KR20180120318A

KR20180120318A - 머시닝 센터용 회전 테이블

Info

Publication number: KR20180120318A
Application number: KR1020170054026A
Authority: KR
Inventors: 이삭
Original assignee: 두산공작기계 주식회사
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2018-11-06
Also published as: KR102453152B1

Abstract

머시닝 센터용 회전 테이블이 개시된다. 회전 테이블은 가공 대상물이 고정되는 테이블 및 테이블과 결합되어 테이블을 회전가능하게 지지하는 회전판을 구비하는 회전체, 회전판과 선택적으로 결합되어 회전체를 지지하는 지지체, 중공 실린더 형상을 갖고 지지체에 고정되며 회전판에 이동가능하게 결합되어 회전판 및 지지체를 관통하는 중심축, 중심축을 따라 이동 가능하게 중심축에 삽입되고 테이블에 결합되어 회전체가 회전하는 회전모드에서 회전판과 지지체가 분리되도록 회전체를 상승시키는 승강부재(lifter) 및 회전모드에서 회전체를 중심축을 중심으로 회전시키는 회전 구동부를 포함한다. 가공 대상물의 편하중에 의한 수평방향 하중성분을 충분히 억제함으로써 수평방향 하중성분에 의한 테이블의 손상을 방지할 수 있다.

Description

머시닝 센터용 회전 테이블{Rotatable table for a machining center}

본 발명은 머시닝 센터용 회전 테이블에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수평형 머시닝 센터의 회전형 인덱스 테이블(rotatable index table)에 관한 것이다.

대형 구조물에서부터 미세 부품에 이르기까지 다양한 형상과 사이즈를 갖는 가공물에 대하여 높은 정밀도를 갖고 대량으로 생산될 것이 요구됨에 따라 수치제어 알고리즘으로 가공 공정을 자동으로 제어할 수 있는 수치제어 공작기계(Numerical Control Machining Tool)에 대한 활용이 증가하고 있다.

최근의 수치제어 공작기계는 수치 제어기(Numeric Controller)에 입력된 가공 프로그램에 따라 제어되어 자동으로 공작물을 가공하는 공작 기계와 공구 매거진(tool magazine), 공구 교환기(automatic tool changer, ATC) 및 어태치먼트 교환기(automatic attachment changer, AAC)와 같은 부수적인 장치를 일체로 구비하고, 공작기계와 다양한 부수장치들을 수치 제어기에 의해 유기적으로 제어하는 머시닝 센터로 발전하고 있다. 따라서, 머시닝 센터에서는 입력된 설계 데이터에 따라 자동으로 다축 가공이나 다공정 가공을 수행할 수 있다.

일반적으로 머시닝 센터는 공작기계의 주축이 베드에 대하여 수직방향으로 장착되는 수직형과 수평방향으로 장착되는 수평형으로 구분된다. 특히, 상기 수평형 머시닝 센터는 수직형 머시닝 센터와 비교하여 테이블의 분할기능에 의해 다면가공에 유리하여 고정밀도의 가공에 많이 이용된다.

수평형 머시닝 센터의 가공 테이블은 머시닝 센터의 베이스 판에 대하여 회전하는 회전형 인덱스 테이블에 가공 대상물을 고정한 후 인덱스 테이블을 회전하면서 가공 대상물 상에 소정의 가공 작업을 수행하게 된다.

회전형 인덱스 테이블은 테이블이 고정된 회전판이 지지부로부터 분리되도록 상승한 후 서보 모터와 링 기어를 이용하여 상기 회전판을 일정한 각도만큼 회전함으로써 테이블 및 상기 테이블에 고정된 가공 대상물을 회전이동 시키도록 구성된다.

