KR101480804B1 - 다양한 가공물을 가공하는 다축가공장치와 그를 이용한 로딩과 언로딩 및 가공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 X, Y, Z 축 방향으로 가공물은 물론 작업을 위한 작업공구를 이동시키며 가공을 하는 다축가공기에서, 로딩과 언로딩의 작업을 수행하는 동안에도 작업이 계속적으로 진행될 수 있도록 한 다양한 가공물을 가공하는 다축가공장치와 그를 이용한 로딩과 언로딩 및 가공 방법에 관한 것이다.
특히 본 발명은 기체의 전방과 후방에 별도의 상판유닛과 하판유닛을 독립적으로 배치하고, 하판은 상판의 하단을 통과하여 지나갈 수 있도록 하는 서로 다른 수준을 유지할 수 있도록 하여, 상판이 전방에서 가공물을 로딩이나 언로딩을 수행하는 동안에도 하판은 스핀들의 하단에서 작업을 계속하여 연속적인 작업을 가능하게 함으로 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 다양한 가공물을 가공하는 다축가공장치와 그를 이용한 로딩과 언로딩 및 가공 방법에 관한 것이다.

Description

다양한 가공물을 가공하는 다축가공장치와 그를 이용한 로딩과 언로딩 및 가공 방법{the using method and multi-axis processing machine to product glass}

본 발명은 X, Y, Z 축 방향으로 가공물은 물론 작업을 위한 작업공구를 이동시키며 가공을 하는 다축가공기에서, 로딩과 언로딩의 작업을 수행하는 동안에도 작업이 계속적으로 진행될 수 있도록 한 다양한 가공물을 가공하는 다축가공장치와 그를 이용한 로딩과 언로딩 및 가공 방법에 관한 것이다.

특히 본 발명은 기체의 전방과 후방에 별도의 상판유닛과 하판유닛을 독립적으로 배치하고, 하판은 상판의 하단을 통과하여 지나갈 수 있도록 하는 서로 다른 수준을 유지할 수 있도록 하여, 상판이 전방에서 가공물을 로딩이나 언로딩을 수행하는 동안에도 하판은 스핀들의 하단에서 작업을 계속하여 연속적인 작업을 가능하게 함으로 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 다양한 가공물을 가공하는 다축가공장치와 그를 이용한 로딩과 언로딩 및 가공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 다축가공장치는 X, Y, Z축 좌표 방향을 타고 자유롭게 이동을 하면서 정밀한 가공을 하는 가공기이다. 이러한 다축가공장치는, 지그의 상단에 위치하는 가공물에 일정한 작업을 가하되, 다수 개를 동시에 가공하고 정확하게 적재하기 위해서 사용된다. 특히 정밀한 가공을 위한 휴대폰 유리나 기타 정밀한 그라스 가공물에서는 이러한 다축가공장치가 즐겨 이용되고 있다.

종래 가장 일반적으로 사용되고 있던 다축가공장치의 일례를 도시된 도 1과 2를 통해서 먼저 설명한다.

이 건은 다축가공장치를 이용한 가공방법 및 그 장치에 대한 건으로 대한민국 특허청에 특허 출원번호 제 10-2007-68680호로 출원된 건이다. 도시된 도면에서와 같이 이 건은 테이블(200)이 전방의 끝단으로 이동하면, 이 테이블 위에 가공을 위한 가공물을 안착시키고, 테이블이 다시 작업 장소로 이동한다.

이 테이블(200)이 이동하는 방향이 X축 좌표 방향이라고 칭한다면, 가공물은 실질적으로 X축의 방향으로 이동하여 정 위치를 잡게 된다. 보다 정확하게는 주축에 안착된 공구(10a)의 직 하방까지 이동하여 가공 작업을 수행할 수 있는 위치를 확보하는 것이다. 이 건 발명에서는 이렇게 X축 방향의 이동을 수행하는 구성을 전후이송수단(430)이라 칭하였다.

아무튼 전술된 전후 이송수단의 작동 후에는, 도시된 도면에서와 같이 좌우이송수단(420)이 이동을 하여 Y축 좌표방향으로 이동을 하여 정확한 작업의 센터를 잡는다. 테이블(200)의 지그 위에 안착된 가공물의 직상부에 툴이 위치하도록 정확한 Y축 좌표로 툴을 이동시키는 것이다.

이러한 작업이 있고 난 후에는, 상기 툴홀더(120)에 물려져 있는 공구(=툴; 120)가 하향하여 정확하게 가공할 공구의 Z축 좌표를 찾는다.

이 다축가공장치를 통해서 가공되는 대다수의 가공물은 정밀한 가공을 위한 것이다. 휴대폰에서 사용하는 스크린이나 1mm 이하의 오차를 필요로 하는 정밀한 전자제품의 부품이 대다수이다. 따라서 공구의 위치를 정확하게 산정하는 다축가공장치는 전 방향의 정밀한 이동이 가능해야 하는 것이다.

이러한 종래의 다축가공장치는 다양한 각도로 변화되고 발전되어 왔다. 즉, 보다 정밀한 가공을 위하여, 또 더 나아가 더 많은 량의 가공물을 대량으로 생산하기 위한 방향으로 발전되어 왔다. 그런데 이러한 발전은 한계에 부딪힌다. 보다 정밀한 가공을 위하고, 보다 많은 량의 가공을 유지하기 위해서 개발자가 주력해온 노력이 사실상 해결책이 되지 못했던 것이다. 하나의 기체에 다수의 공구를 장착하여 생산성을 높이는 방향은 기체의 부피를 지나치게 크게 하고 비용을 상승시키는 문제점도 낳았으며, 보다 정밀함을 추구하는 방향과 정면으로 부딪친다.

