KR100579073B1 - 복합가공기의 ｂ축 인덱스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합가공기의 B축 인덱스장치에 관한 것으로, 복합가공기의 왕복대에 지지된 X축 슬라이더상에 밀링스핀들을 구비하며 상기 밀링스핀들은 회전축에 연결된 인덱스 테이블에 의해 분할 회전되는 B축 인덱스장치에 있어서, 상기 인덱스 테이블에 연결됨과 동시에 상기 X축 슬라이더에 회전 가능하게 지지된 회전링의 원주상에 일정 간격으로 다수개의 캠팔로워가 설치되고, 상기 인덱스 테이블과 직교되는 회전방향에서 구동되는 서보모터를 구비하고, 상기 서보모터의 출력단에는 상기 X축 슬라이더에 회전가능하게 지지되고 커플링을 매개로 원주면에 상기 캠팔로워와 이맞물림되는 나선형의 캠홈을 갖는 캠샤프트가 연결된 것을 특징으로 한다.

복합가공기, 선반, 캠팔로워, 워엄기어, 캠샤프트, B축, 인덱스, 서보모터

Description

복합가공기의 Ｂ축 인덱스 장치{B shaft index device of complex manufacturing machine}

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.

도 1은 복합가공기의 구성도.

도 2는 도 1에 포함된 종래 B축 인텍스 유니트의 조립단면도.

도 3은 도 2의 A-A선에서 본 동력전달장치의 결합상태도.

도 4는 도 3의 기어 결합부의 확대도.

도 5는 본 발명에 따른 B축 인덱스 유니트의 조립단면도.

도 6은 도 5의 C-C선에서 본 조립단면도.

도 7은 본 발명에 따른 백래쉬 조정 전,후의 상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

30 : 왕복대 40 : X축 슬라이더

50 : 밀링스핀들 100 : 인덱스 테이블

170 : 회전링 181 : 베어링

183 : 플렉시블 커플링 184 : 서보모터

200 : 클램프용 피스톤 212 : 고정커플링

222 : 회전커플링 250 : 회전축

300 : 캠팔로워 301 : 베어링축

302 : 베어링 320 : 캠샤프트

321 : 캠홈 325 : 조정캡

본 발명은 복합가공기의 B축 인덱스장치에 관한 것으로, 특히 직교적으로 동력을 전달하는 동력전달 기어부의 마모 및 백래쉬를 없애 B축의 정밀한 각도 분할이 이루어질 수 있도록 한 복합가공기의 B축 인덱스장치에 관한 것이다.

선삭가공과 밀링가공을 복합적으로 할 수 있는 종래의 복합가공기가 도 1에 도시되어 있다. 이 복합가공기는 베드(10)의 양측에 척(22)을 갖는 제1주축(20)과 제2주축(25)을 갖고, 이들 주축(20과25)의 사이에는 직동안내장치(14)에 의해 베드(10)의 Z축 방향으로 이동하는 왕복대(30)가 설치되어 있고, 왕복대(30)에는 X축방향으로 이동가능한 X축 슬라이더(40)가 설치되어 있고, X축 슬라이더(40)에는 C축을 중심으로 회전되는 밀링스핀들(50)이 탑재되고, 상기 밀링스핀들(50)은 인덱스장치(100)에 의해 B축(C축을 중심으로 회전하는 회전축을 일컫는다) 방향으로 분할 회전가능하게 되어 있다. 이때 밀링스핀들(50)의 툴스핀들(51)에는 공구가 장착되 고, 이 공구는 자동공구교환장치(60)에 의해 공구매거진(70)과 공구 교환이 이루어지게 되어 있다.

이때 B축은 도 3에 도시된 바와 같이 서보모터(184)에 직결된 워엄기어(180)에 직각방향으로 이맞물림된 워엄휠(190)의 회전축이 된다. 따라서 워엄기어(180)가 회전할 때마다 워엄휠(190)은 감속하여 인덱스(분할 회전)가 이루어진다.

복합가공기에서는 인덱스 정밀도가 매우 중요한 바 종래 워엄기어(180)와 워엄휠(190)을 사용할 경우에는 도 4에서와 같이 백래쉬(backlash)(195)가 발생하여 B축 인덱스시 각도 분할이 정확히 되지 않는 문제점이 생긴다.