이때, 회전판의 하면으로부터 회전축이 연장되고 상기 회전축은 유압에 의해 선형 이동하는 피스톤에 의해 둘러싸이도록 구성되어, 피스톤의 상승에 의해 상기 회전판과 지지부를 결합하는 커빅 커플링(curvic coupling)을 분리하고 회전축을 일정 높이까지 상승시킨 후 스토퍼(stopper)에 의해 수직위치를 고정하여 회전판의 회전을 준비하게 된다. 가공 대상물과 회전판의 하중은 회전판과 피스톤 사이에 위치하는 추력 베어링(thrust bearing)에 의해 지지되고, 회전축의 수직위치는 스토퍼에 의해 유지되므로 피스톤으로 인가되는 유압은 추력 베어링으로는 인가되지 않는다.

따라서, 상기 가공 대상물의 무게중심이 인덱스 테이블의 회전중심과 불일치하여 테이블로 편하중이 작용하는 경우, 편하중의 수직방향 분력은 상기 추력 베어링에 의해 충분히 지지되지만 수평방향 분력은 지지되지 않아 테이블의 편심회전을 야기하는 원인으로 기능하게 된다. 상기 테이블의 편심회전은 회전축과 회전판 및 지지부 사이의 밀봉 실(seal)을 파괴하여 인덱스 테이블의 내구성을 저하시키게 된다.

또한, 상기 편하중의 수평방향 분력에 의해 상기 테이블 및 회전판에 상기 회전축과 수직한 방향을 중심으로 작용하는 모멘트가 인가되어 테이블 및 회전판의 회전동작에 대한 정확도가 떨어지게 된다.

본 발명의 목적은 커빅 커플링이 분리되어 회전판과 지지체가 분리되고 회전판이 상승하는 회전모드에서 피스톤을 상승시키는 피스톤 구동력을 베어링으로 연속적으로 인가하여 테이블에 인가되는 편하중의 수평성분을 충분히 지지할 수 있는 머시닝 센터용 회전 테이블을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 머시닝 센터용 회전 테이블은 가공 대상물이 고정되는 테이블 및 상기 테이블과 결합되어 상기 테이블을 회전가능하게 지지하는 회전판을 구비하는 회전체, 상기 회전판과 선택적으로 결합되어 상기 회전체를 지지하는 지지체, 중공 실린더 형상을 갖고 상기 지지체에 고정되며 상기 회전판에 이동가능하게 결합되어 상기 회전판 및 상기 지지체를 관통하는 중심축, 상기 중심축을 따라 이동 가능하게 상기 중심축에 삽입되고 상기 테이블에 결합되어 상기 회전체가 회전하는 회전모드에서 상기 회전판과 상기 지지체가 분리되도록 상기 회전체를 상승시키는 승강부재(lifter), 및 상기 회전모드에서 상기 회전체를 상기 중심축을 중심으로 회전시키는 회전 구동부를 포함한다.

일실시예로서, 상기 회전판은 중심부에 위치하여 상기 테이블의 배면보다 낮은 바닥면을 갖는 리세스를 구비하고, 상기 중심축은 상기 회전판의 상기 리세스를 관통하여 상기 지지체에 고정되는 실린더형 몸체 및 상기 몸체의 상단부로부터 상기 몸체의 반경방향을 따라 연장하여 상기 리세스에 수용되는 날개를 포함한다.

일실시예로서, 상기 회전판은 상기 리세스의 상기 바닥면에 상기 몸체의 상단부를 둘러싸도록 배치되어 상기 중심축과 상기 회전판을 이동가능하게 결합하는 베어링 구조물을 구비한다.

일실시예로서, 상기 승강부재는 상기 테이블에 고정되고 상기 중심축의 중공으로 삽입되어 상기 베어링 구조물과 상기 날개가 이격되는 제1 위치 및 상기 제1 위치의 상방에 위치하고 상기 베어링 구조물과 상기 날개가 접촉하는 제2 위치 사이에서 승강 구동력에 의해 이동하는 피스톤을 포함한다.

