KR100441223B1 - Vertical Machining Center - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수직 머시닝 센터에 관한 것으로, 고정식 테이블을 구비한 베드의 상면 모서리부분에 일정길이를 이루며 수직설치되는 다수개의 빔과; 상기 빔의 상면에 좌,우방향의 직선안내면과 볼스크류 및 구동모터를 갖춘 프레임과; 상기 프레임의 상부에 주축의 좌,우 이송을 도모하도록 직선안내면과 볼스크류 및 구동모터를 내측면에 구비하는 이송컬럼과; 상기 이송칼럼의 볼스크류에 연결되어 주축의 전,후방향의 이동을 도모하고자 수직방향의 직선안내면과 볼스크류 및 구동모터를 구비하는 새들과; 상기 새들의 직선안내면을 따라 하향 이격된 테이블로 이동하도록 저면에 주축을 돌출한 이송헤드와, 상기 테이블과 수평으로 이격된 일옆에 갖추어진 자동공구교환장치로 이루어진 구조로서, 수직형 머시닝 센터의 기계 운영상 발생하는 부산물(칩, 절삭유등)의 처리를 한결 용이하게 하고, 아울로 부산물이 이송계통의 수단으로 유입되는 것을 제거하여 기계적인 파손의 방지와 성능유지 및 기계보수에 대한 비용을 절감할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a vertical machining center, and more particularly, to a vertical machining center which includes a plurality of beams vertically installed at a corner of a top surface of a bed having a stationary table, A frame having left and right linear guide surfaces, a ball screw, and a driving motor on an upper surface of the beam; A conveying column having a linear guide surface, a ball screw, and a driving motor on an inner surface of the frame so as to perform a left-right transfer of the main shaft; A saddle connected to a ball screw of the conveying column and having a linear guide surface in a vertical direction, a ball screw, and a driving motor for moving the main shaft forward and backward; A transfer head having a main shaft projected on a bottom surface to move to a table spaced downwardly along a straight guide surface of the saddle, and an automatic tool changer provided on one side of the table, It is possible to simplify the processing of the byproducts (chips, cutting oil, etc.) generated in operation and to prevent the byproducts from flowing into the conveying system by means of the outflow, thereby preventing the mechanical damage, .
나아가 가공의 영역에 대한 안정적인 확보를 통해 전체적으로 기계 구성의 간편화를 실현함은 물론, 자동공구 교환장치의 안정적인 설치를 도모할 수 있도록 한 것이다.Further, it is possible to achieve a simplified installation of the machine as a whole through securely securing the machining area, and to stably install the automatic tool changer.
Description
본 발명은 수직 머시닝 센터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공작물의 위치를 전,후,좌,우 방향으로 이동시키는 각종 이송계통의 수단들을 공작물이 놓여진 위치보다 그 이상의 높이에 설치함으로써, 수직형 머시닝 센터의 기계 운영상 발생하는 부산물(칩, 절삭유등)의 처리를 한결 용이하게 하고, 아울러 부산물이 이송수단으로 유입됨을 방지하여 기계적인 파손의 방지는 물론, 성능유지 및 기계보수에 대한 비용을 절감할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a vertical machining center, and more particularly to a vertical machining center in which various transporting means for moving the position of the workpiece in the forward, backward, left and right directions are installed at a height higher than the position where the workpiece is placed, It facilitates the treatment of by-products (chip, cutting oil, etc.) generated in the machine operation of the center and prevents the byproducts from flowing into the transfer means, thereby preventing mechanical breakage, .
나아가 가공의 영역에 대하여 안정적인 확보를 통해 전체적으로 기계 구성의 간편화를 실현함은 물론, 공구 교환의 안정화를 확보할 수 있도록 한 것이다.Furthermore, it is possible to secure the stability of the machining area, thereby simplifying the machine construction as a whole and securing the stabilization of the tool change.
