KR101886128B1 - 공작물 측면 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작물을 세로로 용이하게 고정하여 측면을 용이하게 가공할 수 있는 공작물 측면 가공장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 발명이다.
본 발명에 따르는 공작물 측면 가공장치는, 프레임(10); 상기 프레임에 이동 가능하게 구비되고, 공작물을 가공하는 가공헤드를 포함하는 가공부(60); 상기 가공부를 X축 방향으로 이동시키는 X축 스테이지(30); 상기 가공부를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 스테이지(40); 상기 가공부를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 스테이지(50); 및 공작물을 세로로 설치할 수 있도록 상기 프레임의 정면에 고정되어 구비되는 측면 지지부(20)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공작물 측면 가공장치{STRUCTURE SIDE PROCESSING SYSTEM}

본 발명은 공작물 측면 가공장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 공작물을 세로로 용이하게 고정하여 측면을 용이하게 가공할 수 있는 공작물 측면 가공장치에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계의 드릴링 가공장치는 드릴과 같은 공구가 결합되는 가공축부를 모터에 의해 회전 가능하게 결합시킨 가공헤드를 X축 및 Y축 방향(가로, 세로 방향)으로 움직여 공구의 가공위치를 결정한 후, 상기 위치 결정된 가공헤드를 Z축 방향으로(상하 방향으로) 승강시키게 된다. 이 가공헤드의 가공축부에 결합된 공구는, 상기 가공축부에 의해 고속 회전하면서 작업대에 지그를 통해 고정되는 가공물의 평면상에 홈 또는 구멍을 가공할 수 있게 된다.

그런데 가공물의 측면에 홈 또는 구멍을 가공시키고자 할 경우, 가공물을 수직으로 세운 후 고정지그로 고정하고, 이어서 상기 공구를 고속 회전시켜 상기 가공물의 측면에 홈 또는 구멍을 가공하도록 하는 것이 일반적이었다.

이와 같이 가공물을 수직으로 세울 경우 기존 가공장치의 가공헤드 높이가 충분히 높지 않아 가공물을 수직으로 세워 고정시킬 공간이 제공되지 않고, 바닥에 가공물을 두고 별도의 고정장치로 고정한 후 가공헤드로 공작물 측면을 가공하는 경우가 대부분이었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공작물을 세로로 용이하게 고정하여 측면을 용이하게 가공할 수 있는 공작물 측면 가공장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 프레임(10); 상기 프레임에 이동 가능하게 구비되고, 공작물을 가공하는 가공헤드를 포함하는 가공부(60); 상기 가공부를 X축 방향으로 이동시키는 X축 스테이지(30); 상기 가공부를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 스테이지(40); 상기 가공부를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 스테이지(50); 및 공작물을 세로로 설치할 수 있도록 상기 프레임의 정면에 고정되어 구비되는 측면 지지부(20)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

나아가 상기 측면 지지부는: 평판 형상으로 상기 프레임 정면에 수직하게 구비되는 공작물 척; 상기 공작물 척 하부에 구비되며, 상기 공작물을 지지하는 세포트 빔을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 X축, Y축 및 Z축 스테이지(30, 40, 50)는 모터, 랙기어 및 피니언 기어를 포함하여, 상기 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시키고, 상기 X축 스테이지(30)는 상기 프레임(10)의 배면에 위치하고, 상기 Y축 스테이지(40)는 상기 프레임(10)의 좌측에 위치하고, 상기 Z축 스테이지는 상기 가공부(60)와 고정되어 위치할 수 있다.

그리고 상기 서포트 빔은 상부는 열처리 후 연마된 H 빔으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러 상기 공작물(A)의 상부를 고정하는 상부 클램프(23) 및, 상기 공작물(A)의 측면을 고정하는 하부 클램프(24)를 더 포함하고, 상기 상부 클램프(23)는:

상기 프레임(10)에 고정된 LM 베이스(80); 상기 LM 베이스(80) 상부에 구비된 클램프 베이스(75); 상기 클램프 베이스에 힌지 결합되며, 전방이 하부로 꺾인 단부(73b), 후방에 형성된 관통공(73a), 상기 단부(73b) 후방에 구비되는 완충부재(73c)를 포함하는 클램프 암(73); 상기 클램프 암(71)의 관통공(73a)을 관통하면서 상기 클램프 베이스(75) 상부에 위치하며 좌우에 부싱(74a)이 결합되고, 상부를 덮는 샤프트 블록(74b)을 포함하는 샤프트(74); 상기 클램프 암(73) 전방에 상기 완충부재(73c)를 통해 결합되는 클램프 스크류(71); 상기 클램프 스크류(71) 전방에 구비되며, 90도 꺽인 `ㄱ`자 형상의 헤드(72)를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르는 공작물 측면 가공장치는 공작물을 세로로 고정하여 측면을 용이하게 가공할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따르는 공작물 측면 가공장치를 우측 방향에서 본 사시도;
도 3은 본 발명에 따르는 공작물 측면 가공장치 좌측 방향에서 본 사시도;
도 4는 본 발명에 따르는 공작물 측면 가공장치의 평면도;
도 5 및 도 6은 본 발명에 따르는 공작물 측면 가공장치의 좌측면도 및 우측면도;
도 7은 본 발명에 따르는 공작물 측면 가공장치를 배면 방향에서 본 사시도; 그리고
도 8a 및 8b는 본 발명에 따르는 공작물 측면 가공장치의 클램프(23, 24) 부분을 확대한 평면도 및 사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 공작물 측면 가공장치의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따르는 공작물 측면 가공장치를 우측 방향에서 본 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따르는 공작물 측면 가공장치 좌측 방향에서 본 사시도이다. 도 4는 본 발명에 따르는 공작물 측면 가공장치의 평면도, 도 5 및 도 6은 좌측면도 및 우측면도 그리고, 도 7은 배면 방향에서 본 사시도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따르는 공작물 측면 가공장치는, 장치 전체의 몸체를 형성하는 프레임(10), 프레임(10)의 정면에 구비되어 공작물(A)을 수직으로 세워 지지하는 측면 지지부(20), 공작물(A)를 가공하는 가공부(60), 이 가공부(60)를 X축, Y축 및 Z축 방향으로 각각 이동시키는 스테이지(30, 40, 50)를 포함한다.

측면 지지부(20)는, 공작물 척(21), 서포트 빔(22), 상측 클램프(23) 및 측면 클램프(24)를 포함한다. 이중 공작물 척(21)은 평판 형상으로 프레임(10) 정면에 수직 방향으로 구비되어, 공작물(A)을 세로로 설치할 때 공작물(A) 배면을 지지하는 구성이다. 서포트 빔(22)은 공작물 척(21)의 하부에 수평 방향으로 구비되어, 공작물(A)이 올려진 후 공작물(A)을 지지하는 구성이다. 서포트 빔(22)은 단면이 `H` 형상인 H빔으로 구성되어, 무게가 무거운 공작물(A)도 충분히 지지할 수 있는 것이 바람직하다. 서포트 빔(22)의 상부는 열처리 후 연마하여, 강성이 향상되고 표면 평탄도가 높아 공작물(A)에 손상이 생기지 않도록 하는 것이 바람직하다.

상측 클램프(23)는 공작물(A)이 공작물 척(21)에 설치된 후, 공작물(A)의 상부를 고정하여 가공부(60)에 의한 가공시 공작물(A)이 이동하지 않도록 고정하는 역할을 한다. 측면 클램프(24) 역시 공작물(A)의 공작물 척(21)에 설치된 후 공작물(A)의 측면을 고정하여 가공부(60)에 의한 가공시 공작물(A)이 이동하지 않도록 고정하는 역할을 한다.

X축 스테이지(30), Y축 스테이지(40) 및 Z축 스테이지(50)는 각각 가공부(60)를 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동시키는 역할을 한다. 이 스테이지들(30, 40, 50)은 모터와 랙 기어 및 피니언 기어를 이용하여 모터의 회전 운동을 직선운동으로 변환시켜 가공부(60)를 직선 이동하도록 한다. 각 스테이지들이 이동할 수 있는 거리인 이동 스트로크(stroke)는 X축은 2150mm, Y축은 850mm, Z축은 150mm 이고, 이동 속도는 X축 및 Y축은 80mm/s, Z축은 50mm/s 인 것이 바람직하다.

도 1에 도시된 바와 같이 X축 스테이지(30)는 프레임(10)의 배면에, Y축 스테이지(40)는 프레임(10)의 좌측에, Z축 스페이지(50)는 가공부(60)와 고정되어 구비되는 것이 바람직하다. X축 스페이지(30)가 배면에 형성되어 가공물 척(21)이 위치할 전방 공간을 확보할 수 있고, Y축 및 Z축 스테이지(40, 50) 역시 공작물(A)의 여러 부위를 효율적으로 이동하면서 가공할 수 있기 때문이다.

한편 도 8a 및 8b는 본 발명에 따르는 공작물 측면 가공장치의 클램프(23, 24) 부분을 확대한 평면도 및 사시도이다. 도 8a 및 8b를 참조하면, 상측 클램프(23) 및 측면 클램프(24)는 프레임(10; 도 1 참조)의 공작물 척(21; 도 1 참조) 주변에 구비되어 공작물(A)을 고정하는 구성으로 LM 베이스(80)에 클램프 암(73)을 통하여 헤드(72)가 설치된 구조를 포함한다. 클램프 암(73)은 LM 베이스(80)에 회전 가능하게 설치되고, 헤드(72)는 클램프 암(73)의 단부에서 90도 꺾인 `ㄱ`자 형상으로 형성되어, 헤드(72)가 공작물(A)의 전면에 닿으며 공작물(A)을 고정한다. LM 베이스(80)는 프레임(10; 도 1 참조)에 고정된 구성이다.

