KR102188159B1 - 중앙회전부를 가진 apc적용 수직형 머시닝센터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터에 관한 것으로, 2헤드 스핀들 구조를 갖는 머시닝센터에 워크피스 안착되는 팔렛을 회전을 통한 교환 방식으로 제공하여, 팔렛 교환 효율을 높임과 동시에 작업을 위한 작업자의 진입 공간을 용이하게 확보할 수 있으며, Y축 방향 변위의 미세보정이 가능한 형태로 마련되는 머시닝센터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 머시닝센터는, 컬럼부, 상기 컬럼부 하부의 전측에 연결되어, 지면에 평행한 판상으로 마련되는 베드부, 상기 베드부 상측에 Y축이송유닛에 의해 연결되어, Y축 방향으로 이동 가능하게 마련되는 새들부, 상기 새들부의 상측에 X축이송유닛에 의해 연결되어, X축 방향으로 이동 가능하게 마련되는 테이블부, 상기 컬럼부 상부의 전측에 형성되어, 제 1 Z축이송유닛에 의해, Z축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 제 1 스핀들;이 형성되는 제 1 헤드부, 상기 컬럼부 상부의 전측에 형성되어, 제 2 Z축이송유닛에 의해, Z축 이동 가능하게 마련되고, 제 2 스핀들이 형성되며, 상기 제 1 헤드부와 X축 상에 나란히 형성되는 제 2 헤드부, 상기 테이블부의 상부에 선택적으로 장착될 수 있고, 상면에 워크피스가 거치될 수 있게 마련되는 팔렛부, 상기 베드부 전측에 이격 형성되어, 복수의 상기 팔렛부를 회전을 통해 교환이 실시될 수 있게 마련되는 팔렛교환부를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 머시닝센터는, 더블 헤드로 구성되어 동시에 2개의 워크피스를 가공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 2개 이상의 헤드 구성 시, 최소 하나 이상의 헤드가 Y축 방향으로 미세 이동이 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, APC(자동팔렛교환장치)가 구비되되, 작업자의 공간확보가 용이하고, 장치의 관리가 용이한 효과가 있다.

Description

중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터{Vertical machning center applied with APC with rotational configuration}

본 발명은 중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터에 관한 것으로, 2헤드 스핀들 구조를 갖는 머시닝센터에 워크피스 안착되는 팔렛을 회전을 통한 교환 방식으로 제공하여, 팔렛 교환 효율을 높임과 동시에 작업을 위한 작업자의 진입 공간을 용이하게 확보할 수 있으며, Y축 방향 변위의 미세보정이 가능한 형태로 마련되는 머시닝센터에 관한 것이다.

일반적으로 머시닝센터(MCT)는, 새들 및 테이블이 X축 및 Y축 방향 회동을 실시하며 워크피스의 평면상의 위치를 설정하고, Z축 방향으로 스핀들이 회동하며, 회전하는 스핀들에 의해 용이하게 가공이 실시되었다.

한편, 머시닝센터는 작업의 용이성을 위해, 가공이 실시되지 않은 팔렛에 작업자가 워크피스를 고정 및 세팅을 실시하고, 피가공 중인 워크피스의 가공이 끝날 시, 자동으로 팔렛의 교환을 통해 작업효율을 높여주는 자동팔렛교환장치(APC : Auto Pallet Changer)가 사용되고 있다.

하지만, 기존의 APC는, 부피가 클 수밖에 없는 구조로 형성되어, 작업자가 머시닝센터의 테이블로의 접근이 용이하지 않아 작업의 어려움이 있었고, 가공 과정에서 APC를 향해 절삭유 등이 유출 및 비산되어 장치의 관리가 어려워 전반적인 작업효율이 낮아지는 문제점이 있었다.

또한, 최근에는, 가공 효율을 높이기 위해, 복수개의 가공물을 동시에 가공할 수 있도록 더블헤드 방식의 머시닝센터(MCT) 연구되고 있는 실정인데, 2개의 워크피스 가공 시, 열변형 및 기타 변수에 의해, 미세하게 평면상의 위치에서 변위가 발생될 수 있어, 최종 가공 작업물의 치수가 동일하지 않게 가공되는 문제점이 지적되었다.

이에 따라, 스핀들이 구성되는 2개의 헤드 중 어느 하나 이상이 Y축 방향으로의 추가적인 미세이동이 가능하고, 센싱되는 작업물의 변위정보에 즉각적으로 헤드 위치를 대응하여 가공을 실시할 수 있는 장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

하지만, 스핀들이 형성되는 헤드의 구조상 Z축 및 X축 방향의 이동은 가능하나 Y축 방향(전방 및 후방)으로의 미세 이동은 어려운 문제점이 있었다.