일반적으로 사용되는 수직 머시닝 센터는 첨부된 예시도면 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 머시닝 센터(10)의 하부에는 안정적인 균형과 지탱을 위한 베드(12)가 구비되어 있고, 이 베드(12)의 상면에는 구동모터(14)의 구동에 의한 볼스크류(16)의 회전으로 직선안내면(18)을 따라 전,후 수평방향으로 이동하는 캐리지(20)가 설치되어 있으며, 이 캐리지(20)의 상면에는 또 다른 구동모터(22)의 구동에 의한 볼스크류(24)의 회전으로 직선안내면(26)을 따라 좌,우 수평방향으로 이동하도록 테이블(28)이 설치되어 있다.A generally used vertical machining center is provided with a bed 12 for stable balance and support under the machining center 10 as shown in the accompanying drawings 1 and 2, A carriage 20 which moves in the forward and backward directions along the linear guide surface 18 by the rotation of the ball screw 16 driven by the drive motor 14 is provided on the upper surface of the carriage 20, A table 28 is provided on the upper surface so as to move horizontally to the left and right along the linear guide surface 26 by the rotation of the ball screw 24 driven by another drive motor 22. [
즉, 캐리지(20)의 전,후 수평방향과 공작물이 안치되는 테이블(28)의 좌,우수평방향으로 이송되면서 특정위치의 좌표값을 갖지게 되고, 그에 따라 공작물의 가공위치를 선정하게 된다.In other words, coordinate values of a specific position are transferred while being horizontally moved forward and backward of the carriage 20 and in the left and right planes of the table 28 on which the workpiece is placed, and the machining position of the workpiece is selected accordingly .
또한, 상기 베드(12)의 다른 일측부위에는 수직방향으로 직선안내면(30)을 구비하는 고정칼럼(32)이 설치되어 있고, 이 고정칼럼(32)에는 수직방향으로 장착된 이송헤드(34)가는 별도로 구비된 구동모터(36)와 볼스크류(38)의 작동에 의해 상,하 수직방향으로 운동하도록 설치되어 있으며, 또한 상기 이송헤드(34)의 내부에는 공구(40)가 장착된 주축(42)이 주축모터(44)의 회전에 의해 회전하도록 설치되어 있다.A fixed column 32 having a linear guide surface 30 in a vertical direction is provided on the other side of the bed 12. A conveyance head 34 mounted vertically to the fixed column 32, The transfer head 34 is provided so as to move in the vertical direction by the operation of the drive motor 36 and the ball screw 38 provided separately. 42 are rotated by the rotation of the spindle motor 44.
따라서, 공작물을 테이블(28)에 위치.고정시킨 다음, 캐리지(20)가 전,후 방향으로 이동하고, 테이블(28)은 좌,우 방향으로 이동하면서 공작물의 가공 위치를 선정하게 된다.Therefore, after the workpiece is positioned and fixed on the table 28, the carriage 20 moves in the forward and backward directions, and the table 28 moves in the left and right directions to select the machining position of the workpiece.
그와 동시에 이송헤드(34)의 주축(42)에 장착된 공구(40)는 주축모터(44)의 구동에 의해 회전하게 되고, 아울러 고정컬럼(32)을 따라 상,하 수직방향으로 이동하면서 통상적인 공작물의 가공을 수행하게 된다.At the same time, the tool 40 mounted on the main shaft 42 of the transfer head 34 is rotated by driving of the main shaft motor 44 and is moved vertically and downward along the fixed column 32 Thereby performing the machining of a typical workpiece.
이때, 고정컬럼(32)의 측면에 장착된 자동공구교환장치(46)는 이송헤드(34)가 소정의 공구(40) 교환위치에 도달시, 주축(42)에 장착된 공구(40)와 자동공구교환장치(46)에 수납된 공구(40)를 상호 동시에 교환하는 일반적인 역할과 동작을 수행하게 된다.At this time, the automatic tool changer 46 mounted on the side of the fixed column 32 moves the tool 40 mounted on the main shaft 42 and the tool 40 when the transfer head 34 reaches the predetermined tool 40 exchange position And performs the general role and operation of exchanging the tools 40 stored in the automatic tool changer 46 at the same time.
