KR100637388B1 - Ｘ축 및 ｚ축에서 2배속 이동 특성을 갖는 씨엔씨머신센터 - Google Patents

Ｘ축 및 ｚ축에서 2배속 이동 특성을 갖는 씨엔씨머신센터 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 X축 및 Z축에서 2배속 이동 특성을 갖는 CNC 머신센터는 작업테이블 조립체 및 공구홀더 조립체를 배치하기 위한 직립 스탠드를 구비한다. 상기 작업테이블 조립체 및 공구홀더 조립체는 서로 수직인 두 좌표축, 즉 X축 및 Z축상에서 서로에 대해 상대적으로 이동된다. X축 및 Z축 중의 적어도 하나의 축상에서, 상기 공구홀더 조립체 및 작업테이블 조립체는 정방향 나사부 및 역방향 나사부를 구비한 스크류 로드에 의해 서로 연결되어 동시에 반대방향으로 이동될 수 있으며, 이에 따라 상대적 이동속도가 종래의 머신센터의 두 배가 되어 머신센터의 비절삭 동작시간이 현저히 감소되고, 전체적 가공속도 및 효율이 증진된다.
작업테이블, 공구홀더, 스크류 로드, 정방향 나사부, 역방향 나사부

Description

Ｘ축 및 Ｚ축에서 2배속 이동 특성을 갖는 씨엔씨 머신센터 {CNC MACHINE CENTER WITH DOUBLE-SPEED SHIFTING FEATURE IN X AND Z AXIS}
도1은 작업테이블 및 공구홀더가 X, Y 및 Z축을 따라 각각 상대적으로 운동되는 종래의 CNC 머신센터를 도시한 사시도.
도2는 수직축, 즉 Z축을 따르는 작업테이블과 공구홀더간의 상대적 운동이 작업테이블에 고정된 너트 및 공구홀더에 고정된 다른 너트에 각각 맞물리는 정나사부 및 역나사부를 구비한 스크류 로드에 의해 이루어지도록 하여, 작업테이블 및 공구홀더가 수직인 Z축을 따라 두 배의 속도로 상대운동을 할 수 있도록 한 본 발명에 따른 CNC 머신센터의 제1실시예 구성을 도시한 사시도.
도3은 작업테이블 및 공구홀더에 각각 고정된 두 개의 너트에 맞물리는 정방향 및 역방향 나사를 구비한 본 발명에 따른 스크류 로드가 시계방향으로 회전하여 작업테이블 및 공구홀더가 서로 가까워지는 상태를 도시한 상태도.
도4는 본 발명에 따른 스크류 로드가 반시계방향으로 회전하여 작업테이블 및 공구 홀더가 서로 멀어지는 상태를 도시한 상태도.
도5는 본 발명에 따른 CNC 머신센터의 제2실시예 구성을 도시한 사시도.
도6은 본 발명에 따른 CNC 머신센터의 제3실시예 구성을 도시한 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 프레임 기초부 2 : 지지 스탠드
3 : 작업테이블 조립체 4 : 공구홀더 조립체
21 : 직립 레일 22 : 스크류 로드
31 : Z축 하부시트 32 : 작업테이블
41 : Z축 상부시트 42 : X축 상부시트
43 : Y축 이송시트 312 : 너트
본 발명은 컴퓨터 수치제어 머신센터(CNC machine center)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각각 공구홀더 조립체(tool holder assembly) 및 작업테이블 조립체(worktable assembly)에 고정된 두 개의 너트에 맞물리는 정방향 나사 및 역방향 나사를 구비한 스크류 로드(screw rod)를 이용하여 공구홀더 조립체 및 작업테이블 조립체를 적어도 하나의 좌표축을 따라 반대방향으로 동시에 이동시킴으로써, 공구홀더조립체와 작업테이블 조립체간의 상대적 이동속도를 현저하게 증가시켜 비절삭 시간(non-cutting time)을 최소화시킨 CNC 머신센터에 관한 것이다.
