KR20090111492A - 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터를 개시한다. 상기의 수평형 머시닝센터는 이송속도 및 위치제어가 동시 또는 독립적으로 제어되는 한 쌍의 스핀들을 구성한 것이며, 이에따라 가공물에 대한 연속 가공시 작업시간을 단축시켜 생산성을 높임은 물론, 인력의 과다 투입에 따른 비효율성을 개선한 것이다.

수평 머시닝센터, 스핀들, 헤드,

Description

이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터{2-Spindle Type Horizontal Machining Center}

본 발명은 공작기계의 일종인 수평형 머시닝센터(Machining Center)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동시 또는 독립 제어가 가능한 한 쌍의 스핀들이 적용되는 수평형 머시닝센터에 관한 것이다.

일반적으로, 수치제어 공작기계(NC)에 툴(Tool)을 자동으로 교환할 수 있도록 하는 자동공구교환장치(ATC; Automatic Tool Changer)를 부착한 공작기계를 머시닝센터라 칭한다.

상기와 같은 머시닝 센터는 밀링, 보링 또는 절삭과 같은 다양한 작업이 요구되는 공작물을 자동으로 가공하며, 주축의 위치에 따라 수평 머시닝센터 또는 수직 머시닝 센터로 분류되며, X, Y, Z방향으로 배치되는 3축을 포함하는 구조로 설계되어 있다.

이때, 상기의 수평형 머시닝센터는 다수개의 가공용 툴을 회전구동수단에 연결하여 툴 선택시 회전할 수 있도록 되어 있으며, 선택된 툴을 툴매거진으로 부터 빼내고, 스핀들 헤드에 장착된 툴을 빼내어 이들 툴을 교환할 수 있는 자동공구교 환장치를 보유하고 있으며, 따라서 가공에 필요한 모든 툴을 툴 매거진에 장착한 경우, 하나의 머시닝센터에서 다양한 작업을 행할 수 있는 것이다.

즉, 수평형 머시닝센터는 도면으로 도시하지 않았지만, 베드부, 베드부의 상면에 형성되어 Y축방향(좌우)으로 이동 가능한 Y축 이송유닛, 상기 Y축 이송유닛에 지지되는 컬럼부, 컬럼부에 지지되어 X축방향(상하)으로 이동가능한 X축 이송유닛, X축 이송유닛에 지지되어 Z축방향(전후진)으로 이동 가능한 Z축 이송유닛, 상기 Z축 이송유닛에 설치되는 스핀들이 구비되어 있다.

그리고 상기 컬럼부의 상부에는 스핀들에 공급될 다수의 가공용 툴을 가지고 있는 툴 매거진과 도시안된 툴 체인저(tool changer)로 구성된 자동공구교환유닛(Atomatic Ttool Changer Unit)이 설치되어 있다.

그러나, 종래의 수평형 머시닝센터는 하나의 스핀들만을 구성하는 관계로, 가공물에 대한 연속 가공시 작업시간이 많이 소요되면서 생산성이 저하될 수 밖에 없는 구조적인 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수평형 머시닝센터에 이송속도 및 위치제어가 동시 또는 독립적으로 제어되는 한 쌍의 스핀들을 구성한 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터는; 피가공물이 올려지는 테이블을 가지는 베드부; 상기 베드부의 상면에 형성되어 Y축방향(좌우)으로 동시 또는 독립적으로 이송되는 한 쌍의 Y축 이송유닛; 상기 한 쌍의 Y축 이송유닛에 각각 지지되는 컬럼부, 상기 컬럼부에 지지되어 X축방향(상하)으로 동시 또는 독립적으로 이송되는 한 쌍의 X축 이송유닛; 상기 한 쌍의 X축 이송유닛에 지지되고, Z축방향(전후진)으로 동시 또는 독립적으로 이송되며, 가공용 툴이 장착된 스핀들이 각각 결합되는 한 쌍의 Z축 이송유닛; 상기 유닛들을 제어하는 제어유닛; 을 포함하고, 상기 한 쌍의 스핀들은 위치보정부재에 의해 연결 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 수평형 머시닝센터에는 상기 한 쌍을 이루는 Z축 이송유닛의 측부에 각각 설치되고, 상기 한 쌍을 이루는 스핀들에 가공용 툴을 동시 또는 독립적으로 자동교환시키는 한 쌍의 공구자동교환유닛; 을 더 포함한다.