그런데, 상기 머시닝 센터(10)의 가공 정밀도 및 성능의 척도중 고려되는 것이 가공 부산물(예를들어 칩, 절삭유 등)의 처리인데, 이러한 머시닝 센터는(10)공작물이 전,후,좌,우로 이동되는 캐리지(20)와 테이블(28)의 설치위치 보다 그 상부에 위치게 됨으로써, 공작물의 가공시에 발생되는 칩이나 가공 부산물 또는 절삭유 등이 캐리지(20)와 테이블(28) 및 고정칼럼(32)을 이동시키기 위한 이송계통부품으로 유입되는 것을 방지하고자 별도의 방지커버와 실링처리가 반드시 요구시되는 문제점이 있었다.(10) When the workpiece is moved in the forward, backward, left, and right directions of the machining center (10), the machining center (10) Chips or processing byproducts or cutting oil or the like generated at the time of processing the workpiece are positioned above the mounting position of the carriage 20 and the table 28 moved by the carriage 20 and the table 28, There is a problem in that a separate protective cover and a sealing process are required to prevent the infiltration into the conveying system parts for moving the door 32. [
또한, 머시닝 센터(10)의 설치공간에 협소할 경우에는 부산물의 유입을 방지하기 위해 갖추어지는 방지커버와 실링처리에 제약이 발생하여 칩이나 절삭유 가공부산물 등의 처리상에 어려움이 발생되고, 나아가 이러한 구조로 인하여 자동공구교환장치(46)의 설치 또한 고정칼럼(32)에 수직방향으로 설치할 수 밖에 없어 전체적으로 균형이 불안정한 문제점이 있었다.Further, when the space is limited to the installation space of the machining center 10, restrictions are imposed on the protective cover and the sealing process, which are provided to prevent the inflow of the byproducts, so that difficulties arise in the processing of chips and cutting oil processing byproducts, Due to such a structure, the installation of the automatic tool changer 46 also has to be installed in the vertical direction to the fixed column 32, which causes a problem that the balance is unstable as a whole.
그리고, 상기 가공 부산물이 캐리지(20)와 테이블(28) 및 고정칼럼(32)의 이송계통의 수단에 유입되는 경우에는 캐리지(20)와 테이블(28)의 이송이 원활하지 못하여 이동 거리의 변화가 발생하고, 이에 따라 가공의 정밀도가 떨어짐은 물론, 심한 마모를 야기하여 장비의 운영에 따른 유지비가 상승하게 되는 문제점이 있었다.When the processing byproducts flow into the carriage 20 and the conveying system of the table 28 and the stationary column 32, the carriage 20 and the table 28 are not smoothly conveyed, As a result, not only the machining accuracy is reduced but also the maintenance cost due to the operation of the equipment is increased due to severe wear.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 공작물의 위치를 전,후,좌,우 방향으로 이동시키기 위한 이송계통의 수단들을 공작물이 놓여진 위치보다 그 이상의 높이에 설치함으로써, 수직형 머시닝 센터의 기계 운영상 발생하는 부산물(칩, 절삭유등)의 처리를 한결 용이하게 하고, 아울로 부산물이 이송수단으로 유입됨을 방지하여, 기계적인 파손을 방지하면서 성능유지 및 기계보수에 대한 비용을 절감할 수 있도록 한 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a transfer system for transferring a position of a workpiece in forward, backward, leftward and rightward directions to a position higher than a position where the workpiece is placed (Chips, cutting oil, etc.) generated in the machine operation of the vertical machining center can be easily handled and the byproducts can be prevented from flowing into the transfer means, And to reduce the cost of the system.
나아가 가공 영역의 안정적인 확보를 통해 전체적으로 기계 구성의 간편화를 실현함은 물론, 자동공구 교환장치의 설치 및 안정화를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.Further, the stable machining area can be secured to simplify the machine construction as a whole, and the installation and stabilization of the automatic tool changer can be improved.
도 1은 종래의 수직 머시닝 센터를 나타낸 정면도1 is a front view showing a conventional vertical machining center
도 2는 도 1의 측면도Fig. 2 is a side view of Fig.
