KR102324412B1 - 터렛 공구대 및 이를 갖는 공작 기계 - Google Patents

Abstract

터렛 공구대는 공구대 베이스, 상기 공구대 베이스에 체결된 제1 터렛, 상기 제1 터렛의 일면에 설치된 제1 클램핑 장치, 및 상기 제1 클램핑 장치에 탈착 가능하도록 체결되는 제2 터렛을 포함한다.

Description

터렛 공구대 및 이를 갖는 공작 기계{TURRET TOOL POST AND TOOL MACHINE HAVING THE SAME}

본 발명은 터렛 공구대 및 이를 갖는 공작 기계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터닝 센터에 사용되는 터렛 공구대 및 이를 갖는 공작 기계에 관한 것이다.

터닝 센터와 같은 공작 기계에 사용중인 공구대는 자동차, 일반기기에 사용되는 구성 부품의 대량 생산이 요구되며, 단순 가공시에는 공구 수명 문제로 복수 개의 공구들로서 연속 운전에 대응하고자 하고, 다소 복잡한 부품의 경우에는 한 장비에서 복수 개의 가공 작업들을 완료할 수 있는 능력이 요구되고 있다.

예를 들면, 터닝 센터에서는 일부 탭핑, 간단한 밀링삭을 위해서 3축 가공을 위한 밀링 스핀들을 채용하여 홀, 탭핑, 밀링삭 가공 작업들을 수행하고 생산성과 가공 효율성을 향상시키는 추세에 있다. 하지만, 일반적인 소형 터닝 센터의 공구 장착수는 12개 정도로 제한 되어 있어 선삭 및 밀링삭에 필요한 충분한 개수의 공구들을 사용하지 못하는 한계가 있다.

본 발명의 일 과제는 생산성과 가공 효율성을 향상시킬 수 있는 터렛공구대를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 과제는 상술한 터렛 공구대를 갖는 공작 기계를 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 터렛 공구대는 공구대 베이스, 상기 공구대 베이스에 체결된 제1 터렛, 상기 제1 터렛의 일면에 설치된 제1 클램핑 장치, 및 상기 제1 클램핑 장치에 탈착 가능하도록 체결되는 제2 터렛을 포함한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 터렛은 3축 터렛을 포함하고 상기 제2 터렛은 2축 터렛을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 터렛에는 12개 또는 16개의 밀링 공구들이 장착될 수 있고 상기 제2 터렛에는 12개의 선삭 공구들이 장착될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 터렛은 상기 제1 터렛을 향하는 제1 면에 상기 제1 클램핑 장치와의 결합을 위한 제1 고정핀을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 클램핑 장치는, 상기 제1 터렛의 일면 상에 결합되고 상기 제2 터렛의 상기 제1 고정핀이 삽입되는 삽입홈을 갖는 하우징, 상기 하우징 내에서 슬라이딩 이동가능하도록 구비되고 상기 삽입홈 내로 삽입된 상기 제1 고정핀을 고정시키기 위한 고정핀 고정구, 및 상기 고정핀 고정구를 슬라이딩 이동시키기 위한 구동 메커니즘을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 구동 메커니즘은 상기 하우징 내에 형성된 실린더, 및 상기 실린더 내에서 직선 이동 가능하도록 수용되고 상기 고정핀 고정구를 가압하기 위한 피스톤을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 터렛 공구대는 상기 제2 터렛을 클램핑하고 상기 제1 클램핑 장치로부터 상기 제2 터렛을 분리하기 위한 제2 클램핑 장치를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 터렛은 상기 제1 터렛을 향하는 제1 면에 반대하는 제2 면에 상기 제2 클램핑 장치와의 결합을 위한 제2 고정핀을 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 공작 기계는 베드 상에 설치되어 공작물을 지지하고 회전시키는 주축대, 상기 베드 상에서 상기 공작물의 길이 방향과 평행한 제1 방향 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이동 가능하도록 설치되는 공구대 베이스, 상기 공구대 베이스에 체결된 제1 터렛, 상기 제1 터렛의 일면에 설치된 제1 클램핑 장치, 및 상기 제1 클램핑 장치에 탈착 가능하도록 체결되는 제2 터렛을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공작 기계는 상기 제2 터렛을 클램핑하고 상기 제1 클램핑 장치로부터 상기 제2 터렛을 분리하기 위한 제2 클램핑 장치, 및 상기 제2 클램핑 장치가 설치되고 상기 제2 클램핑 장치를 상기 제1 방향으로 이동시키기 위한 이송 장치를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 이송 장치는 상기 제2 클램핑 장치가 장착되고 상기 제1 방향을 따라 이동 가능한 교환 이송 피스톤을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 터렛은 상기 제1 터렛을 향하는 제1 면에 반대하는 제2 면에 상기 제2 클램핑 장치와의 결합을 위한 제2 고정핀을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공작 기계는 상기 공구대 베이스 및 상기 이송 장치 사이에 배치되고 상기 제2 터렛이 통과하는 개구부를 갖는 파티션을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공작 기계는 상기 파티션에 이동 가능하도록 설치되며 상기 개구부를 개폐하기 위한 교환 도어를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 터렛은 3축 터렛을 포함하고 상기 제2 터렛은 2축 터렛을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 터닝 센터의 공구대는 제1 터렛(3축 터렛 또는 2축 터렛)에 탈착 가능하도록 부착되는 제2 터렛(3축 터렛 또는 2축 터렛)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 3축 터렛을 사용 중에 2축 가공이 필요한 경우 별도로 보관된 2축 터렛을 이송 장치를 이용하여 공구대 베이스에 장착하여 사용할 수 있다. 이후, 3축 가공이 다시 필요할 경우 상기 2축 터렛를 탈착하여 별도의 보관 장소로 이송하고 상기 3축 터렛을 다시 사용할 수 있다.

