KR20150089406A - 터렛 공구대 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작 기계용 터렛 공구대 장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 터렛 공구대 장치는 복수의 공구가 장착된 터렛 헤드와, 상기 터렛 헤드를 회전 가능하게 지지하며 상기 터렛 헤드에 회전 동력을 공급하는 터렛 구동부와, 상기 터렛 구동부의 일측에 연결되어 상기 터렛 구동부를 상하 방향으로 이송시키는 상하 이송 장치와, 상기 터렛 구동부의 상기 일측에 반대되는 타측에 대향하는 지지 브래킷, 그리고 상기 터렛 구동부의 타측에 설치되어 상기 지지 브래킷을 클램핑 또는 언클램핑하는 브래킷 클램핑 장치를 포함한다

Description

터렛 공구대 장치{TURRET TOOL DEVICE}

본 발명의 실시예는 공작 기계에 사용되는 터렛 공구대 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공구를 수납한 터렛 헤드를 상하 방향으로 이동시켜 고정할 수 있는 터렛 공구대 장치에 관한 것이다.

일반적으로 공작 기계는 여러 절삭 가공 방법 또는 비절삭 가공 방법으로 금속 또는 비금속의 공작물을 각종 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.

공작 기계는 가공 방법에 따라 크게 터닝 센터(Turning Center)와 머시닝 센터(Machining Center)로 분류된다. 여기서, 터닝 센터는 공작물을 회전시켜 가공하며, 머시닝 센터는 공구를 회전시켜 가공한다. 이 중 터닝 센터는 다수의 공구를 장착하고 가공 과정에서 필요한 공구를 인덱싱(indexing)하는 터렛 공구대를 구비하고 있다.

터렛 공구대 장치는 복수의 공구를 수납한 터렛 헤드와, 터렛 헤드를 회전시키는 터렛 구동부, 그리고 터렛 헤드와 터렛 구동부를 상하 또는 좌우 이송시키는 터렛 이송부를 포함할 수 있다.

그런데, 종래의 터렛 헤드를 상하 방향으로 이송시키는 터렛 이송부는 하나의 지지축을 이용하여 터렛 구동부의 일측에 연결되었다. 따라서, 터렛 헤드가 위로 이동하여 가공이 어려운 난삭(難削) 소재의 공작물을 가공하거나 강력 절삭을 수행하게 되면, 채터(chatter)가 발생하는 문제점이 있다.

이와 같이, 채터가 발생되면 공작물에 대한 가공 정밀성이 저하될 뿐만 아니라 공작 기계의 전체적인 내구성이 저하된다.

본 발명의 실시예는 공작물 가공시 채터링 발생을 억제한 터렛 공구대 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 터렛 공구대 장치는 복수의 공구가 장착된 터렛 헤드와, 상기 터렛 헤드를 회전 가능하게 지지하며 상기 터렛 헤드에 회전 동력을 공급하는 터렛 구동부와, 상기 터렛 구동부의 일측에 연결되어 상기 터렛 구동부를 상하 방향으로 이송시키는 상하 이송 장치와, 상기 터렛 구동부의 상기 일측에 반대되는 타측에 대향하는 지지 브래킷, 그리고 상기 터렛 구동부의 타측에 설치되어 상기 지지 브래킷을 클램핑 또는 언클램핑하는 브래킷 클램핑 장치를 포함한다.

상기 브래킷 클램핑 장치는 상기 터렛 구동부와 대향하는 상기 지지 브래킷의 일면을 가압하는 제1 클램핑부와, 상기 지지 브래킷의 일면에 반대되는 타면을 가압하는 제2 클램핑부를 포함할 수 있다.

상기 지지 브래킷은 상기 일면에 형성된 지지홈을 포함할 수 있다. 상기 제1 클램핑부는 푸싱(pushing) 샤프트와 상기 푸싱 샤프트를 전후진 시키는 푸싱 구동 실린더를 포함할 수 있다. 그리고 상기 푸싱 구동 실린더가 상기 푸싱 샤프트를 전진시키면 상기 푸싱 샤프트의 단부가 상기 지지홈에 맞물려 상기 지지 브래킷을 클램핑하고, 상기 푸싱 구동 실린더가 상기 푸싱 샤프트를 후진시키면 상기 푸싱 샤프트가 상기 지지홈으로부터 이격되면서 상기 지지 브래킷을 언클램핑할 수 있다.

상기 지지 브래킷은 상기 지지홈에 끼워진 부쉬(bush)를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 푸싱 샤프트의 단부가 상기 부쉬에 맞물릴 수 있다.

