WO2023182849A1 - 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체 - Google Patents

3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체 Download PDF

Info

Publication number
WO2023182849A1
WO2023182849A1 PCT/KR2023/003911 KR2023003911W WO2023182849A1 WO 2023182849 A1 WO2023182849 A1 WO 2023182849A1 KR 2023003911 W KR2023003911 W KR 2023003911W WO 2023182849 A1 WO2023182849 A1 WO 2023182849A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
axis
axis machining
machine tool
spindle
unit
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/003911
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이재선
황순도
최영일
Original Assignee
창원대학교 산학협력단
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 창원대학교 산학협력단 filed Critical 창원대학교 산학협력단
Publication of WO2023182849A1 publication Critical patent/WO2023182849A1/ko

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
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • 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
    • B23Q16/00—Equipment for precise positioning of tool or work into particular locations not otherwise provided for
    • B23Q16/02—Indexing equipment
    • B23Q16/08—Indexing equipment having means for clamping the relatively movable parts together in the indexed position
    • B23Q16/10—Rotary indexing
    • 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
    • B23Q5/10—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles driven essentially by electrical means
    • 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
    • B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/34—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
    • B23Q5/38—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously
    • 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
    • B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/34—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
    • B23Q5/38—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously
    • B23Q5/385—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously using a gear and rack mechanism or a friction wheel co-operating with a rail
    • 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
    • B23Q2220/00—Machine tool components
    • B23Q2220/004—Rotary tables

