KR101518061B1 - 타원가공이 가능한 공작기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타원가공이 가능한 공작기계에 관한 것으로, 공작기계(1)의 한쪽에 설치되어 척(2)을 회전시키는 스핀들(3), 공작기계(1)의 한쪽에 Z축 방향으로 선형 이동하는 Z축 슬라이더(5a), 상술한 Z축 슬라이더(6a)의 상측에 배치되어 X축 방향으로 선형 이동하는 X축 슬라이더(6a), X축 슬라이더(6a)의 한쪽에 설치되는 터릿 바디(20), 터릿 바디(20)의 한쪽에 설치되어 스핀들(3)과 동기제어 되는 서보모터(25) 및 터릿 바디(20)의 선단부에 설치되고 서보모터(25)의 구동에 의해 Y축 방향으로 선형 이동되는 툴 홀더(22)를 포함한다.

타원가공, 터릿, 볼 스크루, 툴 홀더, 서보모터

Description

타원가공이 가능한 공작기계{Machine tool that oval processing is available}

본 발명은 정밀 타원가공이 가능한 공작기계에 관한 것으로, 특히 터닝센터에서 타원 형상의 공작물을 가공하기 위하여 터릿을 주축 스핀들과 동기 제어하여 공작물을 타원 형상으로 가공하도록 개선된 구조의 공작기계에 관한 것이다.

종래 공작기계(1)는 도 1에서 도시된 바와 같이, 공작물(W)을 척(2)에 장착하고 스핀들(3)이 회전하며, 고정 위치의 터릿(4)에 장착된 공구에 의해 가공된다.

이때 Z축 방향으로의 위치 조정은 Z축 서보모터(5)에 의해 수행되고, X축 방향으로의 위치 조정은 X축 서보모터(6)에 의해 각각 수행된다.

더욱 상세하게는 상술한 공작기계(1)의 한쪽에 설치되어 척(2)을 회전시키는 스핀들(3)과, 상술한 공작기계(1)의 한쪽에 Z축 방향으로 선형 이동하는 Z축 슬라이더(5a)와 상술한 Z축 슬라이더(5a)의 상측에 배치되어 X축 방향으로 선형 이동하는 X축 슬라이더(6a) 및 상술한 X축 슬라이더(6a)의 일측에 상술한 터릿(4)이 설치되는 것이다.

즉, 상술한 Z축 슬라이더는 Z축 서보모터(5)에 의해 구동되고, 상술한 X축 슬라이더(6a)는 X축 서보모터(6)에 의해 구동되는 것이다.

그러나 이러한 종래의 툴 고정형 공작기계로는 원형 형상의 공작물은 가공할 수 있지만, 피스톤과 같은 정밀 타원 형상의 공작물은 가공할 수 없다.

따라서 종래에는 소재를 별도의 공작기계들에서 여러 공정에 의해 타원 형상으로 가공할 수 있어서 생산성이 낮은 문제점이 있었다.

이에 대하여 국내 특허 공고 제1-0227183호에는 다축 피스톤 가공기가 개발되기도 하였으나, 이러한 다축 피스톤 가공기는 매우 복잡하고 비용이 많이 드는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 정밀 타원 가공을 위한 종래 공작기계의 문제점을 해소하기 위하여 터릿 바디가 Y축 방향으로 주축 스핀들과 동기 제어되는 정밀 타원 형상의 가공을 할 수 있는 공작기계를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 타원가공이 가능한 공작기계는, 공작기계(1)의 한쪽에 설치되어 척(2)을 회전시키는 스핀 들(3); 상기 공작기계(1)의 한쪽에 Z축 방향으로 선형 이동하는 Z축 슬라이더(5a); 상술한 Z축 슬라이더(6a)의 상측에 배치되어 X축 방향으로 선형 이동하는 X축 슬라이더(6a); 상기 X축 슬라이더(6a)의 한쪽에 설치되는 터릿 바디(20); 상기 터릿 바디(20)의 한쪽에 설치되어 상기 스핀들(3)과 동기제어 되는 서보모터(25); 및 상기 터릿 바디(20)의 선단부에 설치되고 상기 서보모터(25)의 구동에 의해 Y축 방향으로 선형 이동되는 툴 홀더(22);를 포함한다.

