KR20220076425A - Milling machine for titanium - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저를 이용하여 가공물의 예열하는 레이저 모듈을 상하 방향, 공구의 회전축과 동일하게 회전 및 회전축의 반경 방향으로 이송되도록 구성하여 레이저의 초점을 자동으로 조절할 수 있는 티타늄 가공용 절삭 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 티타늄 또는 티타늄 합금 공작물의 가공부위 표면을 레이저로 조사하여 가열하여 가공하는 티타늄 가공용 절삭 장치에 있어서, 다른 부재들을 지지하여 구조 역할을 하는 고정프레임; 상기 고정프레임에 결합하는 주축프레임; 회전축으로 중심으로 회전하고 공구가 장착되며 상기 주축프레임에 회전 가능하게 결합하는 주축; 상기 공작물을 고정하고 이송시키는 테이블; 및 상기 공작물의 표면을 가열하는 예열 장치를 포함하되, 상기 예열 장치는 공작물 표면에 레이저를 조사하는 레이저 모듈과 상기 주축프레임에 대하여 상기 레이저 모듈을 상기 회전축을 중심으로 회전시키고, 회전축의 반경 방향으로 이송시키고, 상기 회전축 방향을 기준으로 상하로 이송시키는 조절모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a cutting device for titanium processing that can automatically adjust the focus of a laser by configuring a laser module for preheating a workpiece using a laser to be fed in the vertical direction and in the radial direction of the rotation and rotation axis in the same way as the rotation axis of the tool. for that purpose
In order to achieve the above object, the present invention provides a cutting apparatus for processing titanium for processing by heating and irradiating a surface of a processing portion of a titanium or titanium alloy workpiece with a laser, comprising: a fixed frame supporting other members and serving as a structure; a main shaft frame coupled to the fixed frame; a main shaft which rotates about a rotation axis and is equipped with a tool and is rotatably coupled to the main shaft frame; a table for holding and transferring the workpiece; and a preheating device for heating the surface of the workpiece, wherein the preheating device rotates the laser module with respect to a laser module irradiating a laser to the surface of the workpiece and the spindle frame about the rotation axis, and in a radial direction of the rotation axis It is characterized in that it comprises a control module for transporting and moving up and down based on the direction of the rotation axis.
Description
본 발명은 티타늄 가공용 절삭 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 가공물을 가공전에 예열하는 레이저 예열 장치를 포함하는 티타늄 가공용 절삭 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cutting device for processing titanium, and more particularly, to a cutting device for processing titanium including a laser preheating device for preheating a workpiece before processing.
일반적으로 티타늄 또는 티타늄 합금은 높은 비강도, 고인성, 고내식성, 경량성 등의 특성을 가지고 있는 것으로서, 항공우주산업, 전자산업, 해양산업, 생체의료산업, 스포츠산업 등과 같이 산업분야 전반에 걸쳐 사용되고 있으며, 그 수요가 점차적으로 증가하고 있다.In general, titanium or titanium alloy has characteristics such as high specific strength, high toughness, high corrosion resistance, and lightness, and is widely used in industrial fields such as aerospace industry, electronics industry, marine industry, biomedical industry, sports industry, etc. used, and the demand for it is gradually increasing.
특히, 티타늄 또는 티타늄합금 재료는 인체에 무해하고 생체적합성이 우수한 소재로서, 현재 의료용 제품의 제조에도 많이 활용되고 있다.In particular, titanium or titanium alloy material is harmless to the human body and has excellent biocompatibility, and is currently widely used in the manufacture of medical products.
하지만, 티타늄 또는 티타늄합금 재료는 용융점이 높고 고온에서 쉽게 산화하는 등의 단점이 있으며, 티타늄 소재류나 기계부품류 등을 제조함에 있어 우수한 기계적 강도를 유지하는 형태로 제조하는데 기술적 한계 및 어려움이 존재하는 실정에 있다.However, titanium or titanium alloy material has disadvantages such as high melting point and easy oxidation at high temperature, and there are technical limitations and difficulties in manufacturing titanium materials or mechanical parts in a form that maintains excellent mechanical strength. is in
또한, 티타늄 또는 티타늄합금은 절삭 가공이 용이하지 않아 난삭재로 분류되어 티타늄합금을 이용하여 항공기 부품이나 발전용 터빈 블레이드를 가공하는 업체에서는 대다수가 정확한 가공조건으로 절삭하기 보다는 숙련된 작업자의 가공경험을 기반으로 공정이 수행되는 일반적인 현실이다.In addition, titanium or titanium alloy is classified as a difficult-to-cut material because it is not easy to cut. In companies that use titanium alloy to process aircraft parts or turbine blades for power generation, most of them do not cut under accurate machining conditions, but rather have the experience of skilled workers. It is the general reality that the process is performed based on.
