KR101443294B1

KR101443294B1 - 자동 기계 가공 장치

Info

Publication number: KR101443294B1
Application number: KR1020140033023A
Authority: KR
Inventors: 배기호; 최덕수
Original assignee: 주식회사 성남전자; 배기호
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2014-09-23
Also published as: WO2015141898A1

Abstract

복수의 작업용 재료가 일정한 경로를 따라 이송되며 상기 경로 상의 미리 지정된 지점에 멈춘 때 복수의 작업용 재료에 동시에 동종(同種)의 기계 가공 작업이 자동 수행되는 자동 기계 가공 장치가 개시된다. 개시된 자동 기계 가공 장치는, 복수의 작업용 재료가 인접하여 옆에 놓여지는 로딩 위치(loading position), 인접하여 옆에 놓여진 복수의 작업용 재료가 동시에 기계 가공되는 적어도 하나의 가공 위치, 및 복수의 작업용 재료가 이탈되는 언로딩 위치(unloading position)로 복수의 작업용 재료를 순차적으로 이동시키는 이송 유닛, 및 적어도 하나의 가공 위치에서 멈춘 복수의 작업용 재료를 기계 가공하는 복수의 공구를 포함하는, 적어도 하나의 가공 유닛을 구비하고, 적어도 하나의 가공 유닛 각각은, 하나의 모터(motor), 모터의 동력에 의해 회전하여 복수의 공구를 회전시키는 것으로, 하단부에 복수의 공구가 하나씩 고정되는, 복수의 공구 회전 샤프트, 및 복수의 공구 회전 샤프트를 지지하는 헤드 박스(head box)를 더 구비하는 자동 기계 가공 장치를 제공한다.

Description

자동 기계 가공 장치{Apparatus for machining material automatically}

본 발명은 금속판재나 플라스틱 사출물과 같은 작업용 재료를 기계 가공하는 기계 가공 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작업용 재료가 일정한 경로를 따라 이송되며 적어도 하나의 기계 가공 작업이 자동 수행되는 자동 기계 가공 장치에 관한 것이다.

기계 가공이란 이란 고형(固形) 재료에 압력, 열 등을 가하여 형상이나 성질을 변형시키는 가공으로, 절삭 가공(cutting), 프레스 가공(pressing), 열처리 등을 포함한다. 모바일폰을 비롯한 수많은 제품을 제조하기 위해서 금속판재나 플라스틱 사출물과 같은 재료들이 사용된다. 이 재료들에 예를 들어, 원형 통공을 형성하기 위한 드릴링(drilling), 암나사를 형성하기 위한 탭핑(tapping), 표면을 깎는 밀링(milling)과 같은 기계 가공이 수행되어 최종 제품의 중간재로 형성된다.

종래에는 하나의 가공 재료에 대해 복수 종류의 가공 작업을 수행할 때 하나의 가공 기계에 가공 재료를 로딩(loading)하여 하나의 작업을 완료하고, 다른 하나의 가공 기계에 그 가공 재료를 옮겨 로딩(loading)하여 다른 하나의 작업을 완료하는 방식으로 진행하였다. 예를 들어, 금속판재에 암나사를 형성하고자 하는 경우에 드릴링 머신(drilling machine)에 금속판재를 로딩하여 금속판재에 원형 구멍을 뚫는 작업을 수행하고, 이 금속판재를 탭핑 머신(tapping machine)으로 옮겨 로딩하여 상기 원형 구멍에 암나사를 형성하는 작업을 수행하게 된다. 이로 인해 작업 생산성이 저하된다.

대한민국 등록특허공보 제10-1328119호

본 발명은, 복수의 작업용 재료가 일정한 경로를 따라 이송되며 상기 경로 상의 미리 지정된 지점에 멈춘 때 복수의 작업용 재료에 동시에 동종(同種)의 기계 가공 작업이 자동 수행되는 자동 기계 가공 장치를 제공한다.

또한 본 발명은, 일정한 경로를 따라 가공 작업 유닛까지 이동하고 멈춘 복수의 작업용 재료에 자동으로 기계 가공 작업을 수행하는 자동 기계 가공 장치에 관한 것이다.

본 발명은, 복수의 작업용 재료가 인접하여 옆에 놓여지는 로딩 위치(loading position), 상기 인접하여 옆에 놓여진 복수의 작업용 재료가 동시에 기계 가공되는 적어도 하나의 가공 위치, 및 상기 복수의 작업용 재료가 이탈되는 언로딩 위치(unloading position)로 상기 복수의 작업용 재료를 순차적으로 이동시키는 이송 유닛, 및 상기 적어도 하나의 가공 위치에서 멈춘 복수의 작업용 재료를 기계 가공하는 복수의 공구를 포함하는, 적어도 하나의 가공 유닛을 구비하고, 상기 적어도 하나의 가공 유닛 각각은, 하나의 모터(motor), 상기 모터의 동력에 의해 회전하여 상기 복수의 공구를 회전시키는 것으로, 하단부에 상기 복수의 공구가 하나씩 고정되는, 복수의 공구 회전 샤프트, 및 상기 복수의 공구 회전 샤프트를 지지하는 헤드 박스(head box)를 더 구비하는 자동 기계 가공 장치를 제공한다.

상기 헤드 박스는, 서로 이격된 상부 패널과 하부 패널, 및 상기 상부 패널과 상기 하부 패널을 양 자 사이 간격이 유지되게 연결하는 복수의 컬럼(column)을 구비하고, 상기 복수의 공구 회전 샤프트는 각각, 상기 상부 패널에 삽입되는 상측 샤프트 부재, 상기 하부 패널을 관통하는 하측 샤프트 부재, 상기 상측 샤프트 부재의 하단부에 체결된 제1 유니버설 조인트(universal joint), 상기 하측 샤프트 부재의 상단부에 체결된 제2 유니버설 조인트, 상기 제1 유니버설 조인트에 상단부가 체결되고, 상기 제2 유니버설 조인트에 하단부가 체결되어 상기 상측 샤프트 부재 및 상기 하측 샤프트 부재와 연결되는 중간측 샤프트 부재, 및 상기 하측 샤프트 부재의 하단부에 마련된 상기 공구가 고정 체결되는 스핀들(spindle)을 구비하고, 상기 상측 샤프트 부재의 길이 방향으로 연장된 상측 축선과 상기 하측 샤프트 부재의 길이 방향으로 연장된 하측 축선은 서로 평행하되 중첩되지 않도록 구성될 수 있다.

