KR20130077293A - 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계 - Google Patents

Abstract

이 발명은, 절삭가공시에 다중의 주축을 사용하고 다중의 테이블을 사용함으로써 절삭 가공을 최대한으로 수행하여 생산성을 극대화할 수 있는, 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계에 관한 것으로서,
지지력을 제공하기 위한 베드와, 상기한 베드의 앞쪽 일단에 조립되어 Y방향으로 전후 이송이 되는 새들과, 상기한 새들의 상부에 강체로서 조립되는 컬럼과, 상기한 새들의 상부에서 X축 방향으로 좌우 이동을 하는 제1 테이블 및 제2 테이블과, 상기한 컬럼에 설치되어 있으며 Z축으로 상하 이동을 하는 제1 주축 및 제2 주축과, 지지력을 제공하기 위한 베드와, 상기한 베드의 앞쪽 일단에 조립되어 Y방향으로 전후 이송이 되는 새들과, 상기한 새들의 상부에 강체로서 조립되는 컬럼과, 상기한 새들의 상부에서 X축 방향으로 좌우 이동을 하는 제1 테이블 및 제2 테이블과, 상기한 컬럼에 설치되어 있으며 Z축으로 상하 이동을 하는 제1 주축 및 제2 주축과, 상기한 제1 주축 및 제2 주축에서 사용되는 공구를 교환하기 위하여 컬럼에 부착되는 제1 매거진 및 제2 매거진과, 상기한 제1 주축, 제2 주축, 제1 매거진, 제2 매거진을 보호하기 위한 커버와, 상기한 커버의 도어를 개폐시키기 위한 제1 도어 실린더 및 제2 도어 실린더를 포함하여 이루어진다.

Description

다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계{Machine tool having multiple spindle and table}

이 발명은 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 절삭가공시에 다중의 주축을 사용하고 다중의 테이블을 사용함으로써 절삭 가공을 최대한으로 수행하여 생산성을 극대화할 수 있는, 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계에 관한 것이다.

각종의 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하든가 또는 반소재에 더욱 정밀한 가공을 할 목적으로 사용하는 기계를 공작기계라 한다. 상기한 공작기계중에서 가공과정에서 칩이 발생하는 공작기계를 절삭 공작기계라고 하고, 가공과정에서 칩이 발생하지 않는 비절삭 공작기계를 금속가공기계라고 한다. 상기한 절삭 공작기계에는 선반(lathe), 밀링기, 머시닝센터(machining center), 드릴링기, 보링기, 연삭기, 기어가공기, 특수가공기 등이 있으며, 상기한 금속성형기계에는 기계식 프레스, 유압식 프레스, 절단절곡기, 단조기, 인발기 등이 있다.

절삭가공을 행하는 절삭 공작기계에 있어서 가공물의 재질에 따라서 절삭속도는 거의 한정이 되고 있기 때문에 생산성 향상을 위해서는 주축의 회전수 향상, 이송속도의 향상, 가감속 시간의 감축 등 다양한 비절삭 시간 단축 방안을 실시하고 있다.

그러나, 이러한 비절삭 시간의 단축으로도 생산성을 향상하는데에는 한계에 이르고 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 절삭가공시에 다중의 주축을 사용하고 다중의 테이블을 사용함으로써 절삭 가공을 최대한으로 수행하여 생산성을 극대화할 수 있는, 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 지지력을 제공하기 위한 베드와, 상기한 베드의 앞쪽 일단에 조립되어 Y방향으로 전후 이송이 되는 새들과, 상기한 새들의 상부에 강체로서 조립되는 컬럼과, 상기한 새들의 상부에서 X축 방향으로 좌우 이동을 하는 제1 테이블 및 제2 테이블과, 상기한 컬럼에 설치되어 있으며 Z축으로 상하 이동을 하는 제1 주축 및 제2 주축과, 상기한 제1 주축 및 제2 주축에서 사용되는 공구를 교환하기 위하여 컬럼에 부착되는 제1 매거진 및 제2 매거진과, 상기한 제1 주축, 제2 주축, 제1 매거진, 제2 매거진을 보호하기 위한 커버와, 상기한 커버의 도어를 개폐시키기 위한 제1 도어 실린더 및 제2 도어 실린더를 포함하여 이루어지면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 제1 테이블 및 제2 테이블이 X축을 따라 이송이 되도록 하기 위한 모터 및 볼 스크류와, 상기한 이송을 안내하기 위한 가이드가 설치되면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 제1 주축은 메인 축으로서 절삭이송을 담당하고 상기한 제2 주축은 서브축으로서 각각의 공구 길이 보정을 담당하면 바람직하다.

