KR20200002255A - Machine tool having function of sensing temperature of spindle - Google Patents

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KR20200002255A KR1020180075568A KR20180075568A KR20200002255A KR 20200002255 A KR20200002255 A KR 20200002255A KR 1020180075568 A KR1020180075568 A KR 1020180075568A KR 20180075568 A KR20180075568 A KR 20180075568A KR 20200002255 A KR20200002255 A KR 20200002255A
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Abstract

According to the present invention, a machine tool having a function of sensing the temperature of a main spindle comprises: a main spindle divided into a mounting unit inserted into a holder and an exposure unit exposed to the outside; and a confirmation unit installed in the exposure unit of the main spindle to change colors in accordance with changes in temperature. Accordingly, the confirmation unit discolored in accordance with the temperature can be installed to recognize the temperature of the main spindle.

Description

주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계 {MACHINE TOOL HAVING FUNCTION OF SENSING TEMPERATURE OF SPINDLE}Machine tool with spindle temperature sensing {MACHINE TOOL HAVING FUNCTION OF SENSING TEMPERATURE OF SPINDLE}

본 발명은 주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주축의 온도를 용이하게 파악할 수 있는 주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계에 관한 것이다.The present invention relates to a machine tool having a spindle temperature sensing function, and more particularly to a machine tool having a spindle temperature sensing function capable of easily grasping the temperature of the spindle.

공작기계의 주축은 절삭물을 가공하기 위해 아주 빠른 속도로 회전한다. 이러한 회전과 마찰 등에 의해 주축에서는 많은 발열이 발생하고, 이에 의해 팽창하게 된다.The spindle of the machine tool rotates at a very high speed to machine the cutting. Due to such rotation and friction, a lot of heat is generated in the main shaft, thereby expanding.

주축에 열팽창이 발생하면, 가공작업이 정밀하게 수행할 수 없기 때문에 제품의 정밀도가 감소하게 된다. 따라서, 공작기계의 사용자는 주축의 온도를 지속적으로 파악하여야 한다.When thermal expansion occurs in the spindle, the precision of the product is reduced because the machining operation cannot be performed accurately. Therefore, the user of the machine tool must keep track of the temperature of the spindle.

주축의 온도를 파악하기 위해서는 공작기계의 내부에 고가의 열센서를 장착해야 하는데, 열센서를 전장 박스와 연결시키기 위한 배선 구조 때문에 공작기계의 내부 구조가 복잡해지게 된다.In order to determine the temperature of the main shaft, an expensive thermal sensor must be installed inside the machine tool, and the internal structure of the machine tool becomes complicated due to the wiring structure for connecting the thermal sensor to the electric box.

한편, 공작기계 내부에 열센서 및 열센서에 연결되는 배선 구조를 추가함에 따라 공작기계 내부에 각종 홀을 형성시키게 되는데, 이러한 홀은 공작기계 주축의 무게중심을 어긋나게 하여 고속회전을 불가능하게 하는 문제가 있다.On the other hand, by adding a thermal sensor and a wiring structure connected to the thermal sensor inside the machine tool, various holes are formed inside the machine tool, which makes the high speed rotation impossible by shifting the center of gravity of the machine tool spindle. There is.

따라서, 공작기계의 주축의 무게중심을 유지하기 위하여 별도의 추가 구성을 더하거나 추가적인 홀을 가공하는 등 제작 소요가 발생하게 되므로 공작기계의 제조원가가 상승하게 된다.Therefore, in order to maintain the center of gravity of the main shaft of the machine tool, the production cost of the machine tool is increased because additional manufacturing requirements are added or additional holes are processed.

한편, 열센서는 HMI에 연결되어 측정된 주축의 온도를 HMI를 통해 출력하고, 사용자는 HMI 화면을 통하여 주축의 온도를 확인할 수 있다.On the other hand, the thermal sensor is connected to the HMI to output the measured temperature of the main axis through the HMI, the user can check the temperature of the main axis through the HMI screen.

