KR102436406B1

KR102436406B1 - 복수의 부품을 독립적으로 가공할 수 있는 다축식 머시닝 센터

Info

Publication number: KR102436406B1
Application number: KR1020220017520A
Authority: KR
Inventors: 배대호
Original assignee: (주)대성하이텍
Priority date: 2022-02-10
Filing date: 2022-02-10
Publication date: 2022-08-25
Anticipated expiration: 2042-02-10
Also published as: TW202408720A; US20230249300A1; DE112022000117T5; JP2024510360A; CN117203019A; WO2023153589A1

Abstract

본 발명은 복수의 부품을 독립적으로 가공할 수 있는 다축식 머시닝 센터에 관한 것으로서, 복수의 테이블과 가공헤드가 각각 독립적으로 운동할 수 있는 새로운 구조의 머시닝 센터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 베이스 프레임(10)과, 상기 베이스 프레임(10)의 상부에 구비되어 공작물 소재를 고정하는 가공 테이블과, 베이스 프레임(10)의 일측에 수직으로 구비되는 수직 지지대(32)와, 상기 수직 지지대(32)에 구비되어 공작물 소재를 가공하는 가공부와, 복수의 공구(T)를 자동을 교환하는 공구교환장치를 포함하여 이루어지는 다축식 머시닝 센터에 있어서, 상기 가공 테이블은, 제1 테이블(21)과 제2 테이블(22)로 분리되어 서로 독립적으로 구동되고, 상기 가공부는, 상기 수직 지지대(32)의 전방에 구비되는 제1 가공부(71)와 제2 가공부(72)로 구성되어 서로 독립적으로 구동되며, 상기 제1 테이블(21)의 일측에 제1 공구교환장치(51)가 구비되고, 상기 제2 테이블(22)의 일측에 제2 공구교환장치(52)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

복수의 부품을 독립적으로 가공할 수 있는 다축식 머시닝 센터{MULTI-SPINDLE MACHINING CENTER FOR MANUFACTURING MULTIPLE WORKPIECE INDEPENDENTLY}

본 발명은 복수의 부품을 독립적으로 가공할 수 있는 다축식 머시닝 센터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 복수의 테이블과 가공헤드가 각각 독립적으로 운동할 수 있도록 하여 1대의 장비에서 서로 다른 부품을 동시에 가공할 수 있고, 자동공구교환장치를 장비의 좌우측에 각각 배치하여 공구교환장치의 구조를 단순화하고, 공구교환에 따르는 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 다축식 머시닝 센터에 관한 것이다.

머시닝 센터(Machining Center)란, 공구의 자동교환장치를 구비하여 가공소재에 여러 종류의 기계가공을 할 수 있는 수치제어 공작기계를 말한다.

선반이나 밀링 등과 같은 일반적인 공작기계는 그 가공방식이 한정되는 데 비해, 머시닝 센터를 이용하게 되면 하나의 장비에서 다양한 가공을 할 수 있다는 장점이 있다.

즉 머시닝 센터는, 선삭, 밀링, 드릴링, 보링, 태핑 등의 작업을 하나의 장비에서 자동으로 수행할 수 있다.

상기 머시닝 센터는, 스핀들의 개수에 따라 단축식과 다축식으로 분류할 수 있고, 스핀들의 설치위치에 따라 수직형과 수평형으로 분류할 수 있다.

이 중에서 스핀들을 복수로 구비한 다축식 머시닝 센터는, 동종의 소형부품을 한꺼번에 여러개 가공할 수 있다는 장점이 있어 널리 사용되고 있다.

상기 머시닝 센터는, 자동화된 여러 종류의 가공을 위해 다양한 종류의 공구를 선택적으로 교환하여야 한다.

이를 위해 머시닝 센터는, 하나의 가공공정을 완료하면, 스핀들에 장착된 공구와 공구 매거진에 대기하고 있는 공구를 교환할 수 있는 자동공구교환장치(ATC: Automatic Tool Changer)를 구비하고 있다.

도 1 및 2는, 복수의 스핀들을 구비한 수직형 머시닝 센터의 일예를 나타낸 것이다.

