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공작기계의 본체에 고정되게 설치되는 주축(10)과; 상기 주축(10) 내부에 주축에 대해 회전 가능하게 설치된 중공관 형태의 스핀들(20)과;상기 스핀들(20)에 회전력을 전달하는 스핀들 구동부와; 상기 스핀들(20)의 내측에 스핀들에 대해 축방향으로의 직선 운동은 가능하지만 상대 회전 운동은 불가능하게 설치되어, 스핀들(20)에 대해 축방향으로 직선 운동하거나 스핀들과 함께 회전하는 드로우바(30)와; 상기 드로우바(30)의 후단부에 고정되며 외면에 스크류홈(41a)이 나선형으로 형성되어 있는 스크류축(41)과, 상기 스크류축(41)의 외측을 둘러싸도록 설치되며 상기 스핀들 구동부의 동력을 전달받아 회전 운동하는 캐리어(42)와, 상기 캐리어(42)의 내면에 나선형으로 형성되는 볼수용홈(42a)과 상기 스크류축(41)의 스크류홈(41a) 내측에 수용되는 복수개의 볼(43)을 포함하는 볼스크류(40)와;상기 스핀들(20)의 외면에 축방향으로 선형 이동은 가능하지만 상대 회전은 불가능하게 설치되며, 이동 방향에 따라 상기 스핀들 구동부와 결합되거나 스핀들 구동부에서 분리되면서 스핀들(20)을 스핀들 구동부에 결합 또는 분리시키는 클러치유닛과;상기 주축(10)에 스핀들(20) 쪽으로 이동 가능하게 설치되어 일단부가 상기 스핀들(20)의 외면에 형성되는 록킹홈(24) 내측으로 삽입되면서 주축(10)에 대해 스핀들(20)을 구속하는 록킹피스톤(81)과; 상기 록킹피스톤(81)을 주축(10)에 대해 일정 거리 왕복 이동시키는 피스톤액추에이터;를 포함하고, 상기 클러치유닛은, 상기 스핀들(20)의 외면에 축방향으로 선형 이동은 가능하지만 상대 회전은 불가능하게 설치된 클러치부재(61)와, 상기 클러치부재(61)의 후방에 설치되어 클러치부재(61)의 후진시 상기 스핀들 구동부에 밀착되면서 마찰 결합되는 마찰부재(62)와, 상기 클러치부재(61)의 전방과 주축(10)의 후단부 사이에서 스핀들(20)에 대해 축방향으로 선형 이동은 가능하지만 상대 회전은 불가능하게 설치되는 스프링마운트부재(64)와, 상기 스프링마운트부재(64)에 설치되어 상기 클러치부재(61)에 후방으로 탄성력을 가하는 탄성부재(63)와, 상기 주축(10)의 후단부에 주축의 외주면을 따라 회전 운동하면서 전후방향으로 이동 가능하게 설치되어 클러치부재(61)를 전방으로 이동시키는 링기어(68)와, 상기 링기어(68)에 회전력을 전달하는 클러치 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 고효율 전기구동 척킹시스템
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제1항에 있어서, 상기 피스톤액추에이터는 공압실린더인 것을 특징으로 하는 공작기계의 고효율 전기구동 척킹시스템
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제1항에 있어서, 상기 주축(10)의 후단부 외주면에 나사산(11a)이 전후방향을 따라 나선형으로 형성되고, 상기 링기어(68)의 내주면에 상기 나사산(11a)과 맞물리는 리드스크류(68b)가 전후방향을 따라 나선형으로 형성되어, 상기 리드스크류(68b)와 나사산(11a) 간의 작용에 의해 링기어(68)가 주축(10)에 대해 회전하면서 전후방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 고효율 전기구동 척킹시스템
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제4항에 있어서, 상기 클러치 구동부는, 주축(10)의 외측에 설치되는 클러치 모터(65)와, 상기 클러치 모터(65)로부터 동력을 전달받아 감속하는 감속기(66)와, 상기 감속기(66)로부터 동력을 전달받아 회전하며 상기 링기어(68)의 외면에 원주방향으로 형성된 기어이(68a)와 맞물려 링기어(68)에 회전력을 전달하는 피니언기어(67)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 고효율 전기구동 척킹시스템
