KR20240172432A - 공작기계의 램스핀들 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 램스핀들의 일측에 배치되어 밀링공구를 클램핑 또는 언클램핑하는 클램핑부; 램스핀들의 일측에 배치되어 선삭공구 또는 툴헤드를 클램핑 또는 언클램핑하는 결합부; 상기 램스핀들에 배치되어 파워소스를 공급하는 제1 공급유닛과 제2 공급유닛;을 포함하고, 상기 램스핀들은 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드가 상기 결합부에 클램핑될 때에 상기 제1 공급유닛이 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드의 교환 또는 가공을 위한 파워소스를 공급하고, 상기 밀링공구가 상기 클램핑부에 클램핑될 때에 상기 제2 공급유닛이 상기 밀링공구의 교환 또는 가공을 위한 파워소스를 공급할 수 있는 공작기계의 램스핀들에 관한 것이다.
Description
본 발명은 공작기계의 램스핀들에 관한 것으로, 더욱 상세하게 램스핀들의 결합부에 선삭공구 또는 툴헤드가 클램핑될 때에는 제1 공급유닛이 선삭공구 또는 툴헤드에 파워소스를 공급하고 밀링공구가 클램핑부에 클램핑될 때에 제2 공급유닛이 밀링공구에 파워소스를 공급하여 밀링공구, 선삭공구, 또는 툴헤드의 자동교환과 가공을 수행함에 따라 램스핀들을 포함하는 3축 수직 선반에서 밀링공구 또는 밀링 캡포툴의 자동공구교환이 가능하고, 앵글헤드에 밀링공구도 자동으로 교체가능함에 따라 공작기계의 소형화를 도모하고 가공시간과 비용을 절감하고 공작기계의 안전성과 신뢰성을 향상할 수 있는 공작기계의 램스핀들에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계라 함은 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속/비금속의 공작물을 적당한 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.
터닝센터, 수직/수평 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반, 복합가공기 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.
공작기계 중 복합가공기란 선삭가공과 드릴, 탭핑, 밀링가공 등 가공형태가 다양한 가공을 수행하는 다기능의 자동공구교환장치(ATC)와 공구 매거진이 장착된 터닝센터를 의미한다. 복합가공기에서 작업자가 가공에 필요한 공구를 로딩하거나 교환시에 공구를 수동으로 공구 매거진에 장착한다.
일반적으로 현재 사용되고 있는 다양한 종류의 공작기계는 수치제어(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control) 기술이 적용되는 조작반을 구비하고 있다. 이러한 조작반은 다양한 기능스위치 또는 버튼과 모니터를 구비한다.
또한, 공작기계는 공작물인 소재가 안착되고 공작물 가공을 위해 이송하는 테이블, 가공전 공작물을 준비하는 팔렛트, 공구 또는 공작물이 결합되어 회전하는 주축, 공작물 등을 가공중에 지지하기 위한 심압대, 방진구 등을 구비한다.
일반적으로 공작기계에서 테이블, 공구대, 주축, 심압대, 방진구 등은 다양한 가공을 수행하기 위해 이송축을 따라 이송하는 이송유닛을 구비한다.
또한, 일반적으로 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 공구 보관장소의 형태로 공구 매거진이나 터렛이 사용된다.
이러한 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 툴 보관장소의 형태로 공구 매거진이 사용된다.
또한, 일반적으로 공작기계는 공작기계의 생산성을 향상시키기 위해 수치제어부의 지령에 의해 특정한 공구를 공구 매거진으로부터 인출하거나 다시 수납하기 위한 자동공구교환장치(ATC, Automatic Tool Changer)를 구비한다.
또한, 일반적으로 공작기계는 비가공 시간을 최소화하기 위해, 자동팔레트교환장치(APC, Automatic Palette Changer)를 구비한다. 자동팔레트교환장치(APC)는 팔레트를 공작물 가공 영역과 공작물 설치 영역 간에 자동으로 교환한다. 팔레트에는 공작물이 탑재될 수 있다.
또한, 일반적으로 공작기계는 가공방법에 따라 크게 터닝센터(TURNING CENTER)와 머시닝센터(MACHINING CENTER)로 분류된다. 일반적으로 터닝센터는 공작물이 회전하고, 머시닝센터는 공구가 회전하면서 공작물의 가공이 수행된다.