상기 지지 브래킷은 상하 방향으로 형성된 개구 슬롯을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 클램핑부는 풀링(pulling) 샤프트와, 상기 풀링 샤프트를 전후진 시키는 제2 구동 실린더, 그리고 상기 개구 슬롯을 통과한 상기 풀링 샤프트의 단부에 상기 개구 슬롯의 길이 방향에 교차하는 방향으로 형성된 풀링바를 포함할 수 있다. 그리고 상기 풀링 구동 실린더가 상기 풀링 샤프트를 후진시키면 상기 풀링바가 상기 지지 브래킷의 타면을 가압하여 상기 지지 브래킷을 클램핑하고, 상기 풀링 구동 실린더가 상기 풀링 샤프트를 전진시키면 상기 풀링바가 상기 지지 브래킷으로부터 이격되어 상기 지지 브래킷을 언클램핑할 수 있다.

상기 지지 브래킷은 상기 개구 슬롯과 교차하는 방향으로 상기 타면에 형성된 걸림 그루브(groove)를 더 포함하고, 상기 풀링바는 상기 걸림 그루브에 맞물릴 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 터렛 공구대 장치는 공작물 가공시 채터링 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터렛 공구대 장치의 정면 사시도이다.
도 2는 도 1의 터렛 공구대 장치의 배면 사시도이다.
도 3은 도 1의 터렛 공구대의 정면도이다.
도 4는 도 3의 브래킷 클램핑 장치를 확대 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 터렛 공구대의 측면도이다.
도 6은 도 1의 터렛 공구대의 배면도이다.
도 7은 도 6의 브래킷 클램핑 장치를 확대 도시한 단면도이다.
도 8은 도 4와 도 7의 브래킷 클램핑 장치의 동작 상태를 도시한 동작 상태도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터렛 공구대 장치(101)를 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터렛 공구대 장치(101)는 복수의 공구를 장착하고 터닝 센터(Turning Center)에 사용된다. 터렛 공구대 장치(101)에 장착된 공구는 회전하는 공작물과 접촉하여 공작물 가공한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터렛 공구대 장치 (101)는 터렛 헤드(200), 터렛 구동부(300), 상하 이송 장치(510), 지지 브래킷(400), 및 브래킷 클램핑 장치(700)를 포함한다.

또한, 터렛 공구대 장치(101)는 좌우 이송 장치(520) 또는 전후 이송 장치를 더 포함할 수 있다.

터렛 헤드(200)는 복수의 공구 홀더(201)를 포함한다. 터렛 헤드(200)의 공구 홀더(201)에는 공작물을 가공하기 위한 다양한 공구가 장착될 수 있다. 터렛 헤드(200)에 장착된 복수의 공구 중 공작물을 가공하기 위해 선택된 공구가 가공 위치로 이동하도록 터렛 헤드(200)는 회전할 수 있다.

터렛 구동부(300)는 터렛 헤드(200)를 회전 가능하게 지지하며 터렛 헤드(200)에 회전 동력을 공급한다. 즉, 터렛 구동부(300)는 선택된 공구가 가공 위치로 이동할 수 있도록 터렛 헤드(200)를 회전시켜 필요한 공구를 인덱싱(indexing)한다.

터렛 구동부(300)는 유압 모터 또는 서보 모터를 포함할 수 있다.

상하 이송 장치(510)는 터렛 구동부(300)의 일측에 연결되어 터렛 구동부(300)를 상하 방향으로 이송시킨다. 상하 이송 장치(510)는 리니어 가이드를 사용하거나 볼스크류를 이용하여 터렛 구동부(300)를 이송시킬 수 있다. 이러한 리니어 가이드나 볼스크류는 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 구조와 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 좌우 이송 장치(520) 또는 전후 이송 장치는 터렛 구동부(300)를 좌우 또는 전후 방향으로 이송시킬 수 있다.

지지 브래킷(400)은 터렛 구동부(300)의 일측에 반대되는 타측에 대향하도록 설치된다.

본 발명의 일 실시예에서, 지지 브래킷(400)은 터렛 구동부(300)와 대향하는 일면에 형성된 지지홈(419)과, 지지홈(419)에 끼워지는 부쉬(bush, 417)를 포함할 수 있다.

또한, 지지 브래킷(400)은 상하 방향으로 개구된 개구 슬롯(426)(도 5에 도시)과, 터렛 구동부(300)와 대향하는 일면에 반대되는 타면에 개구 슬롯(426)과 교차하는 방향으로 형성된 걸림 그루브(groove, 427)(도 7에 도시)를 더 포함할 수 있다.

브래킷 클램핑 장치(700)는 터렛 구동부(300)의 타측에 설치되어 지지 브래킷(400)을 클램핑 또는 언클램핑한다.

본 발명의 일 실시예에서, 브래킷 클램핑 장치(700)는 터렛 구동부(300)와 대향하는 지지 브래킷(400)의 일면을 가압하는 제1 클램핑부(710)와, 지지 브래킷(400)의 일면에 반대되는 타면을 가압하는 제2 클램핑부(720)를 포함한다.

