KR101748018B1 - 드릴, 밀링 공구 등과 같은 커터를 갖는 공구를 날카롭게 만드는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작물을 기계 가공하기 위한, 특히 예컨대 드릴, 밀링 공구 등과 같이 커팅을 위한 커터를 갖는 공구를 날카롭게 만드는 장치(10)에 관한 것으로서, 상기 장치(10)는, 서로에 대해 정해진 각도로 배치되는 적어도 2개의 기능면(14, 16)을 갖는 모놀리식 기계 블럭(12), 기계 가공될 공작물(38)을 클램핑하는 공작물 지지 장치(18), 공작물(38)을 기계 가공하도록 적어도 하나의 공구(66, 68, 70)가 부착될 수 있는 기계 가공 유닛(2), 및 기계 가공 유닛(20)이 변위 가능하게 부착될 수 있는 지지부(22)를 포함하고, 상기 기계 블럭(12)의 2개의 기능면(14, 16) 중 제1 기능면(14) 상에서, 기계 블럭(12)은 적어도 하나의 제1 안내축(X1)을 따라 공작물 지지 장치(18)를 안내하기 위한 적어도 하나의 제1 선형 가이드(24, 26)를 가지며, 기계 블럭(12)의 2개의 기능면(14, 16) 중 제2 기능면(16) 상에서, 기계 블럭은 적어도 하나의 제2 안내축(Z1)을 따라 기계 가공 유닛(20)용 지지부(22)를 안내하기 위한 적어도 하나의 제2 선형 가이드(40, 42)를 갖고, 상기 제1 기능면(14) 또는 제2 기능면(16)은 제3 안내축(Y1)을 따라 공작물 지지 장치(18) 또는 기계 가공 유닛(20)을 안내하기 위해 적어도 하나의 제3 선형 가이드(46, 48)에 할당되며, 상기 기계 가공 유닛(20)은 지지부(22)에 대해 변위 가능하고, 상기 제1, 제2 및 제3 안내축(X1, Y1, Z1) 각각은 서로에 대해 경사지게 연장되며, 상기 공작물 지지 장치(18)는 공작물(38)을 회전시키기 위한 제1 회전축(A1)으로 형성되고, 상기 기계 가공 유닛(20) 또는 공작물 지지 장치(18)는 적어도 하나의 제2 회전축(C1, C2, B1)을 중심으로 피벗될 수 있다.

Description

드릴, 밀링 공구 등과 같은 커터를 갖는 공구를 날카롭게 만드는 장치{DEVICE FOR SHARPENING TOOLS WITH CUTTERS, SUCH AS FOR EXAMPLE DRILLS, MILLING TOOLS OR THE LIKE}

본 발명은 예컨대 드릴, 밀링 공구 등과 같은, 기계 가공 또는 커팅을 위한 커터를 갖는 공구를 날카롭게 만드는 장치에 관한 것이다.

광범위한 기계 공작 작업에 사용되는 공구를 날카롭게 하는(샤프닝 가공) 중요성은 더욱 더 커지고 있다. 예컨대, 경질 재료로 구성되는 공작물의 여러 표면을 단일의 작업 단계에서 기계 가공될 수 있게 하는 공구의 기하학적 형태의 복잡도 증가는 그러한 공구의 초기 지출이 상당하다는 것을 의미한다. 이러한 유형의 공구는 가능한 한 오랫동안 사용되어야 하기 때문에, 공작물의 치수 안정적인 기계 가공을 보장하기 위하여 공구의 제조 중에 초기 샤프닝 외에 커팅 에지를 정기적으로 다시 날카롭게 하는 것(리샤프닝)이 또한 필수적이다. 연삭은 샤프닝 작업 중에 "공작물"로서 기계 가공되는 공구의 초기 샤프닝 및 리샤프닝을 위해 그러한 기계 가공 작업에서 중요한 역할을 한다. 그러나, 예컨대, 침식 기계 가공 또는 레이저 기계 가공 등의 다른 기계 가공 프로세스가 샤프닝 작업 중에 또한 점점 더 사용되고 있다.

종래 기술은 샤프닝 공구의 요건과 다소 동일한 특히 연삭기 분야에서 복수 개의 해법을 개시하고 있다.

예컨대, DE 198 44 242 C2호 문헌은 공작물이 소정 각도 정렬 상태로 슬라이드하도록 부착되는 범용 연삭기와, 타워형 가이드 상에 안내되는 기계 가공 유닛을 개시한다. 유사한 해법이 CH 698 920 B1호와 EP 0 023 876 A1호 문헌에 개시되어 있다.

DE 201 04 030 U1호는 기계 가공 유닛이 마찬가지로 타워에 부착되고 수직 방향으로 안내되는 테이블 설계의 연삭기를 개시한다.

CH 692 450 A5호는 연삭 공구가 포털에 의해 기계 베이스에 대해 안내되는 기계 가공 유닛에 부착되는 연삭기를 개시하고 있다. 이 연삭기는 비교적 대형 구성으로 되어 있고 비교적 큰 바닥 공간을 필요로 한다.

마찬가지로 포털 설계와 관련된 해법이 DE 42 42 906 A1호 문헌에 개시되어 있다. 이 연마기는 전술한 연삭기보다 작은 구성으로 되어 있지만, 그 설계는 비교적 복잡하고, 상이한 기계 가공 상황에 대해 몇 개의 조정 변경만이 가능하다.