이와 관련하여, 종래의 기술을 살펴보면, ‘더블 스핀들헤드 머시닝센터’가 대한민국 공개특허 제10-2016-0090636호에 개시되고 있으나, 이는 상기한 문제점을 해결하지 못하는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-2016-0090636호 (2016.08.01)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 더블 헤드로 구성되는 머시닝센터를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 2개 이상의 헤드 구성 시, 최소 하나 이상의 헤드가 Y축 방향으로 미세 이동이 가능한 머시닝센터를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 작업자의 공간확보가 용이하고, 장치의 관리가 용이한 APC(자동팔렛교환장치)가 구비되는 머시닝센터를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터는, 컬럼부, 상기 컬럼부 하부의 전측에 연결되어, 지면에 평행한 판상으로 마련되는 베드부, 상기 베드부 상측에 Y축이송유닛에 의해 연결되어, Y축 방향으로 이동 가능하게 마련되는 새들부, 상기 새들부의 상측에 X축이송유닛에 의해 연결되어, X축 방향으로 이동 가능하게 마련되는 테이블부, 상기 컬럼부 상부의 전측에 형성되어, 제 1 Z축이송유닛에 의해, Z축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 제 1 스핀들;이 형성되는 제 1 헤드부, 상기 컬럼부 상부의 전측에 형성되어, 제 2 Z축이송유닛에 의해, Z축 이동 가능하게 마련되고, 제 2 스핀들이 형성되며, 상기 제 1 헤드부와 X축 상에 나란히 형성되는 제 2 헤드부, 상기 테이블부의 상부에 선택적으로 장착될 수 있고, 상면에 워크피스가 거치될 수 있게 마련되는 팔렛부, 상기 베드부 전측에 이격 형성되어, 복수의 상기 팔렛부를 회전을 통해 교환이 실시될 수 있게 마련되는 팔렛교환부를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터는, 더블 헤드로 구성되어 동시에 2개의 워크피스를 가공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 2개 이상의 헤드 구성 시, 최소 하나 이상의 헤드가 Y축 방향으로 미세 이동이 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, APC(자동팔렛교환장치)가 구비되되, 작업자의 공간확보가 용이하고, 장치의 관리가 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터의 정면사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터의 배면사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터의 제 2 헤드부 및 Y축미세변위부의 사시도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터의 제 2 헤드부 및 Y축미세변위부의 측면도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터의 Y축미세변위부의 사시도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터의 팔렛부 및 팔렛교환부의 구성을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터의 팔렛교환부를 통해 팔렛부가 교환되는 과정을 순차적으로 나타낸 것이다.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

본 발명에 따른 중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 컬럼부(100), 상기 컬럼부(100) 하부의 전측에 연결되어, 지면에 평행한 판상으로 마련되는 베드부(200), 상기 베드부(200) 상측에 Y축이송유닛에 의해 연결되어, Y축 방향으로 이동 가능하게 마련되는 새들부(300), 상기 새들부(300)의 상측에 X축이송유닛에 의해 연결되어, X축 방향으로 이동 가능하게 마련되는 테이블부(400), 상기 컬럼부(100) 상부의 전측에 형성되어, 제 1 Z축이송유닛에 의해, Z축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 제 1 스핀들;이 형성되는 제 1 헤드부(500), 상기 컬럼부(100) 상부의 전측에 형성되어, 제 2 Z축이송유닛에 의해, Z축 이동 가능하게 마련되고, 제 2 스핀들이 형성되며, 상기 제 1 헤드부와 X축 상에 나란히 형성되는 제 2 헤드부(600), 상기 테이블부(400)의 상부에 선택적으로 장착될 수 있고, 상면에 워크피스가 거치될 수 있게 마련되는 팔렛부(700), 상기 베드부(200) 전측에 이격 형성되어, 복수의 상기 팔렛부(700)를 회전을 통해 교환이 실시될 수 있게 마련되는 팔렛교환부(800)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 컬럼부(100)는, 수직형 머시닝센터의 몸체를 형성하는 부분으로, 지면에 수직한 방향으로 길이가 형성될 수 있게 마련된다.

이때, 상기 컬럼부(100)는, 높은 하중을 지지할 수 있는 소재로 구성되어야 하고, 다양한 방향에서 작용하는 응력에 용이하게 대응할 수 있는 구조로 구성되어야 함은 자명할 것이다.