이러한 공작기계는 주축의 배치 방향에 따라 수평형(Horizontal type) 공작기계와 수직형(Vertical type) 공작기계로 구분할 수 있다. 수평형 공작기계는 주축의 회전 중심축이 중력방향과 직각으로 배치되고, 수직형 공작기계는 주축의 회전 중심축이 중력방향과 일치하게 배치된다.
도 1에 도시된 것처럼, 종래 수직선반과 같은 수직형 공작기계(1)는 베드(2) 또는 베이스의 상부에 컬럼(3)이 X축방향으로 왕복 이동가능하게 배치된다.
컬럼(3)에 Z축 방향으로 이동가능하도록 크로스레일(4)이 설치된다. 크로스레일에 Z축 방향으로 이동 가능하도록 램스핀들(8)이 설치된다.
또한, 베드(2)의 상부에 테이블(7)이 고정 또는 회전가능하게 설치된다. 이러한 테이블 상에는 가공될 소재(WORKPIECE, 미도시됨)가 안착되어 램스핀들의 선단에 클램핑 또는 언클램핑 되는 툴 헤드에 탈부착 가능하게 장착되는 인서트에 의해 가공된다.
공작기계의 하우징 내부의 가공이 이루어지지 않는 테이블의 수평방향의 ATC 수용부(5)에 ATC(Auto Tool Changer, 6)가 설치되어 공구 또는 툴 헤드를 매거진에 수납된 다른 공구 또는 툴 헤드와 교환한다.
종래 공작기계의 램스핀들은 선삭공구 또는 캡포툴만을 자동으로 교환하고 공구가 회전하면서 가공해야 하는 밀링공구를 자동으로 교환하지 못하여 비가공시간이 증가되어 생산성이 저하되고 가공비용이 증가되는 문제점이 있었다.
또한, 종래 공작기계의 램스핀들은 밀링공구를 별도의 장비로 수행해야 함에 따라 공간활용도가 감소하고 작업자의 불편을 초래하며 공작기계의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.
더욱이, 종래 공작기계의 램스핀들은 밀링공구 또는 밀링가공을 위한 캡토 툴(MILLING CAPTO TOOL)의 직접 자동공구교환이 수행되지 않음에 따라 장비의 소형화를 도모할 수 없고 자동화 미비로 인해 장비의 효용성이 저하되어 수출이 감소하고 소비자의 불만을 초래하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 램스핀들의 결합부에 선삭공구 또는 툴헤드가 클램핑될 때에는 제1 공급유닛이 선삭공구 또는 툴헤드에 파워소스를 공급하고 밀링공구가 클램핑부에 클램핑될 때에 제2 공급유닛이 밀링공구에 파워소스를 공급하여 밀링공구, 선삭공구, 또는 툴헤드의 자동교환과 가공을 수행함에 따라 램스핀들을 포함하는 3축 수직 선반에서 밀링공구 또는 밀링 캡포툴의 자동공구교환이 가능하고, 앵글헤드에 밀링공구도 자동으로 교체가능함에 따라 공작기계의 소형화를 도모하고 가공시간과 비용을 절감하고 공작기계의 안전성과 신뢰성을 향상할 수 있는 공작기계의 램스핀들에 관한 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들은 램스핀들의 일측에 배치되어 밀링공구를 클램핑 또는 언클램핑하는 클램핑부; 램스핀들의 일측에 배치되어 선삭공구 또는 툴헤드를 클램핑 또는 언클램핑하는 결합부; 상기 램스핀들에 배치되어 파워소스를 공급하는 제1 공급유닛과 제2 공급유닛;을 포함하고, 상기 램스핀들은 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드가 상기 결합부에 클램핑될 때에 상기 제1 공급유닛이 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드의 교환 또는 가공을 위한 파워소스를 공급하고, 상기 밀링공구가 상기 클램핑부에 클램핑될 때에 상기 제2 공급유닛이 상기 밀링공구의 교환 또는 가공을 위한 파워소스를 공급할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 바람직한 다른 일 실시예에서, 공작기계의 램스핀들의 상기 제1 공급유닛은 상기 램스핀들의 외부에 배치되고, 상기 제2 공급유닛은 상기 램스핀들의 내부에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 바람직한 다른 일 실시예에서, 공작기계의 램스핀들의 상기 제2 공급유닛은 파워소스공급원과 연통되고 상기 램스핀들의 타측에 회전 가능하게 배치되는 연결부; 및 상기 연결부와 연통되고 상기 램스핀들의 내부를 관통하여 연장 형성되어 상기 밀링공구 교환 및 가공시에 상기 클램핑부와 상기 밀링공구에 파워소스를 전달하는 제2 유로부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 바람직한 다른 일 실시예에서, 공작기계의 램스핀들의 상기 제1 공급유닛은 파워소스공급원과 연통되도록 상기 램스핀들의 외부를 따라 연장 형성되어 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드 교환 및 가공시에 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드 중 어느 하나에 파워소스를 전달하는 제1 유로부; 및 상기 