일반적으로, 작업소재(workpiece)를 공구로 절삭가공하려는 목적을 이루기 위해, 컴퓨터 수치제어(CNC) 공구 기계장치는 절삭작업이 이루어지는 동안 가공재 료 측으로 공구를 피딩(feeding)하기 위한 설비를 구비하며, 절삭작업이 이루어지지 않는 동안 공구와 작업소재의 상대적 위치를 변경하고 조정하기 위한 설비를 구비한다. 절삭작업에서, 작업소재 측으로 공구를 피딩하는 속도는 가공될 소재의 특성에 의해 결정되므로, 임의로 변하거나 증가될 수 없다. 그러나, 절삭작업이 이루어지지 않는 동안 공구와 작업소재간의 상대적 위치를 이동 및 조정하는 속도가 증가되면, 머신센터의 전체적인 가공속도는 현저하게 증진될 것이다.
도1은 스크류 로드(R)와 맞물린 너트(도시하지 않음)에 의해 이송시트(translation seat)(T1)와 결합되는 작업테이블(T)을 구비하여, 서보모터(M)가 스크류 로드(R)을 회전시킬 때 작업테이블(T)이 이송시트(T1) 상의 X축을 따라 왕복운동할 수 있도록 한 종래의 CNC 머신센터(M/C)를 나타낸다. 상기 이송시트(T1)는 프레임 기초부(F) 상의 Y축을 따라 왕복운동할 수 있도록 다른 스크류 로드/너트 구조에 의해 프레임 기초부(F)에 결합된다. 이와 유사하게, 직립 스탠드(FV) 상의 Z축을 따라 왕복운동할 수 있도록 상기 공구홀더(B)는 너트(N) 및 스크류 로드(R)에 의해 직립 스탠드(FV) 상에 설치된다. 이에따라, 상기 공구홀더(B)와 작업 테이블(T)간의 세 좌표축에서의 상대적 위치가 모두 조정될 수 있어 가공작업이 용이하게 된다.
스크류 로드/너트 구조에 적용된 종래의 방식에 따르면, 예를 들어, 도1에 도시된 스크류 로드(R) 및 너트(N)로 이루어진 스크류 쌍을 포함하여 공구홀더와 작업테이블간의 상대 위치를 변화시키기 위한 이송 구조에 있어서, 상기 공구홀더가 작업테이블로 접근하거나 그로부터 멀어지는 속도를 증가시키고자 할 경우에는 더 빠른 속도의 서보모터를 사용하여 상기 스크류 로드의 회전속도를 증가시키는 수 밖에 없었다. 그러나, 비절삭 동작 시간(non-cutting operation period) 동안에 상기 공구홀더와 작업테이블간의 충분한 이동속도를 제공하고자하는 이러한 요구를 충족시킬 수 있는 상용 서보모터는 존재하지 않는 것으로 알려졌다.
특히, 종래의 스크류 로드/너트 구조가 수직축을 따라 공구홀더를 왕복시키도록 적용된 경우, 예를 들면, 도1에 도시된 종래의 CNC 머신센터의 너트(N)와 맞물리는 상기 스크류 로드(R)에 의해 수직인 Z축을 따라 왕복운동되는 상기 공구홀더(B)의 경우에는, 상기 공구홀더(B)의 중량 때문에 상기 공구홀더(B)를 상향 이동시키기 위해 스크류 로드(R)을 회전시키는 서보모터(M)의 부하는 상기 공구홀더(B)를 하향 이동시키기 위한 서보모터(M)의 부하보다 현저하게 크다. 이는 서보모터의 수명을 단축시킬 뿐 아니라, 작동속도의 제어에도 불리하다. 스크류를 구동시켜 공구홀더(B)를 샹향 및 하향으로 이동시킬 때 서보모터에 다른 부하가 가해지는 데에 따르는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래 기술은 균형추를 매단 체인, 와이어(wire) 등을 이용하여 공구홀더(B)와 중량 균형을 맞춤으로써, 공구홀더(B)를 상향 및 하향 이동시킬 때 서보모터에 다른 부하가 가해지는 문제를 피하고 있다. 이는 실용 가능하기는 하지만, 공구 장치를 구조적으로 복잡하게 하며, 부피가 커져 부담스럽고, 제작 및 유지보수에 있어 불리하다.