상기 헤드 박스는, 상기 상부 패널의 내부에 상기 모터의 회전력을 상기 복수의 공구 회전 샤프트에 전달하는 기어 어셈블리(gear assembly)를 구비하고, 상기 기어 어셈블리는, 상기 모터의 동력에 의해 회전하는 샤프트에 직접 연결된 하나의 중앙 기어; 상기 중앙 기어의 회전에 종동 회전하는 것으로, 상기 중앙 기어의 외주변에 배치된 복수의 제1 연결 기어, 상기 복수의 제1 연결 기어의 회전에 종동 회전하는 것으로, 상기 중앙 기어로부터 상기 제1 연결 기어보다 더 멀리 이격되어 배치된, 상기 제1 연결 기어의 개수와 동수(同數)의 제2 연결 기어, 및 상기 복수의 제2 연결 기어에 치합된 것으로, 상기 복수의 제2 연결 기어 각각의 외주변에 적어도 한 개가 배치되고, 상기 공구 회전 샤프트가 회전하도록 상기 상측 샤프트 부재에 체결된, 복수의 공구 회동 기어를 구비할 수 있다.

상기 복수의 공구 회동 기어 중 적어도 하나는 상기 제1 연결 기어에도 치합되어 상기 제1 연결 기어의 회전력을 상기 제2 연결 기어에 전달하도록 구성될 수 있다.

상기 복수의 작업용 재료는 한 쌍이 구비되고, 상기 복수의 제1 연결 기어와 상기 복수의 제2 연결 기어는 각각 두 쌍이 구비되며, 상기 두 쌍의 제2 연결 기어 중 한 쌍의 제2 연결 기어에 치합된 복수의 공구 회동 기어가 상기 한 쌍의 작업용 재료 중 하나의 작업용 재료를 기계 가공하는 공구에 상기 모터의 회전력을 전달하고, 상기 두 쌍의 제2 연결 기어 중 다른 한 쌍의 제2 연결 기어에 치합된 복수의 공구 회동 기어가 상기 한 쌍의 작업용 재료 중 다른 하나의 작업용 재료를 기계 가공하는 공구를 가공하는 공구에 상기 모터의 회전력을 전달하도록 구성될 수 있다.

상기 중간측 샤프트 부재는, 상단이 상기 제1 유니버설 조인트에 체결되는 실린더(cylinder)와, 하단이 상기 제2 유니버설 조인트에 체결되고 상단부가 상기 실린더 내부로 삽입되는 로드(rod)와, 상기 로드가 상기 실린더 내부로 삽입되는 길이를 단계적으로 조절하여 상기 중간측 샤프트 부재의 길이를 변경하는 길이 조절 수단을 구비하고, 상기 길이 조절 수단은, 상기 실린더 내주면에 상기 실린더의 중심을 향해 돌출되는 방향으로 탄성 바이어스(elastic bias)된 탄성 볼(ball)과, 상기 로드의 외주면에 상기 로드의 길이 방향으로 이격되어 형성되며, 상기 탄성 볼이 돌출된 때 안착되도록 파여진 복수의 안착 홈을 구비하여 구성될 수 있다.

상기 이송 유닛은, 상기 복수의 작업용 재료가 이동하는 방향을 따라 연장된 이송 레일(rail), 상기 이송 레일과 평행하게 연장되고, 상기 로딩 위치, 상기 적어도 하나의 가공 위치, 및 상기 언로딩 위치 중 서로 인접한 한 쌍의 위치 사이의 거리만큼을 교번하여 전진 및 후퇴하는 무빙 바(moving bar), 및 상기 무빙 바에 마련되어 상기 로딩 위치 및 상기 적어도 하나의 가공 위치에서 상기 복수의 작업용 재료를 잡아주며, 상기 무빙 바가 전진하면 상기 로딩 위치 및 상기 적어도 하나의 가공 위치에 놓여진 상기 복수의 작업용 재료를 그 다음 위치로 이송하는 복수의 재료 홀더(holder)를 구비할 수 있다.

상기 이송 유닛은, 상기 로딩 위치 및 상기 적어도 하나의 가공 위치에서 상기 복수의 작업용 재료를 지지하고 승강(乘降)하는 재료 승강기를 더 구비하고, 상기 재료 승강기에 의해 상기 복수의 작업용 재료가 하강하면, 상기 복수의 작업용 재료가 상기 복수의 재료 홀더에 잡히고 상기 무빙 바가 전진하여 상기 복수의 작업용 재료가 전진하고, 상기 재료 승강기에 의해 상기 복수의 작업용 재료가 상승하면, 상기 복수의 작업용 재료가 상기 복수의 재료 홀더에서 이탈되고 상기 무빙 바는 상기 복수의 작업용 재료와 분리되어 후퇴하도록 구성될 수 있다.

상기 적어도 하나의 가공 유닛에는, 상기 복수의 작업용 재료에 통공을 뚫는 드릴(drill)을 상기 공구로서 구비한 드릴링 유닛(drilling unit)이 포함되고, 상기 적어도 하나의 가공 위치에는 상기 드릴링 유닛에 의한 가공이 수행되는 드릴링 위치(drilling position)가 포함될 수 있다.

상기 적어도 하나의 가공 유닛에는, 상기 드릴에 의해 상기 복수의 작업용 재료에 형성된 통공의 내주면에 암나사 트레드(female screw thread)를 형성하는 탭(tap)을 상기 공구로서 구비한 탭핑 유닛(tapping unit)이 포함되고, 상기 적어도 하나의 가공 위치에는, 상기 탭핑 유닛에 의한 가공이 수행되는 탭핑 위치(tapping position)가 포함될 수 있다.

상기 적어도 하나의 가공 유닛에는, 상기 복수의 작업용 재료의 표면을 절삭하여 돌출부를 제거하거나 홈을 형성하는 밀링 커터(milling cutter)를 상기 공구로서 구비한 밀링 유닛(milling unit)이 포함되고, 상기 적어도 하나의 가공 위치에는, 상기 밀링 유닛에 의한 가공이 수행되는 밀링 위치(milling position)가 포함될 수 있다.

본 발명에 의하면, 복수의 작업용 재료가 일정한 경로를 따라 이송되며 적어도 일 회의 기계 가공 작업이 수행되므로, 작업 속도 및 생산성이 향상되며, 한 명의 작업자만 장치를 담당하여 작업을 수행하면 족하므로 인건비가 절감된다.