제1 유로부 선단에 상기 제1 유로부와 연통되게 배치되는 피팅블럭;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 바람직한 다른 일 실시예에서, 공작기계의 램스핀들의 상기 제1 공급유닛은 상기 피팅블록의 선단에서 상기 파워소스공급원까지 상기 램스핀들의 외부를 따라 연장 배치되어 상기 제1 유로부를 내부에 수용하는 하우징부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 바람직한 다른 일 실시예에서, 공작기계의 램스핀들의 상기 툴헤드는 상기 툴헤드 교환 및 인덱싱시에 상기 피팅블럭과 연통되게 결합되어 상기 툴헤드에 장착된 공구의 교체 또는 가공을 위한 파워소스를 공급하기 위해 상기 툴헤드 외측에 배치되는 커플러부; 상기 툴헤드의 선단에 배치되어 상기 툴헤드에 탈부착 가능하게 장착되는 밀링공구를 자동으로 클램핑 또는 언클램핑하는 그립부; 및 상기 커플러부와 연통되고 상기 툴헤드의 내부에 회전 가능하게 배치되어 상기 그립부와 상기 툴헤드에 장착된 공구에 파워소스를 공급하는 브릿지부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 바람직한 다른 일 실시예에서, 공작기계의 램스핀들은 상기 툴헤드가 상기 브릿지부를 통해 상기 그립부와 상기 툴헤드에 장착된 공구에 파워소스 공급이 가능함에 따라 상기 툴헤드의 밀링공구 교환 및 가공까지도 자동으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 바람직한 다른 일 실시예에서, 공작기계의 램스핀들의 상기 제1 공급유닛과 상기 제2 공급유닛의 파워소스는 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드에 장착된 공구 또는 상기 밀링공구의 클램핑을 위해 클램핑 또는 언클램핑 압력을 공급하는 2개의 유로와 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드에 장착된 공구 또는 상기 밀링공구에 냉각수를 공급하는 1개의 유로와 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드에 장착된 공구 또는 상기 밀링공구의 클램핑 완료 상태를 확인 및 청소용 에어블로우를 위한 2개의 유로로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 바람직한 다른 일 실시예에서, 공작기계의 램스핀들의 상기 툴헤드가 앵글헤드인 경우에는 상기 툴헤드는 일측이 상기 제2 공급유닛의 냉각수를 공급하는 유로와 연통되고 타측이 상기 툴헤드에 장착된 공구와 인접하도록 상기 툴헤드의 내부를 관통하여 연장 형성되는 보조 유로부;를 더 포함하고, 냉각수는 보조 유로부를 통해 공급될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 바람직한 다른 일 실시예에서, 공작기계의 램스핀들의 상기 연결부와 상기 브릿지부는 로터리 유니언으로 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들은 수직선반과 같이 램스핀들을 포함하는 3축 수직선반 공작기계에서 램스핀들의 결합부에 선삭공구 또는 툴헤드가 클램핑될 때에는 제1 공급유닛이 선삭공구 또는 툴헤드에 파워소스를 공급하고 밀링공구가 클램핑부에 클램핑될 때에 제2 공급유닛이 밀링공구에 파워소스를 공급하여 밀링공구, 선삭공구, 또는 툴헤드의 자동교환과 가공을 수행함에 따라 램스핀들을 포함하는 3축 수직 선반에서 밀링공구 또는 밀링 캡포툴의 자동공구교환이 가능하고, 앵글헤드에 밀링공구도 자동으로 교체가능함에 따라 공작기계의 소형화를 도모하여 공간활용도를 극대화하고, 공작기계의 제조비용과 제조시간을 감소할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들은 밀링공구와 툴헤드 및 툴헤드에 탈부착 가능하게 장착되는 밀링공구를 자동으로 교환하여 가공을 수행함에 따라 가공이나 공구 교체를 위한 이송거리를 최소화를 통한 비가공시간 감소에 따라 생산성과 가공비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들은 밀링공구와 툴헤드 및 툴헤드에 탈부착 가능하게 장착되는 밀링고구 자동으로 교환하여 다양한 가공을 수행함에 따라 부품이나 구성품의 감소에 따라 유지보수 비용과 시간을 감소하고, 작업자의 만족도를 극대화하고 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