상기한 종래의 머시닝 센터는, 베이스 프레임(10)과, 상기 베이스 프레임(10)의 상부 앞쪽에 구비되어 소재를 가공하기 위한 가공 테이블(20)과, 베이스 프레임(10)의 상부에 세워지는 지지 프레임(30)을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 지지 프레임(30)은, 수직 지지대(32)와 수평 지지대(34)로 구성된다.

또한 상기 수평 지지대(34)의 전방에는, 상기 가공 테이블(20)에 고정된 공작물 소재를 가공할 수 있도록 가공헤드(40)가 수직으로 구비된다.

도 1은, 4개의 가공헤드(40)가 구비된 머시닝 센터를 나타낸 것이다.

상기 가공헤드(40)의 내부에는, 스핀들(42)이 구비되고, 상기 스핀들(42)의 하단에는 공구(T)가 장착된다.

또한 상기 베이스 프레임(10)의 후방에는 복수의 공구(T)가 수납되는 공구교환장치(50)가 구비되어 있다.

여기서 상기 가공 테이블(20)과 복수개의 가공헤드(40)는, 지지 프레임(30)을 중심으로 머시닝 센터의 전방에 배치되고, 공구교환장치(50)는, 상기 지지 프레임(30)을 중심으로 머시닝 센서의 뒤쪽 공간에 배치된다.

또한 상기 복수개의 스핀들(42)은, 수직 방향으로 배치되어 상하 이동이 가능하도록 구성되고, 복수개의 공구교환장치(50)는 수평 방향으로 배치되어 복수개의 스핀들(42)과 각각 공구 교환이 이루어지도록 구성된다.

즉 스핀들(42)이 4개이면, 상기 공구교환장치(50)도 4개로 구성된다.

그리고 상기 가공 테이블(20)의 양 측부에는 칩 배출로(12)가 구비되고, 상기 칩 배출로(12)에는 배출 스크루(14)가 구비된다.

상기한 구조에 의해, 가공시 발생하는 칩(Chip)을 원활하게 배출할 수 있다.

그런데 상기한 구조의 머시닝 센터는, 가공 테이블(20)이 단일의 테이블로 구성되고, 4개의 스핀들(42)이 한 몸체로 구성되어 있다.

그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 가공헤드(40)의 양쪽 측면에 헤드 지지대(46)가 구비되어 있다.

이로써 4개의 스핀들(42)이 좌우방향(X 방향)으로 같이 이동할 수는 있지만, 4개의 스핀들(42)이 독립적으로 이동할 수가 없는 구조이다.

이에 따라 동일한 부품의 가공에는 능률적이나, 서로 다른 부품을 하나의 장비에서 동시에 가공할 수 없다는 단점이 있다.

또한 공구교환장치(50)가 지지 프레임(30)의 후방에 배치되어 있으므로, 공구를 교환하기 위해서는 상기 공구교환장치(50)의 공구를 가공헤드(40)가 위치한 전방까지 이동시켜야 한다.

이로써 공구를 교환하기 위한 구조가 복잡해지고, 별도의 툴 체인저를 구비해야 한다는 단점이 있다.

