KR102131240B1 - 독립적인 위치제어가 가능한 더블 스핀들 구조를 갖는 머시닝센터 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 제1 스핀들과, 상기 제1 스핀들을 지지하는 제1 헤드 지지 프레임과 상기 제1 헤드 지지 프레임을 주축 방향으로 이동시키는 제1 주축 이송부를 구비한 제1 헤드 어셈블리와, 상기 제1 헤드 어셈블리를 지지하며 상기 주축 방향에 대해 수평방향으로 이동시키는 제1 새들 어셈블리와, 상기 제1 새들 어셈블리에 형성되어 상기 제1 새들 어셈블리를 상기 수평 방향으로 이동시키는 제1 구동 모터를 구비한 제1 스핀들 유닛; 제2 스핀들과, 상기 제2 스핀들을 지지하는 제2 헤드 지지 프레임과 상기 제2 헤드 지지 프레임을 주축 방향으로 이동시키는 제2 주축 이송부를 구비한 제2 헤드 어셈블리와, 상기 제2 헤드 어셈블리를 지지하며 상기 주축 방향에 대해 수평방향으로 이동시키는 제2 새들 어셈블리와, 상기 제2 새들 어셈블리에 형성되어 상기 제2 새들 어셈블리를 상기 수평 방향으로 이동시키는 제2 구동 모터를 구비한 제2 스핀들 유닛; 및 상기 제1 새들 어셈블리와 상기 제2 새들 어셈블리를 고정 지지하는 하나의 지지체로서 칼럼 유닛;을 포함하고, 상기 칼럼 유닛은, 소정 거리에서 상기 제1 새들 어셈블리 및 상기 제2 새들 어셈블리가 상기 수평 방향으로 서로 멀어지는 방향 또는 서로 마주하는 방향으로서 이송하도록 하는 수평 이동 통로를 형성하는 머시닝 센터를 제공한다.

Description

독립적인 위치제어가 가능한 더블 스핀들 구조를 갖는 머시닝센터{machining center with double spindle head for controling indpendent position}

본 발명은 머시닝센터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이중 스핀들 구조에서 동일 축 선상에서 이중 스핀들 유닛이 일정 간격을 유지한 채 주축간의 거리를 일정 범위 안에서 정확하게 조절가능하여 다양한 가공 조건에 대응할 수 있는 머시닝 센터에 관한 것이다.

일반적으로 머시닝 센터는 밀링, 보링 또는 절삭과 같은 다양한 작업이 요구되는 가공물을 가공하는 공작기계의 일종을 말한다.

이러한 머시닝 센터는, 수치제어(NC) 장치에 컴퓨터의 기능을 추가하여 자동으로 3차원 가공을 할 수 있는 CNC 장치와, 툴(Tool)이 구비된 매거진으로부터 주축헤드에 툴을 자동으로 교환할 수 있도록 하는 자동공구교환장치(ATC: Automatic Tool Changer) 등을 부착한다.

또한, 주축의 위치에 따라 수평 머시닝센터 또는 수직 머시닝센터로 분류되며, X, Y, Z방향으로 배치되는 3축을 포함하는 구조로 설계되어 있다.

여기서, 종래의 수직형 머시닝센터는 대개 하나의 스핀들만으로 구성되어 있어, 가공물에 대한 연속 가공시 작업시간이 많이 소요되면서 생산성이 저하될수 밖에 없다. 또한, 절삭 전용 가공기에서 다기능 범용장비로의 요구와 폭넓은 가공대상물을 동시에 가공하여 생산효율을 높이기 위한 요구 등에서 시장의 변화와 요구에 부응하지 못하는 문제점이 있었다.

이에 연속공정과 공정시간의 단축을 위해 한국공개특허 제10-2009-0111489호(2009.10.27 공개)에 개시된 발명으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 이중 스핀들 구조를 가지는 수직형 머시닝센터를 제안하고 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 이중 스핀들 구조를 가지는 수직형 머시닝센터는, 베드부(10), Z축 이송유닛(20)(전후방향), 컬럼부(30), X축 이송유닛(40)(좌우방향), Y축 이송유닛(50)(상하방향), 이중 스핀들(SP1)(SP2), 공구자동교환 유닛(60), 그리고 제어유닛(70)을 포함한다.