예를 들면, 등록특허 제1986184호에는 순차적으로 이루어진 소재공급부, CNC 공작부, 및 후처리부로 이루어진 장치를 이용하여 티타늄 및 티타늄합금으로 이루어진 소재를 가공하는 방법으로, 상기 소재를 소재공급부를 통하여 CNC 공작부로 전달하는 단계; 상기 CNC 공작부에서 상기 소재를 절삭가공하는 단계; 및 가공이 완료된 소재를 후처리부에서 후처리하는 단계;로 이루어지고, 상기 CNC 공작부는 내부에 작업공간을 구비하는 하우징과, 상기 하우징 내부의 작업공간에 구비되는 고정척, 팁부재, 백스핀들, 커터, 유체분사부재 및 상기 하우징의 일측에 구비되어 상기 소재공급부에서 전달되는 소재가 유입되는 개구부로 이루어지는 소재유입홀을 포함하고, 상기 고정척은 상기 소재를 고정시키고, 상기 팁부재는 상기 소재를 절삭가공하고, 상기 백스핀들은 상기 고정척에 대면하도록 구비되어 상기 고정척에서 상기 소재를 전달받아 소재를 고정시키고, 상기 커터는 상기 소재를 절단하며, 상기 유체분사부재는 상기 소재로 물을 분사하도록 구비되는 티타늄 및 티타늄합금 가공방법이 개시되어 있다.For example, Patent Registration No. 1986184 discloses a method of processing a material made of titanium and titanium alloy using a device consisting of a material supply unit, a CNC machining unit, and a post-processing unit made sequentially, and the material is transferred to the CNC machining unit through the material supply unit. passing to; cutting the material in the CNC machining unit; and post-processing the processed material in a post-processing unit, wherein the CNC machining unit includes a housing having a working space therein, a fixed chuck provided in the working space inside the housing, a tip member, a back spindle, a cutter, a fluid injection member, and a material inlet hole provided on one side of the housing and comprising an opening through which the material delivered from the material supply unit is introduced, the fixing chuck fixes the material, and the tip member holds the material cutting, and the back spindle is provided to face the fixed chuck to receive the material from the fixed chuck to fix the material, the cutter cuts the material, and the fluid spray member sprays water to the material Titanium and a titanium alloy processing method provided so as to be disclosed.
또한, 공개특허 제2004-0086027호에는 재료의 특성이 우수한 반면에 가공성이 떨어진다는 문제점을 가지고 있는 티타늄 및 티타늄 합금을, 가공성을 향상시키기 위하여 기존의 윤활제 사용 방법을 탈피하고 티타늄소재 자체의 표면처리 방법만으로 티타늄소재의 가공성을 향상시키는 방법이 개시되었다.In addition, Patent Publication No. 2004-0086027 discloses that titanium and titanium alloys, which have excellent material properties but poor workability, deviate from the existing method of using lubricants to improve workability and surface treatment of the titanium material itself. A method of improving the workability of a titanium material by only the method has been disclosed.
또한, 등록특허 제2084206호에는 본 발명은, 티타늄을 필요에 따라 다양한 형태로 가공하여 용도별로 최적화된 가공을 가능케 해주며, 가공 과정에 가공 오차 이탈을 최소화하여 양질의 가공품 획득이 가능한 티타늄 절삭 가공 시스템이 개시되어 있다.In addition, according to Patent Registration No. 2084206, the present invention enables optimized processing for each use by processing titanium into various shapes as needed, and titanium cutting processing that can obtain high-quality workpieces by minimizing the deviation of processing errors during the processing process A system is disclosed.
