KR101136383B1 - 5축 마이크로 가공장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 5축 마이크로 가공장치에 관한 것으로서, 수평 베이스 테이블; 상기 수평 베이스 테이블 상에 z방향으로 이동되게 설치되는 z테이블; 상기 z테이블 상에 b방향으로 회전되게 설치되는 b로터리 테이블; 상기 b로터리 테이블 상에 고정 설치된 채 스핀들 및 절삭툴을 지지하는 절삭툴용 지그로 이루어진 피삭재 가공유닛; 및
상기 수평 베이스 테이블에 대해 수직방향으로 설치되는 수직 베이스 테이블; 상기 수직 베이스 테이블 상에 x방향으로 이동되게 설치되는 x테이블; 상기 x테이블에 지지된 채 y방향으로 이동되게 설치되는 y테이블; 상기 y테이블 상에 c방향으로 회전되게 설치되는 c로터리 테이블; 상기 c로터리 테이블 상에 설치된 채 피삭재를 지지하는 피삭재용 지그로 이루어진 피삭재 장착유닛;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

5축 마이크로 가공장치{5-SHAFT MICRO MACHINING APPARATUS}
본 발명은 5축 마이크로 가공장치에 관한 것이다.
특히, 5축형이면서도 함축된 구성을 가짐에 따라 가공정밀도를 향상시킬 수 있고, 볼륨을 현저히 줄일 수 있는 5축 마이크로 가공장치에 관한 것이다.
[선행문언] 국내특허출원 제10-2007-0118432호(2007년 11월 20일)
위 선행문언에 따르면, 종래의 마이크로 가공장치는 4축형 구조를 갖는다.
도 1을 통해 구체적으로 보면, 종래 마이크로 장치는 베이스 테이블(10)과, 상기 베이스 테이블(10) 상에 설치되는 피삭재 장착유닛(20)과, 상기 베이스 테이블(10) 상에 설치되는 피삭재 가공유닛(30)으로 크게 구성된다.
상기한 피삭재 장착유닛(20)은 상기 베이스 테이블(10) 상에 z방향으로 이동 가능하게 설치되는 z 테이블(21)과, 상기 z 테이블(21)에 회전되게 설치되며 피삭재(1)가 설치되는 c 테이블(22)과, 상기 c 테이블(22)을 회전 구동시켜주는 c 테이블 모터(23)로 구성된다.
상기한 피삭재 가공유닛(30)은 상기 베이스 테이블(10) 상에 x방향으로 이동 가능하게 설치되는 x 테이블(31)과, 상기 x 테이블(31) 상에 고정 설치되는 y 테이블(32)과, 상기 y 테이블(32)에 y방향으로 이동 가능하게 설치되어 절삭툴(2)이 장착되는 절삭툴 장착테이블(33)로 구성된다.
그러나, 상기한 종래의 4축형 마이크로 가공장치는 5축형인 본원발명에 비해 1축이 부족함으로써 가공 정밀도가 떨어지는 하위 버젼의 가공장치이고, 또한 하위 버젼의 가공장치임에도 불구하고 볼륨이 커서 취급이 불편하였으며, 절삭툴 장착테이블(33)이 y 테이블(32)에 외팔보 형태로 설치되어 있어서 장기적으로는 y 테이블(32)의 자유단이 처짐현상이 발생하게 되어 가공정밀도에 악영향을 미치게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 5축형이므로 가공 정밀도를 향상시킴은 물론 난해한 형태의 피삭재도 손쉽게 가공할 수 있으며, 5축형임에도 불구하고 볼륨이 크지 않아서 취급이 간편하고, 툴 장착테이블(b로터리 테이블)이 안정적으로 설치되어 있어서 가공정밀도를 확보할 수 있는 5축 마이크로 가공장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주요 관점에 따르면,
수평 베이스 테이블; 상기 수평 베이스 테이블 상에 z방향으로 이동되게 설치되는 z테이블; 상기 z테이블 상에 b방향으로 회전되게 설치되는 b로터리 테이블; 상기 b로터리 테이블 상에 고정 설치된 채 스핀들 및 절삭툴을 지지하는 절삭툴용 지그로 이루어진 피삭재 가공유닛; 및
상기 수평 베이스 테이블에 대해 수직방향으로 설치되는 수직 베이스 테이블; 상기 수직 베이스 테이블 상에 x방향으로 이동되게 설치되는 x테이블; 상기 x테이블에 지지된 채 y방향으로 이동되게 설치되는 y테이블; 상기 y테이블 상에 c방향으로 회전되게 설치되는 c로터리 테이블; 상기 c로터리 테이블 상에 설치된 채 피삭재를 지지하는 피삭재용 지그로 이루어진 피삭재 장착유닛;을 포함하는 5축 마이크로 가공장치이다.