도 3은 본 발명의 수직 머시닝 센터를 나타낸 정면도3 is a front view showing a vertical machining center of the present invention
도 4는 도 3의 측면도Figure 4 is a side view of Figure 3
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
10,50 : 머시닝 센터 12,52 : 베드10,50: Machining center 12,52: Bed
14,22,36,60,70,78 : 구동모터 16,24,38,58,68,76 : 볼스크류14, 22, 36, 60, 70, 78: drive motors 16, 24, 38, 58, 68, 76:
18,26,30,56,66,74 : 직선안내면 20 : 캐리지18, 26, 30, 56, 66, 74: straight guide surface 20:
28,82 : 테이블 32 : 고정칼럼28,82: Table 32: Fixed column
34,80 : 이송헤드 40 : 공구34, 80: Feed head 40: Tool
42 : 주축 44 : 주축모터42: main shaft 44: main shaft motor
46,84 : 자동교환장치 54 : 빔46,84: Automatic exchange device 54: Beam
62 : 프레임 64 : 이송칼럼62: Frame 64: Feed column
72 : 새들72: Birds
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고정식 테이블을 구비한 베드의 상면 모서리부분에 일정길이를 이루며 수직설치되는 다수개의 빔과; 상기 빔의 상면에 좌,우방향의 직선안내면과 볼스크류 및 구동모터를 갖춘 프레임과; 상기 프레임의 상부에 주축의 좌,우 이송을 도모하도록 직선안내면과 볼스크류 및 구동모터를 내측면에 구비하는 이송컬럼과; 상기 이송칼럼의 볼스크류에 연결되어 주축의 전,후방향의 이동을 도모하고자 수직방향의 직선안내면과 볼스크류 및 구동모터를 구비하는 새들과; 상기 새들의 직선안내면을 따라 하향 이격된 테이블로 이동하도록 저면에 주축을 돌출한 이송헤드와, 상기 테이블과 수평으로 이격된 일옆에 갖추어진 자동공구교환장치로 이루어진 구조로서, 수직 머시닝 센터의 기계 운영상 발생하는 부산물(칩, 절삭유등)의 처리를 한결 용이하게 하고, 아울로 부산물이 이송수단으로 유입됨을 제거하여 기계적인 파손의 방지와 성능유지 및 기계보수에 대한 비용을 절감할 수 있는 점에 특징이 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a bed comprising: a fixed table; a plurality of beams vertically installed at a corner of a top surface of the bed; A frame having left and right linear guide surfaces, a ball screw, and a driving motor on an upper surface of the beam; A conveying column having a linear guide surface, a ball screw, and a driving motor on an inner surface of the frame so as to perform a left-right transfer of the main shaft; A saddle connected to a ball screw of the conveying column and having a linear guide surface in a vertical direction, a ball screw, and a driving motor for moving the main shaft forward and backward; A transfer head having a main shaft projected on a bottom surface thereof so as to move to a table spaced downwardly along a straight guide surface of the saddle and an automatic tool changer provided on one side of the table horizontally spaced apart, (Chips, cutting oil, etc.) can be easily processed, and byproducts can be prevented from flowing into the conveying means, thereby preventing mechanical breakage and reducing the cost of maintenance and maintenance. .
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 예시도면 도 3 및 도 4는 본 발명의 수직 머시닝 센터를 나타낸 도면인 바, 첨부된 예시도면 도 1 및 도 2와 동일한 참조번호는 동일한 부품을 표시하므로 이에 대한 설명은 생략하고 도 1 및 도 2와 상이한 점에 대해서만 설명하기로 한다.FIGS. 3 and 4 are views showing a vertical machining center of the present invention. The same reference numerals as those of FIGS. 1 and 2 denote the same parts. Only differences from FIG. 2 will be described.
