KR102105719B1 - 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트 - Google Patents

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강효석
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Abstract

본 발명은 회전축(A)을 중심으로 회전하는 램 스핀들(2)을 구비하는 공작기계에 있어서 상기 램 스핀들(2)의 일단에 탈착 가능하게 결합되는 고정부(110)와 상기 고정부(110)의 하부에 회전가능하게 결합되는 회전부(120)를 구비하는 회전 바디부(100); 상기 회전 바디부(100)의 하단부에 형성되고, 상기 회전축(A)을 중심으로 서로 대칭되도록 좌측부(210)와 우측부(220)에 각각 설치되는 틸팅 유닛(230)을 구비하는 틸팅 바디부(200); 및 내부에 상기 회전축(A)과 동일선상에 형성되는 회전축(C)을 중심으로 회전 가능한 회전 샤프트(310)와 상기 회전 샤프트(310)를 회전시키기 위해 상기 회전 샤프트(310)의 외주연에 설치되는 작동 유닛(320)을 구비하고, 상기 틸팅 유닛(230)에 의해 틸팅축(B)을 중심으로 틸팅되는 스핀들 헤드부(300); 및 상기 회전 바디부(100)의 회전부(120)와 상기 틸팅 바디부(200) 사이에 설치되어 상기 램 스핀들(2)의 회전동력으로 상기 회전부(120)를 회전시키는 회전 유닛(130);을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트에 관한 것이다.

Description

공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트{Universal head attachment for machine tool}
본 발명은 유니버설 헤드 어태치먼트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 램 스핀들의 회전동력으로 스핀들 헤드부의 회전 샤프트를 회전시키는 것이 아니라, 램 스핀들의 회전동력을 전달받은 회전 유닛으로 회전 바디부의 회전부를 회전시킴에 따라 유니버설 헤드 어태치먼트의 소형화 및 경량화를 도모하고, 회전부의 회전시에 발생하는 백래쉬를 감소시킴에 따라 잔류 진동발생을 최소화 및 공작물의 가공정밀도를 향상하며, 가공영역을 증가시킬 수 있는 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트에 관한 것이다.
터닝센터, 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.
오늘날의 대부분의 공작기계는 수치제어(numerical control, NC) 장치에 컴퓨터의 기능을 추가하여 자동으로 3차원 가공을 할 수 있는 CNC(computerized numerical control) 장치를 구비하고 있다.
일반적으로 공작기계의 한 종류인 문형 머시닝센터(double colum type machine center)란 단순한 가공을 담당하는 선반 장치와 다르게 3차원 형상을 다수의 헤드 어태치먼트(head attachment)를 교환하여 직접가공하는 장치를 말한다.
이러한 문형 머시닝센터는 다양한 형상의 공작물을 다양한 공간과 각도에서 가공하기 위해 램 스핀들에 유니버설 헤드 어태치먼트를 탈착 가능하게 장착할 수 있다.
일반적으로 유니버설 헤드 어태치먼트란 다양한 3차원 가공을 위해 공구를 수직방향이나 수평방향에서 어느 각도로도 자유롭게 움직일 수 있는 회전 2축이 가능한 스핀들을 구비한 장치를 의미한다.
공구가 유니버설 헤드 어태치먼트의 선단에 장착되고, 공구를 견고하게 장착하기 위해 필요한 경우 유니버설 헤드 어태치먼트의 선단에 툴 포트가 형성될 수 있다.