더욱이 워엄기어(180)가 강(steel)이고 워엄휠(190)이 청동 재질일 경우 워엄휠의 마모로 백래쉬가 점점 증가되어 인덱스 정밀도를 심각하게 저하시키게 되는 문제점을 초래하였다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 밀링스핀들을 각도 분할 회전시키는 B축 인덱스장치에서 동력전달부의 백래쉬 및 마모를 없애 정밀한 인덱스를 얻을 수 있도록 한 복합가공기의 B축 인덱스 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

복합가공기의 왕복대에 지지된 X축 슬라이더상에 밀링스핀들을 구비하며 상기 밀링스핀들은 회전축에 연결된 인덱스 테이블에 의해 분할 회전되는 B축 인덱스장치에 있어서,

상기 인덱스 테이블에 연결됨과 동시에 상기 X축 슬라이더에 회전 가능하게 지지된 회전링의 원주상에 일정 간격으로 다수개의 캠팔로워가 설치되고,

상기 인덱스 테이블과 직교되는 회전방향에서 구동되는 서보모터를 구비하고,

상기 서보모터의 출력단에는 상기 X축 슬라이더에 회전가능하게 지지되고 커플링을 매개로 원주면에 상기 캠팔로워와 이맞물림되는 나선형의 캠홈을 갖는 캠샤프트가 연결된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 적용되는 회전링은 상기 회전축과 동축상에 배치된 회전커플링과 연결되고, 상기 회전커플링은 상기 회전축의 외경부에서 유압으로 직동 작동하는 클램프용 피스톤의 작동 방향에 따라 상기 X축 슬라이더에 고정된 고정커플링과 치형으로 연결/해제되어 상기 인텍스 테이블의 클램프/언클램프가 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 B축 인덱스 유니트의 조립 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 B축 인덱스유니트의 상면도로서 캠팔로워과 캠샤프트의 조립상태도이고, 도 7은 캠팔로워의 백래쉬 조정 전,후 상태도이다.

본 발명에 따른 B축 인덱스 유니트는 종래 도면 도3에서와 같이 복합가공기의 왕복대(30)에 탑재된 X축 슬라이더(40)에 밀링스핀들(100)과 연결되는 인덱스테 이블(100)이 도 5와 같이 회전축(250)에 연결되어 도 6과 같이 서보모터(184)에 의해 일정한 분할 각도로 회전할 수 있게 되어 있다. 이때 회전축(250)은 밀링스핀들(100)의 회전 중심이 되는 C축을 형성하고, 서보모터(184)의 구동축 방향과 회전축(250)의 방향은 서로 직각을 이룬다.

상기 인덱스 테이블(100)은 X축 슬라이더(40)에 베어링(160)으로 회전가능하게 지지된 회전링(170)과 볼트(B1)로 체결되어 있고, 상기 회전축(250)은 X축 슬라이더(40)에 볼트(B2)로 고정된 고정축(150)의 내측에 배치된 베어링(260)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

따라서 인덱스 테이블(100)은 회전링(170)이 회전되면 베어링(160,260)에 지지를 받으면서 X축 슬라이더(40)에서 회전하게 되어 있다.

이때 회전링(170)을 멈춤시키기 위한 수단으로는, 유압으로 작동되며 치형(202a)을 갖는 클램프용 피스톤(202)이 회전축(250)과 회전링(170)의 사이에 개재되고, 클램프용 피스톤(202)은 유압의 작동방향에 따라 직선방향으로 이동동작하여 회전커플링(222)과 고정커플링(212)에 동시에 이물림결합 또는 해제가능하게 되어 있다. 이때 회전커플링(222)과 고정커플링(212)은 클램프용 피스톤(202)과 이맞림하는 치형을 갖고 있으며, 회전커플링(220)은 회전링(170)에 연결되어 있고 고정커플링(212)은 X축 슬라이더(40)에 고정되어 있다.

따라서 클램프용 피스톤(202)이 클램프/언클램프 동작하여 고정커플링(212)과 회전커플링(222)에 이맞물림되거나 해제되면 인덱스 테이블(100)도 이에 따라 고정되거나 해제된다. 도 5는 클램프용 피스톤(202)이 클램프 위치로 이동하여 인 덱스 테이블(100)이 클램프 되어 있는 상태를 나타내고 있다.

상기 회전링(170)에는 도 6고 같이 원주상에 15도 간격으로 모두 24개의 캠팔로워(300)가 설치되어 있고, 상기 캠팔로워(300)에는 캠샤프트(320)의 외주면에 나선형으로 형성된 캠홈(321)이 결합되어 있고, 상기 캠샤프트(320)는 플렉시블 커플링(183)을 매개로 서보모터(184)에 직결되어 있다.

상기 캠샤프트(320)는 길이방향으로 플렉시블 커플링(183)이 허용하는 범위에서 미세 이동가능하게 설치되고 양단에 베어링(181,181)으로 회전 가능하게 지지되어 있다.

또한 캠샤프트(320)는 양단에 배치된 베어링(181,181)의 외륜에 접촉되어 베어링(181,181)을 축방향으로 지지하고 있는 캠샤프트 조정캡(325)에 의해 축방향으로 미세 이동조정이 가능하게 되어 있다. 이때 캠샤프트 조정캡(325)은 X축 슬라이더(40)에 장착된 원통형 슬리브(328)에 나사결합되어 축방향으로 이동가능하게 되어 있다.