이발명의 구성은, 상기한 제1 주축과 제2 주축에 의해 가공이 동시에 진행되면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 주축은 가공형태에 따라 2개이상의 다수개로 조립되면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 주축의 측면에는 공구 교환이 가능한 공구 교환장치가 각각 컬럼에 부착이 되면 바람직하다.

이 발명은, 절삭가공시에 다중의 주축을 사용하고 다중의 테이블을 사용함으로써 절삭 가공을 최대한으로 수행하여 생산성을 극대화할 수 있는, 효과를 갖는다.

도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계의 구성도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계의 평면 구성도이다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다. 또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계의 전면 구성도이고, 도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계의 평면 구성도이다.

도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일 실시예에 따른 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계의 구성은, 지지력을 제공하기 위한 베드(1)와, 상기한 베드(1)의 앞쪽 일단에 조립되어 Y방향으로 전후 이송이 되는 새들(2)과, 상기한 새들(2)의 상부에 강체로서 조립되는 컬럼(3)과, 상기한 새들(2)의 상부에서 X축 방향으로 좌우 이동을 하는 제1 테이블(31) 및 제2 테이블(32)과, 상기한 컬럼(3)에 설치되어 있으며 Z축으로 상하 이동을 하는 제1 주축(41) 및 제2 주축(42)과, 상기한 제1 주축(41) 및 제2 주축(42)에서 사용되는 공구를 교환하기 위하여 컬럼(3)에 부착되는 제1 매거진(51) 및 제2 매거진(52)과, 상기한 제1 주축(41), 제2 주축(42), 제1 매거진(51), 제2 매거진(52)을 보호하기 위한 커버(7)와, 상기한 커버(7)의 도어를 개폐시키기 위한 제1 도어 실린더(61) 및 제2 도어 실린더(62)를 포함하여 이루어진다.

상기한 제1 테이블(31) 및 제2 테이블(32)이 X축을 따라 이송이 되도록 하기 위한 모터(21, 22) 및 볼 스크류(22, 24)와, 상기한 이송을 안내하기 위한 가이드(27)가 설치된다.

상기한 제1 주축(41)은 메인 축으로서 절삭이송을 담당하고 상기한 제2 주축(42)은 서브축으로서 각각의 공구 길이 보정을 담당한다.

상기한 주축(41, 42)은 가공형태에 따라 2개이상의 다수개로 조립이 가능하다.

상기한 주축(41, 42)의 측면에는 공구 교환이 가능한 매거진(51, 52)이 각각 컬럼(3)에 부착이 된다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일 실시예에 따른 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계의 작용은 다음과 같다.

제1 주축(41) 및 제2 주축(42)은 상하방향으로 이송을 하게 되고, 제1 주축(1)은 메인 주축을 형성하고 제2 주축(42)은 제1 주축(41)의 프레임과는 별도의 이송축을 형성하게 된다. 제2 주축(Z2)은 제1 주축(41)에 장치되는 공구의 길이오차를 보정하는 축으로 결정이 되며, 제1 주축(41)과 제2 주축(42)의 공구길이가 일치하도록 제2 주축(42)을 구동하는 모터는 정지하게 되고, 절삭가공은 제1 주축(41) 및 제2 주축(42)의 이송축으로 제어된다. 공구 길이(주축의 게이지 라인에서 공구끝단까지의 길이)가 편차가 있어도 Z축에서 중요한 공구 끝단이 제1 주축(41)과 제2 주축(42)의 수평위치는 동일하다. 이는 동일 가공품을 대량생산하기 위함이고 이러한 목적으로 동일목적의 공구를 각각 사용하게 된다.

제1 테이블(31) 및 제2 테이블(32)은 X축을 따라 이송이 되는데, 직선방향의 이송을 지지하는 가이드(27)는 공유하면서 모터(21, 23)와 볼 스크류(22, 24)에 의해 이송이 각각 제어된다.

먼저, 제1 테이블(31)에 가공물이 설치되어 중앙의 절삭위치(3a)로 이동하면, 제2 테이블(32)은 도어실린더(62)의 작동에 의해 가공 칩의 비산을 막기 위하여 커버(7)에 설치된 도어를 열고서 가공물 셋업위치로 이동하게 된다.