또한, 본 발명의 부수적 관점에 따르면,
상기 z테이블, x테이블, y테이블은 리니어모터에 의해 이동이 제어되는 5축 마이크로 가공장치이다.
또한, 본 발명의 부수적 관점에 따르면,
상기 y테이블은 상기 x테이블의 중앙부에 형성된 블랭크부의 높이범위 내에서 이동되는 5축 마이크로 가공장치이다.
또한, 본 발명의 부수적 관점에 따르면,
상기 y테이블의 좌우측은, 상기 x테이블에 지지된 좌우 실린더에 의해 지지된 5축 마이크로 가공장치이다.
또한, 본 발명의 부수적 관점에 따르면,
상기 피삭재용 지그는, 상기 c로터리 테이블에 고정되는 고정지그와, 상기 고정지그에 자력(磁力)에 의해 결합되며 피삭재가 설치되는 피삭재 설치지그로 구성된 5축 마이크로 가공장치이다.
또한, 본 발명의 부수적 관점에 따르면,
상기 고정지그 또는 피삭재 설치지그중 어느 하나에는 영구자석 또는 전자석이 설치되며, 다른 하나는 상기 영구자석 또는 전자석의 자력에 의해 결합될 수 있도록 자성체로 구성된 5축 마이크로 가공장치이다.
또한, 본 발명의 부수적 관점에 따르면,
상기 고정지그와 피삭재 설치지그의 서로 마주하는 면중 어느 한 면에는 그루브가 구비되고, 다른 한 면에는 상기 그루브에 도킹되는 도킹볼이 구비된 5축 마이크로 가공장치이다.
또한, 본 발명의 부수적 관점에 따르면,
상기 수평 베이스 테이블과 수직 베이스 테이블은 그 양측에 조립되는 보강판에 의해 직각이 유지되게 한 5축 마이크로 가공장치이다.
본 발명에 따르면, 5축형 구조를 이루고 있어서 가공 정밀도가 높음은 물론 난해한 형태의 피삭재도 손쉽게 가공할 수 있다.
또한, 5축형임에도 불구하고 볼륨이 크지 않아서 취급이 간편하고, 좁은 공간에도 설치할 수 있다.
또한, 툴이 장착되는 b로터리 테이블이 안정적으로 설치되어 있어서 가공정밀도를 확보할 수 있다.
도 1은 종래 4축 마이크로 장치의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 5축 마이크로 장치의 조립 사시도
도 3은 본 발명에 따른 5축 마이크로 장치의 일부 분해사시도
도 4는 본 발명에 따른 5축 마이크로 장치의 측면도
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
첨부된 도 2는 본 발명에 따른 5축 마이크로 장치의 조립 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 5축 마이크로 장치의 일부 분해사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 5축 마이크로 장치의 측면도이다.