결국 종래의 다축가공장치는 전술된 정밀한 가공과 대량생산이라는 이율배반적인 목적을 정확하게 분석하지 못하고, 단순한 양적인 확대로 달성하려고 한, 해결할 수 없는 제안만 양산했다. 사실상 종래 다축가공장치의 작업방식을 더 연구했다면 보다 좋은 해결책이 나올 수 있었는데 이를 하지 못했다.

그럼 다시 한 번 종래 다축가공장치 작업방식을 살펴본다.

종래 모든 다축가공장치는 모두 기체의 전방에 로봇팔을 비치하고, 가공되어야 할 가공물을 집어 기체의 상단 테이블에 안착시킨다. 안착된 가공물은 테이블의 이동에 따라 공구의 하단으로 다시 이동한다. 이동 후 기체는 좌우방향, 상하방향으로 공구를 이동시켜 가공물을 가공한다. 그후 가공된 가공물은 기체의 전방으로 이동하여 로봇팔을 통해서 언로딩되어 일정한 장소에 적재된다.

바로 모든 종래의 다축가공장치는 이 작업의 방식을 준수하고, 이러한 작업을 준수하기 위해서 정밀도를 높이고, 보다 많은 가공을 수행하기 위해서 공구의 숫적 확대를 추구하며 대량생산을 추구하였다. 바로 테이블이 기체의 전방으로 이동하여 가공물을 로딩하거나 언로딩하는 시간에는 공구가 작업을 중지하고 기다려야 한다는 것을 당연하게 여겼던 것이다.

가공물을 로딩하고 가공된 가공물을 다시 언로딩 하는 동안에도 꾸준히 공구를 작동시켜 가공물을 가공할 수 있도록 해야 대량생산은 물론 정밀한 작업이 가능하다는 착상을 하지 못하고, 종래의 작업방식을 그대로 준수했다. 본 발명은 바로 이러한 종래의 문제점을 완벽하게 해결하였다.

본 발명은 X, Y, Z 축 방향으로 가공물은 물론 작업을 위한 작업공구를 이동시키며 가공을 하는 다축가공기에서, 로딩과 언로딩의 작업을 수행하는 동안에도 작업이 계속적으로 진행될 수 있도록 한 다양한 가공물을 가공하는 다축가공장치와 그를 이용한 로딩과 언로딩 및 가공 방법을 제공하고자 한다.

특히 본 발명은 기체의 전방과 후방에 별도의 상판유닛과 하판유닛을 독립적으로 배치하고, 하판은 상판의 하단을 통과하여 지나갈 수 있도록 하는 서로 다른 수준을 유지할 수 있도록 하여, 상판이 전방에서 가공물을 로딩이나 언로딩을 수행하는 동안에도 하판은 스핀들의 하단에서 작업을 계속하여 연속적인 작업을 가능하게 함으로 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 다양한 가공물을 가공하는 다축가공장치와 그를 이용한 로딩과 언로딩 및 가공 방법을 제공하고자 한다.

본 발명에 따른, 다양한 가공물을 가공하는 다축가공장치는 로딩과 언로딩을 반복하며, 작업판에 적재된 다양한 가공물을 수평방향으로 이동시키며 가공을 완성하는 다축가공장치에 있어서, 배수구조를 가진 사각의 작업플레이트(10), 작업플레이트(10)의 중심부측 상부로 올라서도록 작업플레이트(10)의 좌우 양단에 형성되는 지지대(11)와 상기 지지대(11)를 수평방향으로 연결하는 Y축주축대(12)에 Z축방향으로 승하강 되도록 설치되는 다수의 스핀들(13)을 가진 작업부(K); 상기 지지대(11)의 사이에서 각각의 구동부(A, B)를 통해서 좌우 방향으로 이동되도록 하되, 가공물(1)을 받고 작업대로 활용되는 상판유닛(20)과 하판유닛(30)을 서로 다른 수준으로 형성하여, 상판유닛(20)과 하판유닛(30)이 서로 교차를 허용하면서, 교번적으로 작업플레이트(10)의 전면에 위치하여 로봇팔을 통해 가공물과 완성물을 로딩, 언로딩하는 동안 작업이 진행될 수 있도록 한다.

또한 본 발명 다양한 가공물을 가공하는 다축가공장치에 따른, 상판유닛(20)과 하판유닛(30)은, 상부가 평평한 다수의 작업판(2)을 설치한 플레이트 형태의 상판(21), 작업플레이트(10)의 상부로 직립된 상판지지대(22)가 상기 상판(21)을 지지하도록 하고; 상부가 평평한 다수의 작업판(2)을 설치한 플레이트 형태의 하판(31), 작업플레이트(10)의 상부로 세워지는 하판바디(32)가 상기 하판(31)과 일체화되어 결합하여; 상기 상판(21)이 하판(31)에 비하여 높은 위치를 확보하고, 각각의 구동부(A, B)로 작동하되, 상판(21)과 하판(31)이 수평방향으로 이동하다가 서로 겹치는 위치에서도 상판(21)의 하단으로 하판(31)이 지나갈 수 있도록 하여, 일측이 작업 중일 때에 타측이 로딩이나 언로딩을 동시에 수행할 수 있도록 하고 : 상판유닛(20)의 구동부(A)는, 좌우 양단이 절곡된 레일부(23)를 가진 "ㄷ"자 형상으로 이루어진 상판(21)의 중심부분에서 하단으로 내려서는 상판지지대(22)와; 상기 좌우 양단의 레일부(23) 하단과 상판지지대(22)의 하단에 설치되는 LM가이드(24)와; 상판지지대(22)의 중심부분에 끼워져 써버모터(25)의 동력을 통해서 상판(21)을 좌우 이동시키는 볼스크류(26)로 이루어진다.

