KR20190131194A - 씨앤씨 목형 가공기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 절삭공구를 이용하여 보다 다양한 작업이 가능하게 되어 있어 작업효율을 높일 수 있는 씨앤씨 목형 가공기계에 관한 것이다. 그의 구성은; 베이스 상부에 설치되어 있는 테이블과, 테이블의 양측에 직립되게 위치되도록 베이스 위에 설치되는 가이드와, 가이드에 얹혀진 상태에서 가이드의 연장방향을 따라 전후로 기동하는 상부이동대와, 상부이동대에 상에 설치되어 상부이동대의 연장방향을 따라 좌우로 기동하는 작업대와, 작업대 상에 설치되어 상하로 기동하며 하부에 드릴, 톱과 같은 절삭공구를 설치할 수 있는 공구대를 포함하는 씨앤씨 목형 가공기계에 있어서, 상기 테이블의 각도를 조정할 수 있도록 하기 위한 테이블조정수단이 상기 테이블과 상기 베이스 사이에 설치되되, 상기 테이블조종수단은; 하단은 상기 베이스에 연결되고 상단은 상기 테이블의 저면에 연결되는 복수 개의 길이가변기구인 것을 특징으로 한다.

Description

씨앤씨 목형 가공기계{CNC Machine For Manufacturing Wooden Pattern}

본 발명은 가공기계에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 하나의 절삭공구를 이용하여 보다 다양한 작업을 가능하게 하여 작업능률을 높일 수 있는 씨앤씨 목형 가공기계에 관한 것이다.

일반적으로 목형(wooden pattern, 木型)이라 함은 주형(鑄型)을 만들 때 사용하는 나무로 만든 모형을 말한다. 근래 목형은 컴퓨터 수치제어, 즉 CNC(computer numerical control)를 이용한 가공기계에 의해 제작된다.

일반적으로 씨앤씨 목형 가공기계는 소정의 3D프로그램에 따라 공구대를 3축을 따라 움직이면서 테이블 위에 고정된 공작물을 가공하는 방법이다.

이러한 작용을 위하여 씨앤씨 목형 가공기계는 베이스(101) 상부에 수평으로 고정 설치되어 있는 테이블(103)과, 테이블(103)의 양측에 직립되게 위치되도록 베이스(101) 위에 설치되는 가이드(105)와, 가이드(105)에 얹혀진 상태에서 가이드의 연장방향을 따라 전후로 기동하는 상부이동대(107)와, 상부이동대(107)에 상에 설치되어 상부이동대의 연장방향을 따라 좌우로 기동하는 작업대(109)와, 작업대(109) 상에 설치되어 상하로 기동하며 하부에 드릴, 톱과 같은 절삭공구(T)를 설치할 수 있는 공구대(111)를 포함한다. 도면부호 113은 콘트롤박스를 가리킨다. 공작물(W)은 테이블(103) 위에서 미도시된 소정의 고정수단에 의해 위치가 고정되어야 할 것임은 자명하다.

종래의 씨앤씨 목형 가공기계에 있어서 테이블(103)이 작업면이 위를 향하도록 고정되어 있기 때문에 도 2에 도시된 바와 같이 공작물(W)의 중심을 향해 경사진 측면(F)을 가공하기가 쉽지 않다. 이와 같은 경우에는 보통 절삭공구(T)를 교체하여야 하는 것이 일반적이며, 따라서 작업속도의 지연을 초래하게 된다.

대한민국 특허출원 제10-2010-0077991호

본 발명의 목적은 절삭공구의 교체를 최소화하여 작업속도를 높일 수 있으며, 나아가 다양한 형태의 목형을 쉽게 가공할 수 있게 하는, 씨앤씨 목형 가공기계를 제공하는 것에 있다.

위와 같은 목적은, 베이스 상부에 설치되어 있는 테이블과, 테이블의 양측에 직립되게 위치되도록 베이스 위에 설치되는 가이드와, 가이드에 얹혀진 상태에서 가이드의 연장방향을 따라 전후로 기동하는 상부이동대와, 상부이동대에 상에 설치되어 상기 상부이동대의 연장방향을 따라 좌우로 기동하는 작업대와, 상기 작업대 상에 설치되어 상하로 기동하며 하부에 절삭공구날을 설치할 수 있는 공구대를 포함하는 씨앤씨 목형 가공기계에 있어서,

상기 테이블과 상기 베이스 사이에는, 상기 테이블의 각도를 조정할 수 있도록 하기 위한 테이블조정수단이 설치되되, 상기 테이블조종수단은;