또한 본 발명에 의하면, 예컨대, 드릴링(drilling)과 같은 기계 가공을 복수의 작업용 재료의 여러 지점에 실시하여야 할 때 하나의 모터의 동력만으로 다수의 동종(同種) 공구가 동시에 동작하도록 구성할 수 있어 자동 기계 가공 장치의 생산 원가와 전력 소모를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 기계 가공 장치를 개략 도시한 정면도이다.
도 2는 도 1의 이송 유닛을 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 III-III에 따른 종단면도이다.
도 4는 도 1의 드릴링 유닛의 헤드 박스를 IV-IV에 따라 절개 도시한 횡단면도로서, 헤드 박스 내부의 기어(gear)들의 배열의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 드릴링 유닛의 헤드 박스의 하부 패널에 형성된 관통공들의 배열의 일 예를 도시한 평면도이다.
도 6은 도 1의 드릴링 유닛의 드릴에 회전 동력을 전달하는, 유니버설 조인트에 의해 연결된 공구 회전 샤프트를 도시한 정면도이다.
도 7은 도 1의 드릴링 유닛(drilling unit)에 의한 드릴링 작업을 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 1의 탭핑 유닛(tapping unit)에 의한 탭핑 작업을 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 1의 밀링 유닛(milling unit)에 의한 밀링 작업을 나타내는 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자동 기계 가공 장치를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 기계 가공 장치를 개략 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1의 이송 유닛을 도시한 평면도이며, 도 3은 도 2의 III-III에 따른 종단면도이다. 도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동 기계 가공 장치(10)는 작업용 재료(2)를 한 쌍씩 일정 경로를 따라 이송하며 순차적으로 기계 가공하는 장치이다. 작업용 재료(2)는 예컨대, 알루미늄과 같은 금속의 주조(鑄造), 또는 플라스틱의 사출 성형에 의해 형성된 판재(plate)이다. 구체적으로, 작업용 재료(2)에 가해지는 기계 가공은 드릴링(drilling), 탭핑(tapping), 및 밀링(milling)으로 모두 절삭 가공이지만, 본 발명의 자동 기계 가공 장치가 수행 가능한 기계 가공이 절삭 가공에 한정되는 것은 아니다.

자동 기계 가공 장치(10)는 드릴링 유닛(11), 탭핑 유닛(50), 밀링 유닛(60), 이송 유닛(74), 및 콘트롤러(130)를 구비한다. 이송 유닛(74)은 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)를 순차적으로 이송시키는 유닛으로, 이송 레일(rail)(81), 무빙 바(moving bar)(92), 유압 실린더(85), 및 유압 실린더 연결 바(connecting bar)(91), 제1 내지 제3 재료 홀더(holder)(95, 96, 97), 및 4개의 재료 승강기(105)를 구비한다. 이송 레일(81)은 X축과 평행하게 연장된 한 쌍의 평행 빔(beam)(82)을 구비한다. 이송 레일(81)에는 작업용 재료(1A, 1B)의 진행 방향, 즉 X축 양(+)의 방향과 평행한 방향을 따라 로딩 위치(loading position)(76), 드릴링 위치(drilling position)(77), 탭핑 위치(tapping position)(78), 밀링 위치(milling position)(79), 및 언로딩 위치(unloading position)(80)가 차례로 마련된다. 상기 각 위치들(76 내지 80)은 인접한 위치와 같은 간격으로 이격되어 있다.

로딩 위치(76)는 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)가 서로 인접하여 옆에 놓여지는 위치이다. 로딩 위치(76)에 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)를 서로 인접하여 옆에 놓여지도록 올려 놓는 작업은 산업용 로봇(robot)에 의해 자동화된 공정으로 수행될 수도 있고, 작업자의 수작업에 의해 수행될 수도 있다. 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 밀링 위치(79)는 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)가 기계 가공되는 가공 위치들이다. 드릴링 위치(77)는 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)에 드릴링 유닛(11)에 의한 드릴링(drilling) 가공이 수행되는 위치이고, 탭핑 위치(78)는 드릴링 가공을 끝낸 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)에 탭핑 유닛(50)에 의한 탭핑(tapping) 가공이 수행되는 위치이며, 밀링 위치(79)는 탭핑을 끝낸 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)에 밀링 유닛(60)에 의한 밀링(milling) 가공이 수행되는 위치이다. 언로딩 위치(80)는 드릴링 가공, 탭핑 가공, 및 밀링 가공을 순차적으로 끝낸 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)가 이송 레일(81)로부터 이탈되는 위치이다.

무빙 바(92)는 한 쌍의 평행 빔(82) 사이에 배치되고 이송 레일(81)이 연장된 방향과 평행하게 연장되며, 이송 레일(81)에 마련된 각 위치(76 내지 80) 중에서 서로 인접한 한 쌍의 위치(76 내지 80) 사이에 이격된 거리만큼을 교번(交番)하여 전진 및 후퇴, 즉 왕복(往復)한다. 유압 실린더(85)는 실린더 하우징(86)과, 상기 실린더 하우징(86)으로부터 돌출되는 방향 및 상기 실린더 하우징(86)으로 삽입되는 방향으로 이동 가능한 실린더 로드(cylinder rod)(87)를 구비한다.

유압 실린더(85)는 이송 레일(81)의 일 측 바깥에 배치되며, 실린더 하우징(86) 내부로 유체가 공급되면 실린더 로드(87)는 X축 양(+)의 방향과 평행하게 이동하고, 실린더 하우징(86) 내부로부터 외부로 유체가 배출되면 실린더 로드(87)는 X축 음(-)의 방향과 평행하게 이동한다. 실린더 로드(87)의 스트로크(stroke)는 이송 레일(81)에 마련된 각 위치(76 내지 80) 중에서 서로 인접한 한 쌍의 위치(76 내지 80) 사이에 이격된 거리와 같다.

유압 실린더 연결 바(91)는 한 쌍의 평행 빔(82)을 가로질러 교차하도록 배치되고, 일 측이 상기 실린더 로드(87)의 말단에 체결되어 한 쌍의 평행 빔(82)이 연장된 방향으로, 즉, X축과 평행하게 왕복 가능하다. 유압 실린더 연결 바(91)의 타 측은 무빙 바(92)의 일 측 단부에 체결된다. 이와 같은 구성으로 무빙 바(92)는 유압 실린더(85)의 구동력에 의해 전진 및 후퇴한다. 상기 실린더 로드(87)의 X축과 평행한 방향의 이동은 콘트롤러(130)에 의해 제어된다.

제1 내지 제3 재료 홀더(95, 96, 97)는 무빙 바(92)에 마련되어 로딩 위치(76), 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 및 밀링 위치(79)에서 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)를 잡아준다. 따라서, 무빙 바(92)가 X축 양(+)의 방향과 평행하게 전진하면 상기 각 위치(76 내지 79)에 놓여진 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)는 무빙 바(92)를 따라 그 다음 위치(77 내지 80)로 이송된다. 구체적으로 재료 홀더(96, 97)는 이송 레일(81) 내에서 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)의 진행 방향을 따라 상류 측에 마련된 제1 재료 홀더(95)와, 상기 진행 방향을 따라 하류 측에 마련된 제3 재료 홀더(97)와, 양 자(95, 97) 사이에 마련된 제2 재료 홀더(96)를 구비한다.