도1에 도시된 종래의 CNC 머신센터에 따르면, 상기 서보모터(M)가 스크류 로드(R)를 시계 방향 또는 반시계방향으로 회전시킬 때 상기 공구홀더(B)는 상향 또는 하향 이동된다. 상기와 같이 스크류 로드/너트 구조에 연결된 서보모터(M)를 이 용하여 공구홀더(B)를 상향 및 하향 이동시키는 작동 방법 및 구조는, 전력이 갑자기 차단되거나 상기 서보모터에 에너지가 공급되지 않을 경우, 자유롭게 회전이 가능한 상기 스크류 로드(R)를 회전시키는 토크가 공구홀더(B)의 중량에 의해 발생하게 되고, 상기 공급홀더(B)는 자중에 의해 점차 하방으로 이동된다. 이에 따라, 상기 공구홀더가 작업재료, 작업테이블, 또는 기계장치의 다른 부분과 충돌하여 손상을 입히는 결과를 초래한다.
따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공구와 작업재료간의 적어도 하나의 좌표축을 따르는 상대적 이동속도가 단순히 공구 또는 작업재료중의 하나를 이송시키는 스크류 로드/너트 구조를 이용한 종래의 것의 이동속도의 두 배인 CNC 머신센터를 제공하는 것에 그 목적이 있다. 본 발명은 정나사 및 역나사로 이루어진 두 부분의 반대방향 나사부를 갖으며, 공구홀더 조립체(tool holder assembly) 및 작업테이블 조립체(worktable assembly)에 개별적으로 고정된 두 개의 너트에 맞물려 공구 및 작업테이블을 상대적으로 운동 또는 이동시키는 스크류 로드를 이용하여, CNC 머신센터의 비절삭 동작시간(non-cutting operation time)을 현저히 감소시키고, 전체적인 가공속도 및 효율을 증대시킨다.
또한, 본 발명은 공구홀더 조립체(tool holder assembly) 및 작업테이블 조립체(worktable assembly)가, 정나사 및 역나사로 이루어진 두 부분의 반대방향 나사부를 갖으며, 공구홀더 조립체 및 작업테이블 조립체에 각각 고정된 두 개의 너 트에 맞물린 스크류 로드에 의해, 수직축을 따라 왕복운동이 가능하도록 배치되어, 서보모터가, 공구홀더 조립체와 작업테이블 간의 수직축을 따르는 상대적 위치를 이동시키시키기 위해 스크류 로드를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킬 때, 추가적인 균형추의 사용 없이 실질적으로 동일한 부하를 받도록 한 CNC 머신센터를 제공하는 것에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전력이 갑자기 차단되거나 서보모터에 에너지가 공급되지 않는 경우에 공구홀더가 작업재료 또는 기계장치에 충돌하는 것을 방지할 수 있도록 한 CNC 머신센터를 제공하는 것에 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 프레임 기초부; 상기 프레임 기초부로부터 제1좌표축을 따라 연장된 지지 스탠드; 정방향 나사부 및 역방향 나사부로 이루어진 두 부분의 반대방향 나사부를 구비하며, 제1좌표축을 따라 직립 스탠드에 선회가 가능하게 장착된 제1스크류 로드; 상기 지지 스탠드에 제1좌표축을 따라 왕복운동이 가능하게 장착되며, 상기 제1스크류 로드의 역방향 나사부에 맞물리는 제1너트를 구비하여 상기 제1스크류 로드가 일방향으로 회전될 시에 제1좌표축을 따라 일방향의 이동방향으로 왕복운동되는 작업테이블 조립체; 및 상기 지지스탠드에 제1좌표축을 따라 왕복운동이 가능하게 장착되며, 상기 제1스크류 로드의 정방향 나사부에 맞물리는 제2너트를 구비하여 상기 제1스크류 로드가 회전될 시에 제1좌표축을 따라 상기 작업테이블 조립체와 반대되는 이동방향으로 왕복운동되는 공구홀더 조립체를 포함하는 X축 및 Z축에서 2배속 이동 특성을 갖는 CNC 머신센터를 제공한다.
상술한 목적, 작동원리, 구성, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 제1실시예를 상세히 설명한다.