이를 위해, 상기 컬럼부(100)는, 보강부(미도시)가 더 마련될 수 있다.

구체적으로, 상기 컬럼부(100) 내부에는 수용공간이 형성되고, 상기 컬럼부(100)의 내부를 견고하게 지지할 수 있는 형태로 상기 보강부(미도시)가 수용 형성된다.

이에 따라, 상기 보강부(미도시)는, 상기 컬럼부(100)에 가해지는 높은 하중을 지지할 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있고, 바람직하게는 상기 컬럼부(100)의 내부에 벌집형태의 격자가 복수개 중첩되는 형태의 보강구조로 형성되는 것이 유리하다.

다음으로, 상기 베드부(200)는, 상기 컬럼부(100) 하부의 전측에 형성되어, 지면과 평행한 판상으로 마련된다.

상기 베드부(200)는, 통상적으로 마련되는 공작기계의 베드 역할을 수행할 수 있게 마련된다.

따라서 지면을 용이하게 지지할 수 있고, 상면에 플랫면을 형성할 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.

상기 베드부(200)의 상측에는 Y축 방향으로 레일이 형성되는 Y축이송유닛(210)이 더 마련되어 하기의 새들부(300)가 Y축 방향으로 용이하게 회동 가능하게 마련된다.

구체적으로, 상기 Y축이송유닛(210)은, LM가이드가 형성되고, 볼스크류를 회전시킬 수 있는 서버모터가 더 마련되고, 상기 서버모터는, 하기의 제어부(미도시)에 의해 제어되어 상기 새들부(300)를 Y축 방향으로 회동시킬 수 있다.

이때, 상기 컬럼부(100)를 기준으로, 상기 Y축 방향은 전방 및 후방, 하기의 X축 방향은 좌측 및 우측, 하기의 Z축 방향은 상방 및 하방으로 정의하고, 이는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같다.

다음으로, 상기 새들부(300)는, 상기 베드부(200) 상측에 Y축이송유닛(210)에 의해 연결되어, Y축 방향으로 이동 가능하게 마련된다.

상기 새들부(300) 역시 상기 베드부(200)와 마찬가지로 통상의 공작기계의 새들부(300) 역할을 수행할 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.

상기 새들부(300)의 상측에는 X축이송유닛(310)이 마련되어, 하기의 테이블부(400)가 X축 방향으로 회동 가능하게 마련된다.

다음으로, 상기 테이블부(400)는, 상기 새들부(300)의 상측에 X축이송유닛(310)에 의해 연결되어, X축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 상단부에 워크피스가 고정될 수 있게 마련된다.

상기 테이블부(400)는, 워크피스(작업물)가 직접 안착되거나 하기의 팔렛부(700)가 안착될 수 있는 부분이다.

따라서 워크피스 및 하기의 팔렛부(700)가 용이하게 안착될 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.

상기 테이블부(400)는, 상기 새들부(300)의 상측에 형성되어, 상기 테이블부(400)와 상기 새들부(300)의 사이에 형성되는 X축이송유닛(310)에 의해 X축 방향으로 용이하게 회동 가능하다.

상기 X축이송유닛(310)은, 상기 테이블부(400)가 X축 방향으로 용이하게 회동될 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.

다음으로, 상기 제 1 헤드부(500)는, 상기 컬럼부(100) 상부의 전측에 형성되어, 제 1 Z축이송유닛(510)에 의해, Z축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 제 1 스핀들(520)이 형성될 수 있게 마련된다.

상기 제 1 헤드부(500)는, 내부에 상기 제 1 스핀들(520)이 용이하게 작동될 수 있는 회로 기관 및 배선이 마련될 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.

또한, 상기 제 1 헤드부(500)는, 상기 제 1 Z축이송유닛(510)에 의해, Z축 방향으로 용이하게 회동 가능하다.

상기 제 1 Z축이송유닛(510) 및 하기의 제 2 Z축이송유닛(610)은 상기 제 1 헤드부(500) 및 하기의 제 2 헤드부(600)를 용이하게 Z축 방향으로 회동시킬 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.

상기 제 1 스핀들(520)은, 작업을 위한 공구(가공팁)가 안착되어, 회전할 수 있는 구성으로, 상기 공구가 용이하게 안착될 수 있고, 작업을 위한 고속회전이 용이하게 이루어질 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성 될 수 있다.

