KR102296209B1 - 공작기계 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 원통형상의 작업대상물의 외면을 가공하기 위한 공작기계로서, 상기 작업대상물의 둘레에 배치된 원형 가이드레일; 및 상기 원형 가이드레일을 따라 이동하면서 상기 작업대상물의 외면을 가공하도록 구성된 공구;를 포함하고, 상기 원형 가이드레일은 일정 갯수로 분할된 복수의 커브드 레일을 포함하고, 복수의 커브드 레일은 상기 원형 가이드레일의 원주방향을 따라 조립되며, 복수의 커브드 레일 중에서 적어도 일부의 커브드 레일은 교정기구에 의해 상기 원형 가이드레일의 반경방향을 따라 교정되도록 구성될 수 있다.

Description

공작기계{MACHINE TOOL}

본 발명은 공작기계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공작기계에서 공구의 회전을 가이드하는 원형 가이드레일의 진원도 및 센터링을 정밀하게 조절 내지 교정할 수 있는 공작기계에 관한 것이다.

공작기계(machine tool)는 절삭, 보링, 그라인딩, 쉬어링 등을 통해 금속 또는 다양한 강체 재질 등을 가공 내지 취급하기 위한 기계로서, 공작기계는 절삭 내지 세이핑 등을 위한 다양한 공구를 채택한다.

한편, 일부의 공작기계는 복수의 가이드블록 및 원형 가이드레일을 통해 회전방향을 따라 가이드되는 하나 이상의 공구를 포함하고, 하나 이상의 공구가 원형 가이드레일을 따라 회전함에 따라 원형의 작업대상물(예컨대, 터빈의 로터 저널, 샤프트)의 외면을 정밀하게 가공한다. 원형 가이드레일은 분할된 복수의 커브드 레일(curved rail)로 구성되고, 각 커브드 레일이 일정 반경의 원호 형상으로 형성되며, 커브드 레일들의 곡률반경이 서로 동일하다. 복수의 커브드 레일(curved rail)이 공작기계에 원형을 형성하도록 조립됨으로써 일정 반경의 원형 가이드레일을 구성한다. 각 커브드 레일의 곡률중심이 작업대상물의 중심과 일치하여야만 원형 가이드레일의 진원도 및 센터링이 확보될 수 있다. 이와 같이, 원형 가이드레일을 가진 공작기계는 하나 이상의 공구가 원형 가이드레일을 따라 회전함에 따라 터빈의 로터 저널 등과 같은 원형의 작업대상물의 표면을 정밀하게 가공할 수 있다.

하지만, 커브드 레일들이 공작기계의 본체에 조립될 때 각 커브드 레일의 곡률중심이 작업대상물의 중심과 일치하지 않을 경우(즉, 각 커브드 레일의 센터링이 확보되지 않을 경우) 원형 가이드레일의 진원도 및 센터링이 정밀하게 확보될 수 없고, 공작기계의 작동 등을 통해 시간이 경과함에 따라 각 커브드 레일의 강성이 저하되므로 각 커브드 레일이 변형될 수 있고, 이에 커브드 레일들의 곡률중심이 서로 간에 일치하지 않을 수도 있다. 특히, 일정한 외력이 없이 각 커브드 레일을 공작기계의 본체에 조립할 때 원형 가이드레일의 진원도를 정확하게 확보할 수 없다.

또한, 공작기계가 작업대상물의 표면을 가공한 후에 원형 가이드레일 및 복수의 가이드블록을 교체 내지 청소하기 위하여 복수의 커브드 레일을 분해한 후에 재조립할 때 원형 가이드레일의 치수 변화가 발생할 수 있고, 이로 인해 원형 가이드레일이 타원 형상으로 변형될 수 있다.

이와 같이, 공구를 회전방향으로 가이드하는 원형 가이드레일의 진원도 및 센터링을 정확하게 유지하지 못할 경우, 작업대상물에 대한 가공정밀도가 저하될 수 있고, 복수의 커브드 레일이 원형 가이드레일의 원주방향을 따라 정밀하게 정렬되지 못하므로 가이드블록 및 내부부품 등이 쉽게 손상되는 단점이 있었다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 공작기계에서 공구의 이동을 가이드하는 원형 가이드레일의 센터링(및/또는 진원도)을 정밀하게 조절 내지 교정할 수 있는 원형 가이드레일의 센터링 교정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 원통형상의 작업대상물의 외면을 가공하기 위한 공작기계로서, 상기 작업대상물의 둘레에 배치된 원형 가이드레일과, 상기 원형 가이드레일을 따라 이동하면서 상기 작업대상물의 외면을 가공하도록 구성된 공구를 포함한다. 상기 원형 가이드레일은 일정 갯수로 분할된 복수의 커브드 레일을 포함하고, 복수의 커브드 레일은 상기 원형 가이드레일의 원주방향을 따라 조립되며, 복수의 커브드 레일 중에서 적어도 일부의 커브드 레일은 교정기구에 의해 상기 원형 가이드레일의 반경방향을 따라 교정되도록 구성될 수 있다.

