 드로우바 121: 관통공
130: 실린더 131: 하우징
140: 센서부 141: 도그
141a: 체결홀 142: 도그핀
143: 센서 144: 센서브라켓
150: 슬라이딩 베어링100: machine tool 110: spindle
111: elongated hole 115: coupling joint
120: Drawbar 121: Through hole
130: cylinder 131: housing
140: sensor unit 141: dog
141a: fastening hole 142: dog pin
143: sensor 144: sensor bracket
150: Sliding bearing

Claims (5)

외부에서 구동력을 전달받아 회전하는 스핀들;
상기 스핀들의 내부에서 직선운동 가능하게 배치되는 드로우바;
상기 스핀들의 외측에 배치되며 상기 드로우바에 구동력을 제공하는 실린더; 및
상기 드로우바의 이동 또는 스핀들의 회전을 감지하는 센서부;를 포함하는 공작기계.
A spindle for receiving a driving force from the outside and rotating;
A drawbar disposed to be linearly movable in the spindle;
A cylinder disposed outside the spindle and providing driving force to the drawbar; And
And a sensor unit for detecting movement of the drawbar or rotation of the spindle.
제1항에 있어서,
상기 스핀들은 회전축과 평행하게 장공이 형성되고,
상기 드로우바는 상기 장공에 대응되는 위치에 관통홀이 형성되고,
상기 센서부는 상기 관통홀에 대응되는 위치에 체결홀이 형성되어 상기 스핀들 외주면에서 이동가능하게 배치되는 도그와, 상기 관통홀, 장공 및 체결홀을 관통하는 도그핀과, 상기 도그핀과 대향하여 소정 간격 이격되어 배치되는 센서를 포함하는 공작기계.
The method according to claim 1,
The spindle is formed with a slot parallel to the rotation axis,
Wherein the drawbar has a through-hole at a position corresponding to the slot,
Wherein the sensor unit includes a dog having a fastening hole formed at a position corresponding to the through hole and movably disposed on an outer circumferential surface of the spindle, a dog pin passing through the through hole, the long hole, and the fastening hole, A machine tool comprising a sensor spaced apart.
제2항에 있어서,
상기 도그핀의 내측면과 스핀들의 외주면 사이에 배치되는 슬라이딩 베어링을 더 포함하는 공작기계.
3. The method of claim 2,
And a sliding bearing disposed between the inner surface of the dog pin and the outer peripheral surface of the spindle.
제2항에 있어서,
상기 센서부는 일단이 상기 실린더의 하우징에 고정되며 타단은 상기 센서를 고정시키는 센서브라켓을 더 포함하는 공작기계.
3. The method of claim 2,
Wherein the sensor unit further includes a sensor bracket having one end fixed to the housing of the cylinder and the other end fixing the sensor.
제2항에 있어서,
상기 센서로써 상기 도그의 이동거리를 감지한 정보를 받아서 상기 스핀들의 클램핑이 잘못되었거나 상기 스핀들에 이물질이 감지되는 경우 신호의 발생 또는 공작기계를 정지시키는 제어부를 더 포함하는 공작기계.3. The method of claim 2,
Further comprising a controller for receiving information indicating the movement distance of the dog by the sensor and generating a signal or stopping the machine tool when the clamping of the spindle is erroneous or foreign matter is detected on the spindle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07256507A (en) * 1994-03-18 1995-10-09 Nippei Toyama Corp Detector for abnormality of tool
JP2013208660A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 Shin Nippon Koki Co Ltd Machine tool

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