DE 41 35 823 A1호 문헌은 상부 구역에 실질적으로 T형 단면을 갖는 기계 스탠드를 갖는 연삭기 공구를 개시하고 있다. 이 T형 단면의 표면은 종방향 림(limb) 및 횡방향 림에 의해 형성된다. 종방향 림 또는 입방형 부품의 수직 측면 상에는 하부 슬라이드가 수직 방향으로, 즉 X 방향으로 변위 가능한 수직 가이드가 배치된다. 하부 슬라이드 상에는 상부 슬라이드가 수평 방향으로, 즉 Z 방향으로 변위 가능한 수평 가이드가 배치된다. 상부 슬라이드는 X축에 평행한 회전축을 중심으로 회전 가능한 공작물 스핀들을 갖는 공작물 스핀들 헤드를 지지한다. 횡방향 림의 상단부면 상에는 Y 방향으로 변위 가능하도록 연삭 헤드 슬라이드가 장착되는 수평 가이드가 구성된다. 연삭 헤드를 지지하는 연삭 헤드 지지부가 연삭 헤드 슬라이드 상에 배치된다. 연삭 헤드에는 연삭 공구가 그 자유 단부에서 부착될 수 있는 연삭 스핀들이 회전 가능하게 장착된다. 연삭 헤드는 아암에 의해 피벗축을 중심으로 피벗 가능하도록 연삭 헤드 지지부 상에 배치된다.

US 8 066 548 B1호 문헌은 입방형 기계 프레임을 설명하고 있다. 메인 프레임 레일의 일면이 마련되는데, 이 일면을 따라 지지부가 X 방향으로 변위 가능하다. 다시 지지부는 레일을 구비하는데, 이 레일에 의해 추가 슬라이드 또는 지지부가 Y 방향으로 변위될 수 있다. 메인 프레임의 면들 중 하나와 지지부 각각은 X 및 Y 방향으로 스핀들의 자유 운동을 가능하게 하는 개구를 갖는다. 지지부가 Z 방향으로 변위 가능한 레일은 프레임의 측면에 마련된다. 지지부와 메인 프레임의 면들 중 하나는 개구를 갖고, 이 개구를 통해 회전 가능한 구조가 연장되고, 회전 가능한 구조는 축선을 중심으로 회전될 수 있다.

전술한 종래 기술로부터의 연삭기들은 또한 그 기계 가공 축선의 갯수와 배열로 인해 대체로 복잡한 기계 가공 작업을 하지만, 비교적 큰 설치 영역과 바닥 공간을 필요로 하는 비교적 복잡한 구성을 모두 갖는다. 더욱이, 이들 연삭기는 상이한 기계 가공 상황 또는 클라이언트 특정 요건에 대해 한다고 하더라도 매우 제한된 범위로만 조정될 수 있다. 요건은 언제나 광범위한 기계 가공 작업에 사용될 수 있는 범용 기계를 위한 것은 아니다. 대신에, 특정한 기계 가공 작업에 대해 개별적으로 조정되는 기계가 요망된다. 따라서, 사용될 수 있는 실질적인 갯수의 기계 가공 상황이 요구되지 않거나 사용자에 의해 실시되지 않다면, 범용 연삭기를 제공하는 것이 흔히 필수적인 일은 아니다. 대신에, 유저가 직면하는 기계 가공 상황에 특별히 일치하는 커팅 기계, 특히 연삭기가 또한 개선된 비용 효율을 이유로 바람직하다.

본 발명의 목적은 단순하고 컴팩트한 구성으로 각자의 기계 가공 상황에 대해 특정한 조정이 가능한, 서두에 설명된 유형의 장치를 제공하는 것이다.

이 목적은 공작물을 기계 가공하기 위한, 특히 예컨대 드릴, 밀링 공구 등과 같이 기계 가공 또는 커팅을 위한 커터를 갖는 공구를 초기 샤프닝 및 리샤프닝하기 위한 장치에서, 청구항 1에 따른 특징에 의해 달성된다.

구체적으로, 본 발명에 따른 장치는,

-서로에 대해 정해진 각도로 배치되는 적어도 2개의 기능면을 갖는 모놀리식 기계 블럭,

-기계 가공될 공작물을 클램핑하는 공작물 지지 장치,

-공작물을 기계 가공하도록 적어도 하나의 공구가 부착될 수 있는 기계 가공 유닛, 및

-기계 가공 유닛이 변위 가능하게 부착될 수 있는 지지부

를 포함하고, 2개의 기능면 중 제1 기능면 상에서, 기계 블럭은 제1 안내축을 따라 공작물 지지 장치를 안내하기 위한 제1 선형 가이드를 가지며, 2개의 기능면 중 제2 기능면 상에서, 기계 블럭은 제2 안내축을 따라 기계 가공 유닛용 지지부를 안내하기 위한 제2 선형 가이드를 갖고, 제1 기능면 또는 제2 기능면은 제3 안내축을 따라 공작물 지지 장치 또는 기계 가공 유닛을 안내하기 위해 적어도 하나의 제3 선형 가이드에 할당되며, 기계 가공 유닛은 지지부에 대해 변위 가능하고, 제1, 제2 및 제3 안내축 각각은 서로에 대해 정해진 각도로 연장되며, 공작물 지지 장치는 공작물을 회전시키기 위한 제1 회전축을 갖도록 구성되고, 기계 가공 유닛 또는 공작물 지지 장치는 적어도 하나의 제2 회전축을 중심으로 피벗될 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 모든 구성요소가 단일의 모놀리식 기계 블럭 상에 배치되는 매우 컴팩트한 구성의 이점을 갖는다. 예컨대, 기계 가공 유닛을 지지하는 포탈 또는 타워와 기계 테이블의 조합과 같은 복잡한 구조는 그와 대조적으로 상당히 큰 바닥 공간을 필요로 하고 더 복잡한 구성을 갖는다는 점에서 불리하다. 더욱이, 본 발명에 따른 장치는 모듈형 구조의 이점을 갖는다. 요건에 따라 또는 원하는 용례에 따라, 개별적인 구성요소가 개량되거나 맞춤 설계될 수 있다. 따라서, 예컨대, 개별적인 실시예의 설명에서 상세하게 아래에서 증명되는 바와 같이, 기계 가공 유닛과 공작물 지지 장치가 요건에 기초하여 설계가 다소 복잡하게 될 수 있다. 각자의 용례에 대한 이러한 조정은 기본적인 개념은 변동없이 유지하면서 본 발명에 따른 장치에 대한 약간의 변화에 의해 실행될 수 있다. 이러한 이점의 기본은 모든 구성요소가 단일의 모놀리식 기계 블럭 상에 배치되고 안내된다는 점이다.

