KR101474656B1

KR101474656B1 - 공작 기계의 제조 방법 및 공작 기계

Info

Publication number: KR101474656B1
Application number: KR1020130089390A
Authority: KR
Inventors: 가츠토시 다나카; 노리오 야마니시; 와타루 오오소네
Original assignee: 도시바 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2014-12-17
Also published as: TW201424919A; US20140037397A1; KR20140016832A; CN103659293A; TWI520810B; JP2014028414A; JP5972702B2

Abstract

작업물(W)을 적재하는 작업물 적재면을 갖는 테이블(13)과, 주축 헤드(43)와, 상기 테이블에 대해 상기 주축 헤드를 이동시키는 상대 이동 기구를 구비하고, 상기 주축 헤드는, 주축 헤드 본체(51)와, 이 주축 헤드 본체에 베어링 기구(56)를 통해 회전 가능하게 지지되고 선단에 공구(54)를 갖는 주축(52)과, 이 주축을 회전 구동시키는 회전 구동원(53)을 포함하여 구성된 공작 기계의 제조 방법에 있어서, 탄소 섬유 강화 플라스틱에 의해 구성된 서로 다른 형상의 복수종의 구조재를 미리 준비하고, 상기 서로 다른 형상의 구조재를 조합하여 상기 주축 헤드 본체를 구성한다.

Description

공작 기계의 제조 방법 및 공작 기계 {MANUFACTURING METHOD OF MACHINE TOOL AND MACHINE TOOL}

본 발명은, 공작 기계의 제조 방법 및 공작 기계에 관한 것이다. 상세하게는, 작업물을 적재하는 테이블과, 주축 헤드와, 상기 테이블에 대해 상기 주축 헤드를 상대 이동시키는 상대 이동 기구를 구비한 공작 기계의 제조 방법 및 공작 기계에 관한 것이다.

최근, 공작 기계에 있어서, 생산성 향상의 요구로부터, 고속화의 요청이 높아지고 있다.

이 요청에 따르기 위해, 공작 기계 중에는, 경량화 및 고강성을 목적으로 하여, 일부의 부품, 예를 들어 크로스 레일을 탄소 섬유 강화 플라스틱(carbon fiber reinforced plastics:CFRP)으로 일체 성형한 것이 알려져 있다(문헌 1:일본 특허 출원 공개 제2000-263356호 공보 참조).

그런데, 미세 가공을 행하는 공작 기계에 있어서는, 특히, 주축 헤드의 경량화가 필수이다. 따라서, 주축 헤드를 구성하는 본체 부분에 대해서도 CFRP로 구성하는 것이 고려된다.

CFRP의 성형법으로서는, 탄소 섬유를 일방향으로 배열한 테이프나 직물에 플라스틱을 함침시켜 만든 중간 소재(프리프레그)를 몇 매나 적층하여 가압 용기인 오토클레이브에 넣고, 고온하에서 가압, 경화시킨 프리프레그법, 몰드 내에 프리프레그 등의 중간 소재를 깔고, 경화제를 혼합한 용융 플라스틱 수지의 도포, 함침, 탈포를 반복하면서 소정 두께로 성형해 가는 핸드 레이업법, 혹은 몰드 내에 탄소 섬유의 직물을 세트한 후, 모재로 되는 수지를 함침시킨 후, 경화시키는 RTM법 등의 성형법이 알려져 있다.

그러나, 상술한 성형법은, 장치가 대규모로 되거나, 제조에 수고와 시간을 필요로 하므로, 극히 고가로 된다고 하는 과제가 있다.