또한 본 발명 다양한 가공물을 가공하는 다축가공장치에 따른, 하판유닛(30)의 구동부(B)는, 플레이트 형태의 하판(31)과; 하판(31)과 일몸체로 작업플레이트 상부로 내려서는 하판바디(32)와; 하판(31)의 하단 하판바디(32)의 좌우양쪽에 각각 설치되는 LM가이드(34)와; 상기 하판바디(32)의 중심부분에 끼워져 써버모터(35)의 동력을 통해서 하판(31)을 좌우 이동시키는 볼스크류(36)로 이루어지되, 상판지지대(22)의 좌우 양방향에 쌍으로 형성하여 상판(31)의 상부에 다수의 작업판(2)을 설치하여 동시에 다수의 작업을 수행할 수 있도록 하고 : 상판(21)과 하판(31)에는 그 상판바디(AB)와 하판바디(32)에 상판(21)과 하판(31)의 이동방향으로 관통되는 지붕형 커버공(27)을 형성하여, 내측에 장형의 물막이 커버판(40)을 끼워, 써버모터(25, 35)와 볼스크류(26, 36)의 부식을 차단하며 : 작업플레이트(10)의 상단으로는, 일측으로 치우쳐 툴모듈(50)을 설치하여, 장비의 교체를 용이하게 한다.

또한 본 발명에 따른 다축가공장치를 이용한 로딩과 언로딩 가공방법은, 제1단계; 로봇팔을 이용하여, 가공물(1)을 기체의 전방(Aa)에 위치한 상판(21)이나 하판(31)에 올려놓는 단계; 제2단계; 가공물(1)이 올려진 상판(21)이나 하판(31)이 이동을 하여 작업판(2) 위의 가공물(1)이 스핀들(13)을 통해서 가공되는 단계; 제3단계; 작업판(2)에서 가공물(1)이 가공되는 동안(=동시에), 상판(21)이나 하판(31) 중 빈 작업판(2)에는 가공물(1)이 로딩되는 단계; 제4단계; 가공이 완성되면, 상판(21)이나 하판(31)이 기체의 전방(Aa)으로 이동하여, 가공물(1)을 언로딩하는 단계; 제5단계; 가공물(1)이 언로딩되는 동안 로딩된 가공물(1)을 가진 상판(21)이나 하판(31)은 스핀들(13)로 이동하여 가공을 하는 단계; 제6단계; 상판(21)이나 하판(31)이 수평방향으로 이동을 하며, 가공, 로딩 및 언로딩을 교번적으로 계속하는 단계;로 이루어져 로딩과 언로딩 되는 동안에도 가공이 중단되지 않고 계속된다.

또한 본 발명 다축가공장치를 이용한 로딩과 언로딩 가공방법에 따른, 상판(21)이나 하판(31)은, 서로 수준을 달리하는 형태로 장착되어, 수평방향으로 교차되게 이동하여도 겹치지 않고 자유롭게 이동할 수 있도록 한다.

본 발명에 따라 동일한 시간에 종래의 다축가공장치에 비하여 더 많은 량의 작업이 수행될 수 있도록 하며, 보다 정확한 작업은 물론 생산량의 증가를 가져올 수 있도록 했다는 점에서 큰 장점이 있다.

또한 본 발명에 따라 상판은 하판에 비하여 더 높은 수준을 갖도록 하고, 상판의 하단은 빈 공간으로 유지할 수 있도록 하여 상판의 하단으로 하판이 언제든지 이동할 수 있도록 함으로, 서로 교차하여 이동하여도 서로 간섭되는 일이 없이 작업부는 물론 가공물을 로딩과 언로딩하는 기체의 전방으로 이동이 가능하다는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따라 통자형의 물막이 커버판을 구동부의 상단으로 설치하여 절삭유나 물이 구동부를 부식시킬 수 있는 문제점을 근원적으로 차단했다는 장점이있다.

도 1은 종래 사용되던 다축가공장치를 도시한 도면,
도 2는 종래 사용되던 도 1의 다축가공장치를 다른 각도로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 다축가공장치를 통해서 가공물이 가공되는 순서를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 다축가공장치를 후방부분에서 바라본 상태를 도시한 사시도,
도 5는 본 발명의 다축가공장치를 전방부분에서 바라본 상태를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명의 다축가공장치를 측면에서 바라본 상태를 도시한 측면도,
도 7은 본 발명의 다축가공장치를 후방에서 바라본 상태를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 다축가공장치를 수평방향으로 이동시키기 위한 구동부를 도시한 도면이다.

본 발명은 로딩과 언로딩을 반복하며, 작업판에 적재된 다양한 가공물(실례로 글라스)를 수평방향으로 이동시키며 가공을 완성하는 다축가공장치에 관한 것이다.

따라서 본 발명의 구성과 그 작동의 방식을 도시된 도 3 내지 8과 함께 상세히 설명한다.

본 발명은 도시된 도면에서처럼, 배수구조를 가진 사각의 작업플레이트(10)가 있고, 작업플레이트(10)의 중심부측 상부로 올라서도록 작업플레이트(10)의 좌우 양단에 형성되는 지지대(11)와 상기 지지대(11)를 수평방향으로 연결하는 Y축주축대(12)에 Z축방향으로 승하강 되도록 설치되는 다수의 스핀들(13)을 가진 작업부(K)가 있으며, 상기 지지대(11)의 사이에서 각각의 구동부(A, B)를 통해서 좌우 방향으로 이동되도록 하되, 가공물(1)을 받고 작업대로 활용되는 상판유닛(20)과 하판유닛(30)을 서로 다른 수준으로 형성하여, 상판유닛(20)과 하판유닛(30)이 서로 교차를 허용하면서, 교번적으로 작업플레이트(10)의 전면에 위치하여 로봇팔을 통해 가공물과 완성물을 로딩, 언로딩하는 동안 작업이 진행될 수 있도록 한다.

