KR100369225B1 - 공작기계의 공작물 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가공중 공작물의 이송시 X,Y축의 직각도 및 테이블의 수평도가 변경되는 것을 방지함으로서, 가공 정밀도를 높이고자 하는 공작기계의 공작물 이송장치에 관한 것으로, 그 구성을 설명하면 다음과 같다.

베드의 후방에 수직으로 세워져 있으며 Z축으로 이동되는 주축대가 장착된 컬럼을 갖는 공작기계에 있어서, 상기 베드의 상면에는 수평면이 형성되어 있으며, 이 수평면의 상측에는 정반과 X축 이송부 및 Y축 이송부로 이루어진 공작물 이송장치가 장착됨을 특징으로 하는 것이다.

Description

공작기계의 공작물 이송장치{The work moving device of machine tool}

본 발명은 공작기계의 공작물 이송장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로 설명하면, 공작물의 가공 이송시 X,Y축의 직각도 및 테이블의 수평도가 변경되는 것을 방지하여 가공 정밀도를 높이고자 하는 공작기계의 공작물 이송장치에 관한 것이다.

일반적으로 머시닝 센터(이하 공작기계라 칭함)라 함은, 공작물을 가공함에 있어서 밀링절삭, 드릴링, 보링 등의 가공을 한 대의 장치로 수행하는 공작기계를 말하는 것으로서, 그 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 5는 종래의 공작기계를 나타낸 것으로서, 상측에는 Y축으로 이동되는 새들(2)이 장착되어 있는 베드(1)와, 상기 새들(2)의 상측에 올려져 X축으로 이동되는 테이블(3)과, 상기 베드(1)의 후방에 수직으로 세워지며 Z축으로 이동되는 주축대(5)가 장착된 컬럼(4)으로 이루어진 것이다.

특히 상기 베드(1)의 후방에는 새들(2)을 이동시키는 Y축 서보모터(61)가 장착되어 있으며, 상기 새들(2)의 일측에는 테이블(3)을 이동시키는 X축 서보모터(62)가 장착되어 있는 한편, 상기 칼럼(4)의 상측에는 주축대(5)를 승강시키는 Z축 서보모터(63)가 장착된다.

따라서 상기와 같이 구성된 공작기계를 작동시켜 공작물을 가공할 경우에는, 먼저, 테이블(3)의 상면에 공작물을 고정한 후, 제어부에 입력된 프로그램을 실행시켜 주축모터와 X,Y,Z축 서보모터(61,62,63)를 작동시킴으로서, 공작물의 가공을 마감하는 것이다.

한편, 도 6은 도 5의 C-C선 단면도 이고, 도 7은 테이블의 장착 단면도로서, 종래의 새들과 테이블의 장착상태를 설명하면 다음과 같다.

상기 베드(1)의 상측에는 새들(2)이 이동될 경우 이를 안내하는 Y축 가이드레일(21)이 장착되고, 상기 새들(2)의 상측에도 테이블(3)이 이동될 경우 이를 안내하는 X축 가이드레일(31)이 장착되어 있으며, 상기 새들(2)과 테이블(3)의 하부 양측에는 상기 Y축 가이드레일(21)과 X축 가이드레일(31)이 끼워지는 홈부(22,32)가 각각 형성되어 있는 것이다.

그리고 상기 베드(1)에 새들(2)을 조립할 경우에는, 상기 새들(2)의 하부에 형성되어 있는 홈부(22)의 상면(221)과 내측면(222)을 상기 Y축 가이드레일(21,31)의 상면(211)과 내측면(212)에 밀착시켜 고정하는 한편, 상기 새들(2)에 테이블(3)을 조립할 경우에도, 상기 테이블(3)의 하부에 형성되어 있는 홈부(32)의 상면(321)과 내측면(322)을 상기 X축 가이드레일(31)의 상면(311)과 내측면(312)에 밀착시켜 고정한다. 따라서 상기 Y,X축 가이드레일(21,31)에 있어서, 상면(211,311)과 내측면(212,312)이 새들(2)과 테이블(3)에 대한 이송 기준면이 되는 것이다.

따라서, Y축 서보모터(61)와 X축 서보모터(62)를 작동시켜 상기 새들(2)과 테이블(3)이 이동되는 시점에서는, 상기 새들(2)과 테이블(3)에 형성되어 있는 홈부(22,32)가 상기 가이드레일(21,31)의 이송 기준면인 상면(211,311)과내측면(212,312)에만 접촉된 상태로 이동되는 것이다.