본 발명의 목적은, 이러한 종래의 과제에 대해, 주축 헤드를 저렴하게 하여 경량화할 수 있는 공작 기계의 제조 방법 및 공작 기계를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 공작 기계의 제조 방법은, 작업물을 적재하는 작업물 적재면을 갖는 테이블과, 주축 헤드와, 상기 테이블에 대해 상기 주축 헤드를 이동시키는 상대 이동 기구를 구비하고, 상기 주축 헤드는, 주축 헤드 본체와, 이 주축 헤드 본체에 베어링 기구를 통해 회전 가능하게 지지되고 선단에 공구를 갖는 주축과, 이 주축을 회전 구동시키는 회전 구동원을 포함하여 구성된 공작 기계의 제조 방법에 있어서, 탄소 섬유 강화 플라스틱에 의해 구성된 서로 다른 형상의 복수종의 구조재를 미리 준비하고, 상기 서로 다른 형상의 구조재를 조합하여, 상기 주축 헤드 본체를 구성한 것을 특징으로 한다.

여기서, 탄소 섬유 강화 플라스틱으로서는, 폴리아크릴로니트릴 섬유를 소성한 PAN계나, 석탄ㆍ석유 화학의 잔사로서 나오는 피치를 용융 방사 후에 소성한 피치계 중 어느 것이라도 좋다.

이러한 구성에 따르면, 탄소 섬유 강화 플라스틱에 의해 구성되는 동시에, 서로 다른 기본적 형상의 복수종의 구조재가 미리 준비되어 있으므로, 이들 구조재를 조합하여 접합, 예를 들어 접착제나 리벳 등에 의해 접합하여, 주축 헤드 본체를 구성할 수 있다. 따라서, 주축 헤드를 저렴하게 하여 경량화할 수 있으므로, 주축 헤드의 고속화를 실현할 수 있고, 그 결과, 미세 가능하게 적용할 수 있는 동시에, 생산성의 향상에 기여할 수 있다.

본 발명의 공작 기계의 제조 방법에 있어서, 상기 주축 헤드 본체는, 정면, 양 측면 및 배면 중 적어도 3개의 면이 면재로 이루어지는 구조재로 둘러싸인 사각 튜브 형상이고, 이 사각 튜브 형상의 하면이 하면재로 이루어지는 구조재로 폐색된 구조로 형성되고, 상기 하면재에 상기 베어링 기구를 통해 상기 주축이 회전 가능하게 지지되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 따르면, 주축 헤드 본체는, 정면, 양 측면 및 배면 중 적어도 3개의 면이 면재로 이루어지는 구조재로 둘러싸인 사각 튜브 형상이고, 하면이 하면재로 이루어지는 구조재로 폐색된 구조로 형성되어 있으므로, 변형이나 왜곡 등이 발생하는 일이 적은 구조로 할 수 있다. 따라서, 공작 기계의 고정밀도화를 유지할 수 있다.

본 발명의 공작 기계의 제조 방법에 있어서, 상기 사각 튜브 형상 내에 있어서, 상하 방향의 중간 위치에, 보강면재로 이루어지는 구조재가 상기 하면재와 대략 평행하게 개재되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 따르면, 사각 튜브 형상 내의 중간 위치에, 보강면재로 이루어지는 구조재가 개재되어 있으므로, 이 보강면재에 의해 주축 헤드 본체의 강성을 높일 수 있어, 변형이나 왜곡 등의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명의 공작 기계의 제조 방법에 있어서, 상기 구조재로서, 상기 면재와 함께, 단면 C형, I형, L형, H형, T형, 사각형, 삼각형, 원형 중 적어도 1종류의 형재가 준비되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 따르면, 단면 C형, I형, L형, H형, T형, 사각형, 삼각형, 원형 중 적어도 1종류의 형재와, 면재를 조합하면, 임의의 형상ㆍ구조ㆍ강도를 갖는 주축 헤드 본체를 간단히 구성할 수 있다.

본 발명의 공작 기계의 제조 방법에 있어서, 상기 상대 이동 기구는, 상기 테이블을 작업물 적재면에 대해 평행한 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동 기구와, 상기 테이블을 넘어 설치된 문형(門形) 컬럼과, 이 문형 컬럼의 수평 빔에 상기 테이블의 작업물 적재면에 대해 평행하고 상기 X축 방향에 대해 직교하는 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되고 상기 주축 헤드를 지지한 새들과, 이 새들을 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동 기구와, 상기 새들에 대해 상기 주축 헤드를 상기 X, Y축 방향에 대해 직교하는 Z축 방향으로 승강시키는 Z축 이동 기구를 구비하고, 상기 테이블 및 새들을, 상기 서로 다른 형상의 구조재를 조합하여 구성한 것이 바람직하다.