일실시예로서, 상기 회전모드에서 상기 승강 구동력은 상기 피스톤으로 일정하게 인가되어 상기 피스톤은 상기 제2 위치를 유지하고 상기 베어링 구조물은 상기 날개부로 일정하게 가압된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 머시닝 센터용 회전 테이블은 회전모드가 유지되는 동안 피스톤을 상승시키는 승압 구동력이 지속적으로 인가되고 상기 승압 구동력에 의해 베어링 구조물과 중심축 사이에 압축력 및 이에 의한 수평방향 마찰력을 생성시킴으로써 편하중에 의한 가공 대상물의 수평방향 하중을 충분히 구속할 수 있다. 이에 따라, 편심회전에 의한 회전 테이블의 손상을 방지하고 내구성을 높일 수 있다.

뿐만 아니라, 회전모드에서 베어링 구조물에 작용하는 편하중의 수평방향 성분을 충분히 구속함으로써 상기 회전 테이블에 중심축과 수직한 방향으로 작용하는 모멘트를 억제함으로써 회전체의 회전동작에 대한 정확도를 충분히 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 머시닝 센터용 회전형 인덱스 테이블을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 회전형 인덱스 테이블을 절단한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 베어링 구조물과 날개의 접촉과정을 단계적으로 나타내는 도면들이다.

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 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 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.

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 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는" 과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 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 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 머시닝 센터용 회전형 인덱스 테이블을 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 회전형 인덱스 테이블을 절단한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 회전형 인덱스 테이블(1000)은 가공 대상물(미도시)이 고정되는 테이블(110) 및 상기 테이블(110)과 결합되어 상기 테이블(110)을 회전가능하게 지지하는 회전판(120)을 구비하는 회전체(100), 상기 회전판(120)과 선택적으로 결합되어 상기 회전체(100)를 지지하는 지지체(200), 중공 실린더 형상을 갖고 상기 지지체(200)에 고정되며 상기 회전판(120)에 이동가능하게 결합되어 상기 회전판(120) 및 상기 지지체(200)를 관통하는 중심축(300), 상기 중심축(300)을 따라 이동 가능하게 상기 중심축(300)에 삽입되고 상기 테이블(110)에 결합되어 상기 회전체(300)가 회전하는 회전모드에서 상기 회전판(120)과 상기 지지체(200)가 분리되도록 상기 회전체(100)를 상승시키는 승강부재(lifter, 400) 및 상기 회전모드에서 상기 회전체(100)를 상기 중심축(300)을 중심으로 회전시키는 회전 구동부(500)를 포함한다.

일실시예로서, 상기 회전체(100)는 가공 대상물(미도시)이 고정되는 인덱스 테이블(110)과 상기 인덱스 테이블(110)의 하부에 결합되어 중심축(300)을 중심으로 회전하는 회전판(120)으로 구성된다. 상기 인덱스 테이블(110)과 회전판(120)은 일체로 제공되거나 볼트와 같은 결합수단에 의해 결합되어 머시닝 센터(미도시)가 구동하는 경우 일체로 동작하는 회전체(100)를 구성하게 된다.

예를 들면, 상기 인덱스 테이블(110)은 충분한 강성을 갖는 원형 디스크 평판으로 제공되고 상면에는 상기 가공 대상물을 고정하기 위한 다양한 장치들이 배치될 수 있다. 상기 회전판(120)은 상기 인덱스 테이블(110)의 하면에 결합되어 인덱스 테이블(110)을 지지하고 가공 대상물의 하중을 지지할 수 있을 정도로 충분한 두께와 강성을 갖는 평판으로 제공된다.

본 실시예의 경우, 상기 회전판(120)은 인덱스 테이블(110) 보다 큰 사이즈를 갖는 원형 디스크로 제공되어 회전판(120)의 중심부에 인덱스 테이블(110)이 배치되고 노출되는 회전판(120)의 주변부는 덮개(C)에 의해 커버된다.

상기 회전판(120)의 중심부는 상면으로부터 일정 깊이까지 제거되어 상기 테이블(110)의 배면(111)보다 낮은 바닥면(121)을 구비하는 리세스(R)가 제공된다. 예를 들면, 상기 리세스(R)는 상기 중심축(300)을 수용하기에 충분한 정도의 리세스 공간을 갖도록 제공되고 상기 중심축(300)은 리세스(R)의 바닥면 중심부를 관통도록 배치된다.