제1 재료 홀더(95)와 제2 재료 홀더(96) 사이에 작업용 재료(1A)가 끼워지고, 제2 재료 홀더(96)와 제3 재료 홀더(97) 사이에 작업용 재료(1B)가 끼워진다. 무빙 바(92)가 X축 양(+)의 방향과 평행하게 전진할 때에는 제1 재료 홀더(95)가 작업용 재료(1A)를 밀고 제2 재료 홀더(96)가 작업용 재료(1B)를 밀어 다음 위치(77 내지 80)를 향해 이송한다. 그리고, 무빙 바(92)가 전진을 멈춘 때에는 제2 재료 홀더(96)가 작업용 재료(1A)의 관성(慣性)에 의한 전진을 가로막고 제3 재료 홀더(97)가 작업용 재료(1B)의 전진을 가로막아 작업용 재료(1A, 1B)를 상기 다음 위치(77 내지 80)에서 정확히 정지시킨다.

4개의 재료 승강기(105)는 각각 로딩 위치(76), 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 및 밀링 위치(79)에서 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)를 지지하고 승강한다. 4개의 재료 승강기(105)의 구조는 동일한데, 대표적으로 드릴링 위치(77)에 있는 재료 승강기(105)의 구조를 설명하면, 재료 승강기(105)는 승강 액추에이터(actuator)(106)의 구동력에 의해 승강하는 승강 블록(108)과, 승강 블록(108)의 상측에 고정 지지된 재료 지지판(115)을 구비한다.

승강 액추에이터(106)는 예를 들어, 유압 실린더, 솔레노이드, 또는 모터를 포함할 수 있다. 승강 블록(108)에는 자신의 승강에 불구하고 무빙 바(92)과 충돌하지 않도록 상측면에서 아래로 파인 홈(109)이 형성된다. 재료 지지판(115)은 무빙 바(92)를 사이에 두고 양 측에 배치된 제1 부분(116)과 제2 부분(117)을 구비하고, 제1 부분(116)과 제2 부분(117)은 상기 홈(109)에 의해 구분된 승강 블록(108)의 일 측 상단부 및 타 측 상단부에 각각 고정 지지된다. 승강 액추에이터(actuator)(106)의 승강은 콘트롤러(130)에 의해 제어된다.

한편, 한 쌍의 평행 빔(82)의 내측에는 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)의 외주부를 지지하도록 단차진 재료 지지턱(83)이 마련된다. 재료 승강기(105)의 재료 지지판(115)이 하강하면 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)도 하강하여 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)가 재료 지지턱(83)에 지지되고(도 3의 실선 참조), 재료 지지판(115)은 좀 더 하강하여 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)와 이격된다. 또한, 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)는 로딩 위치(76), 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 및 밀링 위치(79)의 제1 내지 제3 재료 홀더(95, 96, 97) 사이에 끼워져 잡히고, 무빙 바(92)가 전진하면 무빙 바(92)를 따라 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)가 그 다음 위치, 즉 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 밀링 위치(79), 및 언로딩 위치(80)로 이동한다.

반대로, 재료 승강기(105)의 재료 지지판(115)이 상승하면, 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)가 재료 지지판(115)에 지지되어 재료 지지턱(83)에서 이격되고 제1 내지 제3 재료 홀더(95, 96, 97)에서도 이탈된다(도 3의 이점 쇄선 참조). 이때 무빙 바(92)가 후퇴하면 제1 내지 제3 재료 홀더(95, 96, 97)가 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)와 분리된 채 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 밀링 위치(79), 및 언로딩 위치(80)에서 원래 위치, 즉 로딩 위치(76), 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 및 밀링 위치(79)로 복귀한다. 한편, 로딩 위치(76)에서는 재료 승강기(105)의 재료 지지판(115)이 상승한 때 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)가 재료 지지판(115)에 올려진다.

도 4는 도 1의 드릴링 유닛의 헤드 박스를 IV-IV에 따라 절개 도시한 횡단면도로서, 헤드 박스 내부의 기어(gear)들의 배열의 일 예를 도시한 도면이고, 도 5는 도 1의 드릴링 유닛의 헤드 박스의 하부 패널에 형성된 관통공들의 배열의 일 예를 도시한 평면도이고, 도 6은 도 1의 드릴링 유닛의 드릴에 회전 동력을 전달하는, 유니버설 조인트에 의해 연결된 공구 회전 샤프트를 도시한 정면도이며, 도 7은 도 1의 드릴링 유닛(drilling unit)에 의한 드릴링 작업을 나타내는 단면도이다.

도 1, 및 도 4 내지 도 7을 함께 참조하면, 드릴링 위치(77)에서 재료 승강기(105)(도 3 참조)에 의해 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)가 상승한 때, 드릴링 유닛(11)에 의해 드릴링 가공 작업이 수행된다. 드릴링 가공 작업을 통해 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)에 원형 내경의 복수의 통공(3)이 동시에 형성된다.

드릴링 유닛(11)은 하나의 모터(motor)(12)와, 하단부에 드릴(47)이 각각 하나씩 고정되는 복수의 공구 회전 샤프트(30)와, 복수의 공구 회전 샤프트(30)를 지지하는 헤드 박스(head box)(15)를 구비한다. 상기 복수의 공구 회전 샤프트(30), 복수의 드릴(47), 및 헤드 박스(15)는 다축 헤드(14)를 구성한다. 다축 헤드(14)는 드릴링 위치(77)에 놓인 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)가 재료 승강기(105)(도 3 참조)에 의해 상승할 때 그와 동시에 하강하여 드릴(47)의 드릴 블레이드(drill blade)(49)가 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)의 표면에 통공(3)을 뚫게 하며, 통공(3)이 형성된 후 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)가 재료 승강기(105)(도 3 참조)에 의해 하강할 때 그와 동시에 상승하여 드릴 블레이드(49)를 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)에서 이격시킨다.

헤드 박스(15)에 지지되는 복수의 공구 회전 샤프트(30)는 모두 모터(12)의 동력에 의해 회전하며, 이로 인해 복수의 드릴(47)이 동일한 방향 및 동일한 회전 속도로 회전한다. 헤드 박스(15)는 서로 이격된 상부 패널(20)과 하부 패널(16), 및 상부 패널(20)과 하부 패널(16)을 양 자 사이의 간격이 유지되게 연결하는 4개의 컬럼(column)(19)을 구비한다. 4개의 컬럼(19)은 그 상단과 하단이 상부 패널(20)과 하부 패널(16)의 4곳의 코너(corner)에 결합 고정된다.