본 발명의 주요한 특징은 다량의 가공물(1)을 가공할 수 있고, 적재할 수 있는 생산성을 향상시킨 발명이다. 종래의 모든 다축가공장치는 가공물(1)을 로딩하고 이를 이동시켜 작업부(k)에서 가공을 진행한다. 그리고 가공된 가공물(1)은 다시 전방으로 이동시켜 로롯팔을 이용하여 언로딩을 하고, 이를 일정한 형태로 적재를 하는 방식으로 작업을 한다. 이러한 종래의 작업방법의 문제점은 작업판(2)이 가공물(1)을 넘겨받는(=로딩시) 동안에는 작업부(k)가 그 작업을 항상 중지해야 하는 것이다. 물론 가공물(1)을 언로딩하는 동안에도 작업부(k)는 중지해야만 하기에 생산성이 뒤떨어진다. 바로 본 발명은 이러한 문제점을 상판유닛(20)과 하판유닛(30)의 독특한 작동방법을 통해서 말끔히 해결하였다.

이를 달성시킨 주요한 작동의 방식은 사각의 작업플레이트(10)를 형성하고, 상기 작업플레이트(10)의 상부로 수직하게 올라서는 지지대(11)를 형성한다. 이 지지대(11)는 작업플레이트(10) 좌우측 중심부분에서 직립된 형태로 결합되며, 이 지지대(11)를 서로 연결하는 별도의 Y축주축대(12)를 형성한다. 이 Y축주축대(12)를 기준으로 좌우 양단은 기체의 전방과 후방으로 구분되는데, 기체의 전방에서 로봇팔이 이동하며 가공물(1)을 안착시키는 역할을 한다. 이 건 발명의 다축가공장치는 전방(Aa)과 후방(Bb)에 각각 이동가능한 상판유닛(20)과 하판유닛(30)을 비치하고 있는데, 상판유닛(20)은 수준이 높고 하판유닛(30)을 그 수준이 낮다. 하판유닛(30)이 상판유닛(20)에 비하여 수준이 낮은 것이다. 상판유닛(20)의 하단은 빈 공간으로 형성되어 상판유닛(20)의 하단으로 하판유닛(30)이 드나들 수 있다.

본 발명은 바로 이 상판유닛(20)과 하판유닛(30)의 수준차를 이용하여 항상 작업이 가능하도록 하고 있다.

그럼 그 작동의 방식을 상세히 설명한다. 도시된 도 3에서처럼, 먼저 기체의 전방 로봇팔이 장착된 위치도 상판(21)이 이동한다. 물론 하판(31)이 이동하여도 무방하다. 상판(21)이 이동하여 정 위치를 잡으면 로봇팔은 상판(21)의 상단 작업판(2) 위해 가공물(1)을 안착시킨다. 이 건 발명의 다축가공장치는 다양한 가공물을 가공하는 가공장치이기에 가공물(실례로, 글라스, 실리콘 등)을 안착시킨다( 3 a 참조). 상판(21) 위에 도시된 것처럼 가공물(1)이 장착되면, 상기 상판(21)은 도시된 도면에서 좌측으로 이동을 하고, 후방에 위치하고 있었던 하판(31)은 상판(21)이 위치하고 있었던 전방(Aa)으로 이동을 한다(도 3 b 참조). 상판(21) 위에는 가공물이 안착된 상태이고, 하판(31)의 상부에는 작업판(2)만이 비치된 상태이다.

상판(21)은 지지대(11)의 근방으로 이동하여 스핀들(13)의 하단에 상판(21)을 위치시킨다. 상판유닛(20)의 구동부(A)가 달성하는 것이다. 이와 동시에 하판(31)은 상판(21)과 교차하면서 상판(21)이 위치하고 있던 자리로 이동한다. 이때 서로서로 동일한 X축 방향으로의 이동이 있어서, 서로 교차되는 현상이 발생되어도 양자는 서로 부딪치지 않는다. 이유는 상판(21)은 하판(31)에 비하여 높은 수준을 가지고 있기에 하판(31)이 상판(21)의 하단으로 스쳐 지나간다.

이후 상판(21) 위의 가공물(1)은 스핀들(13)을 통해서 가공이 완성되고, 하판(31) 위의 작업판(2)에는 다른 가공물(1)이 안착되어 가공의 시간을 기다린다(도 3 b, c 참조). 상판(21)의 가공이 끝나면 상판(21)은 다시 지금 하판(31)이 있던 자리로 이동을 하고, 하판(31)은 장착한 가공물(1)의 가공을 위해서 도시된 도면에서 좌측인 스핀들(13)의 위치로 이동을 한다. 역시 하판(31)이 낮은 수준을 가지며 상판(21)의 하단으로 이동을 하기에 서로 부딪치지 않고 이동을 완성한다(도 3d 참조). 상판(21)은 전방으로 이동하여 이미 가공된 가공물(1)을 적당한 장소에 로봇팔을 통해서 적재를 완성하고 또 가공해야할 가공물(1)을 작업판(2) 위에 장착한다(도 3 e 참조).

이 후, 전술된 작업의 방식은 연속적으로 이어지며 작업자가 소망하는 시간까지 계속된다. 본 발명이 종래의 다축가공장치와 다른 부분이 바로 이것이다.