한편, 티타늄 또는 티타늄합금를 절삭하는 절삭장치에서 대상이되는 가공물에 레이저를 조사하여 온도를 올린 후 가공하는 방법이 제안되었다. 상기 방법은 공구의 가공 방향에 따라 레이저의 방향을 조절하여 지속적으로 고온의 대상물을 절삭하는 구성을 포함하여 높은 가공 효율을 제공하는 장점이 있다.On the other hand, a method of processing after raising the temperature by irradiating a laser to a target workpiece in a cutting device for cutting titanium or titanium alloy has been proposed. The method has the advantage of providing high processing efficiency, including the configuration of continuously cutting a high-temperature object by adjusting the direction of the laser according to the processing direction of the tool.
그러나 레이저의 조사는 공구의 이송에 따라 달리 조절해야 하나, 종래 방식에서는 레이저의 조사 방향만 조절하여 레이저의 초점을 대상물 표면에 정교하게 조절할 수 없는 단점이 있다.However, the laser irradiation must be controlled differently depending on the transfer of the tool, but in the conventional method, only the irradiation direction of the laser is adjusted so that the focus of the laser cannot be precisely adjusted on the surface of the object.
본 발명은 상기와 같은 레이저를 이용하여 가공물을 예열하는 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 레이저를 이용하여 가공물의 예열하는 레이저 모듈을 상하 방향, 공구의 회전축과 동일하게 회전 및 회전축의 반경 방향으로 이송되도록 구성하여 레이저의 초점을 자동으로 조절할 수 있는 티타늄 가공용 절삭 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been devised to overcome the disadvantages of the prior art of preheating a workpiece using a laser as described above. The laser module for preheating a workpiece using a laser is rotated in the vertical direction, in the same way as the rotation axis of the tool. An object of the present invention is to provide a cutting device for processing titanium that can be configured to be fed in a radial direction and can automatically adjust the focus of a laser.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 티타늄 또는 티타늄 합금 공작물의 가공부위 표면을 레이저로 조사하여 가열하여 가공하는 티타늄 가공용 절삭 장치에 있어서, 다른 부재들을 지지하여 구조 역할을 하는 고정프레임; 상기 고정프레임에 결합하는 주축프레임; 회전축으로 중심으로 회전하고 공구가 장착되며 상기 주축프레임에 회전 가능하게 결합하는 주축; 상기 공작물을 고정하고 이송시키는 테이블; 및 상기 공작물의 표면을 가열하는 예열 장치를 포함하되, 상기 예열 장치는 공작물 표면에 레이저를 조사하는 레이저 모듈과 상기 주축프레임에 대하여 상기 레이저 모듈을 상기 회전축을 중심으로 회전시키고, 회전축의 반경 방향으로 이송시키고, 상기 회전축 방향을 기준으로 상하로 이송시키는 조절모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a cutting apparatus for processing titanium for processing by heating and irradiating a surface of a processing portion of a titanium or titanium alloy workpiece with a laser, comprising: a fixed frame supporting other members and serving as a structure; a main shaft frame coupled to the fixed frame; a main shaft which rotates about a rotation axis and is equipped with a tool and is rotatably coupled to the main shaft frame; a table for holding and transferring the workpiece; and a preheating device for heating the surface of the workpiece, wherein the preheating device rotates the laser module with respect to a laser module irradiating a laser to the surface of the workpiece and the spindle frame about the rotation axis, and in a radial direction of the rotation axis It is characterized in that it comprises a control module for transporting and moving up and down based on the direction of the rotation axis.
바람직하게는, 상기 조절모듈은 상기 주축프레임에 상하 방향으로 고정되는 선형 가이드, 상기 선형 가이드와 결합하여 상기 선형 가이드 방향으로 이송되는 베이스 및 상기 베이스를 상하 방향으로 이송시키는 수직 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the control module comprises a linear guide fixed to the main shaft frame in a vertical direction, a base coupled to the linear guide to be transported in the linear guide direction, and a vertical actuator configured to transport the base in the vertical direction. do it with
더욱 바람직하게는, 상기 수직 액추에이터는 리드스크류와 상기 리드 스크류와 결합하고 상기 베이스에 고정되는 너트와 상기 리드스크류를 회전시키는 전기식 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the vertical actuator comprises a lead screw, a nut coupled to the lead screw and fixed to the base, and an electric motor for rotating the lead screw.