상기 교정기구는 복수의 커브드 레일 중에서 적어도 어느 한 커브드 레일에 지지되는 교정지그와, 상기 교정지그에 대해 위치조절가능하게 장착된 교정부재를 포함할 수 있다. 상기 교정부재는 상기 작업대상물의 외면과 접촉하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 공작기계는 제1센터개구를 가진 제1고정프레임과, 제2센터개구를 가진 제2고정프레임과, 제3센터개구를 가진 이동프레임과, 제4센터개구를 가진 회전체를 더 포함할 수 있다. 제2고정프레임은 상기 제1고정프레임의 맞은편에 이격되게 배치되고, 상기 이동프레임은 상기 제1고정프레임 및 상기 제2고정프레임 사이에 이동가능하게 배치되며, 상기 회전체는 상기 이동프레임에 회전가능하게 장착될 수 있다. 상기 작업대상물은 상기 제1센터개구, 상기 제2센터개구, 상기 제3센터개구, 및 상기 제4센터개구를 통과하며, 상기 공구는 상기 회전체에 장착되고, 상기 복수의 커브드 레일은 상기 이동프레임에 장착되며, 상기 회전체는 상기 원형 가이드레일을 따라 회전하도록 구성될 수 있다.

상기 교정지그는 상기 커브드 레일에 지지되는 제1지지부와, 상기 이동프레임의 내주가장자리에 지지되는 제2지지부를 가지고, 상기 제1지지부는 상기 이동프레임의 반경방향을 따라 연장되며, 상기 제2지지부는 상기 제1지지부에 대해 직교하는 방향으로 연장될 수 있다.

상기 제1지지부는 상기 커브드 레일과 직접적으로 접촉하는 제1걸림턱을 가지고, 상기 제2지지부는 상기 이동프레임의 내주 가장자리와 직접적으로 접촉하는 제2걸림턱을 가질 수 있다.

상기 교정부재는 상기 제2지지부에 대해 나사이동가능하게 장착된 나사부와, 상기 나사부의 일단에 마련된 헤드부를 포함할 수 있다. 상기 나사부가 상기 제2지지부에 대해 나사이동함에 따라 상기 헤드부의 위치가 조절되도록 구성될 수 있다.

상기 교정지그는 상기 이동프레임의 반경방향을 따라 연장된 원통형 부재로 구성되고, 상기 교정지그는 그 내부에 한정된 캐비티를 가지며, 교정너트가 상기 교정지그의 일단에 고정되며, 상기 교정너트의 나사홀이 상기 캐비티에 정렬되도록 구성될 수 있다.

상기 교정부재는 상기 교정너트에 나사이동가능하게 장착된 나사부와, 상기 나사부의 일단에 마련된 헤드부를 포함할 수 있다. 상기 나사부가 상기 교정너트에 대해 나사이동함에 따라 상기 나사부는 상기 교정지그의 캐비티에 이동가능하게 수용되도록 구성될 수 있다.

상기 원형 가이드레일을 따라 가이드되는 복수의 가이드블록을 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 가이드블록은 상기 회전체에 고정되며, 상기 회전체는 상기 복수의 가이드블록 및 상기 원형 가이드레일을 통해 상기 이동프레임에 회전가능하게 장착될 수 있다.

상기 회전체는 회전모터 및 체인에 의해 회전하도록 구성되고, 상기 회전모터는 상기 이동프레임의 상단에 장착될 수 있다.

상기 회전체는 그 외주면에 일정 피치로 형성된 복수의 치형을 가지고, 상기 체인은 상기 회전모터에 연결된 구동스프라켓 및 상기 회전체의 치형들 사이에 감겨지도록 구성될 수 있다.

상기 체인의 장력을 조절하는 체인 장력조절기구를 더 포함하고, 상기 체인 장력조절기구는 상기 체인을 가압하도록 구성된 아이들 스프라켓을 포함할 수 있다.

상기 체인 장력조절기구는 상기 아이들 스프라켓의 중심에 장착된 샤프트와, 상기 샤프트가 회전가능하게 장착된 조절블록과, 상기 조절블록의 위치를 조절하는 조절나사를 더 포함할 수 있다.

상기 이동프레임은 복수의 이송모터 및 복수의 이송나사에 의해 상기 공작기계의 축선방향을 따라 이동가능하다.

상기 복수의 이송모터는 상기 제1고정프레임에 장착되고, 상기 복수의 이송나사는 상기 복수의 이송모터에 개별적으로 연결될 수 있다.

