KR20230106765A - Spindle clamp device for machine tools that can control the angle division of the spindle - Google Patents

Spindle clamp device for machine tools that can control the angle division of the spindle Download PDF

Info

Publication number
KR20230106765A
KR20230106765A KR1020220001970A KR20220001970A KR20230106765A KR 20230106765 A KR20230106765 A KR 20230106765A KR 1020220001970 A KR1020220001970 A KR 1020220001970A KR 20220001970 A KR20220001970 A KR 20220001970A KR 20230106765 A KR20230106765 A KR 20230106765A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
main shaft
spindle
cooling oil
disk
control device
Prior art date
Application number
KR1020220001970A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이은
Original Assignee
주식회사 디엔솔루션즈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 디엔솔루션즈 filed Critical 주식회사 디엔솔루션즈
Priority to KR1020220001970A priority Critical patent/KR20230106765A/en
Publication of KR20230106765A publication Critical patent/KR20230106765A/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/20—Adjusting or stopping working-spindles in a predetermined position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/10—Arrangements for cooling or lubricating tools or work
    • B23Q11/1015—Arrangements for cooling or lubricating tools or work by supplying a cutting liquid through the spindle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/54—Arrangements or details not restricted to group B23Q5/02 or group B23Q5/22 respectively, e.g. control handles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F16D55/224—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/02—Fluid pressure
    • F16D2121/04—Fluid pressure acting on a piston-type actuator, e.g. for liquid pressure

Abstract

공작물 소재를 파지하고 회전하는 주축을 구비한 주축 각도분할 제어가 가능한 공작기계에 있어서, 상기 주축의 중공부 원주 방향 외측에 환형의 플랜지를 설치하고, 상기 플랜지의 원주 방향으로는 원판 형상의 디스크를 장착하며, 상기 디스크의 축 방향 양 측에는 각각 디스크의 일측면과 선택적으로 접촉하는 접촉부재와, 상기 디스크를 주축의 축 방향으로 선택적으로 가압하여 주축의 회전을 억제하는 공압실린더를 설치하고, 또한 상기 접촉부재 내부에 냉각오일 공급유로를 형성하여 상기 디스크의 클램핑 과정에 발생하는 열을 냉각 시키는 3축 제어 공작기계의 주축 클램프 구조로, 공압을 이용한 컴팩트한 구조의 주축 클램핑 장치를 구현할 수 있다. 또한, 3축 가공 시 주축을 축 방향과 원주 방향으로 흔들림 없이 정위치에 견고하게 고정함으로 공작물 소재의 고부하 3축 가공을 가능하게 하며, 나아가 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다. 주축 클램프 시 냉각 수단을 통해 발열을 억제함으로 주축 클램프 부재의 발열로 인한 마모와 열변형을 최소화 할 수 있다.In a machine tool having a main shaft that grips and rotates a workpiece material and is capable of controlling the main shaft angle division, an annular flange is installed outside the circumferential direction of a hollow part of the main shaft, and a disc-shaped disk is provided in the circumferential direction of the flange. Mounted, on both sides of the disk in the axial direction, a contact member selectively contacting one side of the disk and a pneumatic cylinder for selectively pressing the disk in the axial direction of the main shaft to suppress rotation of the main shaft are installed, and It is a spindle clamp structure of a 3-axis controlled machine tool that cools the heat generated during the clamping process of the disk by forming a cooling oil supply passage inside the contact member, and a compact spindle clamping device using pneumatic pressure can be implemented. In addition, during 3-axis machining, high-load 3-axis machining of workpiece materials is possible by firmly fixing the main shaft in the right position without shaking in the axial and circumferential directions, and furthermore, it is possible to improve machining precision. When clamping the spindle, heat generation is suppressed through cooling means, so wear and thermal deformation caused by heat of the spindle clamp member can be minimized.

Description

주축 각도분할 제어가 가능한 공작기계의 주축 클램프 장치{Spindle clamp device for machine tools that can control the angle division of the spindle }Spindle clamp device for machine tools that can control the angle division of the spindle }

본 발명은 소형 CNC자동선반과 같이 각도분할 제어가 가능한 주축을 가진 공작기계의 주축 클램핑 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 주축에 공작물을 파지하고 3축 가공을 하는 공작기계에서 공압을 이용하여 주축을 클램핑하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a spindle clamping device for a machine tool having a spindle capable of angle-division control, such as a small CNC automatic lathe, and more particularly, to a spindle clamping device using air pressure in a machine tool that grips a workpiece on a spindle and performs three-axis machining. It relates to a clamping device.

일반적으로 스위스턴(swiss turn)과 같은 3축 제어 소형 CNC자동선반은 주축의 후단에 바 피더(bar feeder)를 설치하고 주축의 회전중심 내부 중공부를 통해 주축 선단으로 환봉 또는 파이프 소재를 공급하여 연속적으로 가공작업을 한다. 가공작업은 선삭가공 외에 주축의 회전을 정지시킨 상태에서 주축에 파지된 공작물 소재에 엔드밀이나 드릴링 등의 3축 가공작업을 하기도 한다. 이러한 3축 가공작업을 하기 위해서는 주축의 각도분할 제어를 통해 주축의 회전각도를 특정 위치에 정지시키기 위한 주축 클램프 장치를 필요로 한다.In general, a 3-axis control small CNC automatic lathe such as a swiss turn installs a bar feeder at the rear end of the main shaft and supplies round bar or pipe material to the front end of the main shaft through a hollow inside the center of rotation of the main shaft to continuously processing work with In addition to turning, 3-axis machining such as end milling or drilling may be performed on the workpiece held by the spindle while the spindle is stopped. In order to perform such a 3-axis machining operation, a main shaft clamp device is required to stop the rotation angle of the main shaft at a specific position through angle division control of the main shaft.

이러한 스위스턴과 같은 소형 CNC자동선반은 가공 소재의 직경이 작고, 가공 시 부하(torque)가 크지 않기 때문에 주축의 클램프 장치로, 배관이나 밸브, 유압펌프 등 주변 기기 등 규모와 설치 면적이 큰 유압 방식 대신에, 주변 기기가 단순하고 규모와 설치면적이 작은 공압 방식 클램프 장치를 사용한다.Small CNC automatic lathes, such as the Swiss Turn, are clamp devices for the main axis because the diameter of the workpiece is small and the load (torque) during processing is not large. Instead, a pneumatic type clamping device with simple peripheral devices and small scale and footprint is used.

이와 같이, 스위스턴과 같은 소형 CNC자동선반에서 3축 가공을 위한 주축 클램프 장치는, 도 1에 도시한 것과 같이, 주축(10)의 원주 방향으로 브이홈(V홈) (14) 을 설치하고, 이 브이홈(14)에 주축(10)의 반경 방향으로 공압으로 작용하는 공압실리더(30)를 설치하고, 이 공압실리더(30)의 피스톤(33) 로드로 브이홈(14)을 가압하여 주축(10)의 회전을 억제하는 클램프 장치를 구현한다. 그러나 이러한 클램프 장치는 제조과정에 브이홈(14)과, 브이홈(14)을 가압하는 피스톤(33) 로드 선단의 축 방향 위치와 주축(10)의 회전중심을 향하는 반경 방향 위치가 편심될 경우, 피스톤(33) 로드가 주축(10)을 클램핑하는 힘이 약해지고, 크램핑 위치가 부정확해지는 문제 때문에, 제조과정에 이를 맞추기 위한 노력과 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 그럼에도 불구하고 조립 정밀도의 한계로 인해 공작물 소재의 가공 정밀도가 저하되는 문제가 있다.As such, in the spindle clamp device for 3-axis machining in a small CNC automatic lathe such as Swiss Turn, as shown in FIG. 1, a V-groove 14 is installed in the circumferential direction of the spindle 10, , A pneumatic cylinder 30 acting pneumatically in the radial direction of the main shaft 10 is installed in the V-groove 14, and the V-groove 14 is formed by the rod of the piston 33 of the pneumatic cylinder 30. Implement a clamp device that suppresses rotation of the main shaft 10 by pressing. However, in this clamp device, when the axial position of the V-groove 14 and the tip of the rod of the piston 33 that presses the V-groove 14 and the radial position toward the rotation center of the main shaft 10 are eccentric during the manufacturing process, , Due to the problem that the clamping force of the piston 33 rod to the main shaft 10 is weakened and the clamping position is inaccurate, there is a problem in that it takes a lot of effort and time to match it to the manufacturing process. In addition, despite this, there is a problem in that the processing precision of the workpiece material is lowered due to the limitation of assembly precision.

