KR20100000546A - 레이저 밀링 하이브리드 가공머신 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저 밀링 하이브리드 가공머신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작업대 상측에 올려진 가공물을 레이저 가공을 통하여 절단함과 아울러 동시에 다양한 절삭가공을 병행할 수 있는 레이저 밀링 하이브리드 가공머신을 제공하는데 그 목적이 있으며, 상기의 목적을 달성하기 위하여 베이스 상측에 Z축으로 이송되는 작업대와, Y축으로 이동되는 플레이트와, X축으로 이동하는 승강 플레이트를 각각으로 형성시키되, 상기 X축으로 이동하는 승강 플레이트를 복수로 형성하고, 상기 승강 플레이트에는 각각으로 작동하는 주축 헤드와 레이저 발생기를 형성하여 가공물을 연속적으로 절단 및 밀링 가공할 수 있도록 구성되는 레이저 밀링 하이브리드 가공머신에 관한 것이다.
밀링머신, 레이저 가공, 밀링하이브리드 가공

Description

레이저 밀링 하이브리드 가공머신{Laser milling hybrid machine}
본 발명은 레이저 밀링 하이브리드 가공머신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작업대 상측에 올려진 가공물을 레이저 가공을 통하여 절단함과 동시에 다양한 밀링작업의 절삭가공을 병행할 수 있도록 구성한 레이저 밀링 하이브리드 가공머신에 관한 것이다.
일반적으로 밀링머신이라 함은, 회전하는 날 끝을 가진 밀링커터를 사용하여 다양한 절삭가공을 수행하는 공작기계를 말하는 것으로, 최근에는 컴퓨터를 통해 제어되는 CNC 밀링머신이 상용화되고 있으며, 이러한 밀링머신은 주축모터와, X,Y,Z 축 서보모터와 연결된 컴퓨터 제어수단에 의해 작동된다.
한편, 공업적으로 이용되고 있는 CO2 레이저나 YAG 레이저는 가공대상물로서의 작업물을 가열 용해할 수 있으며, 주로 작업물의 절단이나 용접 등의 가공에 의해 사용되고 있다. 이와 같이 레이저가공을 위해 사용되는 레이저 가공용 광학장치는 통상 레이저를 발진하는 레이저발전기, 이 발전기로부터의 레이저빔을 가공 헤드에 인도하는 전송 광학계 및 레이저 빔을 높은 에너지 밀도로 집광해서 피가공물 의 가공부분을 조사하기 위하여 가공 헤드 내부에 설치되는 집광 광학계를 구비하고 있다.
상기와 같은 밀링머신과 레이저 가공장치는 비교적 가격이 고가이고, 또한 밀링 작업과 레이저가공 작업은 현장에서 분리되어 있는바, 작업현장에서는 1차적으로 레이저로 가공물을 절단하여 이동시킨 후, 다시 2차적으로 밀링머신 작업대에 올려 밀링 가공을 통하여 하나의 공작물을 완성하고 있다. 즉, 레이저 절단 작업과 밀링작업이 각각으로 진행되면서 작업의 연속성이 떨어지면서 레이저가공과 밀링 가공에 소요되는 시간이 길어지는 단점이 있고, 절단 비용과 밀링작업 비용을 각각으로 부담하여야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 작업대 상측에 올려진 가공물을 레이저 가공을 통하여 절단함과 동시에 다양한 밀링작업의 절삭가공을 병행할 수 있도록 구성한 레이저 밀링 하이브리드 가공머신을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 베이스 상측에 Z축으로 이송되는 작업대와, Y축으로 이동되는 플레이트와, X축으로 이동하는 승강 플레이트에 있어서, 상기 X축으로 이동하는 승강 플레이트를 복수로 형성시키되, 상기 승강 플레이트에는 각각으로 작동하는 주축 헤드와 레이저 발생기를 형성하여 가공물을 연속적 으로 절단 및 밀링 가공할 수 있도록 구성함에 특징이 있다.
이상과 같이 본 발명은 작업현장에서 레이저로 가공물을 절단하는 작업 및 밀링작업을 동시에 할 수 있는 특징이 있고, 이로 인해 작업의 연속성이 향상되므로 가공에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있는 효과는 물론, 가공비용을 최소화 할 수 있는 이점이 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사적인 의미로 한정해서 해석하는 것은 바람직하지 않으며, 발명자의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 할 것이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 요부가 조립된 상태의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 요부가 조립된 상태의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 요부가 조립된 상태의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 요부가 작동되는 상태를 나타낸 사시도이다.
본 발명은 도 1과 같이 베이스(10) 상측에 Z축으로 이송되는 작업대(11)와, Y축으로 이동되는 플레이트(13)와, X축으로 이동하는 승강 플레이트(15)(16)를 각각으로 형성한다.
상기 X축으로 이동하는 승강 플레이트(15)(16)는 복수로 형성하고, 또한 각 각으로 작동하는 주축 헤드(19)와 레이저 발생기(20)를 함께 형성한다.
상기 작업대(11)는 Z축 LM 가이드(24)와 조립된 상태에서 볼 스크루(21)와 연결되는 Z축 서보모터(12)의 작동에 의해 전진 및 후진하는 구성이다.
상기 플레이트(13)는 Y축 LM 가이드(25)와 조립된 상태에서 볼 스크루(22)와 연결되는 Y축 서보모터(14)의 작동에 의해 이동할 수 있도록 구성하였다.
상기 승강 플레이트(15)(16)는 각각으로 조립된 X축 LM 가이드(26)와 조립됨과 아울러 각각의 X축 서보모터(17)(18)의 작동으로 주축헤드(19)와 레이저 발생기(20)가 상하로 작동되면서 그 위치를 조정할 수 있다.
상기 레이저 발생기(20)는 CO2 레이저(적외선 영역 9~11㎛)나 YAG 레이저(근적외선 영역 1.064㎛)를 사용하여 가공물을 절단할 수 있도록 하고, 승강 플레이트(15)에 조립된 주축 헤드(19)는 독립된 서보 모터의 작동으로 절삭공구를 작동시키는 구성이다. 이와 같이 구성되는 장치는 별도의 컨트롤 박스(미도시됨)의 조작부를 통하여 설정테이터를 입력하게 되며, 아울러 일정 작업을 선택하는 모드는 원터치식 스위치로 작업할 수 있다. 즉, 도 4와 작업대(11)에 올려진 가공물은 1차적으로 레이저 발생기(20)로부터 나오는 레이저빔에 의해 절단된 상태로 대기하고, 2차적으로 주축헤드(19)는 절삭공구를 회전시키면서 가공물을 연속적으로 가공할 수 있는 것이다.
다음, 이와 같은 절단 작업과 밀링 작업이 종료되면, 작업대(11)는 Z축 서보 모터(14)와 연결된 볼스크루(21)가 회전에 의해 Z축 LM 가이드(24)를 타고 다음 작 업 위치로 이동하게 된다. 이때, Y축 서보모터(14)의 작동에 의해 볼스크루(22) 또한 작동하면서 플레이트(13) 부분을 좌,우측으로 이동시키게 되며, 상기 플레이트(13)와 일체로 조립되는 승강 플레이트(15)(16) 역시 동시에 이동하는 것은 당연하고, 레이저 발생기(20)는 다음 작업을 위해서 가공물의 절단 위치로 이동된다.
상기의 상황에서 레이저 발생기(20)를 고정시킨 승강 플레이트(16)는 X축 서보모터(18)와 연결된 볼스크루(23)의 작동에 의해 상하방향으로 이동되면서 레이저빔을 최상의 위치에서 주사할 수 있다. 또한, 주축 헤드(19)를 고정한 승강 플레이트(15)는 X축 서보모터(17)와 연결된 볼스크루(23)의 작용에 의해 상하방향으로 이동하면서 가공물의 절삭위치로 이동시키게 된다. 이때, 상하 이동조절은 좌표값을 정확히 인지하거나 기타의 데이터 값으로 인식할 수 있다.
결과적으로, 작업현장에서 레이저를 통해 가공물의 절단작업 및 밀링작업을 동시에 할 수 있게 되어 가공에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있는 효과가 기대된다.
도 1은 본 발명의 요부가 조립된 상태의 사시도.
도 2는 본 발명의 요부가 조립된 상태의 정면도.
도 3은 본 발명의 요부가 조립된 상태의 측면도.
도 4는 본 발명의 요부가 작동되는 상태를 나타낸 사시도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10. 베이스 11. 작업대
12. Z축 서보모터 13. 플레이트
14. Y축 서보모터 15,16. 승강 플레이트
17,18. X축 서보모터 19. 주축 헤드
20. 레이저 발생기 21,22,23. 볼스크루
24. Z축 LM 가이드 25. Y축 LM 가이드
26. X축 LM 가이드