게다가, 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들은 가공정밀도를 극대화하고, 공작기계의 안전성과 신뢰성을 향상할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 램스핀들을 구비한 공작기계의 개념도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 단면 사시도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들에 밀링공구가 장착된 상태의 개념도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들에 장착되는 툴헤드 중에서 90도 앵글헤드의 사시도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들에 90도 앵글헤드가 장착된 상태에서 90도 엥글헤드에 밀링공구가 클램핑된 상태의 단면도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들에 90도 앵글헤드가 장착된 상태에서 90도 엥글헤드에 밀링공구가 클램핑된 상태에서 90도 앵글헤드의 확대 단면도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들에 선삭공구가 클램핑된 툴헤드가 장착된 상태의 사시도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 단면 사시도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들에 밀링공구가 장착된 상태의 개념도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들에 장착되는 툴헤드 중에서 90도 앵글헤드의 사시도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들에 90도 앵글헤드가 장착된 상태에서 90도 엥글헤드에 밀링공구가 클램핑된 상태의 단면도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들에 90도 앵글헤드가 장착된 상태에서 90도 엥글헤드에 밀링공구가 클램핑된 상태에서 90도 앵글헤드의 확대 단면도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들에 선삭공구가 클램핑된 툴헤드가 장착된 상태의 사시도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 2는 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 사시도를 나타낸다. 도 3은 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 단면 사시도를 나타낸다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들에 밀링공구가 장착된 상태의 개념도를 나타낸다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들에 장착되는 툴헤드 중에서 90도 앵글헤드의 사시도를 나타낸다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들에 90도 앵글헤드가 장착된 상태에서 90도 엥글헤드에 밀링공구가 클램핑된 상태의 단면도를 나타낸다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들에 90도 앵글헤드가 장착된 상태에서 90도 엥글헤드에 밀링공구가 클램핑된 상태에서 90도 앵글헤드의 확대 단면도를 나타낸다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들에 선삭공구가 클램핑된 툴헤드가 장착된 상태의 사시도를 나타낸다.
도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들(10)을 설명한다. 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들은 클램핑부(100), 결합부(110), 제1 공급유닛(200), 및 제2 공급유닛(300)을 포함한다.
본 발명에 의한 램스핀들은 기존과 달리 3축 수직 선반에서 밀링공구가 램스핀들에 직접 결하된 상태로 가공과 교환이 가능하고, 툴헤드가 램스핀들에 클램핑된 상태에서 툴헤드에 장착된 공구 교환과 밀링공구 사용이 가능하다.
즉, 본 발명에 의한 램스핀들은 선삭공구 또는 툴헤드 뿐만아니라 밀링공구까지 선삭공구또는 툴헤드 또는 밀링공구 중에서 어느 하나를 클램핑하여 가공을 수행할 수 있다.
이러한 툴헤드는 1개 이상의 공구를 클램핑하거나 툴헤드에 장착되는 공구를 교환하여 사용할 수 있다. 일반적으로 이를 캡토툴(capto tool)이라 한다.
클램핑부(100)는 램스핀들의 일측에 배치되어 밀링공구를 클램핑 또는 언클램핑한다.
결합부(110)는 램스핀들의 일측에 배치되어 선삭공구 또는 툴헤드를 클램핑 또는 언클램핑한다.
제1 공급유닛(200)과 제2 공급유닛(300)은 상기 램스핀들에 배치되어 파워소스를 공급한다.
도 2 내지 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 램스핀들의 제1 공급유닛은 상기 램스핀들의 외부에 배치되고 제2 공급유닛은 상기 램스핀들의 내부에 배치된다.
