KR20220093329A

KR20220093329A - 다축 로터리 테이블

Info

Publication number: KR20220093329A
Application number: KR1020227016987A
Authority: KR
Inventors: 후 천; 신 덩; 즈홍 웨이; 홍웨이 순; 야펑 리; 하이보 장; 창린 두; 추이쥐엔 구어; 구어슈아이 장; 쥔 왕; 펑 왕; 잉화 리; 샤오이 리우; 즈단 쥐
Original assignee: 커더 뉴메리컬 컨트롤 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2022-07-05
Also published as: JP2023504706A; WO2021135758A1; US11945065B2; US20230023718A1; CN111037318A; EP4086033A1; EP4086033A4

Abstract

본 발명의 다축 로터리 테이블에 있어서, 베이스(1), 로커 암(rocker arm), 로커 암(2)이 구동되어 베이스(1)에서 제1 회전축선(1a)을 휘감아서 스윙되는 제1 구동 장치(7)를 포함하고, 로커 암(2)에는 스윙 암(4) 및 스윙 암(4)이 구동되어 로커 암(2)에서 제2 회전축선(2a)을 휘감아서 스윙되는 제2 구동 장치(8)가 설치되고, 스윙 암(4)에 작업 테이블(6) 및 작업 테이블(6)이 구동되어 제3 회전축선(3a)을 휘감아서 회전시키는 제3 구동 장치(9)가 설치되고, 제2 회전축선(2a)과 제3 회전축선(3a)이 서로 평행이거나 상반된다. 다축 로터리 테이블은 종래 이중 회전축 로터리 테이블과 달리, 절삭 공구 시스템이 우수하면서 안정적인 강성을 지니므로, 공작물이 안정적인 일관성을 지닌 표면 품질을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 더 나은 제어 특성과 가공 정밀도를 가지고, 간섭 구역이 적고, 근접성이 우수하여 완제품 기기가 우수한 강성을 얻기에 유리하다. 또한, 오래된 장비를 개조할 때 본 발명의 다축 로터리 테이블을 활용하면 3축 스트로크(stroke)를 변경할 필요없이 공작 기계의 가공 범위를 확장할 수 있고, 향후 여러 산업에서 폭넓게 활용될 수 있다.

Description

다축 로터리 테이블

본 발명은 공작 기계 기술 분야에 관련된 것으로, 구체적으로 다축 로터리 테이블에 관한 것이다.

오늘날 흔히 볼 수 있는 이중 회전축 로터리 테이블 일반적으로 하나의 스윙 회전축과 하나의 회전축으로 이루어졌고, 이러한 두개의 회전축은 보통 일정거리로 서로 교차하거나 편향되게 배치되어 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 설계 제작이 완성되면 변경할 수 없다. 종래 로터리 테이블은 작업 테이블 면적 크기와 대등한 공작물을 가공하는 데 적합하여, 비교적 작은 공작물을 가공할 때, 가공 영역에 근접하기 위해 길이가 더 긴 절삭 공구를 사용하거나, 메인축에서 더 긴 오버행이 돌출되어 절삭 공구 시스템의 강성 및 공작물 표면의 품질이 떨어져, 심지어는 크기가 규정 범위를 초과하여 종래 로터리 테이블은 가공 부품의 크기에 제한적이기에 통용성과 융통성이 떨어진다.

본 발명은 위와 같은 문제점에 착안하여 다축 로터리 테이블을 연구하여 설계하였다. 본 발명에서 채택한 기술 수단은 다음과 같다.

본 발명의 다축 로터리 테이블에 있어서, 베이스, 로커 암(rocker arm), 상기 로커 암이 구동되어 상기 베이스에서 제1 회전축선을 휘감아서 스윙되는 제1 구동 장치를 포함하고, 상기 로커 암에는 스윙 암 및 상기 스윙 암이 구동되어 상기 로커 암에서 제2 회전축선을 휘감아서 스윙되는 제2 구동 장치가 설치되고, 상기 스윙 암에 작업 테이블 및 상기 작업 테이블이 구동되어 제3 회전축선을 휘감아서 회전시키는 제3 구동 장치가 설치되고, 상기 제2 회전축선과 상기 제3 회전축선이 서로 평행이거나 상반된다.

더 나아가서, 상기 제1 회전축선과 상기 제2 회전축선이 서로 교차되거나 상반된다.