하단은 상기 베이스에 연결되고 상단은 상기 테이블의 저면에 연결되는 복수 개의 길이가변기구인 것을 특징으로 하는 씨앤씨 목형 가공기계에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 길이가변기구는 상기 테이블의 모서리 4곳에 각기 독립적으로 기동하도록 설치되며;

상기 길이가변기구는 유압실린더, 랙기어 또는 나사봉 중 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 길이가변기구는 상기 테이블의 모서리 4곳에 각기 독립적으로 기동하도록 설치되는 유압실린더, 랙기어 또는 나사봉 중 어느 하나 이상을 이용하며;

상기 테이블의 중심부에는 상단은 상기 테이블의 저면에 관절운동 가능하게 연결되며, 하단은 상기 베이스에 관절운동 가능하게 연결되는 센터봉을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 테이블의 경사도를 조정할 수 있음으로써 공작물의 설치 각도를 조정할 수 있는 씨앤씨 목형 가공기계가 제공된다. 좀 더 구체적으로는 테이블의 작업면의 각도를 공작물의 가공형태에 따라 임의로 조정할 수 있으며, 이를 수치제어에 포함시킴으로써 보다 능률적이고 신속하게 요구되는 작업을 수행할 수 있는 씨앤씨 목형 가공기계가 제공된다.

도 1은 종래기술에 의한 씨앤씨 목형 가공기계의 개략 사시도이다.
도 2는 종래기술에 의한 씨앤씨 목형 가공기계를 이용한 공작물의 가공 방식을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 씨앤씨 목형 가공기계의 테이블 조정수단의 개략 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 씨앤씨 목형 가공기계의 테이블 조정수단의 개략 정면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 씨앤씨 목형 가공기계의 테이블 조정수단의 개략 정면도이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 씨앤씨 목형 가공기계의 테이블 조정수단의 길이가변기구의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 씨앤씨 목형 가공기계의 사용상태를 도시하는 개략 정면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 씨앤씨 목형 가공기계의 테이블 조정수단의 개략 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다. 우선 도 1, 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 기본적인 실시예를 설명하겠으며, 나머지 도면은 필요한 곳에서 인용하면서 설명하기로 한다.

본 발명의 씨앤씨 목형 가공기계는 프로그램에 따라 자동적으로 기동하면서 공작물을 3차원 가공하도로 되어 있다.

씨앤씨 목형 가공기계의 기본적인 구성은 종래의 것과 다름없다. 그러므로 종래기술과 같은 사항에 대하여는 도 1 및 그 도면부호를 인용하여 설명한다. 씨앤씨 목형 가공기계는 베이스(11) 상부에 설치되어 있는 테이블(1)과, 테이블(1)의 양측에 직립되게 위치되도록 베이스(11) 위에 설치되는 가이드(105)와, 가이드(105)에 얹혀진 상태에서 가이드(105)의 연장방향을 따라 전후로 기동하는 상부이동대(107)와, 상부이동대(107)에 상에 설치되어 상부이동대(107)의 연장방향을 따라 좌우로 기동하는 작업대(109)와, 작업대(109) 상에 설치되어 상하로 기동하며 하부에 다양한 형태의 절삭공구(T)를 설치할 수 있는 공구대(111)를 포함한다. 장치 본체의 측방에는 콘트롤박스(113)가 설치된다. 콘트롤박스(113)는 디스플레이, 입력부 및 컴퓨터를 구비한다. 공작물(W)은 테이블(1) 위에서 미도시된 소정의 고정수단에 의해 위치가 고정되어야 할 것이다.

도 1에 도시된 것은 하나의 예시이므로 본 발명이 도 1에 도시된 형태의 씨앤씨 목형 가공기계에 한정적으로 적용되는 것은 아니다.

본 발명의 특징은 테이블(1)의 작업면의 각도 등을 조정할 수 있게 하는 구성에 있다. 테이블(1)의 각도는 테이블(1)과 베이스(11) 사이에 설치되는 테이블조정수단에 의해 조정될 수 있다. 베이스(11)는 작업장 바닥에 고정 설치된다. 본 발명은 테이블조정수단에 특징이 있는 것이므로 이하에서는 이 테이블조정수단에 대해 설명한다.

테이블조정수단은 하단은 베이스(11)에 연결되고 상단은 테이블(1)의 저면에 연결되는 복수 개의 길이가변기구(3,5,7,9)를 포함한다. 테이블조정수단의 제어는 전술한 콘트롤박스(113)에 의해 이루어지며, 다른 기구들의 운동과 함께 프로그램에 변수로 입력된다.