또한, 상기 테이블은 고정테이블과 피가공물이 올려지고 회전축을 가지는 회 전테이블을 포함하여 구성하고, 상기 회전테이블은 상기 제어유닛의 제어를 받는 구동유닛에 의해 언클램핑/클램핑, 그리고 회전축을 중심으로 회전하도록 구성된다.

또한, 상기 구동유닛은 회전테이블을 상승(언클램핑)과 하강(클램핑)시키는 피스톤, 상기 피스톤에 의해 회전테이블이 상승시 상기 회전테이블을 회전축을 중심으로 회전(B축)시키도록 구동하는 제 1 모터 및, 상기 피스톤에 의한 회전테이블의 상승과 하강상태를 감지하는 위치센서를 포함한다.

또한, 상기 제어유닛에는 위치센서에 의해 상기 회전테이블이 언클램핑 상태일 때 Y축 이송유닛, X축 이송유닛, Z축 이송유닛의 이송동작을 오프제어하고, 상기 회전테이블이 클램핑 상태일 때 Y축 이송유닛, X축 이송유닛, Z축 이송유닛의 이송동작을 온 제어하는 프로그램이 탑재 구성된다.

또한, 상기 베드부의 내부에는 피가공물의 가공시 발생하는 부하에 의한 떨림을 방지하도록 충진재가 구성된다.

또한, 상기 Y축 이송유닛은 상기 베드부에 양단이 각각 지지되고 Y축 방향(좌우)에 대하여 동시 또는 독립적인 이송이 이루어지는 한 쌍의 Y축 슬라이더 및, 상기 Y축 슬라이더를 이송시키도록 정/역회전 구동하는 한 쌍의 Y축 모터를 포함한다.

또한, 상기 X축 이송유닛은 상기 한 쌍의 Y축 슬라이더에 각각 지지되고 X축 방향(상하)에 대하여 동시 또는 독립적인 이송이 이루어지는 한 쌍의 X축 슬라이더 및, 상기 X축 슬라이더를 이송시키도록 정/역회전 구동하는 한 쌍의 X축 모터를 포 함한다.

또한, 상기 Z축 이송유닛은 상기 X축 슬라이더에 각각 지지되면서 Z축 방향(전후진)에 대하여 동시에 또는 독립적인 이송이 이루어지도록 한 쌍을 이루는 스핀들이 각각 결합된 한 쌍의 Z축 슬라이더 및, 상기 Z축 슬라이더를 이송시키도록 정/역회전 구동하는 한 쌍의 Z축 모터를 포함한다.

또한, 상기 한 쌍을 이루는 스핀들에는 각각 모터가 직결되고, 상기 직결된 모터의 구동에 따른 가감속량과 부하량은 센서에 의해 감지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위치보정부재는 탄성체에 의해 연결되는 제 1,2 로드를 포함하고, 상기 제 1,2 로드의 일측 끝단은 서로 겹쳐지는 축 결합이 이루어지고, 타측단은 각각 스핀들에 축 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명은 수평형 머시닝센터에 이송속도 및 위치제어가 동시 또는 독립적으로 제어되는 한 쌍의 스핀들을 구성한 것으로, 이를 통해 가공물에 대한 연속 가공시 작업시간을 단축시켜 생산성을 높임은 물론, 인력의 과다 투입에 따른 비효율성을 개선하는 효과를 얻게 된다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예로 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터의 구조를 보인 정면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터의 구조를 보인 측면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터의 구조를 보인 평면도를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 실시예로 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터의 동작흐름을 보인 블럭 구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시예로 B축에 대한 테이블의 언클램핑/클램핑 상태를 보인 측면 개략도이며, 도 6은 본 발명의 실시예로 B축에 대한 테이블의 회전상태를 보인 측면 개략도를 도시한 것이다.

도 7은 본 발명의 실시예로 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터의 Y축과 X축 이송상태를 보인 평면 개략도이고, 도 8은 본 발명의 실시예로 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터의 Y축과 X축 이송상태를 보인 정면 개략도이며, 도 9는 본 발명의 실시예로 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터의 Z축 이송상태를 보인 측면 개략도를 도시한 것이다.

