KR920008794B1 - Centering and chucking apparatus - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 본 발명의 사시도.1 is a perspective view of the present invention.
제2도는 제1도의 II-II선 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
제3도는 제2도의 III-III선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
제4도는 센터링요소의 작동 상태를 도시한 사시도.4 is a perspective view showing an operating state of the centering element.
제5도는 본 발명의 캐리어 본체 안내면의 다른 한 예를 도시한 간략도.5 is a simplified view showing another example of the carrier body guide surface of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
13 : 캐리어 본체 14 : 호환요소13 carrier body 14 compatible elements
21 : 척킹요소 22 : 쐐기기어21: chucking element 22: wedge gear
30 : 센터링요소 40 : 조정장치30: centering element 40: adjusting device
본 발명은 온도의 등락 및 재 성분의 부분팽창에 관계없이 정확히 작동할 수 있는 센터링 및 척킹장치에 관한 것이다. 공작기계 작업에서 캐리어 본체(carryer body)에 호환요소(inter Changable element)를 정확히 고정할 필요가 있다.The present invention relates to a centering and chucking device that can operate accurately regardless of fluctuations in temperature and partial expansion of ash components. In machine tool work, there is a need to precisely secure the inter Changable element to the carrier body.
예를들면 스핀들이 제 위치에 놓이고 기구가 기계작동상 지정된 위치로 정확히 이송되기 위해서는 호환스핀들 헤도(또는 기타 기구 헤드)가 프레임 또는 공작기계 왕복대에 매우 정확히 위치해야 한다. 그리고 기구 또는 기구를 받쳐 주는 기구 헤드(스핀들 헤드 같은)가 지정된 정확한 위치와 정열선 상에 높여져야 하며, 공작물 또한 그러해야 한다. 공작물이 펠렛(Pallet)에 물리어 공작기계로 이송된 후 가공되려면 펠렛이 공작기계에 정확히 위치되어 정확한 가공위치에서 정확한 기계가공이 이루어져야 한다.For example, the compatible spindle head (or other instrument head) must be positioned very accurately in the frame or machine tool carriage in order for the spindle to be in position and the instrument to be transported correctly to the machine-specified position. The instrument or instrument head (such as a spindle head) that supports the instrument must be raised on the designated position and alignment line, and so must the workpiece. In order for the workpiece to be picked up by the pellet and transferred to the machine tool, the pellet must be correctly positioned on the machine tool and the correct machining must be performed at the correct machining position.
공지의 센터링 및 척킹장치는 캐리어 본체와 호환요소의 주축에 있어서 캐리어 본체에 대해서는 호환요소의 정확한 위치선정이 가능하다. 그러나 공장기계가 각기 다른 온도에 노출되면 문제점이 생길 수 있다.Known centering and chucking devices are capable of precise positioning of the compatible element relative to the carrier body in the main axis of the carrier body and the compatible element. However, problems can arise when plant machinery is exposed to different temperatures.
공작기계가 저온 상태의 공장에서 오전중 작동되는 것과 온도가 상승한 낮에 작동되는 것에는 센터링 조건이 달라진다. 바꿔말한면 호환 스핀들헤드의 스핀들이 가공 순서상 지시된 처음과 똑같은 위치에서도 기계가공이 더이상 않될 수가 있다.Centering conditions differ between machine tools running in the morning at cold plants and during daytime temperatures. In other words, the machining of the compatible spindle head can no longer be carried out at the same position as the first one indicated in the machining sequence.
호환 부분품을 자유열 현상으로 그 길이를 변화시키고자 고정 베어링 방식으로 호환 부품의 한쪽만을(둥근 볼드로) 캐리어 본체에 연결시키고 반대쪽 끝을 변위될 수 있는 형태로 헐거운 베어링방식(스워드 볼드로서)으로 설계하는 것은 이미 공지된 사실이다. 이 경우 캐리어 본체에 관련해 변하지 않고 남아있는 호환 요소의 유일한 점은 고정베어링 자리이다.In order to change the length of the compatible part by free heat phenomenon, only one side of the compatible part (round bold) is connected to the carrier body in the form of a fixed bearing and the loose bearing type (as Sword Bold) can be displaced. Designing is already known. The only point of the compatible element which remains unchanged with respect to the carrier body in this case is the fixed bearing seat.
