KR101485348B1

KR101485348B1 - 공작 기계

Info

Publication number: KR101485348B1
Application number: KR1020117000912A
Authority: KR
Inventors: 발터 그로스만
Original assignee: 인덱스-베르케 게엠베하 운트 코 카게 한 운트 테스키
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2015-01-23
Also published as: CN102099150A; EP2318176A2; WO2010006648A2; KR20110041466A; DE112008003927A5; WO2010006648A3; CN102099150B; EP2318176B1

Abstract

본 발명은 작업편과 적어도 하나의 공구 사이의 상대적인 이동에 의해 작업편을 기계 가공하기 위한 공작 기계에 관한 것이다. 상기 공작 기계는, 기계 프레임 상에 배열되고 제 1 수용 장치를 구비하는 캐리어와, 상기 공작 기계 상에 배열되고 제 2 수용 장치를 구비하는 콤파운드 레스트 시스템을 포함하고, 상기 수용 장치는 상기 콤파운드 레스트 시스템에 의해 서로 이동 가능하다. 상기 콤파운드 슬라이드 시스템은 기계 프레임 상에 지지된 제 1 운반 요소를 포함하고, 적어도 하나의 안내 요소는 슬라이딩 안내 표면을 포함한다. 콤파운드 레스트 시스템은 슬라이딩 지지 표면에 의해 슬라이딩 안내 표면에서 지지 방식으로 안내되는 제 2 캐리지 요소를 포함하고, 제 2 수용 요소를 운반한다. 상기 공작 기계는 또한 상기 제 1 캐리지 요소에 대해 제 2 캐리지 요소를 이동 및 고정하기 위한 구동 장치를 포함한다. 본 발명의 목적은, 안내의 품질 면에서 상기 공작 기계를 개선하는 것이다. 이를 위해, 제 2 캐리지 요소는 베이스 본체와 이로부터 뻗어있는 지지 날개부를 포함하고, 상기 날개부는 슬라이딩 지지 표면을 운반하는 슬라이딩 블록을 위한 형태 맞춤 수용 요소를 포함한다. 또한, 상기 베이스 본체와 지지 날개부는 미리 응력을 받는 방식으로 상기 안내 표면에 대해 모든 슬라이딩 지지 표면을 유지한다.

Description

공작 기계{MACHINE-TOOL}

본 발명은, 작업편과 적어도 하나의 공구 사이의 상대적인 이동에 의해 작업편을 기계 가공하기 위한 공작 기계에 관한 것으로, 이는 기계 프레임과; 기계 프레임 상에 배열되고 작업편 또는 공구를 위한 제 1 수용 장치를 구비하는 캐리어와; 기계 프레임 상에 배열되고 작업편 또는 공구를 위한 제 2 수용 장치를 갖는 콤파운드 슬라이드 시스템으로서, 제 2 수용 장치는 콤파운드 슬라이드 이동 표면의 이동 영역에서 서로 횡단 방향으로 연장하는 두 개의 콤파운드 슬라이드 이동 축의 방향으로 제 1 수용 장치에 대해 콤파운드 시스템에 의해 이동될 수 있고, 콤파운드 슬라이드 시스템은 제 1 및 제 2 슬라이드 요소를 포함하고, 제 1 및 제 2 슬라이드 요소는 양 콤파운드 슬라이드 이동 축의 방향으로 이동될 수 있는 단일 2차원 가이드에 의해 이동될 수 있도록 서로 안내되며, 제 1 슬라이드 요소는 기계 프레임 상에 지지되고 콤파운드 슬라이드 이동 표면에 횡단하는 방향으로 대향 위치한 면 상에 배열된 슬라이딩 안내 표면을 갖는 적어도 하나의 안내 요소를 구비하고, 제 2 슬라이드 요소는 슬라이딩 지지 표면에 의해 슬라이딩 안내 표면에 지지된 방식으로 안내되며 제 2 수용 장치를 지탱하는, 콤파운드 슬라이드 시스템과; 구동 장치를 포함하며, 구동 장치에 의해 제 2 슬라이드 요소는 슬라이드 요소의 서로에 대한 규정된 정렬 상태로 두 개의 콤파운드 슬라이드 이동 방향으로 제 1 슬라이드 요소에 대해 이동 및 고정될 수 있다.

이러한 유형의 공작 기계는 예로서, DE 100 19 788 A1호 또는 DE 10 2005 041 496 A1호로부터 현 기술 상태에서 알려져 있다.

이 공작 기계의 문제점은, 제 2 슬라이드 요소에 대해서 슬라이딩 지지 표면을 지지하는 요소를 위치설정하는 것이 복잡하고, 서로에 대한 슬라이드 요소의 정확한 안내를 영구적으로 보증하지 못한다는 점이다.

따라서, 본 발명의 목적은, 슬라이딩 지지 표면에 의해 제 1 슬라이드 요소에 대한 제 2 슬라이드 요소의 안내를 개선하는 것이다.