그러나, 상기 제 1,2가이드레일(21,31)에 형성되어 있는 내측면(212,312)과 상기 홈부(22,32)에 형성되어 있는 내측면(222,322) 사이에는 미세한 유격이 생기게 됨으로서, 공작물의 가공시 작용력(자중, 절삭력, 공작물 중량 등)의 발생으로 인하여 새들(2)과 테이블(3)의 유동되어 공작물이 미세하게 흔들리면서 이동됨에 따라, 고정밀도의 가공물을 얻을 수 없는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 상기 제 1,2가이드레일(21,31)의 내측벽(212,312)에서는 상기 가공시 발생되는 작용력에 대한 측면 힘을 받지 않음에 따라서, 공작물의 X,Y축 이송시 X,Y축의 직각도가 변경되는 문제점도 가지고 있었다.

또, 제 1,2 가이드레일(21,31)의 상면(211,312)과 상기 새들(2) 및 테이블(3)에 형성되어 있는 홈부(22,32)의 상면(221,321)의 접촉 면적이 적고, 상기 제 1,2가이드레일(21,31)의 내측벽(212,312)에서는 상기 가공시 발생되는 작용력에 대한 측면 힘을 받지 않음으로서, 가공중 공작물의 수평도가 변경되는 문제점도 가지고 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 정반의 평면과 측벽을 기준면으로 하는 이송장치를 제공함으로서, 공작물이 올려지는 테이블의 이동시 유동을 방지함은 물론, 테이블의 X,Y축 이송시 X,Y축의 직각도가 변경되는 것을 방지하며, 아울러, 가공중 공작물의 수평도가 변경되는 것을 방지하는 목적을 가지는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 베드의 후방에 수직으로 세워져 있으며 Z축으로 이동되는 주축대가 장착된 컬럼을 갖는 공작기계에 있어서, 상기 베드의 상면에는 수평면이 형성되어 있으며, 이 수평면의 상측에는 정반과 X축 이송부 및 Y축 이송부로 이루어진 공작물 이송장치가 장착됨을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 공작물 이송장치가 장착된 공작기계를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 공작물 이송장치를 나타낸 확대 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 공작물 이송장치를 나타낸 것으로서,

도 3a는 평면도이며,

도 3b는 도 3a의 A-A선 개략 단면도이고,

도 3c는 측면도를 나타낸다.

도 4는 도 3b의 B부 확대도.

도 5는 종래의 공작기계를 나타낸 개략도.

도 6은 도 5의 C-C선 단면도.

도 7은 종래 테이블의 장착 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 베드

11 : 수평면

111 : 높이조정 스크류, 112 : 수직 브라켓

4 : 컬럼

5 : 주축대

7 : 정반

71 : 상면

72 : 하면

73 : 측면

8 : X축 이송부

81 : 프레임

811 : 수직대, 812 : 가이드 레일, 813 : 기준대,

814 : 브라켓

82 : X축 서보모터

821 : 스크류축

83 : 연결부

9 : Y축 이송부

91 : 프레임

911 : 격판, 912 : 가이드 홈부, 913 : 가이드대,

913a : 기준면

92 : Y축 서보모터

921 : 스크류 축

93 : 테이블 고정구

931 : 브라켓

94 : 테이블

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 공작물 이송장치가 장착된 공작기계를 나타낸 사시도로서, 그 구성을 설명하면 다음과 같다.

베드(1)의 양방에 수직으로 세워져 있으며 Z축으로 이동되는 주축대(5)가 장착된 컬럼(4)을 갖는 공작기계에 있어서, 상기 베드(1)의 상면에는 수평면(11)이 형성되어 있으며, 이 수평면(11)의 상측에는 정반(7)과 X축 이송부(8) 및 Y축 이송부(9)로 이루어진 공작물 이송장치가 장착됨을 특징으로 하는 것이다.

특히, 상기 정반(7)은 석재로 제조되는 것으로서, 상,하면(71,72)은 일정한 형상공차 내의 평행도를 가지며, 측벽(73)은 상기 상면(71)과 일정한 형상공차 내의 직각도를 가지는 것이다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 베드(1)의 상측에 형성되어 있는 수평면(11)에는 정반(7)의 수평도를 맞출 수 있도록 다수의 높이조정 스크류(111)가 장착되어 있으며, 상기 수평면(11)의 전방과 양측에는 상기 정반(7)의 전방 측벽(73)과 양측벽(73)을 고정하는 수직 브라켓(112)이 장착된다.