다음으로, 상기 제 2 헤드부(600)는, 상기 컬럼부(100) 상부의 전측에 형성되어, 제 2 Z축이송유닛(610)에 의해, Z축 이동 가능하게 마련되고, 제 2 스핀들(620)이 형성되며, 상기 제 1 헤드부(500)와 X축 상에 나란히 형성될 수 있게 마련된다.

상기 제 2 헤드부(600)는, 상기 제 1 헤드부(500)와 동일한 형태로 마련되며, 상기 제 1 헤드부(500)와 X축 상에 나란히 형성되므로, 워크피스 2개의 가공을 동시에 실시할 수 있는 구성이다.

이때, 상기 워크피스 가공 중에 열변형이나 기타 변수에 의해, 하나의 개체에만 Y축 방향으로 미세한 변위가 발생할 경우 이를 보정하기 위한 수단이 필요하다.

이에 따라, 상기 제 1 헤드부(500) 또는 제 2 헤드부(600)에는, Y축미세변위부(630)가 더 마련될 수 있다.

구체적으로, 상기 Y축미세변위부(630)는, 상기 제 1 헤드부(500) 또는 제 2 헤드부(600)의 후측에 형성되어, 상기 제 1 헤드부(500)와 상기 제 2 헤드부(600) 중 어느 하나를 Y축 방향으로 미세 이동이 가능하게 제어할 수 있는 구성이다.

하기에서는 실시예의 하나로 상기 제 2 헤드부(600)에 Y축미세변위부(630)가 형성된 것으로 가정하여 설명한다.

상기 Y축미세변위부(630)는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 경사부(631), 제 1 가이드부(632), 제 2 가이드부(633), 동력부(634), 변위조절부(미도시)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 경사부(631)는, 상기 제 2 헤드부(600)의 후면 및 상기 컬럼부(100)의 사이에 경사면 형태의 판상으로 마련된다.

다음으로, 상기 제 1 가이드부(632)는, 상기 경사부(631)의 전면 일측에 형성되어, Z축 방향으로 레일이 형성된다.

이때, 상기 경사부(631)의 전면 일측에 형성되되, Z축 방향으로 형성되는 레일은 엄밀하게는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, Z축과 Y축의 대각선 방향에 해당하므로 하기에서는 Ys 방향이라 정의하여 설명한다.

다음으로, 상기 제 2 가이드부(633)는, 상기 경사부(631)의 전면 타측에 형성되어, 상기 제 1 가이드부(632)와 평행한 경사레일이 형성된다.

다음으로, 상기 변위조절부(미도시)는, 측정되는 Y축 미세변위 정보에 대응하여 상기 제 1 가이드부(632) 및 제 2 가이드부(633)의 Ys 방향 이동을 제어하고, 상기 제 2 Z축이송유닛(610)의 Z축 방향 이동을 제어한다.

구체적으로, 상기 변위조절부(미도시)는, 상기 제 2 헤드부(600)가 Y축 방향으로 미세이동이 가능할 수 있게 제어하는 구성으로, 상기 제 1 가이드부(632) 및 제 2 가이드부(633)와 상기 제 2 Z축이송유닛(610)의 회동을 통해 상기 제 2 헤드부(600)의 Y축 방향 이동을 제어하는 구성이다.

보다 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 변위조절부(미도시)에서는 상기 제 2 헤드부(600)를 Y축 방향으로 (a)만큼 이동하기 위해서는, 상기 제 1 가이드부(632) 및 제 2 가이드부(633)를 제어하여 Ys방향으로 (b)만큼 이동하고, 상기 제 2 Z축이송유닛(210)의 제어를 통해 Z축 방향으로 (c)만큼 보상 이동하여 목표로 하는 Y축 방향으로 (a)만큼 이동시킬 수 있다.

상기 변위조절부(미도시)에서 상기 (a)만큼의 이동을 위해 Ys 방향으로 이동하는 (b)의 값과 Z축 방향으로 이동하는 (c)의 값의 계산은 상기 Z축과 상기 Ys축이 이루는 각도와 이에 따른 삼각비를 이용하여 산출함은 자명할 것이다.

상기 변위조절부(미도시)는, 상기한 바와 같이, 상기 제 1 가이드부(632), 제 2 가이드부(633), 제 2 Z축이송유닛(610)을 용이하게 제어하여 Y축 방향으로 상기 제 2 헤드부(600)를 이동 제어할 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.

또한, 상기 제 1 가이드부(632) 및 제 2 가이드부(633)는, 상기 제 2 헤드부(600)가 움직이는 경로를 형성하는 구성으로, LM가이드레일(5321) 및 LM가이드블록(6323)으로 구성되는 것이 바람직하다.