이러한 종래의 이중 스핀들 구조를 가지는 수직형 머시닝센터는 한쌍을 이루는 2개의 스핀들(SP1)(SP2)을 동시에 X축(좌우방향) 및 Y축(상하방향)으로 이송시켜 위치를 정렬시키는 형태이며 볼 스크류 방식의 개별 이송 제어는 백러시(backlash) 현상에 따른 정확한 위치 제어에 제약이 있고, 2개의 스핀들은 양측의 수직 지지대 형태의 컬럼부(30)에서 브릿지 형태의 지지 구조이므로 가공을 위해 2개의 스핀들을 동시에 X축 및 Y축 이동시에는 브릿지 구조의 흔들림 등으로 안정적인 축이동에 문제점이 있고 이에 따른 위치 제어에 있어 오차가 발생할 수 있었다.

또한, 한국공개특허 10-2016-0090636(2016.08.01 공개)호는 메인 새들이 하나의 지지체로서 2개의 스핀들 전체를 고정지지하고, X축(좌우) 리니어 가이드를 통해 2개의 스핀들을 동시에 이동시키는 형태로서 안정적인 축 이동이 가능하나, 이 경우에도 2개의 스핀들이 일정 간격으로 이격되어 나란히 배치된 구조로서 주축간의 간격이 고정되어 있다.

그로 인해 가공물의 크기가 가공조건의 변경시에 주축간의 간격의 변화가 필요한데 이에 따른 가공의 제약이 많이 발생하는 문제점이 있었다.

한국공개특허 제10-2009-0111489호(2009.10.27. 공개) 한국공개특허 제10-2016-0090636호(2016.08.01. 공개)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 이중 스핀들 구조에서 헤드 어셈블리를 각각의 새들에 따로 결합시키고, 개별의 새들 파트 이송장치로 이송시켜 동일 축 선상에서 이중 스핀들 유닛이 일정 간격을 유지한 채 주축간의 거리를 일정 범위 안에서 정확하게 조절가능하므로 다양한 가공 조건에 대응할 수 있는 이중 스핀들 구조의 머시닝 센터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 제1 스핀들과, 상기 제1 스핀들을 지지하는 제1 헤드 지지 프레임과 상기 제1 헤드 지지 프레임을 주축 방향으로 이동시키는 제1 주축 이송부를 구비한 제1 헤드 어셈블리와, 상기 제1 헤드 어셈블리를 지지하며 상기 주축 방향에 대해 수평방향으로 이동시키는 제1 새들 어셈블리와, 상기 제1 새들 어셈블리에 형성되어 상기 제1 새들 어셈블리를 상기 수평 방향으로 이동시키는 제1 구동 모터를 구비한 제1 스핀들 유닛; 제2 스핀들과, 상기 제2 스핀들을 지지하는 제2 헤드 지지 프레임과 상기 제2 헤드 지지 프레임을 주축 방향으로 이동시키는 제2 주축 이송부를 구비한 제2 헤드 어셈블리와, 상기 제2 헤드 어셈블리를 지지하며 상기 주축 방향에 대해 수평방향으로 이동시키는 제2 새들 어셈블리와, 상기 제2 새들 어셈블리에 형성되어 상기 제2 새들 어셈블리를 상기 수평 방향으로 이동시키는 제2 구동 모터를 구비한 제2 스핀들 유닛; 및 상기 제1 새들 어셈블리와 상기 제2 새들 어셈블리를 고정 지지하는 하나의 지지체로서 칼럼 유닛;을 포함하고,

상기 제1 스핀들 유닛과 상기 제2 스핀들 유닛은, 동일한 구조를 갖는 한 쌍의 구조물이고, 상기 수평 방향에서 소정 거리를 두고 형성되며,

상기 칼럼 유닛은, 상기 소정 거리에서 상기 제1 새들 어셈블리 및 상기 제2 새들 어셈블리가 상기 수평 방향으로 서로 멀어지는 방향 또는 서로 마주하는 방향으로서 이송하도록 하는 수평 이동 통로를 형성하는 머시닝 센터를 제공한다.