상부 패널(20)의 내부에는 모터(12)의 회전력을 헤드 박스(15)에 지지된 복수의 공구 회전 샤프트(30)에 전달하는 기어 어셈블리(gear assembly)가 구비된다. 기어 어셈블리는 상부 패널(20)의 중앙에 위치하는 하나의 중앙 기어(22), 중앙 기어(22)의 외주변에 배치된 4개의 제1 연결 기어(23), 중앙 기어(22)로부터 상기 4개의 제1 연결 기어(23)보다 더 멀리 이격되어 배치된 4개의 제2 연결 기어(25), 및 4개의 제2 연결 기어(25) 각각의 외주변에 배치된 복수의 공구 회동 기어(27, 28)를 구비한다. 구체적으로, 공구 회동 기어(27, 28)는 각 제2 연결 기어(25)에 대해 하나씩 마련되며 제1 연결 기어(23)와 제2 연결 기어(25) 사이에 개재되어 양 자(23, 25)에 함께 치합되는 제1 공구 회동 기어(27)와, 각 제2 연결 기어(25)에 대해 9개씩 마련되며, 제2 연결 기어(25)에만 치합되는 제2 공구 회동 기어(28)를 구비하여 구성된다.

중앙 기어(22)는 모터(12)의 동력에 의해 회전하는 메인 샤프트(main shaft)(13)의 하단부에 체결되어 메인 샤프트(13)가 회전함에 따라 동축(同軸) 회전하고, 4개의 제1 연결 기어(23)는 중앙 기어(22)에 치합되어 중앙 기어(22)의 회전에 종동 회전한다. 4개의 제1 공구 회동 기어(27)는 각 제1 연결 기어(23)에 하나씩 치합되어 제1 연결 기어(23)의 회전에 종동 회전한다. 4개의 제2 연결 기어(25)는 각 제1 공구 회동 기어(27)에 하나씩 치합되어 제1 공구 회동 기어(27)의 회전에 종동 회전하고, 36개의 제2 공구 회동 기어(28)는 각 제2 연결 기어(25)에 9개씩 치합되어 제2 연결 기어(25)에 종동 회전한다.

복수의 공구 회동 기어(27, 28) 각각에는 공구 회전 샤프트(30)가 하나씩 체결되어 공구 회동 기어(27, 28)가 회전함에 따라 각 공구 회전 샤프트(30) 및 그 하단부에 고정된 드릴(47)이 회전하게 된다. 이와 같은 구성으로, 모터(12)가 작동하면 헤드 박스(15)에 지지된 40개의 공구 회전 샤프트(30)와 그에 고정된 40개의 드릴(47)이 같은 속도 및 같은 방향으로 회전하게 된다. 모터(12)의 작동은 콘트롤러(130)에 의해 제어된다.

도 4에서 Y축과 평행하게 연장되어 중앙 기어(22)를 가로지르는 일점 쇄선을 기준으로, 좌측 한 쌍의 제2 연결 기어(25)에 치합된 총 20개의 공구 회동 기어(27, 28)는 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B) 중에서 진행 방향의 상류 측에 있는 작업용 재료(1A)를 기계 가공하는 드릴(47)에 모터(12)의 회전력을 전달한다. 또한, 상기 일점 쇄선을 기준으로 우측 한 쌍의 제2 연결 기어(25)에 치합된 총 20개의 공구 회동 기어(27, 28)는 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B) 중 진행 방향의 하류 측에 있는 작업용 재료(1B)를 기계 가공하는 드릴(47)에 모터(12)의 회전력을 전달한다.

복수의 공구 회전 샤프트(30)는 각각, 상부 패널(20)에 삽입되고 공구 회동 기어(27, 28)에 동축(同軸) 회전 가능하게 체결되는 상측 샤프트 부재(32), 하부 패널(16)을 관통하는 하측 샤프트 부재(43), 상측 샤프트 부재(32)의 하단부에 체결된 제1 유니버설 조인트(universal joint)(33), 하측 샤프트 부재(43)의 상단부에 체결된 제2 유니버설 조인트(40), 제1 유니버설 조인트(33)에 상단부가 체결되고, 제2 유니버설 조인트(40)에 하단부가 체결되어 상측 샤프트 부재(32) 및 하측 샤프트 부재(43)와 연결되는 중간측 샤프트 부재(36), 및 하측 샤프트 부재(43)의 하단부에 마련된 드릴(47)이 고정 체결되는 스핀들(spindle)(45)을 구비한다.

제1 유니버설 조인트(33)는 상부 패널(20)의 아래로 돌출되게 위치하고, 제2 유니버설 조인트(40)는 하부 패널(16)의 위로 돌출되게 위치한다. 스핀들(45)은 하부 패널(16)의 아래로 돌출되게 위치한다. 드릴(47)은 상부의 드릴 자루(48)와 하부의 드릴 블레이드(49)를 구비하여 이루어지며, 드릴 자루(48)가 스핀들(45)에 탈착 가능하게 삽입 고정된다. 상측 샤프트 부재(32)의 길이 방향으로 연장된 상측 축선(SH1)과 하측 샤프트 부재(43)의 길이 방향으로 연장된 하측 축선(SH2)은, 둘 다 수직 방향으로 연장되어 서로 평행하되 중첩되지 않으며, 이에 따라 중간측 샤프트 부재(36)는 상측 축선(SH1) 및 하측 축선(SH2)에 대해 경사지게 직선 연장된다.

알려진 바와 같이, 유니버설 조인트는 두 축이 떨어진 위치에 있어나 두 축의 각도 차가 있는 경우에도 두 축을 회전 동력 전달 가능하게 연결하는 커플링(coupling)을 의미한다. 따라서, 공구 회전 샤프트(30)의 상측 샤프트 부재(32)가 회전하면 그 회전력이 중간측 샤프트 부재(36)와 하측 샤프트 부재(43)로 차례로 전달되어 드릴(47)이 회전하게 된다. 한편, 도 5에 도시된 바와 같이 하부 패널(16)에는 하측 샤프트 부재(43)가 하부 패널(16)을 관통하도록 하측 샤프트 부재 관통공(17)이 형성된다. 도 5에 도시되진 않았으나, 상기 관통공(17)의 주변에는 하측 샤프트 부재(43)가 하부 패널(16)에 대해 용이하게 회전할 수 있도록 베어링(bearing)이 개재된다. 한편, 도 5에는 상기 관통공(17)이 공구 회동 기어(27, 28)보다 제2 연결 기어(25)의 중심으로 더 가깝게 배치되나, 이에 한정되지는 않으며 작업용 재료(1A, 1B)에 형성되는 통공(3)의 위치에 따라 관통공(17)이 공구 회동 기어(27, 28)보다 제2 연결 기어(25)의 중심에서 더 멀게 배치될 수도 있다.