특히, 이와 같은 클램프 장치는 가공 소재의 직경이 커지고, 엔드밀 작업과 같은 고부하의 편심 3축 가공작업을 할 때, 공압으로 작용하는 공압실리더(30)의 브이홈(14) 파지력이 약해 공작물 소재를 파지한 주축(10)이 부하가 가해지는 편심 방향으로 회동하여 공작물 소재의 가공 정밀도가 저하되는 문제가 발생한다.In particular, in this type of clamp device, the gripping force of the V-groove 14 of the pneumatic cylinder 30 is weak when the diameter of the workpiece increases and high-load eccentric 3-axis machining work such as end mill work is performed. The main shaft 10 holding the workpiece rotates in the eccentric direction to which the load is applied, resulting in a decrease in processing accuracy of the workpiece workpiece.

한편, 특허문헌 1(대한민국 등록특허 10-1336412호)은 주축의 원주 방향으로 설치된 브레이크 패드에 주축의 길이 방향의 양방향으로 유압실린더를 설치하고, 상기 유압실린더에 유압펌프모터로부터 유압을 공급하여 브레이크 패드를 파지함으로써 주축을 정지시키는 장치를 제공하고 있다. 그러나 이러한 장치는 유압펌프 및 배관 유압밸브 등 유압관련 부품으로 인해 장비가 대형화 되고 고가화 되는 문제가 있다. 또한, 유압을 사용하므로 인해 공작기계와 공작물 소재를 오염시킬 수 있는 문제가 있다.On the other hand, Patent Document 1 (Korean Patent Registration No. 10-1336412) discloses that hydraulic cylinders are installed in both directions in the longitudinal direction of the main shaft on a brake pad installed in the circumferential direction of the main shaft, and hydraulic pressure is supplied from a hydraulic pump motor to the hydraulic cylinder to brake. A device for stopping the main shaft by gripping the pad is provided. However, these devices have a problem in that the equipment is large and expensive due to hydraulic parts such as hydraulic pumps and pipe hydraulic valves. In addition, since hydraulic pressure is used, there is a problem of contaminating a machine tool and a workpiece material.

또한, 특허문헌 2(대한민국 공개특허 10-2014-0012470호)는 유압으로 작용하는 실린더 피스톤을 이용하여 주축의 원주 반향으로 설치된 브레이크 디스크의 원주 방향 전체에 걸쳐서 클램핑 함으로써 클램프력을 높이는 수단을 제공한다. 이장치 역시 특허문헌 1과 같이 유압을 사용함에 따른 동일한 문제점이 있다. 또한 이 장치는 주축의 원주 방향 전체에 걸쳐 피스톤을 형성함으로써 공작기계가 지나치게 커지는 문제점이 있다. In addition, Patent Document 2 (Korean Patent Publication No. 10-2014-0012470) provides a means of increasing clamping force by clamping over the entire circumferential direction of a brake disc installed in the circumferential direction of the main shaft using a hydraulic cylinder piston. . This device also has the same problem according to the use of hydraulic pressure as in Patent Document 1. In addition, this device has a problem in that the machine tool becomes excessively large by forming the piston throughout the circumferential direction of the main shaft.

한편, 특허문헌 3(일본 공개특허 2000-190167호) 역시 유압으로 작동하는 구조로, 주축의 한쪽 측면에 유압브레이크(116)을 설치하고, 주축의 원주 상에는 브레이크디스크(117)을 설치하고, 주축의 원주 상 다른 일측에는 주축과 함께 회전하며 원주 방향으로 회전 검출용 기어가 형성된 로터(110)를 설치하여 픽업센서(109)를 통해 주축의 회전속도를 검출하도록 한다. 이와 같이 구성함에 따라 주축 회전 속도에 따라 유압브레이크(116)d에 공급되는 유압력을 가변 제어하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 특허문헌 3도, 앞서 소개한 특허문헌 1,2와 같이 유압으로 구동됨에 따라 동일한 문제를 내포하게 된다. On the other hand, Patent Document 3 (Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-190167) is also a hydraulically operated structure, a hydraulic brake 116 is installed on one side of the main shaft, a brake disc 117 is installed on the circumference of the main shaft, and the main shaft On the other side of the circumference, a rotor 110 rotating together with the main shaft and having a gear for detecting rotation in the circumferential direction is installed to detect the rotational speed of the main shaft through the pickup sensor 109. According to this configuration, it is characterized in that the hydraulic power supplied to the hydraulic brake 116d is variably controlled according to the rotational speed of the main shaft. In this way, Patent Document 3 also contains the same problem as it is driven by hydraulic pressure like Patent Documents 1 and 2 introduced above.

또한, 상기 특허문헌 1 내지 3과 같이, 주축의 3축 제어를 위해 주축의 원주 방향으로 디스크를 설치한 방식에서는 3축 가공 작업을 반복적으로 수행할 경우, 디스크를 파지하는 과정에 마찰로 인한 열이 발생하고, 이 열로 인해 디스크를 포함한 주변 구조물에 열변위가 발생하여 3축 가공을 위한 주축의 정위치 제어 정밀도가 떨어지고, 또한 주축의 열변위로 인한 공작물 소재의 가공 정밀도도 저하되는 문제가 있다.In addition, as in Patent Documents 1 to 3, in the method in which the disk is installed in the circumferential direction of the main shaft for the 3-axis control of the main shaft, when the 3-axis machining operation is repeatedly performed, the heat due to friction in the process of gripping the disc This occurs, and thermal displacement occurs in the surrounding structures including the disk due to this heat, so that the precise position control precision of the main shaft for 3-axis machining is lowered, and also the processing precision of the workpiece material due to the thermal displacement of the main shaft is lowered.

또한, 스위스턴과 같은 소형 CNC자동선반은 주축의 후단에서 바 피더(bar feeder)와 같은 공작물 소재 주입 장치를 사용하기 때문에 주축의 후단에는 클램프 장치와 같은 구조물을 설치하는 것이 여의치 않은 실정이다.In addition, since small CNC automatic lathes such as Swiss Turn use a workpiece material injection device such as a bar feeder at the rear end of the main shaft, it is not easy to install a structure such as a clamp device at the rear end of the main shaft.

대한민국 등록특허 10-1336412호Republic of Korea Patent No. 10-1336412 대한민국 공개특허 10-2014-0012470호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2014-0012470 일본 공개특허 2000-190167호Japanese Patent Laid-Open No. 2000-190167

상기한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 스위스턴과 같이 주축 각도분할이 가능한 소형 CNC자동선반에서 공압을 사용하여 주축을 브레이크 장치를 제공하고, 주축을 축 방향과 원주 방향으로 흔들림 없이 정위치에 견고하게 브레이킹 하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention to solve the above problems is to provide a brake device for the main shaft using air pressure in a small CNC automatic lathe capable of dividing the main shaft angle, such as a Swiss turn, and to fix the main shaft in the axial and circumferential directions without shaking. The purpose is to firmly brake in position.