Definitions

  • the present invention relates to a table detachable assembly for 5-axis machining of a 3-axis machine tool. More specifically, the present invention relates to a table detachable assembly for 5-axis machining of a 3-axis machine tool. It is detachably mounted on the table of a 3-axis machine tool that performs 3-axis machining, so that 5-axis machining can be performed using the 3-axis machine tool. This relates to a table detachable assembly for 5-axis machining of a 3-axis machine tool capable of performing axial machining.
  • machine tools are a general term for machines for manufacturing machines, and usually refer to metal processing machines.
  • a machine tool is a machine that processes metal materials into the required shape by performing cutting, cutting, digging holes, drilling, thread cutting, grinding, etc. of metal using cutting tools.
  • representative machine tools include lathes and machining centers (MCTs).
  • the above machine tools can be classified according to the number of processing axes, and currently, 3-axis machine tools and 5-axis machine tools are most widely used.
  • a 3-axis machine tool is capable of 3-axis processing based on 3 processing axes
  • a 5-axis machine tool is capable of 5-axis processing based on 5 processing axes.
  • 5-axis machine tools have the advantage of being able to process various curved surfaces, but because they require a separate controller, the product cost is very high, making it difficult to use them in small and medium-sized businesses or small workshops.
  • 3-axis machine tools are more cost-effective than 5-axis machine tools for 3-axis machining work, but if you need to perform 5-axis machining work even once, you have no choice but to purchase a 5-axis machine tool, so the cost-effectiveness and work efficiency of machine tools are poor overall. It has the disadvantage of falling to .
  • An embodiment of the present invention provides a table detachable assembly for 5-axis machining of a 3-axis machine tool, which is detachably mounted on the table of a 3-axis machine tool to enable 5-axis machining with a 3-axis machine tool.
  • the embodiment of the present invention allows adding a 2-axis machining direction different from the 3-axis machining direction of the 3-axis machine tool simply by mounting it on the table of the 3-axis machine tool, so that the existing 3-axis machine tool can be used.
  • the object to be processed by the 3-axis machine tool is operated in a 2-axis machining direction different from the 3-axis machining direction of the 3-axis machine tool to perform 5-axis machining on the table of the 3-axis machine tool.
  • a table detachable assembly for 5-axis machining of a 3-axis machine tool that is detachably installed.
  • the table detachable assembly includes a table member on which the processing object is fixed, and a table member to rotate in a first axis machining direction different from the three axis machining direction of the three axis machine tool.
  • a first table rotating part connected to the table member, a first power providing part that provides power to the first table rotating part, and the first table rotating part and the table member are aligned with the 3-axis machining direction of the 3-axis machine tool and the first power supply part.
  • a second table rotating unit connected to the first table rotating unit to rotate in a second axis machining direction different from the one-axis machining direction, and power applied to the second table rotating unit to rotate the second table rotating unit within a preset angle range. It may include a second power supply unit that provides a second power supply unit, and an assembly detachable unit provided on the second table rotation unit to install the second table rotation unit on the table of the three-axis machine tool.
  • the first table rotating part includes an output spindle that is rotatably disposed in the same axial direction as a virtual normal direction perpendicular to the upper surface of the table member and has one end connected to the table member, and an axial direction perpendicular to the output spindle.
  • An input spindle that is rotatably disposed and the power of the first power provider is input to one end, and the other end of the output spindle intersects with the other end of the input spindle to transmit the rotational force of the input spindle to the output spindle.
  • It may include a bevel gear set provided in the area, and a first rotating unit casing that accommodates the output spindle, the input spindle, and the bevel gear set.
  • the first power supply unit may be provided as a motor control system that supplies rotational force of the motor to the input spindle.
  • the output spindle may adjust the rotation angle, rotation speed, and direction of rotation of the table member according to the rotational force of the motor control system transmitted through the input spindle and the bevel gear set.
  • the second table rotating unit includes a second rotating unit casing that rotatably supports a cylindrical part of the first rotating unit casing that cylindrically surrounds the input spindle, and a position corresponding to the cylindrical part of the second rotating unit casing.
  • a rack gear member that is movable in a direction perpendicular to the cylindrical portion and is moved by power of the second power provider, and is installed along the circumferential direction on the outer surface of the cylindrical portion to engage with the rack gear member and the rack gear It may include a pinion gear member that rotates together with the cylindrical portion when the member moves.
  • the second table rotating part is formed in a cylindrical shape inside the second rotating part casing to movably accommodate hydraulic piston parts provided at both ends of the rack gear member, and the hydraulic piston part and the rack gear member. It may further include a hydraulic cylinder unit that moves the hydraulic piston together with the rack gear member by the power of the second power provider unit.
  • the second power supply unit may be provided as a hydraulic control system that supplies hydraulic pressure to the hydraulic cylinder unit.
  • the first rotating unit casing may rotate around the central axis of the cylindrical unit along with the output spindle and the table member according to hydraulic pressure of the hydraulic control system transmitted through the rack gear member and the pinion gear member.
  • the input spindle is disposed inside the first rotating unit casing and the second rotating unit casing in a direction perpendicular to the axial direction of the output spindle, and one end is rotatably supported inside the second rotating unit casing.
  • a first input spindle the other end of which is rotatably disposed inside the cylindrical portion and connected to the bevel gear set, the other end of which is rotatably disposed inside the second rotating portion casing so as to be parallel to the first input spindle, and one end of which is connected to the bevel gear set.
  • a second input spindle connected to the power provider, and the other end of the second input spindle and the first input spindle to transmit the power of the first power provider from the second input spindle to the first input spindle. It may include a power transmission member provided at one end.
  • the first axis machining direction and the second axis machining direction are set to intersect the 3-axis machining direction of the 3-axis machine tool, or rotate around the 3-axis machining direction of the 3-axis machine tool.
  • the direction can be set.
  • the 3-axis machine tool may include a 3-axis machining center (MCT).
  • MCT 3-axis machining center
  • the 3-axis machining direction of the 3-axis machining center is the Z-axis machining direction corresponding to the height direction of the machining spindle of the 3-axis machining center, and the X-axis machining direction corresponding to the horizontal direction of the table of the 3-axis machining center.
  • the table of the 3-axis machining center may be set to a Y-axis machining direction corresponding to the vertical direction of the table.
  • the first axis machining direction may be set as a C-axis machining direction that rotates the table member about the Z-axis
  • the second axis machining direction may be set as an A-axis machining direction that rotates the table member about the X-axis. It can be.
  • the assembly detachable part is provided in an integrated structure with the second rotating unit casing and can be detachably mounted on the table of the three-axis machine tool by at least one of a clamp or a fastening member.
  • the table detachable assembly for 5-axis machining of a 3-axis machine tool can perform 5-axis machining using a 3-axis machine tool by being detachably mounted on the table of a 3-axis machine tool, Both 3-axis machining and 5-axis machining can be performed smoothly using a 3-axis machine tool without purchasing an expensive 5-axis machine tool.
  • the table attachment/detachment assembly for 5-axis machining of a 3-axis machine tool can be used in a 2-axis direction different from the 3-axis machining direction of a 3-axis machine tool by simply changing the structure of mounting it on the table of a 3-axis machine tool. Because machining directions can be easily added, 5-axis machining can be performed smoothly even with existing 3-axis machine tools. Compared to purchasing and using a 5-axis machine tool, the cost burden is greatly reduced while using a 3-axis machine tool. The usability can also be increased.
  • the power of the first power provider input to the input spindle of the first table rotation unit is perpendicular to the input spindle through a bevel gear set. Since the table member is rotated in the first axis machining direction together with the output spindle after being transmitted to the output spindle, the input spindle and the output spindle can be connected in a power transmission structure orthogonal to the first power using a bevel gear set. The motor rotation force of the providing part can be stably transmitted to the table member.
  • the hydraulic force of the second power supply unit input to the rack gear member of the second table rotation unit is connected to the first power supply unit through the pinion gear member.
  • the output spindle and table member After being transmitted to the cylindrical part of the rotating part casing, the output spindle and table member are rotated along with the first rotating part casing in the second axis processing direction, so that the output spindle and the table member are rotated in the second axis machining direction without being affected by the operation of the first power providing part and the first table rotating part.
  • the first rotating unit casing, the output casing, and the table member can be rotated together by the two table rotating units.
  • the second table rotating unit can rotate the first rotating unit casing to rotate the table member in the second axis machining direction, and at the same time, the first table rotating unit affects the operation of the second table rotating unit.
  • the table member can be rotated smoothly in the first axis machining direction by stably transmitting power from the input spindle to the output spindle through the bevel gear set without receiving any damage.
  • Figure 1 is a perspective view showing a table detachable assembly for 5-axis machining of a 3-axis machine tool according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a side view showing the table detachable assembly shown in Figure 1.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the table member and the second rotating unit casing removed from the table detachable assembly shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the internal structure of the table detachable assembly shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the internal structure of the table detachable assembly shown in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a process in which power from the first power supply unit in the table detachment assembly shown in FIG. 4 is transmitted to the table member in the first axis machining direction by the first table rotation unit.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a process in which power from the second power supply unit in the table detachment assembly shown in FIG. 4 is transmitted to the table member in the second axis machining direction by the second table rotation unit.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a table detachable assembly 100 for 5-axis machining of a 3-axis machine tool according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a side view showing the table detachable assembly 100 shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the table member 110 and the second rotating unit casing 300 removed from the table detachable assembly 100 shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the internal structure of the table detachable assembly 100 shown in FIG. 2
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the internal structure of the table detachable assembly 100 shown in FIG. 1.
  • FIG. 6 shows that in the table detachable assembly 100 shown in FIG.
  • the power of the first power supply unit 130 is applied to the table member 110 by the first table rotation unit 120 in the first axis processing direction (C). It is a diagram showing the transmission process, and FIG. 7 shows that in the table attachment/detachment assembly 100 shown in FIG. 4, the power of the second power provider 150 is applied to the table member 110 by the second table rotation unit 140. This is a diagram showing the process transmitted in the two-axis machining direction (A).
  • the table attachment/detachment assembly 100 for 5-axis machining of a 3-axis machine tool can perform 5-axis machining using an existing 3-axis machine tool. It can be detachably mounted on the table of a 3-axis machine tool.
  • the 3-axis machine tool may include various metal processing machines with a 3-axis processing direction, such as a lathe or machining center.
  • a 3-axis processing direction such as a lathe or machining center.
  • MCT 3-axis machining center
  • the 3-axis machining direction (X, Y, Z) of a 3-axis machining center is the Z-axis machining direction (Z) corresponding to the height direction of the machining spindle on which the metal processing bit is mounted, and the X-axis machining corresponding to the horizontal direction of the table. It can be set to the direction (X) and the Y-axis machining direction (Y) corresponding to the vertical direction of the table. Therefore, the machining spindle of a 3-axis machining center can be moved in at least one of the X-axis machining direction (X), Y-axis machining direction (Y), and Z-axis machining direction (Z) during the process of performing 3-axis machining. there is.
  • the table detachable assembly 100 can be detachably mounted on the table of a 3-axis machine tool when 5-axis machining using a 3-axis machine tool is required, and can be installed in the 3-axis machining direction (X, 5-axis machining can be performed with a 3-axis machine tool by moving the movable object in 2-axis machining directions (A, C) that are different from (Y, Z).
  • the first axis machining direction (C) and the second axis machining direction (A) as described above are directions that linearly move the machining object in a direction that intersects the three axis machining directions (X, Y, Z) of the three-axis machine tool. It can be set to , or it can be set to the direction of rotating the processing object around the 3-axis machining direction (X, Y, Z) of the 3-axis machine tool.
  • the first axis machining direction (C) may be set to the C-axis machining direction (C) that rotates the object to be processed around the Z axis
  • the second axis machining direction (A) may be set to rotate the object to be processed around the X axis. It can be set to the rotating A-axis machining direction (A).
  • an installation structure for detachably mounting the table detachable assembly 100 may be provided on the table of the 3-axis machine tool.
  • the table installation structure may be such that the table detachable assembly 100 is mounted on the table using a fastening member or clamp. Therefore, it is desirable that the table attachment/detachment assembly 100 be formed as compactly as possible.
  • the table detachable assembly 100 includes a table member 110, a first table rotating part 120, a first power provider 130, and a second It may include a table rotation unit 140, a second power supply unit 150, and an assembly detachment unit 160.
  • the table detachable assembly 100 of this embodiment can be installed detachably from the table while being seated on the table of a 3-axis machine tool. At this time, the processing object requiring 5-axis processing may be placed on the table member 110 of the table detachable assembly 100.
  • the table detachable assembly 100 as described above uses the power (M, F) of the first power provider 130 and the second power provider 150 to achieve the first axis machining direction (C) and the second axis machining. Processing of the processing object in direction (A) can be provided.
  • the 3-axis machine tool equipped with the table attachment/detachment assembly 100 has the While performing 3-axis machining of the object to be processed, 2-axis machining of the object to be processed can also be additionally performed in the A-axis machining direction (A) and the C-axis machining direction (C) of the table attachment/detachment assembly 100.