도 2와 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 X축 이송부(8)는 상기 정반(7)의 후방 측벽(73)에 밀착되어 상기 베드(1)의 상면에 고정되는 것으로서, 상기 베드(1)의 상측에 고정되는 프레임(81)과, X축 방향의 스크류 축(821)을 보유한 X축 서보모터(82)와, 상기 스크류 축(821)에 장착되어 Y축 이송부(9)와 연결되는 연결부(83)로 구성된다.

그리고 상기 프레임(81)의 전방에는 수직대(811)가 형성되며, 이 수직대(811)의 상측에는 X축 방향의 가이드 레일(812)이, 상기 수직대(811)의 하부 전방에는 정반(7)의 후방 측벽(73)과 밀착되는 기준대(813)가 장착되어 있는 한편, 상기 수직대(811)의 후방 일측에는 상기 X축 서보모터(82)를 고정할 수 있도록 브라켓(814)이 형성되어 있는 것이다.

또한 상기 브라켓(814)의 일측에는 X축 방향의 스크류 축(821)을 갖는 X축 서보모터(82)가 장착되어 있으며, 상기 스크류 축(821)에는 Y축 이송부(9)와 연결되는 연결부(83)가 장착 되는데, 상기 연결부(83)는 상기 스크류 축(821)과 양측이 연결되어 회전되는 회전하우징(831)과, 하부는 상기 회전하우징(831)의 외측에 장착되고 상부는 상기 Y축 이송부(9)와 연결되는 브라켓(832)으로 구성된다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 Y축 이송부(9)는 상기 정반(7)의 상면(71)에 위치되는 것으로서, 상기 가이드레일(812) 상에 올려져 X축으로 이송되는 프레임(91)과, Y축 방향의 스크류 축(921)을 보유한 Y축 서보모터(92)와, 상기 스크류 축(921)에 장착되어 Y축 방향으로 이동되는 테이블 고정부(93)로 구성된다.

그리고, 상기 프레임(91)의 중앙에는 격판(911)이 형성되어 있으며, 이 격판(911)의 하부에는 상기 X축 이송부(8)에 장착된 가이드 레일(812)을 타고 이동되는 가이드 홈부(912)가 장착되고, 상기 격판(911)의 전방 양측에는 상기 테이블 고정부(93)가 장착되는 가이드대(913)가 형성되는 한편, 상기 격판(911)의 후방 중앙에는 상기 테이블 고정부(93)와 연결되는 스크류 축(921)을 갖는 Y축 서보모터(92)가 장착되는 것이다. 또한, 상기 테이블 고정부(93)의 상측에는 테이블(94)이 올려지게 되는 것이다.

특히, 상기 격판(911)의 전방 양측에 형성되어 있는 가이드대(913)의 내측에는 Y축 기준면(913a)이 형성되어 있으며, 상기 테이블 고정부(93)의 양측에는 상기 Y축 기준면(913a)과 밀착되어 이동될 수 있도록 브라켓(931)이 고정된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

도 1내지 도 4에 도시된 바와 같이, 컬럼(4)의 전방에 고정되어 있는 주축대(5)를 작동시켜 가공을 진행할 경우에는 공작물 이송장치를 이루는 X,Y축 서보모터(82,92)가 작동되어 공작물의 위치를 변경시키는 것이다.

먼저, 상기 X축 서보모터(82)를 작동시키게 되면, X축 서보모터(82)에 장착되어 있는 스크류축(821)이 정,역 회전되어 스크류축(821)에 장착된 연결부(83)가 X축 방향으로 이동됨으로서, 상기 연결부(83)가 고정된 Y축 이송부(9)의 프레임이 X축 방향으로 이동되게 되는 것이다.

즉 상기와 같이, 상기 Y축 이송부(9)를 이루는 프레임(91)이 X축으로 이동될 경우에는 격판(911)의 하부에 위치된 가이드 홈부(912)가 상기 X축 이송부(8)에 장착된 가이드 레일(812)을 타고 이동되는 것이다.