특히, 상기 바닥면(121)에는 베어링 수용부가 구비되어 상기 중심축(300)을 둘러싸도록 결합되는 베어링 구조물(122)이 회전판(120)과 중심축(300) 사이에 제공된다. 이에 따라, 상기 회전판(120)과 중심축(300)은 서로 이동가능하게 결합될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 베어링 구조물(122)은 상기 중심축(300)에 대한 회전판(120)의 상대이동은 보장하면서 회전판(120)을 중심축(300)에 결합하고 상기 중심축(300)의 길이방향을 따라 인가되는 외력을 지지할 수 있는 추력 베어링(thrust bearing)으로 구성한다.

인덱스 테이블(110)에 고정된 가공 대상물에 대하여 기계가공이 수행되는 머시닝 센터의 가공모드에서 상기 회전체(100)는 하부의 지지체(200)에 충분히 안정적으로 고정되어 머시닝 센터의 가공을 위한 베이스 기판으로 제공된다. 이에 따라, 상기 가공 대상물에 대한 정밀가공을 안정적으로 수행할 수 있다.

가공 대상물의 특정 영역에 대한 가공을 완료한 후 다른 영역에 대한 후속 가공을 위해 가공 대상물에 대한 회전이 요구되는 경우 상기 머시닝 센터는 가공모드에서 가공 대상물을 회전하기 위한 회전모드로 전환된다.

상기 회전 테이블(1000)의 회전모드에서는 먼저 상기 회전체(100)를 지지체(200)로부터 분리한 후 상기 회전체(100)를 중심축(300)을 중심으로 일정한 각도만큼 회전시킨다. 상기 회전체(100)의 회전에 따라 인덱스 테이블(110)에 고정된 가공 대상물도 함께 회전하게 된다.

따라서, 상기 회전체(100)는 회전 테이블(1000)의 회전모드에서 중심축에 대한 상대운동으로 회전하여 가공 대상물의 가공영역을 공구와 정렬시키게 된다. 특히, 종래의 회전 테이블 구조에서는 중심축이 회전함에 따라 중심축에 고정된 상기 회전체가 회전하도록 구성되지만, 본 발명에서는 중심축이 아니라 회전체(100) 자체가 중심축에 대하여 회전하도록 구성을 개선시키고 있다.

상기 지지체(200)는 상기 회전 테이블(1000)의 베이스를 형성하며 충분한 사이즈와 강도를 갖는 벌크(bulk)형 몸체로 구성된다. 내부에는 상기 회전체(100)를 회전하기 위한 회전 구동력 및 상기 승강부재(400)를 상승시키기 위한 승강 구동력을 제공하는 유압회로(미도시) 및 상기 회전 구동부(500)를 제어하기 위한 다양한 제어수단이 구비될 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 지지체(200)는 상부 커빅(UC) 및 하부 커빅(LC)을 구비하는 커빅 커플링(Curvic coupling, CC)에 상기 회전체(100)와 선택적으로 결합된다.

즉, 회전 테이블(1000)이 가공모드인 경우 상기 지지체(200)와 회전체(100)는 상기 상부 및 하부 커빅(UC, LC)이 서로 결합되어 가공 대상물을 지지하기 위한 단일한 지지 구조물로 제공되고, 상기 회전 테이블(1000)이 회전모드인 경우 상부 및 하부 커빅(UC, LC)이 서로 분리되어 지지체(200)와 회전체(100)는 별개의 구조물로 분리된다. 상기 회전모드에서는 커빅 커플링(CC)의 해체에 의해 분리된 회전체(100)가 승강부재(400)에 의해 상방으로 소정의 거리만큼 상승하여 지지체(200)와 회전체(100)는 서로 이격된다.