첨부된 예시도면 도 3 및 도 4를 참조하면, 우선 수직 머시닝 센터(50) 베드(52)의 상면에는 일정길이로 형성된 4개의 빔(54)이 수직으로 설치되어 있고, 그 위에 좌,우 방향의 직선안내면(56)과 볼스크류(58) 및 구동모터(60)를 갖춘 프레임(62)이 설치되어 있으며, 그 상부에는 주축(42)의 좌,우 이송을 담당하는 박스형상의 이송컬럼(64)이 설치되어 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, four beams 54, each having a predetermined length, are vertically installed on the upper surface of the vertical machining center 50, And a frame 62 provided with a linear guide surface 56 of the main shaft 42 and a ball screw 58 and a drive motor 60. A box-shaped transfer column 64) are installed.
그리고, 상기 이송컬럼(64)의 내측면에는 전,후방향의 직선안내면(66)과 볼스크류(68) 및 구동모터(70)가 장착되어 있고, 이 볼스크류(68)에 연결된 주축(42)의 상부부위에는 이와 연동하는 상태로 좌,우 이동용 새들(72)이 설치되어 있다.A linear guide surface 66 in the forward and backward direction, a ball screw 68 and a drive motor 70 are mounted on the inner side surface of the conveying column 64. A spindle 42 Left and right saddles 72 are provided in an upper portion of the left and right saddle-type saddle-type saddle-type saddle-type saddle-
상기 새들(72)의 측면에는 수직방향의 직선안내면(74)과 볼스크류(76)와 구동모터(78)가 설치되어 있고, 이 직선안내면(74)에는 이를 따라 수직방향으로 이동하는 이송헤드(80)가 갖추어져 있으며, 상기 이송헤드(80)의 하부에는 공구(40)의 회전을 담당하는 주축(42)이 설치되어 있으며, 상기 베드(52)의 중앙부분에는 고정식 테이블(82)이 설치되어 있고, 이와 이격된 일옆에는 자동공구교환장치(84)가 설치되어 있다.A linear guide surface 74 in the vertical direction, a ball screw 76 and a drive motor 78 are provided on the sidewall of the saddle 72. The linear guide surface 74 is provided with a conveyance head A main shaft 42 for rotating the tool 40 is provided at a lower portion of the transfer head 80 and a fixed table 82 is installed at a central portion of the bed 52 And an automatic tool changer (84) is provided on the side separated from the automatic tool changer (84).
따라서, 상기 머시닝 센터(50)의 빔(54)에 갖추어진 좌,우방향의 직선안내면(56)과 볼스크류(58) 및 구동모터(60)를 구비한 프레임(62)의 상부에 주축(42)의 좌,우 이송을 담당하는 이송컬럼(64)이 볼스크류(68)와 구동모터(70)의 작동에 의해 수직으로 이동하는 이송헤드(8)와, 전,후방향으로 이동하는 새들(72)을 동시에 좌,우로 이동시키는 동작을 수행하고, 아울러 이송컬럼(64)의 내측면에 장착된 전,후방향의 직선안내면(66)과 볼스크류(68)에 연결된 주축(42)의 전,후 이동용 새들(72)과 상,하 이동용 이송헤드(80)를 볼스크류((76)와 구동모터(78)의 동작에 의해 직선안내면(66)을 따라 전,후로 이동시키며, 새들(72)에 설치된 수직방향의 직선안내면(74)과 볼스크류(76)에 연결된 이송헤드(80)는 구동모터(78)의 작동에 따라 주축(42)을 상,하 수직방향으로 이동시키는 운동을 수행하게 되는 것이다.The upper surface of the frame 62 provided with the linear guide surface 56 and the ball screw 58 and the drive motor 60 provided in the beam 54 of the machining center 50 is provided with a spindle The transferring column 64 which is for carrying the left and right conveyance of the ball 42 is moved vertically by the operation of the ball screw 68 and the drive motor 70, A linear guide surface 66 in the forward and backward directions mounted on the inner side surface of the transfer column 64 and a main shaft 42 connected to the ball screw 68 The saddle 72 for front and rear movement and the transfer head for upward and downward movement 80 are moved forward and backward along the linear guide surface 66 by the action of the ball screw 76 and the drive motor 78, The linear guide surface 74 provided in the vertical direction and the conveyance head 80 connected to the ball screw 76 move in the vertical direction to move the main shaft 42 vertically in accordance with the operation of the drive motor 78.