이에 따라, 대량 생산에 따른 공구 교체 주기를 더 연장할 수 있고 하나의 장비에서 다양한 툴링을 수행하여 복잡한 형상의 공작물을 효율적으로 가공할 수 있으며, 각 가공시 인접 공구와 공작물의 간섭을 최소화 시킬 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 공작 기계를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 프레임 내부의 주축대 및 터렛 공구대를 나타내는 사시도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 터렛 공구대를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 터렛 공구대를 측면도이다.
도 5는 도 3의 터렛 공구대를 나타내는 정면도이다.
도 6은 도 3에서 제2 터렛이 제거된 상태의 터렛 공구대를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 터렛 공구대를 나타내는 측면도이다.
도 8은 도 6의 터렛 공구대를 나타내는 정면도이다.
도 9 내지 도 13은 예시적인 실시예들에 따른 터렛 공구대의 제1 터렛에 제2 터렛을 장착 및 탈착하는 방법을 나타내는 도면들이다.
도 14a 및 도 14b는 예시적인 실시예들에 따른 터렛 공구대의 제1 및 제2 클램핑 장치들의 동작을 나타내는 단면도들이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 공작 기계를 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1의 프레임 내부의 주축대 및 터렛 공구대를 나타내는 사시도이다. 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 터렛 공구대를 나타내는 사시도이다. 도 4는 도 3의 터렛 공구대를 측면도이다. 도 5는 도 3의 터렛 공구대를 나타내는 정면도이다. 도 6은 도 3에서 제2 터렛이 제거된 상태의 터렛 공구대를 나타내는 사시도이다. 도 7은 도 6의 터렛 공구대를 나타내는 측면도이다. 도 8은 도 6의 터렛 공구대를 나타내는 정면도이다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 공작 기계(10)는 베드(20) 상에 설치되어 공작물(W)을 지지하고 회전시키는 주축대(30) 및 베드(20) 상에서 X축 방향 및 Z축 방향을 이동 가능하도록 설치되며 복수 개의 공구들(T1, T2)을 장착하기 위한 터렛 공구대(100)를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 공작 기계(10)는 작업 공간을 제공하는 프레임(12)를 포함할 수 있다. 베드(20), 주축대(30) 및 터렛 공구대(100)는 프레임(12) 내에 수용될 수 있다. 공작물(W)은 가공을 위해 프레임(12)에 설치된 게이트(14)를 통해 출입할 수 있다. 게이트(14)는 프레임(12)의 전면과 상부면에 걸쳐 형성될 수 있다. 메인 도어(16)는 게이트(14)를 개폐할 수 있다. 메인 도어(16)에 의해 게이트(14)가 개방되면, 프레임(12) 내의 작업 공간이 개방될 수 있다. 게이트(14)에는 투명창이 형성되고, 작업자는 상기 투명창을 통해 프레임(12) 내부를 관찰할 수 있다.