이러한 구성에 따르면, 테이블 및 새들도, 탄소 섬유 강화 플라스틱에 의해 구성된 구조재를 조합하여 구성되어 있으므로, 고강도ㆍ고탄성률을 유지하면서, 경량화가 도모된다. 따라서, 공작 기계 전체적으로, 고정밀도화를 유지하면서 고속화할 수 있으므로, 생산성의 향상을 기대할 수 있다.

본 발명의 공작 기계는, 상술한 어느 하나에 기재된 공작 기계의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면, 제조 방법에서 서술한 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 공작 기계를 도시하는 사시도.
도 2는 상기 실시 형태에 있어서 주축 장치 및 그 주변 부분을 도시하는 도면.
도 3은 상기 실시 형태에 있어서 테이블의 구성을 도시하는 도면.
도 4는 상기 실시 형태에 있어서 새들의 구성을 도시하는 도면.
도 5는 상기 실시 형태에 있어서 주축 헤드 본체의 구성을 도시하는 도면.
도 6a는 상기 실시 형태에 있어서 구조재의 예를 도시하는 도면.
도 6b는 상기 실시 형태에 있어서 구조재의 예를 도시하는 도면.
도 6c는 상기 실시 형태에 있어서 구조재의 예를 도시하는 도면.
도 6d는 상기 실시 형태에 있어서 구조재의 예를 도시하는 도면.
도 6e는 상기 실시 형태에 있어서 구조재의 예를 도시하는 도면.
도 6f는 상기 실시 형태에 있어서 구조재의 예를 도시하는 도면.
도 6g는 상기 실시 형태에 있어서 구조재의 예를 도시하는 도면.
도 6h는 상기 실시 형태에 있어서 구조재의 예를 도시하는 도면.
도 6i는 상기 실시 형태에 있어서 구조재의 예를 도시하는 도면.
도 7은 상기 주축 헤드 본체의 다른 예를 도시하는 도면.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

<실시 형태의 구성>

본 공작 기계는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 베이스(1)와, 이 베이스(1)에 X축 이동 기구로서의 X축 가이드 기구(11) 및 X축 리니어 모터 기구(12)를 통해 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되고 상면에 작업물(W)을 적재하는 작업물 적재면을 갖는 테이블(13)과, 이 테이블(13)을 넘어 설치된 문형 컬럼(20)과, 이 문형 컬럼(20)의 수평 빔(20A)에 Y축 이동 기구로서의 Y축 가이드 기구(21) 및 Y축 리니어 모터 기구(22)를 통해 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치된 주축 장치(30)로 구성되어 있다.

X축 가이드 기구(11)는 베이스(1)의 상면에 X축 방향을 따라 서로 평행하게 배치된 가이드 레일(11A)과, 테이블(13)의 하면에 가이드 레일(11A)을 따라 슬라이드 가능하게 설치된 슬라이드 부재(11B)를 포함하여 구성되어 있다.

X축 리니어 모터 기구(12)는, 베이스(1)의 상면에 있어서 가이드 레일(11A) 사이에 이들과 평행하게 배열된 자석(12A)과, 이 자석(12A)에 간극을 두고 테이블(13)의 하면에 장착된 코일(12B)을 포함하는 리니어 모터에 의해 구성되어 있다.

Y축 가이드 기구(21)는, 도 2에도 도시하는 바와 같이, 문형 컬럼(20)의 수평 빔(20A)의 상면에 Y축 방향을 따라 서로 평행하게 배치된 가이드 레일(21A)과, 주축 장치(30)의 하면에 가이드 레일(21A)을 따라 슬라이드 가능하게 설치된 슬라이드 부재(21B)를 포함하여 구성되어 있다.

