KR20110004432U

KR20110004432U - 분할된 암을 구비한 공작 기계

Info

Publication number: KR20110004432U
Application number: KR2020100011052U
Authority: KR
Inventors: 디트리히 사우터; 도미닉 비드만
Original assignee: 트룸프 레이저-운트 시스템테크닉 게엠베하
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2010-10-27
Publication date: 2011-05-04
Also published as: KR200476970Y1; CN202087922U; DE102009046100A1; DE102009046100B4

Abstract

기계 본체(2) 및 상기 기계 본체에 고정된 암(3)을 포함하고, 상기 암(3)은 상기 기계 본체(2)를 지나 돌출하고, 상기 암(3)을 따라 연장하는, 특히 수평의 선형 가이드(5)를 포함하고, 상기 선형 가이드(5) 내에서 상기 공작 기계(1)의 가공 유닛(7)이 이동 가능하게 안내되는, 공작 기계(1), 특히 레이저 가공 기계에 있어서, 본 고안에 따라 상기 암(3)은 상기 기계 본체(2)에 고정되는 베이스 암 부분(3a), 및 상기 베이스 암 부분(3a)의 자유 단부에 분리 가능하게 고정되거나 또는 선회 가능하게 연결된 별도의 연장 암 부분(3b)으로 형성되고, 상기 선형 가이드(5)는 상기 베이스 암 부분(3a)에 제공된 선형 부분 가이드(5a), 및 상기 연장 암 부분(3b)에 제공된 선형 부분 가이드(5b)로 형성된다.

Description

분할된 암을 구비한 공작 기계{MACHINE TOOL WITH DIVIDED ARM}

본 고안은 기계 본체 및 상기 기계 본체에 고정된 암을 포함하고, 상기 암은 상기 기계 본체를 지나 돌출하며, 암을 따라 연장하는, 특히 수평의 선형 가이드를 포함하고, 상기 선형 가이드 내에서 공작 기계의 가공 유닛이 이동 가능하게 안내되는, 공작 기계, 특히 레이저 가공 기계에 관한 것이다.

이러한 공작 기계들은 예컨대 EP 0 943 391 A2 또는 DE 43 30 022 A1에 의해 공지되어 있다.

큰 가공 범위를 가진 공작 기계들은 운반을 위해 분해되어야 한다. 고객에게 기계의 조립은 복잡한데, 그 이유는 기계 정확도가 다시 확립되어야 하고 이를 위해 복잡한 조립, 측정 및 조절 작업이 필요하기 때문이다. 또한, 고객에게는 종종 적합한 리프팅 수단이 이용될 수 없거나 또는 크레인으로 작업하기에는 고객의 방이 종종 너무 작기 때문에, 분해된 암의 조립이 어렵다. 암이 조립된 이후에, 특히 레이저 가공 기계에서는 축 및 빔 기하학을 재형성하기 위해 광범위한 측정 및 조절 작업이 필요하다. X-Y 축과 X-Z 축의 각도 형성이 체크되어야 하고 경우에 따라 보정되어야 한다. 또한, 암을 따라 연장하는 레이저 빔은 큰 조절 비용으로 선형 축과 평행하게 정렬되어야 한다.

EP 0 943 391 A2에는 이동 가능하게 또는 선회 가능하게 지지되는 암을 구비한 레이저 가공 장치가 공지되어 있으며, 상기 암은 운반 위치에서 조인트를 통해 기계 본체와 예각을 형성한다.

또한, DE 43 30 022 A1에는 망원경 방식 지지 암을 가진 플랩 암을 구비한 공구 지지체가 공지되어 있다. 이러한 모듈식 구성은 운반 크기를 줄일 때 작동 중의 소정 기계 치수를 실시하기 위해 사용된다.

본 고안의 과제는 전술한 방식의 공작 기계에서 한편으로는 큰 기계 폭과 동시에 작은 운반 폭을 가능하게 하고 다른 한편으로는 운반 후 조립시 필요한 조립 및 조정 비용을 줄이는 것이다.