이러한 목적은, 본 발명에 따라서 제 2 슬라이드 요소가 베이스 부재와 지지 날개부를 구비하고, 지지 날개부는 슬라이딩 지지 표면을 지탱하는 슬라이딩 블록을 위한 형상 쇄정 수용 장치를 구비하며, 베이스 부재와 지지 날개부는 모든 슬라이딩 지지 표면을 슬라이딩 안내 표면에 관해 예비인장된 상태로 유지하는, 서두에 설명된 유형의 공작 기계에서 달성된다.

본 발명에 따른 해법의 장점은 한편으로는 슬라이딩 블록의 형상 쇄정 수용에 의해 지지 날개부에 대한 슬라이딩 블록의 견고하고 장기적으로 안정적인 고정이 보증되고, 다른 한편으로는, 베이스 부재와 지지 날개부에 의해 생성되는 슬라이딩 안내 표면에 관한 슬라이딩 지지 표면의 예비인장에 의해 제 1 슬라이드 요소에서의 제 2 슬라이드 요소의 영구적이고 신뢰성이 있으며, 특히 정확한 안내가 보증된다는 것이다.

슬라이딩 블록을 위한 형상 쇄정 수용 장치의 디자인에 관하여, 현재까지 어떠한 특정한 세부사항도 제공되어 있지 않다. 한가지 유리한 해법은 예로서, 슬라이딩 블록이 지지 날개부 내의 수용 장치에 의해 슬라이딩 안내 표면의 방향으로 슬라이딩 지지 표면으로부터 멀어지는 그 지지 면에 소정 힘으로 작용되게 하는 것이다.

슬라이딩 블록을 위한 수용 장치에서 각 슬라이딩 블록이 지지표면 상의 지지 면과 접하고, 접촉 표면 상의 접촉 면과 접하는 것이 특히 바람직하다.

이에 관하여, 지지 표면은 본 발명의 해법에서 지지 면의 연장부의 적어도 절반, 더 양호하게는 지지 면의 연장부의 적어도 60%에 걸쳐 연장하도록 설계되는 것이 바람직하다.

예비인장의 생성에 관하여, 현재까지 어떠한 세부사항도 제공되어 있지 않다.

예로서, 서로 탄성적으로 이동 가능하도록 베이스 부재 위에 지지 날개부를 제공하는 것을 고려할 수 있다. 예로서, 이는 베이스 부재에서의 지지 날개부의 제한적 탄성 장착에 의해 이루어질 수 있다.

그러나, 본 발명에 따른 해법에서, 예비인장은 지지 날개부의 영역에서 변형에 의해 생성될 수 있는 것이 특히 유리하다. 이는 특히, 결과적으로 베이스 부재 상의 지지 날개부의 매우 안정적인 배열이 가능하며, 이는 다른 한편으로 안내의 정확도를 향상시키는 장점을 갖는다.

이에 관하여, 지지 날개부의 영역에 또한 탄성 요소가 제공될 수 있다.

그러나, 예비인장이 지지 날개부의 재료 탄성에 의해 일어나는 경우, 즉, 지지 날개부의 재료가 예비인장을 생성하는 목적을 위해 충분한 탄성을 갖는 것이 더욱 양호하다.

구조적 해법에 관하여, 지지 날개부와 베이스 부재가 단일 부품을 형성하고, 그래서, 결과적으로, 예비인장을 생성하기 위한 필수 탄성과 쌍을 이루어, 최대 안내 안정성이 달성될 수 있는 것이 특히 바람직하다.

예비인장의 생성에 관하여, 어떠한 세부사항도 현재까지 주어져 있지 않다.

예로서, 예비인장을 생성하기 위해, 예비인장이 조절 장치에 의해 생성될 수 있도록 조절 장치에 의해 조절가능하게 지지 날개부에 대해 슬라이딩 블록을 배열하는 것을 고려할 수 있다.

그러나, 이러한 조절 장치의 결과로서의 부정확성, 특히, 설정 이후의 예비인장의 임의의 추후 재조절을 피하기 위해, 콤파운드 슬라이드 이동 표면에 횡방향으로 규정된 초과크기를 갖도록 슬라이딩 블록을 제조하는 것이 바람직하다.

이는 슬라이딩 블록이 지지 날개부 내의 수용 장치 내에 삽입되고 슬라이딩 블록 사이에 안내 요소가 배열될 때 예비인장이 자동으로 존재하게 되도록 치수설정되는 것을 의미한다.

이러한 경우, 사이에 안내 요소가 배치되어 있는 지지 날개부와 슬라이딩 블록의 조립체는 지지 날개부가 클램핑 장치에 의해 벌려지고, 그후 그 초과크기를 갖는 슬라이딩 블록 및 그 사이에 위치된 안내 요소가 삽입되고, 그후, 클램핑 장치가 다시 제거되어 지지 날개부 내의 재료 변형에 의해 규정된 예비인장이 생성되며, 이는 그후 슬라이딩 블록 위에 일정하게 작용하게 되는 방식으로 이루어진다.

이에 관하여, 모든 슬라이딩 블록은 초과크기를 갖도록 제조되는 것이 바람직하다.