따라서 상기 가이드 레일(812)은 프레임(81)의 수직대(811) 상측에 위치된 것으로서, 상기 수직대(811) 전방에는 상기 정반(7)의 후방 측벽(73)과 밀착되는 기준대(813)가 장착되어 있음에 따라서, 상기 Y축 이송부(9)를 이루는 프레임(91)의 이동시 X축의 위치가 변경되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 Y축 서보모터(92)를 작동시키게 되면, Y축 서보모터(92)에 장착되어 있는 스크류축(921)이 정,역 회전됨에 따라서, 상기 스크류축(921)에 장착되어 있는 테이블 고정부(93)가 Y축 방향으로 이동된다.

즉 상기 Y축 이송부(9)를 이루는 테이블 고정부(93)가 Y축으로 이동되는 순간에는, 상기 테이블 고정부(93)의 하면이 상기 정반의 상면과 밀착되는 한편, 테이블 고정부(93)의 양측에 장착되어 있는 브라켓(931)의 외측면이 상기 가이드대(913)의 내측에 형성되어 있는 기준면(913a)과 밀착되어 이동되는 것이다.

따라서 상기 테이블 고정부(93)의 하면은 정반의 상면과 밀착되고, 양측은 상기 가이드대(913)의 내측면에 고정됨으로서, Y축으로 상기 테이블 고정부(93)가 이동될 경우에 위치가 변경되는 것을 방지함은 물론, 상기 테이블 고정부(93)의 이동시 흔들림을 방지하는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 공작물이 올려지는 테이블의 이동시 유동을 방지하고 테이블의 X,Y축 이송시 X,Y축의 직각도가 변경되는 것을 막음은 물론, 가공중 공작물의 수평도가 변경되는 것을 방지함으로서, 고정밀도의 가공물을 제작할수 있는 효과를 가지는 것이다.

Claims (6)

1. 베드(1)의 상면에 정반(7)이 장착되어 있고, 상기 정반(7)의 후방측에 X축 이송부(8)가 장착되어 있으며, 정반(7)의 상면에는 Y축 서보모터(92)와 스크류 축(821)을 갖는 Y축 이송부(9)가 장착되어 있는 공작기계의 공작물 이송장치에 있어서,

   상기 베드(1)의 상측에 X축 이송부(8)를 구성하는 프레임(81)이 고정되고, 상기 프레임(81)의 전방에는 수직대(811)가 형성되며, 상기 수직대(811)의 전방에 정반(7)의 후방 측벽(73)과 밀착되는 기준대(813)가 장착되어 상기 기준대(813)에 의해 상기 프레임(91)의 이동시 X축의 위치가 변경되지 않게 구성하고;

   상기 Y축 서보모터(92)의 스크류 축(821)에 테이블 고정부(913)을 장착하되, 상기 테이블 고정부(913)의 하면이 정반(7)의 상면과 밀착되게 하고, 양측에는 가이드대(913)가 형성되어 상기 가이드대(913)에 의해 Y축으로 테이블 고정부(93)의 이동시 위치 변경 및 흔들리지 않게 구성한 것을 특징으로 한 공작기계의 공작물 이송장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 베드(1)의 상측 수평면(11)에 다수의 높이조정 스크류(111)가 장착되어 상기 높이조정 스크류(111)에 의해 정반(7)의 수평도를 맞출 수 있도록 구성하고, 상기 수평면(11)의 전방 및 양측에는 수직 브라켓(112)이 장착되어 상기 수직 브라켓(112)에 의해 정반(7)의 전방 측벽(73) 및 양측벽(73)을 고정할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한 공작기계의 공작물 이송장치.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 스크류 축(821)에 Y축 이송부(9)와 연결되는 연결부(83)가 장착되고, 상기 연결부(83)는 스크류 축(821)과 양측이 연결되어 회전되는 회전하우징(831)과, 하부는 상기 회전하우징(831)의 외측에 장착되고 상부는 상기 Y축 이송부(9)와 연결되는 브라켓(832)으로 구성된 것을 특징으로 한 공작기계의 공작물 이송장치.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,

   상기 가이드대(913)의 내측에는 Y축 기준면(913a)이 형성되어 있으며, 상기 테이블 고정부(93)의 양측에는 상기 Y축 기준면(913a)과 밀착되어 이동되는 브라켓(931)이 고정된 것을 특징으로 한 공작기계의 공작물 이송장치.