KR102311707B1 - 공작기계 - Google Patents

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KR102311707B1
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axis
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호르헤 이바라
아이본 이리바렌
로버트 요셉 힐리
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에체-따르 에세.아.
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Abstract

공작기계는, 수평 축선과 평행으로 수평 이동하도록 배치되어 있는 피가공물 캐리어 어셈블리(1); 공구를 회전시킴으로써 적어도 하나의 피가공물을 기계 가공하기 위해 적어도 하나의 공구(201, 202, 203, 204, 208, 212)를 운반하도록 구성되어 있는 공구 캐리어(2)를 포함하고, 상기 피가공물 캐리어 어셈블리(1) 또는 상기 공구 캐리어(2)는 피가공물 캐리어(11)가 상기 공구 캐리어(2)에 대향하는 작동 위치와 적어도 하나의 비작동 위치 사이에서 변위할 수 있고, 피가공물 캐리어(11)는 공구 캐리어(2)에 대하여 피가공물(1000)의 각위치를 변경하도록 회전 가능하게 배치된다.

Description

공작기계{MACHINE TOOL}
본 발명은 공작기계 분야에 관련된 것이다.
공작기계는 금속 피가공물과 같은 피가공물을 기계 가공하는 데 사용되는 것으로, 일례로 피가공물에 구멍을 드릴링 또는 보링하고 그리고/또는 가장자리에 소망하는 형상, 예를 들어 경사진 형상을 부여하기 위해 그 가장자리를 기계 가공함으로써, 피가공물에 소망하는 형상 및 형태를 제공하기 위해 피가공물을 기계 가공하는 데 사용되는 것이다. 일례로, 왕복동 피스톤 엔진의 크랭크샤프트에 피스톤을 연결하기 위한 커넥팅 로드를 기계 가공하는 데 있어서는, 하나의 공작기계에서 수행되거나 각기 다른 공작기계에서 순차적으로 수행될 수 있는 여러 가지 다른 작업들이 수반되고, 그 공작기계들은 각기 다른 것이거나, 동일한 기본 디자인을 갖지만 특정의 작업을 수행할 수 있게 구성한 여러 가지 다른 공구들이 장착된 것일 수 있다. 일례로, 이와 같은 종류의 커넥팅 로드는 전형적으로는 다음과 같은 단계들, 즉
- 블랭크 표면을 황삭 연마(rough grinding)하는 단계,
- 핀 구멍 및 크랭크 구멍을 황삭 보링(rough boring)하는 단계,
- 볼트 구멍 및 시트(seat)를 기계 가공하는 단계,
- 커넥팅 로드(몸체 및 캡)와 볼트 어셈블리를 쪼개는(cracking) 단계,
- 표면을 마무리 연마하는 단계,
- 크랭크 구멍을 사다리꼴 밀링(milling trapezoid)하고 반마무리 가공하는 단계, 그리고
- 핀 구멍과 크랭크 구멍을 마무리 보링하는 단계 중에서, 여러 단계 또는 모든 단계들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 1a 내지 도 1d는 위와 같은 작업들 중 일부 작업들이 회전 운동, 일례로 수평 방향의 Z축(도 1에 도시되지 않음)을 중심으로 한 통상의 방식의 회전 운동을 위해 하나 이상의 전기 모터들에 의해 구동되는 스핀들 헤드들 각각에 연결될 수 있는 각기 다른 공구(100, 101, 102, 103)를 사용하여 커넥팅 로드 블랭크(1000) 상에서 어떻게 수행되고 있는지를 보이고 있다. 일례로, 도 1a는 제1 공구(100)로 핀 구멍을 보링하는 것을 도시하고, 도 1b는 제2 공구(101)를 사용하여 볼트 구멍들을 기계 가공하는 것을 도시하고, 도 1c는 제3 공구(102)를 사용하여 블랭크의 사다리꼴 단부를 밀링하는 것을 도시하고, 도 1d는 제4 공구(103)를 사용하여 크랭크 구멍을 보링하는 것을 도시하고 있다. 이 단계들 모두는 각기 다른 공구들을 동시에 또는 순차적으로 장착할 수 있는 하나의 공작기계에서 수행될 수 있다. 물론 각기 다른 공구들을 사용하여 각기 다른 단계들을 수행하는 것도 가능하다.
이와 같은 유형의 공작기계에는 일반적으로 일종의 공구 캐리어, 즉 어떤 시점이나 어떤 시기 동안에 공작기계에 의해 수행되어야 할 작업에 따라서 공구들을 교체할 수 있는 공구 캐리어가 구비된다. 이 명세서에서, "공구"라는 용어는 일반적인 의미로 해석되며, 꼭 그런 것은 아니지만 관련된 스핀들 헤드를 포함할 수도 있다.
왕복동 피스톤 엔진용 커넥팅 로드를 예를 들어 쉐이핑 및 보링을 하기 위한 공구를 회전 운동시킴으로써 일례로 드릴링 및 밀링과 같은 기계 가공 작업을 수행하기 위한 공작기계는 당해 기술 분야에 잘 알려져 있고, 그래서, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 이런 종류의 설비가 어떻게 설계되는지를 잘 알고 있으며 적합한 장치를 상거래를 통해 입수할 수 있을 것이므로, 공구 드라이브의 작동 또는 공구 유지 기구의 작동에 대한 설명은 필요 없을 것으로 생각된다.
공작기계는 통상적으로 수치 제어되며, 회전 공구를 구비한 공작기계에서의 기계 가공은 피가공물과 대응하는 공구 간에 제어된 상대 운동을 발생시킴으로써 수행된다. 예를 들면, 공작기계에 하나 이상의 고정 공구를 설치하고, 하나 이상의 피가공물들, 이를테면 커넥팅 로드를 얻기 위한 피가공물 또는 블랭크와 같은 피가공물들을 상기 고정 공구에 대해서 일례로 제1 수평 축(이 축은 공구의 회전 중심이 되는 축이거나 혹은 이 축과 평행한 축일 수 있음)에 평행하게, 상기 제1 수평 축에 대해 직각을 이루는 다른 수평 축에 평행하게, 그리고 수직 축(vertical axis)에 평행하게 회전시키는 것이 알려져 있다.
미국 특허 공보 US-B-7442154호는 공구 스핀들일 수 있는 공구 캐리어에 공구들이 장착되는 프레임을 포함하는 공작기계에 대해 개시하고 있다. 각기 다른 공구들이 상기 프레임의 각기 다른 높이에 적용될 수 있다. 피가공물을 3개의 다른 직교 방향들(orthogonal directions), 즉 수직 방향(vertical direction)과 2개의 직각을 이루는 수평 방향(horizontal direction)으로 이동시킬 수 있는 피가공물 캐리어가 장치된다. 피가공물 캐리어는 수평 축을 중심으로 회전할 수도 있다.
이런 종류의 공작기계의 다른 예가 국제 공개 공보 WO-A-2008/089751호에 공지되어 있는데, 이 공보는 공구들이 고정될 수 있는 망상 프레임(reticular frame) 구조에 기반을 둔 공작기계에 대해 개시하고 있다. 이 공작기계는 X-Y-Z 가이드를 따라서 변위될 수 있는 피가공물 캐리어를 포함한다.
미국 특허 공보 US-A-7442154호의 공작기계에서 공구를 교체할 때에 작업자는 공구 유지 프레임 안의 공간으로 접근해야 한다. 이와 마찬가지로, 국제 공개 공보 WO-A-2008/089751호에서 알려진 것과 같은 공작기계에서 공구를 교체할 때에도 작업자는 망상 프레임 내의 공간으로 접근해야 한다. 그런데 이러한 공간은 특히 퀼과 공구가 존재하고 있기 때문에 제한된다. 이와 유사한 문제점들은 피가공물을 교체하기 위해서나 혹은 피가공물 캐리어 자체 또는 그의 부품을 교체하기 위해 피가공물 캐리어에 접근할 때에도 적용된다는 것은 명백하다.
국제 공개공보 WO-2012/156541-A1호는 공구 캐리어에 의해 운반되는 공구들을 이용하여 피가공물이 기계 가공될 수 있도록 피가공물 캐리어에 대향하는 작동 위치와 쉽고 편안하게 공구들의 변경이 수행될 수 있고, 피가공물 캐리어에 대향하지 않는 비작동 위치 사이에서 측면으로 변위될 수 있는, 측면으로 변위 가능한 하나 이상의 공구 캐리어들이 제공되는 공작기계를 개시하고 있다. 그러나, 국제 공개공보 WO-2012/156541-A1호에 교시된 해결책은 공구들에 대하여 피가공물 캐리어와 피가공물의 고정된 방향이 많은 경우에 공작기계가 피가공물 상에서 제한된 양의 작업들만 수행할 수 있는 것을 나타낸다는 단점이 발견되었다. 또한, 예컨대, 자동차 부품들, 자동차 또는 차량의 제조 지역에서 커넥팅 로드의 제조를 위해 예컨대, 시스템 내에 커넥팅 로드를 기계 가공하는 기기를 포함할 때 증가된 신축성을 위한 대안적인 레이아웃을 제공하는 것이 바람직하다는 것이 발견되었다.
유럽 특허공개공보 EP-1642673-A1호는 복수의 스핀들이 정적인 프레임 구조물 상에 고정되는 공작기계를 교시하고 있다. 피가공물 캐리어는 다양한 축선들을 따라 병진으로 변위되도록 배치되며, 추가적으로 공구에 대하여 피가공물을 위치시키도록 회전 배치된다. 이러한 구조물은 단순하지만, 고정된 위치의 스핀들이 공구들의 변경 및 유지보수 작업을 다소 어렵게 하는 경향이 있다. 또한, 피가공물 캐리어를 변위시키는 메커니즘의 구조가 다소 복잡하다.