제1 클램핑부(710)는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 푸싱(pushing) 샤프트(711)와, 푸싱 샤프트(711)를 전후진 시키는 푸싱 구동 실린더(715)를 포함한다. 즉, 푸싱 구동 실린더(715)에 도 4에 도시한 바와 같이 유압이 공급되면, 푸싱 샤프트(711)가 전후진한다.

구체적으로, 푸싱 구동 실린더(715)가 푸싱 샤프트(711)를 전진시키면 푸싱 샤프트(711)의 단부가 지지홈(419)에 끼워진 부쉬(417)에 맞물려 지지 브래킷(400)을 클램핑하고, 푸싱 구동 실린더(715)가 푸싱 샤프트(711)를 후진시키면 푸싱 샤프트(711)가 지지 브래킷(400)의 지지홈(419)과 부쉬(417)로부터 이격되면서 지지 브래킷(400)을 언클램핑하게 된다.

일례로, 푸싱 구동 실린더(715)가 푸싱 샤프트(711)를 전후진 시키는 스트로크(stroke) 길이는 9mm일 수 있다.

또한, 푸싱 샤프트(711)의 단부가 맞물리는 부쉬(417)의 내주면은 푸싱 샤프트(711)의 축 방향을 기준으로 15도 내지 20도 범위 내의 경사각(θ1)을 가질 수 있다. 또한, 푸싱 샤프트(711)의 단부에는 부쉬(417)의 내주면에 대응하는 경사가 형성될 수 있다.

이와 같이, 부쉬(417)의 내주면과 푸싱 샤프트(711)의 단부가 경사지게 형성되면, 푸싱 샤프트(711)가 부쉬(417)에 효과적으로 맞물릴 뿐만 아니라 지지 브래킷(400)을 안정적으로 지지할 수 있다. 즉, 경사로 인하여 푸싱 샤프트(711)의 단부와 부쉬(417)의 내주면에 쐐기 효과가 발생된다. 이에, 푸싱 샤프트(711)가 축방향으로 부쉬(417)를 가압하면 축방향에 교차하는 방향으로 분력이 발생되어 지지 브래킷(400)을 견고하게 클램핑할 수 있다.

제2 클램핑부(720)는, 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 풀링(pulling) 샤프트(721)와, 풀링 샤프트(721)를 전후진 시키는 풀링 구동 실린더(725), 그리고 지지 브래킷(400)의 개구 슬롯(426)을 통과한 풀링 샤프트(721)의 단부에 개구 슬롯(426)의 길이 방향에 교차하는 방향으로 형성된 풀링바(723)를 포함한다.

구체적으로, 풀링 구동 실린더(725)가 풀링 샤프트(721)를 후진시키면 풀링바(723)가 지지 브래킷(400)의 타면을 가압하여 지지 브래킷(400)을 클램핑하고, 풀링 구동 실린더(725)가 풀링 샤프트(721)를 전진시키면 풀링바(723)가 지지 브래킷(400)으로부터 이격되어 지지 브래킷(400)을 언클램핑하게 된다.

일례로, 풀링 구동 실린더(725)가 풀링 샤프트(721)를 전후진 시키는 스트로크(stroke) 길이는 7mm일 수 있다.

또한, 풀링바(723)가 지지 브래킷(400)을 가압할 때, 지지 브래킷(400)의 걸림 그루브에 맞물린다. 걸림 그루브(427)는 120도 내지 130도 범위 내의 각도를 갖는 "V" 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 걸림 그루브(427)에 맞물리는 풀링바(723)의 일영역도 걸림 그루브(427)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 풀링바(723)와 걸림 그루브(427)에서도 전술한 쐐기 효과가 발생하여 지지 브래킷(400)을 안정적으로 클램핑할 수 있게 한다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 터렛 공구대 장치(101)는 터렛 공구대 장치는 공작물 가공시 채터링 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

이하, 도 4, 도 7, 및 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터렛 공구대 장치(101)의 동작 원리를 살펴본다.

도 4는 브래킷 클램핑 장치(700)의 제1 클램핑부(710)가 지지 브래킷(400)을 클램핑한 상태를 나타내고, 도 7은 브래킷 클램핑 장치(700)의 제2 클램핑부(720)가 지지 브래킷(400)을 클램핑한 상태를 나타내며, 도 8은 브래킷 클램핑 장치(700)의 제1 클램핑부(710) 및 제2 클램핑부(720)가 지지 브래킷(400)을 언클램핑한 상태를 나타낸다.

도 8에 도시한 바와 같이, 브래킷 클램핑 장치(700)가 지지 브래킷(400)을 언클램핑하면, 상하 이송 장치(510)에 의해 터렛 구동부(300)는 상하 이동이 가능하다.