클램프 암(73)은 전방이 하부로 꺾인 단부(73b)를 포함하는 `ㄱ`자 형상으로, 후방에는 클램프 베이스(75)에 회전 가능하게 설치되도록 관통공(73a)을 포함한다. 클램프 암(73)의 단부(73b) 후방에는 헤드(72)와 클램프 스크류(71)을 완충시키며 고정하는 완충부재(73c)가 구비된다. 따라서 클램프 스크류(71)는 완충 기능을 가지면서 클램프 암(73)에 결합된다.

클램프 암(73)은 클램프 베이스(75)를 통하여 LM 베이스(80)에 회전 가능하도록 힌지 결합되며, 클램프 베이스(75)의 중심부 공간에 클램프 암(73)이 위치한다. 클램프 암(73) 후방의 관통공(73a)에 샤프트(74)가 통과하고, 클램프 암(73) 및 샤프트(74) 상부를 샤프트 블록(74b)이 덮음으로써 힌지 결합이 이루어진다. 샤프트(74)의 양 단부에는 부싱(74a)이 결합되어 샤프트(74)의 이탈을 방지한다. LM 베이스(80)의 단부 측에는 `ㄱ`자 형상의 레퍼런스 블록 마운트(77)가 구비된다.

이러한 구성을 포함하는 본 발명에 따르는 공작물 측면 가공장치는 공작물을 세로로 고정하여 측면을 용이하게 가공할 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것이다.

10 : 프레임 20 : 측면 지지부
21 : 공작물 척 22 : 서포트 빔
23 : 상측 클램프 24 : 측면 클램프
30 : X축 스테이지 40 : Y축 스테이지
50 : Z축 스테이지 60 : 가공부
61 : 가공헤드 A : 공작물
71 : 클램프 스크류 72 : 헤드
73 : 클램프 암 73a : 관통공
73b : 단부 73c : 완충부재
74 : 샤프트 74a : 부싱
75 : 클램프 베이스 77 : 레퍼런스 블록 마운트
80 : LM 베이스

Claims (4)

1. 프레임(10);
   상기 프레임(10)에 이동 가능하게 구비되고, 공작물(A)을 가공하는 가공헤드를 포함하는 가공부(60);
   상기 가공부(60)를 X축 방향으로 이동시키는 X축 스테이지(30);
   상기 가공부(60)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 스테이지(40);
   상기 가공부(60)를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 스테이지(50); 및
   상기 공작물(A)을 세로로 설치할 수 있도록 상기 프레임(10)의 정면에 고정되어 구비되는 측면 지지부(20);
   를 포함하고,
   상기 공작물(A)의 상부를 고정하는 상부 클램프(23) 및, 상기 공작물(A)의 측면을 고정하는 하부 클램프(24)를 더 포함하고,
   상기 상부 클램프(23)는:
   상기 프레임(10)에 고정된 LM 베이스(80);
   상기 LM 베이스(80) 상부에 구비된 클램프 베이스(75);
   상기 클램프 베이스(75)에 힌지 결합되며, 전방이 하부로 꺾인 단부(73b), 후방에 형성된 관통공(73a), 상기 단부(73b) 후방에 구비되는 완충부재(73c)를 포함하는 클램프 암(73);
   상기 클램프 암(73)의 관통공(73a)을 관통하면서 상기 클램프 베이스(75) 상부에 위치하며 좌우에 부싱(74a)이 결합되고, 상부를 덮는 샤프트 블록(74b)을 포함하는 샤프트(74);
   상기 클램프 암(73) 전방에 상기 완충부재(73c)를 통해 결합되는 클램프 스크류(71);
   상기 클램프 스크류(71) 전방에 구비되며, 90도 꺽인 `ㄱ`자 형상의 헤드(72);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물 측면 가공장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 측면 지지부(20)는:
   평판 형상으로 상기 프레임(10) 정면에 수직하게 구비되는 공작물 척(21);
   상기 공작물 척(21) 하부에 구비되며, 상기 공작물(A)을 지지하는 서포트 빔(22);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물 측면 가공장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 X축, Y축 및 Z축 스테이지(30, 40, 50)는 모터, 랙기어 및 피니언 기어를 포함하여, 상기 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시키고,
   상기 X축 스테이지(30)는 상기 프레임(10)의 배면에 위치하고,
   상기 Y축 스테이지(40)는 상기 프레임(10)의 좌측에 위치하고,
   상기 Z축 스테이지(50)는 상기 가공부(60)와 고정되어 위치하고,
   상기 서포트 빔(22)은 상부는 열처리 후 연마된 H 빔으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공작물 측면 가공장치.
4. 삭제

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