이하의 상세한 설명에서, 몇몇 용어는 제한된 목적보다는 편의를 위해 사용될 것이다. 예를 들면, "전방", "후방", "우측", "좌측", "상측", 및 "하측" 등의 용어는 도면에서의 지시된 방향을 나타내고, "내부" 또는 "내측"과 "외부" 또는 "외측" 등의 용어는 지시된 구성요소의 중심에 대한 방향을 나타내며, "반경방향" 및 "축방향" 등의 용어는 각각 지시된 구성요소의 길이방향 중심축에 수직하거나 평행한 방향 또는 평면을 나타낸다. 특별히 언급된 상기의 용어들을 제외한 비슷한 뜻의 용어도 제한된 의미로서 보다는 편의적으로 사용될 것이다. 도면과 설명의 이해를 돕기 위해, 이하 언급될 X, Y 및 Z축은 첨부된 도면에 표시된 서로 수직인 세 좌표축을 따른다. 수직 방향은 지면에 실질적으로 수직인 방향을 따른다. 첨부된 도면에서 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 부여했다.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 CNC 머신센터는 프레임 기초부(1)와, 지지 스탠드(2)와, 작업테이블 조립체(3)와, 공구홀더 조립체(4)를 포함한다. 상기 지지 스탠드(2)는 상기 프레임 기초부(1)로부터 수직하게 상향 연장된 직립 스탠드이며, 서로 평행한 두 개의 직립 레일(21)을 포함한다. 도2 및 도3을 참조하면, 상기 직립 스탠드(2) 상에는 정나사(221) 및 역나사(222)로 이루어진 두 부분의 반대방향 나사부를 갖는 스크류 로드(22)가 수직방향인 Z축을 따라 회전이 가능하게 배치되며, 상기 스크류 로드(22)는 서보모터(M1)에 의해 시계방향 및 반시계방향으로 회전된다.
상기 작업테이블 조립체(3)는 가공될 작업소재를 지지하고 고정하기 위해 구비되며, Z축 하부시트(lower seat)(31) 및 작업테이블(32)을 포함하되, 상기 Z축 하부시트(31)는 그를 안내하여 직립스탠드(2) 상의 Z축을 따라 상하 왕복시키기 위한 레일(21)에 맞물린 두 개의 슬라이더(311)를 구비한다. 상기 스크류 로드(22)가 서보모터(M1)에 의해 회전될 때, 상기 Z축 하부시트(31)를 Z축을 따라 왕복운동시키기 위해 스크류 로드(22)의 역방향 나사부(222)에 맞물리는 너트(312)가 Z축 하부시트(31)에 고정된다. 상기 Z축 하부시트(31)는 X축을 따르는 두 개의 평행한 레일(313) 및 X축 하부시트(31)에 선회가 가능하게 장착되어 서보모터(M22)에 의해 회전되는 스크류 로드(314)를 구비한다.
상기 작업테이블(32)은 서보모터(M22)가 스크류 로드(314)를 회전시킬 때 상기 레일(313) 상에서 X축을 따라 왕복운동할 수 있도록 레일(313)에 맞물리는 두 개의 슬라이더(321) 및 스크류 로드(314)에 맞물리는 너트(도시하지 않음)를 구비한다.
상기 공구홀더 조립체(4)는 Z축 상부시트(41), X축 상부시트(42) 및 Y축 이송시트(43)를 포함한다. 전술한 Z축 하부시트와 유사하게, 상기 Z축 상부시트(41)는 상기 레일(21)에 맞물리는 두 개의 슬라이더(411) 및 상기 스크류 로드(22)의 정방향 나사부(221)에 맞물리는 너트(412)를 구비하여 서보모터(M1)에 의해 스크류 로드(22)가 회전될 때 Z축을 따라 상향 및 하향 이동된다. 상기 Z축 상부시트(41)는 X축을 따르는 두 개의 평행한 레일(413) 및 X축 상부시트(41)에 X축을 따라 선회가 가능하게 장착되어 서보모터(M21)에 의해 회전되는 스크류 로드(414)를 구비한다.
상기 X축 상부시트(42)는 서보모터(M21)에 의해 스크류 로드(414)가 회전될 때 상기 레일(413) 상에서 횡복운동할 수 있도록 상기 레일(413)에 맞물리는 두 개의 평행한 슬라이더(421) 및 상기 스크류 로드(414)에 맞물리는 너트(도시하지 않음)를 구비한다. 또한, 상기 X축 상부시트(42)는 Y축을 따르는 두 개의 평행한 레일(423) 및 Y축을 따라 상기 X축 상부시트(42)에 선회가 가능하게 장착되어 서보모터(도시하지 않음)에 의해 구동되는 스크류 로드(424)를 구비한다.
상기 Y축 이송시트(43)는 공구 스핀들(참조번호 미표시)의 이송을 위해 구비되며, 서보모터(도시하지 않음)에 의해 스크류 로드(424)가 회전될 때 Y축을 따라 레일(423) 상에서 왕복운동할 수 있도록 상기 레일(423)에 맞물리는 두 개의 슬라이더(431) 및 상기 스크류 로드(424)에 맞물리는 너트(도시하지 않음)를 구비한다.