도 1은 종래 공작기계의 사시도를 나타낸다. 도 1에 도시된 것처럼 종래 공작기계(1), 특히 문형 머시닝센터는 베드가 지면에 설치되고, 베드의 상부에 테이블이 설치된다. 한 쌍의 칼럼(6)이 베드의 양측에 지면에 수직으로 설치된다. 한 쌍의 칼럼(6)의 상부에 크로스 레일(5)이 설치된다. 크로스 레일(5)에 새들(4)이 좌우로 이동가능하도록 설치된다. 새들(4)의 하부에 상하로 이동가능하도록 램 스핀들(2)이 설치되고, 램 스핀들(2)은 새들(4)에 의해 상하이동될 수 있다. 램 스핀들(2)의 일단에 유니버셜 헤드 어태치먼트(3)가 탈착 가능하게 설치된다. 제어부(7)는 CNC를 통해 공작기계를 제어하게 된다. 이러한 제어부(7)를 통해 미리 입력된 형태의 3차원 제품을 가공할 수 있게 된다.
도 2는 종래 유니버설 헤드 어태치먼트(3)의 스핀들 헤드부의 회전 상태의 개념 사시도를 나타낸다. 도 2에 도시되지는 않았지만, 종래 유니버설 헤드 어태치먼트(3)는 회전축(A)을 중심으로 회전하는 램 스핀들의 회전동력에 의해 스핀들 헤드부를 회전시켰다.
이처럼, 종래 유니버설 헤드 어태치먼트(3)는 스핀들 헤드부를 램 스핀들의 회전동력으로 회전시키기 위해 각종 유닛을 유니버설 헤드 어태치먼트에 설치해야 함에 따라, 종래 유니버설 헤드 어태치먼트(3)의 길이와 폭이 증가하여 유니버설 헤드 어태치먼트의 소형화 및 경량화를 도모할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 종래 유니버설 헤드 어태치먼트는 램 스핀들의 끝단에 장착되고, 유니버설 헤드 어태치먼트 자체의 길이와 폭이 상대적으로 크고, 중량이 무거워서 오버행(overhang) 증대에 따른 굽힘 강성이 감소하는 문제점이 있었다.
더욱이, 종래 유니버설 헤드 어태치먼트는 길이와 폭이 상대적으로 증가된 상태로 공작물의 가공이 이루어짐에 따라 잔류 진동의 발생량이 증가되고, 이에 따라 공작물의 가공 정밀도가 현저히 저감되는 문제점이 있었다.
게다가, 종래 유니버설 헤드 어태치먼트는 소형화를 도모할 수 없어, 가공영역이 감소되어 상대적으로 큰 가공영역을 필요로 하는 대형 공작물을 가공할 수 없는 문제점이 있었다.
대한민국 특허공개공보 제10-2011-0049333호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 램 스핀들의 회전동력으로 스핀들 헤드부의 회전 샤프트를 회전시키는 것이 아니라 램 스핀들의 회전동력을 전달받은 회전 유닛으로 회전 바디부의 회전부를 회전시킴에 따라 유니버설 헤드 어태치먼트의 소형화 및 경량화를 도모하고, 제1 유성기어 박스의 커버에 형성된 한 쌍의 제1 그루브와 한 쌍의 제2 그루브 및 하우징에 형성된 쐐기를 통해 유성기어의 예압을 조정함으로써 회전부의 회전시에 발생하는 백래쉬를 감소시켜 진동발생을 최소화 및 공작물의 가공정밀도를 향상시킬 수 있는 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트는 회전축을 중심으로 회전하는 램 스핀들을 구비하는 공작기계에 있어서 상기 램 스핀들의 일단에 탈착 가능하게 결합되는 고정부와 상기 고정부의 하부에 회전가능하게 결합되는 회전부를 구비하는 회전 바디부; 상기 회전 바디부의 하단부에 형성되고, 상기 회전축을 중심으로 서로 대칭되도록 좌측부와 우측부에 각각 설치되는 틸팅 유닛을 구비하는 틸팅 바디부; 및 내부에 상기 회전축과 동일선상에 형성되는 회전축을 중심으로 회전 가능한 회전 샤프트와 상기 회전 샤프트를 회전시키기 위해 상기 회전 샤프트의 외주연에 설치되는 작동 유닛을 구비하고, 상기 틸팅 유닛에 의해 틸팅축을 중심으로 틸팅되는 스핀들 헤드부; 및 상기 회전 바디부의 회전부와 상기 틸팅 바디부 사이에 설치되어 상기 램 스핀들의 회전동력으로 상기 회전부를 회전시키는 회전 유닛;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 회전 유닛은 상기 회전축과 동일선상에 위치하도록 상기 회전부의 일부에 형성되고, 상기 램 스핀들의 회전동력에 의해 회전하는 회전축; 상기 회전축에 설치되어 상기 회전축의 회전력에 의해 회전하는 선 