한국 공개특허 제10-2019-0068019호(2019. 06. 18. 공개) 한국 공개특허 제10-2016-0090634호(2016. 08. 01. 공개) 한국 공개특허 제10-2013-0119292호(2013. 10. 31. 공개)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수의 테이블과 복수의 가공헤드가 각각 독립적으로 운동할 수 있는 새로운 구조의 머시닝 센터를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 복수의 가공헤드가 좌우방향과 수직방향으로 각각 독립적으로 운동할 수 있도록 함으로써, 1대의 장비에서 서로 다른 부품을 동시에 가공할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 공구교환장치의 구조를 단순화하고 공구 교환에 따르는 시간을 단축하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 상부에 구비되어 공작물 소재를 고정하는 가공 테이블과, 베이스 프레임의 일측에 수직으로 구비되는 수직 지지대와, 상기 수직 지지대에 구비되어 공작물 소재를 가공하는 가공부와, 복수의 공구를 자동을 교환하는 공구교환장치를 포함하여 이루어지는 다축식 머시닝 센터에 있어서, 상기 가공 테이블은 제1 테이블과 제2 테이블로 분리되어 서로 독립적으로 구동되고, 상기 가공부는 상기 수직 지지대의 전방에 구비되는 제1 가공부와 제2 가공부로 구성되어 서로 독립적으로 구동되며, 상기 제1 테이블의 일측에 제1 공구교환장치가 구비되고, 상기 제2 테이블의 일측에 제2 공구교환장치가 구비되며, 상기 제1 공구교환장치가 제1 헤드의 수평이동 경로상에 배치되어, 상기 제1 헤드가 제1 공구교환장치측으로 이동하여 공구를 교환하고, 상기 제2 공구교환장치가 제2 헤드의 수평이동 경로상에 배치되어, 상기 제2 헤드가 제2 공구교환장치측으로 이동하여 공구를 교환하며, 상기 제1 가공부와 제2 가공부는, 수직 지지대의 전면에 구비된 상부 가이드레일과 하부 가이드레일을 따라 수평방향으로 각각 이동하고, 상기 제1 가공부의 상부에 제1 수직구동부가 구비되어 제1 가공부를 수직방향으로 이동시키고, 상기 제2 가공부의 상부에 제2 수직구동부가 구비되어 제2 가공부를 수직방향으로 이동시키며, 상기 제1 수직구동부와 제2 수직구동부는, 수직으로 구비되는 볼 스크류를 회전시키는 서모 모터로 구성되고, 상기 제1 가공부에 제1 헤드 바디가 구비되고, 상기 제1 헤드 바디의 전방에 제1 헤드 스핀들이 수직으로 구비되며, 상기 제2 가공부에 제2 헤드 바디가 구비되고, 상기 제2 헤드 바디의 전방에 제2 헤드 스핀들이 수직으로 구비되며, 상기 제1 헤드 스핀들의 상단부에는 서보 모터가 구비되고, 제1 헤드 스핀들의 하단부에는 공구가 장착되어 제1 테이블에 고정된 공작물 소재를 가공하며, 상기 제1 가공부의 후방에 제1 수평구동부가 구비되어 제1 가공부를 수평방향으로 이동시키고, 상기 제2 가공부의 후방에 제2 수평구동부가 구비되어 제2 가공부를 수평방향으로 이동시키며, 상기 제1 수평구동부는, 서보 모터로 구성되어 수평으로 구비되는 상부 볼 스크루를 정,역회전시켜 제1 가공부를 수평방향으로 이동시키고, 상기 제2 수평구동부는, 서보 모터로 구성되어 하부 볼 스크루를 정,역회전시켜 제2 가공부를 수평방향으로 이동시키며, 상기 제1 테이블의 후방에 제1 테이블 구동부가 구비되어 제1 테이블을 전후방향으로 이동시키고, 상기 제2 테이블의 후방에 제2 테이블 구동부가 구비되어 제2 테이블을 전후방향으로 이동시키며, 상기 제1 테이블 구동부는, 좌측 볼 스크류를 정,역회전시켜 제1 테이블을 전후방향으로 이동시키고, 상기 제2 테이블 구동부는, 우측 볼 스크류를 정,역회전시켜 제2 테이블을 전후방향으로 이동시키며, 상기 제1 공구교환장치는, 상기 제1 테이블의 일측에 구비되어 복수의 공구가 안착되도록 하는 원형의 제1 공구디스크를 포함하고, 상기 제2 공구교환장치는, 상기 제2 테이블의 일측에 구비되어 복수의 공구가 안착되도록 하는 원형의 제2 공구디스크를 포함하며, 상기 제1 공구디스크의 하부에 제1 구동부가 구비되어 상기 제1 공구디스크를 회전시키고, 상기 제2 공구디스크의 하부에 제2 구동부가 구비되어 상기 제2 공구디스크를 회전시키며, 컨트롤 박스에 제1 제어반과 제2 제어반이 분리되어 구비되고, 상기 제1 제어반은, 제1 테이블, 제1 구동부 및 제1 공구교환장치를 제어하고, 상기 제2 제어반은, 제2 테이블, 제2 구동부 및 제2 공구교환장치를 제어하는 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 의하면, 복수의 가공헤드가 상하방향 및 좌우방향으로 각각 독립적으로 운동하면서 복수의 부품을 독립적으로 가공할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 가공 테이블을 서로 분리하여 각각 구동시키고, 복수의 가공헤드가 좌우방향 및 수직방향으로 각각 독립적으로 운동할 수 있도록 함으로써, 1대의 장비에서 서로 다른 부품을 독립적으로 가공할 수 있다.