도2, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 수직방향인 Z축에서, 각각 상기 공구홀더 조립체(4) 및 작업테이블 조립체(3)에 장착된 너트들(412, 312)에 각각 맞물리는 정방향 나사부(221) 및 역방향 나사부(222)가 상기 스크류 로드(22)에 구비되므로, 상기 스크류 로드(22)가 서보모터(M1)에 의해 시계방향(도3 참조) 또는 반시계방향(도4 참조)으로 회전될 때, 상기 작업테이블 조립체(3) 및 공구홀더 조립체(4)는 Z축을 따라 동시에 서로 반대방향으로 가동되어 도3에 도시한 바와 같 이 서로 가까워지거나 도4에 도시한 바와 같이 서로 멀어지게 된다. 이에 따라, 작업테이블 조립체(3)와 공구홀더 조립체(4) 간의 Z축을 따르는 상대적 이동속도가, 도1에 도시된 바와 같이 너트(N)에 맞물리는 하나의 나사를 구비한 스크류 로드(R)를 이용하여 작업소재측으로 공구홀더를 이동시키는 종래의 CNC 머신센터의 속도의 두 배가 된다. 본 발명에 따르면 서보모터에 의한 스크류 로드의 회전속도 증가와 무관하게 적어도 하나의 축상에서 공구홀더 조립체와 작업테이블 조립체 간의 상대적 이동속도는 공구홀더 또는 작업테이블에 장착된 하나의 너트에 맞물리는 하나의 나사부를 갖는 스크류 로드를 이용하여 이루어지는 종래의 CNC 머신센터의 두 배가 된다.
X축 방향에서는, 하나의 나사부를 갖는 스크류 로드들(414, 314)이 각각 서보모터들(M21, M22)에 의해 동시에 회전될 때, 상기 X축 상부시트(41) 및 작업테이블(32)이 동시에 X축을 따라 서로 반대방향으로 가동되어 X축을 따르는 상기 공구홀더와 작업테이블 간의 상대적 이동속도 역시 두 배로 증가된다.
Y축방향에서는, 공구의 가동거리가 매우 짧으므로, Y축 방향으로의 공구홀더의 이동 동작은, Y축 이송시트(43)에 고정된 너트(도시하지 않음)에 맞물려 서보모터(도시하지 않음)에 의해 회전되는 단일 나사부를 갖는 스크류 로드(424)를 이용한 종래 기술만으로도 이루어질 수 있다.
상기 스크류 로드(22)가 Z축을 따라 수직하고 회전이 가능하게 배치되며, 각각 공구홀더 조립체(4) 및 작업테이블 조립체(3)에 고정된 너트들(412, 312)에 각각 맞물리는 정방향 나사부(221) 및 역방향 나사부(222)를 구비하므로, 상기 작업 테이블 조립체(3)의 중량이 상기 공구홀더 조립체(4)의 총중량과 실질적으로 동일하게 이루어진다면, 상기 작업테이블 조립체(3)의 중량에 의해 발생하여 상기 스크류 로드(22)를 일방향으로 회전시키려는 토크는 상기 공구홀더 조립체(4)의 중량에 의해 발생하여 상기 스크류 로드(22)를 다른 방향으로 회전시키려는 반대방향 토크에 의해 상쇄된다. 이에 따라, 스크류 로드(22)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키기 위해 서보모터(M1)에 가해지는 부하가 실질적으로 동일하게 되어, 수직방향 스크류 로드를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킬 때 서보모터에 걸리는 부하의 차이를 감소시키기 위해 추가적인 균형추를 장착할 필요가 없게 된다.
머신센터가 작동하는 동안, 작업소재가 작업테이블(32) 상에 위치되었을 때 머신센터에 예기치 않게 동력이 차단되면, 작업테이블 조립체(3) 및 작업소재의 전체 중량이 공구홀더 조립체(4)의 총중량보다 약간 크기 때문에 상기 작업테이블 조립체(3)는 서서히 하방으로 이동되면서 상기 스크류 로드(22)를 회전시키는 토크를 발생시켜 상기 공구홀더 조립체(4)를 서서히 상방으로 이동시키게 된다. 이에 따라, 머신센터에 전원이 차단되거나 예기치 않은 동력차단이 발생한 경우, 상기 공구홀더 조립체(4)에 고정된 공구에 의해 상기 작업테이블 조립체(3) 상에 위치된 작업소재가 손상되는 것이 방지된다.