물론, 상기 LM가이드레일(6321) 및 LM가이드블록(6323)으로 인한 경로 형성은, 상기 X축이송유닛(310) 및 Y축이송유닛(210)에도 적용 가능하다.

상기 제 1 가이드부(632) 및 제 2 가이드부(633)가 동시에 형성되는 이유는, 상기 제 2 헤드부(600)의 하중을 용이하게 지탱하면서 Ys 방향으로 회동이 용이해지도록 하기 위함이다.

이때, 상기 제 1 가이드부(632) 및 제 2 가이드부(633) 사이에 동력부(634)가 형성되어, 상기 제 2 헤드부(600)를 움직일 수 있다.

상기 동력부(634)는, 모터부(6341) 및 볼스크류부(6342)로 구성된다.

상기 제 2 헤드부(600)에 회전력을 직선운동으로 변환시키는 상기 볼스크류부(6342)가 연결되고, 상기 모터부(6341)의 회전에 의해, 상기 볼스크류가 회전하며 Z축 방향으로 상기 제 2 헤드부(600)가 회동될 수 있게 구성된다.

이때, 상기 제 1 헤드부(500) 및 제 2 헤드부(600)의 하중이 상당하므로, 상기 제 1 가이드부(632), 제 2 가이드부(633), 동력부(634)만 구성 시, Z축 방향 회동 후, Y축 방향으로의 위치 고정이 선명하지 않을 수 있다.

따라서 하기의 제 1 고정클램프부(6323) 및 제 2 고정클램프부(6331)가 더 마련된다.

상기 제 1 고정클램프부(6323) 및 제 2 고정클램프부(6331)는 각각 상기 제 1 가이드부(632) 및 제 2 가이드부(633)에 연결 형성되고, 기설정된 명령에 의해, 작동 시, 위치가 고정되어, Ys축 변위가 발생되는 것을 제한할 수 있게 마련된다.

상기 제 1 고정클램프부(6323) 및 제 2 고정클램프부(6331)는, 상기 제 2 헤드부(600)의 Ys축 방향 회동을 효과적으로 제한할 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 제 1 고정클램프부(5323) 및 제 2 고정클램프부(6331)는, 상기 LM가이드블록(6322)에 인접 형성되고, 고정을 위한 명령 발생 시, 상기 LM가이드레일(6321)과의 마찰력을 극대화 시키는 방식으로, 상기 LM가이드블록(6322)을 고정시킬 수 있다.

다음으로, 상기 팔렛부(700)는, 상기 테이블부의 상부에 선택적으로 장착될 수 있고, 상면에 워크피스가 거치될 수 있게 마련된다.

상기 팔렛부(700)는, 워크피스가 직접적으로 거치되는 부분으로, 상기 워크피스가 용이하게 거치될 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.

또한, 상기 팔렛부(700)는, 하기의 팔렛교환부(800)를 통해 신속하게 교체되어 상기 테이블부(400)에 안착될 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.

다음으로, 상기 팔렛교환부(800)는, 상기 베드부(200) 전측에 이격 형성되어, 복수의 상기 팔렛부(700)를 회전을 통해 교환이 실시될 수 있게 마련된다.

구체적으로, 상기 팔렛교환부(800)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스부(810), 프레임부(820), 회전부(830), 암수용부(840), 제 1 암부(850), 제 2 암부(860)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 베이스부(810)는, 높이가 형성되어, 하부를 지지할 수 있게 마련된다.

상기 베이스부(810)는, 내부에 수용공간이 형성되어, 머시닝센터 본체와 연결 및 해제 가능한 배선 및 전기회로가 구성될 수 있다.

또한, 바닥면에 비산되어 있는 윤활유 및 절삭유 등에 의해 슬라이딩이 발생되지 않도록 바닥면을 용이하게 지지할 수 있는 형태의 마찰면이 형성되어야 함은 자명할 것이다.

다음으로, 상기 프레임부(820)는, 하방으로 개방부가 형성되는 ‘ㄷ’형상으로 상기 베이스부(810)의 상부에 마련된다.

상기 프레임부(820)는, 하기의 회전부(830)를 용이하게 거치 및 회전시킬 수 있는 형태의 프레임이라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 베이스부(810)의 상면에 높이를 형성할 수 있고, 부피를 최소화할 수 있는 형태로 구성되는 것이 유리하다.

다음으로, 상기 회전부(830)는, 지면에 수직한 회전축이 상기 프레임부(820) 가운데에 관통 연결되어 선택적으로 회전이 실시된다.