기어; 상기 선 기어와 동심을 갖도록 설치되는 링 기어; 및 상기 회전축을 중심으로 서로 마주하도록 설치되는 제1 유성기어 박스와 제2 유성기어 박스;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 회전 유닛의 제1 유성기어 박스는 하우징; 상기 하우징의 내부에 설치되는 유성기어 회전축; 상기 선 기어에는 외접하고 상기 링 기어에는 내접하면서 기어 물림 되도록 상기 유성기어 회전축에 설치되는 제1 유성기어; 상기 하우징의 상단부에 결합되는 커버; 및 상기 하우징의 일측에 형성된 쐐기;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 회전 유닛의 제2 유성기어 박스는 하우징; 상기 하우징의 내부에 설치되는 유성기어 회전축; 상기 선 기어에는 외접하고 상기 링 기어에는 내접하면서 기어 물림 되도록 상기 유성기어 회전축에 설치되는 제2 유성기어; 및 상기 하우징의 상단부에 결합되는 커버;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 제1 유성기어 박스의 커버는 상기 유성기어 회전축에 대해 서로 대칭되도록 상기 커버에 형성되는 한 쌍의 제1 그루브; 및 상기 유성기어 회전축에 대해 서로 대칭되고, 상기 한 쌍의 제1 그루브에 대해 상기 커버의 외측으로 이격되도록 상기 커버에 형성되는 한 쌍의 제2 그루브;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 제1 유성기어 박스의 하우징과 커버 및 제2 유성기어 박스의 하우징과 커버는 상기 제1 유성기어와 제2 유성기어가 상기 링 기어에 내접하는 부분은 굴곡지게 형성되고, 상기 제1 유성기어와 제2 유성기어가 상기 선 기어에 외접하는 부분은 편평하게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트의 바람직한 다른 실시예에서, 제1 유성기어와 상기 제2 유성기어는 상기 회전축을 중심으로 서로 대칭되도록 설치될 수 있다.
본 발명에 의한 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트는 램 스핀들의 회전동력을 전달받은 회전 유닛으로 스핀들 헤드부가 아닌 회전 바디부의 회전부를 회전시킴에 따라 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트의 길이와 폭을 축소하여 소형화 및 경량화를 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트는 소형화 및 경량화에 따라 가공영역을 증가시켜 대형 공작물도 원활하게 가공할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 의한 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트는 회전 유닛의 제1 유성기어 박스의 커버에 형성된 한 쌍의 제1 그루브와 제2 그루브 및 하우징에 형성된 쐐기에 의해 제1 유성기어의 예압을 조절함에 따라 백래쉬 및 진동 발생을 최소화하고, 이에 따라 공작물의 가공정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 공작기계의 사시도를 나타낸다.
도 2는 종래 유니버설 헤드 어태치먼트의 스핀들 헤드부의 회전 상태의 개념 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 의한 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트가 램 스핀들에 장착된 상태의 사시도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유니버설 헤드 어태치먼트의 정면도를 나타낸다.
도 5는 도 4에 도시된 유니버설 헤드 어태치먼트의 단면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유니버설 헤드 어태치먼트에 설치된 회전 유닛의 개념도를 나타낸다.
도 7은 도 6에서 제1 유성기어 박스의 커버와 제2 유성기어 박스의 커버가 제거된 상태의 개념도를 나타낸다.