도5는 본 발명에 따른 CNC 머신센터의 제2실시예 구성을 나타낸다. 본 실시예의 CNC 머신센터의 구성은 도2에 도시된 전술한 제1실시예의 구성과 유사하다. 특히, Z축 및 Y축 각각에 대한 공구홀더 조립체(4)와 작업테이블 조립체(3)간의 상대적 이동 동작을 수행하기 위한 본 실시예의 구성은 그에 대응되는 제1실시예의 구성과 실질적으로 동일하다. 도2에 도시된 제1실시예서는 X축을 따르는 작업테이블 조립체(3)와 공구홀더 조립체(4)의 상대적 이동 동작이 단일 나사부를 갖는 두 개의 스크류 로드(414, 314)를 개별적으로 동시에 회전시키는 두 개의 서보모터(M21, M22)에 의해 이루어진다. 이와 대조적으로, 본 발명의 제2실시예에서는 X축을 따르는 작업테이블(3)과 공구홀더 조립체(4)간의 상대적 이동 동작이 도2 및 도3에 도시된 스크류 로드(22)와 유사하게 서보모터에 의해 구동되고 반대방향의 나사부들을 구비한 스크류 로드에 의해 이루어지며, 상기 스크류 로드는 각각 작업테이블(32) 및 X축 상부시트(42)에 고정된 두 개의 너트에 맞물린다. 특히, 본 실시예에 따른 CNC 머신센터는 도5에 도시된 바와 같이, 도2 및 도3에 도시된 스크류 로드(22)와 유사한 두부분의 반대방향 나사부를 구비한 스크류 로드(5)를 구비한다. 정방향 나사부(51) 및 역방향 나사부(52)를 구비한 상기 스크류 로드(5)는 상기 직립스탠드(2)에 X축을 따라 선회가 가능하게 장착되며, 서보모터(M5)에 의해 구동되어 시계방향 및 반시계방향으로 회전된다. 공구홀더 조립체(4) 및 작업테이블 조립체(3)는 Z축을 따라 연장된 레일(55, 56)에 각각 고정되어 스크류 로드(5)의 정방향 나사부(51) 및 역방향 나사부(52)에 맞물리는 너트(53, 54)를 각각 구비한다. 상기 작업테이블(32)에는 상기 레일(56)이 삽입되어 Z축을 따라 활주(sliding)할 수 있도록 하는 슬라이더(322)가 Z축을 따라 구비된다. 상기 작업테이블(32)의 슬라이더(322)와 유사하게, 상기 X축 상부시트(42)에는 상기 레일(55)이 삽입되어 Z축을 따라 활주될 수 있도록 하는 활주홈(sliding groove)(도시하지 않음)이 구비된다. 이에 따라, 상기 서보모터(M5)에 의해 스크류 로드(5) 가 회전될 때 두개의 너트(53, 54)가 스크류 로드(5) 상에서 X축을 따라 반대 방향으로 가동되어 서로 가까워지거나 멀어지게 된다. 레일(55, 56)을 통한 이송에 의해, 상기 X축 상부시트(42) 및 작업테이블(32)이 X축을 따라 동시에 반대방향으로 가동되어 서로 가까워지거나 멀어지게 된다.
도6은 본 발명에 따른 CNC 머신센터의 제3실시예 구성을 나타낸다. 본 발명의 제3실시예의 구성은, X축 상부시트(42)로부터 Z축을 따라 연장된 레일(425) 및 상기 작업테이블(32)로부터 Z축을 따라 연장된 레일(322')에 활주가 가능하게 맞물린 슬라이더(55', 56')가 너트(53, 54)에 각각 형성된다는 것을 제외하면, 도5에 도시된 제2실시예의 구성과 실질적으로 동일하다. 상기 레일(425, 322')에 활주가 가능하게 결합된 슬라이더(53, 54)를 통해 동력의 전달이 이루어지므로, 서보모터(M5)에 의해 스크류 로드(5)가 회전되어 상기 너트(53, 54)가 X축을 따라 동시에 반대방향으로 구동될 때 상기 X축 상부시트(42) 및 작업테이블(32)이 X축을 따라 반대방향으로 동시에 가동된다.