명백하게, 매우 구체적인 작업들을 수행하기 위한 다양한 구체적인 공작기계 배열이 공지되어 있다. 예컨대, 슈타트팰트, H.J: "DIE ZWEITE REVOLUTlON IM VERZAHNEN VON KEGELRADERN", WERKSTATT UND BETRIEB, CARL HANSER VERLAG GMBH&CO. KG, DE, vol. 136, no. 6, 1 June 2003, pages 10-14, 16 & 18, ISSN 0043-2792에는 원추형 기어휠의 기계 가공하며 서로 변위될 수 있는 피가공물 캐리어와 공구 캐리어를 구비한 다양한 공작기계 배열이 개시되어 있고, 피가공물 캐리어는 대칭축을 중심으로 피가공물을 회전시키도록 배치된다.
유럽 특허공개공보 EP-1201347-A2호는 커팅 공구와 용접 공구를 구비하는 복합 기계 가공 장치를 개시하되, 상기 기계 가공 장치는 피가공물을 위한 테이블에 회전 가능하게 배치되며 선형으로 변위 가능한 공구 및 피가공물 캐리어를 포함한다.
일본 특허공개공보 JP-H06-134601-A호 및 독일 실용신안공개공보 DE-202010008327-U1호는 피가공물을 회전시키기 위한 수단을 포함하며 선형으로 변위 가능한 공구 및 피가공물 캐리어를 구비한 공작기계의 추가적인 예들이 개시되어 있다.
본 발명의 제1 태양은 적어도 하나의 피가공물을 지지(예컨대, 고정)하기 위한 적어도 하나의 피가공물 캐리어 어셈블리(예컨대, 구조적으로 안정적이고, 내성이 있거나 및/또는 강성인)를 포함하는 공작기계에 관한 것이다. 피가공물 캐리어 어셈블리는 일례로 기계 가공 중에 피가공물 캐리어와 피가공물의 원하지 않는 움직임을 실질적으로 방지하기 위해 충분한 안정성 및 강성을 제공하도록 배치되어 있는 금속 구조체와 같은 구조체일 수 있고; 본 발명의 일부 실시예에서 피가공물 캐리어는 하나의 단일 피가공물을 지지하도록 배치되며, 다른 실시예에서 피가공물 캐리어는 예컨대 2개 또는 4-8개 또는 그 이상의 복수의 피가공물을 지지하도록 배치된다. 본 발명의 일부 실시예에서, 피가공물은 다양한 표면 영역과 같이 피가공물 캐리어의 다양한 피가공물 지지체 영역 전역에 분포된다. 본 발명의 일부 실시예에서, 복수의 피가공물을 동시에 기계 가공하기 위해 각각의 피가공물 지지체 영역이 2개, 4-8개 또는 그 이상인 복수의 피가공물을 수용할 수 있다.
공작기계는 적어도 하나의 피가공물 캐리어 지지체를 또한 포함하되, 피가공물 캐리어 어셈블리는 피가공물 캐리어 지지체 상에서 제1 방향으로 수평 움직임을 위해 피가공물 지지체 상에서 지지되고, 상기 제1 방향은 수평 X축에 평행이다.
공작기계는 공구를 회전시킴으로써 적어도 하나의 피가공물을 기계 가공하는 적어도 하나의 공구를 운반하도록 구성되는 적어도 하나의 공구 캐리어를 또한 포함한다. 일반적으로, 공구 캐리어는 공지된 바와 같이 하나 이상의 공구를 회전시키도록 배치된 하나 이상의 스핀들 및 스핀들 헤드를 포함할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 공구 캐리어는 일례로 하나 이상의 수평 열에 배치되어 있는 복수의 공구를 운반하도록 구성된다. 예컨대, 본 발명의 일부 실시예에서, 피가공물의 세트를 기계 가공할 때, 공작기계에 의해 수행되는 하나 이상의 기계 가공 스테이지 중에 하나 이상의 열에 있는 공구들이 다른 피가공물 상에서 동시에 작동하도록 배치될 수 있다.
공작기계는 적어도 하나의 공구 캐리어 지지체를 또한 포함하되, 상기 공구 캐리어는 상기 공구 캐리어 지지체 상에서 수평 X축에 직교하는 수평 Z축과 평행인 제2 방향으로 수평 움직임을 위해 공구 캐리어 지지체 상에(예컨대, 공구 캐리어 지지체의 일부를 형성하는 하나 이상의 레일 상에) 지지된다.
즉, 일례로서, 공구 캐리어는 Z축에 평행으로(일부 실시예에서, 공구들을 회전시키는 스핀들의 축선에 평행으로) 공구 캐리어 지지체를 따라 전후방으로 이동 가능한 것으로 간주될 수 있고, 피가공물 캐리어 어셈블리는 피가공물 캐리어 지지체를 따라 측 방향으로 이동 가능한 것으로 간주될 수 있다.
상기 피가공물 캐리어가 상기 공구 캐리어에 대향하는(즉, 상기 Z축을 따라 공구 캐리어에 대향하는) 작동 위치와 상기 피가공물 캐리어가 상기 공구 캐리어에 대향하지 않는 적어도 하나의 비작동 위치 사이에서 X축과 평행인 상기 제1 방향으로 피가공물 캐리어 어셈블리가 상기 피가공물 캐리어 지지체 상에서 변위 가능하다.
공구 캐리어 및 또한 공구들의 축선에 대하여 피가공물의 각위치(angular position)를 수정하기 위해, 피가공물 캐리어는 X축을 중심으로 회전 가능하도록(또는 선회 또는 틸팅 가능하도록; 즉, "회전 가능한"은 360도 회전될 수 있는 것으로 해석되지 않지만; 바람직하기로는, 피가공물 캐리어가 적어도 90도, 바람직하게는 적어도 180도 또는 360도와 같이 그 이상의 각도를 회전할 수 있고; 본 발명의 일부 실시예에서, 피가공물 캐리어는 더 적은 범위로, 일례로, 예컨대, 60도 미만 또는 30도 미만과 같이 90도 미만으로 선회 또는 틸팅된다) 배치된다.
이러한 배열은, 피가공물 캐리어를 구비한 피가공물 캐리어 어셈블리가 변위될 수 있어서, 예컨대, 공구들을 교환하거나 유지보수와 같이 특정 작업을 수행할 때 작업자가 공구 캐리어와 피가공물 캐리어 사이의 공간을 진입할 필요 없이 전방으로부터 공구 및 스핀들에 접근할 수 있는 중요한 이점을 제공한다. 이는 향상된 편안함 및 인체 공학적으로 유리한 조건을 제공하고, 작업을 위해 요구되는 시간을 줄이며, 인체 공학을 포기하지 않고 컴팩트한 배열을 허용한다. 예컨대, 피가공물 캐리어 어셈블리가 비작동 위치에 있을 때, 공구 캐리어는 기계 가공 중에 피가공물 캐리어에 의해 차지되는 공간과 겹치는 위치를 차지하도록 Z축을 따라 변위될 수 있고, 상기 위치에서 공구들은 공작기계의 전방 측 또는 단부로 여겨질 수 있는 공작기계의 측 또는 단부에 용이하게 접근할 수 있어서, 공구들은 공작기계의 인클로저에서 예컨대, 도어에 대향하거나 인접하고, 상기 도어가 개방될 때 공구들의 단순한 변경이 허용되고, 상기 도어가 폐쇄될 때 기계 가공 중에 기계 가공이 발생하는 영역에 접근을 방지함으로써 보안을 제공한다.
추가적으로, 피가공물 캐리어가 X축, 즉, 피가공물 캐리어가 이동하는 축선을 중심으로 회전 또는 선회될 수 있는 점으로 인해, 한편으로는 공구들과 스핀들 사이의 어택 각 및 다른 한편으로는 피가공물, 즉, 공구들과 공구 캐리어에 대하여 피가공물의 각 방향이 변경될 수 있고, 이에 의해 공작기계가 수행할 수 있는 작업들과 관련하여 더 나은 융통성을 허용한다. 즉, 공작기계는, 예컨대, 피가공물이 피가공물 캐리어에 지지, 고정 또는 유지되는 방식을 변경할 필요 없이 피가공물과 공구 사이의 다른 각 방향을 요구하는 작업을 포함하는 복수의 작업들을 수행하는데에 이용될 수 있다. 커넥팅 로드의 경우에, 때때로 이러한 배열은 피가공물 캐리어로부터 피가공물을 이동시키지 않고 적은 양의 공구를 이용하여 모든 기계 가공 작업 또는 대부분의 기계 가공 작업의 수행을 가능하게 한다. 예컨대, X축에 대하여 피가공물 캐리어를 회전시킴으로써 X축에 직교하는 평면의 종방향 축선 방향이 변경될 수 있도록 로드 블랭크가 배치될 수 있다. 예컨대, 이는 공구들의 방향을 변경하지 않고 피가공물 캐리어에 피가공물을 재배치하지 않으며 다른 어택 각(예컨대, 한편으로는 도 1a 및 도 1d에 나타낸 바와 같이, 다른 한편으로는 도 1c에 나타난 바와 같이)으로 기계 가공하는 것을 허용한다.