그러나, 특히 적어도 하나의 안내 요소의 한 면 위에 접하는 슬라이딩 블록을 대응 지지 날개부 내에 제공된 수용 장치 내에 삽입하고, 적어도 하나의 안내 요소를 그 위에 배치하고, 그후, 슬라이딩 블록에 의해 작동되지 않는 슬라이딩 안내 표면과 여전히 자유로운 슬라이딩 블록을 위한 수용 장치 사이의 치수를 결정하고, 그후, 이 자유 수용 장치 내로 삽입되는 슬라이딩 블록을 초과 크기를 갖도록 제조하고 지지 날개부를 벌린 이후 이들을 삽입하며, 이러한 초과크기에 의해 원하는 예비인장력이 결정되는 것을 고려할 수 있다.

슬라이딩 안내 표면의 배열에 관하여, 현재까지 어떠한 세부사항도 제공되어 있지 않다. 원론적으로, 슬라이딩 안내 표면을 베이스 부재의 일 면 상으로 연장하는 것이 가능하다.

그러나, 개선된 안내 안정성에 관하여, 슬라이딩 안내 표면은 베이스 부재의 두 면 상으로 연장하는 것이 유리하다. 이에 관하여, 슬라이딩 안내 표면은 예로서, V 형상으로 연장하며, 베이스 부재는 V 섹션 내에 배열된다.

그러나, 슬라이딩 안내 표면이 베이스 부재의 대향 위치된 면에서 연장하여 베이스 부재가 또한 대향 위치된 면에서 안내 및 지지되는 것이 특히 유리하다.

이에 관하여, 베이스 부재는 두 개의 콤파운드 슬라이드 이동 방향의 방향으로 슬라이딩 안내 표면 사이에 위치된 이동 공간 내에서 이동할 수 있으며, 이동 공간의 면으로, 본 경우에는, 예로서, 슬라이딩 안내 표면에 지지된 이동 공간의 양 면에서 안내될 수 있다.

제 1 슬라이드 요소 및 제 2 슬라이드 요소를 간단한 방식으로 서로 장착할 수 있게 하기 위해, 콤파운드 슬라이드 시스템을 장착하기 위해 슬라이딩 안내 표면 사이의 이동 공간 내로 지지 날개부와 함께 제 2 슬라이드 요소의 베이스 부재가 이동될 수 있도록 슬라이딩 안내 표면 사이의 이동 공간을 적어도 한 면에서 자유롭게 억세스될 수 있게 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 제 1 슬라이드 요소의 한 가지 유리한 디자인은 제 1 슬라이드 요소를 대략 U 형상 디자인으로 형성하고 두 개의 측방향 아암을 갖는 슬라이딩 안내 표면을 형성하는 것이다.

그러나, 콤파운드 슬라이드 시스템의 조립은 제 1 슬라이드 요소가 제 2 슬라이드 요소에 대해 별개로 장착될 수 있는 두 개의 안내 요소를 포함하는 경우 매우 더 간단해질 수 있다.

예로서, 두 개의 안내 요소는 서로 독립적으로 기계 프레임 상에 배열되며, 서로에 대한 그 규정된 정렬 상태로 기계 프레임에 의해서만 보유된다.

콤파운드 슬라이드 시스템의 조립을 단순화하기 위해, 두 개의 안내 요소 중 적어도 하나는 기계 프레임 상에 해제 가능하게 장착되는 것이 바람직하다.

양 안내 요소가 기계 프레임 상에 해제 가능하게 장착되는 것이 더 더욱 유리하다.

기계 프레임 상의 적어도 하나의 안내 요소의 정확한 장착을 보증하기 위해, 기계 프레임이 안내 요소를 위해 수용 장치를 구비하는 것이 바람직하며, 수용 장치 내에 안내 요소가 형상 쇄정 방식으로 적소에 바람직하게 고정될 수 있다.

사용되는 슬라이딩 블록의 수에 관하여, 어떠한 추가 세부사항도 현재까지 제공되어 있지 않다.

한 가지 유리한 해법은 예로서, 적어도 세 개의 슬라이딩 블록에 의해 각각의 슬라이딩 안내 면에서 제 2 슬라이드 요소가 안내되게 하는 것이다.

추가적으로, 제 2 슬라이드 요소 위에 쌍으로 슬라이딩 블록을 배열하는 것이 바람직하며, 한 쌍 중의 각각의 슬라이딩 블록이, 서로 대향 배치되어 있는 각각의 슬라이딩 안내 표면 중 하나의 표면에서 그 슬라이딩 지지 표면에 의해 배치되도록 하는 것이 바람직하다.

슬라이딩 블록 자체의 디자인에 관하여, 어떠한 세부사항도 현재까지 설명된 실시예에 관하여 제공되어 있지 않다.

한 가지 유리한 해법은 예로서, 슬라이딩 블록이 그 슬라이딩 지지 표면 안에 깊숙이 윤활유가 인도되게 하는 분배 채널을 구비하는 것이다.

이에 관하여, 슬라이딩 블록은 분배 채널 내에 윤활제를 보급하는 공작 기계를 위한 중앙 윤활제 공급부에 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 각 슬라이딩 블록에 윤활제를 위한 압력 저장 유닛이 연계되게 하는 것이 바람직하다.