도 8은 도 6에 도시된 유니버설 헤드 어태치먼트의 회전 유닛의 제1 유성기어 박스의 사시도를 나타낸다.
도 9는 도 6에 도시된 유니버설 헤드 어태치먼트의 회전 유닛의 제2 유성기어 박스의 사시도를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 부호를 가지도록 하고 있다.
도 3은 본 발명에 의한 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트(10)가 램 스핀들에 장착된 상태의 사시도를 나타내고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유니버설 헤드 어태치먼트(10)의 정면도를 나타낸다. 도 5는 도 4에 도시된 유니버설 헤드 어태치먼트(10)의 단면도를 나타낸다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 의한 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트(10)를 설명한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트(10)는 회전 바디부(100), 틸팅 바디부(200), 스핀들 헤드부(300), 및 회전 유닛(130)으로 이루어진다.
공작기계, 특히 문형 머시닝센터에서 램 스핀들(2)이 새들의 하부에 상하로 이동가능하게 설치된다. 도면에 도시되지는 않았지만, 램 스핀들(2)은 새들에 설치된 구동원인 서보모터 등에 의해 상하로 이동될 수 있다. 또한, 램 스핀들(2)은 회전축(A)을 중심으로 회전한다.
회전 바디부(100)는 램 스핀들에 결합되어 회전하지 않는 고정부(110)와 회전하는 회전부(120)를 구비한다. 고정부(110)는 램 스핀들(2)의 하단부에 탈착 가능하게 결합된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고정부(110)는 고정부(110)의 상단부에 형성된 스터드 볼트가 램 스핀들의 하단부에 체결되는 형태로 결합될 수 있다.
회전 바디부(100)의 회전부(120)는 고정부(110)의 하부에 회전가능하게 결합된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 고정부(110)와 회전부(120)는 일체로 형성될 수도 있다.
틸팅 바디부(200)는 회전 바디부(100)의 하부에 형성된다. 더욱 바람직하게는 틸팅 바디부(200)는 회전 바디부(100)의 회전부(120) 하단부에 형성된다. 틸팅 바디부(200)는 회전축(A)을 중심으로 서로 대칭되도록 형성된 좌측부(210)와 우측부(220)를 구비한다. 또한, 틸팅 바디부(200)는 좌측부(210)와 우측부(220) 사이에 스핀들 헤드부(30)를 체결하기 위한 공간부를 구비한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 틸팅 바디부(200)는 회전 바디부(100)의 회전부(120)와 일체로 형성될 수도 있다. 즉, 회전 바디부(100)의 회전부(120)가 회전하면 틸팅 바디부(200)도 동시에 회전하도록 형성된다.
틸팅 바디부(200)의 좌측부(210)와 우측부(220)는 스핀들 헤드부(300)를 틸팅하기 위한 틸팅 유닛(230)을 각각 구비한다. 즉, 2개의 틸팅 유닛(230)이 회전축(D)을 중심으로 서로 대칭되도록 좌측부(210)와 우측부(220)에 각각 1개씩 총 2개가 설치된다. 이에 따라, 본 발명에 의한 유니버설 헤드 어태치먼트(10)의 스핀들 헤드부(300)는 틸팅 바디부(200)의 좌측부(210)와 우측부(220)에 회전축(A)을 중심으로 대칭되도록 각각 설치되는 총 2개의 틸팅 유닛(230)에 스핀들 헤드부의 좌우측이 균일하게 틸팅됨에 따라 진동을 최소화하여 공작물의 가공정밀도를 향상시킬 수 있다.
스핀들 헤드부(300)는 회전 바디부(100)의 회전축(A)과 동일선상에 형성되는 회전축(C)을 중심으로 회전 가능한 회전 샤프트(310)를 스핀들 헤드부(300)의 내부에 구비한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 회전 샤프트(310)의 선단에 툴 포트가 형성되고, 이러한 툴 포트에 공구(tool)가 장착되어 공작물을 가공하게 된다.