더욱 바람직하게는, 상기 베이스 상단에는 상기 회전축과 중심이 일치하는 원형 형태의 회전가이드가 장착되고, 상기 회전가이드에는 회전이송체가 결합하여 상기 회전가이드 상으로 이송되고, 상기 회전이송체 상단에는 반경 방향으로 이송하는 반경이송체가 결합하고, 상기 레이저 모듈은 상기 반경이송체에 회전 가능하게 결합하는 것을 특징으로 한다.More preferably, a rotation guide of a circular shape that coincides with the rotation shaft and the center is mounted on the upper end of the base, a rotation carrier is coupled to the rotation guide and transferred onto the rotation guide, and the upper end of the rotation carrier has a radial direction It is characterized in that the radial transfer body is coupled to the transport, and the laser module is rotatably coupled to the radial transfer body.
더욱 바람직하게는, 상기 회전가이드는 주축이 통과되는 내경과 기어가 형성되는 외경을 포함하고, 상기 회전이송체는 상기 기어에 결합하는 구동기어와 상기 내경에 접촉하여 회전하는 롤러와 상기 구동기어를 회전시키는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the rotation guide includes an inner diameter through which the main shaft passes and an outer diameter through which a gear is formed, and the rotary carrier includes a driving gear coupled to the gear, a roller rotating in contact with the inner diameter and the driving gear. It is characterized in that it includes a driving motor for rotating.
더욱 바람직하게는, 상기 회전이송체는 상기 기어와 결합하는 아이들기어를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the rotary transfer body is characterized in that it further comprises an idle gear coupled to the gear.
바람직하게는, 상기 회전가이드는 상기 내경과 상기 기어 하단에 돌출형성되는 가이드단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the rotation guide further comprises a guide end protruding from the inner diameter and the lower end of the gear.
바람직하게는, 상기 회전이송체의 상단에는 반경 방향으로 배치되는 반경가이드를 포함하고, 상기 반경이송체는 상기 반경가이드에 따라 이송되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the upper end of the rotary transfer member includes a radial guide disposed in a radial direction, and the radial transfer member is transported according to the radial guide.
더욱 바람직하게는, 상기 반경가이드의 일면에는 랙이 형성되고, 상기 회전이송체는 상기 랙에 결합하는 구동피니언과 상기 구동피니언을 구동하는 반경모터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, a rack is formed on one surface of the radius guide, and the rotary carrier further comprises a driving pinion coupled to the rack and a radius motor driving the driving pinion.
더욱 바람직하게는, 상기 회전이송체는 상기 랙에 결합하는 아이들피니언과 랙의 반대편 반경가이드에 접촉하는 반경롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the rotary transfer member is characterized in that it comprises an idle pinion coupled to the rack and a radius roller in contact with the radial guide opposite to the rack.
바람직하게는, 상기 반경가이드는 상기 랙의 하단에 양방향으로 돌출형성되는 단턱을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the radius guide is characterized in that it further comprises a step protruding in both directions at the bottom of the rack.
본 발명에 따른 티타늄 가공용 절삭 장치는 공작물의 표면을 가열하는 레이저 모듈과 상기 레이저 모듈의 조사 위치를 조절할 수 있는 조절모듈을 포함하고, 상기 조절모듈은 레이저 모듈을 상하로 방향, 공구의 회전축에 대한 회전 방향 그리고 공구 회전축의 반경 방향으로 이송시켜 어떠한 공작물의 표면에 대해서 정확하게 레이저의 초점을 일치 시켜 공구의 이송 방향과 연동하여 효율적으로 공작물을 예열할 수 있는 효과가 있다.The cutting apparatus for processing titanium according to the present invention includes a laser module for heating the surface of a workpiece and a control module capable of adjusting the irradiation position of the laser module, wherein the control module moves the laser module up and down with respect to the axis of rotation of the tool. By feeding in the direction of rotation and in the radial direction of the tool axis of rotation, the laser focus can be precisely aligned with the surface of any workpiece, thereby effectively preheating the workpiece in conjunction with the feeding direction of the tool.
도 1은 본 발명에 따른 티타늄 가공용 절삭 장치의 구성도이며,
도 2는 도 1에 도시된 공구 부분의 구성도이며,
도 3은 본 발명에 따른 티타늄 가공용 절삭 장치의 예열 장치의 구성도이며,
도 4는 도 3에 도시된 조절모듈의 구성도이며,
도 5는 도 3에 포함되는 회전이송체의 구성도이며,
도 6은 도 3에 포함된 반경가이드의 구성도이며,
도 7은 도 3에 포함된 반경이송체의 구성도이다.1 is a block diagram of a cutting device for processing titanium according to the present invention,
Figure 2 is a block diagram of the tool part shown in Figure 1,
3 is a block diagram of a preheating device of a cutting device for processing titanium according to the present invention;
Figure 4 is a block diagram of the control module shown in Figure 3,
Figure 5 is a configuration diagram of the rotary transfer body included in Figure 3,
Figure 6 is a block diagram of the radius guide included in Figure 3,
7 is a configuration diagram of the radial transfer member included in FIG. 3 .
