KR940005394B1 - 수동제어식 선반 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

수동제어식 선반

첨부도면은 본 발명에 의한 수동제어식 선반의 실시예를 도시한 개략평면도이며, 그 제어시스템을 나타낸 블록회로도.

본 발명은 하나이상의 세로 이송안내부와 가로 이송안내부로 된 왕복대 안내용의 안내면을 구비한 베드와, 스핀들용의 주구동장치와, 세로 이송안내부용의 엄지나사(lead screw) 및 이송나사로된 세로 이송구동부와, 가로 이송안내부용의 가로 이송나사로된 가로 이송구동부와, 왕복대에 장착되어 관련나사를 따라 각각 가로 이송안내부와 세로 이송안내부의 이동을 제어할 수 있는 두 개의 핸들로 구성된 수동제어식 선반에 관한 것이다.

종래의 수동제어식 선반에서, 스핀들은 3상 교류모터에 의해 일정속도로 구동되도록 되어 있는 다단 주변속기에 의해 구동되며, 왕복대용 구동부는 왕복대의 가로 이송안내부용의 엄지 및 이송나사에 조작가능하게 연결된 2차변속기를 개재하여 주구동부로부터 파생된 것이다.

에이프런은 세로 이송안내부에 연결되어 가로이송 운동을 가로 이송안내부에 전달하도록 가로 이송나사를 구동시킬 수 있다. 수동변환식 변속기는 세로 및 가로이송용으로 구비된다.

왕복대에 구비되어 주변속기에 의해 구동되는 상기 이송구동부외에, 핸들들이 구비될 수도 있으며, 이들은 기계적으로 세로 이송안내부와 가로 이송안내부에 연결되어 상기 안내부들을 구동시킬 수 있다. 이송구동부는 그들 변속기 클러치, 브레이크 및 전위기어와 함께 대단히 값비싼 구조비가 드는데, 그 이유는 정밀공차의 조건을 충족해야 하기 때문이다.

또 이러한 수동제어식 선반 이외의 수치제어 선반도 사용되고 있으며, 이것은 왕복대용 이송구동부가 가역변속 3상 교류모터에 의해 구성된다. 이 모터는 적절히 프로그램된 컴퓨터에 의해 제어되는 반면 실제적인 구조비를 증가시키는 변속기, 클러치 및 브레이크가 불필요하다. 변화하는 가공조건에 따라 제어프로그램을 변경해야 하고 그와 같은 변경을 위해서는 숙련공이 필요하기 때문에, 이러한 컴퓨터 제어선반을 별개의 가공품을 가공하는데는 거의 사용할 수 없거나 일련의 제품을 가공하는데에 사용된다.

본 발명의 목적은 전술한 종류의 선반을 개선시키기 위한 것으로, 구조의 단순성과 이송구동부의 무한 제어에 관한 수치제어 선반의 이점을 이용할 수 있을 뿐만 아니라 개개의 공작물을 가공하는데 바람직한 종래의 단순 제어도 이용할 수 있게 하기 위한 것이다.

상기 목적은, 세로 이송안내부와 가로 이송안내부용의 이송구동부가 볼나사로된 관련 나사들을 구동시키는 개개의 가역변속 3상 교류모터로 구성되고, 왕복대의 이동제어용 핸들을 조작하여 관련 3상 교류모터용 콘트롤러에 연결되는 각각의 동기발전기를 조정할 수 있으며, 제어장치는 바람직하게는 왕복대에 장착되어 각 핸들의 회전과 관련나사 또는 관련 3상 교류모터의 회전사이의 소정의 변속비를 나타내는 입력데이타용의 수동식 데이터 입력장치와 양 안내부의 실제위치를 표시하는 데이터와 입력데이타를 나타내는 디스플레이수단으로 구성되는 점에서 본 발명에 따라 달성된다.