본 발명의 다른 이점은 여러 구성요소들, 특히 기계 가공 유닛과 공작물 지지 장치의 양호한 접근성으로 이루어진다. 이는 자동화 생산에서 본 발명에 따른 장치의 특히 유리한 통합을 가능하게 하는데, 그 이유는 양쪽 공구, 이에 따라 공작물이 쉽게 공급되거나 제거될 수 있기 때문이다.

본 발명의 개별적인 추가 개량은 종속항을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.

본 발명의 추가 개량에 따르면, 제3 선형 가이드가 제3 안내축을 따라 지지부에 대해 기계 가공 유닛을 안내하도록 부착되는 추가 기능면을 지지부가 가질 수 있다. 그러나, 또한 대안적으로, 지지부가 선형 가이드를 갖지 않고, 대신에 제3 선형 가이드가 공작물 지지 장치를 갖는 슬라이드와 결합될 수 있다. 단, 그 안내축에서, 3개의 선형 가이드가 쌍으로 서로에 대해 정해진 각도로 연장되는 3개의 축선의 좌표계를 가로지른다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 이들 안내축들이 서로에 대해 직교하게 배치된다. 안내축은, 장치의 작동 상태에서, 제1 및 제3 안내축이 실질적으로 수평으로 연장되고 제2 안내축이 실질적으로 수직으로 연장되도록 배치될 수 있다. 그러나, 이 바람직한 실시예는 또한 강제적이지 않다. 본 발명의 다른 실시예는 또한 안내축이, 예컨대 0°내지 30°범위의 각도 만큼 수평 또는 수직에서 벗어난 공간에 있는 장치를 입증한다.

본 발명의 다른 개량에서, 기계 블럭의 2개의 기능면은 서로에 대해 실질적으로 수직으로 배치된다. 본 발명에 따르면, 여기서 모놀리식 기계 블럭은 실질적으로 입방형 구성으로 될 수 있고, 제1 기능면은 제2 기능면보다 크다. 따라서, 공작물 지지 장치의 제1 선형 가이드는 입방형 기계 블럭의 큰 표면에 부착됨으로써, 공작물, 즉 날카롭게 될 공구의 큰 조절 경로를 보장할 수 있다. 따라서, 비교적 긴 샤프트 공구를 기계 가공할 수 있다. 그러한 설계의 모놀리식 기계 블럭에서, 본 발명의 추가 개량에 따르면, 공작물 지지 장치의 제1 선형 가이드가 제1 기능면의 실질적으로 전체 길이에 걸쳐 구성된다. 이는 가장 큰 가능한 조절 경로가 달성되게 할 수 있다.

그러나, 본 발명에 따르면, 모놀리식 기계 블럭의 2개의 기능면이 수직 방향으로 연장되는 것이 필수적이지 않다. 대안적으로, 기계 블럭의 2개의 기능면은 예컨대 적어도 10°의 각도로 수직에 대해 경사질 수 있다. 여기서, 전체 기계 블럭이 이 방식으로 정해진 각도로, 예컨대 웨지 형태로 설정되는 기능면을 갖도록 구성되거나, 대응하는 기울기를 갖는 기계 블럭 상의 개별적인 표면 부분, 예컨대 리세스 내의 또는 모놀리식 기계 블럭의 돌출부 상의 기능면 부분만을 구성할 수 있다. 이때에, 위에서 대략적으로 이미 나타낸 바와 같이 안내축이 또한 이에 따라 경사진다.

더욱이, 본 발명에 따르면, 기계 블럭이 수평면을 갖는 적어도 하나의 돌출부를 구비할 수 있고, 2개의 선형 가이드 중 하나가 수평면 상의 이 돌출부의 구역에서 부분적으로 또는 전체적으로 배치될 수 있다. 대안적으로, 수평에 대해 예컨대 10°경사지는 표면을 제공하고 이 표면 상에 각각의 선형 가이드를 배치하는 것이 또한 가능하다.

선형 가이드의 배열과 함께, 공작물 지지 장치가 제1 선형 가이드를 따라 안내되는 제1 슬라이드에 부착되는 것이 특히 가능하다. 또한, 공작물 지지 장치는 이 제1 슬라이드에 대해 제1 회전축을 중심으로 피벗 가능할 수 있다. 이미 전술한 바와 같이, 제2 슬라이드를 안내하는 추가 선형 가이드를 이 슬라이드 상에 제공할 수 있다. 따라서, 공작물 지지 장치는 크로스 슬라이드 구조에 부착될 수 있다. 별개의 슬라이드에 대한 공작물 지지 장치의 모듈형 부착은 또한 필요에 따라 슬라이드 상에 상이하게 구성된 공작물 지지 장치를 사용하고 이들을 필요에 따라 교체할 수 있게 한다. 바꿔 말해서, 이 변형예에서는 모듈형 "공작물 지지 장치"가 이에 따라 요청하는 대로 간단하게 교체될 수 있다.

본 발명의 추가 개량에 따르면, 공작물 지지 장치는 제1 슬라이드에 대해 제1 회전축을 중심으로 피벗될 수 있는 피벗 아암 또는 피벗 플레이트에 부착된다. 피벗 아암의 길이와, 피벗 아암 및 그 위에 배치된 공작물 지지 장치에 대한 제1 회전축의 위치 설정을 고려하면, 공작물의 위치가 원하는 대로 조절되는 것이 가능하다. 예컨대, 피벗 플레이트는 회전축을 중심으로 공작물 지지 장치의 순수한 회전 조절을 가능하게 한다.

기계 가공 유닛의 부착 관점에서, 본 발명의 추가 개량에 따르면, 지지부는 제3 선형 가이드가 부착되는 추가의 모놀리식 블럭에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 지지부는 또한 "기계 가공 유닛" 모듈을 부착하기 위한 인터페이스의 역할을 할 수 있고, 이 인터페이스를 요건에 따라 설계하는 것이 가능하다. 이를 위해, 수직 또는 수평 기능면, 또는 수직 또는 수평에 대해 정해진 각도로 연장되는 기능면을 제공하는 것이 또한 가능하다. 경사면의 기울기는 예컨대 적어도 10°이다.