본 발명에 따라 터릿의 툴 홀더를 서보모터에 의해 Y축 방향으로, 스핀들에 동기식으로 제어됨으로써 기존의 X-Z축 방향 서보모터와 함께 스핀들의 척에 장착된 소재에 정밀한 타원가공을 할 수 있어서 작업생산성이 향상되고, 품질 향상이 이루어진다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하고 종래의 구성과 동일한 구성요소에 대하여 동일한 부호를 부여하고 그에 따른 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 의한 정밀 타원가공이 가능한 공작기계의 개략적인 평면도로서, 공작물(W)이 척(2)에 장착되고 스핀들(3)에 의해 회전되며 터릿 바디(20)에 제공된 툴 홀더(21)에 장착된 공구에 의해 절삭 가공된다.

이때, Z축 방향 서보모터(5)와 X축 방향 서보모터(6)에 의해 Z-X축 방향으로 제어되는 구성은 종래와 같다.

본 발명에 따라 상기 툴 홀더(21)는 터릿 바디(20)에서 서보모터(25)에 의해 Y축 방향으로 이동가능하게 제공되며, 이에 대한 상세 구조가 도 3에 상세히 도시되어 있다.

터릿 바디(20)는 관형체로서 그 내부에 공구(22)가 외측 단부에 장착되는 툴 홀더(21)가 Y축 방향으로 슬라이드될 수 있으며, 이러한 툴 홀더의 슬라이드를 지지하도록 가이드부재(23)가 외측을 감싸도록 제공된다.

상기 툴 홀더(21)의 내측 단부는 볼 스크루(24)의 일단부에 연결되고, 볼 스크루의 타단부는 Y축 서보모터(25)에 의해 구동되어 Y축 방향으로 툴 홀더의 위치를 제어한다.

또한, 상기 볼 스크루(24)는 터릿 바디(20) 내부에서 지지부재(26)에 의해 베어링(27)으로 회전가능하게 지지된다.

상기 Y축 서보모터(25)는 스핀들(3)과 동기제어되며 Y축 서보모터가 구동하면 볼 스크루가 회전되고, 이에 따라 툴 홀더(21)가 외측으로 전진하거나 내측으로 후퇴하게 되어 툴 홀더에 장착된 툴(22)이 Y축 방향으로 이동될 수 있게 되므로, 한 공작기계에서 다양한 형상의 타원가공을 정밀하게 수행할 수 있게 된다.

특히. 상술한 스핀들(3)과 Y축 서보모터(25)가 동기제어됨으로써 타원 형상이 외에도 더욱 복잡한 형상을 가공할 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따라 기존의 X-Z축 방향 서보모터들에 의해 터릿을 X-Z 방향으로 구동하는 구성에 Y축 방향 구동 서보모터를 구비하고 스핀들에 동기 구동되게 함으로써 간편하고 다양한 타원가공을 정밀하게 수행할 수 있게 된다.

도 1은 종래 X-Z축 방향 구동 서보모터를 구비한 공작기계의 개략적인 구성도.

도 2는 본 발명에 따라 X-Y-Z 축 방향 구동 서보모터를 구비한 공작기계의 개략적인 구성도.

도 3은 도 2의 터릿 바디에 장착된 툴 홀더를 서보모터에 의해 Y축 방향으로 이동가능도록 하는 상세 구성을 보여주는 부분 확대도.

Claims (3)

1. 공작기계(1)의 한쪽에 설치되어 척(2)을 회전시키는 스핀들(3);

   상기 공작기계(1)의 한쪽에 Z축 방향으로 선형 이동하는 Z축 슬라이더(5a);

   상술한 Z축 슬라이더(5a)의 상측에 배치되어 X축 방향으로 선형 이동하는 X축 슬라이더(6a);

   상기 X축 슬라이더(6a)의 한쪽에 설치되는 터릿 바디(20);

   상기 터릿 바디(20)의 한쪽에 설치되어 상기 스핀들(3)과 동기제어 되는 Y축 서보 모터(25);

   상기 터릿 바디(20)의 선단부에 설치되고 상기 서보모터(25)의 구동에 의해 Y축 방향으로 선형 이동되는 툴 홀더(21);

   상기 툴 홀더(21)가 Y축 방향으로 슬라이드 지지될 수 있도록 상기 터릿 바디(20)의 내부에서 툴 홀더(21)의 외측을 감싸도록 설치되는 가이드부재(23);

   상기 툴 홀더(21)의 일측 단부와 일단부가 연결되고 타단부는 Y축 서보모터(25)에 연결 구동되는 볼 스크루(24);

   상기 볼 스크루(24)를 터릿 바디(20) 내부에서 지지하는 지지부재(26); 및

   상기 지지부재(26)와 상기 볼 스크루(24)사이에 개재되어 볼 스크루(24)를 회전지지하는 베어링(27);

   을 포함하는 타원가공이 가능한 공작기계.
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