주축대(30)는 베드(20)의 일측에 설치될 수 있다. 주축대(30)는 공작물(W)을 클램핑하기 위한 척(32)을 포함할 수 있다. 척(32)은 주축대(30)의 스핀들에 고정되어 회전될 수 있다. 따라서, 주축대(30)는 C축 방향으로 공작물(W)을 회전시킬 수 있다.

터렛 공구대(100)는 공구대 베이스(110), 공구대 베이스(110)에 체결된 제1 터렛(120), 제1 터렛(120)의 일면에 설치된 제1 클램핑 장치(140) 및 제1 클램핑 장치(140)에 의해 탈착 가능하도록 제1 터렛(120)에 체결되는 제2 터렛(130)을 포함할 수 있다.

공구대 베이스(110)는 베드(20) 상에서 적어도 X축 방향 및 Z축 방향을 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 공구대 베이스(110)는 베드(20)의 수평면에 대하여 일정한 각도로 기울어진 X축 방향으로 연장 형성된 X축 가이드를 따라 이동할 수 있다. 공구대 베이스(110)는 X축 방향과 직교하는 Z축 방향으로 연장 형성된 Z축 가이드를 따라 이동할 수 있다. Z축 방향은 공작물(W)의 길이 방향과 평행한 제1 방향이라 하고, X축 방향은 공작물(W)의 깊이 방향과 평행한 제2 방향이라 할 수 있다. 또한, 공구대 베이스(110)는 X축 방향 및 Z축 방향에 직교하는 Y축 방향으로 연장 형성된 Y축 가이드를 따라 이동할 수 있다.

제1 터렛(120)은 공구대 베이스(110)의 전방에서 회전 가능하도록 장착될 수 있다. 제1 터렛(120)의 둘레에는 원주 방향으로 복수 개의 제1 공구들(T1)이 장착될 수 있다. 상기 제1 공구는 다양한 형태의 절삭 공구들을 포함할 수 있다. 제1 터렛(120)은 특정한 공구를 선택하기 위하여 일정 각도만큼 회전될 수 있다. 예를 들면, 제1 터렛(120)의 내부의 터렛 기어(도시되지 않음)는 공구대 베이스(110)의 내부에 배치된 서보 모터의 구동축과 연결되어 상기 서보 모터로부터 회전력을 전달받을 수 있다.

제1 클램핑 장치(140)는 제1 터렛(120)의 전방 평면에 설치될 수 있다. 복수 개의 상기 제1 클램핑 장치들이 제1 터렛(120)의 일면에 설치될 수 있다. 예를 들면, 2개의 제1 클램핑 장치들(140)이 제1 터렛(120)에 설치될 수 있다.

제2 터렛(130)은 제1 클램핑 장치(140)에 탈착 가능하도록 설치될 수 있다. 제2 터렛(130)의 둘레에는 원주 방향으로 복수 개의 제2 공구들(T2)이 장착될 수 있다. 상기 제2 공구는 다양한 형태의 절삭 공구들을 포함할 수 있다.

제2 터렛(130)은 고정 블록(132) 및 제1 고정핀(133, 도 11 참조)을포함할 수 있다. 고정 블록(132)은 제2 터렛(130)의 제1 터렛(120)을 향하는 제1 면에 부착되고, 고정 블록(132)의 일면에는 제1 클램핑 장치(140)와의 결합을 위한 제1 고정핀(133)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 고정 블록(132)의 일면에는 2개의 제1 고정핀들(133)이 형성될 수 있다.