구체적으로, 상기 회전부(830)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 센터지지부(831), 승강부(832), 랙피니언부(833), 유공압공급부(834)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 센터지지부(831)는, 지면과 수직한 바 형상으로 하기의 암수용부(840)의 중심부에 연결 형성된다.

다음으로, 상기 승강부(832)는, 상기 센터지지부(831)가 승강 및 하강이 실시될 수 있게 마련된다.

구체적으로, 상기 회전부(830)의 내부에 실린더 형상으로 구성되고, 상기 실린더는 상기 회전부(830)의 내부에서 유압 또는 공압에 의해 상방 및 하방을 향해 승강 및 하강이 가능한 형태로 구축되어, 상기 센터지지부(831)의 상단에 연결되어, 상기 센터지지부(831)와 상기 센터지지부(831)에 연결 형성되는, 하기의 암수용부(840), 제 1 암부(850), 제 2 암부(860) 전체가 승강 및 하강이 실시될 수 있게 구성된다.

다음으로, 상기 랙피니언부(833)는, 상기 회전부(830)의 내부에 형성되어, 랙피니언 기어 형태로 상기 센터지지부(831)를 180° 회전 가능하게 마련된다.

구체적으로, 상기 랙피니언부(833)는, 상기 회전부(830)의 내부에 지면과 평행한 방향으로 마련되는 랙기어가 형성되고, 상기 랙기어에 맞물려 회전 가능하게 마련되는 피니언기어가 결합 형성된다.

상기 승강부(832)와 마찬가지로, 유압 또는 공압의 공급이 용이한 형태로 구성되어, 유압 또는 공압의 공급에 의해, 상기 랙기어가 지면과 평행한 방향으로 왕복 이동이 가능하게 구성되고, 상기 피니언 기어는 상기 랙기어에 의해 회전운동이 실시되며, 상기 랙기어는, 상기 센터지지부(831)와 연결되어, 같이 회전이 가능하게 마련된다.

이때, 상기 랙기어의 길이방향 이동을 제어하여 상기 랙기어의 이동 시, 상기 피니언 기어가 180°회전될 수 있게 구성되고, 이는 상기 랙기어의 이동 왕복에 의해 순차적으로 180°회전과 -180°회전이 반복될 수 있게 마련된다.

이를 통해, 상기 센터지지부(831)가 상기 랙기어와 일체로 회전하게 되고, 최종적으로, 상기 팔렛부(700)의 회전을 통한 위치교환을 유도할 수 있다.

다음으로, 상기 유공압공급부(834)는, 상부로부터 유압 또는 공압을 공급받을 수 있는 라인을 형성한다.

구체적으로, 상기 유공압공급부(834)는, 상기 회전부(830)의 상부 일측에 유압 및 공압을 공급할 수 있는 노즐이 형성되고, 상기 노즐과 연통되는 공급라인이 상기 회전부(830)의 내주면을 통해 형성되어, 상기 회전부(830)의 하부 또는 상기 베이스부(810)의 내측으로 유압 또는 공압을 공급할 수 있게 마련된다.

상기 유압 또는 공압의 공급을 통해 지그나 기타 유압 및 공압을 요하는 공구 등에 선택적으로 연결하여 공급할 수 있다.

이를 통해, 공급라인이 하방에 위치한 상태에서 상기 회전부(830)의 회전되는 구성들의 회동을 통해 발생할 수 있는 라인의 꼬임현상이나 작업자의 발에 라인이 걸리는 등의 불안요소를 제거할 수 있다.

이때, 상기 회전부(830)의 각 구성이 머시닝센터의 제어부에 의해 제어되고, 상기 테이블부(400)와 연동되어 유기적으로 회동 가능하게 마련되어야 함은 자명할 것이다.

다음으로, 상기 암수용부(840)는, 바 형상으로 상기 회전부(830)의 단부에 연결 형성된다.

구체적으로, 상기 암수용부(840)는, 상기 센터지지부(831)의 하단부에 연결 형성될 수 있게 마련되고, 도 7에 도시된 바와 같이, 하기의 제 1 암부(850) 및 제 2 암부(860)를 용이하게 지지할 수 있고, 회동을 통해 하기의 제 1 암부(850) 및 제 2 암부(860)가 내측으로 수용 가능한 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.

다음으로, 상기 제 1 암부(850)는, 상기 암수용부(840)의 일측 양단부에 형성되어, 상기 팔렛부(700)를 선택적으로 거치할 수 있게 마련된다.