본 발명에 의하면, 교정기구에 의해 공작기계에서 공구의 이동을 가이드하는 원형 가이드레일의 센터링(및/또는 진원도)을 정밀하게 조절 내지 교정함으로써 가이드블록 등과 같은 내부부품의 손상을 방지할 수 있고, 작업대상물의 가공정밀도를 대폭 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공작기계를 제1고정프레임 측에서 바라본 사시도이다.
도 2는 도 1의 화살표 A방향에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1의 화살표 K1방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 1의 화살표 K2방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 1의 화살표 B방향에서 바라본 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공작기계를 제2고정프레임 측에서 바라본 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 제1고정프레임을 제1축선방향에서 바라본 도면이다.
도 8은 도 5의 C-C선을 따라 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 이동프레임을 제1축선방향에서 바라본 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 이동프레임을 제2축선방향에서 바라본 도면이다.
도 11은 도 10에서 회전체가 제거된 상태를 도시한 도면이다.
도 12는 도 1의 T부분을 확대한 도면이다.
도 13은 도 5의 D-D선을 따라 도시한 단면도이다.
도 14는 도 5의 E-E선을 따라 도시한 단면도이다.
도 15는 도 5의 F-F선을 따라 도시한 단면도이다.
도 16은 도 15의 화살표 G방향에서 바라본 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 센서 및 장착블록을 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 제1공구, 장착블록, 및 커버블록을 도시한 도면이다.
도 19는 도 18의 H-H선을 따라 도시한 단면도이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 제2공구, 장착블록, 커버블록, 및 조절유닛을 도시한 도면이다.
도 21은 도 20의 I-I선을 따라 도시한 단면도이다.
도 22는 도 11의 J-J선을 따라 도시한 단면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 교정기구를 도시한다.
도 23은 도 22의 화살표 L방향에서 바라본 도면이다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 교정기구를 도시한다.
도 25은 도 24의 화살표 M방향에서 바라본 도면이다.
도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 교정기구를 도시한다.
도 27은 도 26의 화살표 N방향에서 바라본 도면이다.
도 28은 본 발명의 다른 실시예에 따른 교정기구를 도시한다.
도 29는 도 28의 화살표 O방향에서 바라본 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 실시예에 따른 공작기계(10)는 작업대상물(5)의 둘레에 위치한 원형 가이드레일(41)을 따라 이동하는 공구(15, 16)에 의해 작업대상물(5)의 표면을 정밀하게 가공하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 작업대상물(5)은 터빈 발전기의 로터, 로터의 저널, 샤프트 등과 같이 원통형상의 작업대상물일 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공작기계(10)는 제1고정프레임(11)과, 제1고정프레임(11)의 맞은편에 이격되게 배치된 제2고정프레임(12)과, 제1고정프레임(11) 및 제2고정프레임(12) 사이에서 이동가능한 이동프레임(13)과, 이동프레임(13)에 대해 회전가능하게 장착된 회전체(14)와, 회전체(14)에 장착된 하나 이상의 공구(15, 16)를 포함할 수 있다.

제1고정프레임(11)은 다양한 지지프레임 또는 지지구조 등에 고정적으로 배치될 수 있고, 제1고정프레임(11)은 그 중심에 일정 반경으로 이루어진 제1센터개구(21)를 가진 환형 구조로 이루어질 수 있으며, 제1센터개구(21)의 내경이 작업대상물(5)의 외경 보다 클 수 있다. 작업대상물(5)이 제1센터개구(21)를 통과할 수 있으며, 작업대상물(5)의 외면은 제1센터개구(21)의 내주면으로부터 이격될 수 있다. 도 3을 참조하면, 제1고정프레임(11)은 서로 간에 분리가능하게 조립되는 복수의 분할프레임(11a, 11b)를 포함할 수 있다. 복수의 분할프레임(11a, 11b)은 복수의 연결브라켓(11c)을 통해 상호 간에 연결될 수 있고, 이를 통해 제1고정프레임(11)은 원형 작업대상물(5)의 둘레를 포위하는 환형 구조를 용이하게 구현할 수 있다. 도 3, 도 7, 및 도 8을 참조하면, 제1고정프레임(11)은 반원형으로 이루어진 상측 분할프레임(11a) 및 반원형으로 이루어진 하측 분할프레임(11b)을 포함할 수 있고, 상측 분할프레임(11a) 및 하측 분할프레임(11b)은 복수의 연결브라켓(11c)을 통해 상호 간에 연결될 수 있다. 도 8을 참조하면, 한 쌍의 고정핀(11d) 및 한 쌍의 고정볼트(11e)가 상측 분할프레임(11a)의 양측 가장자리 및 하측 분할프레임(11b) 양측 가장자리에 개별적으로 장착될 수 있고, 각 고정핀(11d)은 상측 분할프레임(11a)의 반원형 홈 및 하측 분할프레임(11b)의 반원형 홈 사이에 개재됨으로써 상측 분할프레임(11a) 및 하측 분할프레임(11b)의 조립위치가 정확하게 정렬될 수 있고, 각 고정볼트(11e)가 상측 분할프레임(11a)의 가장자리 및 하측 분할프레임(11b)의 가장자리에 나사결합됨으로써 상측 분할프레임(11a) 및 하측 분할프레임(11b)은 견고하게 결합될 수 있다.