상기 과제는 본 고안에 따라 암이 기계 본체에 고정되는 베이스 암 부분, 및 상기 베이스 암 부분의 자유 단부에 분리 가능하게 고정되거나(예컨대, 나사 결합되거나) 또는 선회 가능하게 연결된 별도의 연장 암 부분으로 형성되고, 선형 가이드가 상기 베이스 암 부분에 제공된 선형 부분 가이드, 및 상기 연장 암 부분에 제공된 선형 부분 가이드로 형성됨으로써 해결된다.

본 고안에 따라 기계는, 운반을 위해 특정 부분(연장 암 부분)만이 분해되거나 또는 멀리 선회되고 상기 특정 부분은 간단한 수단에 의해 베이스 암 부분에 조립될 수 있도록, 구성된다. 따라서, 분해에 의한 기계 정확도의 영향은 암이 완전히 분해되는 경우보다 작다.

암은 베이스 암 부분과 그것에 플랜지 결합된 또는 연결된 연장 암 부분으로 구성된다. 베이스 암 부분과 연장 암 부분 사이의 분할은, 베이스 암 부분이 운반을 위해 예컨대 3000 ㎜의 저렴한 운반 폭을 유지하면서 기계 본체에 조립되어 있도록 선택된다. 암의 연장 암 부분만이 분해된다. 암의 Y-가이드는 선형 부분 가이드로서 각각 베이스 암 부분 및 연장 암 부분에 제공된다. 바람직하게, 베이스 암 부분과 연장 암 부분 사이의 분리 면은 연장 암 부분이 광학 소자를 갖지 않도록 선택된다. 암과 연장부 사이의 분리 면의 적절한 선택에 의해, X-Y 각과 X-Z 각의 할당이 유지된다. 이로 인해, 복잡한 측정 및 조절 작업이 필요 없다.

연장 암 부분의 수는 원칙적으로 제한되지 않으므로, 경우에 따라 하나의 연장 암 부분이 베이스 암 부분에 배치될 뿐만 아니라, 상기 연장 암 부분들에 다른 것들이 접속될 수 있다.

선형 부분 가이드들이 암과 연장부의 분리 면과 일직선으로 끝나지 않고, 암 부분의 하나의 측면, 특히 연장 암 부분의 측면에서는 그 단부를 지나 연장되는 반면, 다른 측면, 특히 베이스 암 부분의 측면에서는 그 단부 전에 끝나는 것이 특히 바람직하다. 따라서, 가이드의 분리 면은 암 부분의 분리 면에 대해 오프셋되어 배치된다. 이로 인해, 플랜지 면 또는 스토퍼- 및 고정면, 예컨대 베이스 암 부분 및 연장 암 부분에 있는 나사 결합 면, 및 가이드- 및/또는 고정 부재들, 예컨대 스토퍼들, 스토퍼 에지들, 가이드 홈들 및/또는 조절 핀들과 함께 가이드 레일에 의한 가이드를 위한 나사 결합- 및/또는 스토퍼 면이 정확하게 일치한다. (운반을 위해) 연장 암 부분의 분해시, 가이드들은 각각 베이스 암 부분과 연장 암 부분에 조립되어 있다. 이는 조절, 측정 및 정렬 작업 없이 Y-가이드의 직선성 및 평행성이 재형성됨으로써, 고객에게서 조립을 위한 시간 소비가 줄어들고 특수 공구 없이 확실하게 조립이 이루어질 수 있다는 장점을 갖는다.

본 고안에 따라 분할된 암의 다른 장점은 개별 연장 암 부분의 적응에 의해, 동일한 베이스 암 부분으로 상이한 이동 거리가 구현될 수 있다는 것으로부터 주어진다. 암의 이러한 모듈성에 의해, 기계는 조립 동안 또는 현장에서 다른 이동 거리로 유연하게 변경될 수 있다. 따라서, 변하는 고객 요구에 대한 유연한 대처가 가능하다. 중요한 장점은 고객에게서 조립이 많이 줄어든 시간으로 확실하게 그리고 특수 공구 없이 이루어질 수 있다는 것이다.