X축에 대하여 회전 또는 선회 가능성은, 공구와 피가공물 사이의 어택 각을 변경시킬 뿐만 아니라 피가공물의 용이한 분리 및 장착을 제공하도록 피가공물의 기계 가공을 위해 공구 캐리어와 공구들이 피가공물 캐리어에 대향하는 위치와 공구 캐리어가 대향하지 않는 위치 사이에서 피가공물을 회전시키기 위해, 피가공물 캐리어가 X축을 중심으로 선회 또는 회전될 수 있는 추가적인 이점을 나타낸다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 피가공물 캐리어 어셈블리가 비작동 위치에 있을 때, 공구 캐리어는 피가공물 캐리어 어셈블리가 작동 위치에 있을 때 피가공물 캐리어가 배치되는 위치와 겹치는 공구 교체 위치로 변위 가능하다. 즉, 비작동 위치로 이동할 때, 피가공물 캐리어 어셈블리는 Z축을 따라 공구 캐리어에 대향하는 위치로부터 피가공물 캐리어를 제거하고, 이에 의해 자유롭게 남겨진 공간을 공구 캐리어가 차지하는데, 즉, 공구 캐리어가 이전에 피가공물 캐리어에 의해 차지된 공간과 겹치는 위치로 Z축을 따라 전방으로 이동한다. 본 발명의 일부 실시예에서, 공구 캐리어가 상기 공구 교체 위치에 있을 때, 공구 캐리어는 Z축을 따라 공작기계의 인클로저 또는 벽의 개구에 인접 및 대향하도록 위치된다. 공작기계는 인클로저의 상기 개구에 도어를 포함할 수 있고; 도어는 기계 가공 중에 폐쇄되고, 상기 도어를 통해 공구들이 변경되도록 공구 캐리어가 공구 교체 위치에 있을 때 개방될 수 있다.
본 발명의 제2 태양은 공작기계에 관한 것으로,
적어도 하나의 피가공물을 지지하는 피가공물 캐리어를 포함하는 피가공물 캐리어 어셈블리;
피가공물 캐리어 지지체이되, 피가공물 캐리어 지지체 상에서 수평 Z축과 평행하는 제1 방향으로 수평 움직임을 위해 피가공물 캐리어 어셈블리가 피가공물 캐리어 지지체 상에 지지되는, 피가공물 캐리어 지지체;
적어도 하나의 피가공물을 기계 가공하는 적어도 하나의 공구를 운반하도록 구성되는 공구 캐리어;
공구 캐리어 지지체이되, 상기 공구 캐리어 지지체 상에서 수평 Z축에 직교하는 수평 X축과 평행하는 제2 방향으로 수평 움직임을 위해 상기 공구 캐리어가 상기 공구 캐리어 지지체 상에 지지되는(즉, 일례로, 공구 캐리어는 공구 캐리어 지지체를 따라 좌측에서 우측으로 이동 가능한 것으로 간주되고, 공구를 회전시키는 스핀들의 축선에 직교하는 많은 실시예에서, 피가공물 캐리어 어셈블리는 피가공물 캐리어 지지체를 따라 전방에서 후방으로 이동 가능한 것으로 간주된다), 공구 캐리어 지지체를 포함하고;
상기 공구 캐리어는 상기 피가공물 캐리어가 상기 공구 캐리어에 대향하는(즉, 상기 Z축을 따라 공구 캐리어에 대향하는) 작동 위치와 상기 피가공물 캐리어가 상기 공구 캐리어에 대향하지 않는 비작동 위치 사이에서 제2 방향(수평 X축과 평행인)으로 상기 공구 캐리어 지지체 상에서 변위 가능하고;
피가공물 캐리어는 공구 캐리어 및 또한, 공구들 및 스핀들에 대하여 피가공물의 각위치의 변경을 위해 X축을 중심으로 회전 가능하도록(또는 선회 또는 틸팅) 배치된다.
본 발명의 제1 태양에 대하여 나타낸 것은 필요한 부분만 약간 수정하여 본 발명의 제2 태양에 적용한다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 공작기계는 상기 공구를 회전시킴으로써 적어도 하나의 피가공물을 기계 가공하기 위해 적어도 하나의 공구를 운반하도록 구성되는 적어도 하나의 추가적인 공구 캐리어를 포함한다. 본 발명의 실시예들에서, 상기 각각의 공구 캐리어는 피가공물 캐리어가 각각의 공구 캐리어에 대향하는 작동 위치와 상기 피가공물 캐리어가 각각의 공구 캐리어에 대향하지 않는 비작동 위치 사이에서 제2 방향으로 상기 공구 캐리어 지지체 상에서 변위될 수 있다. 하나 이상의 공구 캐리어 존재로 인해, 예컨대, 공작기계의 높이 또는 각각의 공구 캐리어에 의해 운반되는 복수의 다른 공구들을 지나치게 증가시키지 않으면서 이용 가능한 복수의 공구들 또는 공구 세트가 증가될 수 있다. 이에 따라, 특정 피가공물의 세트에 수행되는 작업들에 따라 및/또는 작업들이 수행되는 피가공물의 종류에 따라, 공구 캐리어들 중 선택된 하나가 Z축을 따라 피가공물 캐리어에 대향하는 작업 위치에 있게 되고, 다른 공구 캐리어는 비작동 위치에 있게 되거나 아이들 상태로 유지된다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 공구 캐리어들 중 하나의 공구들은 하나 이상의 피가공물의 공정의 일부를 위해 이용될 수 있고, 공구 캐리어들 중 다른 하나의 공구들은 동일한 피가공물의 공정의 다른 일부를 위해 이용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 유지보수 작업 또는 공구들의 변경 등은 비작동 위치에 있는 공구 캐리어에서 수행될 수 있고, 기계 가공 작업들은 다른 공구 캐리어의 공구들에 의해 수행될 수 있다.
전술된 본 발명의 2개의 태양에서, 피가공물 캐리어는 상기 적어도 하나의 피가공물을 지지하기 위한 적어도 하나의 피가공물 지지체 영역을 포함하고, 상기 피가공물 지지체 영역은 예컨대, X축에 직교하지 않으면서 X축에 평행 또는 적어도 실질적으로 평행으로 연장되도록 배치된다. 즉, 기본적으로 피가공물 또는 피가공물들은 X축에 직교하는 평면에서보다 X축과 정렬된 평면에서 지지된다. 이러한 유형의 배열은 예컨대, 커넥팅 로드를 위한 피가공물의 기계 가공인 경우에 실용적일 수 있다. 공구 캐리어에 대향하는 기계 가공되는 표면을 갖는 피가공물은 피가공물 지지체 영역의 피가공물 캐리어에 확실에 부착될 수 있고, 이에 의해 X축과 평행한 축선을 중심으로 피가공물 캐리어의 회전 또는 선회 또는 틸팅은 예컨대, 도 1a 또는 도 1d에 따른 작업 이전 또는 이후에 도 1c에 따른 작업이 허용되도록 다른 어택 각을 제공한다. 피가공물 지지체 영역에 복수의 피가공물이 배치되어 있을 때, 일부 또는 모든 피가공물이 X축을 따라 연장되는 열에서 교대로 배치될 수 있다. 본 발명의 많은 실시예들에서, X축에 수직으로 연장되는 종방향 축선에 피가공물이 배치되고, 하나의 피가공물 지지체 영역에 복수의 피가공물이 있는 경우에, 피가공물들(또는 적어도 일부)이 X축에 평행으로 연장되는 열에서 나란하게(one beside the other) 배치될 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 예컨대, 피가공물이 커넥팅 로드를 제조하기 위한 피가공물일 때, 이러한 배열은 예컨대, 도 1a 및 도 1d에 예시되는 하나 이상의 작업들을 수행하기 이전 또는 이후에 도 1c에 예시되어 있는 것과 같은 작업을 수행하도록 공작기계가 다른 어택 각 간에 용이하게 전환하는 것을 허용한다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 복수의 피가공물은 공구 캐리어 상에서 평행으로 배치된 대응하는 공구들에 의해 동시에 기계 가공될 수 있다.
또한, X축과 실질적으로 평행한 피가공물 지지체 영역의 배열은 피가공물 캐리어의 피가공물들을 장착 및 분리하기 위한 스테이션과 X축을 중심으로 피가공물 캐리어를 회전시킴으로써 기본적으로 공구들에 대향하는 스테이션 간에 피가공물의 전송을 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 피가공물 캐리어는 적어도 2개의 피가공물 지지체 영역 또는 피가공물 지지체 표면을 포함하되, 상기 각각의 피가공물 지지체 영역은 적어도 하나의 피가공물을 고정 및 유지하는 것과 같이 지지하도록 배치되고, 상기 피가공물 지지체 영역이 배치되어서 X축과 평행인 상기 축선을 중심으로 피가공물 캐리어를 회전 또는 선회시킴으로써, 상기 피가공물 지지체 영역 중 하나는 선택적으로 피가공물을 장착 및 분리하기 위한 위치에 있게 되고, 상기 피가공물 지지체 영역 중 다른 하나는 상기 피가공물 지지체 영역과 대응하도록 배치된 피가공물의 기계 가공을 허용하도록 공구 캐리어에 실질적으로 대향하는 위치에 있게 된다. 즉, 피가공물 지지체 영역들은, 예컨대, 다른 피가공물이 기계 가공되는 중에 피가공물이 분리 및 장착되도록 X축에 대하여 피가공물 캐리어의 표면 주위에 각으로 분포될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 피가공물 캐리어는 예컨대, 3, 4, 6, 8 또는 그 이상의 피가공물 지지체 영역과 같이 2개를 초과하는 피가공물 지지체 영역을 포함한다. 이는 예컨대, 공구 캐리어에 대향하는 위치 및 장착 및 분리를 위한 위치에 더하여 중간 위치를 제공함으로써 추가적인 이점을 수반할 수 있다. 예컨대, 피가공물 지지체 영역 중 하나에 배치되어 있는 피가공물 또는 피가공물들의 기계 가공 이후에, 상기 피가공물 지지체 영역은 하측에 대향하는 위치로 턴 될 수 있고, 이에 의해 다른 피가공물 지지체 영역의 피가공물들이 기계 가공되는 중에, 제거된 금속 칩이 피가공물들로부터 떨어지는 것이 허용된다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 피가공물 캐리어는 X축에 직교하는 평면에 실질적으로 다각형 구성을 구비할 수 있고, 다각형의 측은 피가공물 지지체 영역을 나타낸다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 다각형은 사각형, 육각형 또는 8각형이다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 다각형은 서로 평행하는 대향 측을 구비하도록 선택된다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 공구 캐리어는 상기 Z축에 평행하는 축선을 중심으로 상기 공구를 회전시킴으로써 상기 적어도 하나의 피가공물을 기계 가공하기 위해, 상기 적어도 하나의 공구를 운반하도록 구성된다. 공구 캐리어가 복수의 공구를 운반하는 많은 실시예에서, 모든 공구들은 Z축에 평행으로 회전하도록 배치될 수 있고; 이는 종종 바람직하고 매우 실용적인 접근이 될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 예컨대 모든 공구들과 같이 하나 이상의 공구들은 Z축에 대하여 특정 각도에서 다른 방향으로 회전하도록 배치될 수 있다.