그러한 장치에서 왕복대의 이동방향을 가로 및 세로방향으로 제어하기 위한 핸들은 제어장치부에 표시하는 동기발전기를 조정하는데 이용하고, 관련나사와 관련 3상 교류모터에 의해 수행되는 유한 각운동에 대한 소정의 값은 핸들의 회전과 나사의 회전사이의 소정변속비를 고려하여 적당히 조작될 수 있으므로, 이동되는 안내부는 수동제어에 의한 핸들의 각운동에 따라 조정된다. 이 수동제어는 수동조작식 구동휘일로 구성된 종래의 왕복대 제어장치에서 필요로하는 것과 유사하다. 각 안내부의 실제위치는 제어장치부에 의해 표시될 것이고 그러한 목적을 위하여 이 제어장치부는 왕복대에 장착되는 것이 바람직하다. 양 안내부의 이동을 제어하기 위한 핸들은 종래의 선반과 동일한 위치에서 왕복대상에 장착될 수도 있기 때문에 수동조작에 요구되는 조건도 동일하다. 예를 들면 핸들에 의해 가로 이송안내부가 조정되는 것을 선반 운전자가 시각적으로 인식할 수 있도록 상기 목적을 위해 구비되는 가로 이송나사와 축방향으로 일치한 위치에 가로 이송안내부의 조정을 제어하기 위한 핸들을 장착하는 것이 바람직하다. 조작 조건이 종래의 조건과 비교하여 유일하게 다른점은 각각의 이송율이 관련변속기에 의해 선정되는 것이 아니라 제어장치부용의 입력데이타에 의해 미리 선정되어 있다는 것이다. 특히, 입력된 데이터는 디스플레이로부터 읽을 수 있기 때문에 이러한 데이터를 입력시키기 위하여 특별한 프로그램 지식을 요하지 않는다.

동기발전기를 조정하기 위해서는 비교적 작은 토오크로도 충분할 것이다. 핸들의 회전이 가로 및 세로방향으로 왕복대의 조정을 통상 저지하는 저항에 의해 확실히 저지되도록 하기 위해, 각 핸들의 회전을 저지시키는 저항을 제어하기 위한 브레이크가 구비될 수도 있으므로, 핸들의 조작조건 또한 종래의 선반에서 발생하는 조건과 비교해 볼수 있다.

종래의 수동제어식 선반은 에이프런에 인접하여 설치되고 4방(four-way)식 중간스위치로 구성된 제어스위치를 구비한다. 이 중간스위치는 관련 클러치를 개재하여 그 스위치의 위치에 따라 가로 및 세로축선을 따라 양방향으로 이동시키기 위한 이송구동부를 제어한다.

본 발명에 의한 선반의 왕복대 역시 제어장치부에 의해 두 이송구동부를 제어하는 이러한 제어스위치를 구비할 수도 있다.

만약 제어장치부가 주 구동기 제어용의 소정속도 입력장치와, 제어가능한 3상 교류모터와 수동변환식 2단변속기로 구성된 주구동부용의 제어신호 출력장치를 구비하고 있으면, 제어장치부도 스핀들의 구동을 제어하도록 사용될 수 있으므로, 스핀들의 구동에 따라 이송구동부의 제어는 단순화될 것이다. 그러한 경우에 종래의 운전조건은 만약 왕복대가 주구동부의 동작을 제어한다면, 이 제어장치부에 조작가능하게 연결된 스위치가 스핀들에 필요한 속도를 결정하는 데이터 입력후에는 어떤 의미에서는 스핀들의 동작을 시작하도록 조작될 수 있다는 점과 일치하지 않으면 안될 것이다.

도시된 선반은 베드(1), 보통방식으로 이동하는 주축대(2), 주축대(2)에 장착된 스핀들(3), 심압대(4), 왕복대(5) 등으로 구성되어 있다. 왕복대(5)는 베드(1)의 길이방향 안내면(6)을 따라 이동가능한 세로 이송안내부(7)와 이 세로 이송안내부(7)상의 가로 안내면에 이동가능하게 장착된 가로 이송안내부(8)로 구성되어 있다. 스핀들(3)은 가역변속 3상 교류모터(9)에 의해 구동되며, 이 모터는 수동변환식 2단변속기(10)와 함께 선반의 주구동부를 구성한다. 세로 이송안내부(7)용의 세로 이송구동부는 엄지 및 이송나사(12)를 구동시키는 가역변속 3상 교류모터(11)로 구성되어 있으며, 이 엄지 및 이송나사(12)는 백래시 없이 세로 이송안내부(7)를 이동하는 편위너트(biased nut)(13)를 구비한 볼나사로 되어 있다. 이와 유사하게 가로 이송안내부(8)용의 가로 이송구동부 가로 이송나사(15)를 구동시키는 가역변속 3상 교류모터(14)로 구성되어 있으며, 이 가로 이송나사(15)는 편위너트(16)를 구비한 볼나사로 되어 있다.