제1 고정핀(133)이 제1 클램핑 장치(140)의 삽입홈(142)에 클램핑될 때, 제2 터렛(130)은 제1 클램핑 장치(140)에 의해 공구대 베이스(110)에 설치될 수 있다. 제1 고정핀(133)이 제1 클램핑 장치(140)의 삽입홈(142)에서 언클램핑될 때, 제2 터렛(130)은 제1 클램핑 장치(140)로부터 탈착될 수 있다.

제2 터렛(130)이 제1 클램핑 장치(140)에 의해 클램핑될 때, 제1 터렛(120)의 회전에 의해 함께 회전될 수 있다. 따라서, 제2 터렛(130)은 공구대 베이스(110)의 전방에서 회전 가능하도록 장착될 수 있다. 제2 터렛(130)은 제1 터렛(120)의 회전 각도와 동일한 각도로 회전하여 제2 터렛(130)에 장착된 특정한 공구를 선택할 수 있다.

예를 들면, 제1 터렛(120)은 3축 터렛을 포함하고 제2 터렛(130)은 2축 터렛을 포함할 수 있다. 제1 터렛(120)에는 12개 또는 16개의 밀링 공구들(T1)이 장착될 수 있고 제2 터렛(130)에는 12개의 선삭 공구들(T2)이 장착될 수 있다.

따라서, 공구대 베이스(110)에 체결된 3축 터렛(120)에 2축 터렛(130)을 탈장착할 수 있으므로 총 28개의 공구들을 장착할 수 있다. 이에 따라, 복잡한 가공물과 대량생산 가공물에 대한 효율적인 대응을 한대의 장비로 수행하여 공작 시간을 감소시키고 공작물의 가공 효율성을 향상시킬 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 터렛 공구대(100)는 제2 터렛(130)을 클램핑하고 제1 클램핑 장치(140)에 제2 터렛(130)을 장착하고 분리하기 위한 제2 클램핑 장치(150)를 더 포함할 수 있다. 공작 기계(10)는 제2 클램핑 장치(150)를 장착하여 이송하는 이송 장치(160)를 더 포함할 수 있다. 이송 장치(160)는 제2 터렛(130)를 장착하거나 탈착하기 위하여 제2 클램핑 장치(150)를 이동시킬 수 있고 제2 터렛(130)를 사용하지 않을 때에는 탈착된 제2 터렛(130)을 보관할 수 있다.

공작 기계(10)는 프레임(10) 내에서 공구대 베이스(110)와 이송 장치(160) 사이에 설치된 파티션(40)을 더 포함할 수 있다. 파티션(40)의 일측부는 공구대 베이스(110)가 배치되어 공작물(W)을 가공하는 작업 공간이고 파티션(40)의 타측에는 이송 장치(160)가 배치되어 제2 터렛(130)을 보관할 수 있는 보관 공간이 정의될 수 있다.

파티션(40)에는 척(32)이 관통하도록 연장하는 제1 개구부(41) 및 제2 터렛(130)을 통과시키기 위한 제2 개구부(42)가 형성될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 제2 터렛(130)은 파티션(40)의 제2 개구부(42)를 통해 공구대 베이스(110)를 향하여 이송된 후 장착될 수 있고, 제2 터렛(130)은 공구대 베이스(110)로부터 탈착된 후 제2 개구부(42)를 통해 이송된 후 보관될 수 있다.

또한, 주축대(30)는 파티션(40)을 관통하여 설치될 수 있다. 주축대(30)의 스핀들 유닛은 파티션(40)의 일측에 배치되고, 척(32)은 파티션(40)의 제1 개구부(41)를 관통하도록 연장하여 파티션(40)의 타측의 상기 작업 공간 내에 배치될 수 있다.

이하에서는, 제1 및 제2 클램핑 장치들을 이용하여 제1 터렛에 제2 터렛을 장착 및 탈착하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 9 내지 도 13은 예시적인 실시예들에 따른 터렛 공구대의 제1 터렛에 제2 터렛을 장착 및 탈착하는 방법을 나타내는 도면들이다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 먼저, 파티션(40)의 제2 개구부(42)를 개방시키고 제2 터렛(130)을 제2 개구부(42)를 통해 보관 공간으로부터 작업 공간으로 이동시킬 수 있다.