  • the 3-axis machine tool equipped with the table attachment/detachment assembly 100 can perform 5-axis machining on the processing object, so that the curved surface of the processing object can be smoothly processed.
  • the table member 110 of this embodiment may be provided to fix a processing object. That is, the table member 110 can perform the function of fixing and supporting the processing object instead of the table of the 3-axis machine tool.
  • the table member 110 is preferably formed in a structure similar to that of the table of a 3-axis machine tool.
  • a structure for connecting to the output spindle 200 of the first table rotation unit 120 may be formed at the lower part of the table member 110 as described above.
  • a table flange 112 may be formed in the lower part of the table member 110, and a plurality of table fastening holes 114 may be formed in the table flange 112.
  • the table flange 112 may be fastened to the output spindle 200 of the first table rotation unit 120, which will be described later, using a table fastening member 116.
  • the first table rotating unit 120 of this embodiment moves the table member 110 in a first axis machining direction different from the three axis machining directions (X, Y, Z) of the three axis machine tool. It can be rotated with (C).
  • the first table rotating part 120 as described above may be connected to the lower part of the table member 110.
  • the first axis machining direction (C) may be set to the C-axis machining direction (C) rotating around the Z-axis machining direction (Z) of the 3-axis machine tool.
  • the first table rotation unit 120 may include an output spindle 200, an input spindle 210, a bevel gear set 220, and a first rotation unit casing 230.
  • the output spindle 200 may be disposed inside the first rotating unit casing 230 so as to be rotatable in the same axial direction as the virtual normal direction perpendicular to the upper surface of the table member 110.
  • the upper end of the output spindle 200 is connected to the lower part of the table member 110, so that the output spindle 200 and the table member 110 can be rotated integrally.
  • a spindle flange 202 may be formed at the upper end of the output spindle 200 to be in close contact with the table flange 112 of the table member 110, and the spindle flange 202 may have a table fastening member 116. ) may be formed with a plurality of spindle fastening holes 204 for fastening them. At this time, the table fastening member 116 is fastened to the spindle fastening holes 204 and the table fastening holes 114, so that the table flange 112 and the spindle flange 202 can be firmly connected.
  • the input spindle 210 may be rotatably disposed in an axis direction perpendicular to the output spindle 200.
  • One end of the input spindle 210 may receive the power M of the first power supply unit 130, and the other end of the input spindle 210 may follow an axial direction orthogonal to the output spindle 200. It may be placed close to the lower end of the output spindle 200.
  • the other end of the input spindle 210 as described above and the lower end of the output spindle 200 may be connected to enable power transmission via the bevel gear set 220.
  • the input spindle 210 may include a first input spindle 212, a second input spindle 214, and a power transmission member 216.
  • the first input spindle 212 may be disposed inside the first rotating unit casing 230 and the second rotating unit casing 300, which will be described later, in a direction perpendicular to the axial direction of the output spindle 200.
  • One end of the first input spindle 212 may be rotatably supported inside the second rotating unit casing 300, and the other end of the first input spindle 212 may be a cylindrical portion formed in the first rotating unit casing 230. It may be rotatably disposed inside (234).
  • the other end of the first input spindle 212 as described above may be connected to the lower end of the output spindle 200 via the bevel gear set 220 to enable power transmission.
  • the second input spindle 214 may be rotatably disposed inside the second rotating unit casing 300.
  • the second input spindle 214 as described above may be arranged in parallel with the first input spindle 212.
  • a motor connecting portion 214a may be provided at one end of the second input spindle 214 to be connected to the first power providing portion 130 to transmit power.
  • the other end of the second input spindle 214 may be connected to one end of the first input spindle 212 via a power transmission member 216 to enable power transmission.
  • the power transmission member 216 may be provided to transmit the power (M) of the first power provider 130 from the second input spindle 214 to the first input spindle 212.
  • the power transmission member 216 may be provided at the other end of the second input spindle 214 and one end of the first input spindle 212.
  • the power transmission member 216 includes a first spur gear 217 connected to one end of the first input spindle 212, and a second input spindle 214 to be coupled to the first spur gear 217. It may include a second spur gear 218 connected to the other end.
  • the bevel gear set 220 may be provided to transmit the rotational force of the input spindle 210 to the output spindle 200. That is, the bevel gear set 220 may be provided at a location where the lower end of the output spindle 200 and the other end of the first input spindle 212 intersect each other. Therefore, the bevel gear set 220 has the function of switching the power (M) transmission direction of the first power provider 130 to a direction perpendicular to the first input spindle 212 and transmitting it to the output spindle 200.
  • M power
  • the bevel gear set 220 includes a first bevel gear 222 disposed at the lower end of the output spindle 200, and a second bevel gear 224 disposed at the other end of the first input spindle 212. ) may include.
  • the first rotating unit casing 230 may be formed to accommodate the output spindle 200, the first input spindle 212, and the bevel gear set 220.
  • the first rotating unit casing 230 as described above can rotatably support the other ends of the output spindle 200 and the first input spindle 212. Meanwhile, the first rotating unit casing 230 may rotate around the first input spindle 212 together with the output spindle 200 and the table member 110 when rotating through the second table rotating unit 140. .
  • the first rotating unit casing 230 may include a spindle casing 232 and a cylindrical unit 234.
  • the spindle casing 232 may be formed as a cylindrical structure surrounding the outside of the output spindle 200 to accommodate the output spindle 200 and the bevel gear set 220 therein.
  • the upper part of the spindle casing 232 may be formed in an open structure, and the upper end of the output spindle 200 may be exposed to the outside through the upper part of the spindle casing 232 and connected to the lower part of the table member 110. there is.
  • a spindle flange 202 may be formed at the upper end of the output spindle 200 as described above.
  • the cylindrical portion 234 may be elongated and have a cylindrical structure connected to the side of the spindle casing 232 in communication. Inside the cylindrical portion 234, the other end of the first input spindle 212 may be rotatably disposed. That is, since the bearing is disposed between the cylindrical part 234 and the other end of the first input spindle 212, the other end of the first input spindle 212 can be rotatably supported by the cylindrical part 234. .
  • the cylindrical portion 234 as described above is preferably provided in a position opposite to the bevel gear set 220.
  • the first power supply unit 130 of this embodiment provides power to the first table rotation unit 120 to rotate the table member 110 in the C-axis machining direction (C).
  • the first power supply unit 130 may be provided as a motor control system 132 connected to the motor connection unit 214a of the second input spindle 214.
  • the motor control system 132 may supply the rotational force (M) of the motor through the motor connection portion 214a of the second input spindle 214.
  • the output spindle 200 controls the rotation angle and rotation speed of the table member 110 according to the motor rotation force (M) of the motor control system 132 transmitted through the input spindle 210 and the bevel gear set 220. and the direction of rotation can be adjusted in various ways.
  • the second table rotation unit 140 of this embodiment rotates the first table rotation unit 120 and the table member 110 in the 3-axis machining directions (X, Y, Z) of the 3-axis machine tool. ) and can be rotated in the second axis machining direction (A), which is different from the first axis machining direction (C).
  • the second table rotating part 140 may be connected to the cylindrical part 234 of the first table rotating part 120 to rotatably support the cylindrical part 234 of the first table rotating part 120.
  • the second table rotating unit 140 includes a second rotating unit casing 300, a rack gear member 310, a pinion gear member 320, a hydraulic piston unit 330, and a hydraulic cylinder unit 340. can do.
  • the second rotating part casing 300 may be provided to rotatably support the cylindrical part 234 of the first rotating part casing 230.
  • the second rotating unit casing 300 may be formed in a box shape to rotatably accommodate one end of the first input spindle 212 and the second input spindle 214.
  • the rack gear member 310 is disposed inside the second rotating unit casing 300 and is provided at a position corresponding to the cylindrical part 234 so as to be movable in a direction perpendicular to the axial direction of the cylindrical part 234. You can. That is, the rack gear member 310 may be accommodated in the hydraulic cylinder unit 340 formed inside the second rotating unit casing 300, and the hydraulic cylinder unit may be operated by the power F of the second power providing unit 150. It can be moved back and forth along (340).
  • the pinion gear member 320 may be installed along the circumferential direction on the outer surface of the cylindrical portion 234 to be coupled to the rack gear member 310.
  • the pinion gear member 320 may rotate together with the cylindrical portion 234 when the rack gear member 310 moves. That is, the cylindrical portion 234 of the first rotating portion casing 230 is rotated by the rack gear member 310 and the pinion gear member 320 operated by the power (F) of the second power providing portion 150. You can.
  • the gear teeth of the pinion gear member 320 may be provided only within a preset angle range, and the gear teeth of the rack gear member 310 may also be provided only within a preset length range. Accordingly, since the pinion gear member 320 and the rack gear member 310 operate within a preset range, the cylindrical portion 234 can also be rotated within a preset rotation range, and the table member 110 is accordingly adjusted. It can be rotated within a preset rotation range in the two-axis machining direction (A).
  • the hydraulic piston unit 330 may be provided at both ends of the rack gear member 310, respectively.
  • the hydraulic piston unit 330 is a member that functions as a piston and can slide while in close contact with the inner wall of the hydraulic cylinder unit 340.
  • the hydraulic cylinder unit 340 may be provided in a cylinder shape surrounding the rack gear member 310 and the hydraulic piston unit 330. That is, the hydraulic cylinder unit 340 may be formed in a cylindrical shape inside the second rotating unit casing 300 to movably accommodate the hydraulic piston unit 330 and the rack gear member 310.
  • the hydraulic piston unit 330 moves along the inside of the hydraulic cylinder unit 340 together with the rack gear member 310. You can do it.
  • the hydraulic cylinder unit 340 may have an opening formed in a portion facing the pinion gear member 320, and the rack gear member 310 is disposed to be exposed to the opening of the hydraulic cylinder unit 340 to form the pinion gear member. It can be combined with (320). However, both sides of the hydraulic cylinder unit 340 where the hydraulic piston unit 330 is located are formed in a sealed structure, and the hydraulic pressure (F) of the second power provider 150 is applied to both sides of the hydraulic piston unit 330.
  • a hydraulic connection part 340a may be provided to receive supply.
  • the second power supply unit 150 of this embodiment may provide power F for operating the second table rotation unit 140.
  • the second power providing unit 150 may be provided on both sides of the hydraulic piston unit 330 in different directions to rotate the second table rotating unit 140 within a preset angle range.
  • the second power supply unit 150 may be provided as a hydraulic control system 152 for supplying hydraulic pressure F through hydraulic connection parts 340a provided on both sides of the hydraulic cylinder unit 340. Accordingly, the first rotating unit casing 230 operates the output spindle 200 and the table member ( 110) can rotate around the central axis of the cylindrical portion 234.
  • the assembly detachable unit 160 of this embodiment can be installed to enable the second rotary unit casing 300 of the second table rotary unit 140 to be removably attached to the table of a 3-axis machine tool.
  • the assembly detachable unit 160 may be provided as an integrated structure in the second rotating unit casing 300 of the second table rotating unit 140.
  • the assembly detachable part 160 includes a detachable flange 162 formed as an integrated structure in the second rotating unit casing 300, a plurality of detachable fastening holes 164 formed in the detachable flange 162, and a detachable fastening hole ( 164) may include a detachable fastening member (not shown) that detachably secures the detachable flange 162 to the table of the 3-axis machine tool.
  • the assembly detachable part 160 can be detachably mounted on the table of a 3-axis machine tool to attach the second rotating part casing 300 using a clamp member.
  • the first spur gear 217 and the second spur gear 218 of the power transmission member 216, and the first bevel gear 222 of the bevel gear set 220 and the second bevel gear 224 may be connected to the output spindle 200, the first input spindle 212, or the second input spindle 214 using a round key.
  • the first spur gear 217 and the second spur gear 218 of the power transmission member 216, and the first bevel gear 222 of the bevel gear set 220 Since axial thrust is generated in gear parts such as the second bevel gear 224 and the pinion gear member 320, all bearings can be used as tapered bearings.
  • a tapered roller bearing may be used in the portion that contacts the first bevel gear 222 and the second bevel gear 224 of the bevel gear set 220.
  • the table member 110 is rotated in the first axis machining direction (C) by the first table rotating unit 120 using the power (M) of the first power providing unit 130.
  • a state of rotation is shown.
  • the arrow shown in FIG. 6 indicates the direction in which the motor rotational force (M) of the motor control system 132 of the first power supply unit 130 is transmitted, and the motor rotational force (M) is transmitted to the table member 110 in the direction of the arrow. ) can be passed on.
  • the motor rotation force (M) of the motor control system 132 is provided to the motor connection portion 214a of the second input spindle 214
  • the motor rotation force (M) is applied to the second input spindle 214, the second spur Gear 218, first spur gear 217, second input spindle 214, second bevel gear 224, first bevel gear 222, output spindle 200, and table member 110. It can be delivered.
  • the table member 110 as described above may be rotated along the C-axis machining direction (C) according to the motor rotation force (M).
  • the table member 110 is rotated in the second axis machining direction (A) by the second table rotating unit 140 using the power (F) of the second power providing unit 150.
  • a state of rotation is shown.
  • the arrow shown in FIG. 7 indicates the direction in which the rotational force according to the hydraulic pressure (F) of the hydraulic control system 152 of the second power supply unit 150 is transmitted, and the hydraulic rotational force is transmitted in the direction of the arrow to the table member 110. ) can be transmitted to the first rotating unit casing 230 connected to.
  • the rack gear member 310 is connected to the hydraulic cylinder portion 340 by the hydraulic pressure F.
  • Rotating force is transmitted to the pinion gear member 320 while making a linear reciprocating motion along the axis, and the rotational force of the pinion gear member 320 is transmitted to the cylindrical portion 234 of the first rotating portion casing 230 to form the first rotating portion casing 230.
  • the output spindle 200 and the table member 110 may rotate together with the first rotating unit casing 230.
  • the table member 110 as described above is rotated in the A-axis machining direction (A) by the hydraulic pressure (F) of the hydraulic control system 152, regardless of whether it is rotated along the C-axis machining direction (C) according to the motor rotational force (M). can be turned to