이 유형의 압력 저장 유닛은 가능한 균일하고 연속적으로 윤활제를 분배 채널에 공급하기 위해 중앙 윤활제 공급부 내의 압력의 변동을 보상하는 가능성을 생성한다.

이에 관하여, 슬라이딩 블록은 슬라이딩 블록 내의 분배 채널이 공급 채널에 의해 공급 채널 및 압력 저장 유닛에 연결되도록 구성되는 것이 바람직하다.

추가적으로, 한가지 특정 유리한 해법은 제 2 슬라이드 요소의 슬라이딩 블록이 동일한 디자인으로 이루어지게 하는 것이다.

마지막으로, 슬라이딩 블록의 슬라이딩 지지 표면의 슬라이딩 기능을 향상시키기 위해 슬라이딩 지지 표면은 그 슬라이딩 특성을 개선하는 비정질 탄소 층을 구비한다.

본 발명은, 제 2 슬라이드 요소에 대해서 슬라이딩 지지 표면을 지지하는 요소를 위치설정하는 것이 복잡하고, 서로에 대한 슬라이드 요소의 정확한 안내를 영구적으로 보증하지 못하는 종래 공작 기계의 단점을 해소하기 위해, 슬라이딩 지지 표면에 의해 제 1 슬라이드 요소에 대한 제 2 슬라이드 요소의 안내를 개선하는 효과를 갖는다.

본 발명의 추가 특징 및 장점은 일 실시예를 예시하는 도면 및 하기의 설명의 주제이다.
도 1은, 본 발명에 따른 공작 기계의 정면 사시도를 도시하는 도면.
도 2는, 공구 터릿을 갖는 콤파운드 슬라이드 시스템의 사시도를 도시하는 도면.
도 3은, 도 2의 화살표 A의 방향에서 콤파운드 슬라이드 시스템의 모습을 도시하는 도면.
도 4는, 도 2의 화살표 B의 방향에서 콤파운드 슬라이드 시스템의 모습을 도시하는 도면.
도 5는, 후방으로부터 콤파운드 슬라이드 시스템의 사시도를 도시하는 도면.
도 6은, 슬라이딩 블록의 사시도를 도시하는 도면.
도 7은, 슬라이딩 블록의 정면도를 도시하는 도면.
도 8은, 도 7의 슬라이딩 블록을 통한 선 8-8을 따른 단면을 도시하는 도면.
도 9는, 도 7의 슬라이딩 블록을 통한 선 9-9를 따른 단면을 도시하는 도면.

도 1에 예시되어 있는 본 발명에 따른 공작 기계의 일 실시예는 발부(12)에 의해 베이스 표면(14)에 있는 기계 프레임(10)과, 전체가 20으로서 표시되어 있는 기계 베드 부재를 포함하고, 기계 베드 부재 위에는, 예로서, 전체가 22로 표시되어 있는 스핀 캐리어가 배열되며, 스핀 캐리어 내에는 스핀 축(26)을 중심으로 회전하게 장착되도록 작업편 스핀(24)이 수용되어 있으며, 작업편 스핀(24)은 작업편을 기계 가공하기 위한 목적으로 작업편(30)을 수용하도록 기능하는 작업편 수용 장치(28)를 구비한다.

기계 베드 부재(20)는 추가로, 두 개의 콤파운드 슬라이드 수용 장치(각각, 40, 42)를 포함하며, 그 내부에는 각각 콤파운드 슬라이드 시스템(44, 46)이 배열되며, 이들은 바람직하게는 동일한 디자인으로 이루어지고, 그래서, 하기의 설명은 콤파운드 슬라이드 수용 장치(40) 내의 콤파운드 슬라이드 시스템(44)의 상세한 설명에 한정된다.

콤파운드 슬라이드 시스템(44, 46) 각각은 공구 터릿(50)을 지탱하며, 공구 터릿은 터릿 하우징(52)을 구비하고, 터릿 하우징에는 터릿 축(56), 예로서, 터릿 스위칭 축을 중심으로 회전하도록 터릿 헤드(54)가 장착된다. 터릿 헤드(54)는 복수의 공구 수용 장치(58)를 지탱하고, 복수의 공구 수용 장치 내에는 작업편(30)의 기계 가공을 위한 공구(60)가 삽입되며 터릿 축(56)을 중심으로 한 터릿 헤드(54)의 회전의 결과로서 교번적으로 작업편(30)에 사용될 수 있다.

콤파운드 슬라이드 시스템(44)의 결과로서, 공구 터릿(50)은 한편으로는 X 축의 방향으로 스핀 축(26)을 횡단하여 이동될 수 있고, 다른 한편으로는 Z 축의 방향으로 스핀 축(26)에 평행하게 이동할 수 있으며, 여기서, X 축 및 Z 축은 콤파운드 슬라이드의 이동 평면을 형성하고, 이에 평행하게 전체 공구 터릿(50)이 2차원적으로 이동될 수 있으며, 공구 터릿(50)의 이동은 X 축 방향 및 Z 축 방향으로의 최대 경로에 의해 한정되어 있다.