또한, 본 발명의 다른 목적은 주축 브레이킹 시 발열을 억제하고, 브레이킹 부재의 마모를 최소화하는 것을 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to suppress heat generation during braking of the main shaft and to minimize wear of the braking member.

더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 주축 브레이킹 시 3축 가공에 의한 공작물의 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.Furthermore, another object of the present invention is to improve the precision of a workpiece by 3-axis machining during spindle breaking.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 주축 각도분할 제어가 가능한 공작기계의 주축 클램프 장치는, In order to solve the above problems, the main shaft clamp device of a machine tool capable of controlling the main shaft angle division of the present invention,

공작물 소재를 파지하고 회전하며 각도분할 제어가 가능한 주축을 구비한 공작기계에 있어서,In a machine tool having a main shaft capable of gripping and rotating a workpiece material and capable of angle division control,

상기 주축의 회전 중심부의 관통형 중공부 원주 방향 외측에 상기 주축과 일체로 회전하도록 고정되는 환형의 플랜지와,An annular flange fixed to the outer circumferential direction of the through-type hollow part of the rotational center of the main shaft to rotate integrally with the main shaft;

상기 플랜지의 원주 방향으로는 장착되는 원판 형상의 디스크와,A disk-shaped disk mounted in the circumferential direction of the flange;

상기 디스크의 축 방향 일측에 상기 디스크의 일측면과 선택적으로 접촉하는 접촉부재와,A contact member selectively contacting one side surface of the disk at one side in the axial direction of the disk;

상기 접촉부재의 내부에 냉각오일펌프로부터 냉각오일을 공급받아 상기 디스크의 접촉면까지 공급되도록 형성된 냉각오일 공급유로와,A cooling oil supply passage formed inside the contact member to receive cooling oil from a cooling oil pump and supply it to the contact surface of the disk;

상기 디스크를 사이에 두고 상기 접촉부재 반대편 상기 디스크의 타측에는 상기 디스크가 상기 접촉부재에 마찰 접촉하도록 상기 디스크를 주축의 축 방향으로 선택적으로 가압하는 공압실린더를 포함한다.A pneumatic cylinder selectively pressurizing the disk in the axial direction of the main shaft so that the disk frictionally contacts the contact member on the other side of the disk opposite the contact member with the disk interposed therebetween.

바람직한 실시예로, 상기 공압실린더는 상기 주축의 축방향으로 설치되는 하우징과, 상기 하우징의 후단을 폐쇄하는 하우징 캡과, 상기 하우징 내부에서 공압펌프로부터 압축공기 배관을 통해 압축공기를 공급받아 상기 디스크의 일측면을 가압하도록 출몰하는 피스톤과, 상기 하우징 내부에 설치되며 상기 피스톤을 후퇴시키는 방향으로 가압하는 스프링을 구비한 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the pneumatic cylinder includes a housing installed in the axial direction of the main shaft, a housing cap closing the rear end of the housing, and receiving compressed air from a pneumatic pump inside the housing through a compressed air pipe to supply the disc It is characterized by having a piston protruding and retracting to press one side of the housing, and a spring installed inside the housing and urging the piston in a retracting direction.

바람직한 실시예로, 상기 압축공기 배관 상에는 상기 공압실린더로 공급되는 압축공기의 압력을 제어하는 레귤레이터를 설치하고, 상기 주축의 일측에는 상기 냉각오일펌프의 냉각오일 공급주기와 상기 레귤레이터를 제어하는 제어장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, a regulator for controlling the pressure of the compressed air supplied to the pneumatic cylinder is installed on the compressed air pipe, and a control device for controlling the cooling oil supply cycle of the cooling oil pump and the regulator is installed on one side of the main shaft. It is characterized in that it further comprises.

바람직한 실시예로, 상기 제어장치는 수치제어장치로부터 3축 가공이 지령되어 주축이 3축 가공을 위해 정위치에 정지하면, 상기 레귤레이터를 제어하여 상기 공압펌프로부터 상기 공압실린더로 압축공기를 공급하고, 상기 냉각오일펌프를 작동시켜 상기 냉각오일 공급유로에 냉각오일을 공급하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the control device supplies compressed air from the pneumatic pump to the pneumatic cylinder by controlling the regulator when 3-axis machining is commanded from the numerical control device and the main axis stops in place for 3-axis machining. , characterized in that the cooling oil is supplied to the cooling oil supply passage by operating the cooling oil pump.

바람직한 실시예로, 상기 제어장치는 수치제어장치로부터 주축모터의 부하 값을 제공받고, 상기 제공 받은 부하 값에 따라 상기 레귤레이터를 가변 제어하고, 이와 동시에 상기 제공 받은 부하 값에 따라 상기 냉각오일펌프의 작동 주기를 가변 제어하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the control device receives a load value of the main shaft motor from a numerical control device, variably controls the regulator according to the provided load value, and at the same time controls the cooling oil pump according to the provided load value. It is characterized in that the operation cycle is variably controlled.

바람직한 실시예로, 상기 제어장치는 3축 가공을 실행하는 동안 실시간으로 연속적으로 수치제어장치로부터 주축모터의 부하 값을 제공 받아 상기 레귤레이터와, 상기 냉각오일펌프의 작동 주기를 가변 제어하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the controller variably controls the operation cycle of the regulator and the cooling oil pump by continuously receiving the load value of the main shaft motor from the numerical controller continuously in real time while the 3-axis machining is being executed. do.

바람직한 실시예로, 상기 제어장치는 수치제어장치로부터 주축모터의 부하 값을 제공받고, 상기 제공 받은 부하 값이 미리 정해진 값 보다 클 경우 공압실린더로 공급되는 압축공기의 압력이 미리 정해진 압력이 되도록 상기 레귤레이터를 제어하고, 상기 냉각오일펌프의 작동 주기를 미리 정해진 주기로 제어하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the control device receives the load value of the main shaft motor from the numerical control device, and when the received load value is greater than a predetermined value, the pressure of the compressed air supplied to the pneumatic cylinder becomes a predetermined pressure. It is characterized in that the regulator is controlled and the operation cycle of the cooling oil pump is controlled at a predetermined cycle.

바람직한 실시예로, 상기 제어장치는 수치제어장치로부터 공작물 소재의 3축 부하 중심선이 공작물 소재의 회전중심으로부터 반경 방향으로 편심된 거리(L) 정보를 제공 받고, 상기 제공 받은 편심된 거리(L)에 따라 상기 레귤레이터를 가변 제어하고, 이와 동시에 상기 제공 받은 편심된 거리(L)에 따라 냉각오일펌프의 작동 주기를 가변 제어하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the control device receives information on the eccentric distance (L) of the 3-axis load center line of the workpiece material in the radial direction from the rotation center of the workpiece material from the numerical control device, and the provided eccentric distance (L) It is characterized in that the regulator is variably controlled according to , and at the same time, the operation cycle of the cooling oil pump is variably controlled according to the provided eccentric distance (L).

바람직한 실시예로, 상기 제어장치는 수치제어장치로부터 공작물 소재의 3축 부하 중심선이 공작물 소재의 회전중심으로부터 반경 방향으로 편심된 거리(L) 정보를 제공 받고, 상기 제공 받은 편심된 거리(L)가 미리 정해진 크기 보다 클 경우 상기 공압실린더로 공급되는 압축공기의 압력이 미리 정해진 압력이 되도록 상기 레귤레이터를 제어하고, 상기 냉각오일펌프의 작동 주기를 미리 정해진 주기로 제어하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the control device receives information on the eccentric distance (L) of the 3-axis load center line of the workpiece material in the radial direction from the rotation center of the workpiece material from the numerical control device, and the provided eccentric distance (L) When is greater than a predetermined size, the regulator is controlled so that the pressure of the compressed air supplied to the pneumatic cylinder becomes a predetermined pressure, and the operation cycle of the cooling oil pump is controlled at a predetermined cycle.