더 나아가서, 상기 스윙 암의 스윙 각도 범위가 0° 내지 180°이다. 상기 스윙 암의 스윙 각도는 상기 작업 테이블의 평면 내의 연결선과 제1 회전축선 사이에 있는 상기 제3 회전축선 및 제2 회전축선의 협각을 말한다.

더 나아가서, 상기 스윙 암의 스윙 각도가 0° 내지 180°로 변화됨에 따라, 상기 제3 회전축선에서 상기 제1 회전축선까지의 법선 거리가 먼저 단조롭게 늘어난 후 단조롭게 줄어들거나 먼저 단조롭게 줄어든 후 단조롭게 늘어난다.

더 나아가서, 상기 스윙 암의 스윙 각도가 0° 내지 90°로 변화됨에 따라, 상기 제3 회전축선에서 상기 제1 회전축선까지의 법선 거리가 단조롭게 늘어나고; 상기 스윙 암의 스윙 각도가 90° 내지 180°로 변화됨에 따라, 상기 제3 회전축선에서 상기 제1 회전축선까지의 법선 거리가 단조롭게 줄어든다.

더 나아가서, 상기 제1 구동 장치와 상기 제2 구동 장치는 모터와 감속기를 포함하고, 상기 제3 구동 장치는 토크모터가 동력 기구를 직접 구동시킨다.

본 발명의 다축 로터리 테이블은 종래 기술과 비교하여 다음과 같은 이점을 갖는다.

(1) 본 발명의 다축 로터리 테이블은 종래 이중 회전축 로터리 테이블과 달리 스윙이 가능한 스윙 암을 도입하여 제3 회전축선에서 제1 회전축선까지의 법선 거리가 연속으로 조정이 가능하게 만들고, 공작물 크기에 관계 없이 스윙 각도를 조절함으로써 공작물의 가공 영역이 제1 회전축선 근처로 최대한 집약되고, 절삭 공구의 오버행 길이 또는 메인축의 오버행이 기본적으로 안정적이게 작은 범위에 있으며, 절삭 공구 시스템이 우수하면서 안정적인 강성을 지니므로, 공작물이 안정적인 일관성을 지닌 표면 품질을 얻을 수 있다.

(2) 공작물의 가공 영역이 제1 회전축선 근처로 최대한 모이게 하여, 가공 영역이 집약되므로, 각 축의 뒤따르는 보상 운동(compensation movement)의 거리가 크게 줄어들어 더 우수한 제어 특성과 가공 정밀도를 갖는다.

(3) 공작물은 기본적으로 제1 회전축선의 일측에 편향되게 배치되고, 다른 일측은 직선축 등 기초 부재의 공간을 줄일 수 있으므로, 간섭 영역이 줄어들고 근접성이 우수하여 완제품 기기가 우수한 강성을 얻기에 유리하다.

(4) 오래된 장비를 개조할 때 본 발명의 다축 로터리 테이블을 활용하면 3축 스트로크(stroke)를 변경할 필요없이 공작 기계의 가공 범위를 확장하고 가공의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

(5) 본 발명의 다축 로터리 테이블은 항공 분야의 임펠러, 블레이드 디스크를 가공하는 것에 적용되지만 이에 한정되지 않아, 기어, 프로펠러에도 응용될 수 있으며, 또한 가스터빈, 선박용 프로펠러, 물펌프, 팬(fan) 등 산업 분야에도 향후 폭넓게 활용될 수 있다.

도 1은 종래 기술에서 이중 회전축 로터리 테이블의 구조 개략도이다.
도 2는 본 발명에서 실시예 1의 구조 개략도이다.
도 3은 본 발명에서 실시예 1의 작업 테이블의 투영 개략도이다.
도 4는 본 발명에서 실시예 1의 공작물 가공 상태를 나타내는 개략도이다.
도 5는 도 4에 표시된 A-A 지점의 단면 개략도이다.
도 6은 본 발명에서 실시예 2의 구조 개략도이다.
도 7은 본 발명에서 실시예 3의 구조 개략도이다.