이로써 1대의 장비로 2대의 장비를 운용하는 효과를 얻을 수 있다.

특히 좌우 대칭형 공작물인 경우에는, 좌우에서 동시에 가공을 할 수 있으므로, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 공구교환장치가 테이블의 좌우측에 각각 배치되고 공구 디스크가 회전하는 구조이므로, 공구 교환에 따르는 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

또한 공구교환시 공구를 이동시킬 필요가 없으므로 별도의 툴 체인저를 구비하지 않아도 되는 효과가 있다.

또한 가공헤드가 공구측으로 이동하여 공구를 픽업하는 구조이므로, 공구교환장치의 구조를 단순화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 다축식 머시닝 센터의 일예를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1을 후방측에서 바라본 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 다축식 머시닝 센터의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 다축식 머시닝 센터의 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 다축식 머시닝 센터의 좌측면도.
도 6은 본 발명에 따른 다축시 머시닝 센터의 좌측 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 명세서에서 전방이라 함은 수직지지대를 중심으로 그 앞쪽을 의미하며, 후방이라 함은 수직지지대의 뒤쪽을 의미한다.

본 발명에 따른 다축식 머시닝 센터는, 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이, 베이스 프레임(10)과, 상기 베이스 프레임(10)의 상부에 구비되어 공작물 소재를 고정하는 가공 테이블과, 베이스 프레임(10)의 일측에 수직으로 구비되는 수직 지지대(32)와, 상기 수직 지지대(32)에 구비되어 공작물 소재를 가공하는 가공부와, 복수의 공구(T)를 자동을 교환하는 공구교환장치를 포함하여 이루어지는 다축식 머시닝 센터에 있어서, 상기 가공 테이블은, 제1 테이블(21)과 제2 테이블(22)로 분리되어 서로 독립적으로 구동된다.

또한 본 발명에 따른 가공부는, 상기 수직 지지대(32)의 전방에 구비되는 제1 가공부(71)와 제2 가공부(72)로 구성되어, 서로 독립적으로 구동된다.

또한 상기 제1 테이블(21)의 일측에는 제1 공구교환장치(51)가 구비되고, 상기 제2 테이블(22)의 일측에는 제2 공구교환장치(52)가 구비된다.

즉 본 발명은, 제1 테이블(21)과 제2 테이블(22), 제1 가공부(71)와 제2 가공부(72)가 각각 구동된다.

상기한 구조에 의해 1대의 장비에서 서로 다른 부품을 독립적으로 가공할 수 있다. 이로써 1대의 장비롤 2대의 장비를 운용하는 효과를 얻을 수 있다.

그리고 상기 제1 가공부(71)와 제2 가공부(72)는, 수직 지지대(32)의 전면에 구비된 상부 가이드레일(61)과 하부 가이드레일(62)을 따라 수평방향(X 방향)으로 각각 이동한다.

즉 본 발명에 따른 제1 가공부(71)와 제2 가공부(72)는, 수직 지지대(32)의 전면에 직접 장착되어 이동한다,

또한 상기 제1 가공부(71)의 상부에는 제1 수직구동부(71a)가 구비되어, 제1 가공부(71)를 수직방향(Z 방향)으로 이동시킨다.

그리고 상기 제2 가공부(72)의 상부에는 제2 수직구동부(72a)가 구비되어, 제2 가공부(72)를 수직방향(Z 방향)으로 이동시킨다.