바람직한 실시예로, 상기 제어장치는 상기 주축에 설치된 온도 측정기로부터 상기 주축의 온도 정보를 제공받고, 제공된 온도가 미리 정해진 온도 보다 높아질 경우 상기 냉각오일펌프의 공급 주기를 미리 정해진 공급 주기로 제어하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the control device receives temperature information of the main shaft from a temperature measuring device installed on the main shaft, and controls the supply cycle of the cooling oil pump to a predetermined supply cycle when the provided temperature is higher than a predetermined temperature. to be

본 발명은 스위스턴과 같은 소형 CNC자동선반에서 공압을 이용한 주축 클램핑 장치를 제공함으로써, 컴팩트한 구조의 주축 클램핑 장치를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명은 3축 가공 시 주축을 축 방향과 원주 방향으로 흔들림 없이 정위치에 견고하게 고정함으로 공작물 소재의 고부하 3축 가공을 가능하게 하며, 나아가 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다. The present invention provides a spindle clamping device using pneumatic pressure in a small CNC automatic lathe such as Swiss Turn, so that a compact spindle clamping device can be implemented. In addition, the present invention enables high-load 3-axis machining of a workpiece material by firmly fixing the main shaft in an axial and circumferential direction without shaking during 3-axis machining, and further improves machining precision.

또한, 본 발명은 주축 클램프 시 냉각 수단을 통해 발열을 억제함으로 주축 클램프 부재의 발열로 인한 마모와 열변형을 최소화 할 수 있다.In addition, the present invention can minimize wear and thermal deformation due to heat generation of the main shaft clamp member by suppressing heat generation through a cooling means during the clamping of the main shaft.

도 1은 종래 기술로, 소형 CNC자동선반의 주축 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예로서, 소형 CNC자동선반에서의 3축 가공 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예로서, 소형 CNC자동선반의 주축 부분 단면도이다.
도 4는 도 3의 A부분의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시예로서, 3축 가공 시 주축모터의 부하에 따른 제어장치의 제어 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예로서, 3축 가공 시 3축 가공정보를 이용한 제어장치의 제어 순서도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 3축 가공 시 주축 온도에 따른 제어장치의 제어 순서도이다.1 is a partial cross-sectional view of a main shaft of a small CNC automatic lathe in the prior art.
Figure 2 is an embodiment of the present invention, a three-axis machining conceptual diagram in a small CNC automatic lathe.
3 is a partial cross-sectional view of a main axis of a small CNC automatic lathe as an embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view of part A of FIG. 3 .
5 is a control flow chart of a control device according to a load of a main shaft motor in 3-axis machining as an embodiment of the present invention.
6 is a control flow chart of a control device using 3-axis processing information in 3-axis machining as another embodiment of the present invention.
7 is another embodiment of the present invention, which is a control flow chart of a control device according to spindle temperature in 3-axis machining.

이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 7 .

먼저 도 2는 본 발명의 실시예로서, 소형 CNC자동선반에서의 3축 가공 개념도이다. 도 2에 도시한 것처럼, 소형 CNC자동선반에서의 3축 가공은, 주축(10)을 정지시켜 주축(10)에 파지된 공작물 소재(61)의 회전을 고정시킨 상태에서 드릴이나 엔드밀 같은 공구(62)를 사용하여 공작물 소재(61)의 편심 방향 또는 길이 방향으로 가공하는 것이다. 도 2에서는 공작물 소재(61)의 회전중심과 이격된 거리(L)의 편심 위치에 드릴 가공을 하는 것으로, 이 때 공작물 소재(61)에는 3축 가공을 수행하는 공구(62)의 전진 방향 부하에 의해 회전 모멘트가 작용하게 된다. 따라서 주축(10)은 이러한 3축 가공부하에 의한 회전을 엄격하게 정지시킬 클램프 장치를 필요로 한다.First, Figure 2 is an embodiment of the present invention, a three-axis machining conceptual diagram in a small CNC automatic lathe. As shown in FIG. 2, 3-axis machining in a small CNC automatic lathe is performed using a tool such as a drill or an end mill while the main axis 10 is stopped and the rotation of the workpiece material 61 gripped by the main axis 10 is fixed. (62) is used to process the eccentric or longitudinal direction of the workpiece material (61). In FIG. 2, drilling is performed at an eccentric position spaced apart from the center of rotation of the workpiece 61, and at this time, the workpiece 61 has a load in the forward direction of the tool 62 performing 3-axis machining. As a result, the rotational moment acts. Therefore, the main shaft 10 requires a clamp device to strictly stop the rotation caused by the three-axis processing load.

도 3은 본 발명의 실시예로서, 소형 CNC자동선반의 주축 부분 단면도이다. 도 4는 도 3의 A부분의 확대도이다.3 is a partial cross-sectional view of a main axis of a small CNC automatic lathe as an embodiment of the present invention. 4 is an enlarged view of part A of FIG. 3 .

도 3,4에 도시한 것처럼, CNC자동선반의 주축(10)은 회전 중심에 후방으로부터 전방으로 공작물 소재(61)를 인입할 수 있는 관통형 중공부(11)를 구비한다. 상기 주축(10)은 중공부(11)를 중심으로 원주 방향 외측에 상기 주축(10)과 일체로 회전하도록 고정되는 환형의 플랜지(12)가 장착된다. 상기 플랜지(12)의 원주 방향으로는 원판 형상의 디스크(13)가 장착된다. 상기 디스크(13)의 축 방향 일측에 상기 디스크(13)의 일측면과 선택적으로 접촉하는 접촉부재(20)를 설치한다. 상기 접촉부재(20)의 내부에는 냉각오일펌프(22)로부터 냉각오일을 공급받아 상기 디스크(13)의 접촉면까지 공급되는 냉각오일 공급유로(21)가 형성된다. As shown in FIGS. 3 and 4, the main shaft 10 of the CNC automatic lathe has a through-type hollow part 11 capable of drawing in a workpiece 61 from the rear to the front at the center of rotation. The main shaft 10 is equipped with an annular flange 12 fixed to rotate integrally with the main shaft 10 on the outside in the circumferential direction around the hollow part 11. A disc-shaped disk 13 is mounted in the circumferential direction of the flange 12 . A contact member 20 selectively contacting one side surface of the disk 13 is installed on one side of the disk 13 in the axial direction. A cooling oil supply passage 21 is formed inside the contact member 20 to receive cooling oil from the cooling oil pump 22 and supply it to the contact surface of the disk 13 .