3상 교류모터(9),(11),(14)를 제어하기 위하여 왕복대(5)에는 소정의 이송속도와 변속비를 나타내는 데이터를 수동으로 입력시키는 데이터 입력장치(18)와, 선정된 소정의 값과 왕복대(5)의 실제의 순간 이송위치를 나타내는 디스플레이(19)를 구비한 제어장치부(17)가 구비되어 있다. 이들 3상 교류모터(9),(11),(14)의 수동제어는 공구왕복대(5)에 구비되고 기존의 조건하에서도 조작가능한 수동제어장치에 의해 효과적으로 수행된다. 예를 들면, 핸들(20)에 의해 조작가능하고 데이터 입력장치(18)에 의해 선정된 속도로 스핀들(3)이 동작할 수 있도록 제어장치부(17)로 적절한 제어명령을 발하는 제어스위치(21)에 의해 주구동부가 제어된다.

스핀들(3)의 실제속도는 증분각 인코더(22)에 의해 검출되며, 이 인코더(22)에 의해 대응 피이드 백 데이터는 제어장치부(17)로 보내진다. 스핀들의 회전감도는 핸들(20)에 부여된 회전감도에 의해 결정된다. 이 핸들(20)은 스핀들(3)축에 나란한 축둘레를 회전하도록 장착되어 있다.

세로축과 가로축을 따라 이동하는 이송구동부의 작동을 4방식 중간스위치로된 제어스위치(23)에 의해 제어될 수 있으며, 엄지 및 이송나사(12)에 평행한 방향의 작동에 대응하여 이 제어스위치(23)는 제어장치부(17)로 하여금 3상 교류모터(11)를 작동시키도록 하여 제어스위치(23)의 이동방향에 어느정도 의존하는 회전을 발생시키고, 순간적으로 선정된 이송속도나 고속이송속도에서 이송운동을 효과적으로 수행시킨다. 엄지 및 이송나사(12)에 직각인 평면에서 제어스위치(23)의 작동 가로축을 따라 이동하도록 3상 교류모터(14)의 작동을 제어할 것이다.

또 세로 이송안내부(7)와 가로 이송안내부(8)는 각각 핸들(24),(25)의 제어하에서 이동될 수 있고, 이들 각각의 핸들은 관련 동기발전기(26)에 연결되므로 엄지 및 이송나사(12)와 가로 이송나사(15)에 전달될 소정의 각 이동치는 핸들의 회전과 나사의 회전사이의 소정의 변속비에 따라 동기발전기(26)에 의해 제어장치부에 표시될 수 있다. 이와 같은 방법으로 핸들(24),(25)은 세로축과 가로축을 따라 왕복대(5)의 이동을 제어할 수 있으며, 각 안내부의 실제 위치는 3상 교류모터(11),(14)나 나사(12),(15)와 결합되는 증분각 인코더(22)에 의해 제어장치부(17)에 피이드백 될 것이고, 디스플레이(19)에 의해 표시될 것이다.

도시된 선반은 종래의 선반에 의해 수행될 수 있는 모든 가공작업에 이용될 수 있고, 운전조건은 평상의 것과 같으며, 그 이점은 이송구동부에 가역변속 3상 교류모터를 이용하여 얻을 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 이점은 예를 들면 구동부를 제한없이 제어할 수 있기 때문에 보다 높은 경제성과 높은 정밀도의 가공을 얻을 수 있을 것이다.

Claims (7)