또한, 상기 베드(52)의 중앙부분에 설치된 고정식 테이블(82)의 상면에는 공작물의 장착을 수행하고, 베드(52)의 또 다른 상면에 장착된 자동공구교환장치(84)는 주축(42)에 장착된 공구(40)와 공구(40)의 교환을 자동적으로 수행하게 되는 것이다.The automatic tool changer 84 mounted on another upper surface of the bed 52 is mounted on the upper surface of the fixed table 82 provided on the central portion of the bed 52, The tool 40 and the tool 40 mounted on the tool 40 are automatically exchanged.
따라서, 종래의 수직형 머시닝 센터(50)는 공작물의 가공시에 발생되는 칩이나 가공 부산물 또는 절삭유 등이 캐리지(20)와 테이블(28) 및 고정칼럼(32)의 이송계통의 수단으로 유입됨으로써, 이동 거리의 변화가 발생하고, 그에 따라 가공의 정밀도가 저하되며, 심한 마모를 야기하여 장비의 운영에 따른 유지비가 상승하게 된다.Accordingly, the conventional vertical machining center 50 is configured such that chips, machining byproducts or cutting oil generated during machining of the workpiece are introduced into the carriage 20 and the conveying system of the table 28 and the stationary column 32 , The movement distance is changed, the machining accuracy is lowered, and the maintenance cost due to the operation of the equipment is increased due to the severe wear.
또한, 머시닝 센터(10)의 설치공간에 협소할 경우에는 부산물의 유입을 방지하고자 갖추어지는 방지커버와 실링처리에 제약이 발생하고, 나아가 자동공구교환장치(46)의 설치 위치 또한 고정칼럼(32)에 수직방향으로 설치할 수 밖에 없어 전체적으로 불안정하였다.Further, when the installation space of the machining center 10 is narrow, restrictions are imposed on the protective cover and the sealing process for preventing the introduction of the by-products, and furthermore, the mounting position of the automatic tool changer 46 is also limited by the fixed column 32 ) In the vertical direction, so that it was totally unstable.
그러나, 본 발명의 머시닝 센터(10)는 이송헤드(80)와 이송칼럼(64), 새들 (72)등과 같은 이송계통의 수단들이 공작물 보다 이상의 높이에 설치됨으로써, 부산물의 유입이 자연적으로 방지되어 기계적인 파손과 마모 및 성능의 저하를 방지함은 물론, 자동공구교환장치(84)의 설치 위치에 대한 안정화를 향상시킬 수 있는 것이다.However, in the machining center 10 of the present invention, the means of the transfer system such as the transfer head 80 and the transfer column 64, saddle 72 and the like are installed at a height higher than the workpiece, It is possible to prevent the mechanical breakage, wear and deterioration of the performance, and to improve the stability of the mounting position of the automatic tool changer 84.
본 발명은 공작물의 위치를 전,후,좌,우 방향으로 이동시키는 각종 이송계통의 수단들을 공작물이 놓여진 위치보다 그 이상의 높이에 설치함으로써, 수직형 머시닝 센터의 기계 운영상 발생하는 부산물(칩, 절삭유등)의 처리를 한결 용이하게 하고, 아울러 부산물이 이송수단으로 유입됨을 방지하여, 기계적인 파손을 방지하면서 성능유지 및 기계보수에 대한 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.The present invention provides various transport system means for moving the position of the workpiece in the forward, backward, left, and right directions at a height higher than the position at which the workpiece is placed so that byproducts (such as chips, Etc.) and preventing the byproducts from flowing into the conveying means, thereby preventing mechanical damage and reducing the cost of performance maintenance and machine maintenance.
이러므로써, 전체적으로 기계 구성의 간편화를 실현함은 물론, 자동공구 교환장치의 설치 및 안정화를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.Thus, not only the simplification of the machine configuration as a whole can be achieved, but also the installation and stabilization of the automatic tool changer can be improved.
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