도 6을 다시 참조하면, 중간측 샤프트 부재(36)는 상단이 제1 유니버설 조인트(33)에 체결되는 실린더(cylinder)(37)와, 하단이 제2 유니버설 조인트(40)에 체결되고 상단부가 실린더(37) 내부로 삽입되는 로드(rod)(39)를 구비한다. 또한, 중간측 샤프트 부재(36)의 길이를 변경할 수 있도록 로드(39)가 실린더(37) 내부로 삽입되는 길이를 단계적으로 조절하는 길이 조절 수단을 구비한다. 상기 길이 조절 수단은, 실린더(37) 내주면에 실린더(37)의 중심을 향해 돌출되는 방향으로 탄성 바이어스(elastic bias)된 탄성 볼(ball)(미도시)과, 로드(39)의 외주면에서 내측으로 파여지게 형성되며, 로드(39)의 길이 방향으로 이격되어 형성된 복수의 안착 홈(미도시)을 구비하여 이루어진다. 상기 탄성 볼이 실린더(37)의 중심을 향해 돌출될 때 상기 안착 홈에 상기 탄성 볼이 안착되고, 로드(39)는 실린더(37)에 대해 고정된다. 로드(39)를 실린더(37)에 대해 적당한 힘을 주어 삽입하거나 빼내게 되면 상기 탄성 볼이 탄성 수축되며 안착 홈에서 빠져 나오고, 인접한 다른 안착 홈과 상기 탄성 볼이 정렬되면 상기 탄성 볼이 다시 돌출되어 그 안착 홈에 안착된다. 그리고, 이에 따라 로드(39)는 실린더(37)에 대해 약간 삽입되거나 빠진 채로 고정된다. 이와 같은 구조로 중간측 샤프트 부재(36)의 길이를 조절할 수 있다.

도 1과 도 7을 함께 참조하면, 로딩 위치(76)를 통과하고 드릴링 위치(77)로 이송된 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)는 드릴링 위치(77)의 재료 승강기(105)에 의해 올려지고, 복수의 드릴(47)이 고속 회전하며 다축 헤드(14)가 아래로 하강하면 복수의 드릴 블레이드(49)가 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)를 절삭하며 관통하여 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)의 미리 지정된 지점에 복수의 통공(3)이 형성된다. 복수의 통공(3)이 형성된 후 다축 헤드(14)는 원위치로 상승하며, 복수의 드릴 블레이드(49)가 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)로부터 이격된다. 복수의 통공(3)이 형성된 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B))는 재료 승강기(105)의 재료 지지판(115)(도 3 참조)이 하강함에 따라 한 쌍의 평행 빔(82)(도 3 참조)의 재료 지지턱(83)(도 3 참조)에 지지되고, 제1 내지 제3 재료 홀더(95, 96, 97)(도 2 참조) 사이에 끼워진다.

도 1에 도시되진 않았으나 드릴링 위치(77)에 위치한 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)에는 물 공급 호스(미도시)를 통해 물이 계속 공급되며, 드릴 블레이드(49)에 의해 절삭된 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)의 파편 및 먼지가 이 물에 의해 씻겨 내려가므로, 비산되지 않고 자동 기계 가공 장치(10)에서 제거될 수 있다.

도 1 및 도 8을 함께 참조하면, 드릴링 작업이 완료된 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)는 이송 유닛(74)에 의해 탭핑 위치(78)까지 이송되고, 탭핑 위치(78)에서 재료 승강기(105)에 의해 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)가 상승한 때, 탭핑 유닛(50)에 의해 탭핑 가공 작업이 수행된다. 탭핑 가공 작업은 드릴링 가공에 의해 형성된 통공(3)(도 7 참조)의 내주면에 암나사 트레드(female screw thread)를 형성하는 작업이다.

탭핑 유닛(50)은, 하나의 모터(52)와, 복수의 탭(tap)(57)을 공구로서 구비하는 다축 헤드(54)를 포함한다. 도 1에 명확히 도시되진 않았으나, 상기 다축 헤드(54)는 드릴링 유닛(11)의 다축 헤드(14)와 동일하며, 단지 공구로서 드릴(47) 대신에 탭(57)이 구비되는 것만 차이가 있다. 구체적으로, 탭핑 유닛(50)의 다축 헤드(54)는 하단부에 탭(57)이 각각 하나씩 고정되는 복수의 공구 회전 샤프트(30)와, 복수의 공구 회전 샤프트(30)를 지지하는 헤드 박스(head box)(15)를 구비한다. 탭(57)은 각각 공구 회전 샤프트(30) 하단의 스핀들(45)(도 6 참조)에 삽입 고정되는 상부의 탭 자루(58)와, 하부의 탭 블레이드(tap blade)(59)를 구비한다.

로딩 위치(76)와 드릴링 위치(77)를 차례로 통과하고 탭핑 위치(78)로 이송된 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)는 재료 승강기(105)에 의해 올려진다. 탭(57)이 고속 회전하며 다축 헤드(54)가 아래로 하강하면 드릴링 가공에 의해 형성된 복수의 통공(3)(도 7 참조)에 탭 블레이드(59)가 삽입되고 회전하여, 내주면에 암나사 트레드가 형성된 암사나 통공(3a)이 형성된다. 암나사 통공(3a)이 형성된 후 다축 헤드(54)는 원위치로 상승하며, 탭 블레이드(59)가 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)로부터 이격된다. 암나사 통공(3a)이 형성된 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)는 재료 승강기(105)에 의해 하강하여 한 쌍의 평행 빔(82)(도 3 참조)의 재료 지지턱(83)(도 3 참조)에 지지되고, 제1 내지 제3 재료 홀더(95, 96, 97)(도 2 참조) 사이에 끼워진다.

도 1에 도시되진 않았으나 탭핑 위치(78)에 위치한 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)에는 물 공급 호스(미도시)를 통해 물이 계속 공급되며, 탭 블레이드(59)에 의해 절삭된 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)의 파편 및 먼지가 이 물에 의해 씻겨 내려가므로, 비산되지 않고 자동 기계 가공 장치(10)에서 제거될 수 있다.