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체는, 3축 공작기계의 3축 가공 방향과 다른 2축 가공 방향으로 상기 3축 공작기계의 가공 대상물을 동작시켜 5축 가공을 수행하도록 상기 3축 공작기계의 테이블에 착탈 가능하게 설치될 수 있다.

Description

3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체
본 발명은 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체에 관한 것으로서, 더 상세하게는 3축 가공을 수행하는 3축 공작기계의 테이블에 착탈 가능하게 장착시킴으로써 3축 공작기계를 이용하여 5축 가공을 수행할 수 있는 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체에 관한 것이다.
일반적으로, 공작기계는 기계를 제작하기 위한 기계를 총칭하는 말로서, 통상적으로 금속 가공 기계를 주로 의미한다. 즉, 공작기계는 절삭공구를 사용하여 금속의 절단, 절삭, 구멍 파기, 드릴링, 나사 절삭, 연삭 등을 수행하여 금속 재료를 필요한 모양으로 가공하는 기계이다. 한편, 대표적인 공작기계로는 선반 및 머시닝센터(MCT, machining center)가 있다.
상기와 같은 공작기계는 가공축의 개수에 따라 구분될 수 있는데, 현재 3축 공작기계와 5축 공작기계가 가장 널리 사용되고 있다. 3축 공작기계는 3개의 가공축을 기준으로 3축 가공이 가능하고, 5축 공작기계는 5개의 가공축을 기준으로 5축 가공이 가능하다.
통상적으로, 5축 공작기계는, 다양한 곡면을 가공할 수 있는 장점이 있는 반면에, 별도의 제어기가 필요해 제품 단가가 매우 높아 중소기업이나 소규모 작업장에서 활용하기에 많은 어려움이 있다. 특히, 3축 공작기계는 3축 가공 작업에 있어서 5축 공작기계보다 가성비가 좋지만, 5축 가공 작업을 한번이라도 실시해야 한다면 5축 공작기계를 구매할 수밖에 없어 공작기계의 가성비와 작업 효율이 전반적으로 떨어지는 단점을 구비하고 있다.
그로 인하여, 최근에는 기존의 3축 공작기계를 이용하여 5축 공작기계 없이도 5축 가공을 수행하기 위한 기술 개발이 절실한 실정이다. 관련 선행기술문헌으로는 한국공개특허 제10-2019-0001140호 (발명의 명칭: 공작 기계의 회전 테이블 조립체, 공개일: 2019.01.04)가 있다.
본 발명의 실시예는, 3축 공작기계의 테이블에 착탈 가능하게 장착시켜 3축 공작기계로 5축 가공을 수행할 수 있도록 하는 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는, 3축 공작기계의 테이블에 간단하게 장착시키는 것만으로 3축 공작기계의 3축 가공 방향과 다른 2축 가공 방향을 추가할 수 있기 때문에 기존의 3축 공작기계를 이용하여 5축 가공을 수행할 수 있고, 그로 인하여 기존의 3축 공작기계에 대한 활용도를 증가시킬 수 있는 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 3축 공작기계의 3축 가공 방향과 다른 2축 가공 방향으로 상기 3축 공작기계의 가공 대상물을 동작시켜 5축 가공을 수행하도록 상기 3축 공작기계의 테이블에 착탈 가능하게 설치되는 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체를 제공한다.
바람직하게, 본 발명의 일실시예에 따른 테이블 착탈 조립체는, 상기 가공 대상물이 고정되는 테이블 부재, 상기 테이블 부재를 상기 3축 공작기계의 3축 가공 방향과 다른 제1축 가공 방향으로 회전시키도록 상기 테이블 부재에 연결되는 제1 테이블 회전부, 상기 제1 테이블 회전부에 동력을 제공하는 제1 동력 제공부, 상기 제1 테이블 회전부와 상기 테이블 부재를 상기 3축 공작기계의 3축 가공 방향과 상기 제1축 가공 방향에 다른 제2축 가공 방향으로 회전시키도록 상기 제1 테이블 회전부에 연결되는 제2 테이블 회전부, 상기 제2 테이블 회전부를 미리 설정된 각도 범위 내에서 회전시키도록 상기 제2 테이블 회전부에 동력을 제공하는 제2 동력 제공부, 및 상기 제2 테이블 회전부를 상기 3축 공작기계의 테이블에 설치하도록 상기 제2 테이블 회전부에 마련된 조립체 착탈부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 테이블 회전부는, 상기 테이블 부재의 상면에 직교하는 가상의 법선 방향과 동일한 축 방향으로 회전 가능하게 배치되고 상기 테이블 부재에 일단부가 연결된 출력 스핀들, 상기 출력 스핀들과 직교되는 축 방향으로 회전 가능하게 배치되고 상기 제1 동력 제공부의 동력이 일단부에 입력되는 입력 스핀들, 상기 입력 스핀들의 회전력을 상기 출력 스핀들에 전달하도록 상기 출력 스핀들의 타단부와 상기 입력 스핀들의 타단부가 교차하는 부위에 마련된 베벨 기어 세트, 및 상기 출력 스핀들과 상기 입력 스핀들 및 상기 베벨 기어 세트를 수용하는 제1 회전부 케이싱을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 동력 제공부는, 상기 입력 스핀들에 모터의 회전력을 공급하는 모터 제어 시스템으로 제공될 수 있다. 이때, 상기 출력 스핀들은, 상기 입력 스핀들과 상기 베벨 기어 세트를 통해 전달되는 상기 모터 제어 시스템의 회전력에 따라 상기 테이블 부재의 회전 각도, 회전 속도 및 회전 방향을 조절할 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 테이블 회전부는, 상기 제1 회전부 케이싱 중 상기 입력 스핀들을 원통형으로 감싸는 원통부를 회전 가능하게 지지하는 제2 회전부 케이싱, 상기 제2 회전부 케이싱 중 상기 원통부와 대응되는 위치에 상기 원통부와 직교되는 방향으로 이동 가능하게 마련되고 상기 제2 동력 제공부의 동력에 의해 이동되는 랙 기어 부재, 및 상기 랙 기어 부재와 결합되도록 상기 원통부의 외측면에 둘레 방향을 따라 설치되고 상기 랙 기어 부재의 이동시 상기 원통부와 함께 회전되는 피니언 기어 부재를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 테이블 회전부는, 상기 랙 기어 부재의 양단부에 마련된 유압 피스톤부, 및 상기 유압 피스톤부와 상기 랙 기어 부재를 이동 가능하게 수용하도록 상기 제2 회전부 케이싱의 내부에 실린더 형상으로 형성되고 상기 제2 동력 제공부의 동력에 의해 상기 유압 피스톤을 상기 랙 기어 부재와 함께 이동시키는 유압 실린더부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제2 동력 제공부는, 상기 유압 실린더부에 유압을 공급하는 유압 제어 시스템으로 제공될 수 있다. 상기 제1 회전부 케이싱은, 상기 랙 기어 부재와 상기 피니언 기어 부재를 통해 전달되는 상기 유압 제어 시스템의 유압에 따라 상기 출력 스핀들 및 상기 테이블 부재와 함께 상기 원통부의 중심축을 중심으로 회전할 수 있다.
바람직하게, 상기 입력 스핀들은, 상기 출력 스핀들의 축방향과 직교되는 방향으로 상기 제1 회전부 케이싱과 상기 제2 회전부 케이싱의 내부에 배치되고 일단부가 상기 제2 회전부 케이싱의 내부에 회전 가능하게 지지되며 타단부가 상기 원통부의 내부에 회전 가능하게 배치되어 상기 베벨 기어 세트에 연결되는 제1 입력 스핀들, 상기 제1 입력 스핀들과 나란하도록 상기 제2 회전부 케이싱의 내부에 회전 가능하게 배치되고 일단부가 상기 제1 동력 제공부와 연결되는 제2 입력 스핀들, 및 상기 제1 동력 제공부의 동력을 상기 제2 입력 스핀들에서 상기 제1 입력 스핀들로 전달하도록 상기 제2 입력 스핀들의 타단부와 상기 제1 입력 스핀들의 일단부에 마련된 동력전달부재를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1축 가공 방향과 상기 제2축 가공 방향은, 상기 3축 공작기계의 3축 가공 방향과 교차하는 방향으로 설정되거나, 상기 3축 공작기계의 3축 가공 방향을 중심으로 회전 방향으로 설정될 수 있다.
상기 3축 공작기계는 3축 머시닝 센터(MCT)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 3축 머시닝 센터의 3축 가공 방향은, 상기 3축 머시닝 센터의 가공용 스핀들의 높이 방향에 대응하는 Z축 가공 방향, 상기 3축 머시닝 센터의 테이블의 가로 방향에 대응하는 X축 가공 방향, 및 상기 3축 머시닝 센터의 테이블의 테이블의 세로 방향에 대응하는 Y축 가공 방향으로 설정될 수 있다.
상기 제1축 가공 방향은 상기 테이블 부재를 Z축 중심으로 회전시키는 C축 가공 방향으로 설정될 수 있고, 상기 제2축 가공 방향은 상기 테이블 부재를 X축 중심으로 회전시키는 A축 가공 방향으로 설정될 수 있다.
바람직하게, 상기 조립체 착탈부는, 상기 제2 회전부 케이싱에 일체형 구조로 마련되어 상기 3축 공작기계의 테이블에 클램프 또는 체결부재 중 적어도 어느 하나에 의해 착탈 가능하게 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체는, 3축 공작기계의 테이블에 착탈 가능하게 장착시킴으로써 3축 공작기계를 이용하여 5축 가공을 수행할 수 있고, 고가의 5축 공작기계를 구입하지 않고서도 3축 공작기계를 이용하여 3축 가공 및 5축 가공을 모두 원활하게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체는, 3축 공작기계의 테이블에 장착시키는 간단한 구조 변경만으로 3축 공작기계의 3축 가공 방향과 다른 2축 가공 방향을 간편하게 추가할 수 있기 때문에 기존의 3축 공작기계로도 5축 가공을 원활하게 수행할 수 있고, 5축 공작기계를 구입하여 사용하는 것과 비교하면 비용 부담을 대폭 줄이면서 3축 공작기계의 활용성도 더 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체는, 제1 테이블 회전부의 입력 스핀들로 입력된 제1 동력 제공부의 동력이 베벨 기어 세트를 통해 입력 스핀들과 직교되는 출력 스핀들로 전달된 후 테이블 부재가 출력 스핀들과 함께 제1축 가공 방향으로 회전되는 구조이므로, 베벨 기어 세트를 이용하여 입력 스핀들과 출력 스핀들을 직교하는 동력 전달 구조로 연결할 수 있고, 제1 동력 제공부의 모터 회전력을 테이블 부재에 안정적으로 전달할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체는, 제2 테이블 회전부의 랙 기어 부재로 입력된 제2 동력 제공부의 유압력이 피니언 기어 부재를 통해 제1 회전부 케이싱의 원통부로 전달된 후 제1 회전부 케이싱과 함께 출력 스핀들과 테이블 부재가 제2축 가공 방향으로 회전되는 구조이므로, 제1 동력 제공부와 제1 테이블 회전부의 작동에 영향을 받지 않으면서 제2 테이블 회전부에 의해 제1 회전부 케이싱과 출력 케이싱 및 테이블 부재를 함께 회전시킬 수 있다. 그로 인하여, 본 실시예에서는, 제2 테이블 회전부가 제1 회전부 케이싱을 회전시켜 테이블 부재를 제2축 가공 방향으로 회전시킬 수 있고, 그와 동시에 제1 테이블 회전부가 제2 테이블 회전부의 작동에 영향을 받지 않으면서 베벨 기어 세트를 통해 입력 스핀들에서 출력 스핀들로 동력을 안정적으로 전달하여 테이블 부재를 제1축 가공 방향으로 원활하게 회전시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체가 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 테이블 착탈 조립체를 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 테이블 착탈 조립체에서 테이블 부재와 제2 회전부 케이싱을 제거한 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 테이블 착탈 조립체의 내부 구조를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 테이블 착탈 조립체의 내부 구조를 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 테이블 착탈 조립체에서 제1 동력 제공부의 동력이 제1 테이블 회전부에 의해 테이블 부재에 제1축 가공 방향으로 전달되는 과정을 나타난 도면이다.