또한, 스핀들 헤드부(300)는 회전 샤프트(310)를 회전시키기 위해 스핀들 헤드부(300)의 내부와 회전 샤프트(310)의 외주연 상에 설치되는 작동 유닛(320)을 구비한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 작동 유닛(320)과 회전 샤프트(310)의 사이에 베어링이 추가로 설치될 수 있다. 이에 따라 작동 유닛(320)의 회전동력을 회전 샤프트(310)에 원활하게 전달할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 작동 유닛(320)은 빌트인 모터(built-in motor)로 형성될 수 있다.
스핀들 헤드부(300)는 틸팅 바디부(200)의 좌측부(210)와 우측부(220)의 사이에 형성된 틸팅 바디부(200)의 공간부에서 틸팅축(B)을 중심으로 틸팅되도록 틸팅 가능하게 결합된다.
회전 유닛(130)이 회전 바디부(100)의 회전부(120)와 틸팅 바디부(200) 사이에 설치된다. 회전 유닛(130)은 회전축(A)을 중심으로 회전하는 램 스핀들(2)의 회전동력을 전달받아 스핀들 헤드부(300)의 회전 샤프트(310)가 아닌 회전 바디부(100)의 회전부(120)를 회전시키고, 이에 따라 틸팅 바디부(200)도 회전하게 된다.
따라서, 본 발명에 의한 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트(10)는 스핀들 헤드부(300)로 램 스핀들(2)의 회전동력을 전달하기 위해 설치되는 별도의 동력전달유닛을 유니버설 헤드 어태치먼트(10)에 설치할 필요가 없어 유니버설 헤드 어태치먼트의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있고, 가공영역을 증가시켜 대형 공작물도 원활하게 가공할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유니버설 헤드 어태치먼트(10)에 설치된 회전 유닛(130)의 개념도를 나타내고, 도 7은 도 6에서 제1 유성기어 박스(170)의 커버(172)와 제2 유성기어 박스(180)의 커버(182)가 제거된 상태의 개념도를 나타낸다.
도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트(10)에 설치되는 회전 유닛(130)을 설명한다. 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 공작기계용 유니버설 어태치먼트(10)에 설치되는 회전 유닛(130)은 회전축(140), 선 기어(150, sun gear), 링 기어(160, ring gear), 및 제1 유성기어 박스(170)와 제2 유성기어 박스(180)로 이루어진다.
회전축(140)은 램 스핀들(2)의 회전축(A)과 동일선상에 위치하도록 회전부(120)와 틸팅 바디부(200)를 관통하여 설치된다. 회전축(140)은 램 스핀들(2)의 회전동력에 의해 회전한다.
선 기어(150)가 회전축(140)에 삽입된 형태로 설치된다. 선 기어(150)는 회전축(140)의 회전력에 의해 회전된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 선 기어(150)는 회전축(140)과 일체로 형성될 수 있다.
링 기어(160)가 선 기어(150)와 회전축(140)을 중심으로 동심을 갖도록 회전 바디부(100)의 회전부(120)와 틸팅 바디부(200)의 사이에 설치된다.
제1 유성기어 박스(170)와 제2 유성기어 박스(180)가 회전축(140)을 중심으로 서로 마주하도록 설치된다. 즉, 제1 유성기어 박스(170)와 제2 유성기어 박스(180)는 회전축(140)을 중심으로 서로 180도가 되도록 설치된다.
이에 따라, 회전 유닛(130)은 램 스핀들의 회전동력을 증가시키거나 감소시키고, 동력전달효율을 극대화하며, 회전부(120)의 회전시에 발생하는 백래쉬를 제거하여 회전부의 정밀한 회전을 구현함에 따라 공작물의 가공정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
도 8은 도 6에 도시된 유니버설 헤드 어태치먼트(10)의 회전 유닛(130)의 제1 유성기어 박스(170)의 사시도를 나타내고, 도 9는 도 6에 도시된 유니버설 헤드 어태치먼트(10)의 회전 유닛(130)의 제2 유성기어 박스(180)의 사시도를 나타낸다.