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 “연결”, “결합” 또는 “접속”된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 “연결”, “결합” 또는 “접속”될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms. When it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but between each component another component It should be understood that may be “connected”, “coupled” or “connected”.
본 발명에 따른 티타늄 가공용 절삭 장치(100)는 도 1에 도시된 가공장치(10)에 장착되어 티타늄 또는 티타늄 합금 재질의 공작물(1)을 예열하는 예열 장치(20)를 포함하여 구성된다.The cutting device 100 for machining titanium according to the present invention is mounted on the
상기 가공장치(10)는 고정프레임(11)과 상기 고정프레임(11)에 결합하는 주축프레임(12), 상기 주축프레임(12)에 회전 가능하게 결합하는 주축(13) 및 상기 공작물(1)이 고정되고 상기 고정프레임(11)에 결합하는 테이블(14)을 포함하여 구성된다.The
상기 가공장치(10)는 CNC 장치로 구성되며, 바람직하게는 머시닝센터로 구현되는 것이 바람직하다.The
여기서 상기 고정프레임(11)은 전체 가공장치(10)를 지지하는 구조물 역할을 하는 것으로 적어도 절삭 등에 의하여 발생되는 절삭력 의한 변형과 진동 등에 의하여 정밀도의 저하를 방지할 수 있는 강도로 구현되는 것이 바람직하다.Here, the
상기 주축프레임(12)은 주축(13)과 테이블(14)의 이송 여부에 따라 상기 고정프레임(11)과 달리 결합한다.The
예를 들면, 상기 테이블(14)이 상하, 좌우 및 전후 방향으로 3축 이송하는 경우 상기 주축프레임(12)은 상기 고정프레임(11)과 일체로 결합한다.For example, when the table 14 moves three-axis in the vertical, horizontal, and front-rear directions, the
상기 테이블(14)이 좌우 및 전후 방향으로 이송하고, 주축(13)이 상하 방향으로 이송하는 3축으로 구현되는 경우, 상기 주축프레임(12)은 상기 고정프레임(11)에 대하여 상하로 이송하는 형태로 결합한다.When the table 14 is implemented with three axes that are transported in the left and right and front and rear directions, and the
5축의 장치로 구현되는 경우 상기 주축프레임(12)은 상기 고정프레임(11)에 대하여 2개의 회전 가능한 결합 구성을 포함한다.When implemented as a 5-axis device, the
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 주축(13)은 회전축(15)으로 회전하고, 상기 회전축(15)은 수직으로 배치되며, 상기 주축(13)의 끝단에는 상기 회전축(15)과 동일한 중심으로 공구(2)가 장착된다. 즉, 상기 공구(2)는 상기 회전축(15)을 중심으로 회전하여 공작물(1)을 절삭한다.On the other hand, as shown in FIG. 2 , the
그리고, 상기 공구(2)는 홀 천공 작업에서는 드릴로 구현될 수 있으나, 평면, 측면 또는 곡면 가공 시에는 엔드밀로 구현된다.In addition, the
상기 테이블(13)은 상기 공작물(2)을 고정시키고, 구현 방식에 따라 상하, 좌우 또는 전후 방향으로 이송되도록 구현될 수 있다.The table 13 may be implemented to fix the
또한, 상기 가공장치(10)는 전체 동작을 제어하는 제어모듈을 포함하여 구성되며, 상기 제어모듈에는 공작물 가공을 위한 프로그램과 데이터를 포함한다.In addition, the