이하에서 기재되는 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향은 각각 상하, 좌우 및 전후 방향을 나타내는 것으로 하여 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터는 베드부(10), 컬럼부(20), 제어유닛(60), 그리고 위치보정부재(70)와 구동유닛(90)을 포함함은 물론, 한 쌍의 스핀들(SP1)(SP2)를 동시 또는 독립적으로 제어하기 위한 한 쌍의 대칭 구조물로서 Y축 이송유닛(30), X축 이송유닛(40), Z축 이송유닛(50), 공구자동교환유닛(80)을 포함하여 구성한 것이다.

상기 베드부(10)는 상기 구동유닛(90)에 의해 B축과 C축 회전이 이루어지면 서 피가공물이 올려지는 테이블(11)이 구성되며, 열변형에 의한 휨을 최소화하여 정도유지 대응이 가능하도록 주물로 제작된다.

여기서, 상기 베드부(10)의 내부에는 기계정적 및 동적 정도 보정과 가공시 가공물 절삭 부하에 의한 떨림이 방지되도록 몰타르와 같은 충진재(미도시)가 충진되어 구성된다.

이때, 상기 테이블(11)은 고정테이블(11a)과 피가공물이 올려지고 회전축(B축)(11b)을 가지는 회전테이블(11c)을 포함하며, 상기 회전테이블(11c)은 상기 제어유닛(60)의 제어를 받는 구동유닛(90)에 의해 상승의 언클램핑 또는 하강의 클램핑, 그리고 회전축(11b)을 중심으로 회전하도록 구성된다.

상기 컬럼부(20)는 주물소재로 상기 Y축 이송유닛(30)의 상부에 고정되는 구조물이며, 열변형에 의한 가공정도 유지를 위해 내부에는 보강리브(미도시)가 형성되고, 상기 X축 이송유닛(40)의 이동량에 의한 휨 처짐에 대한 정도 보정을 위해, 상기 X축 이송유닛(40)의 양단을 지지하도록 구성된다.

상기 Y축 이송유닛(30)은 한 쌍의 Y축 슬라이더(31a)(31b), 그리고 한 쌍의 Y축 모터(32a)(32b)를 포함한다.

상기 한 쌍의 Y축 슬라이더(31a)(31b)는 주물소재로서 상기 베드부(10)에 양단이 각각 지지되는 상태에서 Y축 방향(좌우)에 대하여 동시 또는 독립적인 이송이 이루어지도록 구성된다.

상기 한 쌍의 Y축 모터(32a)(32b)는 상기 제어유닛(60)의 제어를 받아 정회전 또는 역회전 구동이 동시에 이루어지거나 독립적으로 이루어지는 것으로, 상기 한 쌍의 Y축 슬라이더(31a)(31b)를 각각 Y축 방향에 대하여 이송시키도록 구성된다.

즉, 상기 한 쌍의 Y축 슬라이더(31a)(31b)는 서로 멀어지는 방향 또는 서로 마주하는 방향으로서 좌측과 우측으로 각각 이송하거나, 또는 좌측(또는 우측)으로 동시에 이송이 이루어지는 것이다.

상기 X축 이송유닛(40)은 한 쌍의 X축 슬라이더(41a)(41b), 그리고 한 쌍의 X축 모터(42a)(42b)를 포함한다.

상기 한 쌍의 X축 슬라이더(41a)(41b)는 상기 한 쌍의 Y축 슬라이더(31a)(31b)에 각각 결합된 것으로, 상기 Y축 슬라이더(31a)(31b)에 의해 Y축 방향으로 이송이 이루어짐은 물론, X축 방향(상하)에 대하여 동시 또는 독립적인 이송이 이루어지도록 구성된다.

상기 한 쌍의 X축 모터(42a)(42b)는 상기 제어유닛(60)의 제어를 받아 정회전 또는 역회전 구동이 동시에 이루어지거나 독립적으로 이루어지는 것으로, 상기 한 쌍의 X축 슬라이더(41a)(41b)를 각각 X축 방향에 대하여 이송시키도록 구성된다.