그럼 이러한 본 발명의 구성과 그 작용의 방식을 보다 상세한 실시예를 통해서 설명한다. 즉, 본 발명의 상판유닛(20)과 하판유닛(30)의 구조적인 부분을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 상판유닛(20)과 하판유닛(30)은, 상부가 평평한 다수의 작업판(2)을 설치한 플레이트 형태의 상판(21), 작업플레이트(10)의 상부로 직립된 상판지지대(22)가 상기 상판(21)을 지지하도록 하고, 상부가 평평한 다수의 작업판(2)을 설치한 플레이트 형태의 하판(31), 작업플레이트(10)의 상부로 세워지는 하판바디(32)가 상기 하판(31)과 일체화되어 결합하여, 상기 상판(21)이 하판(31)에 비하여 높은 위치를 확보하고, 각각의 구동부(A, B)로 작동하되, 상판(21)과 하판(31)이 수평방향으로 이동하다가 서로 겹치는 위치에서도 상판(21)의 하단으로 하판(31)이 지나갈 수 있도록 하여, 일측이 작업 중일 때에 타측이 로딩이나 언로딩을 동시에 수행할 수 있도록 한다.

즉, 본 발명은 도 4에 도시된 것처럼, 4각의 플레이트 형태의 작업플레이트(10)의 상부로 상판유닛(20)과 하판유닛(30)이 같이 장착된다. 상판유닛(20)은 상판(21), 상판지지대(22), 작동부(A)로 이루어지고, 하판유닛(30)은 하판(31), 하판바디(32), 작동부(B)로 이루어진다. 상기 작동부(A, B)의 경우 상판유닛(20)과 하판유닛(30)이 수평방향 즉, X축의 방향으로 이동하는 동력을 제공한다. 상판유닛(20)은 전술된 것처럼 하판유닛(30)에 비하여 다소 높은 수준을 가지고 있고, 평판형의 플레이트이다. 상판(21)의 상부로는 다수 개의 작업판(2)이 장착되는데 본 발명의 도시된 도면에서는 스핀들(13)의 갯수와 동일하게 6개를 장착한다. 한 번에 6개의 가공물(1)이 동시에 가공될 수 있도록 한다. 상판(21)이 작업플레이트(10)의 상부로 안착되는 방식은 상판(21)의 중심부분에서 하단으로 내려서는 상판지지대(11)가 수직하게 내려서서 일정한 높이의 상부로 상판(21)이 떠 있을 수 있는 구조를 갖춘다. 이에 반하여 본 발명의 하판유닛(20)의 하판(31)은 특별한 지지대(11)를 부여함이 없이 하판(31)과 일체로 형성되는 하판바디(32)를 통해서 하판(31)이 작업플레이트(10) 상부에 안착될 수 있도록 한다. 결국 하판(31)은 상판(21)의 하단으로 자유롭게 이동할 수 있도록 설치함으로 본 발명의 목적을 달성한다.

그럼 본 발명의 보다 정확한 작동의 방식을 그 작동부(A, B)를 설명하며 상세히 기술한다.

즉, 상판유닛(20)의 구동부(A)는, 좌우 양단이 절곡된 레일부(23)를 가진 "ㄷ"자 형상으로 이루어진 상판(21)의 중심부분에서 하단으로 내려서는 상판지지대(22)가 있고, 상기 좌우 양단의 레일부(23) 하단과 상판지지대(22)의 하단에 설치되는 LM가이드(24)가 있으며, 상판지지대(22)의 중심부분에 끼워져 써버모터(25)의 동력을 통해서 상판(21)을 좌우 이동시키는 볼스크류(26)로 이루어진다.

상판유닛(20)의 상판(21)을 보다 상세히 살펴보면, 도시된 도 6, 7 및 8에서처럼, "ㄷ"자의 형상을 하고 있다. 실질적으로 작업플레이트(10)의 상부로 뒤집힌 형상으로 안착되기에 작업플레이트(10)와 면접하게 될 부분이 레일부(23)로 형성된다. 이 레일부(23)의 하단으로는 LM가이드(24)가 장착되어, 수평방향 즉, X축의 방향으로 이동을 가능하게 한다. 이때, 본 발명의 상판(21)은 긴 장형으로 형성되기에 중심부분에서도 하단으로 내려서는 상판지지대(22)를 가진다. 이 상판지지대(22)의 하단에는 도시된 상판바디(AB)가 장착되어 그 내측에 LM가이드(24)와 볼스크류(26)를 내장한다.

상판지지대(22)의 하단에 일정한 폭으로 형성되는 상판바디(AB)도 특별한 형상의 블럭으로 이루어지는데, 중심부분의 작업플레이트(10) 일측에 써버모터(25)가 장착되고, 써버모터(25)의 축단에 볼스크류(26)가 장착되어 상판바디(AB)와 스크류 결합된다. 그리고 상판바디(AB)의 좌우측단에 별도의 보조적인 LM가이드(24)가 쌍으로 장착된다. 결국 써버모터(25)가 회전을 하면, 상기 써버모터(25)의 회전력이 볼스트류(26)를 회전시키고, 볼스크류(26)와 스크류 결합된 상판바디(AB)가 동일한 거리만큼 수평이동을 한다. 이때 상판바디(AB)의 상부로는 상판지지대(22)와 상판(21)이 일체로 결합된 상태이기에 실질적인 상판(21) 이동이 이루어진다. 상판(21)의 상부에는 작업판(2)이 다수 개로 장착되고, 작업판(2)의 상부로는 가공물(1)이 안착될 수 있기에 가공물(1)은 소망하는 위치로 이동이 가능하다. 물론 도시된 도면에서 스핀들(13)의 하단으로 이동된 가공물(1)은 스핀들(13)을 장착한 Z축 구동부(14)의 작동으로 스핀들(13)이 승하강하며 거리를 맞추고 가공이 이루어진다.

이에 반하여 본 발명의 대응되는 하판유닛(30)도 상기 상판유닛(20)과 동일 내지 유사한 형태의 구성을 통해서 작동이 완성된다.