일실시예로서, 상기 중심축(300)은 회전판(100) 및 지지체(200)의 중심부를 관통하고 상기 지지체(200)에 고정되어 회전판(100)과 이동가능하게 결합된다. 상기 중심축(300)은 회전판(100)과 지지체(200)를 동시에 관통하는 단일한 축으로 제공되어 하부는 지지체(200)에 고정되고 상부는 회전판(100)에 결합된다. 이때, 중심축(300)의 하부는 볼트와 같은 결합요소에 의해 지지체(200)에 고정되고 상부는 상기 베어리 구조물(122)에 의해 상기 회전판(100)과 수직방향을 따라 이동가능하게 결합된다.

특히, 상기 중심축(300)은 중심부에 빈 공간을 구비하는 중공 실린더 형상으로 제공되어 상기 승강부재(400)의 피스톤(410))을 수용하도록 배치된다. 즉, 상기 중심축(300)은 상기 회전체(100) 및 지지체(200)에 고정되어 상기 피스톤(410)을 수용하는 실린더 구조물로 제공될 수 있다.

예를 들면, 상기 중심축(300)은 상기 회전판(120)의 상기 리세스(R)를 관통하여 상기 지지체(200)에 고정되는 실린더형 몸체(310) 및 상기 몸체(310)의 상단부로부터 상기 몸체(310)의 반경방향을 따라 연장하여 상기 리세스(R)에 수용되는 날개(320)를 포함한다.

상기 몸체(310)는 내부에 중공(central space, CS)을 구비하는 실린더 형상을 갖고 지지체(200)에 볼트로 결합되어 단단히 고정되며 바닥부는 엔드 블록(E)에 의해 지지된다. 따라서, 상기 몸체(310)는 볼트 결합이 해체되지 않는 한 상기 지지체(200)와 일체로 제공되며 지지체(200)에 대한 상대운동은 억제된다.

상기 리세스(R)의 바닥면(121) 중앙부에는 상기 몸체(310)에 대응하는 직경을 갖는 개구(미도시)가 구비되고 상기 지지체(200)에는 상기 개구와 연통하는 축 수용부(미도시)가 구비된다. 상기 몸체(310)는 개구를 관통하여 지지체(200)의 바닥 수용부까지 연장된다. 지지체(200)의 바닥 수용부의 하부에서 상기 몸체(310)의 바닥부는 엔드 블록(end block, E)과 결합되어 고정된다.

상기 몸체(310)의 하부와 지지체(200)는 볼트에 의해 고정되고 상기 몸체(310)의 상부에는 상기 베어링 구조물(122)과 결합되어 상기 회전판(120)에 대하여 이동가능하게 결합된다.

이에 따라, 상기 지지체(200)는 몸체(310)에 대하여 상대운동이 불가능하지만, 상기 회전판(120)은 몸체(310)의 길이방향을 따라 상하로 이동가능하게 결합된다. 몸체(310)는 실린더 형상의 단일부재로 제공되고 하부는 지지체(200)에 고정되므로 상기 회전 테이블(1000)의 내부에서 고정된 위치를 갖는다. 이에 따라, 상기 회전판(120)이 외부의 승강 구동력에 의해 상기 몸체(310)의 길이방향을 따라 이동하여 지지체(200)와 회전판(120)은 선택적으로 분리 또는 결합할 수 있다.

상기 날개(320)는 실린더형 몸체(310)의 상단에 고정되고 몸체(310)의 반경방향을 따라 외곽으로 연장하여 회전판(120)의 리세스(R)에 수용된다. 이에 따라, 상기 중심축(300)은 전체적으로 T자 형상을 갖고 중심부에 중공이 구비되어 상기 지지체(200)에 고정된 고정축으로 제공된다.

특히, 상기 날개(320)는 리세스(R)의 바닥면(121)을 커버하도록 배치하되, 상기 회전체(100)와 지지체(200)가 커빅 결합을 형성하는 가공모드에서는 베어링 구조물(122)과 날개(320)가 소정의 거리만큼 이격되도록 설정한다. 이에 따라, 머시닝 센터의 가공모드에서는 베어링 구조물(121)과 중심축(300)의 날개(320)가 베어링 이격거리만큼 이격되어 서로 마주보도록 배치된다.