도 7은 도 4에 도시된 테이블 착탈 조립체에서 제2 동력 제공부의 동력이 제2 테이블 회전부에 의해 테이블 부재에 제2축 가공 방향으로 전달되는 과정을 나타난 도면이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체(100)가 도시된 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 테이블 착탈 조립체(100)를 나타낸 측면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 테이블 착탈 조립체(100)에서 테이블 부재(110)와 제2 회전부 케이싱(300)을 제거한 모습을 나타낸 사시도이다. 도 4는 도 2에 도시된 테이블 착탈 조립체(100)의 내부 구조를 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 1에 도시된 테이블 착탈 조립체(100)의 내부 구조를 나타낸 단면도이다. 도 6은 도 4에 도시된 테이블 착탈 조립체(100)에서 제1 동력 제공부(130)의 동력이 제1 테이블 회전부(120)에 의해 테이블 부재(110)에 제1축 가공 방향(C)으로 전달되는 과정을 나타난 도면이고, 도 7은 도 4에 도시된 테이블 착탈 조립체(100)에서 제2 동력 제공부(150)의 동력이 제2 테이블 회전부(140)에 의해 테이블 부재(110)에 제2축 가공 방향(A)으로 전달되는 과정을 나타난 도면이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체(100)는, 기존의 3축 공작기계를 이용해 5축 가공을 수행할 수 있도록 3축 공작기계의 테이블에 착탈 가능하게 장착될 수 있다.
여기서, 3축 공작기계는 선반이나 머시닝센터 등과 같이 3축 가공 방향을 가진 다양한 금속 가공 기계를 모두 포함할 수 있다. 하지만, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 3축 공작기계가 3축 머시닝센터(MCT)인 것으로 한정하여 설명하기로 한다.
3축 머시닝센터의 3축 가공 방향(X, Y, Z)은, 금속 가공용 비트가 장착된 가공 스핀들의 높이 방향에 대응하는 Z축 가공 방향(Z), 테이블의 가로 방향에 대응하는 X축 가공 방향(X), 및 테이블의 세로 방향에 대응하는 Y축 가공 방향(Y)으로 설정될 수 있다. 따라서, 3축 머시닝센터의 가공 스핀들은 3축 가공을 수행하는 과정에서 X축 가공 방향(X), Y축 가공 방향(Y) 및 Z축 가공 방향(Z) 중 적어도 하나의 방향으로 이동될 수 있다.
그리고, 테이블 착탈 조립체(100)는, 3축 공작기계를 이용한 5축 가공이 필요할 경우에 3축 공작기계의 테이블에 착탈 가능하게 장착할 수 있고, 3축 공작기계의 3축 가공 방향(X, Y, Z)과 다른 2축 가공 방향(A, C)으로 가동 대상물을 동작시킴으로써 3축 공작기계로 5축 가공을 수행할 수 있다.
상기와 같은 제1축 가공 방향(C)과 제2축 가공 방향(A)은, 3축 공작기계의 3축 가공 방향(X, Y, Z)과 교차하는 방향으로 가공 대상물을 직선 이동시키는 방향으로 설정되거나, 또는 3축 공작기계의 3축 가공 방향(X, Y, Z)을 중심으로 가공 대상물을 회전시키는 방향으로 설정될 수 있다. 일례로, 제1축 가공 방향(C)은 가공 대상물을 Z축 중심으로 회전시키는 C축 가공 방향(C)으로 설정될 수 있고, 제2축 가공 방향(A)은 가공 대상물을 X축 중심으로 회전시키는 A축 가공 방향(A)으로 설정될 수 있다.
한편, 3축 공작기계의 테이블에는 테이블 착탈 조립체(100)를 착탈 가능하게 장착하기 위한 설치 구조가 마련될 수 있다. 일례로, 테이블의 설치 구조는 체결 부재 또는 클램프를 이용하여 테이블 착탈 조립체(100)를 테이블에 장착하는 구조로 마련될 수 있다. 따라서, 테이블 착탈 조립체(100)는 최대한 콤팩트하게 형성되는 것이 바람직하다.
이하에서는, 본 실시예의 테이블 착탈 조립체(100)에 대한 상세 구성을 더 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 테이블 착탈 조립체(100)는, 테이블 부재(110), 제1 테이블 회전부(120), 제1 동력 제공부(130), 제2 테이블 회전부(140), 제2 동력 제공부(150), 및 조립체 착탈부(160)을 포함할 수 있다.
본 실시예의 테이블 착탈 조립체(100)는 3축 공작기계의 테이블 상에 안착된 상태로 테이블에 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 이때, 5축 가공이 필요한 가공 대상물은 테이블 착탈 조립체(100)의 테이블 부재(110)에 배치될 수 있다. 상기와 같은 테이블 착탈 조립체(100)는 제1 동력 제공부(130)와 제2 동력 제공부(150)의 동력(M, F)을 이용하여 제1축 가공 방향(C)과 제2축 가공 방향(A)에 대한 가공 대상물의 가공을 제공할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 테이블 착탈 조립체(100)가 장착된 3축 공작기계는, 기존 3축 공작기계의 X축 가공 방향(X)과 Y축 가공 방향(Y) 및 Z축 가공 방향(Z)으로 가공 대상물의 3축 가공을 수행하되, 테이블 착탈 조립체(100)의 A축 가공 방향(A) 및 C축 가공 방향(C)으로도 가공 대상물의 2축 가공을 추가적으로 수행할 수 있다. 그로 인하여, 테이블 착탈 조립체(100)가 장착된 3축 공작기계는, 가공 대상물에 대해 5축 가공을 수행할 수 있기 때문에 가공 대상물의 곡면 가공도 원활하게 이루어질 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 테이블 부재(110)는, 가공 대상물을 고정하도록 마련될 수 있다. 즉, 테이블 부재(110)는 3축 공작기계의 테이블 대신에 가공 대상물을 고정 지지하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 테이블 부재(110)는 3축 공작기계의 테이블과 동일 유사한 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 테이블 부재(110)의 하부에는 제1 테이블 회전부(120)의 출력 스핀들(200)에 연결되기 위한 구조가 형성될 수 있다. 일례로, 테이블 부재(110)의 하부에는 테이블 플랜지(112)가 형성될 수 있고, 테이블 플랜지(112)에는 복수개의 테이블 체결홀(114)이 형성될 수 있다. 테이블 플랜지(112)는 테이블 체결부재(116)를 이용하여 후술하는 제1 테이블 회전부(120)의 출력 스핀들(200)에 체결 고정될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 제1 테이블 회전부(120)는, 테이블 부재(110)를 3축 공작기계의 3축 가공 방향(X, Y, Z)과 다른 제1축 가공 방향(C)으로 회전시킬 수 있다. 상기와 같은 제1 테이블 회전부(120)는 테이블 부재(110)의 하부에 연결될 수 있다. 참고로, 제1축 가공 방향(C)은 3축 공작기계의 Z축 가공 방향(Z)을 중심으로 회전하는 C축 가공 방향(C)에 설정될 수 있다.
예를 들면, 제1 테이블 회전부(120)는 출력 스핀들(200), 입력 스핀들(210), 베벨 기어 세트(220), 및 제1 회전부 케이싱(230)을 포함할 수 있다.
출력 스핀들(200)은, 테이블 부재(110)의 상면에 직교하는 가상의 법선 방향과 동일한 축 방향으로 회전 가능하도록 제1 회전부 케이싱(230)의 내부에 배치될 수 있다. 출력 스핀들(200)의 상단부는 테이블 부재(110)의 하부에 연결되어 출력 스핀들(200)과 테이블 부재(110)가 일체로 회전될 수 있다.
이를 위하여, 출력 스핀들(200)의 상단부에는 테이블 부재(110)의 테이블 플랜지(112)와 밀착되게 배치되기 위한 스핀들 플랜지(202)가 형성될 수 있고, 스핀들 플랜지(202)에는 테이블 체결부재(116)들이 체결되기 위한 복수개의 스핀들 체결홀(204)이 형성될 수 있다. 이때, 테이블 체결부재(116)가 스핀들 체결홀(204)들과 테이블 체결홀(114)들에 체결됨으로써 테이블 플랜지(112)와 스핀들 플랜지(202)가 견고하게 연결될 수 있다.
입력 스핀들(210)은, 출력 스핀들(200)과 직교되는 축 방향으로 회전 가능하게 배치될 수 있다. 입력 스핀들(210)의 일단부는 제1 동력 제공부(130)의 동력(M)을 입력 받을 수 있고, 입력 스핀들(210)의 타단부는 출력 스핀들(200)과 상호 직교되는 축방향 방향을 따라 출력 스핀들(200)의 하단부와 근접한 위치에 배치될 수 있다. 상기와 같은 입력 스핀들(210)의 타단부와 출력 스핀들(200)의 하단부는 베벨 기어 세트(220)를 매개로 동력 전달 가능하게 연결될 수 있다.
예를 들면, 입력 스핀들(210)은 제1 입력 스핀들(212), 제2 입력 스핀들(214), 및 동력전달부재(216)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 입력 스핀들(212)는, 출력 스핀들(200)의 축방향과 직교되는 방향으로 제1 회전부 케이싱(230)와 후술하는 제2 회전부 케이싱(300)의 내부에 배치될 수 있다. 제1 입력 스핀들(212)의 일단부는 제2 회전부 케이싱(300)의 내부에 회전 가능하게 지지될 수 있고, 제1 입력 스핀들(212)의 타단부가 제1 회전부 케이싱(230)에 형성된 원통부(234)의 내부에 회전 가능하게 배치될 수 있다. 상기와 같은 제1 입력 스핀들(212)의 타단부는 베벨 기어 세트(220)를 매개로 출력 스핀들(200)의 하단부에 동력 전달 가능하게 연결될 수 있다.
그리고, 제2 입력 스핀들(214)은, 제2 회전부 케이싱(300)의 내부에 회전 가능하게 배치될 수 있다. 상기와 같은 제2 입력 스핀들(214)은 제1 입력 스핀들(212)과 나란하게 배치될 수 있다. 제2 입력 스핀들(214)의 일단부에는 제1 동력 제공부(130)와 동력 전달 가능하게 연결되기 위한 모터 연결부(214a)가 마련될 수 있다. 제2 입력 스핀들(214)의 타단부는 동력전달부재(216)를 매개로 하여 제1 입력 스핀들(212)의 일단부에 동력 전달 가능하게 연결될 수 있다.
또한, 동력전달부재(216)는 제1 동력 제공부(130)의 동력(M)을 제2 입력 스핀들(214)에서 제1 입력 스핀들(212)로 전달하도록 마련될 수 있다. 동력전달부재(216)는 제2 입력 스핀들(214)의 타단부와 제1 입력 스핀들(212)의 일단부에 마련될 수 있다. 일례로, 동력전달부재(216)는, 제1 입력 스핀들(212)의 일단부에 연결된 제1 스퍼기어(217), 및 제1 스퍼기어(217)와 결합되도록 제2 입력 스핀들(214)의 타단부에 연결된 제2 스퍼기어(218)를 포함할 수 있다.
베벨 기어 세트(220)는 입력 스핀들(210)의 회전력을 출력 스핀들(200)에 전달하도록 마련될 수 있다. 즉, 베벨 기어 세트(220)는 출력 스핀들(200)의 하단부와 제1 입력 스핀들(212)의 타단부가 서로 교차하는 부위에 마련될 수 있다. 따라서, 베벨 기어 세트(220)는, 제1 동력 제공부(130)의 동력(M) 전달 방향을 제1 입력 스핀들(212)에서 직교되는 방향으로 전환하여 출력 스핀들(200)에 전달하는 기능을 수행할 수 있으며, 제1 입력 스핀들(212)의 타단부와 출력 스핀들(200)의 하단부가 동력 전달이 가능한 상태를 유지하면서 출력 스핀들(200)을 제1 입력 스핀들(212)의 타단부를 중심으로 선회시키는 기능도 수행할 수 있다.
예를 들면, 베벨 기어 세트(220)는, 출력 스핀들(200)의 하단부에 배치된 제1 베벨 기어(222), 및 제1 입력 스핀들(212)의 타단부에 배치된 제2 베벨 기어(224)를 포함할 수 있다.