베이스 암 부분과 연장 암 부분은 바람직하게 공통의 클램핑에서, 즉 쌍으로 제조된다. 상기 쌍 제조에 대한 대안으로서, 2개의 암 부분들이 서로 완전히 분리되어 제조될 수 있다.

레이저 가공 기계에서, 베이스 암 부분에 배치된 편향 거울은 암의 분할에 의해 영향을 받지 않으므로, 선형 축에 대한 레이저 빔의 조절된 평행성이 유지되고 그 밖의 경우에 필요한 복잡한 측정- 및 조절 작업이 필요 없다.

본 고안은 암을 가진 기계에 사용될 뿐만 아니라, 포털(portal) 구성 방식의 레이저 가공 기계에도 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 암은 포털의 크로스 바아이고, 상기 베이스 암 부분은 빔 입사 면을 향한 크로스 바아의 측면인 한편, 연장 암 부분은 빔 입사 면으로부터 먼, 크로스 바아의 측면에 배치된다.

본 고안의 다른 장점들은 청구범위, 상세한 설명 및 도면에 제시된다. 전술한 그리고 하기에 설명될 특징들은 각각 또는 임의로 조합해서 사용될 수 있다. 도시되며 설명되는 실시예들은 본 고안을 제한하는 것이 아니라, 본 고안을 나타내기 위한 예시적 성격을 갖는다.

본 고안에 의해, 공작 기계에서 한편으로는 큰 기계 폭과 동시에 작은 운반 폭이 가능해지고 다른 한편으로는 운반 후 조립시 필요한 조립 및 조정 비용이 줄어든다.

도 1a 내지 도 1c는 분할된 암을 가진 본 고안에 따른 레이저 가공 기계의 제 1 실시예를 도시한 조립 상태도(도 1a), 미조립 상태도(도 1b) 및 도 1b의 부분 1c의 확대도(도 1c).
도 2는 도 1의 레이저 가공 기계의 운반 치수를 나타낸 도면.
도 3a 및 도 3b는 분할된 암을 가진 본 고안에 따른 레이저 가공 기계의 제 2 실시예를 도시한 조립 상태도(도 3a) 및 미조립 상태도(도 3b).

도 1a에 도시된 레이저 가공 기계(1)는 기계 본체(2) 및 그것에 고정된 수평 암(3)을 포함하고, 상기 암은 기계 본체(2)를 측면으로 돌출하며, 기계 본체(2)의 수평 선형 가이드(4) 내에서 X-축으로 이동 가능하게 안내된다. X-축에 대해 수직으로 연장하는, 암(3)의 선형 가이드(5) 내에 Y-캐리지(6)가 Y-축으로 이동 가능하게 안내되고, 상기 캐리지에는 슬리브(14)에 연장해서 배치된 레이저 가공 헤드(7) 형태의 가공 유닛이 Z-방향으로 이동 가능하게 안내된다. Y-캐리지(6)의 축 이동 거리는 예컨대 2000 mm 이다. 도시된 실시예에서, 암(3)의 선형 가이드(5)는 2개의 가이드 레일로 형성된다.

암(3)은 2 부분으로 형성되며, 베이스 암 부분(3a) 및 별도의 연장 암 부분(3b)을 포함한다. 상기 베이스 암 부분(3a)은 기계 본체(2)에 고정되며 수평 선형 가이드(4)를 따라 이동 가능하고, 상기 연장 암 부분(3b)은 도 1a에 도시된 바와 같이, 베이스 암 부분(3a)의 자유 단부에 분리 가능하게 고정되며, 예컨대 나사 결합된다. 선형 가이드(5)는 베이스 암 부분(3a)에 제공된 선형 부분 가이드(5a), 및 연장 암 부분(3b)에 제공된 선형 부분 가이드(5b)로 형성된다. 선형 부분 가이드(5b)는 연장 암 부분(3b)의 전체 길이에 걸쳐 또는 그것을 지나 연장될 수 있거나, 또는 도면에 도시된 바와 같이 연장 암 부분(3b)의 부분 길이에 걸쳐서만 연장된다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 2개의 암 부분들(3a, 3b)은 각각 편평한 플랜지 면 또는 단부면(8a, 8b)을 가지며, 상기 플랜지 면 또는 단부면으로 서로 접촉하고 도 1a에 개략적으로 도시된 나사 결합부(9)를 통해 서로 플랜지 결합된다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 베이스 암 부분(3a)은 기계 본체(2)에 고정된 암 단부의 영역에, X-축의 방향으로 공급된 레이저 빔(11)을 Y-축의 방향으로 Y-캐리지(6)로 편향시키기 위한 편향 거울(10)을 가지며, 상기 편향 거울에서 레이저 빔은 다른 편향 거울(도시되지 않음)을 통해 Z-축의 방향으로 레이저 가공 헤드(7)로 편향된다.