공구대 베이스(110)는 파티션(40)의 일측의 상기 작업 공간 내에 설치되어 있고, 이송 장치(160)는 파티션(40)의 타측의 상기 보관 공간 내에 설치되어 있다. 제1 터렛(120)은 공구대 베이스(110)의 전방 평면에 체결되어 있고, 제2 터렛(130)은 이송 장치(160)의 일측에 설치된 제2 클램핑 장치(150)에 탈착 가능하도록 체결되어 있다.

교환 도어(44)는 파티션(40)의 일면 상에서 이동 가능하도록 설치되어 제2 개구부(42)를 개폐할 수 있다. 교환 도어(44)는 이송 실린더(46)에 의해 선형 이동할 수 있다. 이송 실린더(46)는 교환 도어(44)를 가이드를 따라 상승 이동시킴으로써 제2 개구부(42)를 개방할 수 있다.

이송 장치(160)은 이송 실린더 블록 및 교환 이송 피스톤(162)을 포함할 수 있다. 교환 이송 피스톤(162)은 상기 이송 실린더 블록에 의해 제1 방향(Z축 방향)을 따라 전진 및 후진 이동할 수 있다. 교환 이송 피스톤(162)의 일측에는 제2 클램핑 장치(150)가 장착될 수 있다. 따라서, 교환 이송 피스톤(162)은 제2 클램핑 장치(150)를 제2 개구부(42)를 통해 공구대 베이스(110)를 향하여 이동시킬 수 있다.

제2 터렛(130)은 제2 클램핑 장치(150)에 탈착 가능하도록 설치될 수 있다. 제2 클램핑 장치(150)는 제2 터렛(130)의 제1 터렛(120)을 향하는 상기 제1 면의 반대면인 제2 면에 부착되고, 제2 터렛(130)의 제2 면에는 제2 클램핑 장치(150)와의 결합을 위한 제2 고정핀(134)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 터렛(130)의 상기 제2 면에는 하나의 제2 고정핀(134)이 형성될 수 있다.

제2 고정핀(134)이 제2 클램핑 장치(150)의 삽입홈(152)에 클램핑될 때, 제2 터렛(130)은 제2 클램핑 장치(150)에 의해 이송 장치(160)에 결합될 수 있다. 제2 고정핀(134)이 제2 클램핑 장치(150)의 삽입홈(152)에서 언클램핑될 때, 제2 터렛(130)은 제2 클램핑 장치(150)로부터 탈착될 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 제2 클램핑 장치(150)에 체결된 제2 터렛(130)은 제2 개구부(42)를 통해 이동하고 공구대 베이스(110)에 체결된 제1 터렛(120)은 제2 터렛(130)의 이동 방향과 반대 방향으로 이동하여 서로 가까워지게 된다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 제1 클램핑 장치(140)는 제2 터렛(130)을 클램핑하고 제2 터렛(130)은 제2 클램핑 장치(150)로부터 분리된 후, 제2 클램핑 장치(150)는 최초 위치로 복귀하게 된다.

제2 터렛(130)의 제1 고정핀(133)이 제1 클램핑 장치(140)의 삽입홈(142)에 클램핑되고 제2 터렛(130)의 제2 고정핀(134)이 제2 클램핑 장치(150)의 삽입홈(152)에서 언클램핑될 때, 제2 터렛(130)은 제1 클램핑 장치(140)에 의해 공구대 베이스(110)에 설치될 수 있다.

이어서, 교환 이송 피스톤(162)은 제2 클램핑 장치(150)를 최초 위치로 이동시킬 수 있다. 또한, 제1 터렛(120)으로부터 제2 터렛(130)을 탈착하는 방법은 상술한 장착 순서들의 역순으로 진행할 수 있다.

이하에서는, 상기 제1 및 제2 클램핑 장치들의 클램핑 동작에 대하여 설명하기로 한다.