더욱이, 본 발명에 따르면, 지지부는 적어도 하나의 로커를 수용하기 위한 적어도 하나의 포크를 가질 수 있고, 로커 상에는 적어도 제2 회전축 또는 추가 회전축을 중심으로 피벗될 수 있도록 기계 가공 유닛이 장착된다. 여기서, 제2 회전축 또는 추가 회전축은 실질적으로 수직 방향으로 연장될 수 있다.

적어도 하나의 피벗 가능한 로커를 갖는 본 발명의 장치의 변형예에서는, 상이한 공구를 구동하기 위해 복수 개의 회전 구동식 스핀들을 제공할 수 있다. 예컨대, 동일한 방향으로 또는 반대 방향으로 정렬되고 실질적으로 평행한 회전축을 갖는 2개의 스핀들을 제공할 수 있다. 이들 2개의 스핀들은 별개의 구동 모터에 의해 각각 따로따로 구동될 수 있다. 그러나, 단하나의 구동 모터만을 제공하고 이 구동 모터가 각자의 중간 기어를 통해 하나의 스핀들 또는 양쪽 스핀들을 구동할 수 있다. "기어"라는 용어는 여기서 광범위하게 사용된다. 벨트 구동 장치가 특히 적합하다. 여기서, 벨트 구동 장치는 엇갈린 방식으로 그리고 공간 절약 방식으로 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 개량에 따르면, 복수 개의 로커가 서로에 대해 그리고 각각의 포크에 대해 제2 회전축을 중심으로 피벗될 수 있도록 적어도 하나의 포크 상에 장착된다. 여기서, 2개의 상호 인접한 로커는 바람직하게는 결합부에 의해 서로에 대해 장착될 수 있다. 결합부는 하나 이상의 자유도를 갖는 회전 조인트 또는 다른 피벗 조인트일 수 있다. 간단한 변형예에서, 회전 조인트로서 구성되는 결합부의 회전점은 제2 회전축 상에 또는 그 근처에 있다.

본 발명의 추가 개량에 따르면, 공작물 지지 장치는 공작물이 공작물 종축을 중심으로 회전될 수 있는 제1 회전 스핀들을 갖는다. 드릴, 밀링 공구 등의 샤프트 공구를 기계 가공할 때에, 이들은 기계 가공 프로세스 중에 종축을 중심으로 회전되어야 하는데, 이는 공작물 지지 장치의 제1 회전 스핀들에 의해 가능하다.

본 발명에 따르면, 기계 가공 유닛은 제3 선형 가이드 상에서 안내되는 제2 슬라이드에 부착될 수 있다. 본 발명에 따르면, 기계 가공 유닛은 제2 회전축을 중심으로 제2 슬라이드에 대해 피벗될 수 있다. 이 피벗 능력은 또한 복잡한 공작물의 기하학적 형태를 적절하게 기계 가공할 수 있도록 기계 가공 공구가 공작물에 대해 상이한 각도로 설정되게 할 수 있다.

용례에 따라, 본 발명에 따르면, 기계 가공 유닛 적어도 하나의 회전 구동식 연삭 디스크 및/또는 적어도 하나의 침식성 공구, 바람직하게는 회전 구동식 침식성 디스크, 및/또는 적어도 하나의 레이저 헤드 및/또는 적어도 하나의 측정 센서를 가질 수 있다. 특히 연삭 또는 침식할 때에 사용하기 위해, 본 발명의 추가 개량에 따르면, 기계 가공 유닛은 결합된 공구를 회전 구동하기 위한 적어도 하나의 회전 스핀들을 갖는다.

복수 개의 기계 가공 상황을 만족시키기 위해, 본 발명의 추가 개량에 따르면, 기계 가공 유닛은 적어도 2개의 기계 가공 공구 또는 적어도 하나의 기계 가공 공구 및 적어도 하나의 측정 센서가 배치되는 리벌버 장치를 갖고, 이 경우에 기계 가공에 사용될 공구 또는 사용될 측정 센서는 제2 회전축을 중심으로 한 기계 가공 유닛의 회전에 의해 액티브 위치로 이동될 수 있다. 본 발명에 따르면, 여기서, 각각의 기계 가공 공구는 회전 스핀들에 할당될 수 있다. 그러나, 로커를 갖는 변형예에서 전술한 바와 같이, 이들 변형에에서는 개별적인 기계 가공 공구가 공통의 구동 장치에 의해 구동되는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 장치의 모든 가이드 및 회전축은 바람직하게는 개별적으로 또는 조합하여 모터 구동되고, 종래의 방식으로 숫자상으로 정확하게 제어되고 위치 설정된다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 아래의 예에 의해 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예의 입체도이다;
도 2는 제1 실시예에 따른 본 발명의 장치의 정면도이다;
도 3은 우측에서 본 제1 실시예에 따른 본 장치의 측면도이다;
도 4는 제1 실시예에 따른 본 발명의 장치의 평면도이다;
도 5는 본 발명의 장치의 제2 실시예의 입체도이다;
도 6은 제2 실시예에 따른 본 발명의 장치의 정면도이다;
도 7a는 본 발명에 따른 장치의 제3 실시예의 입체도이다;
도 7b는 추가적으로 회전 가능한 공작물 지지 장치를 갖는 도 7a에 관해 변경된 실시예의 입체도이다;
도 7c는 도 7b의 상세 입체도이다;
도 8은 본 발명에 따른 장치 장치의 제4 실시예의 입체도이다;
도 9는 본 발명에 따른 장치의 제5 실시예의 측면도이다;
도 10은 본 발명에 따른 장치의 제5 실시예의 로커 및 기계 가공 유닛의 입체도이다;
도 11 내지 도 14는 본 발명에 따른 로커의 가능한 실시예의 여러 도면이다;
도 15는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예의 입체도이다.