도 8을 참조하면, 제1고정프레임(11)은 작업대상물(5)의 중심이 제1고정프레임(11)의 제1센터개구(21)의 중심과 일치시키도록 작업대상물(5)을 지지하도록 구성된 복수의 제1지지유닛(43)을 가질 수 있다. 복수의 제1지지유닛(43)은 제1고정프레임(11) 상에서 그 중심을 기준으로 방사형으로 배치될 수 있다. 즉, 복수의 제1지지유닛(43)은 제1센터개구(21)의 원주방향을 따라 일정간격으로 이격될 수 있다. 각 제1지지유닛(43)은 작업대상물(5)을 지지하는 제1지지블록(43a)과, 제1지지블록(43a)의 위치를 조절하도록 반경방향을 따라 이동가능한 제1위치조절볼트(43b)와, 제1위치조절볼트(43b)와 치합되는 제1위치조절너트(43c)를 포함할 수 있다. 제1지지블록(43a)이 제1고정프레임(11)의 내주면으로부터 돌출함으로써 제1지지블록(43a)은 작업대상물(5)의 외면과 직접적으로 접촉할 수 있다. 제1지지블록(43a)이 작업대상물(5)의 외면과 직접적으로 접촉함으로써 제1지지블록(43a)은 작업대상물(5)을 지지할 수 있다. 제1지지블록(43a)은 제1위치조절볼트(43b)의 하단에 일체로 부착되고, 제1지지블록(43a) 및 제1위치조절볼트(43b)는 제1센터개구(21)의 반경방향을 따라 이동하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 제1고정프레임(11)은 제1위치조절볼트(43b)의 이동을 가이드하는 가이드홀을 가질 수 있으며, 가이드홀은 제1센터개구(21)의 반경방향을 따라 연장될 수 있다. 제1위치조절너트(43c)는 제1고정프레임(11)에 고정될 수 있고, 특히 제1위치조절너트(43c)의 나사홀은 가이드홀에 정렬될 수 있다. 제1위치조절볼트(43b)의 수나사부가 제1위치조절너트(43c)의 암나사부에 치합됨에 따라 제1위치조절볼트(43b)는 제1위치조절너트(43c)에 대해 상대적으로 반경방향을 따라 나사이동할 수 있고, 함으로써 제1위치조절볼트(43b) 및 제1지지블록(43a)은 제1센터개구(21)의 반경방향으로 이동할 수 있고, 이에 제1지지블록(43a)은 제1고정프레임(11)의 내주면으로부터 돌출할 수 있다. 각 제1지지블록(43a)들의 위치가 조절되고 제1지지블록(43a)들이 작업대상물(5)의 외면을 원주방향을 따라 개별적으로 지지함으로써 작업대상물(5)의 중심은 제1센터개구(21)의 중심과 일치(정렬)할 수 있고, 이에 작업대상물(5)의 외면과 제1고정프레임(11)의 내주면은 서로 간에 충분히 이격될 수 있다.

제2고정프레임(12)은 다양한 지지프레임 또는 지지구조 등에 고정적으로 배치될 수 있고, 제2고정프레임(12)은 그 중심에 일정 반경으로 이루어진 제2센터개구(22)를 가진 환형 구조로 이루어질 수 있으며, 제2센터개구(22)의 내경이 작업대상물(5)의 외경 보다 클 수 있다. 작업대상물(5)이 제2센터개구(22)를 통과할 수 있으며, 작업대상물(5)의 외면은 제2센터개구(22)의 내주면으로부터 이격될 수 있다. 도 4를 참조하면, 제2고정프레임(12)은 서로 간에 분리가능하게 조립되는 복수의 분할프레임(12a, 12b)를 포함할 수 있다. 복수의 분할프레임(12a, 12b)은 복수의 연결브라켓(12c)을 통해 상호 간에 연결될 수 있고, 이를 통해 제2고정프레임(12)은 원형 작업대상물(5)의 둘레를 포위하는 환형 구조를 용이하게 구현할 수 있다. 도 4 및 도 14를 참조하면, 제2고정프레임(12)은 반원형으로 이루어진 상측 분할프레임(12a) 및 반원형으로 이루어진 하측 분할프레임(12b)을 포함할 수 있고, 상측 분할프레임(12a) 및 하측 분할프레임(12b)은 복수의 연결브라켓(12c)을 통해 상호 간에 연결될 수 있다. 도 14를 참조하면, 한 쌍의 고정핀(12d) 및 한 쌍의 고정볼트(12e)가 상측 분할프레임(12a)의 양측 가장자리 및 하측 분할프레임(12b) 양측 가장자리에 개별적으로 장착될 수 있고, 각 고정핀(12d)은 상측 분할프레임(12a)의 반원형 홈 및 하측 분할프레임(12b)의 반원형 홈 사이에 개재됨으로써 상측 분할프레임(12a) 및 하측 분할프레임(12b)의 조립위치가 정확하게 정렬될 수 있고, 각 고정볼트(12e)가 상측 분할프레임(12a)의 가장자리 및 하측 분할프레임(12b)의 가장자리에 나사결합됨으로써 상측 분할프레임(12a) 및 하측 분할프레임(12b)은 견고하게 결합될 수 있다.