도 1 및 도 9를 함께 참조하면, 탭핑 작업이 완료된 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)는 이송 유닛(74)에 의해 밀링 위치(79)까지 이송되고, 밀링 위치(79)에서 재료 승강기(105)에 의해 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)가 상승한 때, 밀링 유닛(60)에 의해 탭핑 가공 작업이 수행된다. 밀링 가공 작업은 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)의 표면을 절삭하여 돌출부(5)를 제거하는 작업이다.

밀링 유닛(60)은, 하나의 모터(62)와, 복수의 밀링 커터(milling cutter)(67)을 공구로서 구비하는 다축 헤드(64)를 포함한다. 도 1에 명확히 도시되진 않았으나, 상기 다축 헤드(64) 또한 드릴링 유닛(11)의 다축 헤드(14) 또는 탭핑 유닛(50)의 다축 헤드(54)와 동일하며, 단지 공구로서 드릴(47) 또는 탭(57) 대신에 밀링 커터(67)가 구비되는 것만 차이가 있다. 구체적으로, 밀링 유닛(60)의 다축 헤드(64)는 하단부에 밀링 커터(67)가 각각 하나씩 고정되는 복수의 공구 회전 샤프트(30)와, 복수의 공구 회전 샤프트(30)를 지지하는 헤드 박스(head box)(15)를 구비한다. 밀링 커터(67)은 각각 공구 회전 샤프트(30) 하단의 스핀들(45)(도 6 참조)에 삽입 고정되는 상부의 밀링 커터 자루(68)와, 하부의 밀링 커터 블레이드(milling cutter blade)(69)를 구비한다.

다이캐스팅(die casting) 또는 사출 성형으로 제품을 형성할 때 금형내의 캐비티(cavity)에서 성형된 제품을 금형으로부터 분리하기 위해 제품을 밀어 올리는 핀(pin)을 밀핀이라고 하는데, 제품의 성형시에 상기 밀핀의 말단부가 캐비티의 내측면과 매끄럽게 연결되지 못하고 약간 단차지게 연결되면 성형된 제품의 표면에 '밀핀 자국' 이라고 불리는 돌출부가 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)가 다이캐스팅된 금속판재 또는 사출 성형된 플라스틱판재인 경우 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)의 표면에 상기 밀핀 자국에 의한 하나 또는 복수의 돌출부(5)가 형성될 수 있다. 동일한 금형에서 성형된 작업용 재료(1A, 1B)라면 상기 밀핀 자국, 즉 돌출부(5) 위치는 일정하다.

로딩 위치(76), 드릴링 위치(77), 및 탭핑 위치(78)를 차례로 통과하고 밀링 위치(79)로 이송된 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)는 재료 승강기(105)에 의해 올려진다. 이때 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)에 형성된 돌출부(5)와, 밀링 커터(67)는 수직 방향으로 정렬된다. 밀링 커터(67)가 고속 회전하면서 다축 헤드(64)가 적절한 높이까지 하강하면 돌출부(5)가 밀링 커터 블레이드(69)에 의해 절삭 되어 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)의 표면이 편평해진다(참조부호 5a 참조).

돌출부(5)가 제거된 후 다축 헤드(64)는 원위치로 상승하며, 밀링 커터 블레이드(69)는 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)의 표면에서 이격된다. 돌출부(5)가 제거된 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)는 재료 승강기(105)에 의해 하강하여 한 쌍의 평행 빔(82)(도 3 참조)의 재료 지지턱(83)(도 3 참조)에 지지되고, 제1 내지 제3 재료 홀더(95, 96, 97) 사이에 끼워진다. 한편, 밀링 유닛(60)에 의한 밀링 가공은 상술한 돌출부(5)의 제거에 한정되는 것은 아니며, 작업용 재료(1A, 1B)의 표면에 단차지게 파인 홈을 형성하는 작업을 포함할 수도 있다.

로딩 위치(76), 드릴링 위치(77), 탭핑 위치(78), 및 밀링 위치(79)를 차례로 거쳐 기계 가공이 완료된 한 쌍의 작업용 재료(1A, 1B)는 무빙 바(92)의 전진으로 언로딩 위치(80)로 이송된다. 언로딩 위치(80)로 이송된 작업용 재료(2)는 작업자의 인력(人力)에 의해 또는 산업용 로봇의 동작에 의해 픽업(pick-up)된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

1A, 1B: 작업용 재료 10: 자동 기계 가공 장치
11: 드릴링 유닛 12, 52, 62: 모터
14, 54, 64: 다축 헤드 15: 헤드 박스
22, 23, 25, 27, 28: 기어 30: 공구 회전 샤프트
47: 드릴 50: 탭핑 유닛
57: 탭 60: 밀링 유닛
67: 밀링 커터 81: 이송 레일