Y축 리니어 모터 기구(22)는, 문형 컬럼(20)의 수평 빔(20A)의 상면에 있어서 가이드 레일(21A) 사이에 이들과 평행하게 배열된 자석(22A)과, 이 자석(22A)에 간극을 두고 주축 장치(30)의 하면에 장착된 코일(22B)을 포함하는 리니어 모터에 의해 구성되어 있다.

(주축 장치의 설명 ; 도 2 참조)

주축 장치(30)는, 도 2에도 도시하는 바와 같이, 문형 컬럼(20)의 수평 빔(20A)에 Y축 가이드 기구(21) 및 Y축 리니어 모터 기구(22)를 통해 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치된 주축 헤드 지지 부재로서의 새들(33)과, 이 새들(33)에 Z축 이동 기구로서의 Z축 가이드 기구(41) 및 승강 기구로서의 Z축 리니어 모터 기구(42)를 통해 승강 가능하게 설치된 주축 헤드(43)와, 이 주축 헤드(43)의 중량의 적어도 일부를 지지하는 가압력을 발생하는 밸런스 실린더(44)로 구성되어 있다.

Z축 가이드 기구(41)는, 주축 헤드(43)의 이면에 Z축 방향을 따라 서로 평행하게 배치된 가이드 레일(41A)과, 새들(33)의 정면에 고정되어 가이드 레일(41A)을 슬라이드 가능하게 안내하는 슬라이드 부재(41B)를 포함하여 구성되어 있다.

Z축 리니어 모터 기구(42)는, 주축 헤드(43)의 이면에 있어서 가이드 레일(41A) 사이에 이들과 평행하게 배열된 자석(42A)과, 이 자석(42A)에 간극을 두고 새들(33)의 정면에 장착된 코일(42B)을 포함하는 리니어 모터에 의해 구성되어 있다.

여기서, 코일(42B)의 주위는 차열 부재(42C)로 덮여 있다. 차열 부재(42C)로서는, 알루미늄 또는 플라스틱 등의 재료에 의해 상자 형상으로 형성되어 있다.

주축 헤드(43)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 주축 헤드 본체(51)와, 이 주축 헤드 본체(51)에 베어링 기구(56)를 통해 회전 가능하게 지지된 주축(52)과, 이 주축(52)을 회전 구동시키는 회전 구동원(53)을 포함하여 구성되어 있다. 주축(52)에는 공구(54)가 착탈 가능하게 장착된다. 회전 구동원(53)은, 모터에 의해 구성되어 있다.

밸런스 실린더(44)는, 주축 헤드(43)를 사이에 끼운 양측에 각각 설치되어 있다.

각 밸런스 실린더(44)는, 상단부가 브래킷(55)을 통해 새들(33)에 지지된 실린더 본체(44A)와, 상단부에 실린더 본체(44A) 내에 미끄럼 이동 가능하게 수납된 피스톤을 갖고 하단부가 주축 헤드(43)의 하단부에 연결된 피스톤 로드(44B)로 구성되어 있다.

피스톤으로 구획된 실린더 본체(44A)의 하부실에는, 도시 생략된 공기 공급원으로부터의 에어가 압력 레귤레이터 등을 통해 공급되어 있다. 그 결과, 밸런스 실린더(44)에 의해, 주축 헤드(43)의 중량과 밸런스를 맞추는 가압력이 주축 헤드(43)에 상향으로 부여되어 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 테이블(13)과 주축 헤드(43)를 상대 이동시키는 상대 이동 기구 중, 가동측 부재가, 미리, 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)에 의해 구성된 다른 기본적 형상의 복수종의 구조재의 조합에 의해 구성되어 있다.