도 14를 참조하면, 제2고정프레임(12)은 작업대상물(5)의 중심이 제2고정프레임(12)의 제2센터개구(22)의 중심과 일치하도록 작업대상물(5)을 지지하도록 구성된 복수의 제2지지유닛(44)을 가질 수 있다. 복수의 제2지지유닛(44)은 제2고정프레임(12) 상에서 그 중심을 기준으로 방사형으로 배치될 수 있다. 즉, 복수의 제2지지유닛(44)은 제2센터개구(22)의 원주방향을 따라 일정간격으로 이격될 수 있다. 각 제2지지유닛(44)은 작업대상물(5)을 지지하는 제2지지블록(44a)과, 제2지지블록(44a)의 위치를 조절하는 제2위치조절볼트(44b)와, 제2위치조절볼트(44b)와 치합되는 제2위치조절너트(44c)를 포함할 수 있다. 제2지지블록(44a)이 제2고정프레임(12)의 내주면으로부터 돌출함으로써 제2지지블록(44a)은 작업대상물(5)의 외면과 접촉할 수 있다. 제2지지블록(44a)이 작업대상물(5)의 외면과 직접적으로 접촉함으로써 제2지지블록(44a)은 작업대상물(5)을 지지할 수 있다. 제2지지블록(44a)은 제2위치조절볼트(44b)의 선단에 일체로 부착되고, 제2지지블록(44a) 및 제2위치조절볼트(44b)는 제2센터개구(22)의 반경방향을 따라 이동하도록 구성될 수 있다. 제2고정프레임(12)은 제2위치조절볼트(44b) 및 제2위치조절너트(44c)가 장착되는 가이드홀을 가질 수 있으며, 가이드홀은 제2센터개구(22)의 반경방향을 따라 연장될 수 있다. 제2위치조절볼트(44b)가 제2위치조절너트(44c)에 대해 상대적으로 나사이동함으로써 제2위치조절볼트(44b) 및 제2지지블록(44a)은 제2센터개구(22)의 반경방향으로 이동할 수 있고, 이에 제2지지블록(44a)이 제2고정프레임(12)의 내주면으로부터 돌출하는 거리는 적절히 조절될 수 있다. 각 제2지지블록(44a)들의 위치가 조절되고 제2지지블록(44a)들이 작업대상물(5)의 외면을 원주방향을 따라 개별적으로 지지함으로써 작업대상물(5)의 중심은 제2센터개구(22)의 중심과 일치(정렬)할 수 있고, 이에 작업대상물(5)의 외면과 제2고정프레임(12)의 내주면은 서로 간에 충분히 이격될 수 있다.

제1고정프레임(11) 및 제2고정프레임(12)은 공작기계(10)의 축선방향에서 상호 대향하도록 배치될 수 있다. 도 1 및 도 6을 참조하면, 제1고정프레임(11)은 공작기계(10)의 제1축선방향(K1)에 면할 수 있고, 제2고정프레임(12)은 공작기계(10)의 제2축선방향(K2)에 면할 수 있다.

이동프레임(13)은 복수의 가이드봉(17) 및 리니어 가이드(18) 등을 통해 제1고정프레임(11) 및 제2고정프레임(12) 사이에서 이동가능하게 장착될 수 있다. 이동프레임(13)은 제1고정프레임(11)의 제1센터개구(21) 및 제2고정프레임(12)의 제2센터개구(22)에 대응하는 제3센터개구(23)를 가진 환형 구조로 이루어질 수 있고, 제3센터개구(23)의 내경이 작업대상물(5)의 외경 보다 클 수 있다. 작업대상물(5)이 제3센터개구(23)를 통과할 수 있으며, 작업대상물(5)의 외면은 제3센터개구(23)의 내주면으로부터 이격될 수 있다. 도 9 내지 도 11을 참조하면, 이동프레임(13)은 서로 간에 분리가능하게 조립되는 복수의 분할프레임(13a, 13b)를 포함할 수 있다. 복수의 분할프레임(13a, 13b)은 복수의 연결브라켓(13c)을 통해 상호 간에 연결될 수 있고, 이를 통해 이동프레임(13)은 원형 작업대상물(5)의 둘레를 포위하는 환형 구조를 용이하게 구현할 수 있다. 이동프레임(13)은 반원형으로 이루어진 상측 분할프레임(13a) 및 반원형으로 이루어진 하측 분할프레임(13b)을 포함할 수 있고, 상측 분할프레임(13a) 및 하측 분할프레임(13b)은 복수의 연결브라켓(13c)을 통해 상호 간에 연결될 수 있다. 도 13을 참조하면, 한 쌍의 고정핀(13d) 및 한 쌍의 고정볼트(13e)가 상측 분할프레임(13a)의 양측 가장자리 및 하측 분할프레임(13b) 양측 가장자리에 개별적으로 장착될 수 있고, 각 고정핀(13d)은 상측 분할프레임(13a)의 반원형 홈 및 하측 분할프레임(13b)의 반원형 홈 사이에 개재됨으로써 상측 분할프레임(13a) 및 하측 분할프레임(13b)의 조립위치가 정확하게 정렬될 수 있고, 각 고정볼트(13e)가 상측 분할프레임(13a)의 가장자리 및 하측 분할프레임(13b)의 가장자리에 나사결합됨으로써 상측 분할프레임(13a) 및 하측 분할프레임(13b)은 견고하게 결합될 수 있다.