예컨대 드릴, 밀링 공구 등과 같은 기계 가공용 커터를 갖는 공구를 날카롭게 하기 위한 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 장치는 전체적으로 참조 번호 10으로 지시된다. 장치는 실질적으로 입방형 구성으로 된 모놀리식 기계 블럭(12)을 포함한다. 기계 블럭(12)은 그 큰 면적의 전면에 의해 형성되는 제1 기능면(14)을 갖고, 더욱이 그 정면에 실질적으로 수직이고 입방형의 측면에 의해 형성되는 더 좁은 제2 기능면을 갖는다. 기계 블럭(12)의 제1 기능면(14) 상에는 리세스(17)와, 그 정면에 있는 변위 가능한 공작물 지지 장치(18)가 통합된다. 또한, 도 1 내지 도 4는 제2 기능면(16) 상에서, 모놀리식 입방형 지지부(12)에 의해 기계 가공 유닛(20)이 기계 블럭(12)에 변위 가능하게 부착되는 것을 도시하고 있다.

공작물 지지 장치(18)를 부착하기 위하여, 2개의 가이드 레일(24, 26)을 갖는 선형 가이드가 기계 블럭(12) 상에 마련되는데, 가이드 레일 상에는 제1 가이드축(X1)의 방향으로 슬라이드(30)가 변위 가능하게 안내된다. 회전축(C1)을 중심으로 피벗 가능한 피벗 플레이트(32)가 슬라이드(30) 상에 마련된다. 피벗 플레이트(32)는 공작물 홀더(36)를 갖는 스핀들 장치(34)를 지지한다. 공작물(38)이 공작물 홀더에 클램핑된다. 공작물(38)은 스핀들 장치(34)에 의해 기계 가공축(A1)을 중심으로 회전될 수 있다.

차례로, 2개의 가이드 레일(40, 42)은 기계 블럭(12)의 측방향 기능면(16) 상에 배치된다. 지지부(22)는 안내축(Y1)을 따라 가이드 레일 상에서 수직 방향으로 변위될 수 있다. 그 실질적인 수평 상부면(44) 상에서, 추가 슬라이드(50)가 2개의 가이드 레일(46, 48)에 의해 안내축(Z1) 방향으로 지지부(22) 상에 변위 가능하게 안내된다. 이 기계 가공 유닛은 리볼버 헤드(54)가 배치되는 일체형 회전 스핀들을 갖는 베이스(52)를 구비한다. 리볼버 헤드(54)는 회전축(C2)을 중심으로 회전 가능하다.

리벌버 헤드(54)에는 팔각형 회전체(56)가 마련되고, 팔각형 회전체 상에는 그 4개의 단부면에 3개의 상이한 기계 가공 스핀들(58, 60, 62) 및 측정 스캐너(64)가 부착된다. 각각의 기계 가공 스핀들(58, 60, 62)은, 예컨대 기계 가공 스핀들(58) 상의 연삭 디스크(66), 기계 가공 스핀들(60) 상의 침식성 디스크(68), 및 기계 가공 스핀들(62) 상의 추가 연삭 디스크(70) 등의 상이한 공구를 구비한다. 각 기계 가공 스핀들(58, 60, 62)은 관련된 회전축(L1, L2, L3)을 중심으로 한 각각의 공구의 회전을 가능하게 한다. 도 1에 따라 도시된 예시에서, 기계 가공 스핀들(58)은 공작물(38)이 기계 가공되게 할 수 있는 액티브 위치에 배치되어 있다. 2개의 다른 기계 가공 스핀들(60, 62) 뿐만 아니라 측정 스캐너(64)는 패시브 위치에 있고 그 회전축(C2)을 중심으로 한 리벌버 헤드(54)의 적절한 회전에 의해 작동상 액티브 위치로 될 수 있다.

개별적인 기계 가공 스핀들(58, 60, 62)은 필요에 따라 분해되고 다른 기계 가공 공구에 의해, 예컨대 상이한 기하학적 형태를 갖는 다른 연삭 디스크 또는 침식성 디스크에 의해, 또는 공작물(38)을 레이저 기계 가공하기 위한 레이저 헤드에 의해 교체될 수 있다. 전체적인 리벌버(54)가 또한 제거되고 단일 스핀들을 갖는 다른 장치, 다른 다중 스핀들 장치 또는 다른 공구 또는 측정 스캐너 장치에 의해 교체될 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 장치의 제2 실시예를 도시한다. 유사한 또는 유사한 작용의 구성요소에 대한 설명에 사용되는 참조 번호는 도 1 내지 도 4에 따른 제1 실시예의 설명에 사용된 것과 동일하다.

도 5 및 도 6은, 도 6의 우측 구역에서, 기계 블럭(12)이 실질적으로 수평 연장되는 기능면(82)으로 구성되는 일체형 돌출부(80)를 구비하는 것을 도시하고 있다. 가이드 레일(48)이 이 수평 기능면(82)에 부착된다. 관련된 제2 가이드 레일(46)은 수직 연장되는 기능면(16)에 부착된다. 지지부(22)는 2개의 가이드 레일(46, 48)에 의해 기계 블럭(12)에 대해 수평 방향으로 변위될 수 있다. 이 장치는 지지부(22)에 작용하는 중량이 수평 기능면(82) 상에 배치되는 가이드 레일(48)에 의해 기계 블럭(12)으로 전달될 수 있다는 이점이 있다.

더욱이, 이 실시예의 리벌버 헤드(54)는 회전축(C2)을 중심으로 피벗 가능하도록 슬라이드(50)에 부착된다. 슬라이드(50)는 지지부(22)에 대해 그리고 이에 따라 기계 블럭(12)에 대해 축선(Y1)을 따라 수직 방향으로 2개의 가이드 레일(40, 42)에 의해 변위될 수 있다.

게다가, 도 5 및 도 6은 또한 슬라이드(30)에 대한 피벗축(C1)을 중심으로 한 피벗 플레이트(32)의 피벗 운동을 도시하고 있다. 이에 의해, 도 5 및 도 6은 연삭 디스크(66)가 위쪽으로부터 소정 각도로 공작물(38) 상에 작용하는 기계 가공 상황을 도시하고 있다.