여기서는, 공작 기계를 구성하는 구성 요소 중, 테이블(13)과, 새들(33)과, 주축 헤드 본체(51)가, 탄소 섬유 강화 플라스틱(이하, CFRR이라 하는 경우도 있음)에 의해 구성된 서로 다른 형상의 복수종의 구조재의 조합에 의해 구성되어 있다. 다음에, 이들의 제조 방법 및 구조에 대해 설명한다.

[테이블(13)의 제조 방법에 대해]

테이블(13)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 사각 형상의 테이블(13)의 4변에 배치된 단면 C형의 CFRP제의 구조재(13A)와, 이 구조재(13A)로 둘러싸인 전후의 구조재(13A) 사이에 걸쳐진 단면 I형의 CFRP제의 보강 구조재(13B)와, 구조재(13A, 13B)의 상하면에 배치된 사각형의 CFRP제의 면재(13C)와, 하면에 접착된 CFRP제의 보강면재(13D)로 구성되어 있다.

[새들(33)의 제조 방법에 대해]

새들(33)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 상자 형상의 새들(33)의 네 코너에 배치된 단면 L형상의 CFRP제의 구조재(33A)와, 각 구조재(33A) 사이에 접착된 사각형의 CFRP제의 측면재(33B)와, 상면에 접착된 사각형의 CFRP제 상면재(33C)와, 저면에 접착된 CFRP제 하면재(33D)로 구성되어 있다.

[주축 헤드 본체(51)의 제조 방법에 대해]

주축 헤드 본체(51)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 서로 평행하게 배치된 CFRP제의 측면재(51A)와, 이 측면재(51A)의 배면에 접착된 CFRP제의 배면재(51B)와, 측면재(51A)의 상면 및 저면에 접착된 CFRP제의 상면재(51C) 및 하면재(51D)와, 측면재(51A)의 중간에 삽입된 CFRP제의 보강면재(51E)와, 측면재(51A) 및 배면재(51B)의 하단부에 접착된 CFRP제의 보강면재(51F)로 구성되어 있다. 즉, 정면 및 상면의 전방 절반이 개방된 세로로 긴 상자 형상으로 형성되어 있다. 하면재(51D)의 중심에는, 주축(52)을 삽입하기 위한 구멍(51G)이 형성되어 있다.

<실시 형태의 작용, 효과>

이러한 구성의 공작 기계에 있어서, 작업물(W)을 가공하기 위해서는, 작업물(W)을 테이블(13) 상에 세트한 후, 테이블(13)을 X축 방향으로, 새들(33)을 Y축 방향으로, 주축 헤드(43)를 Z축 방향으로 이동시키면서, 공구(54)에 의해 작업물(W)을 가공한다.

본 실시 형태에서는, 이들 가동측 부재, 즉, 테이블(13), 새들(33), 주축 헤드(43)를 구성하는 주축 헤드 본체(51)가, 탄소 섬유 강화 플라스틱에 의해 구성되어 있으므로, 이들 부재를 경량화할 수 있다. 그로 인해, 이들 부재의 이동 속도를 고속화할 수 있으므로, 생산성의 향상을 기대할 수 있다.

또한, 테이블(13), 새들(33), 주축 헤드(43)를 구성하는 주축 헤드 본체(51)는, 탄소 섬유 강화 플라스틱에 의해 구성된 서로 다른 형상의 복수종의 구조재를 조합하여 제조되어 있으므로, 저렴하게 제조할 수 있다.

특히, 주축 헤드 본체(51)는, 정면, 양 측면 및 배면 중 적어도 3개의 면(양 측면 및 배면)이 CFRP제의 측면재(51A), 배면재(51B)로 이루어지는 구조재로 둘러싸인 사각 튜브 형상이고, 상면 및 하면이 CFRP제의 상면재(51C) 및 하면재(51D)로 이루어지는 구조재로 폐색된 구조로 형성되어 있으므로, 변형이나 왜곡 등이 발생하는 일이 적은 구조로 할 수 있다. 따라서, 공작 기계의 고정밀도화를 유지할 수 있다.