X축에 실질적으로 평행으로 배치되는 피가공물 지지체 영역에 배치되어 있는 피가공물 또는 피가공물들에 의해, Z축에 평행인 축선을 중심으로 회전하도록 배치되어 있는 공구들이 예컨대, 도 1a, 도 1c 및 도 1d에 예시된 유형의 작업들을 수행할 수 있고, 예컨대, 도 1c와 도 1a 또는 도 1d 중 하나에 예시되어 있는 작업 간의 전환은 공구와 피가공물 간에 적절한 어택 각을 제공하도록 X축에 평행한 축선을 중심으로 피가공물 캐리어의 전술된 회전, 선회 또는 틸팅을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 공작기계는 피가공물 캐리어를 지지하기 위해 본 발명의 일부 실시예들에서 정지되어 있고, 본 발명의 다른 실시예들에서 정지되어 있지 않은 보조 지지체를 또한 포함한다.
피가공물 캐리어 어셈블리와 보조 지지체가 배치되어서, X축에 평행한 상기 축선을 중심으로 회전되고 피가공물 캐리어 어셈블리와 보조 지지체 사이에서 지지되는 기계 가공 중에 피가공물 캐리어가 보조 지지체에 의해 지지되도록 하기 위해, 그 중 적어도 하나가,
- 피가공물 캐리어와 보조 지지체 사이의 상호 연결/결합을 위해 다른 하나 쪽으로, 및
- 피가공물 캐리어와 보조 지지체 사이의 연결 해제/분리를 위해 다른 하나로부터 변위될 수 있다.
즉, 일례로, 피가공물 캐리어 어셈블리는 피가공물 캐리어가 보조 지지체와 결합하도록 예컨대, X축과 평행으로 보조 지지체 쪽으로 이동될 수 있고, 이에 의해 피가공물 캐리어는 보조 지지체 상에서, 즉, 피가공물 캐리어의 2개의 대향 측 상에서 회전 가능하게 지지될 수 있다. 이는 향상된 지지체를 제공하고, 기계 가공(응력이 최대가 되는 경향이 있음) 및 선택적으로 공작기계가 상당한 기간 동안 아이들 상태로 유지될 때, (예컨대, 피가공물 캐리어 또는 피가공물 캐리어 어셈블리가 타워 구조물의 측으로부터 외부로 돌출될 수 있는 방식으로 인해)피가공물 캐리어 어셈블리 상에 가해지는 응력 및 굽힘력을 감소시킬 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 보조 지지체 및 피가공물 캐리어에는 핀(예컨대, X축을 따라 연장되며 환형 단면적을 구비하는 핀)과 같은 돌출 부재와 리세스를 포함하는 상호 연결 수단이 제공되되, 돌출 부재는 리세스에 들어맞도록 배치된다. 예컨대, 피가공물 캐리어는 보조 지지체의 일부를 형성하는 핀을 수용하도록 배치되어 있는 리세스를 포함할 수 있거나 또는 보조 지지체의 일부를 형성하는 리세스가 수용되도록 배치되어 있는 핀을 포함할 수 있다. 핀은 길이를 구비할 수 있고, 리세스는 상기 핀이 리세스를 떠나지 않고 예컨대, 수 센치미터까지 특정 범위로 X축을 따라 피가공물 캐리어 및 보조 지지체가 서로에 대하여 변위되는데에 충분한 깊이를 구비할 수 있어서, 예컨대, X축을 따르는 방향으로 피가공물과 공구들 사이의 위치를 변경하기 위해, 피가공물 캐리어가 X축을 따라 작은 변위를 수행하는 중에 보조 지지체가 피가공물 캐리어의 지지를 유지할 수 있다.
보조 지지체는 위에 상호 연결하는 대응 수단이 배치되어 있는 수직으로 이동 가능한 슬레지를 포함할 수 있어서, 피가공물 캐리어 어셈블리의 피가공물 캐리어의 수직 방향과 동기화되도록 수직으로 변위될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 피가공물 캐리어는 피가공물을 고정하는 수단을 포함하되, 피가공물을 고정하는 상기 수단은 시스템의 X축에 직교하는 축선에 대하여 피가공물을 회전 또는 선회시키는 회전 가능한 또는 선회 가능한 지지체 상에 장착된다. 이는 공작기계의 융통성 및 주어진 공구 세트 및 주어진 공구 캐리어를 이용하여 수행될 수 있는 복수의 기계 가공 작업을 더욱 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 피가공물 캐리어 지지체와 공구 캐리어 지지체는 위에서 볼 때 L 구성으로 구비된다. 즉, 피가공물 캐리어 지지체와 공구 캐리어 지지체는 서로 실질적으로 직교로 연장될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 피가공물 캐리어는 수직 방향, 즉, X축 및 Z축과 직교하며 시스템의 Y축과 평행으로 피가공물 캐리어가 변위 가능하도록 피가공물 캐리어 어셈블리 상에 장착된다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 공구 캐리어에 장착되어 있는 모든 공구들은 바닥 위에서 0.7m, 바람직하게는 1.1m보다 낮지 않고, 1.8m, 바람직하게는 1.5m보다 높지 않은 높이에 배치되고, 상기 바닥은 공작기계를 점검할 때 작업자가 걷는 바닥이다. 이러한 방식으로, 작업자는 사다리 또는 이와 유사한 도구에 오를 필요 없이 편안하고 인체 공학적으로 올바른 위치를 택하여 공구들을 조작할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 적어도 일부 공구들은 바닥 위 높게 배치될 수 있고, 이는 때때로 인체 공학적인 관점에서 단점이 될 수 있지만, 예컨대, 많은 수의 공구들의 증가로 인해 융통성이 향상되는 이점이 있을 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 공구 캐리어는 1≤N≤8인 N 공구 열을 포함할 수 있되, 바람직하게 N은 2, 3 또는 4이다. 다소 작은 열을 이용함으로써, 모든 공구들이 작업자에 의해 공구의 조작을 용이하게 하는 높이로 유지될 수 있다. 또한, 각각의 열은 2개, 3개, 4개 또는 5개와 같이 다소 적은 공구들 또는 공구 스핀들을 포함할 수 있다. 예컨대, 때때로 다른 어택 각 하에서 복수의 다른 작업들을 수행하는데에 동일한 공구가 이용될 수 있기 때문에, 특히, 피가공물 캐리어를 선회시킴으로써 어택 각이 변경될 때, 커넥팅 로드가 때때로 다소 적은 다른 공구들을 이용하여 기계 가공될 수 있다. 이는 이용되는 공구의 수를 감소시키고, 모든 공구들이 유지보수 작업 및 공구들의 변경을 용이하게 하는 충분한 높이에서 제한된 공간 내에 배치될 수 있는 것을 보장한다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 대응하는 복수의 공구들로(또는, 일부 실시예들에서, 때때로 하나 이상의 공구가 하나의 피가공물을 동시에 기계 가공하는데에 이용될 수 있기 때문에, 더 많은 공구들로) 예컨대, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8개 또는 16 또는 24개의 피가공물들과 같이 그 이상인 복수의 피가공물들을 동시에 기계 가공하는 것을 허용하도록, 많은 공구 열이 이용될 수 있거나 및/또는 열 마다 많은 공구들이 이용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 피가공물 캐리어 지지체 및 공구 캐리어 지지체는 바닥 상에 배치되고, 아래에서 피가공물 캐리어 어셈블리 및 공구 캐리어를 각각 지지하도록 배치된다. 공구 캐리어 또는 피가공물 캐리어 어셈블리 중 어느 것도 오버헤드 지지체로부터 매달리지 않는 것이 때때로 바람직 할 수있다; 예를 들어, 설치의 단순성 및/또는 용이한 유지보수로 인해 바닥에 놓인 간단한 지면 지지지체를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 피가공물 캐리어 지지체와 공구 캐리어 지지체는 1.1m, 바람직하게는 0.6m보다 크지 않은 높이를 구비할 수 있다. 이러한 방식으로, 공구 캐리어와 피가공물 캐리어는 공구에 접근이 용이한 상대적으로 낮은 높이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 피가공물은 커넥팅 로드를 제조하기 위한 피가공물, 즉, 자동차 또는 트럭의 왕복동 피스톤 엔진과 같은 왕복동 피스톤 엔진의 크랭크축에 피스톤을 연결하는 커넥팅 로드를 형성하기 위해, 기계 가공을 포함하여 처리되는 피가공물이다. 즉, 기계 가공은 이러한 종류의 피가공물을 고정하도록 맞춰지거나 구성될 수 있다. 더욱 구체적으로, 피가공물 캐리어는 커넥팅 로드를 제조하기 위해 하나 이상의 피가공물을 지지 또는 고정하기 위해 맞춰지고/구성될 수 있다.