도 7 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 회전 유닛(130)을 구성하는 제1 유성기어 박스(170)를 설명한다. 본 발명에 의한 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트(10)의 회전 유닛(130)의 제1 유성기어 박스(170)는 하우징(171), 유성기어 회전축(173), 제1 유성기어(174), 커버(172), 및 쐐기(177)로 이루어진다.
하우징(171)은 제1 유성기어 박스(170)의 바닥면과 양 측면을 형성하고, 내부에 유성기어 회전축(173)과 제1 유성기어(174)가 설치될 수 있는 공간부를 제공한다. 하우징(171)의 바닥면과 양 측면은 일체로 형성될 수도 있고, 3개의 브라켓 형태의 조각을 용접, 볼트체결 등과 같은 공지의 결합수단에 의해 결합된 형태로 형성될 수 있다.
유성기어 회전축(173)이 하우징(171)의 내부에 설치된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 유성기어 회전축(173)은 하우징(171)의 바닥면의 중앙에 고정설치된다.
제1 유성기어(174)가 선 기어(150)에는 외접하고 링 기어(160)에는 내접하면서 기어 물림 되도록 유성기어 회전축(173)에 삽입설치된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 제1 유성기어(174)는 유성기어 회전축(173)과 일체로 형성될 수 있다.
커버(172)가 볼트체결 또는 용접과 같은 공지의 체결수단에 의해 하우징(171)의 상단부에 결합된다.
쐐기(177)가 하우징(171)의 일측에 형성된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 쐐기(177)는 사다리꼴 형태로 커버(172)에서 하우징의 바닥면을 향해 유성기어 회전축(173)에 가까운 방향으로 테이퍼진 형상을 갖도록 형성된다.
도 7 및 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에서 회전 유닛(130)을 구성하는 제2 유성기어 박스(180)를 설명한다. 본 발명에 의한 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트(10)의 회전 유닛(130)의 제2 유성기어 박스(180)는 하우징(181), 유성기어 회전축(183), 제1 유성기어(184), 및 커버(182)로 이루어진다.
하우징(181)은 제2 유성기어 박스(180)의 바닥면과 양 측면을 형성하고, 내부에 유성기어 회전축(183)과 제2 유성기어(184)가 설치될 수 있는 공간부를 제공한다. 하우징(181)의 바닥면과 양 측면은 일체로 형성될 수도 있고, 3개의 브라켓 형태의 조각을 용접, 볼트체결 등과 같은 공지의 결합수단에 의해 결합된 형태로 형성될 수 있다.
유성기어 회전축(183)이 하우징(181)의 내부에 설치된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 유성기어 회전축(183)은 하우징(181)의 바닥면의 중앙에 고정설치된다.
제2 유성기어(184)가 선 기어(150)에는 외접하고 링 기어(160)에는 내접하면서 기어 물림 되도록 유성기어 회전축(183)에 삽입설치된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 제2 유성기어(184)는 유성기어 회전축(183)과 일체로 형성될 수 있다.
커버(182)가 볼트체결 또는 용접과 같은 공지의 체결수단에 의해 하우징(181)의 상단부에 결합된다.
도 7 내지 도 9에 도시된 것처럼, 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트(10)의 회전 유닛(130)을 구성하는 제1 유성기어 박스(170)의 하우징(171)과 커버(172) 및 제2 유성기어 박스(180)의 하우징(181)과 커버(182)는 제1 유성기어(174)와 제2 유성기어(184)가 링 기어(160)에 내접하는 부분은 굴곡지게 형성되고, 제1 유성기어(174)와 제2 유성기어(184)가 선 기어(150)에 외접하는 부분은 편평하게 형성된다. 이에 따라 회전 유닛(130)의 구동시에 기계적인 간섭을 최소화하고, 회전 유닛(130)의 설치 공간을 축소함에 따라 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트(10)의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다.