상기 디스크(13)를 사이에 두고 상기 접촉부재(20) 반대편 상기 디스크(13)의 타측에는 공압펌프(40)로부터 압축공기 배관(41)을 통해 압축공기를 공급받아 상기 디스크(13)가 상기 접촉부재(20)에 마찰 접촉하도록 상기 디스크(13)를 주축(10)의 축 방향으로 선택적으로 가압하는 공압실린더(30)를 구비한다. 상기 공압실린더(30)는 상기 주축(10)의 축방향으로 설치되는 하우징(31)과, 상기 하우징(31)의 후단을 폐쇄하는 하우징 캡(32)과, 상기 하우징(31) 내부에서 상기 디스크(13)의 일측면을 가압하도록 출몰하는 피스톤(33)과, 상기 하우징(31) 내부에 설치되며 상기 피스톤(33)을 후퇴시키는 방향으로 가압하는 스프링(34)을 구비한다.The other side of the disk 13 opposite the contact member 20 is supplied with compressed air from the pneumatic pump 40 through the compressed air pipe 41 with the disk 13 in between, so that the disk 13 A pneumatic cylinder 30 is provided to selectively press the disc 13 in the axial direction of the main shaft 10 so as to frictionally contact the contact member 20 . The pneumatic cylinder 30 includes a housing 31 installed in the axial direction of the main shaft 10, a housing cap 32 closing the rear end of the housing 31, and the disk inside the housing 31. It has a piston 33 protruding and retracting to press one side of 13, and a spring 34 installed inside the housing 31 and urging the piston 33 in a retracting direction.

상기 하우징(31)의 후단에는 상기 피스톤(33)을 가압하도록 하우징(31) 내부로 압축 공기를 공급 또는 배출하는 압축공기 배관(41)이 설치된다. 상기 압축공기 배관(41) 상에는 상기 하우징(31)으로 공급되는 압축공기의 공급과 배출 및 공급되는 압축공기의 압력을 제어하는 레귤레이터(42)가 설치된다. A compressed air pipe 41 for supplying or discharging compressed air into the housing 31 to pressurize the piston 33 is installed at the rear end of the housing 31 . A regulator 42 is installed on the compressed air pipe 41 to control the supply and discharge of compressed air supplied to the housing 31 and the pressure of the supplied compressed air.

또한, 상기 주축(10)의 일측에는 상기 냉각오일펌프(22)와 상기 레귤레이터(42)를 제어하는 제어장치(50)가 구비된다. 상기 제어장치(50)는 상기 주축(10)에 일체형으로 장착되거나 또는 상기 주축(10)과 별치형으로 설치할 수 있다.In addition, a control device 50 for controlling the cooling oil pump 22 and the regulator 42 is provided on one side of the main shaft 10 . The control device 50 may be integrally mounted to the main shaft 10 or may be installed separately from the main shaft 10.

한편, 상기 제어장치(50)는 수치제어장치(70)로부터 3축 가공이 지령되어 주축(10)이 3축 가공을 위해 정위치에 정지하면, 상기 레귤레이터(42)를 제어하여 상기 공압펌프(40)로부터 상기 공압실린더(30)의 하우징(31) 내부로 압축공기를 공급함으로써 상기 공압실린더(30)의 피스톤(33)이 상기 주축(10)에 고정된 디스크(13)를 파지하여 주축(10)을 고정시킨다. 또한, 상기 제어장치(50)는 3축 가공이 개시되면 미리 정해진 주기로 상기 냉각오일펌프(22)를 작동시켜 냉각오일을 상기 냉각오일 공급유로(21)를 통해 상기 접촉부재(20)와 디스크(13)의 마찰 부위에 공급하여 상기 접촉부재(20)와 디스크(13)에 발생한 열을 냉각시킨다.On the other hand, the control device 50 controls the regulator 42 to control the pneumatic pump ( 40) by supplying compressed air into the housing 31 of the pneumatic cylinder 30 so that the piston 33 of the pneumatic cylinder 30 grips the disk 13 fixed to the main shaft 10 to the main shaft ( 10) is fixed. In addition, when the 3-axis machining starts, the control device 50 operates the cooling oil pump 22 at a predetermined cycle to supply the cooling oil to the contact member 20 and the disk through the cooling oil supply passage 21 ( 13) to cool the heat generated in the contact member 20 and the disk 13.

이 때 상기 냉각오일 공급유로(21)를 통해 상기 접촉부재(20)와 디스크(13)의 마찰 부위에 공급된 냉각오일은 중력 방향으로 흘러내려 주축(10)의 하부에 마련된 배출유로(미도시) 통해 외부로 배출된다.At this time, the cooling oil supplied to the frictional portion of the contact member 20 and the disk 13 through the cooling oil supply passage 21 flows down in the direction of gravity, and flows down through the discharge passage provided at the lower part of the main shaft 10 (not shown). ) through which it is discharged to the outside.

이하에서는 3축 가공 시 제어장치(50)에 의해 제어되는 주축(10)의 클램프 동작 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the clamp operation of the main shaft 10 controlled by the controller 50 during 3-axis machining will be described.

먼저 도 5는 본 발명의 실시예로서, 3축 가공 시 주축모터의 부하에 따른 제어장치의 제어 순서도이다. 도 5에 도시한 것처럼, 본 발명의 제어장치(50)는 수치제어장치(70)로부터 3축 가공 지령을 수신하고, 주축(10)모터가 회전을 정지하여 주축(10)이 공작물 소재(61)에 3축 가공을 하기 위한 정위치에 정지하면, 상기 레귤레이터(42)를 작동시켜 미리 정해진 압력으로 공압펌프(40)로부터 공급되는 압축공기를 공압실린더(30)에 공급하여 피스톤(33)을 전진시키고, 상기 피스톤(33)은 디스크(13)를 가압하여 디스크(13) 후면이 접촉부재(20)와 강한 마찰 접촉을 통해 디스크(13)가 클램핑 상태가 된다. 따라서 디스크(13)와 일체로 결합된 주축(10)은 정위치에 견고하게 고정된다. First, FIG. 5 is a control flow chart of a control device according to a load of a main shaft motor in 3-axis machining as an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the control device 50 of the present invention receives a 3-axis processing command from the numerical control device 70, and the main shaft 10 motor stops rotating so that the main shaft 10 is the workpiece material 61 ), the regulator 42 is operated to supply the compressed air supplied from the pneumatic pump 40 to the pneumatic cylinder 30 at a predetermined pressure to drive the piston 33. While moving forward, the piston 33 presses the disk 13 so that the rear surface of the disk 13 comes into a clamping state through strong frictional contact with the contact member 20. Therefore, the main shaft 10 integrally coupled with the disk 13 is firmly fixed in place.

이어서 공작기계는 수치제어장치(70)의 지령에 따라 공작물 소재(61)에 대한 3축 가공을 개시한다. 이 때 제어장치(50)는 공작물 소재(61)의 3축 가공이 진행됨에 따라 수치제어장치(70)로부터 주축(10)모터의 부하 값을 제공받고, 제공 받은 주축(10)모터의 부하 값에 따라 상기 레귤레이터(42)를 가변 제어하여 공압실린더(30)로 공급되는 압축공기의 압력을 가변시켜 공압실린더(30)의 디스크(13) 클램핑 압력을 가변시킨다. Subsequently, the machine tool starts 3-axis machining of the work piece 61 according to the command of the numerical control device 70 . At this time, the controller 50 receives the load value of the main shaft 10 motor from the numerical controller 70 as the 3-axis machining of the work material 61 proceeds, and the load value of the main shaft 10 motor provided Accordingly, the clamping pressure of the disc 13 of the pneumatic cylinder 30 is varied by varying the pressure of the compressed air supplied to the pneumatic cylinder 30 by variably controlling the regulator 42 .

이와 동시에 제어장치(50)는 수치제어장치(70)로부터 제공 받은 주축(10)모터의 부하 값에 따라 냉각오일펌프(22)의 작동 주기를 가변 제어하여 디스크(13)와 접촉부재(20)의 마찰면에 공급되는 냉각오일의 공급 주기를 조절한다. At the same time, the control device 50 variably controls the operation cycle of the cooling oil pump 22 according to the load value of the main shaft 10 motor provided from the numerical control device 70, so that the disk 13 and the contact member 20 Adjust the supply cycle of the cooling oil supplied to the friction surface of the

이로써 제어장치(50)는 주축(10)모터의 부하에 따라 디스크(13)의 클램핑 압력을 가변 제어할 뿐만 아니라, 디스크(13)와 접촉부재(20)의 마찰열을 효과적으로 냉각시키게 된다.Accordingly, the controller 50 not only variably controls the clamping pressure of the disk 13 according to the load of the motor of the main shaft 10, but also effectively cools the frictional heat between the disk 13 and the contact member 20.