실시예 1

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다축 로터리 테이블에 있어서, 베이스(1), 로커 암(rocker arm), 상기 로커 암(2)이 구동되어 상기 베이스(1)에서 제1 회전축선(1a)을 휘감아서 스윙되는 제1 구동 장치(7)를 포함하고, 상기 로커 암(2)은 제1 지지 베어링(3)을 통해 베이스(1)에 설치되고, 상기 로커 암(2)에는 스윙 암(4) 및 스윙 암(4)이 구동되어 로커 암(2)에서 제2 회전축선(2a)을 휘감아서 스윙되는 제2 구동 장치(8)가 설치되고, 상기 스윙 암(4)에 작업 테이블(6) 및 작업 테이블(6)이 구동되어 제3 회전축선(3a)을 휘감아서 회전시키는 제3 구동 장치(9)가 설치되고, 상기 제2 회전축선(2a)과 제3 회전축선(3a)이 서로 평행이거나 상반되어, 둘 사이는 일정 거리로 편향되게 배치되어, 바람직하게는 둘이 상호 평행된다.

상기 제1 회전축선(1a)과 제2 회전축선(2a)이 서로 교차되거나 상반되고, 이는 즉, 제1 회전축선(1a)과 제2 회전축선(2a)이 서로 교차되거나, 또는 둘 사이에 일정한 거리가 존재하며, 바람직하게는 이 둘은 교차되게 설치된다.

상기 스윙 암(4)의 스윙 각도(α) 범위가 0° 내지 180°이다. 상기 스윙 암(4)의 스윙 각도(α)는 작업 테이블(6)의 평면 내의 연결선(L23)과 제1 회전축선 사이에 있는 상기 제3 회전축선(3a) 및 제2 회전축선(2a)의 협각을 말한다.

스윙 암(4)의 스윙 각도(α)가 0° 내지 180°로 변화되면서, 스윙 암(4)이 제2 회전축선(2a)을 휘감아서 회전될 때, 작업 테이블(6)의 제3 회전축선(3a)에서 제1 회전축선(1a)까지의 법선 거리(L)가 스윙 각도(α)를 따라 함수 규칙에 맞춰 선형 곡선을 그리며 변화되어, 제3 회전축선(3a)에서 제1 회전축선(1a)까지의 법선 거리(L)가 연속으로 조정이 가능하게 되고, 공작물 크기에 관계 없이 스윙 각도를 조절함으로써 공작물 가공 영역이 제1 회전축선 근처로 최대한 집약되고, 절삭 공구의 오버행 길이 또는 메인축의 오버행이 기본적으로 안정적이게 작은 범위에 있으며, 절삭 공구 시스템이 우수하면서 안정적인 강성을 지니므로, 공작물이 안정적인 일관성을 지닌 표면 품질을 얻을 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 제3 회전축선(3a)에서 상기 제1 회전축선(1a)까지의 법선 거리(L)가 먼저 단조롭게 늘어난 후 단조롭게 줄어들거나 먼저 단조롭게 줄어든 후 단조롭게 늘어난다. 더 바람직한 실시예에 있어서, 스윙 암의 스윙 각도가 0° 내지 90°로 변화됨에 따라, 제3 회전축선(3a)에서 제1 회전축선(1a)까지의 법선 거리(L)가 단조롭게 늘어나고; 스윙 암의 스윙 각도가 90° 내지 180°로 변화됨에 따라, 제3 회전축선에서 제1 회전축선까지의 법선 거리가 단조롭게 줄어든다. 이는 즉 작업 테이블(6)의 평면 내에 있는 제3 회전축선(3a)과 제2 회전축선(2a)의 연결선(L23)이 제3 사분면에 있을 경우, 제3 회전축선(3a)에서 제1 회전축선(1a)까지의 법선 거리(L)가 단조롭게 늘거나 줄어들고, 이에 상응하여, 제4 사분면에 있을 경우, 제3 회전축선(3a)에서 제1 회전축선(1a)까지의 법선 거리(L)가 단조롭게 줄어들거나 늘어난다.

상기 제1 구동 장치(7)와 제2 구동 장치(8)는 모터와 감속기를 포함하고, 상기 제3 구동 장치(9)는 토크모터가 동력 기구를 직접 구동시킨다. 본 실시예의 로커 암(2)은 양단이 지지 구조인 로커 암이고, 로커 암(2)의 양단은 제1 지지 베어링(3)을 통해 베이스(1)에 설치되고, 여기에서 일단 지점에 제1 구동 장치(7)가 설치되고, 로커 암(2)이 스윙되도록 구동시킨다.