도 6 내지 도 9에 도시된 것처럼, 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따르면, 제1 유성기어(174)와 제2 유성기어(184)는 회전축(140)을 중심으로 서로 대칭되도록 설치되어, 동력전달효율을 극대화하고, 회전축(140)의 회전시에 백래쉬를 감소시킬 수 있다.
도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트(10)의 회전 유닛(130)의 구성하는 커버(172)는 커버(17)는 한 쌍의 제1 그루브(175, first groove) 및 한 쌍의 제2 그루브(176, second groove)를 포함한다.
한 쌍의 제1 그루브(175)는 유성기어 회전축(173)에 대해 서로 대칭되도록 유성기어 회전축(173)에 인접하게 커버(172)에 형성된다.
한 쌍의 제2 그루브(176)는 유성기어 회전축(173)에 대해 서로 대칭되고, 한 쌍의 제1 그루브(175) 보다 유성기어 회전축(173)에 대해 멀리 떨어지도록 커버(172)에 형성된다. 즉, 제2 그루브(176)는 한 쌍의 제1 그루브(175)에 대해 커버(172)의 외측으로 이격되도록 커버(172)에 형성되고, 제1 그루브(175)의 길이보다 긴 길이를 갖도록 형성된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 한 쌍의 제2 그루브(176)는 유성기어 회전축(173)에 대해 서로 대칭되도록 형성되되, 커버의 중앙을 중심으로도 서로 대칭되게 형성된다.
도 8의 우측에서 좌측으로 쐐기(177)에 의해 예압을 주게 되면 한 쌍의 제1 그루브(175)와 한 쌍의 제2 그루브(176)가 왼쪽으로 축소되면서 유성기어 회전축(173)이 중앙에서 좌측으로 예압만큼 이동하게 된다. 이에 따라 회전 유닛(130)의 구동시에 발생하는 백래쉬를 최소화하여 동력전달효율을 극대화하고, 진동발생을 최소화하여 공작물의 가공정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
도 6 내지 도 9를 참조하여 램 스핀들(2)의 회전축(A)의 회전동력에 따라 회전 바디부(100)의 회전부(120)가 회전하는 원리를 설명한다. 램 스핀들(2)이 회전축(A)을 중심으로 회전하면, 이에 삽입 설치된 회전축(140)이 회전한다. 회전축(140)이 회전하면, 이에 연결된 제1 유성기어 박스(170)의 제1 유성기어(174)와 제2 유성기어 박스(180)의 제2 유성기어(184)가 회전하게 된다. 제1 유성기어(174)와 제2 유성기어(184)의 회전에 의해 링 기어(160)가 회전하게 된다. 링 기어(160)의 회전에 의해 회전 바디부(100)의 회전부(120)가 회전하고, 이에 따라 회전부(120)에 결합된 틸팅 바디부(200)가 회전하게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 변형예와 상기에서 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 첨부된 청구항의 범주내에 속하는 다른 실시예로 확장될 수 있다.
1 : 공작기계, 2 : 램 스핀들,
3 : 유니버설 헤드 어태치먼트, 4 : 새들,
5 : 크로스 레일, 6 : 컬럼,
7 : 조작부,
10 : 유니버설 헤드 어태치먼트, 100 : 회전 바디부,
110 : 고정부, 120 : 회전부,
130 : 회전 유닛, 140 : 회전축,
150 : 선 기어, 160 : 링 기어,
170 : 제1 유성기어 박스, 171 : 하우징,
172 : 커버, 173 : 유성기어 회전축,
174 : 제1 유성기어, 175 : 제1 그루브,
176 : 제2 그루브, 177 : 쐐기,
180 : 제2 유성기어 박스, 181 : 하우징,
182 : 커버, 183 : 유성기어 회전축,
184 : 제2 유성기어,
200 : 틸팅 바디부, 210 : 좌측부,
220 : 우측부, 230 : 틸팅 유닛,
300 : 스핀들 헤드부, 310 : 회전 샤프트,
320 : 작동 유닛,
A : 회전축, B : 틸팅축,
C : 회전축.