상기한 바와 같은 바람직한 실시예에서, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 두 부분의 반대방향 나사를 구비한 상기 스크류 로드(22)를 수평 선반 또는 수평 머신센터(도시하지 않음)의 수평 스핀들 방향으로 배치하여 공구홀더 및 작업테이블을 동시에 구동시켜 스핀들 방향을 따라 반대방향으로 이동하게 함으로써, 공구홀더와 작업테이블간의 상대적 이동속도를 증가시킬 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 서로 반대방향으로 형성된 두 부분의 나사부를 구비한 스크류 로드에 의해 공구가 장착되는 공구홀더와 작업재료가 배치되는 작업테이블간의 상대속도가 증가되어 CNC 머신센터의 비절삭 동작시간이 현저하게 단축되고, 전체적인 가공속도가 증가되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 스크류 로드의 회전에 의해 공구홀더와 작업테이블이 스크류 로드의 축방향을 따라 동시에 반대방향으로 이동되므로, 공구홀더 조립체와 작업테이블 간의 수직축을 따르는 상대적 위치를 이동시키시키기 위해 스크류 로드를 회전시킬 때, 추가적인 균형추를 사용하지 않고도 양방향의 회전에 따른 부하가 동일하도록 함으로써, CNC 머신센터의 크기를 줄일 수 있고 구조적으로 간단해져 제작 및 유지보수가 용이해지는 효과가 있다. 더욱이, 전력이 갑자기 차단되거나 서보모터에 에너지가 공급되지 않는 경우에 공구홀더가 작업재료 또는 기계장치에 충돌하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 프레임 기초부;
    상기 프레임 기초부로부터 제1좌표축을 따라 연장된 지지 스탠드;
    정방향 나사부 및 역방향 나사부로 이루어진 두 부분의 반대방향 나사부를 구비하며, 제1좌표축을 따라 직립 스탠드에 선회가 가능하게 장착된 제1스크류 로드;
    상기 지지 스탠드에 제1좌표축을 따라 왕복운동이 가능하게 장착되며, 상기 제1스크류 로드의 역방향 나사부에 맞물리는 제1너트를 구비하여 상기 제1스크류 로드가 일방향으로 회전될 때 제1좌표축을 따라 일방향의 이동방향으로 왕복운동되는 작업테이블 조립체; 및
    상기 지지스탠드에 제1좌표축을 따라 왕복운동이 가능하게 장착되며, 상기 제1스크류 로드의 정방향 나사부에 맞물리는 제2너트를 구비하여 상기 제1스크류 로드가 회전될 때 제1좌표축을 따라 상기 작업테이블 조립체와 반대되는 이동방향으로 왕복운동되는 공구홀더 조립체
    를 포함하는 X축 및 Z축에서 2배속 이동 특성을 갖는 CNC 머신센터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 스탠드가 상기 프레임 기초부에 대하여 수직인 제1좌표축을 따라 프레임 기초부로부터 수직하게 상방으로 연장된 직립 스탠드인 X축 및 Z축에서 2배속 이동 특성을 갖는 CNC 머신센터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지 스탠드가 제1좌표축을 따라 상기 프레임 기초부 상에서 수평방향으로 연장되는 X축 및 Z축에서 2배속 이동 특성을 갖는 CNC 머신센터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 작업테이블 조립체가 Z축 하부시트 및 작업테이블을 더 포함하며, 상기 Z축 하부시트는 제1너트에 의해 제1스크류의 역방향 나사부에 맞물리고, 상기 작업테이블은 상기 제1좌표축에 대하여 수직인 제2좌표축을 따라 상기 Z축 하부시트에 대하여 이동이 가능하도록 Z축 하부시트에 배치되는 X축 및 Z축에서 2배속 이동 특성을 갖는 CNC 머신센터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 Z축 하부시트는 제2좌표축을 따라 선회가 가능하게 배치된 제2스크류 로드를 구비하며, 상기 작업테이블은 상기 제2스크류 로드가 맞물리는 제3너트를 더 포함하여 제2좌표축의 방향으로 제2스크류로드를 따라 왕복운동되는 X축 및 Z축에서 2배속 이동 특성을 갖는 CNC 머신센터.