바람직하게, 상기 칼럼 유닛은, 양측면의 수직 지지대를 형성하는 수직 칼럼부와, 상기 수직 칼럼부의 상부에 형성되고 상기 제1 새들 어셈블리 및 상기 제2 새들 어셈블리를 지지하며 상기 수평 이동 통로를 형성하는 수평 칼럼부를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 수평 칼럼부는 계단식으로 정방향 다단 구조로 형성되고, 상기 수평 칼럼부와 접촉하는 상기 제1 새들 어셈블리의 제1 접촉면과 상기 제2 새들 어셈블리의 제2 접촉면은 상기 정방향 다단 구조에 정합하게 계단식으로 역방향 다단 구조를 형성할 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 새들 어셈블리의 제1 접촉면에 상기 제1 구동모터를 형성하고, 상기 제2 새들 어셈블리의 제2 접촉면에 상기 제2 구동모터를 형성할 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 구동 모터는, 철심과 코일로 형성되는 제1의 1차측 플레이트와, 영구자석으로 구성되는 제1의 2차측 플레이트와, 상기 제1 새들 어셈블리의 제1 접촉면과 결합시키는 제1 결합부를 포함하고, 상기 제2 구동모터는, 철심과 코일로 형성되는 제2의 1차측 플레이트와, 영구자석으로 구성되는 제2의 2차측 플레이트와, 상기 제2 새들 어셈블리의 제2 접촉면과 결합시키는 제2 결합부를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 수평 이동 통로는 LM 가이드 형태로 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 주축 방향은 상하 방향이고, 상기 수평 방향은 좌우 방향인 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명은, 이중 스핀들 구조에서 헤드 어셈블리를 각각의 새들에 따로 결합시키고, 개별의 새들 파트 이송장치로 이송시켜 동일 축 선상에서 이중 스핀들 유닛이 일정 간격을 유지한 채 주축간의 거리를 일정 범위 안에서 정확하게 조절가능하게 한다.

이를 통해, 가공물의 크기나 가공 조건의 변화에 대응하여 주축 간의 거리를 조절할 수 있어 변화된 가공 조건에 대응할 수 있게 한다.

또한, 개별 새들 파트의 이송장치를 리니어 모터로 구성하여 구조적으로 기존의 볼 스크류 장치에 발생하는 백러시가 없어 안정적인 축이동이 가능하여 높은 직진 정도를 구현할 수 있게 한다.

도 1은 종래의 이중 스핀들 구조를 갖는 수직형 머시닝센터를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 스핀들 구조를 갖는 머시닝센터의 구성을 나타내는 정면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 스핀들 구조를 갖는 머시닝 센터의 구성을 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 스핀들 구조를 갖는 머시닝 센터의 구성을 나타내는 분해사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

도면들에 있어서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다.

또한, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는"으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.

이하에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하며, 본 발명은 머시닝 센터에서 이중 스핀들 구조를 갖는 장치에 관한 것으로 선출원된 기술 또는 공지된 기술과 동일한 기술에 대해서는 본 발명의 기술을 불명료하게 하지 않는 범위에서 그 설명을 생략한다.

또한, 이하에서 기재되는 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향은 각각 좌우, 전후 및 상하 방향을 나타내는 것으로 하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 스핀들 구조를 갖는 머시닝센터의 구성을 나타내는 정면도, 도 3은 도 2의 머시닝 센터의 구성을 나타내는 사시도, 도 4는 도 3의 머시닝 센터의 구성을 나타내는 분해사시도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 스핀들 구조를 갖는 수직형 머시닝센터는, 주축(즉, Z축)에 대하여 평행 배치된 2개의 스핀들 유닛(100, 200)을 갖는 이중 스핀들 구조와, 상기 이중 스핀들 구조에서 제1 스핀들 유닛(100)과 제2 스핀들 유닛(200)에 대해 이들 전체를 고정 지지하는 하나의 지지체로서의 역할을 수행하는 칼럼 유닛(300)을 구비한다.

여기서, 제1 스핀들 유닛(100)과 제2 스핀들 유닛(200)은 동일한 구조 형태로서 주축에 대하여 대칭적인 한 쌍의 구조물로서 구현된다. 각 스핀들 유닛을 크게, 제1 스핀들(110)과 제2 스핀들(210)을 구비하고, 이들 각 스핀들(110, 210)을 커버하며 지지하는 제1 헤드 어셈블리(120)와 제2 헤드 어셈블리(220)를 구비하며, 상기 제1 헤드 어셈블리(120)를 지지하며 X축 좌우방향으로 이동하는 제1 새들 어셈블리(130)와 상기 제2 헤드 어셈블리(220)를 지지하며 X축 좌우방향으로 이동하는 제2 새들 어셈블리(230)를 구비한다.