본 발명에 따른 콤파운드 슬라이드 시스템(44) 각각은 도 2, 도 3 및 도 4에 예시된 바와 같이 예시된 실시예에서 바람직하게는 서로 대략 평행하게 연장하면서 가공 표면에 대면하는 슬라이딩 안내 표면(76)과 가공 표면으로부터 이격되어 있는 슬라이딩 안내 표면(78)을 구비하는 두 개의 판형 안내 요소(72, 74)를 포함하는 제 1 슬라이드 요소(70)를 포함하고, 각 표면은 콤파운드 슬라이드의 이동 표면에 평행하게 연장하며, 가공 표면에 대면하는 슬라이딩 안내 표면(76)과 가공 표면으로부터 이격된 슬라이딩 안내 표면(78)은 각각 그들의 부분에 대해 평면(각각, 80 및 82) 내에 배치되어 있으며, 특히, 안내 요소(72, 74)는 바람직하게는 동일한 디자인으로 이루어지고, 또한, 이러한 정렬 상태에서 기계 베드 부재(20)에 의해 보유된다.

이를 위해, 도 1에 예시된 바와 같은 기계 베드 부재(20)는 콤파운드 슬라이드 수용 장치(40, 42)의 영역에서 각각의 안내 요소(72, 74)를 위한 리세스(84, 86)를 구비하고, 상기 리세스 내부에 안내 요소(72, 74)가 삽입될 수 있으며, 상기 리세스(84, 86)는 상기 리세스 에지에 플랜지 표면(88)을 가지고, 상기 플랜지 표면상에서 상기 안내 요소들(72, 74)은 서로 대면하지 않는 영역으로 배치되고, 상기 플랜지 표면으로, 상기 안내 요소들(72, 74)은, 상기 기계 베드 부재(20)의 구성으로서 가령 2개의 안내 요소들(72, 74)이 서로에 대해 각각의 정렬상태로 배열되도록, 특히, 안내 요소들(72, 74)의 슬라이딩 안내 표면들(76, 78)이 공통으로 각각의 평면(80, 82)에 배치되도록 나사결합된다.

제 2 슬라이드 요소(90)는 안내 요소(72, 74)에 의해 형성된 제 1 슬라이드 요소(70) 위에서 안내되고, 특히 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 공구 터릿(50)을 직접적으로 또는 간접적으로 지탱하는 베이스 부재(92)를 갖는다.

베이스 부재(92)는 또한 안내 요소(72)의 슬라이딩 안내 표면(76, 78) 위에 결합하고 그 사이에 안내 요소(72)를 수용하는 지지 날개부(94, 96)와, 슬라이딩 안내 표면(76, 78) 위에 결합하며 그 사이에 안내 요소(74)를 수용하는 지지 날개부(98, 100)를 구비하며, 지지 날개부(94, 96 및 98, 100) 각각은 단일 부재로 베이스 부재(92) 위에 일체로 형성되며, 베이스 부재(92)로부터 멀어지는 그 외부 영역에 슬라이딩 블록(110, 112)을 구비하고, 이 슬라이딩 블록은 안내 요소(72, 74)의 길이 방향(102)으로 서로 거리를 두고 배열되며, 슬라이딩 지지 표면(114, 116)에 의해 각각 슬라이딩 안내 표면(76, 78)에 안치되고, 이 슬라이딩 안내 표면(76, 78) 각각에서 X 축과 Z 축 방향으로 슬라이딩 이동될 수 있다.

지지 날개부(94, 96, 98, 100)는 슬라이딩 블록(110, 112)을 수용하기 위한 슬라이딩 블록 수용 장치(120)를 구비하고, 이들은 형상 쇄정 방식으로, 즉, 슬라이딩 블록(110, 112)이 지지 면(124, 126)과 접할 수 있도록 슬라이딩 블록(110, 112)을 수용하며, 지지 면(124, 126)은 각각의 지지 날개부(94, 96, 98, 100)의 슬라이딩 블록 수용 장치(120)의 지지 표면(130)에서 슬라이딩 지지 표면(114, 116)에 대향하여 배치되어 있고, 이 지지 표면(130)은 지지 면(124, 126)을 위해 제공되며, 지지 표면(130)은 각각의 날개부(94, 96, 98, 100) 내의 치수적으로 정밀한 기계 가공된 표면이며, 특히, 각각 그에 대향하여 위치된 대향하여 위치한 지지 날개부의 지지 표면(130)에 평행하게 연장한다.

결과적으로, 슬라이딩 블록(110, 112)은 한편으로는 안정하고, 다른 한편으로는 지지력 방향(132, 134)으로 최대 강성을 갖도록 지지 표면(130)에 의해 각각의 지지 날개부(94, 96, 98, 100) 내에 배열되고, 지지 날개부(94, 96, 98, 100)에 의해 작용하는 지지력은 슬라이딩 블록(110, 112) 위에 작용하며, 슬라이딩 블록(110, 112)은 다시 안내 요소(72, 74) 위에 작용한다.