즉, 상기 X축 슬라이더(41a)(41b)는 상기 Y축 슬라이더(31a)(31b)에 의해서는 Y축 방향인 좌우으로 이송하지만, X인 상하의 방향으로는 각각 독립적으로 이송하거나 또는 서로 동일하게 이송하도록 구성된 것이다.

상기 Z축 이송유닛(50)은 한 쌍의 Z축 슬라이더(51a)(51b), 그리고 한 쌍의 Z축 모터(52a)(52b)를 포함한다.

상기 한 쌍의 Z축 슬라이더(51a)(51b)는 상기 한 쌍의 X축 슬라이더(41a)(41b)에 각각 지지되면서 한 쌍을 이루는 스핀들(SP1)(SP2)이 각각 결합된 것으로, Z축 방향(전후진)에 대하여 동시에 또는 독립적인 이송이 이루어지도록 구성된다.

상기 Z축 모터(52a)(52b)는 상기 제어유닛(60)의 제어를 받아 정회전 또는 역회전 구동이 동시에 이루어지거나 독립적으로 이루어지는 것으로, 상기 한 쌍의 Z축 슬라이더(51a)(51b)를 각각 Z축 방향에 대하여 이송시키도록 구성된다.

이때, 상기 한 쌍을 이루는 스핀들(SP1)(SP2)에는 가공용 툴이 결합되는 것으로 각각 모터(M1)(M2)가 직결되며, 상기 직결된 모터(M1)(M2)의 구동에 따른 가감속량과 부하량은 센서(S1)에 의해 감지되며, 상기 감지된 정보는 제어유닛(60)으로 전송되도록 구성된다.

즉, 상기 한 쌍의 스핀들(SP1)(SP2)은 상기 제어유닛(60)의 제어를 받아 동시 또는 각각 독립적으로 구동하여 가공용 툴에 의한 동일한 복수의 피가공물을 동시에 절삭가공하거나, 또는 서로 다른 복수의 피가공물을 각각 독립적으로 절삭가공하는 것이다.

여기서, 상기 언급되는 한 쌍의 Y축 모터(32a)(32b), X축 모터(42a)(42b), Z축 모터(52a)(52b), 그리고 모터(M1)(M2)는 제어유닛(60)에 의한 수치제어(NC)가 가능한 서보모터로 구성된다.

상기 위치보정부재(70)는 탄성체(73) 및 제 1,2 로드(71)(72)를 포함한 것으로, 상기 탄성체(73)는 양단이 상기 제 1,2 로드(71)(72)에 연결된 상태에서 탄성 력을 발휘하여 상기 제 1,2 로드(71)(72)가 일정폭 이상 벌어지는 것을 방지하는 것이고, 상기 제 1,2 로드(71)(72)는 일측 끝단이 서로 겹쳐지는 축 결합이 이루어지고 타측단은 각각 스핀들(SP1)(SP2)에 축 결합되는 것이다.

즉, 상기 제 1,2 로드(71)(72)는 탄성체(73)에 의해 지지된 상태에서, 상기 스핀들(SP1)(SP2)이 Y축 슬라이더(31a)(31b)에 의해 Y축 방향인 좌우측으로 벌어짐의 이송을 하거나 또는 좁혀짐의 이송이 이루어질 때, 피가공물에 대한 상기 한 쌍을 이루는 스핀들(SP1)(SP2)의 위치를 보정하도록 구성된 것이다.

상기 공구자동교환유닛(80)은 한 쌍의 대칭 구조물로, 상기 한 쌍을 이루는 스핀들(SP1)(SP2)에 각각 가공용 툴을 동시 또는 독립적으로 자동교환시키기 위한 것이며, 상기 제어유닛(60)의 제어를 받도록 구성되며, 상기 Z축 이송유닛(50)의 측부에 각각 설치된다.

상기 구동유닛(90)은 피스톤(91), 제 1 모터(92), 그리고 위치센서(93)를 포함한다.