본 발명의 다른 태양은 자동차 또는 트럭의 왕복동 피스톤 엔진과 같은 왕복동 피스톤 엔진용 커넥팅 로드를 위한 피가공물과 같은, 피가공물을 기계 가공하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 로드 블랭크와 같은 블랭크를 복수의 기계 가공 단계들을 거치게 하는 것을 포함하고, 복수의 기계 가공 단계는 위에서 설명한 것과 같은 공작기계에 의해 수행되며, 피가공물 캐리어는 상기 기계 가공 단계들 중 적어도 두 단계 사이에서 X축에 평행한 축선을 중심으로 회전 또는 선회 또는 틸팅된다.
본 발명에 대한 설명을 완전하게 하고 본 발명을 더 잘 이해할 수 있도록 하기 위해 한 세트의 도면을 제공한다. 제공되는 한 세트의 도면은 발명에 대한 설명의 일체의 부분을 구성하며 본 발명의 실시예를 예시하는데, 이는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되고 다만 본 발명이 실시되는 한 예로서 해석되어야 한다. 제공되는 한 세트의 도면은 다음의 여러 도면을 포함한다.
도 1a 내지 도 1d는 로드 블랭크에서 커넥팅 로드를 기계 가공할 때에 수행되는 일부 작업들을, 각기 다른 공구를 사용하는 것을 포함해서 개략적으로 예시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 하나의 가능한 실시예에 따른 공작기계의 측면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 상기 실시예에 따른 공작기계를 3개의 다른 상태로 나타낸 상면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 2 내지 도 3c 중 하나와 유사한 일반적인 레이아웃에 기초한, 본 발명의 다른 실시예의 사시도이다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 공작기계를 2개의 다른 상태로 나타낸 상면도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5a와 도 5b 중 하나와 유사한 일반적인 레이아웃에 기초한, 본 발명의 다른 실시예의 사시도이다.
도 7은 도 6a 및 도 6b에 예시된 실시예를 변형한 사시도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시예의 사시도이다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 또 다른 실시예의 사시도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예의 상면도이다.
도 2는 측으로부터, 즉, 시스템의 수평 축(Z)과 수직 축(Y)에 직교하는 수평 축(X)과 평행으로 볼 때 본 발명의 하나의 가능한 실시예에 따른 공작기계를 도시하고 있다. 공작기계는 레일들(22)(이들 중 하나가 도 2에 도시됨) 상에서 이동 가능한, 공구 캐리어 캐리지와 같은 공구 캐리어(2) 또는 공구 캐리어 지지체(21)의 일부를 형성하는 다른 적절한 안내 수단을 포함한다. 공구 캐리어(2)는 시스템의 Z축에 평행하는 수평 방향으로 움직인다. 이러한 움직임은 하나 이상의 서보모터들 또는 다른 구동 수단(구동 수단은 도 2에 도시되지 않음)을 이용하여 컴퓨터 제어식 구동 시스템에 의해 발생될 수 있다. 공구 캐리어는 공지된 구성으로서 Z축과 평행인 회전축을 중심으로 대응하는 공구들(204, 208, 212)을 회전시키기 위한 스핀들 및 스핀들 헤드를 포함할 수 있다. 공구의 작동은 컴퓨터 제어식일 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 공구들 각각은 대응하는 피가공물 상에 작용하도록 컴퓨터의 제어 하에 Z축에 평행으로 각각 변위 가능하도록 배치될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 공구들은 공구 캐리어에 대해 고정되어서, 피가공물에 대해 Z축을 따라 공구를 이동시키기 위해 전체 공구 캐리어가 변위되어야 한다. 본 발명의 일부 실시예에서, 하나 이상의 공구들은 Z축에 평행이 아닌 축을 중심으로 회전하도록 배치될 수 있다.
도 2에 예시되어 있는 본 발명의 실시예에서, 공구 캐리어는 다수의 다른 공구들을 고정시키고, 하나의 피가공물의 기계 가공 중에, 동시에 또는 공정의 다른 단계에서 다른 기계 가공 작업을 수행하기 위해 피가공물에 다른 공구들이 적용되도록 한다. 본 발명의 일부 실시예에서, 공정의 하나 이상의 단계에서는 하나의 공구보다 더 많은 공구가 피가공물에 동시에 적용될 수 있거나 및/또는 동시에 다수의 피가공물이 일례로 서로 평행하게 기계 가공될 수 있다.
공작기계는 피가공물들을 고정하기 위한 수단(110)을 포함하는 피가공물 캐리어(11)를 구비한 피가공물 캐리어 어셈블리(1)를 또한 포함한다. 피가공물들을 고정하기 위한 이들 수단(110)은 피가공물 캐리어의 두 대향 표면 또는 피가공물 지지체 영역(11A, 11B) 상에 배치된다. 도 2에 예시되어 있는 공작기계의 상태에서, 하나의 피가공물 지지체 영역(11A)은 시스템의 Z축에 따르는 공구 캐리어(2)에 대향하고, 다른 피가공물 지지체 영역(11B)은 반대 방향으로 대향한다. 이에 따라, 상기 공작기계의 상태에서, 피가공물 캐리어가 Z축을 따르는 공구 캐리어(2)의 전방에 배치될 때, 공구 캐리어의 공구들은 피가공물 지지체 영역(11A)에 지지된 대응하는 피가공물 상에 작용할 수 있고, 이미 기계 가공된 피가공물들은 분리(unload)되며, 기계 가공될 피가공물은 피가공물 지지체 영역(11B)에 장착(load)될 수 있다. 즉, 두 피가공물 지지체 영역 중 하나의 영역에서 피가공물의 기계 가공이 수행될 수 있고, 분리 및 장착이 반대 피가공물 지지체 영역에서 수행된다.
예시되어 있는 실시예들에서, 2개의 피가공물은 두 지지체 영역(11A, 11B) 각각에 배치될 수 있고; 피가공물들은 나란하게 수직으로 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서, 피가공물들은 수평 또는 임의의 다른 적절한 방향으로 배치될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 피가공물 캐리어는 피가공물 지지체 영역에 각각에 오직 하나의 피가공물을 고정하기 위해 배치된다. 본 발명의 일부 실시예에서, 각 지지체 영역의 다수의 피가공물이 공구 캐리어의 다수의 공구들 또는 공구 캐리어의 공구 열에서 다수의 공구들과 짝을 이룬다. 본 발명의 일부 실시예에는 피가공물을 고정하기 위한 하나의 영역만이 존재하고, 따라서 장착 및 분리 중에 기계 가공이 중단되어야 한다.
피가공물 캐리어는 수직 축(Y)을 따라 변위 가능한 캐리지(13)(도 2에서 사각형 점선으로 표시되었고; 도 3a 내지 도 3c에 도시됨) 상에 배치되고, 일례로 레일(15)을 따라서 하나 이상의 컴퓨터 제어식 서보모터 또는 다른 적절한 구동 수단에 의해 구동되는 타워 구조물(14) 상에 배치되다. 한편으로 이 타워 구조물(14)은 피가공물 캐리어 지지체(12)의 일부를 형성하는 수평 레일(16)(도 3a 내지 도 3c에 도시됨) 상에서 수평 축(Z)에 직교하는 수평 축(X)을 따라 변위되도록 배치된다. 상기 타워 구조물(14)은 하나 이상의 컴퓨터 제어식 서보모터 또는 다른 적절한 구동 수단에 의해 X축에 평행하게/X축을 따라 구동될 수 있다.