고정베어링이 주축(스핀들 헤드라면 스핀들이 위치한 곳)에 놓을 수 없으니까 주축(예 : 스핀들축)은 서로 관계있는 두 요소의 주축 위치의 열조건 변화로 볼때 항상 고정베어링과 사이를 두고 위치한다.Since the fixed bearing cannot be placed on the main shaft (where the spindle head is located), the main shaft (eg spindle axis) is always positioned between the fixed bearing in view of the change in the thermal conditions of the positions of the principal elements of two related elements.
미국특허 34 384 811호에 따르면 호환 스핀들 헤드와 부채끝마다 스핀들 헤드 배면에 위치한 돌출부를 정렬시키는 흠이 갖취진 4개의 고정부재로 기계 분체가 이뤄진 밀링머신이 있다. 기계 본체의 고정부재는 스핀들 축위에서 교차하는 조정장치의 조정에 의해 통상적으로 조정된다.According to U.S. Patent No. 34 384 811 there is a milling machine made of mechanical powder with a compatible spindle head and four fixing members with flaws for aligning the projections located on the back of the spindle head at each end of the fan. The holding member of the machine body is usually adjusted by adjustment of the adjusting device intersecting on the spindle axis.
고정부재는 밀링공구의 설치각이 고정부재의 움직임이 조절되는 대로 변할 수 있도록 경사면을 따라 변위된다. 캐리어 본체에 대해서 호환요소의 정확한 정렬이 없이는 캐리어 본체에 안정된 가이드 면이 나타나지 않는다. 앞에서 상술한 두 요소의 주축 혹은 한 요소의 온도변화 정도에 있어서도 서로 변위되지 않아 두 주축의 상호 연결이 대단히 정확히 될뿐 아니라 작업 상황이 변화하는 경우에도 그대로 유지되는 것에 기인해서 이 문제를 해결하는 셀터링 및 척킹장치를 제공하는데 본 고안의 목적이 있다.The holding member is displaced along the inclined surface so that the mounting angle of the milling tool can be changed as the movement of the holding member is adjusted. Without the correct alignment of the compatible elements with respect to the carrier body, no stable guide face appears on the carrier body. The cell that solves this problem is not only displaced with each other in the above-described main axis of the two elements or the degree of temperature change of one element, but the interconnection of the two main axes is not only very accurate but also remains intact even when the working situation changes. It is an object of the present invention to provide a turing and chucking device.
본 발명에 의한 각각의 경계와 안내요소는 연결된 센터링요소를 잘 이송되게 해주는 평 안내면을 포함한다. 안내면은 그 중심을 캐리어 본체의 주축에 두고 조정장치를 따라 조정되므로 호환요소는 해당 주축이 주축 위치가 최종 변화됨이 없이 어느 방향으로나 팽창, 수축될 수 있다.Each boundary and guide element according to the invention comprises a planar guide surface which allows the connected centering element to be conveyed well. Since the guide surface is adjusted along the adjusting device with its center on the main axis of the carrier body, the compatible element can be expanded and contracted in any direction without the final change of the main axis position.
본 발명에 의해 호환효소를 캐리어부재에 중심이 놓이게 하는 제 베어링은 조정장치의 좌표를 따라 움직이는 헐거운 베어링인데 반해 종래의 장치는 횡쪽으로 고정과 센터링이 된다. 제 베어링이 두(동시 발생적) 주축(축중심)과 연관되는 간격을 두고 위치하기 때문에 두축을 따라 정돈된 스핀들이나 기타의 구조 요소가 베어링이나 접촉안내 요소에 의해 영향받지 않는다. 호환 요소중 유일한 부동점이 언급된 부위의 축상에 놓여있지만 그 지점에서는 캐리어부재와 연결이 안되어 있고 모든 베어링과 접촉면이 상기 지점에서 거리를 두고 떨어져 위치한다.According to the present invention, the first bearing centering the compatible enzyme on the carrier member is a loose bearing moving along the coordinates of the adjusting device, whereas the conventional device is fixed and centered laterally. Since the bearings are located at intervals associated with the two (simultaneous) main axes (axial center), spindles or other structural elements arranged along the two axes are not affected by the bearings or contact guide elements. The only floating point of the compatible element lies on the axis of the mentioned site but is not connected to the carrier member at that point and all bearings and contact surfaces are located at a distance from this point.