Claims (7)

  1. 회전축을 중심으로 회전하는 램 스핀들을 구비하는 공작기계에 있어서,
    상기 램 스핀들의 일단에 탈착 가능하게 결합되는 고정부와 상기 고정부의 하부에 회전가능하게 결합되는 회전부를 구비하는 회전 바디부;
    상기 회전 바디부의 하단부에 형성되고, 상기 회전축을 중심으로 서로 대칭되도록 좌측부와 우측부에 각각 설치되는 틸팅 유닛을 구비하는 틸팅 바디부;
    내부에 상기 회전축과 동일선상에 형성되는 회전축을 중심으로 회전 가능한 회전 샤프트와 상기 회전 샤프트를 회전시키기 위해 상기 회전 샤프트의 외주연에 설치되는 작동 유닛을 구비하고, 상기 틸팅 유닛에 의해 틸팅축을 중심으로 틸팅되는 스핀들 헤드부; 및
    상기 회전 바디부의 회전부와 상기 틸팅 바디부 사이에 설치되어 상기 램 스핀들의 회전동력으로 상기 회전부를 회전시키는 회전 유닛;을 포함하고,
    상기 회전 유닛은,
    상기 회전축과 동일선상에 위치하도록 상기 회전부의 일부에 형성되고, 상기 램 스핀들의 회전동력에 의해 회전하는 회전축;
    상기 회전축에 설치되어 상기 회전축의 회전력에 의해 회전하는 선 기어;
    상기 선 기어와 동심을 갖도록 설치되는 링 기어; 및
    상기 회전축을 중심으로 서로 마주하도록 설치되는 제1 유성기어 박스와 제2 유성기어 박스;를 포함하고,
    제1 유성기어 박스는,
    하우징;
    상기 하우징의 내부에 설치되는 유성기어 회전축;
    상기 선 기어에는 외접하고 상기 링 기어에는 내접하면서 기어 물림 되도록 상기 유성기어 회전축에 설치되는 제1 유성기어;
    상기 하우징의 상단부에 결합되는 커버; 및
    상기 하우징의 일측에 형성된 쐐기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    제2 유성기어 박스는,
    하우징;
    상기 하우징의 내부에 설치되는 유성기어 회전축;
    상기 선 기어에는 외접하고 상기 링 기어에는 내접하면서 기어 물림 되도록 상기 유성기어 회전축에 설치되는 제2 유성기어; 및
    상기 하우징의 상단부에 결합되는 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 유성기어 박스의 커버는,
    상기 유성기어 회전축에 대해 서로 대칭되도록 상기 커버에 형성되는 한 쌍의 제1 그루브; 및
    상기 유성기어 회전축에 대해 서로 대칭되고, 상기 한 쌍의 제1 그루브에 대해 상기 커버의 외측으로 이격되도록 상기 커버에 형성되는 한 쌍의 제2 그루브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 유성기어 박스의 하우징과 커버 및 상기 제2 유성기어 박스의 하우징과 커버는,
    상기 제1 유성기어와 제2 유성기어가 상기 링 기어에 내접하는 부분은 굴곡지게 형성되고,
    상기 제1 유성기어와 제2 유성기어가 상기 선 기어에 외접하는 부분은 편평하게 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유성기어와 상기 제2 유성기어는 상기 회전축을 중심으로 서로 대칭되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 유니버설 헤드 어태치먼트.
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