이를 보다 자세히 설명하면, 전술한 바와 같이, 제1 스핀들(110) 및 제2 스핀들(210)도 상호 동일한 구조 형태를 가지며, 이송 스테이지 상에 위치한 피가공물을 가공한다. 즉, 자동공구교환장치에서 공구 교환홀더가 공구를 수납하여 보관하고 있다가 제1 및 제2 스핀들 유닛(100, 200)에서 각 헤드 어셈블리(120, 220)의 승강에 따라 개폐되면서 각 스핀들(110, 210)에 공구를 착탈하여 가공을 수행하게 된다. 또한, 상기 제1 스핀들(110) 및 제2 스핀들(210)을 회전 구동하는 제1 스핀들 모터 또는 제2 스핀들 모터를 구비할 수 있고, 이는 통합된 하나의 서보모터에 의해 통합 구동될 수 있다. 또한, 자동공구교환장치(미도시)는 한 쌍의 대칭 구조물로, 상기 한 쌍을 이루는 제1 스핀들(110) 및 제2 스핀들(210)에 가공용 툴을 동시 또는 독립적으로 자동교환시키게 된다.

상기 제1 헤드 어셈블리(120) 및 제2 헤드 어셈블리(220)도 상호 동일한 구조 형태를 가지므로, 한 쌍의 대칭 구조물이므로, 제1 헤드 어셈블리(120)에 대해서 설명하며 제2 헤드 어셈블리(220)에 대한 설명은 생략한다.

이를 구체적으로 살펴보면, 제1 헤드 어셈블리(120)는 제1 스핀들(110)을 지지하는 제1 헤드 지지 프레임과, 상기 제1 헤드 지지 프레임을 Z축(상하) 방향으로 이동시키는 제1 Z축 이송부를 구비한다. 여기서, 제1 Z축 이송부는 상기 제1 헤드 지지 프레임이 이송 가이드 라인을 통해 Z축의 상하 방향으로 이동시키는 제1 Z축 가이드와, 상기 제1 헤드 지지 프레임이 상기 제1 Z축 가이드를 따라 Z축의 상하방향으로 이동 가능하게 하는 제1 Z축 구동부를 구비한다. 이때, 제1 Z축 구동부는 상기 제1 헤드 지지 프레임과 연결되어 공기압에 의해 상기 제1 헤드 지지 프레임을 직선 구동시키는 에어실린더 형태 또는 서보모터와 연결된 리니어 액츄에이터 형태로 구현되어 상기 제1 헤드 지지 프레임을 Z축 상하방향으로 직선 구동시킬 수 있다. 또한, 제1 Z축 가이드는 가이드웨이인 2줄의 LM 가이드 형태로 구성될 수 있다.

전술한 제1 헤드 어셈블리(120)와 제2 헤드 어셈블리(220)는 각각 제1 새들 어셈블리(130)와 제2 새들 어셈블리(230)에 따로 결합된다.

또한, 제1 새들 어셈블리(130)와 제2 새들 어셈블리(230)도 상호 동일한 구조 형태를 가지는 한 쌍의 대칭 구조물이므로, 제1 새들 어셈블리(130)에 대해서 설명하며 제2 새들 어셈블리(230)에 대한 설명은 생략한다.

보다 구체적으로 살펴보면, 제1 새들 어셈블리(130)는 일측면은 상기 제1 헤드 어셈블리(120)와 결합되어 고정 지지하고, 하부면은 칼럼 유닛(300)에 결합되어 고정 지지된다.

또한, 제1 새들 어셈블리(130)와 제2 새들 어셈블리(230)는 모두 하나의 칼럼 유닛(300)에 고정 지지된다. 이때, 칼럼 유닛(300)은 지면에 설치되는 베드(미도시) 상에 각 스핀들 유닛(100, 200)을 지지하는 수직 지지대로서 구성될 수 있다. 또한, 베드 상에는 이송 스테이지가 형성될 수 있고, 이송 스테이지는 Y축(전후) 이송 유닛(리니어 가이드)에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하다. 이러한 이송 스테이지는 복수개 형성하고 2개 이상으로 4개, 8개 등 다수를 설치하여 연속적으로 대량 가공 공정을 수행할 수 있으며, 각 스테이지 마다 전/후진이 가능한 테이블(미도시)이 구성되어 상기 테이블 상에 피가공물을 위치시킬 수 있다.