또한, 램스핀들은 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드가 상기 결합부에 클램핑될 때에 상기 제1 공급유닛이 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드의 교환 또는 가공을 위한 파워소스를 공급하고, 상기 밀링공구가 상기 클램핑부에 클램핑될 때에 상기 제2 공급유닛이 상기 밀링공구의 교환 또는 가공을 위한 파워소스를 공급한다.
즉, 본 발명에 의한 램스핀들(10)은 선삭공구 또는 툴헤드가 결합부에 클램핑될 때에 제1 공급유닛이 결합부에 클램핑된 선삭공 또는 툴헤드의 교환 또는 가공을 위한 파워소스를 공급하고, 밀링공구가 클램핑부에 직접 클램핑될 때에 제2 공급유닛이 밀링공구의 교환 또는 가공을 위한 파워소스를 공급한다.
이처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들은 수직선반과 같이 램스핀들을 포함하는 3축 수직선반 공작기계에서 공작기계의 램스핀들의 결합부에 선삭공구 또는 툴헤드가 클램핑될 때에는 제1 공급유닛이 선삭공구 또는 툴헤드에 파워소스를 공급하고 밀링공구가 클램핑부에 클램핑될 때에 제2 공급유닛이 밀링공구에 파워소스를 공급하여 밀링공구, 선삭공구, 또는 툴헤드의 자동교환과 가공을 수행함에 따라 램스핀들을 포함하는 3축 수직 선반에서 밀링공구 또는 밀링 캡포툴의 자동공구교환이 가능하고, 앵글헤드에 밀링공구도 자동으로 교체가능함에 따라 공작기계의 소형화를 도모하여 공간활용도를 극대화하고, 공작기계의 제조비용과 제조시간을 감소하여 공간활용도를 극대화하고, 비가공시간 감소에 따라 생산성을 향상하고, 자동화를 통해 소비자의 만족도 및 수출증대를 도모할 수 있다.
도 2 내지 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 제1 공급유닛(200)은 제1 유로부(210), 피팅블럭(220), 하우징부(230)을 포함한다.
제1 유로부(210)는 파워소스공급원(400)과 연통되도록 상기 램스핀들의 외부를 따라 연장 형성되어 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드 교환 및 가공시에 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드 중 어느 하나에 파워소스를 전달한다.
피팅블럭(220)는 상기 제1 유로부 선단에 상기 제1 유로부와 연통되게 배치된다.
하우징부(230)는 상기 피팅블록의 선단에서 상기 파워소스공급원까지 상기 램스핀들의 외부를 따라 연장 배치되어 상기 제1 유로부를 내부에 수용한다.
도 2 내지 도 3 및 도 5에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 제2 공급유닛(300)은 연결부(310) 및 제2 유로부(320)를 포함한다.
도 2 내지 도 8에 도시된 것처럼, 램스핀들에 직접 결합되거나 도 5 내지 도 6과 같이 툴헤드에 결합되는 밀링공구는 선삭공구나 선삭공구가 장착된 툴헤드와 달리 회전되어야 한다. 이에 따라 제2 공급유닛의 제2 유로부도 밀링공구의 회전에 대응할 수 있도록 구성되어야 한다.
연결부(310)는 파워소스공급원(400)과 연통되고 상기 램스핀들의 타측에 회전 가능하게 배치된다.
제2 유로부(320)는 상기 연결부와 연통되고 상기 램스핀들의 내부를 관통하여 연장 형성되어 상기 밀링공구 교환 및 가공시에 상기 클램핑부와 상기 밀링공구에 파워소스를 전달한다.
이처럼, 제2 유로부가 연결부에 의해 회전 가능하게 배치되어 파워소스공급원을 통해 공급된 파워소스를 연결부를 통해 제2 유로부틀 거쳐 클램핑부 또는 후술하는 앵글헤드의 브릿지부로 전달한다.
이에 따라 제1 공급유닛은 램스핀들의 외부에 배치되고, 제2 공급유닛은 램스핀들의 내부에 배치됨에 따라 램스핀들의 소형화 및 경량화를 도모하여 공간활용도를 극대화할 수 있다.