도 1c에 도시된 바와 같이, 선형 부분 가이드들(5a, 5b)은 베이스 암 부분(3a)과 연장 암 부분(3b)의 분리 면과 일직선으로 끝나지 않고, 연장 암 부분(3b)의 한 측면 상에서는 그 단부를 지나 연장되는 반면, 베이스 암 부분(3a)의 상기 측면 상에서는 그 단부 전에 끝난다. 따라서, 선형 부분 가이드들(5a, 5b)의 분리 면은 암 부분들의 분리 면에 대해 오프셋되어 배치된다.

2개의 암 부분들(3a, 3b)의 단부면들(8a, 8b)은 밀링 머신에서 각각 편평하게 가공되고, 나사 결합부(9)를 위한 보어 및 나사산이 형성된다. 그리고 나서, 2개의 암 부분들(3a, 3b)은 나사 결합되고, 조립된 상태에서 밀링 머신에서 함께 가공됨으로써, 하나의 클램핑에서 2개의 선형 부분 가이드(5a, 5b)용 스토퍼- 및 나사 결합 면이 형성되어 서로 정렬된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 베이스 암 부분(3a)과 연장 암 부분(3b) 사이의 분할은 베이스 암 부분(3a)이 운반을 위해, 3000 ㎜의 최대 운반 폭 B을 유지하면서 기계 본체(2)에 조립되어 있도록 선택된다. 운반을 위해, 연장 암 부분(3b)만이 분해되고, 상기 연장 암 부분은 예컨대 약 500 ㎜ 내지 약 1500 ㎜의 길이를 갖는다. 예컨대 1500 ㎜의 축 이동 거리를 가진 베이스 암 부분(3a)은 화물 자동차로 운반하기 위해 기계 본체(2)에 조립되어 있어서, 3000 ㎜의 경제적인 운반 폭이 유지될 수 있다. 3000 ㎜의 운반 폭을 초과하면, 로지스틱과 관련해서 많은 비용이 생길 것이다.

베이스 암 부분(3a)과 연장 암 부분(3b) 사이의 분리 면의 적절한 선택에 의해, Y-가이드의 평행성 및 직선성이 유지된다. 베이스 암 부분(3a)에 배치된 편향 거울(10)은 분할에 의해 영향을 받지 않기 때문에, 선형 축에 대한 레이저 빔(11)의 평행성이 유지되고, 그 밖의 경우에 필요한 복잡한 측정 및 조절 작업이 필요 없다. 연장 암 부분(3b)의 개별 암 연장의 적응에 의해, 동일한 베이스 암 부분(3a)으로 상이한 이동 거리가 구현될 수 있다. 이로 인해, 레이저 가공 기계(1)가 조립 동안 또는 현장에서 다른 이동 거리로 유연하게 변경될 수 있다. 암의 이러한 모듈성으로 인해, 축 이동 거리가 변하는 고객 요구에 유연하게 맞춰질 수 있다. 또한, 연장 암 부분(3b)의 조립은 고객에게서 현저히 감소된 시간 소비로 확실하게 그리고 특수 공구 없이 이루어지므로, 조립자의 교육 비용이 현저히 줄어든다.