본 발명에 따른 5축 마이크로 가공장치는 위 도면들 에서와 같이 피삭재를 절삭가공하기 위한 피삭재 가공유닛(100)과, 피삭재(1)를 장착하기 위한 피삭재 장착유닛(200)으로 크게 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 피삭재 가공유닛(100)은 지지대 역할을 하는 수평 베이스 테이블(110)를 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 피삭재 가공유닛(100)은 상기 수평 베이스 테이블(110) 상에 z방향으로 이동되게 설치되는 z테이블(120)을 갖는다.
여기서, 상기 z테이블(120)은 z테이블용 리니어모터(121)에 의해 이동이 제어된다.
또한, 본 발명에 따른 피삭재 가공유닛(100)은 상기 z테이블(120) 상에 b방향으로 회전되게 설치되는 b로터리 테이블(130)을 갖는다.
여기서, 상기 b로터리 테이블(130)은 상기 z테이블(120)에 매립설치되는 모터(M)에 의해 회전된다.
또한, 본 발명에 따른 피삭재 가공유닛(100)은 상기 b로터리 테이블(130) 상에 고정 설치된 채 스핀들(151) 및 절삭툴(152)을 지지하는 절삭툴용 지그(140)를 갖는다.
여기서, 상기 절삭툴용 지그(140)는 앞서 설명된 기존 절삭툴용 장착테이블(33)(도 1 참조)의 불안정안 장착구조와는 달리 b로터리 테이블(130) 상에 안정적으로 안착 설치되어 있어서 처짐현상이 발생하지 않고 이로 인해 지속적으로 가공정밀도를 확보할 수 있다.
다음, 본 발명에 따른 피삭재 장착유닛(200)은 상기 수평 베이스 테이블(110)에 대해 수직방향으로 설치되는 수직 베이스 테이블(210)을 갖는다.
여기서, 상기 수평 베이스 테이블(110)과 수직 베이스 테이블(210)은 상호 직각을 이루도록 하기 위해 이들 양측을 보강판(300)에 의해 결합하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 피삭재 장착유닛(200)은 상기 수직 베이스 테이블(210) 상에 x방향으로 이동되게 설치되는 x테이블(220)을 갖는다.
여기서, 상기 x테이블(220)의 중앙부에는 블랭크부(221)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 x테이블(220)은 x테이블용 리니어모터(222)에 의해 이동이 제어된다.
또한, 본 발명에 따른 피삭재 장착유닛(200)은 상기 x테이블(220)에 지지된 채 y방향으로 이동되게 설치되는 y테이블(230)을 갖는다. 따라서, 상기 y테이블(230)은 x테이블(220)을 따라 좌우로 이동되면서도 y방향으로도 이동된다.
여기서, 상기 y테이블(230)은 상기 블랭크부(221)에 그 전반부가 안입되게 조립되어 있어서 y테이블(230)의 y방향 이동거리는 블랭크부(221)의 높이(h)에 의해 제한된다.
그리고, 상기 y테이블(230)은 블랭크부(221)에 전반부가 인입되게 조립되므로 x테이블(220)과 y테이블(230)의 조립두께를 최소화할 수 있으며, 이로 인해 제품의 슬림화에 일조된다.
그리고, 상기 y테이블(230)은 y테이블용 리니어모터(231)에 의해 이동이 제어된다.
그리고, 상기 y테이블(230)의 좌우측은 상기 x테이블(220)에 양측에 실린더 브라켓(241)에 의해 결합되어 있는 좌우 실린더(240)로서 지지되는 것이 바람직하다. 상기 좌우 실린더(240)는 y테이블용 리니어모터(231)에 의해 y테이블(230)의 기동시, y테이블(230)의 자중이 실리게 되어 모터에 부담을 주게 되므로 모터의 수명에 악영향을 미치는 바, 이를 방지하기 위해 좌우 실린더(240)에 의해 y테이블(230)의 자중을 어느 정도 감쇠시켜줌으로써 y테이블용 리니어모터(231)에 작용되는 무게하중을 현저히 줄여주게 된다.