본 실시예는 가공 영역이 집약되어 각 축의 뒤따르는 보상 운동(compensation movement)의 거리가 크게 줄어들어 더 우수한 제어 특성을 갖는다. 공작물은 기본적으로 제1 회전축선의 일측에 편향되게 배치되고, 다른 일측은 직선축 등 기초 부재의 공간을 줄일 수 있으므로, 간섭 영역이 줄어들고 근접성이 우수하여 완제품 기기가 우수한 강성을 얻기에 유리하다. 또한 이와 동시에 오래된 장비를 개조할 때 본 발명의 다축 로터리 테이블을 활용하면 3축 스트로크(stroke)를 변경할 필요없이 공작 기계의 가공 범위를 확장할 수 있다. 본 실시예는 항공 분야의 임펠러, 블레이드 디스크를 가공하는 것에 한정되지 않아, 기어, 프로펠러에도 응용될 수 있으며, 또한 가스터빈, 선박용 프로펠러, 물펌프, 팬(fan) 등 산업 분야에도 향후 폭넓게 활용될 수 있다.

실시예 2

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예와 실시예 1은 상기 로커 암(2)의 양단 지점에 대응되는 제1 구동 장치(7)가 설치되어, 양측이 로커 암이 이동되도록 구동시키는 점에서 차이가 있다. 본 실시예의 기타 구조는 실시예 1과 동일하다.

실시예 3

도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예와 실시예 1은 상기 로커 암(2)의 일단이 제1 지지 베어링(3)을 통해 베이스(1)에 설치되고, 로커 암(2)의 해당 단 지점에 제1 구동 장치(7)가 설치되는 점에서 차이가 있다. 본 실시예의 기타 구조는 실시예 1과 동일하다.

위의 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. 본 발명의 설계 목적을 벗어나지 않는다는 전제 하에, 통상의 기술자는 본 발명의 기술 방안을 변형 및 개선할 수 있고, 이는 본 발명의 청구항에서 명시된 보호 범위 내에 속한다.

1: 베이스
2: 로커 암(rocker arm)
3: 제1 지지 베어링
4: 스윙 암
5: 제2 지지 베어링
6: 작업 테이블
7: 제1 구동 장치
8: 제2 구동 장치
9: 제3 구동 장치
10: 공작물
11: 메인축 및 절삭 공구
1a: 제1 회전축선
2a: 제2 회전축선
3a: 제3 회전축선
α: 스윙 각도
L: 법선 거리
L23: 제3 회전축선과 제2회전축선의 연결선이 작업 테이블의 평면 내부까지 투영된 거리

Claims

다축 로터리 테이블에 있어서,
베이스, 로커 암(rocker arm), 상기 로커 암이 구동되어 상기 베이스에서 제1 회전축선을 휘감아서 스윙되는 제1 구동 장치를 포함하고,
상기 로커 암에는 스윙 암 및 상기 스윙 암이 구동되어 상기 로커 암에서 제2 회전축선을 휘감아서 스윙되는 제2 구동 장치가 설치되고, 상기 스윙 암에 작업 테이블 및 상기 작업 테이블이 구동되어 제3 회전축선을 휘감아서 회전시키는 제3 구동 장치가 설치되고, 상기 제2 회전축선과 상기 제3 회전축선이 서로 평행이거나 상반되는 것을 특징으로 하는 다축 로터리 테이블.
제1항에 있어서,
상기 제1 회전축선과 상기 제2 회전축선이 서로 교차되거나 상반되는 것을 특징으로 하는 다축 로터리 테이블.
제2항에 있어서,
상기 스윙 암의 스윙 각도가 0° 내지 180°인 것을 특징으로 하는 다축 로터리 테이블.
제3항에 있어서,
상기 스윙 암의 스윙 각도가 0° 내지 180°로 변화됨에 따라, 상기 제3 회전축선에서 상기 제1 회전축선까지의 법선 거리가 먼저 단조롭게 늘어난 후 단조롭게 줄어들거나 먼저 단조롭게 줄어든 후 단조롭게 늘어나는 것을 특징으로 하는 다축 로터리 테이블.
제4항에 있어서,
상기 스윙 암의 스윙 각도가 0° 내지 90°로 변화됨에 따라, 상기 제3 회전축선에서 상기 제1 회전축선까지의 법선 거리가 단조롭게 늘어나고; 상기 스윙 암의 스윙 각도가 90° 내지 180°로 변화됨에 따라, 상기 제3 회전축선에서 상기 제1 회전축선까지의 법선 거리가 단조롭게 줄어드는 것을 특징으로 하는 다축 로터리 테이블.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 구동 장치와 상기 제2 구동 장치는 모터와 감속기를 포함하고, 상기 제3 구동 장치는 토크모터가 동력 기구를 직접 구동시키는 것을 특징으로 하는 다축 로터리 테이블.