그러나 사용자가 주축의 정비 등을 이유로 주축에 직접 접촉하여 작업을 해야 할 때, 주축의 온도를 직관적으로 파악할 수 없기 때문에 HMI 화면을 보고 주축의 온도를 파악한 후 주축 작업을 수행해야 하는 불편이 있다.However, when the user needs to work directly on the main shaft due to the maintenance of the main shaft, it is inconvenient to perform the main shaft operation after grasping the temperature of the main shaft by looking at the HMI screen because the temperature of the main shaft cannot be intuitively understood.

따라서, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 주축 온도 감지 기능을 포함하는 공작기계에 대한 수요가 증가하고 있는 실정이다.Therefore, the demand for a machine tool including a new spindle temperature sensing function that can solve the above problems is increasing.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background art are only for the purpose of improving the understanding of the background of the present invention, and should not be taken as acknowledging that they correspond to the related art already known to those skilled in the art.

KR 10-1292555 B1 (2013.07.29.)KR 10-1292555 B1 (2013.07.29.)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 온도에 따라 변색되는 확인부를 설치하여 주축의 온도를 파악할 수 있는 주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a machine tool having a main shaft temperature sensing function that can determine the temperature of the main shaft by installing a check unit that changes color depending on the temperature.

위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계는, 홀더의 내부에 삽입되는 장착부와 외부로 노출되는 노출부로 구분되는 주축; 및 주축의 노출부에 설치되어 온도 변화에 따라 색상이 변화하는 확인부;를 포함한다.Machine tool having a spindle temperature sensing function according to an embodiment of the present invention to achieve the above object, the spindle is divided into a mounting portion inserted into the holder and the exposed portion exposed to the outside; And a check unit installed at an exposed portion of the main shaft and changing color according to a temperature change.

확인부는 주축의 표면에 도장되고 온도에 따라 색상이 변하지 않는 위험표시 도료층과, 위험표시도료의 표면에 도장되고 온도 변화에 따라 가역적으로 색상이 변화하는 시온 도료층을 포함하고, 시온 도료층은 온도가 상승함에 따라 투명 또는 반투명하게 변색되어 위험표시 도료층이 육안에 노출될 수 있다.The identification part includes a danger marking paint layer painted on the surface of the main shaft and the color does not change with temperature, and a Zion paint layer painted on the surface of the danger marking paint and reversibly changed in accordance with temperature change. As the temperature rises, the discoloration becomes transparent or translucent, and the danger marking paint layer may be exposed to the naked eye.

시온 도료층은 40~80℃ 온도 범위에서 변색이 일어날 수 있다.Zion paint layer may discolor in the temperature range of 40 ~ 80 ℃.

위험표시 도료층은 적색이고, 시온 도료층은 상온에서 청색일 수 있다.The hazard indication paint layer may be red and the Zion paint layer may be blue at room temperature.

본 발명에 의한 주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the machine tool having a spindle temperature sensing function according to the present invention has the following effects.

첫째, 육안으로 주축의 온도를 확인할 수 있기 때문에 직관적이다.First, it is intuitive because you can check the temperature of the spindle with the naked eye.

둘째, 변화부가 온도 변화에 따라 가변적으로 색이 변화하기 때문에 반영구적으로 사용할 수 있다.Second, since the change part changes color in response to temperature change, it can be used semi-permanently.

셋째, 별도의 열센서나 배선 구조가 불필요하기 때문에 적용이 간편하다.Third, it is easy to apply because a separate thermal sensor or wiring structure is unnecessary.