또한, 두 개의 각각의 슬라이딩 블록(110, 112)을 위해 제공된 슬라이딩 가이드의 형상 쇄정 수용 장치(120)는 접촉 표면(136)을 구비하고, 상기 접촉 표면(136)에서, 슬라이딩 블록들(110, 112)이 상기 지지력 방향(132, 134)으로 횡방향으로 연장하는 방향의 위치로 고정적으로 상기 슬라이딩 블록들(110, 112)을 고정하기 위하여 상기 지지 부(124, 126)에 횡방향으로 연장하는 접촉부(138)와 인접할 수 있다.

이에 관하여, 슬라이딩 블록(110, 112)은 접촉 표면(136)과 접촉 면(138)을 통과하는 스크류(140, 142)에 의해 지지 날개부(94, 96, 98, 100)에 고정되는 것이 바람직하다.

도 6 내지 도 9에서 슬라이딩 블록(130)의 예에 의해 예시적으로 예시된 바와 같이, 각 슬라이딩 블록(110)은 접촉 면(138)을 통과하는 스크류(140, 142)를 위한 두 개의 보어(144, 146)를 구비한다.

또한, 도 6 내지 도 9에 예시된 바와 같이, 각각의 슬라이딩 블록(110)의 슬라이딩 지지 표면(114)은 윤활유를 위한 분배 채널(150)을 구비하고, 이는 슬라이딩 지지 표면(114)을 향해 개방되어 있고 세장형 중앙 섹션(152)과 단부에서 중앙 섹션(152)에 관해 각진 섹션(154, 156)을 구비하는 상태로 슬라이딩 블록(110) 내에서 연장한다.

분배 채널(150)은 이 분배 채널에 선행하는 분배 블록(110) 내로 연장하면서 분기부(162)까지 연장하는 공급 채널(160)에 의해 보급되며, 분기부(162)에서, 한편으로는 접촉 면(138)을 통과하여 각각의 지지 날개부(94, 96, 98, 100)를 통해 안내되는 공급 채널(164)이 개방되고, 다른 한편으로는 전체가 170으로 표시되어 있는 압력 저장 유닛으로 이어지는 분기 채널(166)이 슬라이딩 블록(110) 내에 배열되며 멤브레인(172)을 포함하고, 이 멤브레인은 멤브레인 팽창 챔버(174) 내로 이동될 수 있고, 이 멤브레인 팽창 챔버는 그 일부가 슬라이딩 블록(110) 내의 리세스(176) 내로 나사결합될 수 있는 삽입체(178)에 의해 형성되며, 멤브레인 팽창 챔버(174)는 통로(180)를 통해 상압이 작용된다.

이제, 상압보다 큰 압력으로 공급 채널(164)을 통해 윤활제가 공급되는 경우, 멤브레인(172)은 멤브레인 팽창 챔버(174) 내로 팽창하고, 멤브레인(172)은 최종적으로 멤브레인의 팽창 챔버의 벽에 접하여 멤브레인(172)의 팽창이 제한된다.

공급 채널(164)을 통해 공급되는 윤활제의 연속적 윤활 펄스 사이의 압력의 짧은 강하는 멤브레인(172)이 멤브레인 팽창 챔버(174)의 외부로 이동하고 분기 채널(166)을 통한 멤브레인 팽창의 결과로서 멤브레인 팽창 챔버(174) 내에 저장된 윤활제를 공급 채널(160)로 공급하여, 공급 채널(164) 내로의 윤활제의 공급의 짧은 중단의 경우에도 분배 채널(150)로의 윤활제의 공급이 실질적으로 유지될 수 있게 한다.

각각의 슬라이딩 지지 표면(114)의 슬라이딩 특성을 향상시키기 위해, 가이드라인 VDI 2418에 따른 비정질 탄소 층(190)이 또한 구비되며, 이는 그 특성에 관하여 다이아몬드와 유사하며 슬라이딩 안내 표면(76, 78) 상의 그 슬라이딩 지지 표면(114, 116)에 의해 슬라이딩 블록(110, 112)의 실질적 마모가 없는 슬라이딩를 가능하게 한다.

이런 비정질 탄소 층의 일 예는 층 BALINIT? C이며, 이는 낮은 마찰값 및 양호한 슬라이딩 특성의 결과로서 특히 점착성 마모 및 파열에 대해 보호하며, 또한, 윤활 결손 또는 건식 구동의 경우에 매우 내성적이다.

임의의 표면 피로 및 산화성 마모는 특히 이런 비정질 탄소 층에 의해 크게 억제된다.

제 1 슬라이드 요소(70) 및 제 2 슬라이드 요소(90)가 유격없는 방식으로 서로 이동할 수 있게 하기 위해, 슬라이딩 블록(110, 112)은 안내 요소(72, 74)의 슬라이딩 안내 표면(76, 78)에서 예비인장력을 갖는 상태로 작용한다.