여기서 상기 제1 수직구동부(71a)와 제2 수직구동부(72a)는, 수직으로 구비되는 볼 스크류를 회전시키는 서모 모터(Servo Motor)로 구성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제1 가공부(71)에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 헤드 바디(44)가 구비되고, 상기 제1 헤드 바디(44)의 전방에는 제1 헤드 스핀들(42)이 수직으로 구비된다.

즉 상기 제1 헤드 바디(44)는, 제1 수직구동부(71a)가 설치된 몸체와 제1 헤드 스핀들(44)을 연결한다.

그리고 상기 제2 가공부(72)에는 제2 헤드 바디가 구비되고, 상기 제2 헤드 바디의 전방에는 제2 헤드 스핀들이 수직으로 구비된다.

상기 제1 헤드 스핀들(42)의 상단부에는 서보 모터(48)가 구비되고, 제1 헤드 스핀들(42)의 하단부에는 공구(T)가 장착되어 제1 테이블(21)에 고정된 공작물 소재를 가공한다.

한편 제2 헤드 스핀들의 구조는 상기한 제1 헤드 스핀들(42)의 구조와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기한 구조에 의해, 제1 헤드 스핀들(42)의 하단에 장착된 공구(T)로 제1 테이블(21)에 고정된 소재를 가공하고, 제2 헤드 스핀들의 하단에 장착된 공구로 제2 테이블(22)에 고정된 공작물을 독립적으로 가공할 수 있다.

또한 상기 제1 가공부(71)의 후방에는, 도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 제1 수평구동부(71b)가 구비되어 제1 가공부(71)를 좌우방향(X 방향)으로 이동시킨다.

그리고 상기 제2 가공부(72)의 후방에는 제2 수평구동부(72b)가 구비되어 제2 가공부(72)를 좌우방향(X 방향)으로 이동시킨다.

여기서 상기 제1 수평구동부(71b)는, 서보 모터로 구성되어 수평으로 구비되는 상부 볼 스크루(71d)를 정,역회전시킨다.

또한 상기 제2 수평구동부(72b)는, 서보 모터로 구성되어 하부 볼 스크루(72d)를 정,역회전시킨다.

상기한 구조에 의해 제1 가공부(71)와 제2 가공부(72)를 좌우방향(X 방향)으로 각각 독립적으로 이동시킬 수 있다.

그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 테이블(21)의 후방에는 제1 테이블 구동부(21a)가 구비되어 제1 테이블(21)을 전후방향(Y 방향)으로 이동시킨다.

또한 동일한 방식으로, 제2 테이블(22)의 후방에는 제2 테이블 구동부가 구비되어 제2 테이블(22)을 전후방향(Y 방향)으로 이동시킨다.

여기서 상기 제1 테이블 구동부(21a)는, 서보 모터로 구성되어 좌측 볼 스크류(21b)를 정,역회전시켜 제1 테이블(21)을 전후방향으로 이동시킨다.

또한 동일한 방식으로 제2 테이블 구동부는, 우측 볼 스크류(22b)를 정,역회전시켜 제2 테이블(22)을 전후방향으로 이동시킨다.

상기한 구조에 위해, 제1 테이블(21)과 제2 테이블(22)에서 서로 다른 부품을 가공할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 제1 공구교환장치(51)는, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 제1 테이블(21)의 일측에 구비되어 복수의 공구(T)가 안착되도록 하는 원형의 제1 공구디스크(51b)를 포함하여 구성된다.

또한 제2 공구교환장치(52)는, 상기 제2 테이블(22)의 일측에 구비되어 복수의 공구(T)가 안착되도록 하는 원형의 제2 공구디스크(52b)를 포함하여 구성된다.

이로써 상기 제1 공구디스크(51b)와 제2 공구디스크(52b)에 별도의 공구(T)를 배치하여 서로 다른 부품을 가공할 수 있다.

여기서 상기 제1 공구디스크(51b)의 하부에는 제1 구동부(51a)가 구비되어 상기 제1 공구디스크(51b)를 회전시킨다.