또한, 사각 튜브 형상 내의 중간 위치에는, CFRP제의 보강면재(51E)가 개재되어 있으므로, 이 보강면재(51E)에 의해 주축 헤드 본체(51)의 강성을 높일 수 있어, 변형이나 왜곡 등의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 주축 헤드 본체(51)의 정면은 개방되어 있으므로, 주축(52)을 지지한 베어링 기구(56)나 회전 구동원(53)을 주축 헤드 본체(51) 내에 조립 장착할 때에, 작업하기 쉬운 이점이 있다.

또한, 주축 헤드(43)를 승강시키는 승강 기구가, 주축 헤드(43)에 주축 헤드(43)의 승강 방향을 따라 설치된 자석(42A)과, 새들(33)에 자석(42A)에 대향하여 배치된 코일(42B)을 포함하는 Z축 리니어 모터 기구(42)를 포함하여 구성되어 있으므로, 주축 헤드(43)를 원활하고 또한 고정밀도로 승강 동작시킬 수 있다.

또한, Z축 리니어 모터 기구(42)를 구성하는 코일(42B)의 주위는 차열 부재(42C)로 덮여 있으므로, 코일로부터의 발열에 의해, 주축 헤드 본체(51) 등이 열변형을 일으키는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 고정밀도를 유지할 수 있다.

<변형예>

또한, 본 발명은, 전술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함된다.

상기 실시 형태에서는, 구조재로서, 단면 C형, I형, L형의 형재와, 면재를 사용하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 6a∼도 6d에 도시하는 바와 같이, 단면 C형, I형, L형의 형재와, 면재 외에, 도 6e∼도 6i에 도시하는 바와 같이, 단면 H형, T형, 삼각형, 원형, 사각형 등의 구조재를 준비해 두고, 이들 중에서 필요한 구조재를 선택하여, 기계의 부품을 구성하도록 해도 된다.

또한, 미리, 이들 구조재를 제조하기 위해서는, 구조재의 단면 형상에 적합한 성형법으로 행한다. 예를 들어, 삼각형, 원형, 사각형 등의 구조재의 경우, 연속된 탄소 섬유에 수지를 스며들게 한 것을 심금(芯金)에 권취하여 튜브 형상으로 성형하는 것이 바람직하다.

상기 실시 형태에서는, 주축 헤드 본체(51)를, 면재[측면재(51A), 배면재(51B), 상면재(51C), 하면재(51D), 보강면재(51E, 51F)]에 의해서만 구성하였지만, 이것에 한정되지 않고, 도 7에 도시하는 바와 같은 구조로 형성해도 된다. 즉, 도 7에 도시하는 바와 같이, 측면재(51A), 배면재(51B) 외에, CFRP제의 구조재로 이루어지는 정면재(51H)를 조합하여 사각 튜브 형상으로 형성하고, 이들 네 코너에 단면 L 형상의 CFRP제의 구조재(51I)를 접합한 구조여도 된다.

이러한 구조이면, 주축 헤드 본체(51)의 정면이 정면재(51H)에 의해 폐색되어 있으므로, 즉, 주축 헤드 본체(51)가 폐쇄된 사각 튜브 형상으로 형성되어 있으므로, 보다 고강성으로 할 수 있는 이점이 있다.

상기 실시 형태에서는, 테이블(13)과 공구(54)를 상대 이동시키는 상대 이동 기구 중, 가동측 부재에 대해, 미리, 탄소 섬유 강화 플라스틱에 의해 구성된 서로 다른 형상의 복수종의 구조재의 조합에 의해 구성하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 문형 컬럼(20)의 수평 빔(20A)을 탄소 섬유 강화 플라스틱에 의해 구성된 서로 다른 형상의 복수종의 구조재를 조합하여 구성해도 되고, 혹은, 베이스(1)도 포함하여 공작 기계의 주요 구조재 전부를 탄소 섬유 강화 플라스틱에 의해 구성된 서로 다른 형상의 복수종의 구조재를 조합하여 구성해도 된다.