상기 피스톤(91)은 테이블(11)에 포함되는 회전테이블(11c)을 상승(언클램핑) 또는 하강(클램핑)시키는 것이며, 상기 제 1 모터(92)는 상기 피스톤(91)에 의해 회전테이블(11c)이 상승시 상기 회전테이블(11c)을 회전축(11b)을 중심으로 회전(B축)시키도록 상기 제어유닛(60)의 제어를 받아 정/역회전 구동하는 것이고, 상기 위치센서(93)는 상기 피스톤(91)에 의한 회전테이블(11c)의 상승과 하강상태를 감지한 후 이를 상기 제어유닛(60)에 전송하도록 구성되며, 상기 위치센서(93)는 바람직하게는 리미트 스위치이지만 반드시 이러한 것에 한정하는 것은 아니다.

상기 제어유닛(60)은 Y축 이송유닛(30)과 X축 이송유닛(40) 및 Z축 이송유닛(50)에 포함되는 모터들을 각각 독립적으로 또는 동시에 수치 제어하는 프로그램이 탑재되어 있음은 물론, 공구자동교환유닛(80)의 자동공구교환, 그리고 상기 구동유닛(90)의 동작을 제어하도록 구성된다.

즉, 상기의 수치 제어 프로그램은 작업자에 의해 설정되면서, 상기 제어유닛(60)은 상기 모터들을 각각 독립적으로 또는 동시에 수치 제어하는 것이다.

여기서, 상기 제어유닛(60)은 상기 공구자동교환유닛(80)을 제어하여 가공용 툴의 공구 교환이 이루어질 때, 상기 공구 교환의 시점은 Y축 이송유닛(30)과 X축 이송유닛(40), 그리고 Z축 이송유닛(50)이 원점으로 복귀하지 않더라도 임의 지점에서 가능하도록 하는 프로그램이 탑재 구성된다.

이때, 상기 제어유닛(60)에는 상기 구동유닛(90)에 포함되는 위치센서(93)에 의해 상기 회전테이블(11c)이 언클램핑 상태(상승)일 때 Y축 이송유닛(30), X축 이송유닛(40), Z축 이송유닛(50)의 이송동작은 물론, 한 쌍을 이루는 스핀들(SP1)(SP2)의 절삭가공을 오프 제어하고, 상기 회전테이블(11c)이 클램핑 상태일 때 Y축 이송유닛(30), X축 이송유닛(40), Z축 이송유닛(50)의 이송동작은 물론 스핀들(SP1)(SP2)의 절삭가공을 온 제어하는 프로그램이 탑재되며, 이는 언클램핑 상태에서 이송 및 절삭가공시의 피가공물에 대한 가공불량을 방지하기 위함이다.

이와같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 수직형 머시닝센터의 작용을 첨부된 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 베드부(10)에는 테이블(11)이 형성되고, 상기 테이블(11)은 고정테이 블(11a)과 회전테이블(11b)이 구성되는 바, 상기 회전테이블(11b)에 피가공물을 올려 놓은 상태에서 제어유닛(60)의 제어를 받는 구동유닛(90)이 구동하여 피가공물의 가공위치를 설정한다.

즉, 상기 구동유닛(90)에 포함되는 피스톤(91)을 통해 회전테이블(11b)을 언클램핑 상태인 상승이 이루어지도록 한 후, 상기 상승된 회전테이블(11b)을 제 1 모터(92)의 구동 제어를 통해 필요로 하는 만큼 회전시키면, 상기의 회전량에 따라 상기 회전테이블(11b) 위에 올려진 피가공물의 가공위치가 설정된다.

그러면, 상기의 언클램핑 상태는 위치센서(93)에 의해 감지된 제어유닛(60)으로 전송되므로, 상기 제어유닛(60)은 한 쌍을 이루는 Y축 이송유닛(30), X축 이송유닛(40), Z축 이송유닛(50)의 이송동작은 물론, 한 쌍을 이루는 스핀들(SP1)(SP2)의 절삭가공을 오프 제어하여 둔다.

이후, 상기 구동유닛(90)에 포함되는 피스톤(91)을 통해 회전테이블(11b)을 클램핑 상태인 하강시키면, 상기의 클램핑상태는 위치센서(93)에 의해 감지된 후 제어유닛(60)으로 전달되고, 이에따라 상기 제어유닛(60)은 Y축 이송유닛(30), X축 이송유닛(40), Z축 이송유닛(50)의 이송동작은 물론 스핀들(SP1)(SP2)의 절삭가공을 온 제어하는 것이다.