또한, 이러한 파워소스(power source)는 클램핑을 위한 압력 공급을 위한 1개의 유로, 언클램핑을 위한 압력 공급을 위한 1개의 유로, 냉각수 공급을 위한 1개의 유로, 클램핑 완료 확인을 위한 에어 갭 센서 확인을 위한 유로, 공구 또는 툴헤드 교환시에 청소를 위한 에어 블로우(AIR BLOW) 유로와 같이 1개로 총 5개의 유로와 파워소스를 구비해햐 한다.
이에 따라 도 2 내지 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들의 상기 제1 공급유닛과 상기 제2 공급유닛의 파워소스는 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드에 장착된 공구 또는 상기 밀링공구의 클램핑을 위해 클램핑 또는 언클램핑 압력을 공급하는 2개의 유로와 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드에 장착된 공구 또는 상기 밀링공구에 냉각수를 공급하는 1개의 유로와 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드에 장착된 공구 또는 상기 밀링공구의 클램핑 완료 상태를 확인 및 청소용 에어블로우를 위한 2개의 유로로 형성된다.
이에 따라 바람직한 실시예에 따르면 본 발명에 의한 램스핀들의 제1 공급유닛의 제1 유로부와 제2 공급윤시의 제2 유로부는 각각 5개의 유로로 형성된다.
도 5 내지 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 램스핀들에 탈부착 가능하게 장착되는 툴헤드(50)는 커플러부(52), 그립부(53), 브릿지부(54)를 포함한다.
커플러부(52)는 툴헤드 교환 및 인덱싱시에 상기 피팅블럭과 연통되게 결합되어 상기 툴헤드에 장착된 공구의 교체 또는 가공을 위한 파워소스를 공급하기 위해 상기 툴헤드 외측에 배치된다.
즉, 커플러부는 툴헤드의 바디에 소정 각도로 복수개로 설치될 수 있고, 이에 따라 툴헤드의 인덱싱에도 불구하고 제1 공급유닛을 통해 원활한 파워소스 공급이 가능하여 자동교환이 가능하다.
그립부(53)는 상기 툴헤드의 선단에 배치되어 상기 툴헤드에 탈부착 가능하게 장착되는 밀링공구를 자동으로 클램핑 또는 언클램핑한다.
브릿지부(54)는 상기 커플러부와 연통되고 상기 툴헤드의 내부에 회전 가능하게 배치되어 상기 그립부와 상기 툴헤드에 장착된 공구에 파워소스를 공급한다.
즉, 브릿지부가 회전 가능하게 배치되어 파워소스공급원에서 제1 공급유닛을 지나 커플러부로 전달된 파워소스는 다시 브릿지부를 거쳐 밀링공구로 전달됨에 따라 밀링공구의 회전에도 불구하고 원활한 파워소스 공급이 가능하여 자동공구교환을 수행할 수 있다.
반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들의 상기 연결부(310)와 상기 브릿지부(54)는 로터리 유니언(rotary union)으로 형성될 수 있다. 이에 따라 간편한 구조로 설치비용과 제조비용을 절감하고 소형화를 도모할 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 공작기계의 램스핀들에 탈부착 가능하게 장착되는 툴헤드(50)가 앵글헤드인 경우에는 상기 툴헤드는 일측이 상기 제2 공급유닛의 냉각수를 공급하는 유로와 연통되고 타측이 상기 툴헤드에 장착된 공구와 인접하도록 상기 툴헤드의 내부를 관통하여 연장 형성되는 보조 유로부(55)를 더 포함하고, 냉각수는 보조 유로부를 통해 공급된다.