도 14a 및 도 14b는 예시적인 실시예들에 따른 터렛 공구대의 제1 및 제2 클램핑 장치들의 동작을 나타내는 단면도들이다. 상기 제1 및 제2 클램핑 장치들의 동작은 서로 동일하거나 유사하다. 따라서, 상기 제1 클램핑 장치의 동작에 대하여만 주로 설명하기로 한다.

도 14a 및 도 14b를 참조하면, 제1 클램핑 장치(140)는 제1 고정핀(133)이 삽입되는 삽입홀(142)을 갖는 하우징(141), 하우징(141) 내에서 슬라이딩 이동하여 삽입홀(142) 내로 삽입된 제1 고정핀(133)을 고정시키기 위한 고정핀 고정구(147), 및 고정핀 고정구(147)를 슬라이딩 이동시키기 위한 구동 메커니즘을 포함할 수 있다. 상기 구동 메커니즘은 하우징(141) 내에 형성된 실린더(144), 및 실린더(144) 내에서 직선 이동 가능하도록 수용되고 고정핀 고정구(147)를 가압하기 위한 피스톤(146)을 포함할 수 있다.

하우징(141)은 제1 터렛(120)의 전방 평면에 설치될 수 있다. 피스톤(146)은 공압 또는 유압과 같은 작동유에 의해 상하 구동될 수 있다. 하우징(141) 내에는 피스톤(146)을 구동하기 위한 유압 통로들이 형성될 수 있고, 상기 유압 통로는 제1 터렛(120)의 중심부를 통해 외부의 유압원에 유체 연결될 수 있다.

도 14a에 도시된 바와 같이, 유압에 의해 피스톤(146)이 이동하여 고정핀 고정구(147)의 테이퍼 형상의 가압홈(147a)을 가압하면, 고정핀 고정구(147)의 피스톤(146)의 가압 방향과 직교하는 방향으로 이동하게 된다. 이에 따라, 고정핀 고정구(147)가 리턴 스프링(148)의 인장력에 반하는 방향으로 가압홈(147a)을 향하여 전진 운동함으로써, 제2 터렛(130)의 제1 고정핀(133)은 제1 클램핑 장치(140)에 의해 클램핑될 수 있다.

도 14b에 도시된 바와 같이, 실린더(144) 내에 유압이 제거되면 피스톤(146)은 최초 위치로 이동하고 고정핀 고정구(147)는 리턴 스프링(148)의 인장력에 의해 가압홈(147a)으로부터 후진 운동함으로써, 제2 터렛(130)의 제1 고정핀(133)은 제1 클램핑 장치(140)로부터 언클램핑될 수 있다.

이와 유사하게, 제2 클램핑 장치(150)의 하우징은 교환 이송 피스톤(162)의 일측면에 설치될 수 있다. 제2 클램핑 장치(150)의 피스톤은 공압 또는 유압과 같은 작동유에 의해 상하 구동될 수 있다. 상기 하우징 내에는 상기 피스톤을 구동하기 위한 유압 통로들이 형성될 수 있고, 상기 유압 통로는 교환 이송 피스톤(162) 내부 또는 외부의 유체 통로를 통해 유압원에 유체 연결될 수 있다.

상술한 바와 같이, 3축 터렛(120)에 2축 터렛(130)이 탈착 가능하도록 부착될 수 있다. 3축 터렛(120)을 사용한 후에 2축 가공이 필요한 경우 이송 장치(160)에 의해 보관 장소에서 보관된 2축 터렛(130)을 공구대 베이스(110)에 장착하여 사용할 수 있다. 이후, 3축 가공이 다시 필요할 경우 2축 터렛(130)를 분리하여 별도의 보관 장소에 보관하여 3축 터렛(120) 사용 중 공작물(W)과의 간섭을 최소화할 수 있다.