상기 제 1 암부(850)는 상기 암수용부(840)의 일측 양단부에 형성되어, 도 7에 도시된 바와 같이, 선택적으로 회동 가능하게 마련된다.

상기 제 1 암부(850)가 선택적으로 도 7의 (b)와 같이, 회동되어 펼쳐질 경우, 상기 팔렛부(700)를 거치가 가능한 형태로 구성된다.

상기 팔렛부(700)가 상기 제 1 암부(850)로부터 이탈되었을 때에는, 도 7의 (a)와 같이 접혀져 상기 암수용부(840) 내부로 밀착 수용될 수 있게 마련된다.

다음으로, 상기 제 2 암부(860)는, 상기 암수용부(840)의 타측 양단부에 형성되어, 상기 팔렛부(700)를 선택적으로 거치할 수 있게 마련된다.

상기 제 2 암부(860)는, 상기 암수용부(840)의 타측 양단부에 형성되어, 상기 제 1 암부(850)와 동일한 형태로 구성되어 회동될 수 있다.

상기한 바와 같이 구성되는 상기 팔렛교환부(800)를 통해 도 1에 도시된 바와 같이 작업공간(P)을 용이하게 확보할 수 있다.

또한, 기존의 후크를 통해 상부나 측면의 일부만을 고정하여, 팔렛의 교환이 이루어졌던 시스템에 비해, 팔렛부(700)의 양측을 하부에서부터 지지하는 상기 제 1 암부(850) 및 제 2 암부(860)에 의해, 보다 높은 하중의 팔렛부(700) 및 워크피스의 교환 작업이 가능할 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 머시닝센터의 팔렛교환부(800)가 작동되는 과정을 도 8을 이용하여 설명한다.

먼저, 도 8의 (a)와 같이, 상기 테이블부(400)를 X축 방향으로 이동시켜 이미 안착되어 있는 상기 팔렛부(700) A가 상기 팔렛교환부(800)와 대응되는 부분에 위치하도록 제어한다.

다음으로, 상기 새들부(300)의 이동을 통해, 도 8의 (c)와 같이, 상기 팔렛교환부(800) 방향으로 상기 팔렛부(700) A가 이동할 수 있도록 Y축 방향으로 이동시킨다.

이때, 상기 제 1 암부(850)는 도 8의 (b)와 같이, 미리 회동을 통해 외부로 펼쳐져 상기 팔렛부(700) A가 안착될 수 있게 마련된다.

상기 팔렛부(700) A가 상기 제 1 암부(850)에 안착된 이후, 도 8의 (d)와 같이, 상기 승강부(832)의 구동에 의해 상기 센터지지부(831)가 승강하고, 이에 따라, 상기 암수용부, 제 1 암부, 제 2 암부와 함께 안착되어 있는, 팔렛부가 같이 상승하게 된다.

다음으로, 상기 랙피니언부(833)의 회동에 의해, 도 8의 (e)에 도시된 바와 같이, 상기 센터지지부(831)와 함께 상기 암수용부(840)를 180°회전시킨다.

이를 통해, 회전 된 이후에는, 상기 팔렛부(700) A와 B의 위치가 교환되어 팔렛부(700) B가 상기 테이블부(400)에 안착된다.

상기 팔렛부(700) B가 상기 테이블부(400)에 안착된 이후, 도 8의 (f)에 도시된 바와 같이, 상기 승강부(832)의 구성에 의해 상기 센터지지부(831)가 하강하게 되고, 이에 따라, 상기 팔렛부(700) A, B가 모두 하강하게 된다.

상기 승강부(832)의 구성에 의해 상기 팔렛부(700)의 교환을 위한 회전 시, 회전에 장애요인이 되는 구성으로부터 완전 이탈되어 용이하게 회전하여 교환이 이루어질 수 있음은 자명할 것이다.

다음으로, 상기 팔렛부(700) B가 상기 테이블부(400)에 안착된 이후, 도 8의 (g) 및 (h)와 같이, 상기한 순서와 반대로 상기 새들부(300)가 Y축 방향으로 이동하고, 상기 테이블부(400)가, X축 방향으로 이동하여 상기 제 1 스핀들(500) 및 제 2 스핀들(600)과 대응되는 위치에 상기 팔렛부(700) B를 위치시킨다.

이때, 상기 팔렛부(700) B가 이탈된 이후에는, 상기 팔렛부(700) B를 지지하고 있던 상기 제 2 암부(860)는 회동을 통해 상기 암수용부(840) 내측으로 접힌다.