상기 칼럼 유닛(300)은 상기 베드의 상부에 형성되는 양측면의 수직 지지대를 형성하는 수직 칼럼부(320)와, 상기 수직 칼럼부(320)의 상부에 형성되고 제1 새들 어셈블리(130) 및 제2 새들 어셈블리(230)를 지지하는 수평 칼럼부(310)을 구비한다. 이때, 상기 수평 칼럼부(310)는 제1 헤드 어셈블리(120)를 통해 제1 새들 어셈블리(130)에 지지되는 제1 스핀들(110)과 제2 헤드 어셈블리(220)를 통해 제2 새들 어셈블리(230)에 지지되는 제2 스핀들(210)이 X축(좌우 방향)에서 서로 멀어지는 방향 또는 서로 마주하는 방향으로서 좌측과 우측으로 각각 이송하도록 하는 X축 이동 통로를 구성한다. 이에 따라, 제1 스핀들 유닛(100)과 제2 스핀들 유닛(200)이 X축 방향(좌우 방향)에서 서로 멀어지거나 서로 마주보도록 좌측과 우측으로 각각 이송하게 구성될 수 있다.

상기 수평 칼럼부(310)는 제1 새들 어셈블리(130) 및 제2 새들 어셈블리( 230)를 통해 제1 스핀들 유닛(100)과 제2 스핀들 유닛(200)이 X축으로 이동하는 이동 통로이면서, Z축 방향(상하 방향에서) 각각 제1 스핀들(110) 및 제2 스핀들(210의 따른 하중에 힘을 지탱하는 안착부(지지부)로서 안정적인 지지를 위해 계단식으로 다단 구조를 형성한다.

또한, 수평 칼럼부(310)는 소정 높이의 단자를 갖는 계단식 다단구조로서, 하부에 형성되고 제1의 X축 이동 통로를 형성하는 제1 수평 가이드부(312)와, 상기 제1 수평 가이드부(312)의 상부에 계단식으로 형성되고 제2의 X축 이동 통로를 형성하는 제2 수평 가이드부(311)를 형성한다.

또한, 수평 칼럼부(310)는 레일 구조로서 제1 수평 가이드부(312)와 제2 수평가이드부(311)는 각각 1줄씩 전체로서 2줄의 LM 가이드 형태로 구성될 수 있다. 따라서, 수평 칼럼부(310)는 제1 수평 가이드부(312)와 제2 수평 가이드부(311)가 평행하나 단차 없는 수평의 LM 가이드가 아니라 계단식으로 소정의 높이의 단차를 갖는 LM 가이드 형태로 구성될 수 있다.

보다 상세하게는 제1 새들 어셈블리(130)는 제1 수평 가이드(312)와 제2 수평 가이드부(311)가 형성하는 전체 2줄의 LM 가이드를 따라 X축(좌우방향)에서 이동하는 형태이다. 이에 따라 제1 새들 어셈블리(130)도 하부면에 상기 수평 칼럼부(310)에 대응되게 계단식으로 형성된다. 즉, 제1 새들 어셈블리(130)의 하부면도 제1 수평 가이드부(312)와 제2 수평가이드부(311)가 형성하는 각각 1줄씩 전체로서 2줄의 LM 가이드를 이동할 수 있는 구조로 대응되게 형성된다. 또한, 제2 새들 어셈블리도 제1 새들 어셈블리와 동일한 이동 구조를 형성한다.

또한, 제1 새들 어셈블리(130)의 하부면에는 수평 칼럼부(310)의 LM 가이드를 따라 X축으로 이동하게 하는 제1 X축 구동모터(150)를 구비한다.