1. 가) 길이방향의 안내면(6)을 구비한 베드(1), 나) 길이방향의 안내면(6)을 따라 이동가능하고 그 안내면(6)과 미끄럼접촉하며 상기 길이방향의 안내면(6)을 가로질러 뻗은 가로방향의 안내면을 구비한 세로 이송안내부(7)와 : 상기 길이방향의 안내면(6)을 따라 그것과 함께 상기 세로 이송안내부(7)와 일치하여 이동하도록 상기 세로 이송안내부(7)에 장착되고, 상기 가로방향의 안내면을 따라 이동가능하고 그 안내면과 미끄럼접촉하는 가로 이송안내부(8)로 구성되어 상기 베드(1)에 장착되는 왕복대(5) 다) 상기 길이방향의 안내면(6)과 평행한 종축둘레를 회전하도록 상기 베드(1)에 장착되는 스핀들(3) 라) 상기 스핀들(3)을 상기 종축둘레에 회전시키기 위한 주구동부 마) 상기 길이방향의 안내면을 따라 세로 이송운동을 상기 세로 이송안내부(7)에 전달하는 엄지 및 이송나사(12)로 구성된 세로 이송구동부 바) 상기 가로방향의 안내면을 따라 가로 이송운동을 상기 가로 이송안내부(8)에 전달하는 가로 이송나사(15)로 구성된 가로 이송구동부 사) 상기 베드(1)에 회전가능하게 장착되어 수동식 회전으로 상기 세로 이송구동부를 제어하는 제1핸들(24) 아) 상기 베드(1)에 회전가능하게 장착되어 수동식 회전의 상기 가로 이송구동부를 제어하는 제2핸들(25)로 구성되는 수동제어식 선반에 있어서, 상기 세로 이송구동부는 상기 엄지 및 이송나사(12)를 회전시키기 위한 제1가역변속 3상 교류모터(11)로 구성되며, 상기 가로 이송구동부는 가로 이송나사(15)를 회전시키기 위한 제2가역변속 3상 교류모터(14)로 구성되고, 상기 각 나사는 볼나사로 구성되어 있고, 상기 제1,제2핸들(24),(25)에는 상기 핸들들의 회전에 따라 출력신호를 전달하는 각각 제1, 제2동기발전기(26)가 조작가능하게 연결되며, 제1, 제2모터 콘트롤러는 관련나사와 상기 관련 핸들중의 하나와의 사이의 소정의 변속비에서 상기 관련나사의 회전에 대하여 제1, 제2동기발전기(26)의 상기 출력신호에 반응하여 상기 제1, 제2모터(11),(14)를 각각 제어하기 위하여 장치되어 구비되며, 제어장치부(17)는 상기 세로 이송운동과 가로 이송운동에 대한 소정의 이송속도와 상기 변속비에 대한 소정의 값을 나타내는 입력데이타를 수동으로 입력시키는 데이터 입력장치(18)와 상기 세로방향 및 가로방향의 안내면을 따라 상기 세로 이송안내부(7)와 가로 이송안내부(8)의 실제위치 및 상기 입력데이타를 표시하는 디스플레이(19)로 구성되어 구비되는 것을 특징으로 하는 수동제어식 선반.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어장치부(17)가 상기 왕복대(5)에 장착되는 것을 특징으로 하는 수동제어식 선반.
3. 제1항에 있어서, 브레이크가 상기 각 핸들과 결합하여 상기 핸들의 회전을 저지하는 소정의 저항을 나타내는 것을 특징으로 하는 수동제어식 선반.
4. 제1항에 있어서, 4방식 중간스위치(23)가 상기 입력데이타에 의해 표시된 이송속도에서 상기 세로방향의 이송운동과 가로방향의 이송운동을 효과적으로 수행시키는 상기 제1, 제2모터(11),(14)의 동작을 제어할 수 있도록 상기 왕복대(5)에 조작가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 수동제어식 선반.
5. 제1항에 있어서, 상기 주구동부는 수동변환식의 2단변속기(10)와, 이 변속기를 개재하여 상기 스핀들(3)을 회전시키는 제3가역변속 3상 교류모터(9)로 구성되며, 상기 데이터 입력장치(18)는 상기 스핀들(3)의 소정의 속도를 표시하는 소정의 데이터를 입력시키기 위한 속도입력장치로 구성되며, 상기 제어장치부(17)는 상기 제3모터(9)에 연결된 제어출력장치로 구성되며 상기 소정의 데이터에 따라 상기 제어출력장치를 개재하여 상기 제3모터(9)를 제어할 수 있도록 조작가능한 것을 특징으로 하는 수동제어식 선반.
6. 제5항에 있어서, 상기 왕복대(5)가 핸들(20)을 구비하고 상기 제어장치부(17)에 전기적으로 연결되어 상기 제3모터(9)의 동작을 제어하도록 하는 제어스위치(21)로 구성된 것을 특징으로 하는 수동제어식 선반.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2모터 콘트롤러가 상기 모터와 관련된 상기 핸들중 하나 사이의 소정의 변속비에서 관련나사의 회전에 대하여 상기 제1, 제2동기발전기(26)의 상기 출력신호에 반응하여 상기 제1, 제2모터(11),(14)를 각각 제어할 수 있도록 장치된 것을 특징으로 하는 수동제어식 선반.

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