즉, 한 쌍을 이루는 Y축 이송유닛(30)의 Y축 모터(32a)(32b)가 제어유닛(80)의 제어를 받아 정회전 또는 역회전 구동을 동시에 실시하거나 또는 독립적으로 실시하는 경우, 상기의 구동력으로부터 한 쌍을 이루는 Y축 슬라이더(31a)(31b)는 Y축 방향에 대하여 좌측(또는 우측)으로 동시에 이송하거나, 또는 하나의 Y축 슬라 이더(31a)가 좌측(또는 우측)으로 이송할 때, 또 다른 Y축 슬라이더(31b)는 우측(또는 좌측)으로 각각 이송하거나, 또는 한 쌍의 Y축 슬라이더(31a)(31b) 중 하나는 정지된 상태에서 또 다른 하나의 슬라이더만이 좌측 또는 우측으로 이송하게 된다.

이때, 상기 한 쌍을 이루는 Y축 슬라이더(31a)(31b)에는 각각 X축 이송유닛(40)에 포함되는 한 쌍의 X축 슬라이더(41a)(41b)가 설치되는 바, 상기 한 쌍의 X축 슬라이더(41a)(41b)도 Y축 이송이 연동되고, 더불어 상기 한 쌍의 X축 슬라이더(41a)(41b)에 고정된 Z축 이송유닛(50) 및, 상기 Z축 이송유닛(50)에 결합되는 스핀들(SP1)(SP2) 또한 Y축방향으로의 이송이 가능하게 되는 것이다.

한편, 상기 한 쌍의 X축 슬라이더(41a)(41b)는 제어유닛(60)의 제어를 받는 한 쌍의 X축 모터(42a)(42b)가 정회전 또는 역회전 구동을 동시에 하거나, 또는 개별제어를 통해 서로 다른 회전방향으로 구동이 이루어질 때, 상기의 구동력으로부터 한 쌍의 X축 슬라이더(41a)(41b)는 X축 방향에 대하여 하강(또는 상승)이 동시에 이송하거나, 또는 하나의 X축 슬라이더(41a)가 하강(또는 상승)의 이송이 이루어질 때, 또 다른 X축 슬라이더(41b)는 상승(또는 하강)의 이송이 각각 이루어지거나, 또는 한 쌍의 X축 슬라이더(41a)(41b) 중 어느 하나는 정지된 상태에서 또 다른 하나의 슬라이더만이 하강 또는 상승하는 방향으로 이송이 이루어진다.

한편, 상기 한 쌍의 스핀들(SP1)(SP2)을 탑재한 상기 한 쌍의 Z축 슬라이더(51a)(51b)는 제어유닛(60)의 제어를 받는 한 쌍의 Z축 모터(52a)(52b)가 정회전 또는 역회전 구동을 동시에 하거나, 또는 개별제어를 통해 서로 다른 회전방향으로 구동이 이루어질 때, 상기의 구동력으로부터 한 쌍의 Z축 슬라이더(51a)(51b)는 Z축 방향에 대하여 전진(또는 후진)이 동시에 이송하거나, 또는 하나의 Z축 슬라이더(51a)가 후진(또는 전진)의 이송이 이루어질 때, 또 다른 Z축 슬라이더(51b)는 전진(또는 후진)의 이송이 각각 이루어지거나, 또는 한 쌍의 Z축 슬라이더(51a)(51b) 중 어느 하나는 정지된 상태에서 또 다른 하나의 슬라이더만이 하강 또는 상승하는 방향으로 이송이 이루어진다.

즉, 상기 테이블(11)에 포함되는 회전테이블(11b)은 제어유닛(60)의 제어를 받는 구동유닛(90)에 의해 B축 및 C축에 대하여 승하강과 회전이 이루어지고, 상기 한 쌍의 스핀들(SP1)(SP2)은 Y축 이송유닛(30), X축 이송유닛(40), 그리고 Z축 이송유닛(50)에 의해 각각 좌우방향, 상하방향, 그리고 전후진 방향으로 각각 동시에 이송하거나 또는 독립적으로 이송하는 삼차원 이송이 가능한 것이다.