도 10을 참조하면, 회전체(14)는 이동프레임(13)의 제3센터개구(23)에 정렬되는 제4센터개구(24)를 가진 환형 구조로 구성될 수 있다. 제4센터개구(24)의 내경이 작업대상물(5)의 외경 보다 클 수 있다. 작업대상물(5)이 제4센터개구(24)를 통과할 수 있으며, 작업대상물(5)의 외면은 제4센터개구(24)의 내주면으로부터 이격될 수 있다. 도 10을 참조하면, 회전체(14)는 서로 간에 분리가능하게 조립되는 복수의 분할프레임(14a, 14b)를 포함할 수 있다. 복수의 분할프레임(14a, 14b)은 복수의 연결브라켓(14c)을 통해 상호 간에 연결될 수 있고, 이를 통해 회전체(14)는 원형 작업대상물(5)의 둘레를 포위하는 환형 구조를 용이하게 구현할 수 있다. 회전체(14)는 반원형으로 이루어진 상측 분할프레임(14a) 및 반원형으로 이루어진 하측 분할프레임(14b)을 포함할 수 있고, 상측 분할프레임(14a) 및 하측 분할프레임(14b)은 복수의 연결브라켓(14c)을 통해 상호 간에 연결될 수 있다.

회전체(14)는 제4센터개구(24)의 원주방향으로 따라 연장된 원형 가이드레일(41, 도 11참조)을 통해 이동프레임(13)에 회전가능하게 장착될 수 있다. 이에 회전체(14)가 원형 가이드레일(41)을 따라 회전할 수 있고, 원형 가이드레일(41)은 이동프레임(13)에 고정될 수 있고, 원형 가이드레일(41)은 회전체(14)의 내경 보다 큰 반경을 가지도록 구성될 수 있다.

도 11을 참조하면, 원형 가이드레일(41)은 일정갯수로 분할된 복수의 커브드 레일(curved rail, 41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)로 구성될 수 있고, 각 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)의 곡률반경은 원형 가이드레일(41)의 반경과 동일하며, 각 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)은 원호 형상으로 형성될 수 있다. 각 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)은 원형 가이드레일(41)의 반경방향 내측을 향하는 내주측면 및 원형 가이드레일(41)의 반경방향 외측을 향하는 외주측면을 가질 수 있다. 복수의 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)이 원형 가이드레일(41)의 원주방향을 따라 일정반경의 원형을 형성하도록 조립됨으로써 원형 가이드레일(41)이 구성될 수 있다. 복수의 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)은 그 진원도 및 센터링을 정확하게 유지하도록 조립될 수 있다. 복수의 가이드블록(42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f)이 원형 가이드레일(41)을 따라 가이드하도록 구성될 수 있다. 복수의 가이드블록(42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f)의 갯수는 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)의 갯수와 동일할 수 있고, 이에 각 가이드블록(42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f)은 각 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)를 따라 개별적으로 가이드되도록 배치될 수 있다. 복수의 가이드블록(42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f)은 체결구 등을 통해 회전체(14)에 고정될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 공작기계(10)는 원형 가이드레일(41)의 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)들 중에서 모든 커브드 레일 또는 적어도 일부의 커브드 레일에 대한 위치를 선택적으로 교정하도록 구성된 교정기구(50)를 포함할 수 있다.

도 11 및 도 22를 참조하면, 교정기구(50)가 복수의 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f) 중에서 어느 한 커브드 레일(41f)에 장착되어 해당 커브드 레일(41f)의 위치를 교정하는 것을 예시하고 있으며, 그외 나머지 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 적어도 하나의 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)과 작업대상물(5)의 외면 사이의 거리가 교정기구(50)에 의해 조절됨으로써 복수의 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)에 의해 형성된 원형 가이드레일(41)의 진원도 및 센터링은 정확하게 이루어질 수 있다.

구체적으로, 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)들이 이동프레임(13)에 장착된 상태에서 내경 마이크로메터를 이용하여 각 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)과 작업대상물(5)의 외면 사이의 거리를 측정하고, 커브드 레일과 작업대상물 사이의 측정거리가 기준거리(g)와 달라진 경우 해당 커브드 레일에 대해 변형이 발생한 것으로 확인할 수 있다. 여기서, 기준거리(g)는 각 커브드 레일의 곡률중심이 작업대상물의 중심과 일치하도록 설계된 각 커브드 레일과 작업대상물의 외면 사이의 거리일 수 있다. 이에 각 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)과 작업대상물(5)의 외면 사이의 측정거리가 기준거리(g)와 동일해지도록 작업대상물(5)에 대한 각 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)의 상대적인 위치가 교정기구(50)에 의해 선택적으로 조절될 수 있다. 이와 같이, 교정기구(50)가 변형이 발생한 커브드 레일에 장착되고, 해당 커브드 레일의 위치는 교정기구(50)에 의해 조절됨으로써 각 커브드 레일의 센터링을 정확하게 맞출 수 있고, 이를 통해 원형 가이드레일(41)의 진원도가 정확하게 조정될 수 있다. 각 커브드 레일의 센터링은 원형 가이드레일(41)의 중심이 작업대상물(5)의 중심 또는 이동프레임(30)의 제3센터개구(23)의 중심에 일치한 상태를 지칭할 수 있다.