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제1항에 있어서, 상기 마찰부재(62)는 전후방향으로 나란하게 배열되며 스핀들(20)에 대해 전후방향으로 이동은 가능하지만 상대 회전은 불가능하게 설치된 복수개의 피동 마찰패드(62a)와, 상기 피동 마찰패드(62a) 사이에 배치되며 상기 스핀들 구동부에 대해 전후방향으로 이동은 가능하지만 상대 회전은 불가능하며 상기 스핀들(20)에 대해서는 상대 회전 가능하게 설치되는 복수의 구동 마찰패드(62b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 고효율 전기구동 척킹시스템
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제6항에 있어서, 상기 구동 마찰패드(62b)의 외주부에 복수의 스플라인홈(62d)이 원주방향을 따라 형성되고, 상기 스핀들 구동부의 전단부에 상기 스플라인홈(62d)에 삽입되어 상대 회전을 제한하는 복수의 스플라인돌기(51a)가 원주방향을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 공작기계의 고효율 전기구동 척킹시스템
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제6항에 있어서, 상기 피동 마찰패드(62a)와 구동 마찰패드(62b) 사이에 판스프링이 삽입된 것을 특징으로 하는 공작기계의 고효율 전기구동 척킹시스템
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제1항에 있어서, 상기 록킹피스톤(81)은 클러치유닛이 이동하여 스핀들 구동부와 분리될 때, 그리고 상기 드로우바(30)의 선형 이동이 종료된 후 클러치유닛을 동작시켜 스핀들(20)을 스핀들 구동부와 결합하는 절환 동작이 수행될 때, 스핀들(20) 쪽으로 이동하여 스핀들(20)의 록킹홈(24) 내측으로 삽입되면서 주축(10)에 대해 스핀들(20)을 구속하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 고효율 전기구동 척킹시스템
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제1항에 있어서, 상기 스핀들 구동부는, 상기 주축(10)의 외부에 설치되는 스핀들 모터와, 상기 스핀들(20)의 외측에 스핀들(20)에 대해 상대 회전 가능하게 설치되어 상기 스핀들 모터로부터 동력을 전달받아 회전하며 상기 클러치유닛과 연결되거나 분리되는 구동풀리(51)와, 상기 구동풀리(51)와 상기 볼스크류(40)의 캐리어(42)를 연결하는 풀리커버(52)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 고효율 전기구동 척킹시스템
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제1항 내지 제2항 및 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 전기구동 척킹시스템의 작동방법으로서, (S1) 록킹피스톤(81)을 스핀들(20) 쪽으로 이동시켜 스핀들(20)을 주축(10)에 구속하고, 클러치유닛을 전진시켜 클러치유닛을 스핀들 구동부와 분리하는 단계;(S2) 스핀들 구동부에 전원을 인가하여 스핀들 구동부를 동작시키는 단계;(S3) 스핀들 구동부의 회전력을 볼스크류(40)의 캐리어(42)에 전달하여 스크류축(41) 및 드로우바(30)를 스핀들(20)에 대해 선형이동시켜 피가공물을 고정하는 단계;(S4) 스핀들 구동부에 전원이 인가되어 스크류축(41) 및 드로우바(30)에 추력이 가해진 상태에서 클러치유닛을 동작시켜 클러치유닛을 후진시키는 단계;(S5) 클러치유닛의 구성요소가 스핀들 구동부에 결합되면 스핀들 구동부의 전원을 차단(off)하는 단계;(S6) 상기 록킹피스톤(81)을 스핀들(20)과 먼 쪽으로 이동시켜 주축(10)에 대한 스핀들(20)의 구속 상태를 해제하는 단계;(S7) 스핀들 구동부를 동작시켜 스핀들(20)과 볼스크류(40) 및 드로우바(30)를 동시에 회전시켜 피가공물을 가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기구동 척킹시스템의 작동방법
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