그러므로 어떤 온도하에서도 그 지점(주축에 연한 예를들면 스핀들 중심안에 있는)에서 센터링에 필요한 성분을 마련할 필요가 없는 위치가 변하지 않는 불변 국지점을 명확히 알 수 있다. 캐리어 본체로부터 회수되기 위한 조절 압력요소 경사외면이 안내면쪽으로 상기 센터링요소를 압착하기위해 호환부재 센터링요소 위에서 작동한다. 그리하여 캐리어 본체의 안내면에 규정된 접합점이 캐리어부재의 센터링요소로 성취된다. 센터링요소는 매우 정확히 정열되어 조정장치의 좌표 어디에도 자유스럽게 위치할 수 있다.Therefore, it is clear that at any temperature there is an invariant point where the position does not change where it is not necessary to provide the necessary components for centering at that point (eg in the center of the spindle). An adjustable pressure element inclined outer surface for withdrawal from the carrier body operates above the compatible member centering element to press the centering element towards the guide surface. Thus, the joining point defined on the guide surface of the carrier body is achieved by the centering element of the carrier member. The centering elements are very precisely aligned and can be freely positioned anywhere in the coordinates of the adjusting device.
본 발명의 센터링방법 및 척킹방법으로 스핀들 헤드, 기타 공구 및 공작용 헤드를 공작기계에 고정하거나 가공품 등을 받치는 펠렛을 왕복대 위에 확실히 놓이게 할 수 있다. 사실 많은 축상을 움직이는 수치제어 기계의 경우에 이 방법으로 온도의 등락 또는 각 성분의 국지팽창에 상관없이 고도로 정확한 작동을 할 수 있다.The centering method and the chucking method of the present invention allow the spindle head, other tools and the working head to be fixed to the machine tool or the pellets supporting the workpieces can be reliably placed on the carriage. In fact, for numerically controlled machines running on many axes, this method allows for highly accurate operation regardless of temperature fluctuations or local expansion of each component.
본 고안의 우수성 및 개선점은 특히 청구범위 세부 사항에 명기되어 있으며 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.Excellence and improvements of the present invention are specifically stated in the details of the claims and will be described in detail as follows.
제1도에 도시한 바와같이 머신 베드(11)위에서 수직으로 이동되는 프레임(12)을 가진 공작기계(10)가 있다. 프레임(12) 앞쪽에는 수직안내 지브로(17)로 움직이는 캐리어 본체(13)가 있다. 캐리어 본체(13) 앞쪽에 캐리어 본체의 척킹요소가 진입되는 T형 수직안내홈(15)을 배면에 갖고 있는 스핀들 헤드 같은 호환요소(14)가 고정되어 있다. 호환요소(14)가 캐리어 본체(13)에서 상향 수직이동하고 또다른 요소(14)가 홈(15)을 따라 위에서부터 캐리어 본체(13) 전면으로 이동된다. 이때 캐리어 본체(13)의 척킹요소가 수직홈(15)에 진입된다.As shown in FIG. 1 there is a