넷째, 추가적인 가공이 불필요하기 때문에 무게중심을 유지할 수 있다.Fourth, it is possible to maintain the center of gravity because no additional processing is required.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계의 저온 상태를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계의 고온 상태를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계의 확인부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a view showing a low temperature state of a machine tool having a spindle temperature sensing function according to an embodiment of the present invention,
2 is a view showing a high temperature state of the machine tool having a spindle temperature sensing function according to an embodiment of the present invention,
3 is a cross-sectional view schematically showing a check unit of a machine tool having a spindle temperature sensing function according to an embodiment of the present invention.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms “a,” “an,” and “the” include plural forms as well, unless the phrases clearly indicate the opposite. As used herein, the term "comprising" embodies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element, and / or component, and other specific characteristics, region, integer, step, operation, element, component, and / or group. It does not exclude the presence or addition of.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Commonly defined terms used are additionally interpreted to have a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed contents, and are not interpreted in an ideal or very formal sense unless defined.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a machine tool having a spindle temperature sensing function according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계의 저온 상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계의 고온 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계의 확인부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a view showing a low temperature state of a machine tool having a spindle temperature sensing function according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a high temperature state of a machine tool having a spindle temperature sensing function according to an embodiment of the present invention 3 is a cross-sectional view schematically showing a check unit of a machine tool having a spindle temperature sensing function according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공작기계는 장착부(10) 및 노출부(20)로 구분되는 주축(100)의 노출부(20)에 온도에 따라 변색되는 확인부(200)를 설치하는 것을 특징으로 한다.As shown in Figures 1 to 3, the machine tool according to the present invention is a check unit that changes color depending on the temperature of the exposed portion 20 of the main shaft 100 divided into the mounting portion 10 and the exposed portion 20 ( 200) is installed.

장착부(10)는 공작기계의 홀더(미도시)에 삽입되어 외부에서 육안에서 확인할 수 없는 부분이고, 노출부(20)는 홀더의 외부로 드러나는 부분으로서, 노출부(20)의 표면에 확인부(200)를 설치함으로써 주축(100)의 온도가 변화함에 따라 확인부(200)의 색상이 변화하는 것을 육안으로 확인하여 주축(100)의 온도를 직관적으로 파악할 수 있게 되는 것이다.The mounting portion 10 is inserted into a holder (not shown) of the machine tool and is not visible to the naked eye from the outside, and the exposed portion 20 is a portion exposed to the outside of the holder, and is identified on the surface of the exposed portion 20. By installing the (200), it is possible to intuitively grasp the temperature of the main shaft 100 by visually confirming that the color of the identification unit 200 changes as the temperature of the main shaft 100 changes.

확인부(200)는 예를 들어 위험표시 도료층(220) 및 시온 도료층(210)으로 구분될 수 있다. 위험표시 도료층(220)은 주축(100)의 표면, 더 구체적으로는 노출부(20)의 표면에 설치되고, 시온 도료층(210)은 위험표시 도료층(220)의 표면에 설치되어 위험표시 도료층(220)을 덮게 된다.The identification unit 200 may be divided into, for example, the danger indicator paint layer 220 and the Zion paint layer 210. Danger marking paint layer 220 is installed on the surface of the main shaft 100, more specifically, the surface of the exposed portion 20, Zion paint layer 210 is installed on the surface of the danger marking paint layer 220 is dangerous The display paint layer 220 is covered.

위험표시 도료층(220)은 온도에 따라 변색되지 않고 일정한 색상을 유지하는 내열성 도료일 수 있고, 바람직하게는 눈에 잘 띄는 높은 채도의 붉은색으로 형성될 수 있다.The danger indicator paint layer 220 may be a heat resistant paint that maintains a constant color without discoloring with temperature, and may be preferably formed in a red color of high saturation that is noticeable.

시온 도료층(210)은 온도에 따라 변색되는 시온 안료를 포함하여, 상온 상태에서는 소정의 색상을 나타냄으로써 위험표시 도료층(220)의 색상을 가리게 되고, 고온 상태에서는 투명 또는 반투명하게 변색됨으로써 위험표시 도료층(220)의 색상이 외부로 노출되게 된다. 시온 도료층(210)의 색상은 다양하게 설정될 수 있지만, 위험표시 도료층(220)의 색상과 명확하게 대비될 수 있도록 청색으로 형성되는 것이 바람직할 것이다.The Zion paint layer 210 includes a Zion pigment which is discolored according to the temperature, so as to cover a color of the danger display paint layer 220 by displaying a predetermined color in a room temperature state, and transparent or translucent in a high temperature state to be dangerous. The color of the display paint layer 220 is exposed to the outside. Although the color of the Zion paint layer 210 may be set in various ways, it may be preferable that the Zion paint layer 210 is formed in blue so as to be clearly contrasted with the color of the danger marking paint layer 220.