제1 테이블(31)과 제2 테이블(32)이 완전히 이동되어 이동 완료 신호가 발생이 되면, 제1 주축(41)은 제1 테이블(31)에 설치되어 중앙의 절삭위치(3a)로 이송된 가공물을 절삭 가공하게 된다. 이 경우에 제1 주축(41)과 제2 주축(42)에 의해 가공이 동시에 진행됨으로써 절삭 가공을 최대한으로 수행하게 된다.

또한, 이 절삭가공 시간동안에 제2 테이블(32)에는 가공물을 셋업할 수 있게 됨으로써 절삭가공이 행하여지고 있는 순간에도 셋업작업이 가능하다.

제1 테이블(31)에 설치된 가공물의 작업이 완료된 후에, 제2 테이블(32)이 공작기계의 중앙의 절삭위치(3a)로 이동하기 위하여 제1 테이블(31)이 좌측의 도어를 열고서 완전히 이동을 하여 이동 완료신호가 발생이 되면 제2 테이블(32)이 절삭위치(3a)로 이동되어 제2 테이블(32)에 설치되어 있는 가공물을 절삭 가공하게 된다. 이 경우에도 제1 주축(41)과 제2 주축(42)에 의해 가공이 동시에 진행됨으로써 절삭 가공을 최대한으로 수행하게 된다.

또한, 이 절삭가공 시간동안에 제1 테이블(31)에는 가공물을 셋업할 수 있게 됨으로써 절삭가공이 행하여지고 있는 순간에도 셋업작업이 가능하다.

한편, X축 방향의 제1 테이블(31) 및 제2 테이블(32)과 더불어 평면상 다른 한축의 이송방향을 담당하고 있는 새들(2)은 Y축 방향의 이송을 실시함으로써 X-Y평면으로 이루어지는 부분에서, 제1 주축(41) 및 제2 주축(42)의 수직방향과 위치결정되어 절삭 가공을 실시하게 된다.

이와 같이 2개의 주축(41, 42)과 2개의 테이블(31, 32)을 이용한 공구 및 가공물의 셋업시간의 단축으로 인하여, 일반 2축으로 구성되는 공작기계에 비하여 최대 4배 이상의 절삭효율 및 생산성 향상을 기대할 수 있다. 주축(41, 42)의 수가 많아질수록 생산성은 주축의 수량에 비례하여 늘어나게 됨으로써 생산성을 최대화할 수 있고 비절삭시간을 단축하여 공작기계의 가동효율을 향상시킬 수 있다.

1 : 베드 2 : 새들
3 : 컬럼 21. 23 : 모터
22, 24 : 볼스크류 25, 26 : 브라켓
27 : 가이드 31, 32 : 테이블
41, 42 : 주축 51, 52 : 매거진

Claims (6)

1. 지지력을 제공하기 위한 베드와,
   상기한 베드의 앞쪽 일단에 조립되어 Y방향으로 전후 이송이 되는 새들과,
   상기한 새들의 상부에 강체로서 조립되는 컬럼과,
   상기한 새들의 상부에서 X축 방향으로 좌우 이동을 하는 제1 테이블 및 제2 테이블과,
   상기한 컬럼에 설치되어 있으며 Z축으로 상하 이동을 하는 제1 주축 및 제2 주축과,
   상기한 제1 주축 및 제2 주축에서 사용되는 공구를 교환하기 위하여 컬럼에 부착되는 제1 매거진 및 제2 매거진과,
   상기한 제1 주축, 제2 주축, 제1 매거진, 제2 매거진을 보호하기 위한 커버와,
   상기한 커버의 도어를 개폐시키기 위한 제1 도어 실린더 및 제2 도어 실린더를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계.
2. 제 1항에 있어서,
   상기한 제1 테이블 및 제2 테이블이 X축을 따라 이송이 되도록 하기 위한 모터 및 볼 스크류와, 상기한 이송을 안내하기 위한 가이드가 설치되는 것을 특징으로 하는 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계.
3. 제 1항에 있어서,
   상기한 제1 주축은 메인 축으로서 절삭이송을 담당하고 상기한 제2 주축은 서브축으로서 각각의 공구 길이 보정을 담당하는 것을 특징으로 하는 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계.
4. 제 1항에 있어서,
   상기한 제1 주축과 제2 주축에 의해 가공이 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계.
5. 제 1항에 있어서,
   상기한 주축은 가공형태에 따라 2개이상의 다수개로 조립되는 것을 특징으로 하는 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계.
6. 제 1항에 있어서,
   상기한 주축의 측면에는 공구 교환이 가능한 매거진이 컬럼에 부착이 되는 것을 특징으로 하는 다중 주축 및 다중 테이블을 구비한 공작기계.

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