본 발명의 실시예에 의하면 길이가변기구(3,5,7,9)는 도 3에 도시된 바와 같이 테이블(1)의 모서리 4곳에 각기 독립적으로 기동하도록 설치된다. 이로써 도 4에 도시된 바와 같이 테이블(1)을 어느 방향으로든 중심부를 기준으로 하여 좌우방향으로 경사지게 조정할 수 있게 된다. 테이블(1)의 경사도(A)는 길이가변기구(3,5,7,9)의 길이변화량에 의해 결정될 것임이 분명하다.

그리고 여기서 더 나아가 도 5에 도시된 바와 같이 센터봉(13)이 테이블(1)의 중심부에 설치될 수 있다. 센터봉(13)은 상단은 테이블(1)의 저면에 관절운동 가능하게 연결되며, 하단은 베이스(11)의 상면 관절운동 가능하게 연결된다. 센터봉(13)은 테이블(1)이 보다 안정적으로 유동되며 작업시 유동됨이 없도록 하기 위한 것이다.

길이가변기구(3,5,7,9)에도 여러 방식이 있을 수 있다. 대표적인 것이 유압실린더, 랙기어 또는 나사봉을 포함하는 기구일 수 있다. 경우에 따라서는 캠기구 역시 길이가변기구와 마찬가지의 기능을 수행할 수 있으므로 캠기구 역시 길이가변기구에 포함되는 개념으로 이해되어야 한다.

테이블의 각도변화를 감지하여 이를 제어부에 인가하기 위한 각도센서(미도시됨)가 더 포함될 수 있다. 각도센서는 2개 이상이 구비됨으로써 테이블(1)의 X축 방향으로의 기울기 및 Y축 방향으로의 기울기를 개별 측정하도록 한다. 이하에서는 길이가변기구(3,5,7,9)의 구성을 도 6 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

우선 유압실린더(15)를 이용한 도 6의 길이가변기구(5')를 설명한다. 설치된 모든 유압실린더가 동일한 구성과 작용을 하므로 이하에서는 하나의 유압실린더를 대표하여 설명한다.

유압실린더(15)의 실린더(19)는 힌지연결구(17)를 통해 베이스(11)에 연결되어 힌지연결구(17)를 중심으로 도면상 좌우방향으로 회전하게끔 되어 있다. 피스톤(21)의 상단은 너클베어링과 같은 만능조인트를 매개로 하여 테이블(1)에 연결된다. 너클베이링은 피스톤(21) 상단에 연결되는 볼(23, ball)과 볼(23)의 외주면을 감싸는 소켓플랜지(25)를 포함한다. 유압실린더(15)의 상,하단에 어떠한 연결수단을 사용하는가는 기구학적인 면을 고려하여 결정하면 되므로 반드시 도시된 것에 한정될 필요는 없다. 그리고 본 명세서에서 설명되는 힌지연결구(17) 역시 상황에 따라 360ㅀ방향으로 회전 가능한 만능조인트가 이용될 수 있다. 미세한 각도 범위에서의 변형은 고무 형태로 된 조인트도 사용 가능하다.

유압이 공급되면 유압실린더(15)의 길이가 신장하여 고정되어 있는 베이스(1)에 대하여 테이블(1)이 상승하게 된다.

일반적인 유압실린더는 길이가 2가지(축소, 신장) 밖에 결정할 수 없지만, 여러 길이로 단계적 조정이 가능한 형식의 것이 있다. 후자가 더 바람직하지만 전자의 사용도 가능하다.

이하에서는 도 7을 참조하여 나사봉(27) 방식의 길이가변기구(5")를 설명한다.

고정 설치된 구동모터(31)의 출력축에는 구동피니언(29)이 감속기를 매개로 설치된다. 길이방향을 따라 나사산이 마련되어 있는 나사봉(27)은 구동피니언(29)과 치합되어 구동피니언(29)의 구동에 의해 회전된다. 그러면 나사의 원리에 의해 나사봉(27)이 도면상 상하방향으로 기동하게 된다. 이에 의해 테이블(1)이 상하로 기동하게 되는 것이다. 베이스(11)에는 나사봉(27)이 직선구동하도록 하는 가이더(33,35)가 설치된다. 가이더(33,35)는 나사봉(27)의 상단 및 하단을 가이드하는 슬리브 형태로 되어 있을 수 있다. 구동모터(31)는 정밀한 제어가 가능한 서보모터가 사용될 수 있다. 가이더(33,35)는 일정한 각도 범위에서 유동 가능하게 함으로써 나사봉(27)의 움직임, 특히 기울어지는 움직임에 대응하도록 할 수 있다. 고무나 폴리우레탄 부싱을 사용하면 될 것이다.