상기 피스톤(410)의 상승에 따라 회전판(120)이 상승하게 되면 상기 베어링 구조물(122)도 상승하여 중심축(300)의 날개(320)와 접촉하게 된다. 이때, 상기 베어링 구조물(122)은 회전모드에서 중심축(300)의 반경방향을 따라 인가되는 수평방향 성분을 충분히 지지할 수 있도록 날개(320)와이 접촉면적을 가능한 넓게 형성한다. 예를 들면, 상기 베어링 구조물(320)은 니이들 추력 베어링으로 구성될 수 있다. 그러나, 회전모드에서 상기 날개(320)와의 접촉면적을 확장할 수만 있다면 다양한 베어링이 적용될 수 있음은 자명하다.

일실시예로서, 상기 승강부재(400)는 일단은 상기 중심축(300)에 삽입되고 이와 대칭적인 타단은 상기 테이블에 결합되도록 구성되어 회전모드에서 회전판(120)과 지지체(200)가 분리되도록 회전체(100)를 상승시킨다.

예를 들면, 상기 승강부재(400)는 상기 중공축(300)의 중공(CS)으로 삽입되고 상기 중공으로 공급되는 승강 구동력에 의해 몸체(310)의 길이방향을 따라 선형이동하는 피스톤(410) 및 상기 피스톤(410)의 단부에 결합되고 테이블(110)의 하면에 고정되는 피스톤 캡(420)으로 구성된다.

볼트와 같은 결합부재를 이용하여 테이블(110)에 피스톤 캡(420)을 고정하고 상기 피스톤 캡(420)에 피스톤(410)을 결합하여 승강부재(400)를 구성한다. 이에 따라, 상기 피스톤(420)의 일단은 중공축(300)에 삽입되고 타단은 피스톤 캡(410)을 통하여 테이블(110)에 고정된다. 상기 테이블(110)은 회전판(120)에 고정되므로 회전판(120)과 테이블(110)로 구성된 상기 회전체(100)는 상기 승강부재(400)와 일체로 결합된다.

피스톤(420)이 삽입된 중심축(300)의 중공으로 유압과 같은 승강 구동력(F_L)이 공급되면 피스톤(420)은 중공축(300)의 길이방향을 따라 상승하게 되고 피스톤의 상승에 따라 테이블(110) 및 회전판(120)도 동시에 상승하게 된다.

회전판(120)이 중심축(300)의 길이방향을 따라 상승하게 되면 리세스(R)의 바닥면(121)에 구비되어 상기 중공축(300)의 몸체(310)를 둘러싸는 베어링 구조물(122)도 상승하여 중공축(300)의 날개(320)와 접촉하게 된다.

도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 베어링 구조물과 날개의 접촉과정을 단계적으로 나타내는 도면들이다.

도 3a에 도시된 바와 같이 상기 회전 테이블(500)이 가공모드인 경우 회전판(120)과 지지체(200)는 커빅 커플링(CC)에 의해 결합되어 머시닝 센터의 가공이 진행되는 동안 가공 대상물을 안정적으로 지지하는 베이스로 기능한다.

이때, 상기 중심축(300)의 날개(320)와 상기 리세스(R)의 바닥면은 베어링 이격거리(d)만큼 이격되어 배치되고 상기 베어링 구조물(122)에는 가공 대상물의 하중이 인가되지 않는다.

가공 대상물의 특정영역에 대한 가공이 완료되고 다른 영역에 대한 가공을 위해 가공 대상물을 회전시킬 필요가 있는 경우 상기 회전 테이블은 회전모드로 전환된다. 회전모드가 개시되면 도 3b에 도시된 바와 같이 커빅 커플링(CC)이 해체되어 회전판(120)과 지지체(200)가 개별적인 부재로 분리되고 상기 피스톤(410)이 삽입된 중심축 몸체(310)의 중공부로 승압 구동력(F_L)이 인가된다. 본 실시예의 경우, 상기 승압 구동력으로서 유압이 제공될 수 있다.

