KR100403705B1 - 초정밀 가공기의 가이드웨이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이송 구조물의 경우, 베드와 안내면을 일체형으로 설계하여, 기존의 가공기가 가지고 있는 구조상의 오차발생요인들인 베드와 이송계의 서로 다른 재질로 인한 이종 재질간의 정적 특성에서 오는 오차요인들을 제거하여 초정밀 가공기의 가이드웨이에 관한 것이다.

이에 따른 본 발명의 구성은, 테이블(30)의 직선이동을 위한 구동수단을 갖고, 그 직선이동을 안내하기 위해 베드(10)에 가이드웨이(20)를 구성하고, 상기 가이드웨이(20)를 베드(10)에 일체로 구성된 초정밀가공기의 가이드웨이 구조에 있어서, 상기 베드(10)와 가이드웨이(20)는, 화강암 또는 세라믹으로 구성되고, 상기 테이블(30)의 직선이동 구동수단은, 테이블(30)의 저부와 베드(10)의 상부에 대향 설치되는 리니어 모터(40)이다.

Description

초정밀 가공기의 가이드웨이{Guide way of machine tool}

본 발명은 초정밀 가공기의 가이드웨이에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이송 구조물의 경우, 베드와 안내면을 일체형으로 설계하여, 기존의 가공기가 가지고 있는 구조상의 오차발생요인들인 베드와 이송계의 서로 다른 재질로 인한 이종 재질간의 열팽창계수의 차이로 인한 열변형오차로 발생되는 정적 특성에서 오는 오차요인들을 제거하는 초정밀 가공기의 가이드웨이에 관한 것이다.

일반적으로, 초정밀가공기와 같은 고정밀도를 추구하는 공작기계의 경우, 열변형에 대한 대책이 하나의 난제로 부각되는데, 이의 해결을 위하여 통상은 기계전체 또는 작업환경 전체에 대한 항온대책을 수립하기도 하지만, 이것만으로는 국부적인 열분포 또는 열변형의 근본적인 대책이 되지 못한다. 따라서 가공기의 구조물로 금속재질을 가공 또는 용접작업후 시간이 지남에 따라 잔류응력에 의해 변형이 일어나는 경년변화 및 열변형이 적고, 감쇠성이 좋은 화강암 및 세라믹 등의 소재를 많이 사용하게 된다.(특성표 참조)

표. 주요 소재의 특성표

통상의 경우 도 1 에 도시된 바와 같이 주요 구조물로써 베드(100)와 이송계(200)가 서로 다른 재질로 이루어지고(베드는 화강암, 이송계에서 이송계 베이스(210) 및 가이드웨이(220)는 세라믹), 이들의 연결을 위하여 중간에 스틸재질의 연결부(300)가 개재되고, 이송계의 상부에는 볼스크류장치(400)에 의해 직선이동되는 테이블(500)이 상기 가이드웨이(220)에 안내되도록 구성되는 등, 전체적으로 서로 다른 2종류 이상의 이종재질로 전체 구조물을 형성하게 된다.

따라서 이들 이종재질 간의 정적 특성 차이 및 열팽창계수의 차이에서 오는 오차요인 뿐만 아니라 이송계(200)와 베드(100)를 연결시키기 위해 사용되는 스틸재질의 연결부(300)가 가지고 있는 가공정밀도의 차이로 인한 오차도 무시할 수 없는 오차요인이 된다.

*초정밀가공기와 같은 고정밀도를 추구하는 공작기계에서 난제로 부각되어 있는 열변형을 해결하기 위하여, 통상은 기계전체 또는 작업환경 전체에 대한 항온대책을 수립하지만, 이것만으로 해결이 되지 않는 국부적 열분포 또는 열변형에 대한 효과적인 대응방안으로 가공기의 구조물을 경년변화 및 열변형이 적고, 감쇠성이 좋은 화강암 및 세라믹 등의 소재로 제작하는 방안이 제시되고 있다.

그러나 이러한 소재들을 사용함에 있어서, 통상의 경우 베드와 이송계 등에 서로 다른 2종류 이상의 이종재질이 사용되고, 이들 이종재질의 부품들을 연결시키기 위해 또 다른 재질인 스틸재질의 연결부를 사용하게 되어 각 재질간의 열팽창계수의 차이로 인한 열변형 등의 오차요인들이 중첩되게 된다.