상기한 과정의 반복을 통해, 상기 팔렛부(700)가 용이하게 교환될 수 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 컬럼부
200 : 베드부
210 : Y축이송유닛
300 : 새들부
310 : X축이송유닛
400 : 테이블부
500 : 제 1 헤드부
510 : 제 1 Z축이송유닛
520 : 제 1 스핀들
600 : 제 2 헤드부
610 : 제 2 Z축이송유닛
620 : 제 2 스핀들
630 : Y축미세변위부
631 : 경사부
632 : 제 1 가이드부
6321 : LM가이드레일
6322 : LM가이드블록
6323 : 제 1 고정클램프부
633 : 제 2 가이드부
6331 : 제 2 고정클램프부
634 : 동력부
6341 : 모터부
6342 : 볼스크류부
700 : 팔렛부
800 : 팔렛교환부
810 : 베이스부
820 : 프레임부
830 : 회전부
831 : 센터지지부
832 : 승강부
833 : 랙피니언부
834 : 유공압공급부
840 : 암수용부
850 : 제 1 암부
860 : 제 2 암부
P : 작업공간

Claims (5)

1. 컬럼부;
   상기 컬럼부 하부의 전측에 연결되어, 지면에 평행한 판상으로 마련되는 베드부;
   상기 베드부 상측에 Y축이송유닛;에 의해 연결되어, Y축 방향으로 이동 가능하게 마련되는 새들부;
   상기 새들부의 상측에 X축이송유닛;에 의해 연결되어, X축 방향으로 이동 가능하게 마련되는 테이블부;
   상기 컬럼부 상부의 전측에 형성되어, 제 1 Z축이송유닛;에 의해, Z축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 제 1 스핀들;이 형성되는 제 1 헤드부;
   상기 컬럼부 상부의 전측에 형성되어, 제 2 Z축이송유닛;에 의해, Z축 이동 가능하게 마련되고, 제 2 스핀들;이 형성되며, 상기 제 1 헤드부와 X축 상에 나란히 형성되는 제 2 헤드부;
   상기 테이블부의 상부에 선택적으로 장착될 수 있고, 상면에 워크피스가 거치될 수 있게 마련되는 팔렛부;
   상기 베드부 전측에 이격 형성되어, 복수의 상기 팔렛부를 회전을 통해 교환이 실시될 수 있게 마련되는 팔렛교환부;를 포함하고,
   상기 제1 헤드부 또는 상기 제2 헤드부에는 Y축 방향으로 미세한 변위가 발생한 경우 이를 보상하기 위해 상기 제1 헤드부 또는 상기 제2 헤드부가 Y축 방향으로 미세 이동이 가능하도록 제어하는 Y축미세변위부;가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 팔렛교환부는,
   높이가 형성되어, 하부를 지지할 수 있게 마련되는 베이스부;
   하방으로 개방부가 형성되는 ‘ㄷ’형상으로 상기 베이스부의 상부에 마련되는 프레임부;
   지면에 수직한 회전축이 상기 프레임부 가운데에 관통 연결되어 선택적으로 회전이 실시되는 회전부;
   바 형상으로 상기 회전부의 단부에 연결 형성되는 암수용부;
   상기 암수용부의 일측 양단부에 형성되어, 상기 팔렛부를 선택적으로 거치할 수 있게 마련되는 제 1 암부;
   상기 암수용부의 타측 양단부에 형성되어, 상기 팔렛부를 선택적으로 거치할 수 있게 마련되는 제 2 암부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 암부 및 제 2 암부는,
   선택적으로 힌지 회동 가능하게 마련되어, 상기 팔렛부의 비거치 시, 내측으로 접힐 수 있게 마련되는 것을 특징으로 하는 중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 Y축미세변위부는,
   상기 제 1 헤드부 또는 제 2 헤드부의 후면 및 상기 컬럼부의 사이에 경사면 형태의 판상으로 마련되는 경사부;
   상기 경사부의 전면 일측에 형성되어, Z축 방향으로 경사레일이 형성되는 제 1 가이드부;
   상기 경사부의 전면 타측에 형성되어, 상기 제 1 가이드부와 평행한 경사레일이 형성되는 제 2 가이드부;
   상기 경사부의 가운데 전면에 가운데 형성되어, Z축 방향으로 변위가 형성될 수 있는 동력을 제공하는 동력부; 및
   상기 제 1 가이드부, 제 2 가이드부, 제 2 Z축이송유닛의 제어를 통해 Y축 방향으로 미세변위 이동을 제어하는 변위조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중앙회전부를 가진 APC적용 수직형 머시닝센터.
   

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