도 22 및 도 23을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 교정기구(50)는 적어도 어느 한 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)에 지지되는 교정지그(51)와, 교정지그(51)에 대해 위치조절가능하게 장착된 교정부재(52)를 포함할 수 있다.

교정지그(51)는 어느 한 커브드 레일(41f)에 지지되는 제1지지부(51a)와, 이동프레임(13)의 내주 가장자리(13f)에 지지되는 제2지지부(51b)를 가질 수 있다.

제1지지부(51a)는 이동프레임(13)의 반경방향을 따라 연장될 수 있고, 제1걸림턱(51e)이 제1지지부(51a)로부터 이동프레임(13)의 축선방향을 따라 돌출할 수 있으며, 이에 제1걸림턱(51e)은 제1지지부(51a)에 대해 직교하는 방향으로 돌출할 수 있다. 제1걸림턱(51e)이 커브드 레일(41f)의 외주측면과 직접적으로 접촉함으로써 제1지지부(51a)는 커브드 레일(41f)에 지지될 수 있다. 제1걸림턱(51e)의 길이방향 축선은 제2지지부(51b)의 길이방향 축선과 평행할 수 있다. 제1지지부(51a)는 관통홀(51c)을 가질 수 있고, 커브드 레일(41f)의 위치가 관통홀(51c)을 통해 육안으로 확인할 수 있다.

제2지지부(51b)는 제1지지부(51a)에 대해 직교하는 방향으로 연장될 수 있고, 제2걸림턱(51f)이 제2지지부(51b)로부터 이동프레임(13)의 반경방향을 따라 돌출할 수 있으며, 이에 제2걸림턱(51f)은 제2지지부(51b)에 대해 직교하는 방향으로 돌출할 수 있다. 제2걸림턱(51f)이 이동프레임(13)의 내주 가장자리(13f)의 상면과 직접적으로 접촉함에 따라 제2지지부(51b)는 이동프레임(13)의 내주 가장자리(13f)에 지지될 수 있다. 제2걸림턱(51f)의 길이방향 축선은 제1지지부(51a)의 길이방향 축선과 평행할 수 있다.

교정부재(52)가 교정지그(51)에 대해 상대적으로 위치조절가능하게 장착될 수 있다. 교정부재(52)는 작업대상물(5)의 외면과 직접적으로 접촉할 수 있고, 이를 통해 적어도 일부의 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f) 및 작업대상물(5)의 외면 사이의 거리는 개별적으로 조절될 수 있다. 특히, 교정지그(51)에 대한 교정부재(52)의 상대적인 위치는 상술한 기준거리(g)에 대응하도록 조절될 수 있다.

일 예에 따르면, 교정부재(52)는 제2지지부(51b)에 대해 나사이동가능하게 장착된 나사부(52a)와, 나사부(52a)의 일단에 마련된 헤드부(52b)를 가진 볼트일 수 있다. 나사부(52a)가 제2지지부(51b)에 대해 나사이동함에 따라 헤드부(52b)의 위치가 조절될 수 있고, 이에 헤드부(52b)는 작업대상물(5)의 외면과 직접적으로 접촉할 수 있다.

교정부재(52)의 헤드부(52b)가 작업대상물(5)의 외면과 직접적으로 접촉한 상태에서 교정지그(51)를 작업대상물(5)을 향해(이동프레임(13)의 반경방향 내측) 이동시킴으로써 커브드 레일(41f)의 위치를 상대적으로 조절할 수 있고, 이에 작업대상물(5)의 외면과 커브드 레일(41f) 사이의 거리는 설계된 기준거리(g)에 부합하도록 교정됨으로써 원형 가이드레일(41)의 센터링 및 진원도가 정밀하게 확보될 수 있다. 이때, 작업대상물(5)의 외면과 커브드 레일(41f) 사이의 거리는 내경 마이크로메터에 의해 측정될 수 있다.

도 24 및 도 25를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 교정기구(60)는 적어도 어느 한 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)에 지지되는 교정지그(61)와, 교정지그(61)에 대해 위치조절가능하게 장착된 교정부재(62)를 포함할 수 있다.

교정지그(61)는 이동프레임(13)의 어느 한 커브드 레일(41f)에 지지되는 제1지지부(61a)와, 이동프레임(13)의 내주 가장자리(13f)에 지지되는 제2지지부(61b)를 가질 수 있다.