또한 상기 제2 공구디스크(52b)의 하부에는 제2 구동부(52a)가 구비되어 상기 제2 공구디스크(52b)를 회전시킨다.

상기 제1 구동부(51a) 및 제2 구동부(52b)는, 컨트롤 박스(C)내의 제어반에 의해 제어되는 서보 모터로 구성될 수 있다.

그리고 본 발명의 컨트롤 박스(C)에는, 제1 제어반과 제2 제어반이 분리되어 구비된다.

여기서 상기 제1 제어반은, 제1 테이블(21), 제1 구동부(71) 및 제1 공구교환장치(51)를 제어하고, 상기 제2 제어반은, 제2 테이블(22), 제2 구동부(72) 및 제2 공구교환장치(52)를 제어한다.

한편 본 발명에 따른 머시닝 센터의 공구교환장치에, 본 출원인이 제안한 바 있는 특허출원 제10-2019-75000호의 "개량된 피치 보정구조를 갖는 다축 공작기계용 지그장치"를 채용할 수도 있다. 이에 의하면 공구 개수의 확장이 용이해지는 장점이 있다.

머시닝 센터의 컬럼 내부에 자동공구교환장치를 장착하는 경우, 통상적으로 툴 매거진과 스핀들 사이에는 툴 체인저가 구비된다.

그러나 본 발명은, 별도의 툴 체인저가 없어도 되므로 자동공구교환장치의 구조가 간단해진다.

이하 본 발명에 따른 다축식 머시닝 센터의 작용 효과를 설명한다.

편의상 제1 가공부(71)의 가공헤드에 공구(T)를 장착하여 제1 테이블(21)에 고정된 공작물을 가공하는 과정만 설명하기로 한다.

먼저 제1 가공부(71)의 스핀들(42)의 단부에 공구(T)를 장착하기 위해서는, 제1 공구교환장치(51)의 제1 구동부(51a)에 의해 제1 공구디스크(51b)를 회전시켜 원하는 공구(T)를 정해진 곳에 위치시킨다.

즉 상기 제1 공구디스크(51b)를 회전시켜, 공구(T)가 공구교환위치(예컨대 중앙의 오른쪽)에 위치하도록 한다.

이어서 제1 가공부(71)를 상기 공구(T)가 위치한 왼쪽으로 이동시킨 후, 가공헤드의 단부에 공구(T)가 자동으로 장착되도록 한다.

상기 공구의 장착시에는 공압 또는 솔레노이드 방식을 이용할 수 있는데, 이러한 공구 장착방식은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이어서 상기 제1 가공부(71)를 공작물이 위치한 오른쪽으로 이동시킨 후, 입력된 프로그램에 의해 공구를 회전시키고, 제1 테이블(21)을 이동시키면서 공작물을 가공한다.

이때 제1 가공부(71)를 좌우방향(X 방향) 및 상하방향(Z 방향)으로 이동시키고, 제1 테이블(21)을 전후방향(Y 방향)으로 이동시키면서 제1 테이블(21)에 고정된 공작물을 가공한다.

그리고 다음 가공을 할 경우에는 상기 제1 가공부(71)를 왼쪽으로 다시 이동시킨 후, 제1 공구디스크(51b)에 작업이 완료된 공구(T)를 안착시킨다.

이어서 제1 가공부(71)를 일정 높이 들어올린 후, 제1 공구디스크(51b)를 회전시켜 다음 공정의 공구(T)가 스핀들(42)의 하부에 위치되도록 한다.

이어서 전과 동일한 방식으로 가공헤드에 공구(T)를 장착하고. 제1 가공부(21)를 공작물이 위치한 제1 테이블(21)로 이송시킨 후 후속 가공을 한다.

한편, 제2 가공부(72)는, 공구를 교환할 때 우측으로 이동시키는 것을 제외하고는 상기한 제1 가공부(72)와 동일한 방식으로 작동된다.

종래의 다축식 머시닝 센터는, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 복수의 가공헤드가 일체형으로 구성되어 있다.

즉 복수의 가공헤드가 동시에 움직이는 구조로 되어 있어, 동일한 부품을 동시에 가공할 경우에는 효율적이지만, 서로 다른 부품을 동시에 가공할 수가 없다.