상기 승압 구동력(F_L)이 피스톤(410)에 대하여 충분히 공급되면, 도 3c에 도시된 바와 같이 상기 피스톤(410)을 베어링 이격거리(d)만큼 상승시킨다. 이에 따라, 피스톤(410)과 결합된 테이블(110) 및 상기 테이블(110)과 결합된 회전판(120)도 함께 베어링 이격거리(d)만큼 상승한다. 이에 따라, 상기 회전판(120)은 지지체(200)로부터 베어링 이격거리(d)만큼 이격되어 분리되고 상기 가공 대상물의 하중은 베어링 구조물(122)로 집중된다.

이때, 상기 승압 구동력(F_L)은 회전모드 동안에는 지속적으로 공급되므로 상기 베어링 구조물(122)은 승압 구동력(F_L)에 의해 날개(320)의 배면으로 압축되며, 상기 압축력에 비례하는 마찰력(F_h)이 수평방향을 따라 날개(320)의 배면과 베어링 구조물(122) 사이에 작용하게 된다. 따라서, 상기 가공 대상물의 하중에 대한 수직성분은 베어링 구조물(122)에 인가되는 승압 구동력(F_L)에 의해 지지되며, 수평방향 성분은 중심축의 반경방향을 따라 작용하고 상기 승압 구동력(F_L)에 비례하는 수평방향의 마찰력(F_h)에 의해 지지될 수 있다.

종래의 회전 테이블에 의하면, 베어링 구조물에 가공 대상물을 지지할 수 있는 외력이 인가되지 않아, 베어링 구조물은 가공 대상물의 하중에 의한 수직방향 성분을 지지하기만 할뿐 수평방향 성분에 대한 억제력을 전혀 제공하지 못하는 구조를 구비하고 있다. 이에 따라, 상기 가공 대상물의 무게중심이 회전 테이블의 무게중심과 일치하지 않아 편하중이 발생하는 경우 베어링 구조물에 인가되는 수평방향 하중이 구속되지 않아 편심회전에 의한 테이블 손상을 야기한다.

그러나, 본 발명에 의한 회전 테이블에 의하면, 회전모드가 유지되는 동안 피스톤(410)을 상승시키는 승압 구동력(F_L)이 지속적으로 피스톤으로 인가되고 상기 승압 구동력(F_L)에 의해 베어링 구조물(122)과 중심축(300) 사이에 압축력 및 이에 의한 수평방향 마찰력(F_h)을 생성시킴으로써 편하중에 의한 가공 대상물의 수평방향 하중을 충분히 구속할 수 있다. 이에 따라, 편심회전에 의한 테이블 손상을 충분히 방지할 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 상기 회전 구동부(500)는 상기 승압 구동력(F_L)에 지지체(200)로부터 분리된 회전체(100)를 중심축(300)을 회전축 갖도록 회전 운동시켜 상기 가공 대상물을 회전시킨다.

예를 들면, 상기 회전 구동부(500)는 소정의 각도 단위로 회전할 수 있는 링 기어를 구비하고 상기 피스톤(410)의 상승높이를 탐지하여 링 기어의 구동을 제어할 수 있는 제어부로 구성될 수 있다.

예를 들면, 상기 피스톤(410)은 회전판(120)과 지지체(200)가 커빅 커플링(CC)에 의해 결합되고 베어링 구조물(122)과 중심축(300)의 날개(320)가 베어링 이격거리(d)만큼 이격되는 제1 위치와 커빅 커플링(CC)이 해체되어 회전판(120)과 지지체(200)가 상기 베어링 이격거리(d) 만큼 이격되어 분리되고 상기 베어링 구조물(122)과 날개(320)가 접촉하는 제2 위치 사이에서 상기 승압 구동력(F_L)에 따라 상승 또는 하강하도록 구성된다. 즉, 상기 피스톤(410)은 가공모드에서는 상기 승압 구동력(F_L)이 제거되어 제1 위치에 배치되고 회전모드에서는 상기 승압 구동력(F_L)에 의해 제2 위치까지 상승되어 지지체(200)로부터 회전판(120)을 분리하게 된다.