지지력 방향(132, 134)의 방향으로 작용하는 예비인장력은 안내 요소(72, 74)의 한 면에 각각 배열된 슬라이딩 블록(110, 112) 예컨대, 지지 날개부(94, 98)의 슬라이딩 블록(110, 112)이 초과크기 예컨대, 2㎛ 내지 10㎛ 범위의 슬라이딩 지지 표면(114, 116)과 지지 면(124, 126) 사이의 거리에 관하여 초과크기를 갖도록 형성되고, 각각의 쌍으로 구성된 지지 날개부(94, 96 및 98, 100)에서 서로 대향하여 위치한 지지 날개부가 넓혀진 동안 클램핑 장치에 의해 삽입되어, 한번 클램핑 장치가 해제되면, 상기 지지 날개부(94 및 98)로 삽입되는 슬라이딩 블록들(110, 112)의 초과크기로 인하여 지지 날개부(94, 96 및 98, 100)는 재료 탄성의 범위에 있는 미소한 영구적 변형을 가지게 되고, 지지 날개부(94, 96 및 98, 100)의 재료 탄성은 결국 예비인장력을 야기하고, 상기 예비인장력을 이용하여 대체로 서로 대향하여 배치되는 지지 날개부(94, 96 및 98, 100)의 슬라이딩 블록들(110, 112)은 상기 슬라이딩 안내 표면(76, 78)에서의 예비인장력으로 작동하고, 이에 따라 제 1 슬라이드 요소(70)에서의 제 2 슬라이드 요소(90)의 유격 없는 안내를 초래한다.

이미 설명한 바와 같이, 예시된 실시예의 공구 터릿(50)은 직접적으로 제 2 슬라이드 요소(90) 위에 배치될 수 있거나, 예시된 바와 같이, 공구 터릿(50)은 Y 축 방향으로 슬라이드 요소(90)에 대해 이동될 수 있으며, 이를 위해, 슬리브 가이드(200)가 제공되고, 이에 의해, 공구 터릿(50)은 Y 축 방향으로의 이동을 위해 제 2 슬라이드 요소(90)에 대해 안내된다.

공구 터릿(50)을 Y 축 방향으로 변위시키기 위해, 슬리브 가이드(200)와 연계된 나사형 스핀(204)을 구동하는 구동 모터(202)가 제공되고, 이에 의해, 스핀 너트(206)가 Y 축 방향으로 변위될 수 있으며, 스핀 너트(206)는 슬리브 가이드(200)의 변위 가능한 슬리브(208)에 연결된다.

또한, 도 5에 예시된 바와 같이, 구동 장치(210)가 제공되며, 이는 소위 바아 동역학 장치로서 설계되고, 특히, 제 2 슬라이드 요소(90)를 위한 평행한 안내부를 형성하고, 여기서, 예로서, 길이가 불변인 네 개의 구동 스트러트(212, 214, 216, 218)가 제공되며, 이는 한편으로는 제 2 슬라이드 요소(90) 위에 배열된 두 개의 조인트 유닛(220, 222)과 결합하고, 다른 한편으로는 길이방향 가이드에서 Z 축에 평행하게 연장하는 두 개의 안내 슬라이드(224, 226)에 결합되며 서로 변위될 수 있다.

이에 관하여, 구동 스트러트(212, 216)는 예로서, 관절식 방식으로 안내 슬라이드(224)에 연결되고, 구동 스트러트(214, 218)는 관절식 방식으로 안내 슬라이드(226)에 연결되며, 그래서, X 방향으로의 제 2 슬라이드 요소(90)의 이동은 안내 슬라이드(224, 226)의 상대적 변위에 의해 이루어지고, 제 2 슬라이드 요소(90)의 Z 방향으로의 이동은 Z 축 방향으로의 두 개의 안내 슬라이드(224, 226)의 변위에 의해 가능하다.

이런 구동 장치(210)는 예로서, 이와 연계하여 전체적으로 참조되는 독일 특허 출원 10 2005 041 496 A1호에 상세히 설명되어 있다.