또한 자동공구교환장치가 장치의 후방에 구비되어 있고, 공구교환시 공구가 전방으로 이동하는 구조로 되어 있다.

이로써 공구교환장치의 구조가 복잡해지고 별도의 툴 체인저(Tool Changer)를 구비해야 한다는 단점이 있다.

이에 비해 본 발명은, 제1 가공부(71)와 제2 가공부(72)가 서로 독립적으로 구동되고, 제1 테이블(21)과 제2 테이블(22)도 서로 독립적으로 구동된다.

이로써 제1 테이블(21)과 제2 테이블(22)에서 서로 다른 부품을 동시에 가공할 수가 있다.

또한 좌우 대칭인 공작물인 경우, 공작물의 좌측에서는 제1 가공부(71)로 좌측을 가공하고, 공작물의 우측에서는 제2 가공부(72)로 우측을 동시에 가공할 수 있다. 이로써 생산성을 대폭 향상시킬 수가 있다.

또한 공구교환시 공구가 전방으로 이동하는 것이 아니라, 가공헤드가 이동하여 공구를 픽업하는 구조이므로, 공구교환장치의 구조가 간단해진다.

또한 종래와 같이 별도의 툴 체인저를 구비할 필요가 없고, 공구 교체에 따르는 시간도 단축할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 범위는 상기한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

10: 베이스 프레임(Base Frame) 12: 칩(Chip) 배출로
14: 배출 스크루(Screw) 20: 가공 테이블(Table)
21: 제1 테이블 21a: 제1 테이블구동부
21b: 좌측 볼 스크루(Ball Screw) 22: 제2 테이블
22a: 제2 테이블구동부 22b: 우측 볼 스크루
30: 지지 프레임 32: 수직 지지대
34: 수평 지지대 40: 가공헤드(Head)
40a: 제1 헤드 40b: 제2 헤드
42: 스핀들(Spindle) 44: 헤드 바디(Head Body)
48: 서보 모터(Servo Motor) 50: 공구교환장치
51: 제1 공구교환장치 51a: 제1 구동부
51b: 제1 공구 디스크(Disc) 52: 제2 공구교환장치
52a: 제2 구동부 52b: 제2 공구 디스크
61: 상부 가이드레일(Guide Rail) 62: 하부 가이드레일
71: 제1 가공부 71a: 제1 수직구동부
71b: 제1 수평구동부 71c: 상부 지지부
71d: 상부 볼 스크루 72: 제2 가공부
72a: 제2 수직구동부 72b: 제2 수평구동부
72c: 하부 지지부 72d: 하부 볼 스크루
C: 컨트롤 박스(Control Box) T: 공구