상기 실시 형태에서는, 공작 기계로서, 테이블(13)이 X축 방향으로, 주축 헤드(43)가 Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동 가능했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 요컨대, 주축 헤드(43)가 적어도 1차원(1축 방향) 이상으로 이동 가능한 구조이면 어떠한 구조여도 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 각 축 이동 기구를 리니어 모터 기구, 즉, X축 리니어 모터 기구(12), Y축 리니어 모터 기구(22), Z축 리니어 모터 기구(42)에 의해 구성하였지만, 반드시 리니어 모터 기구가 아니어도 된다. 볼 나사를 사용한 이송 기구여도 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 주축(52)의 회전 구동원(53)으로서 모터를 사용하였지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 에어 터빈 기구 등이어도 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 밸런스 실린더(44)에 의해 주축 헤드(43)의 중량과 밸런스를 맞추는 가압력을 발생시키도록 하였지만, 반드시, 주축 헤드(43)의 중량과 밸런스를 맞추는 가압력은 아니어도 되고, 주축 헤드(43)의 중량의 적어도 일부를 지지하는 가압력을 발생하는 구성이어도 된다.

Claims

작업물을 적재하는 작업물 적재면을 갖는 테이블과, 주축 헤드와, 상기 테이블에 대해 상기 주축 헤드를 이동시키는 상대 이동 기구를 구비하고, 상기 주축 헤드는, 주축 헤드 본체와, 이 주축 헤드 본체에 베어링 기구를 통해 회전 가능하게 지지되고 선단에 공구를 갖는 주축과, 이 주축을 회전 구동시키는 회전 구동원을 포함하여 구성된 공작 기계의 제조 방법에 있어서,
탄소 섬유 강화 플라스틱에 의해 구성된 서로 다른 형상의 복수종의 구조재를 미리 준비하고,
상기 서로 다른 형상의 구조재를 조합하여 상기 주축 헤드 본체를 구성하고,
상기 주축 헤드 본체는, 적어도, 양 측면 및 배면의 3개의 면이 면재로 이루어지는 구조재로 둘러싸인 사각 튜브 형상이고, 이 사각 튜브 형상의 하면이 하면재로 이루어지는 구조재로 폐색된 구조로 형성되고,
상기 양 측면을 구성하는 2개의 측면재가 서로 평행하게 배치되고, 이들 2개의 측면재와 상기 배면재가 서로 접촉됨과 함께 접합되고, 상기 2개의 측면재와 상기 배면재의 하면에 상기 하면재가 접합되고, 상기 하면재에 상기 베어링 기구를 통해 상기 주축이 회전 가능하게 지지되고, 또한, 상기 하면재에는 상기 주축을 삽입하기 위한 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공작 기계의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 사각 튜브 형상 내에 있어서, 상하 방향의 중간 위치에, 보강면재로 이루어지는 구조재가 상기 하면재와 평행하게 개재되어 있는 것을 특징으로 하는, 공작 기계의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 구조재로서, 상기 면재와 함께, 단면 C형, I형, L형, H형, T형, 사각형, 삼각형, 원형 중 적어도 1종류의 형재가 준비되어 있는 것을 특징으로 하는, 공작 기계의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 상대 이동 기구는, 상기 테이블을 작업물 적재면에 대해 평행한 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동 기구와, 상기 테이블을 넘어 설치된 문형 컬럼과, 이 문형 컬럼의 수평 빔에 상기 테이블의 작업물 적재면에 대해 평행하고 상기 X축 방향에 대해 직교하는 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되고 상기 주축 헤드를 지지한 새들과, 이 새들을 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동 기구와, 상기 새들에 대해 상기 주축 헤드를 상기 X, Y축 방향에 대해 직교하는 Z축 방향으로 승강시키는 Z축 이동 기구를 구비하고,
상기 테이블 및 새들을, 상기 서로 다른 형상의 구조재를 조합하여 구성한 것을 특징으로 하는, 공작 기계의 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 공작 기계의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
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