따라서, 상기 회전 구동부(500)는 피스톤(410)이 제2 위치에 도달한 경우 상기 회전체(100)를 설정된 각도만큼 회전하게 된다. 본 실시예의 경우, 상기 회전 구동부(500)는 커빅 커플링(CC)과 일체로 배치되어 커빅 커플링의 해체 및 결합에 연동하여 링 기어의 구동을 연동함으로써 회전모드에서 회전판(120)과 지지체(200)의 저촉 및 간섭을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같은 머시닝 센터용 회전 테이블에 의하면, 회전모드가 유지되는 동안 피스톤(410)을 상승시키는 승압 구동력(F_L)이 지속적으로 피스톤으로 인가되고 상기 승압 구동력(F_L)에 의해 베어링 구조물(122)과 중심축(300) 사이에 압축력 및 이에 의한 수평방향 마찰력(F_h)을 생성시킴으로써 편하중에 의한 가공 대상물의 수평방향 하중을 충분히 구속할 수 있다. 이에 따라, 편심회전에 의한 회전 테이블의 손상을 방지하고 내구성을 높일 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.

Claims

가공 대상물이 고정되는 테이블 및 상기 테이블과 결합되어 상기 테이블을 회전가능하게 지지하는 회전판을 구비하는 회전체;
상기 회전판과 선택적으로 결합되어 상기 회전체를 지지하는 지지체;
중공 실린더 형상을 갖고 상기 지지체에 고정되며 상기 회전판에 이동가능하게 결합되어 상기 회전판 및 상기 지지체를 관통하는 중심축;
상기 중심축을 따라 이동 가능하게 상기 중심축에 삽입되고 상기 테이블에 결합되어 상기 회전체가 회전하는 회전모드에서 상기 회전판과 상기 지지체가 분리되도록 상기 회전체를 상승시키는 승강부재(lifter); 및
상기 회전모드에서 상기 회전체를 상기 중심축을 중심으로 회전시키는 회전 구동부를 포함하는 머시닝 센터용 회전 테이블.
제1항에 있어서, 상기 회전판은 중심부에 위치하여 상기 테이블의 배면보다 낮은 바닥면을 갖는 리세스를 구비하고, 상기 중심축은 상기 회전판의 상기 리세스를 관통하여 상기 지지체에 고정되는 실린더형 몸체 및 상기 몸체의 상단부로부터 상기 몸체의 반경방향을 따라 연장하여 상기 리세스에 수용되는 날개를 포함하는 머시닝 센터용 회전 테이블.
제2항에 있어서, 상기 회전판은 상기 리세스의 상기 바닥면에 상기 몸체의 상단부를 둘러싸도록 배치되어 상기 중심축과 상기 회전판을 이동가능하게 결합하는 베어링 구조물을 구비하는 머시닝 센터용 회전 테이블.
제3항에 있어서, 상기 승강부재는 상기 테이블에 고정되고 상기 중심축의 중공으로 삽입되어 상기 베어링 구조물과 상기 날개가 이격되는 제1 위치 및 상기 제1 위치의 상방에 위치하고 상기 베어링 구조물과 상기 날개가 접촉하는 제2 위치 사이에서 승강 구동력에 의해 이동하는 피스톤을 포함하는 머시닝 센터용 회전 테이블.
제4항에 있어서, 상기 회전모드에서 상기 승강 구동력은 상기 피스톤으로 일정하게 인가되어 상기 피스톤은 상기 제2 위치를 유지하고 상기 베어링 구조물은 상기 날개부로 일정하게 가압되는 머시닝 센터용 회전 테이블.