도 2 및 도 3a 내지 도 3c에서 화살표는 공구 캐리어(2), 피가공물 캐리어(11) 및 피가공물 캐리어 어셈블리(1)(타워 구조물(14)을 포함)가 (미도시된)구동 수단에 의해 변위 가능한 방향을 나타낸다. 반면, 도 2에 개략적으로 예시된 바와 같이, X축을 중심으로 피가공물 캐리어의 틸팅, 선회(pivotation) 또는 회전을 제어하도록 샤프트(17)(도 3a 내지 도 3에서 도시됨) 또는 피가공물 캐리어와 캐리지 사이를 상호 연결하는 다른 수단에 의해 피가공물 캐리어(11)가 수직으로 변위 가능한 캐리어(13)에 결합된다. 즉, 피가공물 캐리어(11)는 X축을 중심으로 또는 X축에 대하여 피가공물 캐리어(11)의 틸팅, 선회 또는 회전을 제어하는 수단(17)에 의해 캐리지(13)에 연결된다. 이러한 움직임은 하나 이상의 컴퓨터 제어식 서보모터 또는 다른 임의의 적절한 제어식 구동 수단에 의해 수행될 수 있다. 이러한 움직임의 추가적인 자유도에 의해, 피가공물 또는 피가공물들은 공구와 피가공물 사이의 적절한 어택 각(angle of attack)을 제공하도록 배향될 수 있고, 상기 각은 피가공물의 기계 가공 중에 수정될 수 있어서, 다른 어택 각 하에서 공구들의 축 및 피가공물 캐리어에 대하여 피가공물의 위치를 변경하지 않고, 다른 기계 가공 작업의 시퀀스가 피가공물 상에서 수행될 수 있다. 즉, 수평 축(X)(트랙들(16)을 따라 타워 구조물(14)을 옮김으로써)에 평행하게, 수직 축(Y)(트랙들(15)을 따라 캐리지(13)를 옮김으로써)에 평행하게 피가공물을 이동시키고, X축(예컨대, 피가공물 캐리어의 길이방향 축을 중심으로 샤프트(17)를 턴(turning) 시킴으로써)을 중심으로 피가공물 캐리어(11)를 틸팅, 선회 또는 회전 시키며 대응하는 트랙들(22)을 따라 Z 축에 평행하게 각각의 공구들 및/또는 전체 공구 캐리어(2)를 옮김으로써, 넓은 범위의 작업들이 피가공물 상에서 수행될 수 있다. 도 3a 내지 도 3c에서 샤프트(17)는 캐리지(13)와 피가공물 캐리어(11) 사이에서 보이지만, 피가공물 캐리어(11)와 캐리지(13) 사이의 회전 가능한 연결을 예시하는 것이고; 본 발명의 많은 실시예에서, 샤프트는 보이지 않으며, 본 발명의 다른 실시예에서 이러한 샤프트가 없고 요구되는 바와 같이, 피가공물 캐리어는 회전을 가능하게 하는 다른 수단에 의해 캐리지(13)에 연결된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 공구들은 공구 캐리어(2)에서 다른 높이로 배치될 수 있고, 일례로 여러 열 및 각 열이 하나 이상의 공구를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 3a 내지 도 3c에는 공구 캐리어의 상부 열이 4개의 공구를 포함하는 실시예가 도시되어 있다.
공구들 중 일부는 피가공물 상에 다른 작업을 수행하기 위해 상이할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 기계 가공 작업은 피가공물의 기계 가공 단계들 중 적어도 하나 또는 일부에서 2개 이상의 피가공물 상에 동시에 발생하도록 마련된다. 그러나, 본 발명의 일부 실시예에서, 하나의 피가공물만이 각 순간에 기계 가공된다. 이는 공작기계의 구조 및 프로그램을 단순화시킬 수 있지만 낮은 생산율을 암시한다. 본 발명의 일부 실시예에서, 2개 이상의 작업이 하나의 피가공물 또는 복수의 피가공물 각각에서 동시에 수행될 수 있는데, 즉, 2개 이상의 공구들이 피가공물 또는 복수의 피가공물들 각각에서 동시에 작동될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 각 공구 또는 공구들 중 적어도 일부는 Z축에 평행으로 종방향 변위시키는 구동 수단에 연관될 수 있어서, 다른 공구들 중 하나 이상의 공구의 Z축을 따르는 위치에 대하여 적어도 특정 범위에서 Z축을 따르는 공구의 위치가 독립적일 수 있다. 이는 유연성(flexibility) 및 생산성을 향상시키게 된다. X축 및 Y축에 평행으로 피가공물을 변위시킴으로써, 다른 공구들이 피가공물의 다른 부분 상에 작동할 수 있고, X축을 중심으로 피가공물 어셈블리를 회전 또는 틸팅시킴으로써 어택 각이 수행되는 작업에 따라 설정될 수 있도록 피가공물이 변위될 수 있다. 이에 따라, 매우 많은 다른 작업들이 다른 공구들을 사용하여 수행될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 공구들은 서로 충분하게 이격되어 있어서(예컨대, 열에서 다른 공구들 사이의 분리의 면에서 및/또는 열 사이의 분리의 면에서), 공구들과 피가공물 사이의 소망하지 않는 간섭이 없고, 즉, 소망하는 작업을 수행하기 위해, Z축을 따라 다른 공구들에 대해 하나의 공구의 (각각의)변위 가능성이 없어서 인접한 공구들과의 접촉 없이 피가공물이 소망하는 공구와 접촉될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 적어도 2개의 공구가 피가공물 상에 동시에 작동될 수 있게 하기 위해 적어도 일부 공구들이 서로 근접하게 배치된다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2의 공작기계의 3가지 다른 상태를 도시한다. 도 3a에서, 타워 구조물(14), 캐리지(13), 연결 수단(17) 및 피가공물 캐리어(11)를 피가공물 캐리어 어셈블리(1)가 비작동 위치에 배치된다. 공구 캐리어(3)는 공작기계의 전단부로부터 이격되어 배치되는데, 즉, 공구 캐리어 지지체(21)의 후방부 쪽에 배치되고, 이에 따라 도 3b에 도시된 바와 같이, 피가공물 캐리어 어셈블리(1)가 작동 위치로 이동되도록 한다. 도 3b에서, 피가공물 캐리어 어셈블리는 피가공물 캐리어(11)가 Z축을 따라 공구 캐리어(2)와 대향하는 작동 위치에 있게 되고, 이로써 공구들(도 3b에 도시되어 있는 상부 열의 공구들(201-204))은 피가공물 지지체 영역(11A)에 고정되어 있는 피가공물(또는 피가공물들)(1000)에 접근하는 것이 가능하고, X축 및 Y축을 따라 피가공물 캐리어를 변위시키고, X축을 중심으로 피가공물 캐리어를 틸팅 또는 회전시키며, 선택적으로, Z축을 따라 공구 캐리어(2) 및/또는 각각의 공구를 변위시킴으로써, 상기 피가공물의 사전에 정해진 위치 및 사전에 정해진 어택 각으로 기계 가공 작업을 수행하는 것이 가능하다. 동시에, 피가공 캐리어(11)의 반대 피가공물 지지체 영역(11B)에서 피가공물들이 분리 및/또는 장착될 수 있다.
도 3c는, 공작기계의 전단부에서 피가공물 캐리어 어셈블리(1)의 적어도 일부분(예컨대, 피가공물 캐리어(11))에 의해 이전에 차지된 공간을 차지하여 공구 캐리어가 전방으로 이동되는 것을 허용하기 위해, 피가공물 캐리어 어셈블리(1)가 비작동 위치에 복귀되어 있는 공작기계의 제3 상태를 도시한다. 공구 캐리어의 공구 교체 위치에서, 공구들은 처리 또는 교환될 수 있거나 및/또는 공구 캐리어(2)의 전단부에서 작업자가 공구 캐리어(12)와 피가공물 캐리어(11) 사이의 틈새를 비집고 들어갈 필요 없이 인체 공학적으로 유리한 조건 하에서, 다른 유지보수 작업들이 수행될 수 있다. 공구 교환 위치에서, 공구 캐리어는 공작기계의 인클로저(3)에서 도어(31)에 대향할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 도 2 내지 도 3c의 일반적인 레이아웃을 기반으로 하는 대안적인 공작기계를 개략적으로 도시하고 있다. 도 4a 내지 도 4d에서는 공구 캐리어가 두 열의 공구를 구비한 것을 특징으로 한다. 도 4a는 비작동 위치에 있는 피가공물 캐리어 어셈블리를 도시한다. 상기 도면에서, 피가공물 지지체 영역(11B)이 어떻게 X축과 평행하게 연장되고(도 4b에 도시된 대향하는 피가공물 지지체 영역(11A)도 동일), X축과 평행하게 연장되는 하나의 열에서 하나의 피가공물 뒤에 다른 피가공물이 배치되도록 4개의 피가공물(1000)이 어떻게 X축과 직교하는 종방향 축선을 갖는 피가공물 지지체 영역에 배치되는지 알 수 있다. 도 4b 및 도 4c는 공구들이 피가공물과 상호작용하도록 피가공물 캐리어 어셈블리가 작동 위치에 있을 때, 2개의 다른 각도에서의 공작기계를 도시한다. 도 4d는 공구 교체 위치에서 공구 캐리어를 구비한 공작기계를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 대안적인 실시예를 도시한다. 공구 캐리어(2) 및 피가공물 캐리어 어셈블리(1)는 도 2 및 도 3a 내지 도 3c의 실시예와 동일한 유형이지만, 움직임을 위해 배치되어 있는 방식이 상이하다. 상기 실시예에서, 공구 캐리어는, 공구들이 지지체 영역(11A)으로 운반된 피가공물 또는 피가공물들 상에 작용할 수 있도록 공구 캐리어가 피가공물 캐리어와 대향하는 작동 위치(도 5a)와 공구 캐리어(2) 및 공구들이 피가공물 캐리어(11)와 더 이상 대향하지 않는 비작동 위치(도 5b) 사이에서 X축과 평행하게 변위되도록 배치되고, 이에 따라 공작물 캐리어와 공구들 사이의 공간에 작동자가 진입하지 않고 공구들이 공구 캐리어의 전방 측에 접근하게 된다(예컨대, 공작기계의 인클로저(3)에서 도어(31)를 통해). Z축을 따라 피가공물과 공구들 사이의 거리를 알맞게 하기 위해, 피가공물 캐리어 어셈블리는 Z축과 평행하게 변위될 수 있거나 및/또는 공구들 또는 공구들 그룹이 Z축과 평행하게 변위될 수 있다. 이에 따라, X축과 평행하게 공구 캐리어(2)를 변위시키고, Y축과 평행하게 캐리지(13)를 변위시키며, Z축과 평행하게 공구들 및/또는 피가공물 캐리어 어셈블리(1)를 변위시키고, X축과 평행한 축선을 중심으로 피가공물 캐리어(11)를 틸팅, 회전 또는 선회시킴으로써, 복수의 기계 가공 작업이 수행될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 도 5a와 도 5b에 도시되어 있는 실시예의 변형을 도시한다. 도 6a는 작동 중인 공작기계를 도시하되, 공구들은 피가공물에 대향하고, 도 6b는 공구 교체 위치에서 공구 캐리어를 구비하는 공작기계를 도시한다. 이러한 변형에서, 피가공물 캐리어는 일반적인 평행 육면체 피가공물 캐리어 본체의 측면 중 하나에 각각 대응하는 4개의 피가공물 지지체 영역(11A-11D)을 특징으로 한다. 이러한 배열에 의해, 피가공물의 하나의 세트를 기계 가공하는 것과 새로운 피가공물 세트를 기계 가공하는 것 간의 전환을 위해 피가공물 캐리어(11)의 시계 방향 회전을 이용하여, 도 6a 및 도 6bdp 도시된 피가공물 지지체 영역(11B)에 의해 차지되는 장착 및 분리를 위한 위치에 도달하기 전에, 기계 가공되는 피가공물의 마지막 세트가 도 6a 및 도 6b에 도시된 피가공물 지지체 영역(11D)(하나의 대향하는 피가공물 지지체 영역(11C))의 위치에 대응하는 하측에 위치될 것이다. 이러한 해결책의 하나의 이점은 다른 피가공물이 기계 가공되는 중에 중력 및 가능하게는 진동에 의해 기계 작업 중 피가공물으로부터 발생하는 일반적으로 금속 칩과 같은 잔여물(remains)을 제거하는데에 유용할 수 있다. 즉, 도 6a에 도시되어 있는 공작기계의 상태에서, 피가공물 지지체 영역(11A)에 있는 피가공물이 기계 가공되고, 피가공물 지지체 영역(11B)에서 분리 및 장착이 발생하는 중에, 칩들은 피가공물 지지체 영역(11D)에 배치되어 있는 최근에 기계 가공된 피가공물에 떨어질 수 있다.