또한, 본 발명에 따른 피삭재 장착유닛(200)은 상기 y테이블(230) 상에 c방향으로 회전되게 설치되는 c로터리 테이블(250)을 갖는다.
여기서, 상기 c로터리 테이블(250)은 상기 y테이블(230)의 내부에 매설되어 있는 모터(M)에 의해 회전된다.
또한, 상기 c로터리 테이블(250) 상에는 피삭재(1)를 지지하는 피삭재용 지그(260)가 설치된다.
여기서, 상기 c로터리 테이블(250)와 피삭재용 지그(260)는 자력(磁力)에 의해 결합된다. 이를 위해, 상기 c로터리 테이블(250) 또는 피삭재용 지그(260)중 어느 하나에 영구자석(270) 또는 전자석을 설치하고, 다른 하나에는 다른 극의 자석을 설치하거나 또는 자성체로 구성된다.
그리고, 상기 c로터리 테이블(250)과 피삭재용 지그(260)의 서로 마주하는 면중 어느 한 면에는 그루브(251)가 구비되고, 다른 한면에는 상기 그루브(251)에 도킹되는 도킹볼(261)이 구비된다. 상기 그루브(251)와 도킹볼(261)은 c로터리 테이블(250)과 피삭재용 지그(260)를 결속했을 때 헛돎을 방지하기 위한 것이다.
위에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
1 : 피삭재 100 : 피삭재 가공유닛
110 : 수평 베이스 테이블 120 : z테이블
130 : b로터리 테이블 140 : 절삭툴용 지그
200 : 피삭재 장착유닛 210 : 수직 베이스 테이블
220 : x테이블 230 : y테이블
240 : 좌우 실린더 250 : c로터리 테이블
260 : 피삭재용 지그

Claims (8)

  1. 수평 베이스 테이블; 상기 수평 베이스 테이블 상에 z방향으로 이동되게 설치되는 z테이블; 상기 z테이블 상에 b방향으로 회전되게 설치되는 b로터리 테이블; 상기 b로터리 테이블 상에 고정 설치된 채 스핀들 및 절삭툴을 지지하는 절삭툴용 지그로 이루어진 피삭재 가공유닛; 및
    상기 수평 베이스 테이블에 대해 수직방향으로 설치되는 수직 베이스 테이블; 상기 수직 베이스 테이블 상에 x방향으로 이동되게 설치되는 x테이블; 상기 x테이블에 지지된 채 y방향으로 이동되게 설치되는 y테이블; 상기 y테이블 상에 c방향으로 회전되게 설치되는 c로터리 테이블; 상기 c로터리 테이블 상에 설치된 채 피삭재를 지지하는 피삭재용 지그로 이루어진 피삭재 장착유닛;을 포함하고,
    상기 c로터리 테이블과 피삭재용 지그는 자력(磁力)에 의해 결합된 것을 특징으로 하는 5축 마이크로 가공장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 z테이블, x테이블, y테이블은 리니어모터에 의해 이동이 제어되는 5축 마이크로 가공장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 y테이블은 상기 x테이블의 중앙부에 형성된 블랭크부의 높이범위 내에서 이동되는 5축 마이크로 가공장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 y테이블의 좌우측은, 상기 x테이블에 지지된 좌우 실린더에 의해 지지된 5축 마이크로 가공장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 c로터리 테이블과 피삭재용 지그중 어느 하나에는 영구자석 또는 전자석이 설치되며, 다른 하나는 상기 영구자석 또는 전자석의 자력에 의해 결합될 수 있도록 자성체로 구성된 5축 마이크로 가공장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 c로터리 테이블과 피삭재용 지그의 서로 마주하는 면중 어느 한 면에는 그루브가 구비되고, 다른 한 면에는 상기 그루브에 도킹되는 도킹볼이 구비된 5축 마이크로 가공장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수평 베이스 테이블과 수직 베이스 테이블은 그 양측에 조립되는 보강판에 의해 직각이 유지되게 한 5축 마이크로 가공장치.
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