도 6, 7 및 8에서처럼, 하판유닛(30)의 구동부(B)는, 플레이트 형태의 하판(31)이 있고, 하판(31)과 일몸체로 작업플레이트 상부로 내려서는 하판바디(32)가 있으며, 하판(31)의 하단 하판바디(32)의 좌우양쪽에 각각 설치되는 LM가이드(34)가 있다. 또한 상기 하판바디(32)의 중심부분에 끼워져 써버모터(35)의 동력을 통해서 하판(31)을 좌우 이동시키는 볼스크류(36)로 이루어지되, 상판지지대(22)의 좌우 양방향에 쌍으로 형성하여 상판(31)의 상부에 다수의 작업판(2)을 설치하여 동시에 다수의 작업을 수행할 수 있도록 한다.

즉, 본 발명의 상판(21)과 하판(31)의 주요한 차이점은 첫째, 상판(21)이 하판(31)에 비하여 수준이 높게 형성된다는 점이고, 둘째, 상판(21)은 하나로 이루어지고, 하판(31)은 2개로 이루어진다는 점이다.

이는 서로 보완된 상태인데, 상판(21)을 형성하는데 있어서 보다 높게 작업플레이트(10) 상부로 세우기 위해서 상판(21)의 중심부분에서 내려서는 상판지지대(22)를 형성하기에 상기 상판(21)의 중심부분 하단은 상판지지대(22)와 상단바디로 막혀 진 상태이다. 바로 본 발명의 하판(31)은 상기 상판지지대(22)를 피해서 상기 상판(21)의 폭 내측으로 쌍으로 형성한다. 즉, 상판지지대(22)의 좌측에 하나가 장착되어 상판(21)의 하단으로 드나들 수 있도록 하고, 하나는 우측에 장착되어 상판(21)의 하단으로 드나들 수 있도록 한다.

결국 이러한 작동의 방식이 가능하게 하기 위해서 본 발명의 구동부(A, B)는 쌍으로 이루어진다.

즉 쌍으로 이루어진 하판(31)의 하단으로 하판바디(32)가 형성되고, 이 하판바디(32)의 좌우 양단에 별도의 LM가이드(34)가 형성된다. 그리고 하판바디(32)의 하단 중심부분에서 X축의 방향으로 늘어선 볼스크류(36)가 장착되고, 이 볼스크류(36)는 하판바디(32)에 스크류 결합된다. 볼스크류(36)의 끝단에 장착된 써버모터(35)가 회전을 하면, 축 회전이 이루어져 볼스크류(36)가 회전을 한다. 볼스크류(36)의 회전은 스크류 결합된 하판바디(32)의 수평이동을 달성하여 X축 방향의 이동이 이루어진다.

본 발명의 경우 전술된 것처럼, 상판(21)의 "ㄷ"자의 형상으로 이루어져 보다 높은 수준을 가지는데, 하판(31)은 상기 상판(21)의 폭 내측에 쌍으로 형성되어 상판(21)의 하단으로 이동이 가능하다. 결국 본 발명의 상판유닛(20)과 하판유닛(30)은 작업을 하면서, 동시에 가공물(1)을 로딩하고 언로딩할 수 있다. 하나가 하나의 작업을 달성하고 있을 때, 다른 하나는 다른 작업을 수행할 수 있는 것이다. 종래의 다축가공장치의 크기에 비하여 크지 않은 부피로 제작되지만, 항상 작업을 동시에 진행할 수 있다.

한편 본 발명의 경우, 도시된 도 8에서처럼, 상판(21)과 하판(31)에는 그 상판바디(AB)와 하판바디(32)에 상판(21)과 하판(31)의 이동방향으로 관통되는 지붕형 커버공(27)을 형성하여, 내측에 장형의 물막이 커버판(40)을 끼워, 써버모터(25, 35)와 볼스크류(26, 36)의 부식을 차단한다.

즉, 본 발명은 상판(21)과 하판(31)을 형성함에 있어서, 약간은 서로 다른 형태로 작업플레이트(10)의 상부에 장착한다. 하판(31)의 경우 쌍으로 장착하되, 하판바디(32)의 하단에 볼스크류(36)와 써버모터(35), LM가이드(34)를 장착한다. 이들은 녹이나 부식이 나기 쉽고 특히 글라스를 가공물로 취급하는 다축가공장치에서는 글라스를 가공하기 위해서 항상 크린워터를 뿌려야만 하는 작업에서는 더욱 그러하다. 글라스의 상부로 크린워터가 분사되기에 상판(21)과 하판(31)의 하단에 비치되는 별도의 구동부(A, B)는 항상 물에 젖을 소지가 있다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하였다. 즉, 상판(21)의 하단 상판바디(AB)와 하판바디(32)에 수평방향으로 관통되는 커버공(27)을 형성한다. 이 커버공(27)에는 장형의 물막이 커버판(40)이 끼워지는데, 이 커버판(40)이 항상 구동부(A, B)를 상부에서 덮어 물이 떨어질 때, 이 물이 직접적으로 부딪치지 않도록 한다. 물론 하단의 경우 작업플레이트(10)에서 일정한 간격 상부로 띄운 상태로 장착되기에 물이 작업플레이트(10)에서 용이하게 배수되는 동안에도 물에 젖지 않는다. 이러한 장착의 방식에 따라 이 건 발명의 다축가공기는 내구성을 향상시킨다.

상기 써보모터(35)의 작동에 따라 상판바디(AB)와 하판바디(32)가 좌우 방향으로 연동을 하게 되면, 상기 상판바디(AB)에 형성된 커버공(27)은 실질적인 가이더의 역할을 한다. 그리고 이 커버공(27)에 끼워진 물막이 커버판(40)은 가이드레일 역할을 하기에, 보다 수평한 연동운동이 될 수 있도록 한다. 물막이를 위한 최적의 효과도 발생시키면서, 수평연동운동을 돕는다.