한편, 이와 같이 수치제어장치(70)로부터 주축(10)모터의 부하를 제공 받는 과정은 3축 가공을 실행하는 동안 실시간으로 연속적으로 수행함으로써 디스크(13)를 가변적으로 클램핑하고, 또한 디스크(13)와 접촉부재(20)의 과열을 방지한다.On the other hand, the process of receiving the load of the main shaft 10 motor from the numerical control device 70 in this way is continuously performed in real time while performing 3-axis machining to variably clamp the disk 13, and also the disk 13 ) and the overheating of the contact member 20 is prevented.

한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예로서, 3축 가공 시 3축 가공정보를 이용한 제어장치의 제어 순서도이다.Meanwhile, FIG. 6 is a control flowchart of a control device using 3-axis processing information in 3-axis machining as another embodiment of the present invention.

도 6에 도시한 것처럼, 본 발명의 제어장치(50)는 수치제어장치(70)로부터 3축 가공 지령을 수신하고, 또한 수치제어장치(70)로부터 공작물 소재(61)에 대한 3축 가공 정보, 즉, 3축 가공 공작물 소재(61)의 3축 부하 중심선이 공작물 소재(61)의 회전중심으로부터 반경 방향으로 편심된 거리(L) 정보를 제공 받고, 제공 받은 거리(L)의 크기에 따라 디스크(13)를 클램핑할 압축공기의 압력과 냉각오일의 공급 주기를 산출한다.As shown in FIG. 6, the control device 50 of the present invention receives a 3-axis processing command from the numerical control device 70, and also receives 3-axis processing information about the workpiece material 61 from the numerical control device 70. That is, the 3-axis load center line of the 3-axis machining workpiece material 61 is provided with information about the distance (L) eccentric in the radial direction from the center of rotation of the workpiece material 61, and according to the size of the provided distance (L) Calculate the pressure of the compressed air to clamp the disk 13 and the supply cycle of the cooling oil.

이어서 주축(10)모터가 공작물 소재(61)의 3축 가공을 위한 정위치에 정지하면 상기 레귤레이터(42)를 제어하여 공압펌프(40)로부터 공압실린더(30)로 공급되는 압축공기의 압력이 상기 산출된 압력되도록 제어하여 디스크(13)를 클램핑한다. 또한 상기 산출된 냉각오일 공급 주기에 따라 냉각오일펌프(22)를 제어하여 냉각오일이 공급유로를 통해 상기 접촉부재(20)와 디스크(13)의 마찰면에 공급되도록 한다. 이어서 수치제어장치(70)는 공작물 소재(61)에 대한 3축 가공을 개시한다.Subsequently, when the motor of the main shaft 10 stops at the correct position for 3-axis machining of the workpiece material 61, the pressure of the compressed air supplied from the pneumatic pump 40 to the pneumatic cylinder 30 by controlling the regulator 42 increases. The calculated pressure is controlled to clamp the disk 13. In addition, the cooling oil pump 22 is controlled according to the calculated cooling oil supply cycle so that the cooling oil is supplied to the friction surface of the contact member 20 and the disk 13 through the supply passage. Subsequently, the numerical control device 70 starts 3-axis machining of the work piece 61 .

한편, 도 5 또는 6에 기반한 상기 실시예에서, 상기 제어장치(50)는 상기 수치제어장치(70)로부터 제공 받은 주축(10)모터의 부하 또는 공작물 소재(61)의 회전중심으로부터 반경 방향으로 편심된 거리(L)가 각각 미리 정해진 크기 보다 클 경우, 압축공기 압력과 냉각오일 공급 주기를 비례제어가 아닌, 미리 정해진 압력 및 미리 정해진 공급 주기로 상기 레귤레이터(42)와 상기 냉각오일펌프(22)를 각각 제어할 수 있다.On the other hand, in the embodiment based on FIG. 5 or 6, the control device 50 is radially from the load of the main shaft 10 motor or the center of rotation of the workpiece material 61 provided from the numerical control device 70. When the eccentric distance (L) is larger than a predetermined size, the regulator 42 and the cooling oil pump 22 operate at a predetermined pressure and a predetermined supply cycle, rather than proportionally controlling the compressed air pressure and the cooling oil supply cycle. can be controlled respectively.

한편, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 3축 가공 시 주축 온도에 따른 제어장치(50)의 제어 순서도이다.Meanwhile, FIG. 7 is another embodiment of the present invention, which is a control flow chart of the controller 50 according to the temperature of the spindle during 3-axis machining.

도 7에 도시한 것처럼, 상기 제어장치(50)는 주축(10)에 설치된 온도 측정기(미도시)로부터 주축(10)의 온도 정보를 제공받고, 제공된 온도가 미리 정해진 온도 보다 높아질 경우 상기 냉각오일펌프(22)의 공급 주기를 미리 정해진 공급 주기로 제어할 수 있다.As shown in FIG. 7, the control device 50 receives temperature information of the main shaft 10 from a temperature measuring device (not shown) installed on the main shaft 10, and when the provided temperature is higher than a predetermined temperature, the cooling oil The supply cycle of the pump 22 can be controlled to a predetermined supply cycle.

즉, 상기 제어장치(50)는 수치제어장치(70)로부터 3축 가공이 지령되어, 주축(10)모터가 회전을 정지하여 주축(10)이 공작물 소재(61)에 3축 가공을 하기 위한 정위치에 정지하면, 레귤레이터(42)를 작동시켜 미리 정해진 압력으로 공압실린더(30)에 압축공기를 공급하여 피스톤(33)을 전진시키고, 상기 피스톤(33)은 디스크(13)를 가압하여 디스크(13) 후면이 접촉부재(20)와 강한 접촉을 통해, 디스크(13)와 일체로 결합된 주축(10)이 정위치에 클램핑한다. That is, the control device 50 receives a command for 3-axis machining from the numerical control device 70, and the main shaft 10 motor stops rotating so that the main shaft 10 performs 3-axis machining on the workpiece material 61. When it stops in place, the regulator 42 is operated to supply compressed air to the pneumatic cylinder 30 at a predetermined pressure to advance the piston 33, and the piston 33 presses the disk 13 to make the disk (13) Through strong contact with the contact member 20 on the back side, the main shaft 10 integrally coupled with the disk 13 is clamped in place.

이어서 수치제어장치(70)의 제어에 의해 공작물 소재(61)에 대한 3축 가공을 개시한다. 상기 제어장치(50)는 공작물 소재(61)의 3축 가공이 진행됨에 따라 디스크(13)의 온도를 측정할 수 있도록 디스크(13)에 근접한 위치의 주축(10)에 설치한 온도측정기(미도시)로부터 주축(10)의 온도를 검출하고, 검출한 온도 값에 따라 미리 정해진 주기로 냉각오일펌프(22)를 제어하여 디스크(13)와 접촉부재(20)의 마찰면에 냉각오일을 공급함으로써, 디스크(13) 클램핑과 독립적으로 디스크(13)의 과열을 방지할 수 있다. Subsequently, the 3-axis machining of the work piece 61 is started under the control of the numerical control device 70 . The control device 50 is a temperature measuring device (not shown) installed on the main shaft 10 in a position close to the disk 13 so that the temperature of the disk 13 can be measured as the three-axis machining of the workpiece material 61 proceeds. By supplying cooling oil to the friction surface of the disk 13 and the contact member 20 by detecting the temperature of the main shaft 10 from the time) and controlling the cooling oil pump 22 at a predetermined cycle according to the detected temperature value. , it is possible to prevent overheating of the disk 13 independently of the clamping of the disk 13.