회전 스핀들(16)이 호환요소(14) 전면에서 전방으로 돌출된다. 프레임(12)에는 스핀들(16)용 전동장치가 있다(도면에는 도시되지 않았음). 상기 전동장치 샤프트(17)는 프레임(12) 내부에서 수직으로 뻗혀 있다. 또 이는 호환요소(14)를 캐리어 본체(13)에 결합시킬때 스핀들(16)과 연결되도록 캐리어 본체(13)내부를 통해 뻗혀 있는 수평 샤프트와 짝이 된다.The
제3도에 표시한 바와같이 스핀들 전통 샤프트는 주축(19)을 따라 캐리어 본체(13)에 뻗혀 있다. 호환요소(14)의 주축(20)이 스핀들 축이다. 두요소(13)(14)를 바르게 연결하는 경우에 두 주축(19)(20)은 동시 발생적이다. 캐리어 본체(13)는 그 내부에서 수평이동되는 샤프트(21a)와 외부 샤프트단에 있는 폭이 더 넓은 헤드(21b)를 각각 갖는 4개의 척킹요소로 이루어진다. 이는 샤프트(21a) 및 T형홈(15)에 결합되는 헤드(21b) 외부단의 모양 및 크기에 의해 확실하게 된다.As shown in FIG. 3, the spindle traditional shaft extends along the
제3도는 척킹요소(21)의 후퇴장치를 나타낸다. 전술한 척킹방법은 경사진 미끄럼대(23)를 샤프트(21a)의 경사진 횡단홈(24)으로 진입시키는 기능을 가진 쐐기장치(22) 그리고 횡단해서 샤프트(21a)까지 이르는 실린더(26)내에서 움직이는 피스톤(25)에 고정되는 미끄럼대로 이루어진다.3 shows the retraction device of the
실린더(26)에 삽입된 스프링(27)이 사프트(21a)쪽으로 피스톤(25)에 압력을 주고(호환요소(14)에 관련해서) 피스톤(25)은 후퇴방향으로 압력을 받는다. 척킹요소(21)의 작용을 위해서는 피스톤(25)이 용수철 복원력 반대방향으로 압력을 되받아 스프링(27) 압력이 없어진 피스톤(25)단이 선(28) 범위에서 압력을 받아야 하며, 그것에 의해서 호환요소(14)가 작동한다. 척킹요소(21)는 캐리어 본체(13)에서 압력을 받는다. 스프링(27)으로 인해 압력이 부족한 경우에도 장력은 유지된다.A
제2도에 도시한 바와같이 직사각형의 4개의 척킹요소(21) 모두가 동시적으로 조절된다. 각 처킹요소(21)의 샤프트(21a)가 캐리어 본체(13) 전면에 있는 블럭(29)의 틈사이로 돌출된다. 각 블록의 전면은 척킹요소(21)에 의해 고정, 유지되는 호환요소(14)와 접촉된 세가공된 돌출 경계외면을 2개 가지고 있다. 제 경계외면이 호환요소(14) 배벽(rear wall)이 총 8개의 상응하는 경계외면(30)과 접하는 경계면이라 불리는 한개의 공통수직면에 위치해 있다. 호환요소(14) 백벽에서 돌출되어서 거기에 고정된 3개의 센터링요소(32a),(32b),(32c) 각각은 경계면(31)에 직각인 빗면(33)과 평경계외면(34)을 포함하고 있다. 경계외면(34)은 캐리어 본체(13) 앞벽의 안내요소(36)(37)의 안내면(35)과 평행으로 위치해 있다.As shown in FIG. 2, all four
제2도에 도시한 바와같이 센터링요소(32a),(32b)와 중심이 주축(19) 또는 스핀들(16)에 위치한 조정장치의 수평축(38) 높이에 정확히 닿는 수평안내면(35)을 그 상단에 가지고 있는 수평 빔 형태의 한 공통안내요소(36)가 있다.As shown in FIG. 2, the centering
반면 조정장치(40)의 수직축(39)에는 안내요소(37)의 수직안내외면(35)이 위치해 있다. 안내외면(35)의 각각에 주축(19)과 평행하게 캐리어 본체(13)에서 돌출된 핀모양의 압력요소(41)가 한 개씩 있다. 압력요소(41)는 관련 센터링요소 경사외면(33)과 평행으로 정열되는 경사외면(42)이 형성되어 있다. 호환요소(14)가 캐리어 본체(13)에 놓이면 각 센터링요소 헤드가 안내면(35)과 경사면(42) 사이에 형성된 틈에 진입된다. 센터링요소(32)가 경사외면(33),(42) 으로부터 안내외면(35)에 거슬러 압력을 받아 캐리어 본체(13)에서 압력요소(41)가 이동하게 된다.On the other hand, the vertical guide