또한 본 발명의 도시된 도 4에서처럼, 작업플레이트(10)의 상단으로는, 일측으로 치우쳐 툴모듈(50)을 설치하여, 장비의 교체를 용이하게 한다. 작업의 방식에 따라 툴을 교체할 필요가 있을 때, 장착이 용이하도록 툴모듈(50)을 장착한다. 상판(21)이나 하판(31)의 상부에 수평부를 둘 수 있도록 하여 상판(21)이나 하판(31)이 이동에 제약을 가하지 않으면서 툴의 교체를 용이하게 한다.

그럼 본 발명의 다축가공장치를 이용한 로딩과 언로딩 가공방법을 상세히 설명한다.

본 발명의 전술된 다축가공장치에서 이미 그 작동의 설명을 했지만, 본 발명은 먼저 제1단계; 로봇팔을 이용하여, 가공물(1)을 기체의 전방(Aa)에 위치한 상판(21)이나 하판(31)에 올려놓는 단계를 거치며 시작된다.

즉, 본 발명에서는 기체의 전방에 로봇팔을 설치한다. 로봇팔은 정교한 작업을 위해서 필요하며 본 발명의 다축가공장치에서 가공해야 할 가공물을 로딩하고 언로딩하는 역할을 한다. 대체적으로 적재물을 로딩하고 언로딩하는 과정에서 가공이 이루어지고 다시 적재하는 공정이 규칙적이기에 로봇팔은 전방에만 설치한다. 이때 본 발명의 전방(Aa)측으로 본 발명의 하판(31)이나 상판(21)이 이동을 한다. 본 발명에서는 서로 다른 수준의 상판(21)이나 하판(31)이 다수의 작업판(2)을 설치한 상태로 있기에 상판(21)이 전방으로 이동할 수도 있고, 하판(31)이 이동할 수도 있다. 이러한 상판(21)이나 하판(31)이 기체의 전방으로 이동을 한 후, 가공물(1)은 로봇팔을 통해서 작업판(2)에 안착된다.

이 과정이 있고 나서는 제2단계; 가공물(1)이 올려진 상판(21)이나 하판(31)이 이동을 하여 작업판(2) 위의 가공물(1)이 스핀들(13)을 통해서 가공되는 단계를 거친다. 즉, 상판(21)이나 하판(31)이 기체의 전방에서 가공물(1)이 안착되고 나서는 스핀들(13)의 하단으로 이동을 한다. 도시된 도 3의 도면에서처럼, 좌측으로 이동을 하여 스핀들(13)의 하단에 위치한다. 만일 상판(21)에 장착된 작업판(2) 위에 가공물(1)이 안착된 상태라면, 상기 가공물(1)이 안착된 상판(21)이 이동을 하여 스핀들(13)로 이동한다. 또한 만일 하판(31)에 장착된 작업판(2) 위에 가공물(1)이 안착된 상태라면, 상기 가공물(1)이 안착된 하판(31)이 이동을 하여 스핀들(13)로 이동을 한다. 본 발명에서는 그 당시 가장 전방으로 이동하기 유리한 판이 이동하면 그만이기에 특별히 상판(21)이나 하판(31)의 우선순위를 정하기 힘들다.

다음으로 본 발명은 제3단계; 작업판(2)에서 가공물(1)이 가공되는 동안(=동시에), 상판(21)이나 하판(31) 중 빈 작업판(2)에는 가공물(1)이 로딩되는 단계를 거친다. 즉, 전술된 작동의 방법에서 상판(21)이 스핀들(13)의 하단으로 이동을 했다면, 상판(21)은 도시된 도면에서 우측 전방에서 좌측 스핀들(13)의 하단으로 이동을 한다. 이때 상기 스핀들(13) 쪽에 있었던 하판(31)은 상판(21)이 위치하고 있었던 기체의 전방(Aa)으로 이동을 한다. 이렇게 상판(21)은 좌측으로 하판(31)은 우측으로 이동하는 과정에서 서로 동일한 X축 값을 갖는 교차되는 지점이 있게 마련인데, 본 발명은 이러한 교차점에서도 서로 겹치지 않는다. 상판(21)은 상단에 위치하고, 하판(31)은 하단에 위치하고 있기에 하판(31)이 상판(21)의 하단으로 이동하여 통과하기에 서로 부딪치는 일이 없이 이동이 가능하다.

결국 상판(21)이 우측에서 좌측으로 이동하여 스핀들(13)을 통해서 가공이 되고 있는 동안에 하판(31)은 좌측에서 우측으로 이동하여 또 다른 가공물(1)을 적재한다. 로딩을 완성하는 것이다.

다음으로 제4단계; 가공이 완성되면, 상판(21)이나 하판(31)이 기체의 전방(Aa)으로 이동하여, 가공물(1)을 언로딩하는 단계를 거친다. 즉, 전술된 단계에서 상판(21)을 기준으로 상판(21) 위의 가공물(1)이 가공되는 순서를 설명했다. 이를 기준으로 설명하자면, 상기 상판(21) 위의 가공물(1)이 가공이 완성되면, 상기 상판(21)의 상단 가공물(1)은 우측 기체의 전방(Aa)으로 이동하여 언로딩되어야 한다. 이때에도 상판(21)이 좌측에서 우측으로 이동을 하고, 또 다른 가공물(1)이 로딩된 하판(31)은 좌측으로 이동하여 스핀들(13)의 하단으로 이동을 한다. 이후 가공이 완성된 상판(21)의 가공물(1)은 로봇팔을 통해서 언로딩되고 적재를 완성한다.