도 4를 참조하면, 상기 수평 칼럼부(310)는 3단 구조의 계단식 구조이며, 제1 새들 어셈블리(130) 및 제2 새들 어셈블리(230)는 수평 칼럼부(310)의 정방향 3단 구조의 계단식 구조에 정합하도록 역방향으로 3단 구조의 계단식 구조를 형성한다. 이때, 1층, 2층, 3층의 계단식 구조에서 수평 칼럼부(310)는 LM 가이드가 형성되지 않은 2층의 중간부에 대응하는 제1 새들 어셈블리(130)의 하부면은 역방향 3단 구조에서 2층의 중간부에 상기 제1 X축 구동모터(150)가 형성된다.

이때, 제1 X축 구동모터(150)는 제어유닛(미도시)에 의해 수치제어가 가능한 리니어 서보모터 형태로서, 철심과 코일로 형성되는 1차측 플레이트(152)와 영구자석으로 구성되는 2차측 플레이트(153)을 조합한 구조로 형성되어 있다. 또한, 상기 제1 X축 구동모터(150)를 제1 새들 어셈블리(130)의 하부면과 결합시키는 제1 결합부(151)를 구비한다. 상기 제1 결합부(151)의 결합 방식은 볼트 체결 형태, 자석 부착 형태, 홈/돌기 결합구조 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.

상기 제1 새들 어셈블리(130)와 제2 새들 어셈블리(230)는 동일한 구조 형태이므로, 제2 X축 구동모터(미도시)와 제2 결합부(미도시)를 더 구비하게 된다.

이에, 수평 칼럼부(310)의 제1 수평 가이드부(312)와 제2 수평 가이드부(311)를 따라 제1 X축 구동모터(150) 및 제2 X축 구동모터의 개별적인 제어에 따라 이동 방향이 결정되도록 하며, X축 방향(좌우)으로 동시 또는 개별적으로 이송하도록 구성된다. 즉, 상기 제1 및 제2 X축 구동 모터의 개별적인 제어에 따라 상기 제1 새들 어셈블리(130)와 제2 새들 어셈블리(230)가 서로 멀어지는 방향 또는 서로 마주하는 방향으로서 좌측과 우측으로 각각 이송하게 구성될 수 있다.

따라서, 기존의 이중 스핀들 구조는 좌우 방향 즉, X축 방향에서 이격거리가 고정되어 있었으나, 본 발명에서는 제1 스핀들 유닛(100)과 제2 스핀들 유닛(200)이 가공물의 크기 등의 가공 조건에 따라 X축 방향에서의 이격거리를 일정 범위 안에서 조절할 수 있다. 가령, 도 2에서는 제1 스핀들 유닛(100)과 제2 스핀들 유닛(200)의 이중 스핀들 구조에서, 각 스핀들 유닛은 Z축(상하 방향)에서의 평행 상태를 유지한 상태에서 X축(좌우 방향)으로 0~100mm 범위에서 독립적인 제어로 X축간의 거리를 변경시킬 수 있으며, 상기 조정 범위는 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 설정범위를 조절할 수 있다.

이에 따라, 이중 스핀들 구조에서 각 스핀들은 각각 독립된 새들 어셈블리 구조를 통해 지지되고, 각 새들 어셈블리는 각 스핀들 및 이를 커버하는 헤드 어셈블리가 Z축 및 X축으로 독립적인 이동이 가능하게 설계된다.

또한, 제어유닛은 X축, Y축, Z축 이송에 관련되는 모터들은 물론, 제1 스핀들 유닛(100) 및 제2 스핀들 유닛(200)에 직결된 모터들을 각각 독립적으로 또는 동시에 수치 제어하는 프로그램이 탑재되어 있음은 물론, 공구자동교환장치의 자동공구교환의 동작을 제어하도록 구성된다. 즉, 상기의 수치 제어 프로그램은 작업자에 의해 설정되면서, 상기 제어유닛은 상기 모터들을 각각 독립적으로 또는 동시에 수치 제어하는 것이다.