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 공구홀더 조립체는 Z축 상부시트, X축 상부시트 및 Y축 이송시트를 포함하며, 상기 Z축 상부시트는 제2너트에 의해 상기 제1스크류 로드의 정방향 나사부에 맞물리고, 상기 X축 상부시트는 제1좌표축에 대하여 수직인 제2좌표축을 따라 상기 Z축 상부시트에 상대적 운동이 가능하도록 장착되며, 상기 Y축 이송시트는 상기 제1좌표축 및 제2좌표축에 대하여 수직인 제3좌표축을 따라 상기 X축 상부시트에 상대적 운동이 가능하도록 장착되는 X축 및 Z축에서 2배속 이동 특성을 갖는 CNC 머신센터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 Z축 상부시트는 제2좌표축을 따라 선회가 가능하게 배치된 제3스크류 로드를 포함하며, 상기 X축 상부시트에 상기 제3스크류 로드와 맞물리는 제4너트가 장착되어 X축 상부시트가 제2좌표축의 방향으로 제3스크류 로드를 따라 왕복운동되는 X축 및 Z축에서 2배속 이동 특성을 갖는 CNC 머신센터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 X축 상부시트는 제3좌표축을 따라 선회가 가능하게 배치된 제4스크류 로드를 포함하며, 상기 Y축 이송시트에 상기 제4스크류 로드와 맞물리는 제5너트가 장착되어 Y축 이송시트가 제3좌표축의 방향으로 제4스크류 로드를 따라 왕복운동되는 X축 및 Z축에서 2배속 이동 특성을 갖는 CNC 머신센터.
  9. 제4항에 있어서,
    정방향 나사부 및 역방향 나사부로 이루어진 두 부분의 반대방향 나사부를 구비하며, 제2좌표축을 따라 상기 직립 스탠드에 선회가 가능하게 배치된 제5스크류 로드를 더 포함하는 X축 및 Z축에서 2배속 이동 특성을 갖는 CNC 머신센터.
  10. 제6항에 있어서,
    정방향 나사부 및 역방향 나사부로 이루어진 두 부분의 반대방향 나사부를 구비하며, 제2좌표축을 따라 상기 직립 스탠드에 선회가 가능하게 배치된 제5스크류 로드를 더 포함하는 X축 및 Z축에서 2배속 이동 특성을 갖는 CNC 머신센터.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 작업테이블이 상기 제5스크류 로드의 역방향 나사부에 맞물리는 제6너트를 더 포함하며, 상기 작업테이블이 상기 제5스크류 로드의 회전에 의해 제2좌표축을 따라 일방향의 이동방향으로 왕복운동되는 X축 및 Z축에서 2배속 이동 특성을 갖는 CNC 머신센터.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 작업테이블이 상기 제5스크류 로드의 역방향 나사부에 맞물리는 제6너트를 더 포함하며, 상기 작업테이블이 상기 제5스크류 로드의 회전에 의해 제2좌표축을 따라 일방향의 이동방향으로 왕복운동되는 X축 및 Z축에서 2배속 이동 특성을 갖는 CNC 머신센터.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 X축 상부시트가 상기 제5스크류 로드의 정방향 나사부에 맞물리는 제7너트를 포함하며, 상기 X축 상부시트가 상기 제5스크류 로드의 회전에 의해 제2좌표축의 방향으로 제5스크류 로드를 따라 상기 작업테이블과 반대되는 이동방향으로 왕복운동되는 X축 및 Z축에서 2배속 이동 특성을 갖는 CNC 머신센터.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 X축 상부시트가 상기 제5스크류 로드의 정방향 나사부에 맞물리는 제7너트를 포함하며, 상기 X축 상부시트가 상기 제5스크류 로드의 회전에 의해 제2좌표축의 방향으로 제5스크류 로드를 따라 상기 작업테이블과 반대되는 이동방향으로 왕복운동되는 X축 및 Z축에서 2배속 이동 특성을 갖는 CNC 머신센터.
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KR101270884B1 (ko) * 2012-09-07 2013-06-05 주식회사 현성 자동차용 라디에이터 커버의 일체형 개스킷 제조 장치
CN115446381B (zh) * 2022-10-24 2024-07-23 浙江成春自动化设备有限公司 一种多次进给键槽拉床

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100819936B1 (ko) 2006-12-04 2008-04-10 한월숙 복합 스테이지
KR100967898B1 (ko) 2009-06-03 2010-07-06 송원길 싱글볼 가공장치
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