Claims

베이스 프레임(10)과, 상기 베이스 프레임(10)의 상부에 구비되어 공작물 소재를 고정하는 가공 테이블과, 베이스 프레임(10)의 일측에 수직으로 구비되는 수직 지지대(32)와, 상기 수직 지지대(32)에 구비되어 공작물 소재를 가공하는 가공부와, 복수의 공구(T)를 자동을 교환하는 공구교환장치를 포함하여 이루어지는 다축식 머시닝 센터에 있어서,
상기 가공 테이블은,
제1 테이블(21)과 제2 테이블(22)로 분리되어 서로 독립적으로 구동되고,
상기 가공부는,
상기 수직 지지대(32)의 전방에 구비되는 제1 가공부(71)와 제2 가공부(72)로 구성되어 서로 독립적으로 구동되며,
상기 제1 테이블(21)의 일측에 제1 공구교환장치(51)가 구비되고,
상기 제2 테이블(22)의 일측에 제2 공구교환장치(52)가 구비되며,
상기 제1 공구교환장치(51)가 제1 헤드의 수평이동 경로상에 배치되어, 상기 제1 헤드가 제1 공구교환장치(51)측으로 이동하여 공구를 교환하고,
상기 제2 공구교환장치(52)가 제2 헤드의 수평이동 경로상에 배치되어, 상기 제2 헤드가 제2 공구교환장치(52)측으로 이동하여 공구를 교환하며,
상기 제1 가공부(71)와 제2 가공부(72)는,
수직 지지대(32)의 전면에 구비된 상부 가이드레일(61)과 하부 가이드레일(62)을 따라 수평방향으로 각각 이동하고,
상기 제1 가공부(71)의 상부에 제1 수직구동부(71a)가 구비되어 제1 가공부(71)를 수직방향으로 이동시키고,
상기 제2 가공부(72)의 상부에 제2 수직구동부(72a)가 구비되어 제2 가공부(72)를 수직방향으로 이동시키며,
상기 제1 수직구동부(71a)와 제2 수직구동부(72a)는, 수직으로 구비되는 볼 스크류를 회전시키는 서모 모터(Servo Motor)로 구성되고,
상기 제1 가공부(71)에 제1 헤드 바디(44)가 구비되고, 상기 제1 헤드 바디(44)의 전방에 제1 헤드 스핀들(42)이 수직으로 구비되며,
상기 제2 가공부(72)에 제2 헤드 바디가 구비되고, 상기 제2 헤드 바디의 전방에 제2 헤드 스핀들이 수직으로 구비되며,
상기 제1 헤드 스핀들(42)의 상단부에는 서보 모터(48)가 구비되고, 제1 헤드 스핀들(42)의 하단부에는 공구(T)가 장착되어 제1 테이블(21)에 고정된 공작물 소재를 가공하며,
상기 제1 가공부(71)의 후방에 제1 수평구동부(71b)가 구비되어 제1 가공부(71)를 수평방향으로 이동시키고,
상기 제2 가공부(72)의 후방에 제2 수평구동부(72b)가 구비되어 제2 가공부(72)를 수평방향으로 이동시키며,
상기 제1 수평구동부(71b)는, 서보 모터로 구성되어 수평으로 구비되는 상부 볼 스크루(71d)를 정,역회전시켜 제1 가공부(71)를 수평방향으로 이동시키고,
상기 제2 수평구동부(72b)는, 서보 모터로 구성되어 하부 볼 스크루(72d)를 정,역회전시켜 제2 가공부(72)를 수평방향으로 이동시키며,
상기 제1 테이블(21)의 후방에 제1 테이블 구동부(21a)가 구비되어 제1 테이블(21)을 전후방향으로 이동시키고,
상기 제2 테이블(22)의 후방에 제2 테이블 구동부가 구비되어 제2 테이블(22)을 전후방향으로 이동시키며,
상기 제1 테이블 구동부(21a)는, 좌측 볼 스크류(21b)를 정,역회전시켜 제1 테이블(21)을 전후방향으로 이동시키고,
상기 제2 테이블 구동부는, 우측 볼 스크류(22b)를 정,역회전시켜 제2 테이블(22)을 전후방향으로 이동시키며,
상기 제1 공구교환장치(51)는,
상기 제1 테이블(21)의 일측에 구비되어 복수의 공구(T)가 안착되도록 하는 원형의 제1 공구디스크(51b)를 포함하고,
상기 제2 공구교환장치(52)는,
상기 제2 테이블(22)의 일측에 구비되어 복수의 공구(T)가 안착되도록 하는 원형의 제2 공구디스크(52b)를 포함하며,
상기 제1 공구디스크(51b)의 하부에 제1 구동부(51a)가 구비되어 상기 제1 공구디스크(51b)를 회전시키고,
상기 제2 공구디스크(52b)의 하부에 제2 구동부(52a)가 구비되어 상기 제2 공구디스크(52b)를 회전시키며,
컨트롤 박스(C)에 제1 제어반과 제2 제어반이 분리되어 구비되고,
상기 제1 제어반은, 제1 테이블(21), 제1 구동부(71) 및 제1 공구교환장치(51)를 제어하고,
상기 제2 제어반은, 제2 테이블(22), 제2 구동부(72) 및 제2 공구교환장치(52)를 제어하는 것을 특징으로 하는 복수의 부품을 독립적으로 가공할 수 있는 다축식 머시닝 센터.
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