제2도에 도시한 바와같이 압력요소(41)와 안내요소(36) 사이의 간격은 센터링요소(32a),(32b), 경우에 수직을 이뤄서 수평안내외면(35)에 센터링요소의 수평경계면(34)은 햐향수직압력을 받는다. 반면에 센터링요소(32c)의 경계외면은 안내면(37)의 수직안내면에 거슬러 수평 압력을 받는다.As shown in FIG. 2, the spacing between the
이 장치에 의해 주축(19),(20)이 상호 정열되고 3개의 센터링요소가 스핀들(16)과 간격을 두고 정돈된다. 핀 모양의 각각의 압력요소(41)는 캐리어 본체(13)의 실린더(44)에서 움직이며 선(47)범위에서 압력을 받고 용수철(45)에 의해 지지되어 바깥쪽으로 압력을 받는(즉 센터링요소) 피스톤(43)에 연결되어 있다. 선(46)범위에서의 압력을 센터링효과를 위해 스프링(45)이 압착됨에 따라 피스톤이 뒤로 후퇴된다. 스프링(45)에 의해 호환요소(14)는 압력 부족한 경우에도 위치가 절대 불변이다. 캐리어 본체(13)에서 호환요소(14)를 센터링 및 척킹할 때 형홈(15)이 있는 호환요소(14)는 척킹요소(21) 헤드 위로 수직이동된다.By means of this arrangement the
그후에 센터링요소(32c)와 결합하는 두 압력요소가 이동됨으로써 측면 센터링이 수행된다. 이어 센터링요소(32a),(32c)와 결합하는 두 압력요소(41)을 자주하므로서 수직 센터링이 이루어진다. 주축(19),(20)사이의 동시작용에 의해서 4개의 척킹요소(21)가 캐리어 본체로 후퇴되어 호환요소(14)가 캐리어 본체(13)에 척킹되어 고착된다. 스위치 조작실수로 고착장치가 풀릴 경우 호환요소(14)는 형홈(15)에 결합되어 센터링요소(32a),(32b)와 안내외면 위에 머무르기 때문에 떨어지지 않는다. 부분적 온도차로 캐리어 본체(13)에 관련된 호환요소(14)에 길이변화가 있을 경우에도 주축(19),(20)사이의 동시작용은 유지된다. 피스톤(25)(43)의 위치는 피스톤이 특별한 위치에 있는 경우에 한하여 유동이 가능한 수압이나 공기압에 의해 조절된다. 그러므로 척킹요소(21) 또는 피스톤(43)이 실제 작동위치에 있는지를 감지하기 위한 피드백이 가능하다.Thereafter, the side centering is performed by moving two pressure elements which engage with the centering
더우기 압축공기배출 노즐공이 경계면(30),(35)에 위치하여 거기에 침전물을 없애는 것 이외에 요소(14)가 노즐공이 폐쇄되는 척킹위치에 있는지를 압력감지기로 알 수 있다. 마지막으로 척킹요소(21)의 헤드(21b)에는 롤(roll)이 달려있어 마찰손실을 줄이며 요소(14)의 진입 및 후퇴시에 경계면(30)에서 생기는 마모를 없게한다.Moreover, it can be seen by the pressure sensor whether the compressed air discharge nozzle hole is located at the
제5도는 캐리어 본체(13) 전면에 3개의 안내면(35)이 요약 배치된 것을 보여준다. 첨가해 그려진 센터링요소(32a),(32b),(32c)는 캐리어 본체(13)에 붙어있지 않고 호환요소에 붙어있다(도면에 나타나 있지 않음). 화살표는 결합된 압력요소의 작동방향이다. 측면 센터링용 두 측면 센터링점은 조정장치(40)의 중심에서 좀 떨어져 위치하고 수평센터링을 하는 아래쪽 센터링점은 가까이 있다. 아래쪽 센터링점은 구조상태에 따라 조정장치 옆 또는 그 내부에 위치할 수도 있다.FIG. 5 shows a summary arrangement of three
한 수평센터링점 자리에 수직축(39)을 따라 두개의 수평센터링점이 놓을 수도 있다.Two horizontal centering points may be placed along the
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