다음으로 본 발명은 제5단계; 가공물(1)이 언로딩되는 동안 로딩된 가공물(1)을 가진 상판(21)이나 하판(31)은 스핀들(13)로 이동하여 가공을 하는 단계를 거친다.

즉, 전술된 단계에서 상판 위의 가공된 가공물(1)이 언로딩되는 동안, 이와 동시에 하판(31) 위의 가공물(1)은 스핀들(13)의 하단으로 이동을 하여 스핀들(13)을 통해서 가공이 이루어진다. 양자의 작업이 항상 동시에 이루어진다. 실질적으로 본 발명에서는 각각의 단계를 나누어 시간에 따라 벌어지는 순서를 정하고 있지만, 동시에 진행되는 경우가 많다. 후단계의 공정이라 기재되었다 하더라도 꼭 후단계에 이루어지지 않는다. 전단계와 동시에 이루어지는 단계가 대다수이기에 본 발명의 작업방식은 항상 연속적이다.

마지막으로 제6단계; 상판(21)이나 하판(31)이 수평방향으로 이동을 하며, 가공, 로딩 및 언로딩을 교번적으로 계속하는 단계를 거친다. 즉, 상기 전술된 단계들이 계속적으로 이루어지며 작업자가 작업을 중지할 때까지 연속된다.

이러한 본 발명을 가능하게 하는 주요한 원인은 전술한 것과 같이, 상판(21)이나 하판(31)의 형태에 기인한다. 즉, 서로 수준을 달리하는 형태로 장착되어, 수평방향으로 교차되게 이동하여도 부딪치지 않고 자유롭게 이동할 수 있도록 했다. 상판(21)과 하판(31)이 서로 동시에 서로 역방향의 이동을 수행할 수 있다. 서로 겹치는 위치에서도 하판(31)이 상판(21)의 하단으로 이동할 수 있도록 하여 서로 부딪치지 않고, 소망하는 위치로 이동이 가능하다.

10; 작업플레이트 11; 지지대
12; Y축주축대 13; 스핀들
20; 상판유닛 21; 상판
22; 상판지지대 23; 레일부
24; LM가이드 25; 써버모터
26; 볼스크류 30; 하판유닛
31; 하판 32; 하판바디
35; 써버모터 36; 볼스크류
40; 커버판 50; 툴모듈

Claims (8)

1. 로딩과 언로딩을 반복하며, 작업판에 적재된 가공물을 수평방향으로 이동시키며 가공을 완성하는 다축가공장치에 있어서,
   배수구조를 가진 사각의 작업플레이트(10);
   작업플레이트(10)의 중심부측 상부로 올라서도록 작업플레이트(10)의 좌우 양단에 형성되는 지지대(11)와 상기 지지대(11)를 수평방향으로 연결하는 Y축주축대(12)에 Z축방향으로 승하강 되도록 설치되는 다수의 스핀들(13)을 가진 작업부(K);
   상기 지지대(11)의 사이에서 각각의 구동부(A, B)를 통해서 좌우 방향으로 이동되도록 하되, 가공물(1)을 받고 작업대로 활용되는 상판유닛(20)과 하판유닛(30)을 서로 다른 수준으로 형성하여, 상판유닛(20)과 하판유닛(30)이 서로 교차를 허용하면서, 교번적으로 작업플레이트(10)의 전면에 위치하여 로봇팔을 통해 가공물과 완성물을 로딩, 언로딩하는 동안 작업이 진행될 수 있도록 하며,
   상기 상판유닛(20)과 하판유닛(30)은,
   상부가 평평한 다수의 작업판(2)을 설치한 플레이트 형태의 상판(21), 작업플레이트(10)의 상부로 직립된 상판지지대(22)가 상기 상판(21)을 지지하도록 하고;
   상부가 평평한 다수의 작업판(2)을 설치한 플레이트 형태의 하판(31), 작업플레이트(10)의 상부로 세워지는 하판바디(32)가 상기 하판(31)과 일체화되어 결합하여;
   상기 상판(21)이 하판(31)에 비하여 높은 위치를 확보하고, 각각의 구동부(A, B)로 작동하되, 상판(21)과 하판(31)이 수평방향으로 이동하다가 서로 겹치는 위치에서도 상판(21)의 하단으로 하판(31)이 지나갈 수 있도록 하여, 일측이 작업 중일 때에 타측이 로딩이나 언로딩을 동시에 수행할 수 있도록 하며,
   상기 하판유닛(30)의 구동부(B)는,
   플레이트 형태의 하판(31)과;
   하판(31)과 일몸체로 작업플레이트 상부로 내려서는 하판바디(32)와;
   하판(31)의 하단 하판바디(32)의 좌우양쪽에 각각 설치되는 LM가이드(34)와;
   상기 하판바디(32)의 중심부분에 끼워져 써버모터(35)의 동력을 통해서 하판(31)을 좌우 이동시키는 볼스크류(36)로 이루어지되, 상판지지대(22)의 좌우 양방향에 쌍으로 형성하여 상판(31)의 상부에 다수의 작업판(2)을 설치하여 동시에 다수의 작업을 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 다양한 가공물을 가공하는 다축가공장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상판(21)과 하판(31)에는 그 상판바디(AB)와 하판바디(32)에 상판(21)과 하판(31)의 이동방향으로 관통되는 지붕형 커버공(27)을 형성하여, 내측에 장형의 물막이 커버판(40)을 끼워, 써버모터(25, 35)와 볼스크류(26, 36)의 부식을 차단하는 것을 특징으로 하는 다양한 가공물을 가공하는 다축가공장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   작업플레이트(10)의 상단으로는,
   일측으로 치우쳐 툴모듈(50)을 설치하여, 장비의 교체를 용이하게 한 것을 특징으로 하는 다양한 가공물을 가공하는 다축가공장치.
   
   
   
   
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