3축 터렛(120)의 제1 공구(T1)를 이용하여 공작물(W)의 3축 가공(드릴, 탭핑, 밀링삭)을 수행할 수 있다. 대량 생산을 위해서, 공구대 베이스(110)에 2개의 2축 터렛들을 설치할 수 있다. 또한, 추가 장착되는 상기 터렛들의 개수는 제한되지는 않는다. 다소 복잡한 형상을 가공하자 할 때 상기 3축 터렛을 사용할 수 있고, 여러 가지 가공을 수행하기 위해 상기 3축 터렛 및 상기 2축 터렛을 선택적으로 추가 장착할 수 있다.

이에 따라, 대량 생산에 따른 공구 교체 주기를 더 연장할 수 있고 복잡한 형상의 공작물을 효율적으로 가공할 수 있으며, 각 가공시 인접 공구와 공작물의 간섭을 최소화 시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 공작 기계 12: 프레임
14: 게이트 16: 메인 도어
18: 제어 패널 20: 베드
30: 주축대 32: 척
40: 파티션 42: 제2 개구부
44: 교환 도어 46: 이송 실린더
100: 터렛 공구대 110: 공구대 베이스
120: 제1 터렛 130: 제2 터렛
132: 고정 블록 133: 제1 고정핀
134: 제2 고정핀 140: 제1 클램핑 장치
141: 하우징 142: 삽입홈
144: 실린더 146: 피스톤
147: 고정핀 고정구 147a: 가압홈
148: 리턴 스프링 150: 제2 클램핑 장치
152: 삽입홈 160: 이송 장치
162: 교환 이송 피스톤

Claims (15)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
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5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 베드 상에 설치되어 일측에 공작물을 가공하기 위한 작업 공간 및 타측에 터렛을 보관하기 위한 보관 공간을 정의하고, 제1 개구부 및 제2 개구부를 갖는 파티션;
   상기 베드 상의 상기 파티션의 타측의 상기 보관 공간 내에 배치되고, 공작물을 지지하고 회전시키기 위한 척이 상기 파티션의 상기 제1 개구부를 통해 상기 작업 공간 내에 배치되는 주축대;
   상기 베드 상의 상기 파티션의 일측의 상기 작업 공간 내에 배치되고, 상기 공작물의 길이 방향과 평행한 제1 방향 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이동 가능하도록 설치되는 공구대 베이스;
   상기 공구대 베이스에 체결된 제1 터렛;
   상기 제1 터렛의 일면에 설치된 제1 클램핑 장치;
   상기 제1 클램핑 장치에 탈착 가능하도록 체결되는 제2 터렛;
   상기 제2 터렛을 클램핑하고 상기 제1 클램핑 장치로부터 상기 제2 터렛을 분리하기 위한 제2 클램핑 장치; 및
   상기 파티션의 타측의 보관 공간 내에 배치되고, 상기 제2 클램핑 장치가 설치되며, 상기 제2 클램핑 장치를 상기 제1 방향으로 이동시키기 위한 이송 장치를 포함하고,
   상기 보관 공간에서 상기 제2 클램핑 장치에 의해 클램핑된 상기 제2 터렛은 상기 이송 장치에 의해 상기 파티션의 상기 제2 개구부를 통해 상기 작업 공간 내의 상기 공구대 베이스를 향하여 이송된 후 상기 제1 클램핑 장치에 장착되고,
   상기 작업 공간에서 상기 제1 클램핑 장치에 장착된 상기 제2 터렛은 상기 이송 장치 및 상기 제2 클램핑 장치에 의해 상기 제1 클램핑 장치로부터 탈착된 후 상기 제2 개구부를 통해 상기 보관 공간으로 이송되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
10. 삭제
11. 제 9 항에 있어서, 상기 이송 장치는 상기 제2 클램핑 장치가 장착되고 상기 제1 방향을 따라 이동 가능한 교환 이송 피스톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 제2 터렛은 상기 제1 터렛을 향하는 제1 면에 반대하는 제2 면에 상기 제2 클램핑 장치와의 결합을 위한 제2 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
13. 삭제
14. 제 9 항에 있어서, 상기 파티션에 이동 가능하도록 설치되며 상기 개구부를 개폐하기 위한 교환 도어를 더 포함하는 공작 기계.
15. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 터렛은 3축 터렛을 포함하고 상기 제2 터렛은 2축 터렛을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
    

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