이때, 이송과 가공을 위한 모터의 구동 제어시에 상기 제어유닛을 하나의 통합제어부로 구성하여 통합 제어함으로써, 공정 관리 및 제어가 편리하고, 공정의 정밀성을 높일 수 있게 한다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능 하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

100, 200: 스핀들 유닛
110, 210: 스핀들
120, 220: 헤드 어셈블리
130, 230: 새들 어셈블리
150: 제1 X축 구동모터
300: 칼럼 유닛
310: 수평 칼럼부
320: 수직 칼럼부

Claims (7)

1. 제1 스핀들과, 상기 제1 스핀들을 지지하는 제1 헤드 지지 프레임과 상기 제1 헤드 지지 프레임을 주축 방향으로 이동시키는 제1 주축 이송부를 구비한 제1 헤드 어셈블리와, 상기 제1 헤드 어셈블리를 지지하며 상기 주축 방향에 대해 수평방향으로 이동시키는 제1 새들 어셈블리와, 상기 제1 새들 어셈블리에 형성되어 상기 제1 새들 어셈블리를 상기 수평 방향으로 이동시키는 제1 구동 모터를 구비한 제1 스핀들 유닛;
   제2 스핀들과, 상기 제2 스핀들을 지지하는 제2 헤드 지지 프레임과 상기 제2 헤드 지지 프레임을 주축 방향으로 이동시키는 제2 주축 이송부를 구비한 제2 헤드 어셈블리와, 상기 제2 헤드 어셈블리를 지지하며 상기 주축 방향에 대해 수평방향으로 이동시키는 제2 새들 어셈블리와, 상기 제2 새들 어셈블리에 형성되어 상기 제2 새들 어셈블리를 상기 수평 방향으로 이동시키는 제2 구동 모터를 구비한 제2 스핀들 유닛; 및
   양측면의 수직 지지대를 형성하는 수직 칼럼부와, 상기 수직 칼럼부의 상부에 형성되고 상기 제1 새들 어셈블리 및 상기 제2 새들 어셈블리를 지지하는 수평 칼럼부를 구비한 칼럼 유닛;을 포함하고,
   상기 제1 스핀들 유닛과 상기 제2 스핀들 유닛은, 동일한 구조를 갖는 한 쌍의 구조물이고, 상기 수평 방향에서 소정 거리를 두고 형성되며,
   상기 수평 칼럼부는 소정 높이의 단차를 갖는 다단 구조의 정방향 계단식 구조이며,
   상기 제1 새들 어셈블리 및 제2 새들 어셈블리는 상기 수평 칼럼부의 정방향 계단식 구조에 정합하도록 역방향으로 다단 구조의 계단식 구조를 형성하고,
   상기 수평 칼럼부는, 상기 소정 거리에서 상기 제1 새들 어셈블리 및 상기 제2 새들 어셈블리를 통해 각각 지지하는 제1 스핀들 및 제2 스핀들이 상기 수평 방향에서 서로 멀어지는 방향 또는 서로 마주하는 방향으로서 이송하도록 하는 수평 이동 통로를 형성하고,
   하부에 형성되고 제1의 수평 이동 통로를 형성하는 제1 수평 가이드부와, 상기 제1 수평 가이드부의 상부에 계단식으로 형성되고 제2의 수평 이동 통로를 형성하는 제2 수평 가이드부를 형성하며,
   상기 제1 구동모터 및 제2 구동모터는 상기 제1 수평 가이드부 및 상기 제2 수평 가이드부가 형성되지 않은 중간부에 대응하는 상기 제1 새들 어셈블리 및 제2 새들 어셈블리의 중간부의 제1 및 제2 하부면에 각각 형성하며,
   상기 제1 구동 모터는, 철심과 코일로 형성되는 제1의 1차측 플레이트와, 영구자석으로 구성되는 제1의 2차측 플레이트와, 상기 제1 새들 어셈블리의 제1 접촉면과 결합시키는 제1 결합부를 포함하고,
   상기 제2 구동모터는, 철심과 코일로 형성되는 제2의 1차측 플레이트와, 영구자석으로 구성되는 제2의 2차측 플레이트와, 상기 제2 새들 어셈블리의 제2 접촉면과 결합시키는 제2 결합부를 포함하고,
   상기 제1 및 제2 구동 모터의 제어를 통해 상기 제1 새들 어셈블리와 제2 새들 어셈블리가 상기 수평 이동 통로상에서 서로 멀어지는 방향 또는 서로 마주하는 방향으로 이동하게 하는 것을 특징으로 하는 머시닝 센터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수평 이동 통로는 LM 가이드 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 머시닝 센터.
3. 제1항에 있어서,
   상기 주축 방향은 상하 방향이고,
   상기 수평 방향은 좌우 방향인 것을 특징으로 하는 머시닝 센터.
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