도 5 및 도 6에 따른 제2 실시예는 또한 슬라이드(30)가 수용되는 리세스(17)를 갖는다는 점을 유념해야 한다. 따라서, 이 변형예에서 관련된 선형 가이드(24, 26)는 이 리세스(17) 내에 배치되고 기계 블럭(12)의 전면에 대해 저지된다.

도 5 및 도 6에 따른 실시예의 작동 모드는 도 1 내지 도 4에 따른 제1 실시예의 작동 모드와 동일하다.

도 7a는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 유사한 또는 유사한 작용의 구성요소에 대한 설명에 사용되는 참조 번호는 도 1 내지 도 6에 따른 이전 실시예의 설명에 사용된 것과 동일하다.

도 7a에 따른 실시예에서, 기계 블럭(12)에는 다시 일체로 형성된 단차형 돌출부(80)가 마련되고, 지지부(22)는 수직 기능면(16)과 수평 기능면(82) 모두에 장착된다. 게다가, 모놀리식 기계 블럭(12)에는 다시 리세스(17)가 마련되고, 2개의 선형 가이드(24, 26)가 이 리세스(17) 내에 배치된다. 그러나, 이 변형예에서, 가이드에 부착된 슬라이드(30)는 축선(Y1)을 따라 실질적으로 수직 방향으로 연장되는 2개의 선형 가이드(84, 86)과 함께 그 전면에 마련된다. 이들 2개의 선형 가이드(84, 86)에 의해 축선(Y1)을 따라 기계 블럭(12)에 대해 수직 방향으로 추가 슬라이드(88)가 안내된다. 공작물 지지 장치(18)는 최종적으로 부착되는 로터-구동 가능한 스핀들 장치(34) 및 공작물(38)과 함께 추가 슬라이드(88) 상에 배치된다.

도 7a는 최종적으로 지지부(22)가 그 전방 구역에 리세스(90)를 구비하고 2개의 아암(92, 94)에 의해 이 리세스(90) 둘레에서 포크형 방식으로 연장된다는 것을 보여준다. 이들 2개의 아암(92, 94)은 그 자유 단부의 구역에 각각의 베어링 지점을 형성한다. 기계 가공 유닛(20)은 2개의 아암(92, 94) 사이에 수용되는데, 보다 자세하게는 이 실시예에서 실질적으로 수평 연장되는 피벗축(B1)을 중심으로 피벗 가능한 로커(95)의 형태이다. 따라서, 기계 가공 유닛(20)은 포크형 지지부(22) 상에 로커(95)의 형태로 장착된다. 도시된 경우에, 기계 가공 유닛은 매 경우에 별개의 스핀들(96, 97)에 의해 서로 따로따로 그리고 독립적으로 구동될 수 있는 2개의 연삭 디스크(66, 67)를 포함한다. 구동 옵션은 도 11 내지 도 14를 참조하여 아래에서 논의된다. 기계 가공 유닛(20)은 피벗축(B1)을 중심으로 피벗되고 공작물(38)에 대해 임의의 소정 각도로 위치 설정될 수 있다. 공작물(38)에 대한 기계 가공 유닛(20)의 다른 위치 설정은 도시된 바와 같이 공간축(X1, Y1, Z1)을 따라 대응하는 선형 가이드에 의해 일어난다.

도 7b 및 도 7c는 공작물 지지 장치(18)의 안내 관점에서 도 7a에 따른 실시예에 대한 변형을 도시한다. 축선(X1, Y1)을 따른 2개의 가이드에 의한 선형 변위 외에, 피벗축(C1)을 중심으로 슬라이드(88)에 대해 피벗 가능한 스핀들 장치(34)가 피벗 플레이트(99) 상에 배치된다. 도 5에 따른 실시예와 유사한 방식으로, 이 변형예의 스핀들 장치(34)은 또한 이 스핀들 장치에 부착된 공작물(38)과 함께 여전히 피벗될 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 유사한 또는 유사한 작용의 구성요소에 대한 설명에 사용되는 참조 번호는 도 1 내지 도 7b에 따른 이전 실시예의 설명에 사용된 것과 동일하다.

도 8에 따른 실시예는 도 7a에 따른 실시예와 유사한 구성으로 되어 있다. 그러나, 기계 블럭(12)은 그 전체적인 형상이 절두형 웨지가 되도록 그 전면이 각형 표면(98, 100)으로 구성된다. 또한, 리세스(17) 구역에서, 기능면(102)은 수직 방향으로 연장되지 않고 마찬가지로 소정 각도로 연장된다. 수직에 대한 기능면(98, 100)의 경사각(α)은 대략 10°이다.

기능면(98, 100)의 경사를 제외하고, 도 8에 따른 실시예의 다른 구성은 도 7a에 따른 실시예의 구성과 유사하다. 기계 가공 유닛(20)은 다시 로커(95)에 의해 지지부(22)에 장착되고 피벗축(B1)을 중심으로 회전 가능하게 위치 설정될 수 있다.

더욱이, 도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 유사한 또는 유사한 작용의 구성요소에 대한 설명에 사용되는 참조 번호는 도 1 내지 도 8에 따른 이전 실시예의 설명에 사용된 것과 동일하다.

도 9 및 도 10에 따른 실시예는 도 8에 따른 실시예와 유사하지만, 경사각(α)으로 수직에 대해 소정 각도로 연장되는 저지 기능면(100)을 리세스(17) 구역에 구비한다. 다른 한편으로, 모놀리식 블럭(12)의 전방 기능면(98)은 수직 방향으로 연장된다. 따라서, 슬라이드(30)는 리세스(17) 내에 수용되는 그 구역에서 웨지형 구성으로 되고, 이에 따라 슬라이드(30)의 후방면(104)은 기능면(100)과 실질적으로 평행하게 연장되어 10°의 경사각(α)을 통해 경사진다.

도 11 내지 도 14는 로커(95)로 구성될 때에 기계 가공 유닛(20)의 다른 실시예들을 도시한다. 여기서, 구동 옵션을 특히 주목할 만하다. 이들 모든 실시예는 도 7a, 7b, 8, 9 및 10에 따른 본 발명의 장치와 조합될 수 있다.