Claims

작업편(workpiece)(30)과 적어도 하나의 공구(tool)(60) 사이의 상대적인 이동에 의해 작업편(30)을 기계 가공하기 위한 공작 기계로서,
기계 프레임(machine frame)(10)과,
상기 기계 프레임(10) 상에 배열되면서 상기 작업편(30) 또는 상기 공구(60)를 위한 제 1 수용 장치(28)를 구비하는 캐리어(22)와,
상기 기계 프레임(10) 상에 배열되면서 상기 작업편(30) 또는 상기 공구(60)를 위한 제 2 수용 장치(58)를 구비하는 콤파운드 슬라이드 시스템(compound slide system)(44, 46)으로서, 상기 수용 장치는 콤파운드 슬라이드 이동 표면의 이동 영역에서 서로 횡방향으로 연장하는 두 개의 콤파운드 슬라이드 이동 축(X, Z)의 방향으로 제 1 수용 장치(28)에 대해 상기 콤파운드 슬라이드 시스템(44, 46)에 의해 이동 가능하고, 상기 콤파운드 슬라이드 시스템(44, 46)은 양 콤파운드 슬라이드 이동 축(X, Z)의 방향으로 이동 가능한 단일 이차원 가이드에 의해 이동 가능하도록 서로 안내되는 제 1 및 제 2 슬라이드 요소(70, 90)를 포함하며, 제 1 슬라이드 요소(70)는 상기 기계 프레임(10) 상에 지지되고 콤파운드 슬라이드 이동 표면에 횡단하는 방향으로 대향하여 위치한 면에 배열된 슬라이딩 안내 표면(76, 78)을 구비한 적어도 하나의 안내 요소(72, 74)를 가지고, 제 2 슬라이드 요소(90)는 슬라이딩 지지 표면(114, 116)에 의해 슬라이딩 안내 표면(76, 78)에 지지되는 방식으로 안내되고 제 2 수용 장치(58)를 지탱하는, 상기 콤파운드 슬라이드 시스템(44, 46)과,
구동 장치(210)를
포함하고,
상기 제 2 슬라이드 요소(90)는 서로에 대한 상기 슬라이드 요소(70, 90)의 규정된 정렬 상태로, 두 개의 콤파운드 슬라이드 이동 방향(X, Z)으로 상기 제 1 슬라이드 요소(70)에 대하여 상기 구동 장치에 의해 이동 가능하고 고정될 수 있는, 공작 기계에 있어서,
상기 제 2 슬라이드 요소(90)는 베이스 부재(92)와, 상기 베이스 부재로부터 연장하면서 상기 슬라이딩 지지 표면(114, 116)을 지탱하는 슬라이딩 블록(110, 112)을 위한 형상 쇄정 수용 장치(form locking receiving device)(120)를 구비하는 지지 날개부(support wing)(94, 96)를 구비하고,
상기 베이스 부재(92)와 상기 지지 날개부(94, 96)는 상기 모든 슬라이딩 지지 표면(114, 116)을 상기 슬라이딩 안내 표면(76, 78)에 관하여 예비인장된 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 1항에 있어서, 상기 슬라이딩 블록(110, 112)은 상기 지지 날개부(94, 96) 내의 상기 수용 장치(120)에 의해 상기 슬라이딩 안내 표면(76, 78)의 방향으로 상기 슬라이딩 지지 표면(114, 116)으로부터 멀어지는 그 지지 면(124, 126)에 작용하는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 슬라이딩 블록(110, 112)을 위한 상기 수용 장치(120)에서, 상기 슬라이딩 블록(110, 112) 각각은 지지 표면(130)에서 상기 지지 면(124, 126)과 접하고, 접촉 표면(136)에서 접촉 면(138)과 접하는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 1항에 있어서, 상기 지지 날개부(94, 96) 영역에서 변형에 의해 예비인장(pretensioning)이 생성될 수 있는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 4항에 있어서, 상기 예비인장은 상기 지지 날개부(94, 96)의 재료 탄성에 의해 일어나는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 1항에 있어서, 상기 지지 날개부(94, 96)와 상기 베이스 부재(92)는 단일 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 1항에 있어서, 상기 슬라이딩 블록(110, 112)은 상기 콤파운드 슬라이드 이동 표면(compound slide movement surface)에 횡방향으로 규정된 초과크기를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 1항에 있어서, 상기 슬라이딩 안내 표면(76, 78)은 상기 베이스 부재(92)의 여러 면에서 연장되는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 8항에 있어서, 상기 슬라이딩 안내 표면(76, 78)은 상기 베이스 부재(92)의 서로 대향하는 위치한 면에서 연장되는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 1항에 있어서, 상기 제 1 슬라이드 요소(70)는 두 개의 안내 요소(72, 74)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 10항에 있어서, 상기 두 개의 안내 요소(72, 74)는 서로 독립적으로 상기 기계 프레임(10) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 11항에 있어서, 상기 안내 요소(72, 74) 중 적어도 하나는 상기 기계 프레임(10) 상에 해제 가능하게 장착되도록 구성된 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 12항에 있어서, 상기 기계 프레임(10)은 상기 안내 요소(82, 84)를 위한 수용 장치(84, 86)를 구비한 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 1항에 있어서, 상기 제 2 슬라이딩 요소(90)는 적어도 하나의 안내 요소(72, 74)의 각 면에서 적어도 세 개의 슬라이딩 블록(110, 112)에 의해 안내되는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 1항에 있어서, 상기 슬라이딩 블록(110, 112)은 쌍으로 상기 제 2 슬라이드 요소(90) 위에 배열되고, 쌍 중 각각의 슬라이딩 블록(110, 112)은 그 슬라이딩 지지 표면(114, 116)에 의해 서로 대향하여 위치한 상기 슬라이딩 안내 표면(76, 78) 중 하나의 표면에 탑재되는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 1항에 있어서, 상기 슬라이딩 블록(110, 112)은 윤활제를 그 슬라이딩 지지 표면(114, 115) 안에 깊숙이 인도하기 위한 분배 채널(150)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 16항에 있어서, 상기 슬라이딩 블록(110, 112)은 상기 공작 기계를 위한 중앙 윤활제 공급부에 연결되는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 16항에 있어서, 윤활제를 위한 압력 저장 유닛(170)은 각각의 슬라이딩 블록(110, 112)과 연계되어 있는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 18항에 있어서, 각각의 슬라이딩 블록에서, 상기 분배 채널(150)은 공급 채널(160)을 통해 공급 채널(164) 및 상기 압력 저장 유닛(170)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.
제 1항에 있어서, 상기 슬라이딩 블록(110, 112) 각각의 상기 슬라이딩 지지 표면(114, 116)은 비정질 탄소 층(190)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 공작 기계.