도 7은 피가공물 캐리어(11)가 8각형 단면적을 갖는 피가공물 캐리어 본체의 측면에 대응하는 8개의 피가공물 지지체 영역을 특징으로 하는 대안적인 실시예를 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 도 4a 내지 도 4d 중 하나에 따른 기본적인 레이아웃을 구비한 실시예를 도시하되, 다른 피가공물 캐리어를 구비하는데, 즉, 피가공물 캐리어에는 회전 가능한 플랫폼 또는 지지체(130)가 제공되어서, 피가공물(1000)은 피가공물 캐리어의 회전으로 인해 X축을 중심으로 턴 하는 것에 더하여 상기 X축에 직교하는 축선을 중심으로 턴 될 수 있고, 이에 의해 공구들 및 스핀들의 특정 방향을 이용하여 수행될 수 있는 다수의 작업들을 증가시키고 융통성을 향상시킨다. 도 9a 내지 도 9d와 관련하여 이하에서 설명되는 바와 같이, 피가공물 캐리어(11)에는 보조 지지체가 포함되는 경우에 유용할 수 있는 리세스(120)가 추가적으로 제공된다.
도 9a 내지 도 9d는 도 4a 내지 도 4d 중 하나와 유사한 기본적인 레이아웃을 구비하는 공작기계를 도시하되, 평행 육면체 피가공물 캐리어 본체의 4개의 측면에 분포되는 4개의 피가공물 지지체 영역을 구비하며 보조 지지체(4)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 보조 지지체(4)는 결합 핀(42)이 위에 장착되어 있는 수직으로 이동 가능한 슬레지(41)를 포함하는 정적인 지지체이다. 상기 핀은 피가공물 캐리어(11)의 리세스(120)에 들어맞도록 결합된다. 도 11a에는 비작동 위치에 위치되어 있는 피가공물 캐리어 어셈블리(1)와 공작기계의 전단부에서 공구 교체 위치에 위치되어 있는 공구 캐리어(2)를 구비한 공작기계가 도시되어 있다. 여기에서, 피가공물 캐리어(11)는 타워 구조물(14)에서 돌출되어 있는 피가공물 캐리어 어셈블리 상에서만 지지된다. 도 9b는 도 9a에 위치된 부품들을 구비한 공작기계의 사시도이되, 보조 지지체의 핀(42)과 결합하도록 배치되어 있는 리세스(120)를 도시하도록 다른 각도에서 본 사시도이다.
공구 캐리어(2)가 공구 교체 위치로부터 복귀 이동되면, 피가공물 캐리어 어셈블리(1)는 X축과 평행으로 작동 위치 쪽으로 이동되어 보조 지지체(4)에 접근한다. 수직 방향의 슬레지(41)의 위치는 핀(42)이 리세스(120)에 진입할 수 있도록 수직 방향의 공구 캐리어(11)의 위치와 동기화되고, 이에 의해 피가공물 캐리어(11)는 X축을 중심으로 회전이 가능하고, 타워 구조물(14)과 피가공물 캐리어(1)의 캐리지(13) 상에 지지되고, 보조 지지체(4) 상에 지지된다. 피가공물 캐리어(11)의 두 측의 이중 지지는 기계 가공 중에 피가공물 캐리어의 안정성을 증가시키는데에 유용할 수 있고, 또한 공작기계가 상당한 시간 동안 아이들 상태일 때, 타워 구조물(14)과 캐리지(13) 상에 가해지는 응력 및 굽힘 모멘트를 감소시킬 수 있다.
도 10a는 도 5a 및 도 5b 중 하나와 유사한 실시예를 도시하되, X축과 평행하게 공구 캐리어 지지체(21) 상에서 변위될 수 있는 추가적인 공구 캐리어(2A)를 구비한다. 공구 캐리어(2)는 공구 캐리어가 피가공물 캐리어(11)에 대향하지 않는 비작동 위치(A)와 공구 캐리어가 피가공물 캐리어(11)에 대향하는 작동 위치(B) 사이에서 변위될 수 있다. 유사하게, 추가적인 공구 캐리어(2A)는 상기 공구 캐리어가 피가공물 캐리어(11)에 대향하지 않는 비작동 위치(C)와 상기 공구 캐리어가 피가공물 캐리어(11)에 대향하는 작동 위치(B) 사이에서 변위될 수 있다. 유지보수 작업들은, 추가적인 공구 캐리어(2A)가 비작동 위치(C)에 있을 때 추가적인 공구 캐리어(2A) 상에서 또는 상기 공구 캐리어(2A)의 공구들 상에서 도어(31)을 통해 수행될 수 있다. 공구 캐리어(2)와 관련하여, 유지보수는 조금 힘들 수 있지만, X축을 따라 피가공물 캐리어 어셈블리(1)를 공구 캐리어(2)로부터 이격되도록 이동시키고, 이후에, 예컨대, 공구 캐리어가 비작동 위치(B)에 있을 때 피가공물 캐리어(11)와 공구 캐리어(2) 사이의 공간에 접근하는 것이 하나의 옵션이 될 수 있다. 유지보수를 위해 작업자가 공구 캐리어에 접근하는 것을 소망할 때 공구 캐리어(2)가 변위될 수 있는 위치(A)를 지나 추가적인 비작동 위치를 확립하도록 공구 캐리어 지지체(21)를 연장하는 것이 다른 해결책이 될 수 있다.
도 10b는 도 10b와 유사한 대안적인 실시예를 도시하되, 위치(C)를 지나 추가된 비작동 위치(D)를 구비하고 있다. 또한, 도어(31A)가 추가되어 있다. 이에 따라, 도 10b에 도시된 바와 같이, 비작동 위치(C)에 있을 때 공구 캐리어(2)는 도어(31)를 통해 정비(service)될 수 있고, 공구 캐리어(2A)가 비작동 위치(D)에 있을 때 공구 캐리어(2A)는 도어(31A)를 통해 정비될 수 있다. 물론, 본 발명의 다른실시예에서, 더 많은 공구 캐리어들이 사용될 수 있다.
본 명세서에서 "포함"이라는 용어와 그의 파생어(예: "포함하는" 등)는 배제하는 의미로, 즉 설명되고 한정되어 있는 것이 추가적인 요소, 단계 등을 포함할 수 있는 가능성을 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
한편, 본 발명은 명백하게도 여기에 설명된 특정 실시예(들)에 한정되지 않으며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 특정된 본 발명의 포괄적 범위 내에서 생각해낼 수 있는 여러 가지 변경(일례로, 재료, 치수, 구성요소, 형태 등의 선택과 관련되는 것)들을 포함한다.

Claims (20)

  1. 공작기계로,
    피가공물(1000)들을 지지하는 피가공물 캐리어(11)를 포함하는 피가공물 캐리어 어셈블리(1);
    피가공물 캐리어 지지체(12)로, 피가공물 캐리어 어셈블리(1)를 피가공물 캐리어 지지체(12) 상에서 수평 방향의 X축과 평행한 제1 방향으로 수평 이동할 수 있게 지지하는, 피가공물 캐리어 지지체(12);
    공구들을 회전시킴으로써 복수의 피가공물을 기계 가공하기 위해 복수의 공구(201, 202, 203, 204, 208, 212)를 운반하도록 구성되어 있는 공구 캐리어(2);
    공구 캐리어 지지체(21)로, 상기 공구 캐리어(2)를 상기 공구 캐리어 지지체(21) 상에서 상기 X축과 직각을 이루는 수평 방향의 Z축과 평행한 제2 방향으로 수평 이동할 수 있게 지지하는, 공구 캐리어 지지체(21)를 포함하고,
    상기 피가공물 캐리어(11)가 상기 공구 캐리어(2)에 대향하는 작동 위치와 상기 피가공물 캐리어(11)가 상기 공구 캐리어(2)에 대향하지 않는 적어도 하나의 비작동 위치 사이에서 상기 제1 방향으로 상기 피가공물 캐리어 어셈블리(1)가 상기 피가공물 캐리어 지지체(12) 상에서 변위할 수 있고,
    공구 캐리어(2)에 대하여 피가공물(1000)들의 각위치(angular position)를 변경하도록 X축과 평행인 축선을 중심으로 회전 가능하게 피가공물 캐리어(11)가 배치되며,
    피가공물 캐리어(11)는 상기 복수의 피가공물을 지지하는 적어도 하나의 피가공물 지지체 영역(11A, 11B, 11C, 11D)을 포함하되, 상기 피가공물 지지체 영역은 X축과 평행하게 배치되고,
    피가공물 캐리어는 피가공물 지지체 영역(11A, 11B, 11C, 11D)에 X축과 평행으로 연장되는 열에서 교대로 배치되는 복수의 피가공물을 고정하는 수단(110)을 포함하는, 공작기계.