도시되지는 않았지만 나사봉(27)을 대신하여 랙기어가 사용될 수도 있을 것이다. 즉 랙과 피니언에 의한 직선운동기구가 길이가변기구에 채용될 수도 있다. 그리고 여기서 더 나아가 두종류 이상의 길이가변기구가 조합되어 사용될 수도 있다.

이와 같은 구성에 의하면 도 8에 도시된 바와 같이 한쪽 길이가변기구(5)를 짧아지도록 하고 반대쪽 길이가변기구(7)는 신장되도록 함으로써 테이블(1)의 경사도(A)를 높일 수 있게 된다. 언급한 것처럼 테이블(1)의 경사방향은 자유자재로 조정될 수 있다. 따라서 하나의 절삭공구날을 이용하여 다양한 작업을 수행할 수 있게 된다. 즉 테이블(1)이 평면으로 고정된 상태에서 가공할 수 없었던 경사진 측면(F)을 가공할 수 있게 되는 것이다.

이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예를 설명한다. 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 씨앤씨 목형 가공기계의 개략 사시도이다.

본 실시예에 의하면 길이가변기구(3,5)가 2개가 설치되는 것을 예시하고 있다. 길이가변기구(3,5)는 테이블(1)의 한쪽에 설치되고 테이블(1)의 반대쪽은 힌지연결기구(37)에 의해 베이스(11)에 연결되어 있다. 본 실시예에 의하면 테이블(1)이 한쪽만 들려질 수 있도록 하고 있다. 이 실시예는 본 발명에 의한 효과를 양보하는 대신 설치비용을 크게 절감하는 것을 제안한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면 테이블의 각도가 조정된 상태에서 테이블의 유동을 방지하기 위한 다양한 방식의 테이블고정수단이 더 마련될 수 있다. 예를 들어, 테이블고정수단은 테이블의 각 측면을 여러 개의 전자석을 이용하여 고정하도록 한 록장치(미도시)가 사용될 수 있다. 전자석은 베이스(11)나 가이드(105) 상에 설치될 수 있겠다.

위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다. 이와 같이 길이가변기구(3,5,7,9)는 다양한 형태 및 방식으로 설치될 수 있다. 언급한 것처럼 캠기구가 길이가변기구로 채용될 수도 있다. 그러나 이러한 것들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 있는 것이다.

1 ; 테이블 3,5(5',5"),7,9 : 길이가변기구
11 : 베이스 13 : 센터봉
15 : 유압실린더 17,37 : 힌지연결구
27 : 나사봉 29 : 구동피니언
31 : 구동모터 33,35 : 가이더(guider)
107 : 상부이동대 109 : 작업대
111 : 공구대 113 : 콘트롤박스

Claims (3)

1. 베이스 상부에 설치되어 있는 테이블과, 테이블의 양측에 직립되게 위치되도록 베이스 위에 설치되는 가이드와, 가이드에 얹혀진 상태에서 가이드의 연장방향을 따라 전후로 기동하는 상부이동대와, 상부이동대에 상에 설치되어 상부이동대의 연장방향을 따라 좌우로 기동하는 작업대와, 작업대 상에 설치되어 상하로 기동하며 하부에 드릴, 톱과 같은 절삭공구를 설치할 수 있는 공구대를 포함하는 씨앤씨 목형 가공기계에 있어서,
   상기 테이블의 각도를 조정할 수 있도록 하기 위한 테이블조정수단이 상기 테이블과 상기 베이스 사이에 설치되되, 상기 테이블조종수단은;
   하단은 상기 베이스에 연결되고 상단은 상기 테이블의 저면에 연결되는 복수 개의 길이가변기구인 것을 특징으로 하는 씨앤씨 목형 가공기계
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 길이가변기구는 상기 테이블의 모서리 4곳에 각기 독립적으로 기동하도록 설치되며;
   상기 길이가변기구는 유압실린더, 랙기어 또는 나사봉 중 어느 하나 이상을 이용하는 것을 특징으로 하는 씨앤씨 목형 가공기계
   
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 길이가변기구는 상기 테이블의 모서리 4곳에 각기 독립적으로 기동하도록 설치되는 유압실린더, 랙기어 또는 나사봉 중 어느 하나 이상을 이용하는 것이며;
   상기 테이블의 중심부에는 상단은 상기 테이블의 저면에 관절운동 가능하게 연결되며, 하단은 상기 베이스에 관절운동 가능하게 연결되는 센터봉을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 씨앤씨 목형 가공기계

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