한편, 상기 예열 장치(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 주축프레임(12)에 결합하여 공구(2)와 공작물(1)의 상대적인 이송 방향에 따라 공작물(1) 표면에 레이저를 조사하여 공작물(1)의 온도를 상승시키는 레이저 모듈(30)과 상기 레이저 모듈(30)이 고정되어 상기 레이저 모듈(30)의 위치를 조절하는 조절모듈(40)을 포함한다.On the other hand, as shown in FIG. 3 , the
먼저, 상기 레이저 모듈(30)은 별도의 전원에 의하여 레이저를 발생시켜 공작물(1) 표면에 다른 부품들과 간섭없이 레이저를 조사시키는 역할을 하며, 그 형상은 다양한 형태로 구현될 수 있다.First, the
상기 조절모듈(40)은 상기 레이저 모듈(30)의 상하 위치와 상기 회전축(15)을 중심으로 회전 각도와 회전축(15)의 반경 방향의 위치를 조절한다.The
즉, 상기 조절모듈(40)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 주축프레임(12)에 수직으로 결합하는 선형 가이드(41), 상기 선형 가이드(41)에 결합하여 상하로 이송하는 베이스(42), 상기 주축프레임(12)에 장착되어 상기 베이스(42)를 상하로 이송하는 수직 액추에이터(43)를 포함한다.That is, as shown in FIG. 4 , the
즉, 상기 베이스(42)는 상기 레이저 모듈(30)과 레이저 모듈(30)의 이송을 수행하는 부재들을 지지하는 역할을 하는 것으로 상기 수직 액추에이터(43)의 동작에 의하여 상기 베이스(42)가 상기 회전축(15) 방향으로 상하 이송한다.That is, the
상기 베이스(42)는 중앙에 상기 주축(13)과 간섭을 회피하기 위하여 원형 홀이 형성되어 있으며, 다른 부재들을 충분히 지지할 수 있는 강성으로 구현되며, 필요한 경우 강성 증가를 위한 리브 등의 구조를 포함할 수 있다.The
상기 수직 액추에이터(43)는 상기 주축프레임(12)에 부착되어 상기 베이스(42)를 상하로 이송시키는 역할을 하는 것으로, 리드 스크류 및 너트와 리드 스크류를 구동하는 전기식 모터를 포함하는 형태로 구성될 수 있으나, 필요한 경우 리드 스크류에 벨트 등의 전동 장치를 이용하여 전기식 모터가 일정 거리 이격된 위치에 배치되는 것과 같은 다른 방식의 선형 액추에이터로 구현될 수 있다.The
상기 베이스(42)의 상단에는 회전가이드(44)가 부착된다.A
상기 회전가이드(44)의 중심에도 역시 내경(45)이 형성되어 있으며, 외경에는 기어(46)가 형성되어 있다.An
또한 상기 회전가이드(44)의 하단에는 외경에 결합하는 이송부의 분리를 방지하기 위하여 회전가이드(44)보단 직경이 큰 가이드단(47)이 부착된다.In addition, a
그리고 상기 가이드단(47)의 내경부는 상기 내경(45)보다 작은 직경으로 구성된다.And the inner diameter portion of the guide end (47) is configured to have a smaller diameter than the inner diameter (45).
물론 상기 가이드단(47)은 별도로 제작되어 상기 회전가이드(44)에 부착되는 형태로 구현될 수 있으나, 상기 회전가이드(44)와 일체로 형성되는 형태로도 구현될 수 있다.Of course, the
상기 회전가이드(44) 상단에는 도 5에 도시된 바와 같이, 원주 방향으로 이송하는 회전이송체(50)가 결합한다.As shown in FIG. 5 , the
상기 회전이송체(50)는 몸체(51)와 상기 회전가이드(44)의 기어(46)에 치합되는 구동기어(52), 상기 구동기어(52)와 일정 거리 이격된 위치에서 상기 기어(46)와 치합하는 아이들기어(53) 및 상기 내경(45)에 결합하는 롤러(54)를 포함하여 구성된다.The
여기서 상기 구동기어(52), 아이들기어(53) 및 상기 롤러(54) 하단 측면은 상기 가이드단(47)의 일면과 접촉하여 상기 회전이송체(50)가 상기 회전가이드(44)에서 분리되지 않는다.Here, the
또한 상기 구동기어(52)에는 전원에 의하여 동작하고 상기 몸체(51)에 고정되는 회전모터(55)의 회전축에 연결되어, 상기 회전모터(55)의 구동에 따라 상기 회전이송체(50)는 상기 회전가이드(44)를 따라 이송한다.In addition, the
따라서 상기 회전모터(55)의 구동을 제어하면, 상기 회전이송체(50)의 회전가이드(44) 상의 위치를 조절할 수 있다.Therefore, if the driving of the rotary motor 55 is controlled, the position of the