이에따라, 상기 테이블(11)의 회전테이블(11b)에 놓여지는 복수의 피가공물은 상기 한 쌍을 이루는 스핀들(SP1)(SP2)에 장착되는 가공용 툴로부터 그 절삭가공이 동시 또는 독립적인 상태에서 각각 이루어질 수 있는 것이다.

즉, 상기 테이블(11)의 회전테이블(11b)에 동일 절삭가공이 필요로 하는 동일형상의 피가공물을 복수개 올려 놓는 경우, 상기의 피가공물은 구동유닛(90)에 의해 위치를 설정한 상태에서 상기 한 쌍을 이루는 스핀들(SP1)(SP2)을 동시에 Y축 및 X축과 Z축 방향으로 이송시킨다.

다음으로, 상기 한 쌍의 스핀들(SP1)(SP2)에 각각 직결된 한 쌍의 모터(M1)(M2)를 동시에 구동시키면, 상기 한 쌍의 스핀들(SP1)(SP2)에 장착된 가공용 툴은 복수개의 피가공물에 대한 절삭가공을 동시에 실시할 수 있는 것이다.

반면, 상기 테이블(11)의 회전테이블(11b)에 서로 다른 절삭가공이 필요로 하는 서로 다른 피가공물을 복수개 올려 놓는 경우에는, 상기의 피가공물은 구동유닛(90)에 의해 위치를 설정한 상태에서 상기 한 쌍을 이루는 스핀들(SP1)(SP2)을 독립적으로 X축 및 Y축과 Z축 방향으로 개별 이송시킨다.

다음으로, 상기 한 쌍의 스핀들(SP1)(SP2)에 각각 직결되는 모터(M1)(M2)를 각각 독립적으로 구동시키면, 상기 한 쌍의 스핀들(SP1)(SP2)에 장착된 가공용 툴은 각각 독립된 제어모드에서 구동하여 서로 다른 복수의 피가공물을 각각 독립적으로 절삭 가공하게 되는 것이다.

여기서, 상기와 같이 복수개의 피가공물에 대한 개별적인 절삭가공이 이루어지는 경우, 상기 한 쌍의 스핀들(SP1)(SP2)에는 각각 서로 다른 가공용 툴이 장착되어야 하며, 이는 제어유닛(60)의 제어를 받는 한 쌍의 공구자동교환유닛(80)에 의해 가능한 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예로 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터의 구조를 보인 정면도.

도 2는 본 발명의 실시예로 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터의 구조를 보인 측면도.

도 3은 본 발명의 실시예로 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터의 구조를 보인 평면도.

도 4는 본 발명의 실시예로 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터의 동작흐름을 보인 블럭 구성도.

도 5는 본 발명의 실시예로 B축에 대한 테이블의 언클램핑/클램핑 상태를 보인 측면 개략도.

도 6은 본 발명의 실시예로 B축에 대한 테이블의 회전상태를 보인 측면 개략도.

도 7은 본 발명의 실시예로 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터의 Y축과 X축 이송상태를 보인 평면 개략도.

도 8은 본 발명의 실시예로 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터의 Y축과 X축 이송상태를 보인 정면 개략도.

도 9는 본 발명의 실시예로 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터의 Z축 이송상태를 보인 측면 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10; 베드부 11; 테이블

11a; 고정테이블 11b; 회전축

11c; 회전테이블 20; 컬럼부

30; Y축 이송유닛 31a,31b; Y축 슬라이더

32a,32b; Y축 모터 40; X축 이송유닛

41a,41b; X축 슬라이더 42a,42b; X축 모터

50; Z축 이송유닛 51a,51b; Z축 슬라이더

52a,52b; Z축 모터 60; 제어유닛

70; 위치보정부재 71,72; 제 1,2 로드

73; 탄성체 80; 공구자동교환유닛

90; 구동유닛 91; 피스톤

92; 제 1 모터 93; 위치센서

SP1,SP2; 스핀들 M1,M2; 모터

S1; 센서

Claims (11)

1. 피가공물이 올려지는 테이블을 가지는 베드부;