Claims

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복수의 작업용 재료가 동시에 기계 가공되는 적어도 하나의 가공 위치로 상기 복수의 작업용 재료를 순차적으로 이동시키는 이송 유닛; 및, 상기 적어도 하나의 가공 위치에서 멈춘 복수의 작업용 재료를 기계 가공하는 복수의 공구를 포함하는, 적어도 하나의 가공 유닛;을 구비하고,
상기 적어도 하나의 가공 유닛 각각은, 하나의 모터(motor); 상기 모터의 동력에 의해 회전하여 상기 복수의 공구를 회전시키는 것으로, 하단부에 상기 복수의 공구가 하나씩 고정되는, 복수의 공구 회전 샤프트; 및, 상기 복수의 공구 회전 샤프트를 지지하도록 서로 이격된 상부 패널과 하부 패널;을 구비하고,
상기 복수의 공구 회전 샤프트는 각각, 상기 상부 패널에 삽입되는 상측 샤프트 부재; 상기 하부 패널을 관통하는 하측 샤프트 부재; 서로 다른 축선을 가지는 상기 상측 샤프트 부재와 하측 샤프트 부재 사이를 연결하여 상기 상측 샤프트 부재의 회전력을 상기 하측 샤프트 부재에 연결하는 중간측 샤프트 부재;를 구비하고,
상기 복수의 공구 회전 샤프트는 각각, 상기 상측 샤프트 부재의 하단부에 체결되어 상기 중간측 샤프트 부재의 상단부와 연결되는 제1 유니버설 조인트(universal joint); 상기 하측 샤프트 부재의 상단부에 체결되어 상기 중간측 샤프트 부재의 하단부와 연결되는 제2 유니버설 조인트; 및, 상기 하측 샤프트 부재의 하단부에 마련된 상기 공구가 고정 체결되는 스핀들(spindle);을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 상부 패널과 하부 패널을 구비하는 헤드 박스를 더 포함하고,
상기 헤드 박스는, 상기 상부 패널과 상기 하부 패널을 양 자 사이 간격이 유지되게 연결하는 복수의 컬럼(column)을 더 구비하고,
상기 헤드 박스는, 상기 상부 패널의 내부에 상기 모터의 회전력을 상기 복수의 공구 회전 샤프트에 전달하는 기어 어셈블리(gear assembly)를 구비하고,
상기 기어 어셈블리는, 상기 모터의 동력에 의해 회전하는 샤프트에 직접 연결된 하나의 중앙 기어; 상기 중앙 기어의 회전에 종동 회전하는 것으로, 상기 중앙 기어의 외주변에 배치된 복수의 제1 연결 기어; 상기 복수의 제1 연결 기어의 회전에 종동 회전하는 것으로, 상기 중앙 기어로부터 상기 제1 연결 기어보다 더 멀리 이격되어 배치된, 상기 제1 연결 기어의 개수와 동수(同數)의 제2 연결 기어; 및, 상기 복수의 제2 연결 기어에 치합된 것으로, 상기 복수의 제2 연결 기어 각각의 외주변에 적어도 한 개가 배치되고, 상기 공구 회전 샤프트가 회전하도록 상기 상측 샤프트 부재에 체결된, 복수의 공구 회동 기어;를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제3 항에 있어서,
상기 복수의 공구 회동 기어 중 적어도 하나는 상기 제1 연결 기어에도 치합되어 상기 제1 연결 기어의 회전력을 상기 제2 연결 기어에 전달하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제3 항에 있어서,
상기 복수의 작업용 재료는 한 쌍이 구비되고, 상기 복수의 제1 연결 기어와 상기 복수의 제2 연결 기어는 각각 두 쌍이 구비되며,
상기 두 쌍의 제2 연결 기어 중 한 쌍의 제2 연결 기어에 치합된 복수의 공구 회동 기어가 상기 한 쌍의 작업용 재료 중 하나의 작업용 재료를 기계 가공하는 공구에 상기 모터의 회전력을 전달하고, 상기 두 쌍의 제2 연결 기어 중 다른 한 쌍의 제2 연결 기어에 치합된 복수의 공구 회동 기어가 상기 한 쌍의 작업용 재료 중 다른 하나의 작업용 재료를 기계 가공하는 공구를 가공하는 공구에 상기 모터의 회전력을 전달하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 중간측 샤프트 부재는, 상단이 상기 제1 유니버설 조인트에 체결되는 실린더(cylinder)와, 하단이 상기 제2 유니버설 조인트에 체결되고 상단부가 상기 실린더 내부로 삽입되는 로드(rod)와, 상기 로드가 상기 실린더 내부로 삽입되는 길이를 단계적으로 조절하여 상기 중간측 샤프트 부재의 길이를 변경하는 길이 조절 수단을 구비하고,
상기 길이 조절 수단은, 상기 실린더 내주면에 상기 실린더의 중심을 향해 돌출되는 방향으로 탄성 바이어스(elastic bias)된 탄성 볼(ball)과, 상기 로드의 외주면에 상기 로드의 길이 방향으로 이격되어 형성되며, 상기 탄성 볼이 돌출된 때 안착되도록 파여진 복수의 안착 홈을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 이송 유닛은, 복수의 작업용 재료가 인접하여 옆에 놓여지는 로딩 위치(loading position), 상기 인접하여 옆에 놓여진 복수의 작업용 재료가 동시에 기계 가공되는 적어도 하나의 가공 위치, 및 상기 복수의 작업용 재료가 이탈되는 언로딩 위치(unloading position)로 상기 복수의 작업용 재료를 순차적으로 이동시키고,
상기 이송 유닛은, 상기 복수의 작업용 재료가 이동하는 방향을 따라 연장된 이송 레일(rail); 상기 이송 레일과 평행하게 연장되고, 상기 로딩 위치, 상기 적어도 하나의 가공 위치, 및 상기 언로딩 위치 중 서로 인접한 한 쌍의 위치 사이의 거리만큼을 교번하여 전진 및 후퇴하는 무빙 바(moving bar); 및, 상기 무빙 바에 마련되어 상기 로딩 위치 및 상기 적어도 하나의 가공 위치에서 상기 복수의 작업용 재료를 잡아주며, 상기 무빙 바가 전진하면 상기 로딩 위치 및 상기 적어도 하나의 가공 위치에 놓여진 상기 복수의 작업용 재료를 그 다음 위치로 이송하는 복수의 재료 홀더(holder);를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제7 항에 있어서,
상기 이송 유닛은, 상기 로딩 위치 및 상기 적어도 하나의 가공 위치에서 상기 복수의 작업용 재료를 지지하고 승강(乘降)하는 재료 승강기;를 더 구비하고,
상기 재료 승강기에 의해 상기 복수의 작업용 재료가 하강하면, 상기 복수의 작업용 재료가 상기 복수의 재료 홀더에 잡히고 상기 무빙 바가 전진하여 상기 복수의 작업용 재료가 전진하고,
상기 재료 승강기에 의해 상기 복수의 작업용 재료가 상승하면, 상기 복수의 작업용 재료가 상기 복수의 재료 홀더에서 이탈되고 상기 무빙 바는 상기 복수의 작업용 재료와 분리되어 후퇴하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 가공 유닛에는, 상기 복수의 작업용 재료에 통공을 뚫는 드릴(drill)을 상기 공구로서 구비한 드릴링 유닛(drilling unit)이 포함되고,
상기 적어도 하나의 가공 위치에는 상기 드릴링 유닛에 의한 가공이 수행되는 드릴링 위치(drilling position)가 포함되는 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제9 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 가공 유닛에는, 상기 드릴에 의해 상기 복수의 작업용 재료에 형성된 통공의 내주면에 암나사 트레드(female screw thread)를 형성하는 탭(tap)을 상기 공구로서 구비한 탭핑 유닛(tapping unit)이 포함되고,
상기 적어도 하나의 가공 위치에는, 상기 탭핑 유닛에 의한 가공이 수행되는 탭핑 위치(tapping position)가 포함되는 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.
제2 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 가공 유닛에는, 상기 복수의 작업용 재료의 표면을 절삭하여 돌출부를 제거하거나 홈을 형성하는 밀링 커터(milling cutter)를 상기 공구로서 구비한 밀링 유닛(milling unit)이 포함되고,
상기 적어도 하나의 가공 위치에는, 상기 밀링 유닛에 의한 가공이 수행되는 밀링 위치(milling position)가 포함되는 것을 특징으로 하는 자동 기계 가공 장치.