또한, 여기서 상기 롤러(54)는 필요한 경우 복수로 구성될 수 있다.In addition, the
상기 회전이송체(50)는 상기 가이드단(47)의 상면에 상기 구동기어(52), 아이들기어(53) 및 상기 롤러(54)의 하측면이 접촉하여 지지되는 형태로 구성될 수 있으나, 필요한 경우 상기 가이드단(47)을 생략하고, 상기 몸체(51)의 하면이 상기 회전가이드(44)의 상면과 접촉하여 지지되는 형태로도 구현될 수 있다.The
한편, 상기 회전이송체(50)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상단에 반경 방향으로 배치되는 반경가이드(57)를 포함한다.On the other hand, as shown in Fig. 6, the
상기 반경가이드(57)는 양면 중 적어도 하나의 면에는 랙(58)이 형성되어 있으며, 필요한 경우 랙(58)의 하단에는 단턱(59)을 추가로 포함할 수 있다.The
상기 반경가이드(57)에는 도 7에 도시된 바와 같이, 반경이송체(60)가 결합하여 상기 반경가이드(57)를 따라 이송한다.As shown in FIG. 7 , a
상기 반경이송체(60)는 반경몸체(61)와 상기 반경가이드(57)의 랙(58)에 치합하는 구동피니언(62), 상기 구동피니언(62) 측에 일정 거리 이격된 위치에서 상기 랙(58)에 치합하는 아이들피니언(63), 상기 반경가이드(57) 랙의 반대편에 접촉하는 반경롤러(64), 상기 구동피니언(62)을 구동하는 반경모터(65)를 포함하여 구성된다.The
여기서 상기 아이들피니언(63) 및 반경롤러(64)를 상기 반경몸체(61)에 회전가능하게 결합되고, 상기 구동피니언(62)은 상기 반경몸체(61)에 고정되는 반경모터(65)의 회전축에 결합한다.Here, the
따라서 상기 구동모터(65)의 회전에 따라 상기 반경이송체(60)는 상기 회전이송체(50)의 반경 방향으로 이송된다.Accordingly, according to the rotation of the driving
필요한 경우 상기 반경가이드(57)에는 스토퍼가 형성되어 상기 반경이송체(60)의 이송을 물리적으로 제한할 수 있다.If necessary, a stopper may be formed on the
또한 상기 반경롤러(64)는 복수개로 구성될 수 있다.In addition, the
상기 반경이송체(60)는 상기 구동피니언(62), 아이들피니언(63) 및 반경롤러(64)의 하단 측면과 단턱(59)의 접촉에 의하여 지지될 수 있도록 구성할 수 있으나, 필요한 경우 상기 단턱(59)을 생략하고, 상기 반경몸체(61)의 하면이 상기 회전이송체(50)의 회전몸체(51) 상단에 안착되어 미끄럼 운동하는 형태로 구현될 수 있다.The
한편, 상기 레이저 모듈(30)은 상기 반경이송체(60)에 회전 가능한 형태로 부착된다.On the other hand, the
이때 레이저 모듈(30)의 회전방향은 상기 회전이송체(50) 평면에 위치하며, 반경 방향과 수직으로 설정된는 것이 바람직하며, 상기 회전방향으로 레이저 모듈(30)의 자세 전환은 수동으로 조절하도록 구성한다.At this time, the rotation direction of the
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 티타늄 가공용 절삭 장치를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only an embodiment for implementing the cutting device for titanium processing according to the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment, and the present invention is provided without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims. Anyone with ordinary knowledge in the technical field to which the invention pertains will say that the technical spirit of the present invention exists to the extent that it can be implemented with various modifications.