도 3a, 3b는 2 부분 암(3)의 다른 실시예를 도시한다. 상기 암에서 연장 암 부분(3b)은 개략적으로 도시된 조인트 연결부(12)에 의해 베이스 암 부분(3a)에, 여기서 Z-축에 대해 평행하게 연장하는 선회 축(13)을 중심으로 선회 가능하게 고정된다. 대안으로서, X-축에 대해 평행한 선회 축도 가능하다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 조립된 상태에서 2개의 암 부분들(3a, 3b)은 서로 접촉하고 이 위치에서, 예컨대 도시되지 않은 나사 결합부를 통해 고정된다. 운반을 위해, 연장 암 부분(3)은 도 3b에 도시된 바와 같이, 회전됨으로써, 운반 폭이 줄어든다.

1 레이저 가공 기계
2 기계 본체
3 암
4, 5 가이드
6 캐리지
7 레이저 가공 헤드
9 나사 결합부
10 편향 거울
11 레이저 빔

Claims

기계 본체(2) 및 상기 기계 본체에 고정된 암(3)을 포함하고, 상기 암(3)은 상기 기계 본체(2)를 지나 돌출하고, 상기 암(3)을 따라 연장하는, 특히 수평의 선형 가이드(5)를 포함하고, 상기 선형 가이드(5) 내에서 상기 공작 기계(1)의 가공 유닛(7)이 이동 가능하게 안내되는, 공작 기계(1), 특히 레이저 가공 기계에 있어서,
상기 암(3)은 상기 기계 본체(2)에 고정되는 베이스 암 부분(3a), 및 상기 베이스 암 부분(3a)의 자유 단부에 분리 가능하게 고정되거나 또는 선회 가능하게 연결된 별도의 연장 암 부분(3b)으로 형성되고, 상기 선형 가이드(5)는 상기 베이스 암 부분(3a)에 제공된 선형 부분 가이드(5a), 및 상기 연장 암 부분(3b)에 제공된 선형 부분 가이드(5b)로 형성되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1항에 있어서, 상기 베이스 암 부분(3a)과 상기 연장 암 부분(3b) 사이의 분리 면은, 상기 연장 암 부분(3b)이 광학 소자를 갖지 않도록, 선택되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기계 본체(2)는 상기 베이스 암 부분(3a)과 함께 최대 3000 ㎜의 운반 폭(B)을 갖는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연장 암 부분(3b)은 약 500 ㎜ 내지 약 1500 ㎜의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선형 부분 가이드들(5a, 5b)의 분리 면은 상기 베이스 암 부분(3a)과 상기 연장 암 부분(3b) 사이의 분리 면에 대해 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 암 부분(3a)과 상기 연장 암 부분(3b)은 각각 편평한 플랜지 면(8a, 8b)으로 서로 접촉하고, 상기 플랜지 면들은 특히 서로 나사 결합할 수 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연장 암 부분(3b)은 조인트 연결부(12)에 의해 상기 베이스 암 부분(3a)에 선회 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 암 부분(3a)과 상기 연장 암 부분(3b)의 서로 고정된 상태에서, 상기 베이스 암 부분(3a)에 제공된 선형 부분 가이드(5a) 및 상기 연장 암 부분(3b)에 제공된 선형 부분 가이드(5b)는 서로 정렬되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기계 본체(2)는 상기 암(3)의 상기 선형 가이드(5)에 대해 수직으로 연장하는, 특히 수평 선형 가이드(4)를 가지며, 상기 수평 선형 가이드(4) 내에서 상기 암(3)이 이동 가능하게 안내되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 암 부분(3a)은 상기 기계 본체(2)에 고정된 그 암 단부의 부분에, 레이저 빔(11)을 상기 암(3)에 이동 가능하게 안내된, 상기 레이저 가공 기계(1)의 레이저 가공 유닛(7) 방향으로 편향시키기 위한 편향 거울(10)을 갖는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 암 부분(3a)으로부터 먼, 상기 연장 암 부분(3b)의 단부가 상기 암(3)의 상기 선형 가이드(5)에 대해 수직으로 연장하는, 특히 수평의 선형 가이드 내에서 이동 가능하게 안내되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.