   상기 베드부의 상면에 형성되어 Y축방향(좌우)으로 동시 또는 독립적으로 이송되는 한 쌍의 Y축 이송유닛;

   상기 한 쌍의 Y축 이송유닛에 각각 지지되는 컬럼부;

   상기 컬럼부에 지지되어 X축방향(상하)으로 동시 또는 독립적으로 이송되는 한 쌍의 X축 이송유닛;

   상기 한 쌍의 X축 이송유닛에 지지되고, Z축방향(전후진)으로 동시 또는 독립적으로 이송되며, 가공용 툴이 장착된 스핀들이 각각 결합되는 한 쌍의 Z축 이송유닛;

   상기 유닛들을 제어하는 제어유닛; 을 포함하고,

   상기 한 쌍의 스핀들은 위치보정부재에 의해 연결 구성하는 것을 특징으로 하는 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수평형 머시닝센터에는 상기 한 쌍을 이루는 Z축 이송유닛의 측부에 각각 설치되고, 상기 한 쌍을 이루는 스핀들에 가공용 툴을 동시 또는 독립적으로 자동교환시키는 한 쌍의 공구자동교환유닛; 을 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 테이블은 고정테이블과 피가공물이 올려지고 회전축을 가지는 회전테이블을 포함하여 구성하고,

   상기 회전테이블은 상기 제어유닛의 제어를 받는 구동유닛에 의해 언클램핑/클램핑, 그리고 회전축을 중심으로 회전하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 구동유닛은,

   회전테이블을 상승(언클램핑)과 하강(클램핑)시키는 피스톤, 상기 피스톤에 의해 회전테이블이 상승시 상기 회전테이블을 회전축을 중심으로 회전(B축)시키도록 구동하는 제 1 모터 및,

   상기 피스톤에 의한 회전테이블의 상승과 하강상태를 감지하는 위치센서를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어유닛에는,

   위치센서에 의해 상기 회전테이블이 언클램핑 상태일 때 Y축 이송유닛, X축 이송유닛, Z축 이송유닛의 이송동작을 오프제어하고,

   상기 회전테이블이 클램핑 상태일 때 Y축 이송유닛, X축 이송유닛, Z축 이송 유닛의 이송동작을 온 제어하는 프로그램이 탑재 구성하는 것을 특징으로 하는 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 베드부의 내부에는 피가공물의 가공시 발생하는 부하에 의한 떨림을 방지하도록 충진재를 구성하는 것을 특징으로 하는 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 Y축 이송유닛은,

   상기 베드부에 양단이 각각 지지되고 Y축 방향(좌우)에 대하여 동시 또는 독립적인 이송이 이루어지는 한 쌍의 Y축 슬라이더 및,

   상기 Y축 슬라이더를 이송시키도록 정/역회전 구동하는 한 쌍의 Y축 모터를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 X축 이송유닛은,

   상기 한 쌍의 Y축 슬라이더에 각각 지지되고 X축 방향(상하)에 대하여 동시 또는 독립적인 이송이 이루어지는 한 쌍의 X축 슬라이더 및,

   상기 X축 슬라이더를 이송시키도록 정/역회전 구동하는 한 쌍의 X축 모터를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 Z축 이송유닛은,

   상기 X축 슬라이더에 각각 지지되면서 Z축 방향(전후진)에 대하여 동시에 또는 독립적인 이송이 이루어지도록 한 쌍을 이루는 스핀들이 각각 결합된 한 쌍의 Z축 슬라이더 및,

   상기 Z축 슬라이더를 이송시키도록 정/역회전 구동하는 한 쌍의 Z축 모터를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 한 쌍을 이루는 스핀들에는 각각 모터가 직결되고, 상기 직결된 모터의 구동에 따른 가감속량과 부하량은 센서에 의해 감지되는 것을 특징으로 하는 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 위치보정부재는,

    탄성체에 의해 연결되는 제 1,2 로드를 포함하고, 상기 제 1,2 로드의 일측 끝단은 서로 겹쳐지는 축 결합이 이루어지고, 타측단은 각각 스핀들에 축 결합되는 것을 특징으로 하는 이중 스핀들 구조를 가지는 수평형 머시닝센터.

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