제1 회전부 케이싱(230)은 출력 스핀들(200)과 제1 입력 스핀들(212) 및 베벨 기어 세트(220)를 수용하도록 형성될 수 있다. 상기와 같은 제1 회전부 케이싱(230)은 출력 스핀들(200)과 제1 입력 스핀들(212)의 타단부를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 한편, 제1 회전부 케이싱(230)은, 제2 테이블 회전부(140)를 통해 회전할 때 출력 스핀들(200)과 테이블 부재(110)와 함께 제1 입력 스핀들(212)을 중심으로 회전할 수 있다.
예를 들면, 제1 회전부 케이싱(230)은 스핀들 케이싱(232) 및 원통부(234)를 포함할 수 있다.
스핀들 케이싱(232)은 출력 스핀들(200)과 베벨 기어 세트(220)를 내부에 수용하도록 출력 스핀들(200)의 외측을 감싸는 원통 구조로 형성될 수 있다. 이때, 스핀들 케이싱(232)의 상부는 개방된 구조로 형성될 수 있으며, 출력 스핀들(200)의 상단부는 스핀들 케이싱(232)의 상부를 통해 외부로 노출되어 테이블 부재(110)의 하부에 연결될 수 있다. 상기와 같은 출력 스핀들(200)의 상단부에는 스핀들 플랜지(202)가 형성될 수 있다.
원통부(234)는 스핀들 케이싱(232)의 측면에 연통되게 연결되는 원통 구조로 길게 연장될 수 있다. 원통부(234)의 내부에는 제1 입력 스핀들(212)의 타단부가 회전 가능하게 배치될 수 있다. 즉, 원통부(234)와 제1 입력 스핀들(212)의 타단부 사이에 베어링이 배치되므로, 제1 입력 스핀들(212)의 타단부는 원통부(234)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. 상기와 같은 원통부(234)는 베벨 기어 세트(220)와 대향되는 위치에 마련되는 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 제1 동력 제공부(130)는, 제1 테이블 회전부(120)에 동력을 제공하여 테이블 부재(110)를 C축 가공 방향(C)으로 회전시킬 수 있다. 일례로, 제1 동력 제공부(130)는 제2 입력 스핀들(214)의 모터 연결부(214a)에 연결되는 모터 제어 시스템(132)으로 제공될 수 있다. 모터 제어 시스템(132)은 제2 입력 스핀들(214)의 모터 연결부(214a)를 통해 모터의 회전력(M)을 공급해 줄 수 있다.
따라서, 출력 스핀들(200)은, 입력 스핀들(210)과 베벨 기어 세트(220)를 통해 전달되는 모터 제어 시스템(132)의 모터 회전력(M)에 따라 테이블 부재(110)의 회전 각도, 회전 속도 및 회전 방향을 다양하게 조절할 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예의 제2 테이블 회전부(140)는, 제1 테이블 회전부(120)와 테이블 부재(110)를 3축 공작기계의 3축 가공 방향(X, Y, Z)과 제1축 가공 방향(C)에 다른 제2축 가공 방향(A)으로 회전시킬 수 있다. 제2 테이블 회전부(140)는, 제1 테이블 회전부(120)의 원통부(234)를 회전 가능하게 지지하도록 제1 테이블 회전부(120)의 원통부(234)와 연결될 수 있다.
예를 들면, 제2 테이블 회전부(140)는 제2 회전부 케이싱(300), 랙 기어 부재(310), 피니언 기어 부재(320), 유압 피스톤부(330), 및 유압 실린더부(340)를 포함할 수 있다.
여기서, 제2 회전부 케이싱(300)은 제1 회전부 케이싱(230)의 원통부(234)를 회전 가능하게 지지하도록 마련될 수 있다. 제2 회전부 케이싱(300)은 제1 입력 스핀들(212)의 일단부 및 제2 입력 스핀들(214)을 회전 가능하게 수용하도록 박스 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 랙 기어 부재(310)는 제2 회전부 케이싱(300)의 내부에 배치되되, 원통부(234)의 축방향과 직교되는 방향으로 이동 가능하도록 원통부(234)와 대응되는 위치에 마련될 수 있다. 즉, 랙 기어 부재(310)는 제2 회전부 케이싱(300)의 내부에 형성된 유압 실린더부(340)에 수용될 수 있고, 제2 동력 제공부(150)의 동력(F)에 의해 유압 실린더부(340)를 따라 왕복 이동될 수 있다.
또한, 피니언 기어 부재(320)는 랙 기어 부재(310)와 결합되도록 원통부(234)의 외측면에 둘레 방향을 따라 설치될 수 있다. 피니언 기어 부재(320)는 랙 기어 부재(310)의 이동시 원통부(234)와 함께 회전될 수 있다. 즉, 제1 회전부 케이싱(230)의 원통부(234)는 제2 동력 제공부(150)의 동력(F)에 의해 작동되는 랙 기어 부재(310)와 피니언 기어 부재(320)에 의해 회전될 수 있다.
피니언 기어 부재(320)의 기어치는 미리 설정된 각도 범위에만 마련될 수 있고, 랙 기어 부재(310)의 기어치도 미리 설정된 길이 범위에만 마련될 수 있다. 따라서, 피니언 기어 부재(320)와 랙 기어 부재(310)는 미리 설정된 범위 내에서 작동되므로, 원통부(234)도 미리 설정된 회전 범위 내에서 회전될 수 있고, 그에 따라 테이블 부재(110)가 제2축 가공 방향(A)으로 미리 설정된 회전 범위 내에서 회전될 수 있다.
또한, 유압 피스톤부(330)는 랙 기어 부재(310)의 양단부에 각각 마련될 수 있다. 유압 피스톤부(330)는 피스톤 역할을 수행하기 위한 부재로서, 유압 실린더부(340)의 내벽부에 밀착된 상태에서 슬라이딩 이동될 수 있다.
또한, 유압 실린더부(340)는 랙 기어 부재(310)와 유압 피스톤부(330)를 둘러싸는 실린더 형상으로 마련될 수 있다. 즉, 유압 실린더부(340)는 유압 피스톤부(330)와 랙 기어 부재(310)를 이동 가능하게 수용하도록 제2 회전부 케이싱(300)의 내부에 실린더 형상으로 형성될 수 있다. 제2 동력 제공부(150)의 동력(F)이 유압 실린더부(340)에 제공되면, 유압 피스톤부(330)을 랙 기어 부재(310)와 함께 유압 실린더부(340)의 내부를 따라 이동시킬 수 있다.
이때, 유압 실린더부(340)는 피니언 기어 부재(320)와 마주보는 부위에 개구부가 형성될 수 있고, 랙 기어 부재(310)는 유압 실린더부(340)의 개구부에 노출되도록 배치되어 피니언 기어 부재(320)와 결합될 수 있다. 다만, 유압 피스톤부(330)가 위치되는 유압 실린더부(340)의 양측부는 밀폐된 구조로 형성되되, 유압 피스톤부(330)의 양측면에는 제2 동력 제공부(150)의 유압(F)을 공급 받기 위하여 유압 연결부(340a)가 마련될 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예의 제2 동력 제공부(150)는, 제2 테이블 회전부(140)의 작동을 위한 동력(F)을 제공할 수 있다. 제2 동력 제공부(150)는 제2 테이블 회전부(140)를 미리 설정된 각도 범위 내에서 회전시키도록 유압 피스톤부(330)의 양측면에 서로 다른 방향으로 제공할 수 있다.
일례로, 제2 동력 제공부(150)는, 유압 실린더부(340)의 양측면에 마련된 유압 연결부(340a)를 통해 유압(F)을 공급하기 위한 유압 제어 시스템(152)으로 제공될 수 있다. 따라서, 제1 회전부 케이싱(230)은, 랙 기어 부재(310)와 피니언 기어 부재(320)를 통해 전달되는 유압 제어 시스템(152)의 유압(F)에 따라 출력 스핀들(200) 및 테이블 부재(110)와 함께 원통부(234)의 중심축을 중심으로 회전할 수 있다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 실시예의 조립체 착탈부(160)는, 제2 테이블 회전부(140)의 제2 회전부 케이싱(300)을 3축 공작기계의 테이블에 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 조립체 착탈부(160)는 제2 테이블 회전부(140)의 제2 회전부 케이싱(300)에 일체형 구조로 마련될 수 있다.
일례로, 조립체 착탈부(160)는, 제2 회전부 케이싱(300)에서 일체형 구조로 형성된 착탈 플랜지(162), 착탈 플랜지(162)에 형성된 복수개의 착탈 체결홀(164), 및 착탈 체결홀(164)들에 체결시켜 착탈 플랜지(162)를 3축 공작기계의 테이블에 착탈 가능하게 고정하는 착탈 체결부재(미도시)를 포함할 수 있다. 상기와 다르게, 조립체 착탈부(160)는 클램프 부재를 이용하여 제2 회전부 케이싱(300)을 3축 공작기계의 테이블에 착탈 가능하게 장착될 수 있다.
한편, 본 실시예의 테이블 착탈 조립체(100)에서는, 동력전달부재(216)의 제1 스퍼기어(217)과 제2 스퍼기어(218), 베벨 기어 세트(220)의 제1 베벨기어(222)와 제2 베벨기어(224)는 둥근 키를 사용하여 출력 스핀들(200), 제1 입력 스핀들(212) 또는 제2 입력 스핀들(214)에 연결될 수 있다.
또한, 본 실시예의 테이블 착탈 조립체(100)에서는, 동력전달부재(216)의 제1 스퍼기어(217)과 제2 스퍼기어(218), 베벨 기어 세트(220)의 제1 베벨기어(222)와 제2 베벨기어(224), 및 피니언 기어 부재(320) 등과 같은 기어 부분에서 축 방향의 추력이 발생되기 때문에 베어링이 모두 테이퍼 베어링으로 사용될 수 있다. 특히, 베벨 기어 세트(220)의 제1 베벨기어(222)와 제2 베벨기어(224)에 접하는 부분은 테이퍼 롤러 베어링이 사용될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 도 6에는 제1 동력 제공부(130)의 동력(M)을 이용하여 제1 테이블 회전부(120)에 의해 테이블 부재(110)를 제1축 가공 방향(C)으로 회전시키는 상태가 도시되어 있다. 도 6에 도시된 화살표는 제1 동력 제공부(130)의 모터 제어 시스템(132)의 모터 회전력(M)이 전달되는 방향을 나타낸 것으로서, 모터 회전력(M)이 해당 화살표 방향으로 테이블 부재(110)에 전달될 수 있다.
구체적으로, 모터 제어 시스템(132)의 모터 회전력(M)이 제2 입력 스핀들(214)의 모터 연결부(214a)에 제공되면, 모터 회전력(M)은 제2 입력 스핀들(214), 제2 스퍼기어(218), 제1 스퍼기어(217), 제2 입력 스핀들(214), 제2 베벨 기어(224), 제1 베벨 기어(222), 출력 스핀들(200), 및 테이블 부재(110)에 전달될 수 있다. 상기와 같은 테이블 부재(110)는 모터 회전력(M)에 따라 C축 가공 방향(C)을 따라 회전될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 도 7에는 제2 동력 제공부(150)의 동력(F)을 이용하여 제2 테이블 회전부(140)에 의해 테이블 부재(110)를 제2축 가공 방향(A)으로 회전시키는 상태가 도시되어 있다. 도 7에 도시된 화살표는 제2 동력 제공부(150)의 유압 제어 시스템(152)의 유압(F)에 따른 회전력이 전달되는 방향을 나타낸 것으로서, 유압의 회전력이 해당 화살표 방향으로 테이블 부재(110)와 연결된 제1 회전부 케이싱(230)에 전달될 수 있다.
구체적으로, 유압 제어 시스템(152)의 유압(F)이 유압 실린더부(340)의 유압 연결부(340a)에 제공되면, 랙 기어 부재(310)가 유압(F)에 의해 유압 실린더부(340)를 따라 직선 왕복 운동하면서 피니언 기어 부재(320)에 회전력을 전달하고, 피니언 기어 부재(320)의 회전력은 제1 회전부 케이싱(230)의 원통부(234)에 전달하여 제1 회전부 케이싱(230)이 회전하며, 제1 회전부 케이싱(230)과 함께 출력 스핀들(200)과 테이블 부재(110)가 회전할 수 있다. 상기와 같은 테이블 부재(110)는 모터 회전력(M)에 따라 C축 가공 방향(C)을 따라 회전되는지와 상관없이 유압 제어 시스템(152)의 유압(F)에 의해 A축 가공 방향(A)으로 선회될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본문에 포함되어 있음.