시온 도료층(210)은 예를 들어, 시온 안료가 포함되어 있는 마이크로캡슐이 투명한 수지에 분산된 겔 형태일 수 있다. 온도 변화에 따라 마이크로캡슐에 포함된 시온 안료의 색상이 변화하면, 시온 도료층(210) 전체의 색상이 변화하게 될 수 있다.The Zion paint layer 210 may be, for example, a gel form in which microcapsules containing Zion pigment are dispersed in a transparent resin. When the color of the Zion pigment included in the microcapsules changes with temperature, the color of the entire Zion coating layer 210 may be changed.

시온 도료층(210)이 변색되는 온도 범위는 예를 들어 40~80℃ 일 수 있다. 사용자가 직접 맨손 또는 간단한 목장갑 등을 착용한 상태로 주축(100)을 조작하는 작업을 수행할 경우, 안전을 위해 주축이 40℃ 이하로 냉각될 때까지 대기한 후 작업을 수행하는 것이 바람직할 것이다.The temperature range in which the Zion coating layer 210 is discolored may be, for example, 40 to 80 ° C. When the user directly performs the operation of manipulating the spindle 100 while wearing bare hands or a simple ranch box, it may be desirable to wait until the spindle cools to 40 ° C. or lower for safety. .

또는, 주축을 미리 예열하여 가공 작업 중 열변형에 의한 작업물의 불량 현상을 방지하기 위해, 가공시에 열팽창이 발생하지 않을 정도의 온도까지 예열되었는지 확인할 수 있도록 80℃ 정도에서 열변형이 이루어지도록 할 수도 있다.Alternatively, in order to prevent the workpiece from being deformed due to thermal deformation during machining by preheating the spindle in advance, the thermal deformation should be performed at about 80 ° C. so as to confirm that the substrate is preheated to a temperature such that thermal expansion does not occur during processing. It may be.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. .

10: 장착부
20: 노출부
100: 주축
200: 확인부
210: 시온 도료층
220: 위험표시 도료층10: mounting part
20: exposed part
100: spindle
200: confirmation unit
210: Zion paint layer
220: danger marking paint layer

Claims (4)

홀더의 내부에 삽입되는 장착부와 외부로 노출되는 노출부로 구분되는 주축; 및
주축의 노출부에 설치되어 온도 변화에 따라 색상이 변화하는 확인부;를 포함하는 주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계.
A main shaft divided into a mounting portion inserted into the holder and an exposed portion exposed to the outside; And
A machine tool having a spindle temperature sensing function, including; a check unit installed in the exposed portion of the spindle to change the color in response to temperature changes.
청구항 1에 있어서,
확인부는 주축의 표면에 도장되고 온도에 따라 색상이 변하지 않는 위험표시 도료층과, 위험표시도료의 표면에 도장되고 온도 변화에 따라 가역적으로 색상이 변화하는 시온 도료층을 포함하고,
시온 도료층은 온도가 상승함에 따라 투명 또는 반투명하게 변색되어 위험표시 도료층이 육안에 노출되는 것을 특징으로 하는 주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계.
The method according to claim 1,
The identification part includes a danger marking paint layer painted on the surface of the main shaft and the color does not change with temperature, and a Zion paint layer painted on the surface of the danger marking paint and reversibly changed in response to temperature changes.
Zion paint layer is a machine tool having a spindle temperature sensing function, characterized in that the color change is transparent or translucent as the temperature rises, the danger marking paint layer is exposed to the naked eye.
청구항 2에 있어서,
시온 도료층은 40~80℃ 온도 범위에서 변색이 일어나는 것을 특징으로 하는 주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계.
The method according to claim 2,
Zion paint layer machine tool having a spindle temperature sensing function, characterized in that the discoloration occurs in the temperature range of 40 ~ 80 ℃.
청구항 2에 있어서,
위험표시 도료층은 적색이고, 시온 도료층은 상온에서 청색인 것을 특징으로 하는 주축 온도 감지 기능을 갖는 공작기계.
The method according to claim 2,
The danger marking paint layer is red, and the Zion paint layer is a machine tool having a spindle temperature sensing function, wherein the temperature is blue at room temperature.
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