1: 공작물 2: 공구
10: 가공장치 11: 고정프레임
12: 주축프레임 13: 주축
14: 테이블 15: 회전축
20: 예열 장치 30: 레이저 모듈
40: 조절모듈 41: 선형 가이드
42: 베이스 43: 수직 액추에이터
44: 회전가이드 45: 내경
46: 기어 47: 가이드단
50: 회전이송체 51: 몸체
52: 구동기어 53: 아이들기어
54: 롤러 55: 회전모터
57: 반경가이드 58: 랙
59: 단턱 60: 반경이송체
61: 반경몸체 62: 구동피니언
63: 아이들피니언 64: 반경롤러
65: 반경모터 100: 절삭장치1: Workpiece 2: Tool
10: processing device 11: fixed frame
12: spindle frame 13: spindle
14: table 15: axis of rotation
20: preheating device 30: laser module
40: control module 41: linear guide
42: base 43: vertical actuator
44: rotation guide 45: inner diameter
46: gear 47: guide stage
50: rotary transfer body 51: body
52: drive gear 53: idle gear
54: roller 55: rotation motor
57: radius guide 58: rack
59: step 60: radius transfer body
61: radius body 62: drive pinion
63: idle pinion 64: radius roller
65: radius motor 100: cutting device
Claims (11)
다른 부재들을 지지하여 구조 역할을 하는 고정프레임;
상기 고정프레임에 결합하는 주축프레임;
회전축으로 중심으로 회전하고 공구가 장착되며 상기 주축프레임에 회전 가능하게 결합하는 주축; 상기 공작물을 고정하고 이송시키는 테이블; 및
상기 공작물의 표면을 가열하는 예열 장치를 포함하되,
상기 예열 장치는 공작물 표면에 레이저를 조사하는 레이저 모듈과 상기 주축프레임에 대하여 상기 레이저 모듈을 상기 회전축을 중심으로 회전시키고, 회전축의 반경 방향으로 이송시키고, 상기 회전축 방향을 기준으로 상하로 이송시키는 조절모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 가공용 절삭 장치.
In the cutting device for processing titanium, the surface of the processing part of the titanium or titanium alloy workpiece is irradiated with a laser and processed by heating,
a fixed frame supporting other members and serving as a structure;
a main shaft frame coupled to the fixed frame;
a main shaft which rotates about a rotation axis and is equipped with a tool and is rotatably coupled to the main shaft frame; a table for holding and transferring the workpiece; and
a preheating device for heating the surface of the workpiece;
The preheating device is a laser module irradiating a laser to the surface of the workpiece and the main shaft frame by rotating the laser module about the rotation axis, transferring the laser module in the radial direction of the rotation axis, and moving the laser module up and down based on the rotation axis direction. Cutting device for machining titanium, characterized in that it comprises a module.
The method according to claim 1, wherein the control module comprises a linear guide fixed in the vertical direction to the main shaft frame, a base coupled to the linear guide and transported in the linear guide direction, and a vertical actuator configured to transport the base in the vertical direction A cutting device for machining titanium characterized by its features.
The cutting device for titanium machining according to claim 2, wherein the vertical actuator includes a lead screw, a nut coupled to the lead screw and fixed to the base, and an electric motor for rotating the lead screw.
The method according to claim 3, The upper end of the base is equipped with a circular-shaped rotation guide coincident with the axis of rotation, a rotary carrier is coupled to the rotary guide and transferred onto the rotary guide, and the upper end of the rotary carrier has a radial direction. A cutting device for titanium processing, characterized in that the radial transfer body is coupled to the transport, and the laser module is rotatably coupled to the radial transfer body.
The method according to claim 4, wherein the rotation guide includes an inner diameter through which the main shaft passes and an outer diameter through which a gear is formed, and the rotary carrier includes a driving gear coupled to the gear, a roller rotating in contact with the inner diameter and the driving gear. Cutting device for titanium processing, characterized in that it comprises a driving motor for rotating.
The cutting device for machining titanium according to claim 5, wherein the rotary transfer body further comprises an idle gear coupled to the gear.
[Claim 5] The cutting device for machining titanium according to claim 4, wherein the rotation guide further comprises a guide end protruding from the inner diameter and the lower end of the gear.
The method according to claim 4, The upper end of the rotary transfer member includes a radial guide disposed in the radial direction, the radial transfer member is a cutting device for titanium processing, characterized in that the feed according to the radial guide.
[Claim 9] The cutting device for titanium processing according to claim 8, wherein a rack is formed on one surface of the radius guide, and the rotary carrier further comprises a driving pinion coupled to the rack and a radius motor driving the driving pinion.
[10] The cutting device for titanium processing according to claim 9, wherein the rotary transfer member comprises an idle pinion coupled to the rack and a radius roller in contact with a radius guide opposite to the rack.
The method according to claim 9, wherein the radius guide is titanium machining cutting device, characterized in that it further comprises a step protruding in both directions at the lower end of the rack.
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