Claims (11)

  1. 3축 공작기계의 3축 가공 방향과 다른 2축 가공 방향으로 상기 3축 공작기계의 가공 대상물을 동작시켜 5축 가공을 수행하도록 상기 3축 공작기계의 테이블에 착탈 가능하게 설치되는 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가공 대상물이 고정되는 테이블 부재;
    상기 테이블 부재를 상기 3축 공작기계의 3축 가공 방향과 다른 제1축 가공 방향으로 회전시키도록 상기 테이블 부재에 연결되는 제1 테이블 회전부;
    상기 제1 테이블 회전부에 동력을 제공하는 제1 동력 제공부;
    상기 제1 테이블 회전부와 상기 테이블 부재를 상기 3축 공작기계의 3축 가공 방향과 상기 제1축 가공 방향에 다른 제2축 가공 방향으로 회전시키도록 상기 제1 테이블 회전부에 연결되는 제2 테이블 회전부;
    상기 제2 테이블 회전부를 미리 설정된 각도 범위 내에서 회전시키도록 상기 제2 테이블 회전부에 동력을 제공하는 제2 동력 제공부; 및
    상기 제2 테이블 회전부를 상기 3축 공작기계의 테이블에 설치하도록 상기 제2 테이블 회전부에 마련된 조립체 착탈부;
    를 포함하는 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 테이블 회전부는,
    상기 테이블 부재의 상면에 직교하는 가상의 법선 방향과 동일한 축 방향으로 회전 가능하게 배치되고, 상기 테이블 부재에 일단부가 연결된 출력 스핀들;
    상기 출력 스핀들과 직교되는 축 방향으로 회전 가능하게 배치되고, 상기 제1 동력 제공부의 동력이 일단부에 입력되는 입력 스핀들;
    상기 입력 스핀들의 회전력을 상기 출력 스핀들에 전달하도록 상기 출력 스핀들의 타단부와 상기 입력 스핀들의 타단부가 교차하는 부위에 마련된 베벨 기어 세트; 및
    상기 출력 스핀들과 상기 입력 스핀들 및 상기 베벨 기어 세트를 수용하는 제1 회전부 케이싱;
    을 포함하는 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 동력 제공부는, 상기 입력 스핀들에 모터의 회전력을 공급하는 모터 제어 시스템으로 제공되고,
    상기 출력 스핀들은, 상기 입력 스핀들과 상기 베벨 기어 세트를 통해 전달되는 상기 모터 제어 시스템의 회전력에 따라 상기 테이블 부재의 회전 각도, 회전 속도 및 회전 방향을 조절하는 것을 특징으로 하는 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 테이블 회전부는,
    상기 제1 회전부 케이싱 중 상기 입력 스핀들을 원통형으로 감싸는 원통부를 회전 가능하게 지지하는 제2 회전부 케이싱;
    상기 제2 회전부 케이싱 중 상기 원통부와 대응되는 위치에 상기 원통부와 직교되는 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 상기 제2 동력 제공부의 동력에 의해 이동되는 랙 기어 부재; 및
    상기 랙 기어 부재와 결합되도록 상기 원통부의 외측면에 둘레 방향을 따라 설치되고, 상기 랙 기어 부재의 이동시 상기 원통부와 함께 회전되는 피니언 기어 부재;
    를 포함하는 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 테이블 회전부는,
    상기 랙 기어 부재의 양단부에 마련된 유압 피스톤부; 및
    상기 유압 피스톤부와 상기 랙 기어 부재를 이동 가능하게 수용하도록 상기 제2 회전부 케이싱의 내부에 실린더 형상으로 형성되고, 상기 제2 동력 제공부의 동력에 의해 상기 유압 피스톤을 상기 랙 기어 부재와 함께 이동시키는 유압 실린더부;
    를 더 포함하는 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 동력 제공부는, 상기 유압 실린더부에 유압을 공급하는 유압 제어 시스템으로 제공되고,
    상기 제1 회전부 케이싱은, 상기 랙 기어 부재와 상기 피니언 기어 부재를 통해 전달되는 상기 유압 제어 시스템의 유압에 따라 상기 출력 스핀들 및 상기 테이블 부재와 함께 상기 원통부의 중심축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 입력 스핀들은,
    상기 출력 스핀들의 축방향과 직교되는 방향으로 상기 제1 회전부 케이싱과 상기 제2 회전부 케이싱의 내부에 배치되고, 일단부가 상기 제2 회전부 케이싱의 내부에 회전 가능하게 지지되며, 타단부가 상기 원통부의 내부에 회전 가능하게 배치되어 상기 베벨 기어 세트에 연결되는 제1 입력 스핀들;
    상기 제1 입력 스핀들과 나란하도록 상기 제2 회전부 케이싱의 내부에 회전 가능하게 배치되고, 일단부가 상기 제1 동력 제공부와 연결되는 제2 입력 스핀들; 및
    상기 제1 동력 제공부의 동력을 상기 제2 입력 스핀들에서 상기 제1 입력 스핀들로 전달하도록 상기 제2 입력 스핀들의 타단부와 상기 제1 입력 스핀들의 일단부에 마련된 동력전달부재;
    를 포함하는 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1축 가공 방향과 상기 제2축 가공 방향은,
    상기 3축 공작기계의 3축 가공 방향과 교차하는 방향으로 설정되거나, 상기 3축 공작기계의 3축 가공 방향을 중심으로 회전 방향으로 설정되는 것을 특징으로 하는 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 3축 공작기계는 3축 머시닝 센터(MCT)을 포함하고,
    상기 3축 머시닝 센터의 3축 가공 방향은, 상기 3축 머시닝 센터의 가공용 스핀들의 높이 방향에 대응하는 Z축 가공 방향, 상기 3축 머시닝 센터의 테이블의 가로 방향에 대응하는 X축 가공 방향, 및 상기 3축 머시닝 센터의 테이블의 테이블의 세로 방향에 대응하는 Y축 가공 방향으로 설정되며,
    상기 제1축 가공 방향은 상기 테이블 부재를 Z축 중심으로 회전시키는 C축 가공 방향으로 설정되고, 상기 제2축 가공 방향은 상기 테이블 부재를 X축 중심으로 회전시키는 A축 가공 방향으로 설정되는 것을 특징으로 하는 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 조립체 착탈부는,
    상기 제2 회전부 케이싱에 일체형 구조로 마련되어 상기 3축 공작기계의 테이블에 클램프 또는 체결부재 중 적어도 어느 하나에 의해 착탈 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체.
PCT/KR2023/003911 2022-03-25 2023-03-24 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체 WO2023182849A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220037500A KR102646290B1 (ko) 2022-03-25 2022-03-25 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체
KR10-2022-0037500 2022-03-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023182849A1 true WO2023182849A1 (ko) 2023-09-28