따라서 본 발명에서는 구조물의 경우 베드와 안내면을 일체형으로 설계하여, 기준의 가공기가 가지고 있는 구조상의 오차발생요인들인 베드와 이송계의 서로 다른 재질로 인한, 이종재질간의 정적 및 열팽창계수의 차이로 인한 열변형 등의 특성차이에서 오는 오차요인들을 제거하고자 하였으며, 또 이송계를 베드에 부착시키는 과정에 사용된 스틸재질의 연결부를 사용하지 않게 함으로써 이 부품이 가지는 가공정밀도의 차이로 인해 발생되는 오차도 제거되도록 하였다.

그리고 베드와 가이드웨이가 일체화된 구조물의 재질은 화강암으로 선택하여 경년변화 및 열변형이 적고, 감쇠성이 좋은 화강암 재질의 특성은 살리고자 하였다.

도 1 은 종래의 초정밀 가공기의 가이드웨이를 도시한 측단면도.

도 2 는 본 발명에 따른 초정밀 가공기의 가이드웨이를 도시한 측단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

10 : 베드 20 : 가이드웨이

30 : 테이블 40 : 리니어모터

41 : 고정자 42 : 리액션레일

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2 는 본 발명에 따른 초정밀 가공기의 가이드웨이를 도시한 측단면도이다.

본 발명의 구성은, 테이블(30)의 직선이동을 위한 구동수단을 갖고, 그 직선이동을 안내하기 위해 베드(10)에 가이드웨이(20)를 구성하는 초정밀가공기의 가이드웨이 구조에 있어서,

상기 가이드웨이(20)를 베드(10)에 일체로 구성하되, 경년변화 및 열변형이 적고 감쇠성이 좋은 재질로 구성하였다.

한편, 본 발명에 따른 상기 테이블(30)의 직선이동 구동수단의 일실시예로써 테이블(30)의 저부에는 고정자(41)가, 베드(10)의 상부에는 리액션레일(42)이 대향 설치되는 리니어모터(40)이다.

상기와 같이 직선이동 구동수단을 리니어모터(40)로 구성하게 함으로서, 볼스크류장치가 설치되었던 종래의 발명에 비해 간단하여 구성요소를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 상기 리니어모터(40)를 베드(10)와 테이블(30)에 직접 부착 설치하였기 때문에 종래의 연결부를 설치함에 따른 가공오차가 제거된다.

한편, 상기 베드(10) 및 가이드웨이(20)의 바람직한 재질의 일실시예로서 화강암일 수 있다.

한편, 상기 베드(10) 및 가이드웨이(20)의 바람직한 재질의 다른 실시예로서세라믹일 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명한다.

앞에서 기술된 바와 같이, 테이블의 이송 가이드를 위해 서로 다른 2종류 이상의 이종재질로 전체 구조물을 형성하는 종래의 경우, 이종재질간의 정적특성차이에서 오는 오차요인뿐만 아니라 이송계와 베드를 연결시키기 위해 사용되는 스틸재질의 연결부를 가지고 있는 이유에 의해 가공오차 등이 문제시되었으나, 본 발명에서는 베드(10)와 가이드웨이(20)를 일체형으로 설계하고, 재질은 경년변화 및 열변형이 적고, 감쇠성이 좋은 화강암 또는 세라믹 등으로 구성하였기 때문에 이종재질간의 정적 특성차이에서 오는 오차요인을 제거할 수 있다.

또한 리니어모터(40)의 고정자(41) 및 리액션레일(42)을 테이블(30)과 베드(10)에 부착시키는 과정에서 종래에서 사용되었던 스틸재질의 연결부를 배제하였기 때문에 이 부품이 가지는 가공오차도 제거할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서와 같은 본 발명을 적용하게 되면, 베드와 가이드웨이를 일체로 구성함과 동시에 경년변화 및 열변형이 적고, 감쇠성이 좋은 화강암이나 세라믹 등의 소재를 사용하였기 때문에 이종재질간의 정적 특성차이에서 오는 오차요인들을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 리니어모터를 테이블과 베드에 부착시키는 과정에서 종래 스틸재질의 연결부가 사용되지 않도록 설계하였기 때문에 상기 연결부 자체에서 가지는 가공오차도 제거되기 때문에 고정밀도가 보장된다.

Claims (2)

1. 테이블(30)의 직선이동을 위한 구동수단을 갖고, 그 직선이동을 안내하기 위해 베드(10)에 가이드웨이(20)를 구성하고, 상기 가이드웨이(20)를 베드(10)에 일체로 구성된 초정밀가공기의 가이드웨이에 있어서,

   상기 베드(10)와 가이드웨이(20)는,

   화강암 또는 세라믹으로 구성되고,

   상기 테이블(30)의 직선이동 구동수단은,

   테이블(30)의 저부와 베드(10)의 상부에 대향 설치되는 리니어 모터(40)임을 특징으로 하는 초정밀가공기의 가이드웨이.
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