도 11에 따른 실시예에서는, 단하나의 공구(62)가 제공된다. 이 공구는 모터(96)에 의해 축선(L1)을 중심으로 회전 구동되고, 모터를 위해 2개의 벨트 풀리(112, 115) 위에서 안내되는 구동 벨트(110)가 사용된다. 더욱이, 로커(95)가 후방벽(116)과 2개의 플랭크(flank; 118, 120)를 구비하는 것이 도시되어 있다.

도 12에 따른 실시예에서는, 2개의 회전 구동식 공구(62, 66)가 마련되는데, 이 공구는 서로 반대 방향으로 정렬된다. 이들 공구는 모두 실질적으로 평행한 회전축(L1, L2)을 통해 회전될 수 있다. 후방벽(116)과 플랭크(120)의 상부 구역에 배치되는 단일 모터(96)는 구동 장치의 역할을 한다. 제1 벨트 풀리(115)와 벨트(110)가 제2 벨트 풀리(114)를 구동시키는데, 이 제2 벨트 풀리는 회전축(l1)을 중심으로 회전 구동되도록 공구(62)에 대해 회전이 고정된 방식으로 커플링된다. 벨트 풀리(114)는 로커(95)의 후방벽(116)에 공간 절약 방식으로 배치되고, 이를 위해 후방벽(116)은 리세스(122)를 갖는다. 추가 벨트 풀리(126)를 둘러싸는 추가 구동 벨트(124)가 이 리세스(122) 내에 배치된다. 이 추가 벨트 풀리(126)는 제2 공구(66)에 대해 회전이 고정된 방식으로 커플링되고 이 제2 공구를 회전축(L2)을 중심으로 회전 구동시킨다.

도 13에 따른 실시예에서는, 2개의 공통 방향으로 지향된 공구(62, 66)가 로커(95)에 부착된다. 이들 공구는 후방벽(116)의 하부 구역과 하부 플랭크(118)에 배치되는 모터(96)에 의해 구동될 수 있다. 모터의 출력 샤프트에는 구동 벨트(110)에 의해 벨트 풀리(114)에 커플링되는 벨트 풀리(115)가 마련된다. 벨트 풀리(114)는 한편으로는 하부 공구(66)를 회전축(L2) 둘레에서 구동시키는 역할을 한다. 더욱이, 구동 벨트(124)가 둘레에서 안내되는 추가 벨트 풀리(128)가 공통 샤프트 상에서 벨트 풀리(114)에 커플링된다. 이는 또한 상부 공구를 회전축(L1)을 중심으로 구동시키도록 상부 공구(62)에 회전이 고정된 방식으로 커플링되는 벨트 풀리(126)를 둘러싼다.

게다가, 도 14는 2개의 공구(62, 66)가 공통 방향으로 2개의 회전축(L1, L2)을 갖게 차례로 배치되고 2개의 벨트 풀리(114, 115)와 구동 벨트(110)에 의해 회전 가능하게 커플링되는 것을 보여준다.

마지막으로, 도 15는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 유사한 또는 유사한 작용의 구성요소에 대한 설명에 사용되는 참조 번호는 이전 실시예의 설명에 사용된 것과 동일하다.

도 15에 따른 실시예는 도 7a에 따른 실시예와 유사하다. 도 7a에 따른 실시예와의 본질적인 차이는, 도 15에 따른 실시예에는 단일 로커(95)가 마련되지 않고, 대신에 2개의 로커(참조 번호 130, 132로 지시됨)가 2개의 아암(92, 94) 사이에서 지지부(22) 상에 마련된다는 것이다. 이들 2개의 로커(130, 132)는 회전축(B1)을 중심으로 회전될 수 있도록 2개의 아암(92, 94)에 각각 장착된다. 이 실시예의 특이점은, 도 15에 도시된 바와 같이, 2개의 로커(130, 132)가 피벗 베어링(134)에 의해 서로에 대해 장착되고 또한 회전축(B1)을 중심으로 서로에 대해 피벗될 수 있어, 2개의 회전축(L1, L2)이 서로 독립적으로 위치 설정될 수 있으며 평행한 정렬 상태 또는 경사진 정렬 상태 중 어느 하나로 이동될 수 있다는 것이다. 이는 도 7a에 따른 상황에서 도시된 바와 같은, 즉 2개의 축선(L1, L2)의 평행한 정렬 상태를 갖는 기계 가공 작업, 또는 도 15에 도시된 바와 같은 경사진 정렬 상태를 갖는 다른 기계 가공 작업을 가능하게 한다. 위치 설정 및 기계 가공 목적을 위해, 2개의 로커(130, 132)와 스핀들(96, 97)은 숫자상 서로 독립적으로 제어될 수 있다.

그 다양한 실시예에서, 본 발명에 따른 장치는 컴팩트한 구성을 제공하는데, 그 이유는 모든 기능적 구성요소들이 단일의 견고하고 컴팩트하게 구성된 모놀리식 기계 블럭(12) 상에 공간적으로 가까운 근접 상태로 배치되기 때문이다. 따라서, 종래 기술에 사용된 것과 같은 복잡한 구조를 피할 수 있다. 모놀리식 기계 블럭(12)은 개별적인 변위 가능한 기계 구성요소의 기계적으로 유리한 지지부 뿐만 아니라 베어링 힘의 호의적인 도입을 가능하게 한다.

본 발명의 장치의 모듈형 구조는 다양한 실시예에 의해 증명된 바와 같이 각각의 원하는 기계 가공 상황에 대한 조정을 가능하게 한다. 따라서, 예시에 따른 본 발명의 장치(10)는 도 1 내지 도 6에 따른 실시예에 도시된 바와 같이 복수 개의 상이한 기계 가공 상황을 위한 다수 설치된 리벌버 헤드(54)로 구성될 수 있다. 다른 한편으로, 공작물을 기계 가공하는 데에 보다 적은 옵션이 요망되면, 예컨대 기계 가공될 공작물이 덜 복잡하기 때문에, 리벌버 헤드(54)는 또한 도 7 내지 도 10에 따른 실시예에 도시된 바와 같이 더 단순한 설계의 유닛에 의해 교체될 수 있다.