Family

ID=88101884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/003911 WO2023182849A1 (ko) 2022-03-25 2023-03-24 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102646290B1 (ko)
WO (1) WO2023182849A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920004243U (ko) * 1990-08-01 1992-03-25 기아자동차 주식회사 자동차용 환풍기
KR20070068731A (ko) * 2005-12-27 2007-07-02 두산인프라코어 주식회사 유압식 테이블 선회장치의 가감속 기구
US20160375536A1 (en) * 2015-06-23 2016-12-29 Cadillaxis, Llc Apparatus for adding an additional rotation axis to a multi-axis tooling machine
CN212886228U (zh) * 2020-09-04 2021-04-06 东莞市支点通用机械设备有限公司 五轴联动加工机床附件以及五轴联动加工机床
CN213795577U (zh) * 2020-07-28 2021-07-27 东莞市益格机械有限公司 五轴多角度汽车发动机加工中心

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190001140A (ko) 2017-06-26 2019-01-04 두산공작기계 주식회사 공작 기계의 회전 테이블 조립체

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920004243U (ko) * 1990-08-01 1992-03-25 기아자동차 주식회사 자동차용 환풍기
KR20070068731A (ko) * 2005-12-27 2007-07-02 두산인프라코어 주식회사 유압식 테이블 선회장치의 가감속 기구
US20160375536A1 (en) * 2015-06-23 2016-12-29 Cadillaxis, Llc Apparatus for adding an additional rotation axis to a multi-axis tooling machine
CN213795577U (zh) * 2020-07-28 2021-07-27 东莞市益格机械有限公司 五轴多角度汽车发动机加工中心
CN212886228U (zh) * 2020-09-04 2021-04-06 东莞市支点通用机械设备有限公司 五轴联动加工机床附件以及五轴联动加工机床

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230139173A (ko) 2023-10-05
KR102646290B1 (ko) 2024-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011111902A1 (ko) 5축 절삭가공장치
WO2016144037A1 (ko) 터렛 공구대 및 이를 갖는 공작 기계
US6746188B2 (en) Machine tool
US20100206599A1 (en) Machine-tool spindle head
WO2023013943A1 (ko) 다중 천공 코어드릴 장치
WO2020032390A1 (ko) 다관절 로봇의 케이블 가이드 장치
EP2168713B1 (en) Index device for machine tool
WO2023013942A1 (ko) 2구 천공 코어드릴 장치
WO2023182849A1 (ko) 3축 공작기계의 5축 가공을 위한 테이블 착탈 조립체
CN219005297U (zh) 一种用于机械加工工件的夹具装置
JP7523835B2 (ja) 再構成可能なロボットユニットモジュール及び再構成可能なロボット
CN220330616U (zh) 工件多位面加工的转台装夹机构
WO2014021568A1 (ko) 다수 공구용 지그
WO2018143606A2 (ko) 브로칭 머신 및 이를 포함하는 선반
CN112139831A (zh) 一种桌面式五轴联动加工装置
WO2022010010A1 (ko) 어태치먼트 교환 장치 및 이를 포함하는 수평형 보링 머신
CN115008487A (zh) 一种双向承载的二自由度自转夹持工具及机械臂
WO2021167287A1 (ko) 공작기계의 롱보링바 장치
WO2021193986A1 (ko) 보링 바의 툴 교환 장치 및 이를 이용한 보링 바의 툴 교환 방법
CN210413775U (zh) 一种带机械手斜身车床控制系统
JP2606786B2 (ja) 自動回転位置決め治具
KR102334184B1 (ko) 터릿 공구대
JPS62297040A (ja) 工作機械
WO2021215751A1 (ko) 터렛 공구 냉각장치
CN211991809U (zh) 一种多头五轴加工台

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23775344

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1