한편, 이와 같이 온도측정기로부터 주축(10)의 온도를 검출하는 과정은 3축 가공을 실행하는 동안 실시간으로 연속적으로 수행함으로써 3축 가공 작업이 진행되는 동안에 주축(10)의 온도에 따라 디스크(13)의 냉각을 효율적으로 수행할 수 있다.On the other hand, the process of detecting the temperature of the main shaft 10 from the temperature measuring device is continuously performed in real time during the 3-axis machining process, so that the disk 13 ) can be efficiently cooled.

상기 실시예와 같이, 본 발명은 스위스턴과 같은 소형 CNC자동선반에서 공압을 이용한 주축(10) 클램핑 장치를 제공함으로써, 컴팩트한 구조의 주축(10) 클램핑 장치를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명은 3축 가공 시 주축(10)을 축 방향과 원주 방향으로 흔들림 없이 정위치에 견고하게 고정함으로 공작물 소재(61)의 고부하 3축 가공을 가능하게 하며, 나아가 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다. As in the above embodiment, the present invention can implement a compact spindle 10 clamping device by providing a spindle 10 clamping device using air pressure in a small CNC automatic lathe such as a Swiss turn. In addition, the present invention enables high-load 3-axis machining of the workpiece material 61 by firmly fixing the main shaft 10 in the axial and circumferential directions without shaking during 3-axis machining, and further improves machining precision. can

또한, 본 발명은 주축(10) 클램프 시 냉각 수단을 통해 발열을 억제함으로 주축(10) 클램프 부재의 발열로 인한 마모와 열변형을 최소화 할 수 있다.In addition, the present invention can minimize wear and thermal deformation due to heat generation of the clamp member of the main shaft 10 by suppressing heat generation through a cooling means when clamping the main shaft 10.

10 주축
11 중공부
12 플랜지
13 디스크
14 브이홈
20 접촉부재
21 냉각오일 공급유로
22 냉각오일펌프
30 공압실린더
31 하우징
32 하우징 캡
33 피스톤
34 스프링
40 공압펌프
41 압축공기 배관
42 레귤레이터
50 제어장치
60 주축모터
61 공작물 소재
62 공구
70 수치제어장치10 main axis
11 hollow part
12 flange
13 disc
14 V Home
20 contact member
21 Cooling oil supply passage
22 Cooling oil pump
30 pneumatic cylinder
31 housing
32 housing cap
33 piston
34 spring
40 pneumatic pump
41 Compressed air piping
42 regulator
50 controls
60 Spindle Motor
61 workpiece material
62 tools
70 numerical control device

Claims (10)