즉, 밀링공구가 공작기계의 램스핀들에 직접 결합되지 않고 툴헤드를 통해 장착된 경우 툴헤드로 제1 공급유닛을 통해 파워소스를 공급함에 따라 제2 공급유닛으로 전달되는 파워소스를 추가로 사용할 수 있고, 이때에 냉각수를 제2 공급유닛으로부터 전달되는 냉각수를 사용함에 따라 냉각 효율을 극대화하고, 소형화를 도모하고, 공간활용도를 극대화하고, 가공정밀도를 향상할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 램스핀들
100 : 클램핑부
200 : 제1 공급유닛
300 : 제2 공급유닛
400 : 파워소스공급원
100 : 클램핑부
200 : 제1 공급유닛
300 : 제2 공급유닛
400 : 파워소스공급원
Claims (10)
- 램스핀들의 일측에 배치되어 밀링공구를 클램핑 또는 언클램핑하는 클램핑부;
램스핀들의 일측에 배치되어 선삭공구 또는 툴헤드를 클램핑 또는 언클램핑하는 결합부; 및
상기 램스핀들에 배치되어 파워소스를 공급하는 제1 공급유닛과 제2 공급유닛;을 포함하고,
상기 램스핀들은 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드가 상기 결합부에 클램핑될 때에 상기 제1 공급유닛이 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드의 교환 또는 가공을 위한 파워소스를 공급하고, 상기 밀링공구가 상기 클램핑부에 클램핑될 때에 상기 제2 공급유닛이 상기 밀링공구의 교환 또는 가공을 위한 파워소스를 공급하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 램스핀들.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 공급유닛은 상기 램스핀들의 외부에 배치되고, 상기 제2 공급유닛은 상기 램스핀들의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 램스핀들.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 공급유닛은,
파워소스공급원과 연통되고 상기 램스핀들의 타측에 회전 가능하게 배치되는 연결부; 및
상기 연결부와 연통되고 상기 램스핀들의 내부를 관통하여 연장 형성되어 상기 밀링공구의 교환 및 가공시에 상기 클램핑부와 상기 밀링공구에 파워소스를 전달하는 제2 유로부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 램스핀들.
- 제3항에 있어서,
상기 제1 공급유닛은,
파워소스공급원과 연통되도록 상기 램스핀들의 외부를 따라 연장 형성되어 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드의 교환 및 가공시에 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드 중 어느 하나에 파워소스를 전달하는 제1 유로부; 및
상기 제1 유로부 선단에 상기 제1 유로부와 연통되게 배치되는 피팅블럭;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 툴 헤드.
- 제4항에 있어서,
상기 제1 공급유닛은,
상기 피팅블록의 선단에서 상기 파워소스공급원까지 상기 램스핀들의 외부를 따라 연장 배치되어 상기 제1 유로부를 내부에 수용하는 하우징부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 툴 헤드.
- 제4항에 있어서,
상기 툴헤드는,
상기 툴헤드의 교환 및 인덱싱시에 상기 피팅블럭과 연통되게 결합되어 상기 툴헤드에 장착된 공구의 교체 또는 가공을 위한 파워소스를 공급하기 위해 상기 툴헤드 외측에 배치되는 커플러부;
상기 툴헤드의 선단에 배치되어 상기 툴헤드에 탈부착 가능하게 장착되는 밀링공구를 자동으로 클램핑 또는 언클램핑하는 그립부; 및
상기 커플러부와 연통되고 상기 툴헤드의 내부에 회전 가능하게 배치되어 상기 그립부와 상기 툴헤드에 장착된 공구에 파워소스를 공급하는 브릿지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 램스핀들.
- 제6항에 있어서,
상기 램스핀들은 상기 툴헤드가 상기 브릿지부를 통해 상기 그립부와 상기 툴헤드에 장착된 공구에 파워소스 공급이 가능함에 따라 상기 툴헤드의 밀링공구 교환 및 가공까지도 자동으로 수행하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 램스핀들.
- 제6항에 있어서,
상기 제1 공급유닛과 상기 제2 공급유닛의 파워소스는 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드에 장착된 공구 또는 상기 밀링공구의 클램핑을 위해 클램핑 또는 언클램핑 압력을 공급하는 2개의 유로와 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드에 장착된 공구 또는 상기 밀링공구에 냉각수를 공급하는 1개의 유로와 상기 선삭공구 또는 상기 툴헤드에 장착된 공구 또는 상기 밀링공구의 클램핑 완료 상태를 확인 및 청소용 에어블로우를 위한 2개의 유로로 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 램스핀들.
- 제8항에 있어서,
상기 툴헤드가 앵글헤드인 경우에는 상기 툴헤드는 일측이 상기 제2 공급유닛의 냉각수를 공급하는 유로와 연통되고 타측이 상기 툴헤드에 장착된 공구와 인접하도록 상기 툴헤드의 내부를 관통하여 연장 형성되는 보조 유로부;를 더 포함하고,
냉각수는 보조 유로부를 통해 공급되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 램스핀들. - 제6항에 있어서,
상기 연결부와 상기 브릿지부는 로터리 유니언으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 램스핀들.
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