더욱이, 전술한 구성은 공작물 지지 장치와 기계 가공 유닛 모두가 비교적 쉽게 엑세스 가능하다는 이점을 제공하는데, 이는 기계 가공 절차의 자동화 관점에서 유리하다. 이들 2개의 구성요소의 양호한 접근성을 고려하면, 로봇 아암 또는 상이한 구성의 공작물 체인저에 의해 공작물이 자동화된 방식으로 기계 가공된 후에 공작물을 빠르고 쉽게 교체할 수 있다. 동일한 이점이 공구를 교체할 때에 적용되고, 공구는 적절한 로봇 또는 매거진을 이용하는 다른 공구 체인저에 의해 교환될 수 있다.

Claims (22)

1. 커팅을 위한 커터를 갖는 공구를 날카롭게 만드는 장치(10)에 있어서,
   -서로에 대해 정해진 각도로 배치되는 적어도 2개의 기능면(14, 16)을 갖는 모놀리식 기계 블럭(12),
   -기계 가공될 공작물(38)을 클램핑하는 공작물 지지 장치(18),
   -공작물(38)을 기계 가공하도록 적어도 하나의 공구(66, 68, 70)가 부착될 수 있는 기계 가공 유닛(20), 및
   -기계 가공 유닛(20)이 변위 가능하게 부착될 수 있는 지지부(22)
   를 포함하고, 상기 기계 블럭(12)의 2개의 기능면(14, 16) 중 제1 기능면(14) 상에서, 기계 블럭(12)은 적어도 하나의 제1 안내축(X1)을 따라 공작물 지지 장치(18)를 안내하기 위한 적어도 하나의 제1 선형 가이드(24, 26)를 가지며, 기계 블럭(12)의 2개의 기능면(14, 16) 중 제2 기능면(16) 상에서, 기계 블럭은 적어도 하나의 제2 안내축(Z1)을 따라 기계 가공 유닛(20)용 지지부(22)를 안내하기 위한 적어도 하나의 제2 선형 가이드(40, 42)를 갖고,
   상기 제1 기능면(14)은 제3 안내축(Y1)을 따라 공작물 지지 장치(18)를 안내하기 위해 적어도 하나의 제3 선형 가이드(84, 86)에 할당되며,
   상기 기계 가공 유닛(20)은 지지부(22)에 대해 변위 가능하고,
   상기 공작물 지지 장치(18)는 공작물(38)을 회전시키기 위한 제1 회전축(A1)을 갖도록 구성되고,
   기계 블럭(12)의 2개의 기능면(14, 16)은 서로에 대해 실질적으로 수직으로 배치되며,
   상기 제1 안내축(X1), 제2 안내축(Z1) 및 제3 안내축(Y1)은 평행하지 않고 상호 직교하는 축선들의 좌표계를 가로지르고,
   상기 제1 안내축(X1)과 제2 안내축(Z1)은 수평으로 배치되며 제3 안내축(Y1)은 수직으로 연장되는 장치로서,
   상기 지지부(22)는 적어도 하나의 로커(95)를 수용하기 위한 적어도 하나의 포크(92, 94)를 갖고, 상기 로커 상에는 적어도 제2 회전축(B1)을 중심으로 피벗될 수 있도록 적어도 하나의 기계 가공 유닛(20)이 장착되며, 상기 로커(95) 상의 기계 가공 유닛(20)은 상이한 공구를 구동하기 위해 적어도 하나의 회전 구동식 스핀들(96, 97)을 구비하고,
   상기 기계 블럭(12)은 수평면(82) 또는 수평에 대해 경사진 표면을 갖는 적어도 하나의 돌출부(80)를 갖고, 상기 지지부(22)를 안내하기 위한 제2 선형 가이드가 이 돌출부(80)의 구역에서 상기 수평면 또는 수평에 대해 경사진 표면 상에 부분적으로 또는 전체적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기계 블럭(12)의 2개의 기능면(14, 16, 100) 중 적어도 하나의 기능면은 수직에 대해 경사지는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 공작물 지지 장치(18)의 제1 선형 가이드(24, 26)는 기계 블럭(12)의 제1 기능면(14, 16)의 실질적으로 전체 길이에 걸쳐 연장하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 공작물 지지 장치(18)는 제1 선형 가이드(24, 26)를 따라 안내되는 제1 슬라이드(30)에 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 슬라이드(30) 상에서, 제3 선형 가이드(84, 86)가 공작물 지지 장치(18)를 제3 안내축(Y1)을 따라 안내하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 회전축(A1, B1)은 서로에 대해 실질적으로 평행하게 또는 직교하게 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 공작물 지지 장치(18)는 제1 슬라이드(30)에 대해 제3 회전축(C1)을 중심으로 피벗될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 공작물 지지 장치(18)는 제1 슬라이드(30)에 대해 제3 회전축(C1)을 중심으로 피벗될 수 있는 피벗 아암(32) 또는 피벗 플레이트(99)에 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 포크(92, 94) 상에는, 서로에 대해 그리고 포크에 대해 제2 회전축(B1)을 중심으로 피벗될 수 있도록 복수 개의 로커(130, 132)가 장착되고, 2개의 상호 인접한 로커(130, 132)는 결합부(134)에 의해 서로에 대해 장착되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공작물 지지 장치(18)는 공작물(38)이 공작물 종축(A1)을 중심으로 회전될 수 있는 제1 회전 스핀들(34)을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기계 가공 유닛(20)은 적어도 하나의 연삭 디스크(62, 66), 적어도 하나의 침식성 공구(68), 적어도 하나의 레이저 헤드, 및 적어도 하나의 측정 센서(64)로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나의 구성요소를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기능면들 중 적어도 하나의 기능면(100)은 기계 블럭(12) 내에 마련되는 리세스(17)에 또는 기계 블럭(12) 상에 마련되는 돌출부에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
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