터렛 헤드(200)에 장착된 공구를 통해 일정 높이에서 공작물을 가공하고자 할 때, 도 4 및 도 7에 도시한 바와 같이, 브래킷 클램핑 장치(700)가 지지 브래킷(400)을 클램핑하여 터렛 헤드(200)가 안정적으로 고정된다. 즉, 터렛 구동부(300)의 일측은 상하 이송 장치(510)에 의해 지지되고 터렛 구동부(300)의 타측은 지지 브래킷(400)에 의해 지지되므로, 난삭(難削) 소재의 공작물을 가공하거나 강력 절삭을 수행하더라도 채터링이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 터렛 공구대 장치(101)는 터렛 헤드(200)와 터렛 공구대(3600)를 견고하고 안정적으로 지지할 수 있다.

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.

101: 터렛 공구대 장치 200: 터렛 헤드
300: 터렛 구동부 400: 지지 브래킷
417: 부쉬 419: 지지홈
426: 개구 슬롯 427: 걸림 그루브
510: 상하 이송 장치 520: 좌우 이송 장치
700: 브래킷 클램핑 장치 710: 제1 클램핑부
711: 푸싱 샤프트 715: 푸싱 구동 실린더
720: 제2 클램핑부 721: 풀링 샤프트
723: 풀링바 725: 풀링 구동 실린더

Claims (6)

1. 공작 기계용 터렛 공구대 장치에 있어서,
   복수의 공구가 장착된 터렛 헤드;
   상기 터렛 헤드를 회전 가능하게 지지하며 상기 터렛 헤드에 회전 동력을 공급하는 터렛 구동부;
   상기 터렛 구동부의 일측에 연결되어 상기 터렛 구동부를 상하 방향으로 이송시키는 상하 이송 장치;
   상기 터렛 구동부의 상기 일측에 반대되는 타측에 대향하는 지지 브래킷; 및
   상기 터렛 구동부의 타측에 설치되어 상기 지지 브래킷을 클램핑 또는 언클램핑하는 브래킷 클램핑 장치
   을 포함하는 터렛 공구대 장치.
2. 제1항에서,
   상기 브래킷 클램핑 장치는,
   상기 터렛 구동부와 대향하는 상기 지지 브래킷의 일면을 가압하는 제1 클램핑부와;
   상기 지지 브래킷의 일면에 반대되는 타면을 가압하는 제2 클램핑부
   를 포함하는 터렛 공구대 장치.
3. 제2항에서,
   상기 지지 브래킷은 상기 일면에 형성된 지지홈을 포함하고,
   상기 제1 클램핑부는 푸싱(pushing) 샤프트와 상기 푸싱 샤프트를 전후진 시키는 푸싱 구동 실린더를 포함하며,
   상기 푸싱 구동 실린더가 상기 푸싱 샤프트를 전진시키면 상기 푸싱 샤프트의 단부가 상기 지지홈에 맞물려 상기 지지 브래킷을 클램핑하고, 상기 푸싱 구동 실린더가 상기 푸싱 샤프트를 후진시키면 상기 푸싱 샤프트가 상기 지지홈으로부터 이격되면서 상기 지지 브래킷을 언클램핑하는 터렛 공구대 장치.
4. 제3항에서,
   상기 지지 브래킷은 상기 지지홈에 끼워진 부쉬(bush)를 더 포함하고,
   상기 푸싱 샤프트의 단부가 상기 부쉬에 맞물리는 터렛 공구대 장치.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
   상기 지지 브래킷은 상하 방향으로 형성된 개구 슬롯을 더 포함하고,
   상기 제2 클램핑부는 풀링(pulling) 샤프트와, 상기 풀링 샤프트를 전후진 시키는 제2 구동 실린더, 그리고 상기 개구 슬롯을 통과한 상기 풀링 샤프트의 단부에 상기 개구 슬롯의 길이 방향에 교차하는 방향으로 형성된 풀링바를 포함하며,
   상기 풀링 구동 실린더가 상기 풀링 샤프트를 후진시키면 상기 풀링바가 상기 지지 브래킷의 타면을 가압하여 상기 지지 브래킷을 클램핑하고, 상기 풀링 구동 실린더가 상기 풀링 샤프트를 전진시키면 상기 풀링바가 상기 지지 브래킷으로부터 이격되어 상기 지지 브래킷을 언클램핑하는 터렛 공구대 장치.
6. 제5항에서,
   상기 지지 브래킷은 상기 개구 슬롯과 교차하는 방향으로 상기 타면에 형성된 걸림 그루브(groove)를 더 포함하고,
   상기 풀링바는 상기 걸림 그루브에 맞물리는 터렛 공구대 장치.

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