Claims (3)

  1. 작업대에 안착된 가공물을 절삭 가공하도록 X축, Y축, Z축 방향으로 자동 이송시키도록 구성되는 밀링머신에 있어서,
    베이스(10) 상측에 Z축으로 이송되는 작업대(11)와, Y축으로 이동되는 플레이트(13)와, X축으로 이동하는 승강 플레이트(15)(16)를 각각으로 형성시키되,
    상기 X축으로 이동하는 승강 플레이트(15)(16)는 복수로 형성됨과 함께 상기 승강 플레이트(15)(16)에는 각각으로 작동하는 주축 헤드(19)와 레이저 발생기(20)를 형성하여 작업대(11)에 올려진 가공물을 연속적으로 절단 및 밀링 가공할 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 레이저 밀링 하이브리드 가공머신.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 승강 플레이트(15)(16)는 각각으로 조립된 X축 LM 가이드(26)와 조립된 후, X축 서보모터(17)(18)와 연결된 볼 스크루(23) 회전 작동으로 주축헤드(19)와 레이저 발생기(20)를 상하 방향으로 작동시키면서 그 위치를 조정할 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 레이저 밀링 하이브리드 가공머신.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 작업대(11)는 Z축 LM 가이드(24)와 조립된 상태에서 볼 스크루(21)와 연결되는 Z축 서보모터(12)의 작동에 의해 전진 및 후진함과 아울러 플레이트(13) 는 Y축 LM 가이드(25)와 조립된 상태에서 볼 스크루(22)와 연결되는 Y축 서보모터(14)의 작동에 의해 이동할 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 레이저 밀링 하이브리드 가공머신.
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