  2. 제1항에 있어서,
    피가공물 캐리어 어셈블리(1)가 상기 비작동 위치에 있을 때, 공구 캐리어(2)가, 피가공물 캐리어 어셈블리(1)가 작동 위치에 있을 때 피가공물 캐리어(11)가 배치되는 위치와 겹치는 공구 교체 위치로 변위할 수 있는, 공작기계.
  3. 공작기계로,
    피가공물(1000)들을 지지하는 피가공물 캐리어(11)를 포함하는 피가공물 캐리어 어셈블리(1);
    피가공물 캐리어 지지체(12)로, 피가공물 캐리어 어셈블리(1)를 피가공물 캐리어 지지체(12) 상에서 수평 방향의 Z축과 평행한 제1 방향으로 수평 이동할 수 있게 지지하는, 피가공물 캐리어 지지체(12);
    공구들을 회전시킴으로써 복수의 피가공물을 기계 가공하기 위해 복수의 공구(201, 202, 203, 204, 208, 212)를 운반하도록 구성되어 있는 공구 캐리어(2);
    공구 캐리어 지지체(21)로, 상기 공구 캐리어(2)를 상기 공구 캐리어 지지체(21) 상에서 상기 수평 방향의 Z축과 직각을 이루는 수평 방향의 X축과 평행한 제2 방향으로 수평 이동할 수 있게 지지하는, 공구 캐리어 지지체(21)를 포함하고,
    상기 피가공물 캐리어(11)가 상기 공구 캐리어(2)에 대향하는 작동 위치와 상기 피가공물 캐리어(11)가 상기 공구 캐리어(2)에 대향하지 않는 적어도 하나의 비작동 위치 사이에서 상기 제2 방향으로 상기 공구 캐리어(2)가 상기 공구 캐리어 지지체(21) 상에서 변위할 수 있고,
    공구 캐리어(2)에 대하여 피가공물(1000)들의 각위치를 변경하도록 X축과 평행인 축선을 중심으로 회전 가능하게 피가공물 캐리어(11)가 배치되며,
    피가공물 캐리어(11)는 상기 복수의 피가공물을 지지하는 적어도 하나의 피가공물 지지체 영역(11A, 11B, 11C, 11D)을 포함하되, 상기 피가공물 지지체 영역은 X축과 평행하게 배치되고,
    피가공물 캐리어는 피가공물 지지체 영역(11A, 11B, 11C, 11D)에 X축과 평행으로 연장되는 열에서 교대로 배치되는 복수의 피가공물을 고정하는 수단(110)을 포함하는, 공작기계.
  4. 제3항에 있어서,
    공구들을 회전시킴으로써 복수의 피가공물을 기계 가공하기 위해, 복수의 공구를 운반하도록 구성되어 있는 적어도 하나의 추가적인 공구 캐리어(2A)를 포함하되, 피가공물 캐리어(11)가 각각의 공구 캐리어(2, 2A)에 대향하는 작동 위치(B)와 피가공물 캐리어(11)가 각각의 공구 캐리어(2, 2A)에 대향하지 않는 적어도 하나의 비작동 위치(A, C) 사이에서 제2 방향으로 각각의 공구 캐리어(2, 2A)가 공구 캐리어 지지체(21) 상에서 변위할 수 있는, 공작기계.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 Z축과 평행한 축선을 중심으로 공구들을 회전시킴으로써 상기 복수의 피가공물을 기계 가공하기 위해, 상기 공구 캐리어(2)가 상기 복수의 공구(201, 202, 203, 204, 208, 212)를 운반하도록 구성되어 있는, 공작기계.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 피가공물 캐리어(11)는 적어도 2개의 피가공물 지지체 영역(11A, 11B, 11C, 11D)을 포함하되, 상기 각각의 피가공물 지지체 영역(11A, 11B, 11C, 11D)은 복수의 피가공물을 지지하도록 배치되며, X축과 평행한 상기 축선을 중심으로 피가공물 캐리어(11)를 회전시킴으로써, 상기 피가공물 지지체 영역들 중 하나가 장착 및 분리 위치에 선택적으로 있게 될 수 있고, 상기 피가공물 지지체 영역들 중 다른 하나가 공구 캐리어(2)에 대향하는 위치에 있게 되도록 상기 피가공물 지지체 영역들이 배치되는, 공작기계.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 피가공물 캐리어(11)는 2개를 초과하는 상기 피가공물 지지체 영역(11A, 11B, 11C, 11D)를 포함하는, 공작기계.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    피가공물 캐리어(11)를 지지하는 보조 지지체(4)를 또한 포함하고, 기계 가공 중에 피가공물 캐리어(11)가 보조 지지체에 의해 지지되도록, 피가공물 캐리어 어셈블리(1)와 보조 지지체(4) 중 적어도 하나가,
    - 피가공물 캐리어(11)와 보조 지지체(4) 사이의 상호 연결을 위해 다른 하나 쪽으로, 및
    - 피가공물 캐리어(11)와 보조 지지체(4) 사이의 연결 해제를 위해 다른 하나로부터 변위될 수 있고, 피가공물 캐리어(11)가 X축과 평행한 상기 축선을 중심으로 회전되고 피가공물 캐리어 어셈블리(1)와 보조 지지체(4) 사이에서 지지되는, 공작기계.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보조 지지체(4)와 상기 피가공물 캐리어(11)에는 돌출 부재(42)와 리세스(120)를 포함하는 상호 연결 수단이 제공되되, 상기 돌출 부재는 리세스에 들어맞도록 배치되는, 공작기계.
  10. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    피가공물들을 고정하는 수단(110)은 X축과 직각을 이루는 축선을 중심으로 피가공물들을 회전시키는 회전식 부재(130) 상에 장착되는, 공작기계.
  11. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    - 피가공물 캐리어 지지체(1)와 공구 캐리어 지지체(2)가 서로 어우러져서 위에서 보았을 때에 L 형태를 취하고, 및/또는
    - 수직 방향으로 피가공물 캐리어(11)가 변위할 수 있도록 피가공물 캐리어(11)가 피가공물 캐리어 어셈블리(1) 상에 장착되고, 및/또는
    - 피가공물 캐리어 지지체(12)와 공구 캐리어 지지체(21)가 바닥 상에 배치되고, 아래에서 피가공물 캐리어 어셈블리(1) 및 공구 캐리어(2)를 각각 지지하도록 배치되어 있는, 공작기계.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 공구 캐리어(2)가 상기 공구 교체 위치에 있을 때, 상기 공구 캐리어는 Z축을 따라 공작기계의 인클로저(3)의 개구에 인접 및 대향하도록 위치되는, 공작기계.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 공작기계는 인클로저의 상기 개구에 도어(31)를 포함하는, 공작기계.
  14. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    피가공물 캐리어는 커넥팅 로드들을 제조하기 위한 피가공물들을 지지하도록 구성되어 있는, 공작기계.
  15. 제3항에 있어서,
    상기 공구 캐리어(2)는 상기 피가공물 캐리어(11)가 상기 공구 캐리어(2)에 대향하는 작동 위치와 상기 공구 캐리어(2)가 공작기계의 인클로저(3)의 개구에 대향하는 적어도 하나의 비작동 위치 사이에서 상기 제2 방향으로 상기 공구 캐리어 지지체(21) 상에서 변위될 수 있어서, 공구 캐리어의 전방 측으로부터 공구에 접근할 수 있도록 하는, 공작기계.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 공작기계는 인클로저의 상기 개구에 도어(31)를 포함하는, 공작기계.
  17. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 피가공물 캐리어 어셈블리(1)는 타워 구조물(14)을 포함하고, 상기 피가공물 캐리어(11)는 상기 타워 구조물 상에서 수직 축선을 따라 변위될 수 있는, 공작기계.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 피가공물 캐리어(11)는 타워 구조물로부터 돌출하여 타워 구조물의 측으로부터 X축과 평행하게 연장되는, 공작기계.
  19. 피가공물들을 기계 가공하는 방법으로, 상기 방법은 각각의 피가공물이 복수의 기계 가공 단계들을 거치게 하는 것을 포함하고, 상기 복수의 기계 가공 단계는 제1항 또는 제3항에 따른 공작기계에 의해 수행되며, 피가공물 캐리어는 상기 기계 가공 단계들 중 적어도 두 단계 사이에서 X축과 평행한 축선을 중심으로 회전되는, 피가공물 기계 가공 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    피가공물들은 왕복동 피스톤 엔진용 커넥팅 로드를 제조하기 위한 로드 블랭크들인, 피가공물 기계 가공 방법.
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