여기서 캠팔로워(300)는 도 7과 같이 회전링(170)에 결합된 베어링축(301)과 베어링축(301)에 회전가능하게 삽입된 베어링(302)으로 구성되어 있고, 상기 캠샤프트(320)와 회전링(170)은 직각방향으로 배치되어 있다.

따라서 서보모터(184)의 회전방향에 따라 캠팔로워(300)가 캠홈(321)을 따라 원주방향으로 이동하므로 회전링(170)도 일체로 C축을 중심으로 회전이 일어나게 되어 있다.

이때 도 7과 같이 캠팔로워(300)와 캠홈(321)과의 사이에 백래쉬(331)가 발 생되면, 백래쉬 조정캡(325)으로 캠샤프트(320)를 화살표 "D"방향으로 미세 이동시켜 캠팔로워(300)가 캠홈(321)의 벽면에 접촉되도록 하므로서 백래쉬(331)를 도7의 (나)와 같이 '0(제로)'화시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 복합가공기의 B축 인덱스 유니트은 다음과 같이 동작되면서 회전과 분할이 이루어지고 백래쉬를 조정하거나 방지할 수 있다.

먼저, 도 5에서 클램프용 피스톤(202)이 상승하여 언클램프 위치로 조작되면 회전커플링(222)과 고정커플링(212)의 이물림 연결이 해제되어 인덱스 테이블(100)이 회전 가능한 상태가 된다.

이 상태에서 서보모터(184)가 지령된 각도로 회전 구동되면, 캠샤프트(320)에 수직으로 맞물려 있는 캠팔로워(300)가 나선형의 캠홈(321)을 따라 B축을 중심으로 원주방향으로 이동하고, 이에 의해 회전링(170)과 연결된 인텍스 테이블(100)이 소정의 각도로 회전하여 B축의 분할 회전이 이루어진다.

이같이 하여 서보모터(184)에 연속된 각도 지령을 내리면 B축도 연속적으로 회전제어가 가능하므로, 인덱스 테이블(100)에 장착된 밀링스핀들(50)에 공구가 장착되면 밀링 절삭작업이 가능해진다.

이때 캠팔로워(300)와 캠홈(321)과의 사이에 도 7의 (가)와 같이 백래쉬(331)가 발생되면, 백래쉬 조정캡(325)을 조작하여 화살표 "D"방향으로 밀어넣으면 캠샤프트(320)가 이동하여 캠팔로워(300)와 캠홈(321)이 2면 이상 접촉되어 도7의 (나)와 같이 백래쉬를 없애게 된다.

또한, 캠팔로워(300)의 베어링(302)은 구름운동하면서 캠홈(321)과 접촉하므 로 마모를 방지할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 B축 인덱스 유니트에 따르면, 구동모터의 회전력을 직각으로 맞물리는 링기어에 캠팔로워와 캠샤프트의 이맞물림으로 구성하므로서, 캠팔로워가 구름접촉하면서 이맞물림을 유지하므로 마모를 방지할 수 있고, 백래쉬 조정캡으로 캠샤프트를 이동시켜 백래쉬를 제로화시킬 수 있어 정밀한 각도 분할을 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 복합가공기의 왕복대(30)에 지지된 X축 슬라이더(40)상에 밀링스핀들(50)을 구비하며 상기 밀링스핀들(50)은 회전축(250)에 연결된 인덱스 테이블(100)에 의해 분할 회전되는 B축 인덱스장치에 있어서,

   상기 인덱스 테이블(100)에 연결됨과 동시에 상기 X축 슬라이더(40)에 회전 가능하게 지지된 회전링(170)의 원주상에 일정 간격으로 다수개의 캠팔로워(300)가 설치되고,

   상기 인덱스 테이블(100)과 직교되는 회전방향에서 구동되는 서보모터(184)를 구비하고,

   상기 서보모터(184)의 출력단에는 상기 X축 슬라이더(40)에 회전가능하게 지지되고 커플링(183)을 매개로 원주면에 상기 캠팔로워(300)와 이맞물림되는 나선형의 캠홈(321)을 갖는 캠샤프트(320)가 연결된 것을 특징으로 하는 복합가공기의 B축 인덱스장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 회전링(170)은 상기 회전축(250)과 동축상에 배치된 회전커플링(222)과 연결되고, 상기 회전커플링(222)은 상기 회전축(250)의 외경부에서 유압으로 직동 작동하는 클램프용 피스톤(200)의 작동 방향에 따라 상기 X축 슬라이더(40)에 고정된 고정커플링(212)과 치형으로 연결/해제되어 상기 인텍스 테이블(100)의 클램프/ 언클램프가 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 복합가공기의 B축 인덱스장치.

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