공작물 소재를 파지하고 회전하며 각도분할 제어가 가능한 주축을 구비한 공작기계에 있어서,
상기 주축의 회전 중심부의 관통형 중공부 원주 방향 외측에 상기 주축과 일체로 회전하도록 고정되는 환형의 플랜지와,
상기 플랜지의 원주 방향으로는 장착되는 원판 형상의 디스크와,
상기 디스크의 축 방향 일측에 상기 디스크의 일측면과 선택적으로 접촉하는 접촉부재와,
상기 접촉부재의 내부에 냉각오일펌프로부터 냉각오일을 공급받아 상기 디스크의 접촉면까지 공급되도록 형성된 냉각오일 공급유로와,
상기 디스크를 사이에 두고 상기 접촉부재 반대편 상기 디스크의 타측에는 상기 디스크가 상기 접촉부재에 마찰 접촉하도록 상기 디스크를 주축의 축 방향으로 선택적으로 가압하는 공압실린더를 포함하는 주축 각도분할 제어가 가능한 공작기계의 주축 클램프 장치.In a machine tool having a main shaft capable of gripping and rotating a workpiece material and capable of angle division control,
An annular flange fixed to the outer circumferential direction of the through-type hollow part of the rotational center of the main shaft to rotate integrally with the main shaft;
A disk-shaped disk mounted in the circumferential direction of the flange;
A contact member selectively contacting one side surface of the disk at one side in the axial direction of the disk;
A cooling oil supply passage formed inside the contact member to receive cooling oil from a cooling oil pump and supply it to the contact surface of the disk;
A machine tool capable of controlling the angle division of the main shaft including a pneumatic cylinder which selectively presses the disc in the axial direction of the main shaft so that the disc frictionally contacts the contact member on the other side of the disc opposite the contact member with the disc interposed therebetween. headstock clamp device. 제 1 항에 있어서, 상기 공압실린더는 상기 주축의 축방향으로 설치되는 하우징과, 상기 하우징의 후단을 폐쇄하는 하우징 캡과, 상기 하우징 내부에서 공압펌프로부터 압축공기 배관을 통해 압축공기를 공급받아 상기 디스크의 일측면을 가압하도록 출몰하는 피스톤과, 상기 하우징 내부에 설치되며 상기 피스톤을 후퇴시키는 방향으로 가압하는 스프링을 구비한 것을 특징으로 하는 주축 각도분할 제어가 가능한 공작기계의 주축 클램프 장치.The pneumatic cylinder according to claim 1, wherein the pneumatic cylinder receives compressed air from a housing installed in the axial direction of the main shaft, a housing cap closing the rear end of the housing, and a compressed air pipe from a pneumatic pump inside the housing. A spindle clamp device of a machine tool capable of controlling the spindle angle division, characterized in that it has a piston protruding and retracting to press one side of the disk, and a spring installed inside the housing and pressurizing the piston in a retracting direction. 제 1 항에 있어서, 상기 압축공기 배관 상에는 상기 공압실린더로 공급되는 압축공기의 압력을 제어하는 레귤레이터를 설치하고, 상기 주축의 일측에는 상기 냉각오일펌프의 냉각오일 공급주기와 상기 레귤레이터를 제어하는 제어장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주축 각도분할 제어가 가능한 공작기계의 주축 클램프 장치.The method of claim 1, wherein a regulator for controlling the pressure of the compressed air supplied to the pneumatic cylinder is installed on the compressed air pipe, and a control for controlling the cooling oil supply cycle of the cooling oil pump and the regulator is installed on one side of the main shaft. A spindle clamp device for a machine tool capable of controlling the spindle angle division, further comprising a device. 제 3 항에 있어서, 상기 제어장치는 수치제어장치로부터 3축 가공이 지령되어 주축이 3축 가공을 위해 정위치에 정지하면, 상기 레귤레이터를 제어하여 상기 공압펌프로부터 상기 공압실린더로 압축공기를 공급하고, 상기 냉각오일펌프를 작동시켜 상기 냉각오일 공급유로에 냉각오일을 공급하는 것을 특징으로 하는 주축 각도분할 제어가 가능한 공작기계의 주축 클램프 장치.4. The method of claim 3, wherein the control device controls the regulator to supply compressed air from the pneumatic pump to the pneumatic cylinder when the main axis stops at the correct position for 3-axis machining when 3-axis machining is commanded from the numerical control device. And, the spindle clamp device of the machine tool capable of controlling the spindle angle division, characterized in that by operating the cooling oil pump to supply cooling oil to the cooling oil supply passage. 제 3 항에 있어서, 상기 제어장치는 수치제어장치로부터 주축모터의 부하 값을 제공받고, 상기 제공 받은 부하 값에 따라 상기 레귤레이터를 가변 제어하고, 이와 동시에 상기 제공 받은 부하 값에 따라 상기 냉각오일펌프의 작동 주기를 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 주축 각도분할 제어가 가능한 공작기계의 주축 클램프 장치.The method of claim 3, wherein the control device receives a load value of the main shaft motor from a numerical control device, variably controls the regulator according to the provided load value, and at the same time, the cooling oil pump is provided according to the provided load value. A spindle clamp device of a machine tool capable of controlling the spindle angle division, characterized in that for variable control of the operation cycle of the. 제 5 항에 있어서, 상기 제어장치는 3축 가공을 실행하는 동안 실시간으로 연속적으로 수치제어장치로부터 주축모터의 부하 값을 제공 받아 상기 레귤레이터와, 상기 냉각오일펌프의 작동 주기를 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 주축 각도분할 제어가 가능한 공작기계의 주축 클램프 장치.6. The method of claim 5 , wherein the controller variably controls the operation cycle of the regulator and the cooling oil pump by continuously receiving the load value of the main shaft motor from the numerical control device in real time while the 3-axis machining is performed. Spindle clamp device for machine tools capable of spindle angle division control. 제 3 항에 있어서, 상기 제어장치는 수치제어장치로부터 주축모터의 부하 값을 제공받고, 상기 제공 받은 부하 값이 미리 정해진 값 보다 클 경우 공압실린더로 공급되는 압축공기의 압력이 미리 정해진 압력이 되도록 상기 레귤레이터를 제어하고, 상기 냉각오일펌프의 작동 주기를 미리 정해진 주기로 제어하는 것을 특징으로 하는 주축 각도분할 제어가 가능한 공작기계의 주축 클램프 장치.The method of claim 3, wherein the control device receives the load value of the main shaft motor from the numerical control device, and when the received load value is greater than a predetermined value, the pressure of the compressed air supplied to the pneumatic cylinder becomes a predetermined pressure A spindle clamp device of a machine tool capable of controlling the spindle angle division, characterized in that for controlling the regulator and controlling the operating cycle of the cooling oil pump at a predetermined cycle. 제 3 항에 있어서, 상기 제어장치는 수치제어장치로부터 공작물 소재의 3축 부하 중심선이 공작물 소재의 회전중심으로부터 반경 방향으로 편심된 거리(L) 정보를 제공 받고, 상기 제공 받은 편심된 거리(L)에 따라 상기 레귤레이터를 가변 제어하고, 이와 동시에 상기 제공 받은 편심된 거리(L)에 따라 냉각오일펌프의 작동 주기를 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 주축 각도분할 제어가 가능한 공작기계의 주축 클램프 장치.4. The method of claim 3 , wherein the control device receives information on the eccentric distance (L) of the 3-axis load center line of the workpiece material in the radial direction from the rotation center of the workpiece material from the numerical control device, and receives information on the eccentric distance (L) from the received eccentric distance (L). ), and at the same time variably control the operating cycle of the cooling oil pump according to the provided eccentric distance (L). 제 3 항에 있어서, 상기 제어장치는 수치제어장치로부터 공작물 소재의 3축 부하 중심선이 공작물 소재의 회전중심으로부터 반경 방향으로 편심된 거리(L) 정보를 제공 받고, 상기 제공 받은 편심된 거리(L)가 미리 정해진 크기 보다 클 경우 상기 공압실린더로 공급되는 압축공기의 압력이 미리 정해진 압력이 되도록 상기 레귤레이터를 제어하고, 상기 냉각오일펌프의 작동 주기를 미리 정해진 주기로 제어하는 것을 특징으로 하는 주축 각도분할 제어가 가능한 공작기계의 주축 클램프 장치.4. The method of claim 3 , wherein the control device receives information on the eccentric distance (L) of the 3-axis load center line of the workpiece material in the radial direction from the rotation center of the workpiece material from the numerical control device, and receives information on the eccentric distance (L) from the received eccentric distance (L). ) is greater than a predetermined size, controlling the regulator so that the pressure of the compressed air supplied to the pneumatic cylinder becomes a predetermined pressure, and controlling the operation cycle of the cooling oil pump at a predetermined cycle. A controllable spindle clamp device for machine tools. 제 3 항에 있어서, 상기 제어장치는 상기 주축에 설치된 온도 측정기로부터 상기 주축의 온도 정보를 제공받고, 제공된 온도가 미리 정해진 온도 보다 높아질 경우 상기 냉각오일펌프의 공급 주기를 미리 정해진 공급 주기로 제어하는 것을 특징으로 하는 주축 각도분할 제어가 가능한 공작기계의 주축 클램프 장치.The method of claim 3, wherein the control device receives temperature information of the main shaft from a temperature measuring device installed on the main shaft, and controls the supply period of the cooling oil pump to a predetermined supply period when the provided temperature is higher than a predetermined temperature. A spindle clamp device of a machine tool capable of controlling the spindle angle division.
KR1020220001970A 2022-01-06 2022-01-06 Spindle clamp device for machine tools that can control the angle division of the spindle KR20230106765A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220001970A KR20230106765A (en) 2022-01-06 2022-01-06 Spindle clamp device for machine tools that can control the angle division of the spindle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220001970A KR20230106765A (en) 2022-01-06 2022-01-06 Spindle clamp device for machine tools that can control the angle division of the spindle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230106765A true KR20230106765A (en) 2023-07-14

Family

ID=87155423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220001970A KR20230106765A (en) 2022-01-06 2022-01-06 Spindle clamp device for machine tools that can control the angle division of the spindle

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230106765A (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000190167A (en) 1998-12-28 2000-07-11 Mori Seiki Co Ltd Spindle braking method and device of lathe for combined machining
KR101336412B1 (en) 2012-06-18 2013-12-04 현대위아 주식회사 Brake device for spindel of lathe
KR20140012470A (en) 2012-07-20 2014-02-03 현대위아 주식회사 Brake apparatus for spindle of lathe

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000190167A (en) 1998-12-28 2000-07-11 Mori Seiki Co Ltd Spindle braking method and device of lathe for combined machining
KR101336412B1 (en) 2012-06-18 2013-12-04 현대위아 주식회사 Brake device for spindel of lathe
KR20140012470A (en) 2012-07-20 2014-02-03 현대위아 주식회사 Brake apparatus for spindle of lathe

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6629697B1 (en) Chuck apparatus
US8028605B2 (en) Circular dividing table for machine tool
US20090072503A1 (en) System for centrifugal-force compensating in an electric machining-chuck actuator
US8900034B2 (en) Machine tool and machining method
JP7261799B2 (en) Machine Tools
US5108236A (en) Low mass spindle and z-axis unit
US20130193654A1 (en) Chuck
KR20160090499A (en) Clamping device
KR20170082801A (en) Pre-load change device for spindle bearing
JP5009838B2 (en) Work support device and rotary indexer
JP4563688B2 (en) Rotation center, pressing force control device, lathe
JP2005262326A (en) Tailstock
KR20230106765A (en) Spindle clamp device for machine tools that can control the angle division of the spindle
JP5209446B2 (en) Tailstock control device
WO2019187103A1 (en) Main shaft device of machine tool
JP4148166B2 (en) Contact detection device
JP4398537B2 (en) Work support device
DK174221B1 (en) headstock
JP4201553B2 (en) Material guide device and automatic lathe
KR101866235B1 (en) Variable pre-load device for front bearing of spindle
JP3726854B2 (en) Outer diameter rolling machine
JP2017213635A (en) Chuck device and work chucking method
JPH06315857A (en) Automatic grinding device
JPH03170202A (en) Tailstock device for composite lathe and control thereof
JP4167384B2 (en) Work clamp mechanism