제1지지부(61a)는 이동프레임(13)의 반경방향을 따라 연장될 수 있고, 제1지지부(61a)는 한 쌍의 레그(63)를 가질 수 있다. 한 쌍의 레그(63)는 제1지지부(61a)로부터 이동프레임(13)의 중심을 향해 연장될 수 있고, 한 쌍의 레그(63)가 틈새(64)를 통해 이격될 수 있으며, 커브드 레일(41f)의 위치가 틈새(64)를 통해 육안으로 확인할 수 있다. 각 레그(63)는 제1걸림턱(63a)을 가질 수 있고, 제1걸림턱(63a)은 제1지지부(61a)로부터 이동프레임(13)의 축선방향을 따라 돌출할 수 있으며, 이에 제1걸림턱(63a)은 제1지지부(61a)에 대해 직교하는 방향으로 돌출할 수 있다. 제1걸림턱(63a)이 커브드 레일(41f)의 외주측면과 직접적으로 접촉함으로써 제1지지부(61a)는 커브드 레일(41f)에 지지될 수 있다. 제1걸림턱(63a)의 길이방향 축선은 제2지지부(61b)의 길이방향 축선과 평행할 수 있다.

제2지지부(61b)는 제1지지부(61a)에 대해 직교하는 방향으로 연장될 수 있고, 제2걸림턱(61f)이 제2지지부(61b)로부터 이동프레임(13)의 반경방향을 따라 돌출할 수 있으며, 이에 제2걸림턱(61f)은 제2지지부(61b)에 대해 직교하는 방향으로 돌출할 수 있다. 제2걸림턱(61f)이 이동프레임(13)의 내주 가장자리(13f)의 상면과 직접적으로 접촉함에 따라 제2지지부(61b)는 이동프레임(13)의 내주 가장자리(13f)에 지지될 수 있다. 제2걸림턱(61f)의 길이방향 축선은 제1지지부(61a)의 길이방향 축선과 평행할 수 있다.

교정부재(62)가 교정지그(61)에 대해 상대적으로 위치조절가능하게 장착됨에 따라 교정부재(62)는 작업대상물(5)의 외면과 직접적으로 접촉할 수 있고, 이를 통해 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f) 및 작업대상물(5)의 외면 사이의 거리는 개별적으로 조절될 수 있다. 특히, 교정지그(61)에 대한 교정부재(62)의 상대적인 위치는 상술한 기준거리(g)에 대응하도록 조절될 수 있다.

일 예에 따르면, 교정부재(62)는 제2지지부(61b)에 대해 나사이동가능하게 장착된 나사부(62a)와, 나사부(62a)의 일단에 마련된 헤드부(62b)를 가진 볼트일 수 있다. 나사부(62a)가 제2지지부(61b)에 대해 나사이동함에 따라 헤드부(62b)의 위치가 조절될 수 있으며, 헤드부(62b)는 작업대상물(5)의 외면과 직접적으로 접촉할 수 있다.

교정부재(62)의 헤드부(62b)가 작업대상물(5)의 외면과 직접적으로 접촉한 상태에서 교정지그(61)를 작업대상물(5)을 향해(이동프레임(13)의 반경방향 내측) 이동시킴으로써 커브드 레일(41f)의 위치를 상대적으로 조절할 수 있고, 이에 작업대상물(5)의 외면과 커브드 레일(41f) 사이의 거리는 설계된 기준거리(g)에 부합하도록 교정교정됨으로써 원형 가이드레일(41)의 센터링 및 진원도가 정밀하게 확보될 수 있다. 이때, 작업대상물(5)의 외면과 커브드 레일(41f) 사이의 거리는 내경 마이크로메터에 의해 측정될 수 있다.

도 26 및 도 27을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 교정기구(70)는 적어도 어느 한 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)에 지지되는 교정지그(71)와, 교정지그(71)에 대해 위치조절가능하게 장착된 교정부재(72)를 포함할 수 있다.

교정지그(71)는 이동프레임(13)의 반경방향을 따라 연장된 원통형부재로 구성될 수 있고, 교정지그(71)는 원형 가이드레일(41)의 어느 한 커브드 레일(41f) 및 작업대상물(5)의 외면 사이에 배치될 수 있다. 교정지그(71)는 그 내부에 한정된 캐비티(71a)를 가질 수 있다. 교정너트(73)가 교정지그(71)의 일단에 고정될 수 있고, 교정너트(73)의 나사홀이 교정지그(71)의 캐비티(71a)에 정렬될 수 있으며, 교정지그(71)의 타단은 커브드 레일(41f)의 내주측면에 지지될 수 있다. 교정지그(71)는 상대적으로 큰 외경을 가질 수 있고, 교정지그(71)는 이동프레임(13)과 직접적으로 접촉하도록 구성될 수 있다.

교정부재(72)가 교정지그(71)에 대해 상대적으로 위치조절가능하게 장착될 수 있다. 교정부재(72)는 작업대상물(5)의 외면과 직접적으로 접촉할 수 있고, 이를 통해 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f) 및 작업대상물(5)의 외면 사이의 거리는 개별적으로 조절될 수 있다. 특히, 교정지그(71)에 대한 교정부재(72)의 상대적인 위치는 상술한 기준거리(g)에 대응하도록 조절될 수 있다.

일 예에 따르면, 교정부재(72)는 교정지그(71)의 교정너트(73)에 대해 나사이동가능하게 장착된 나사부(72a)와, 나사부(72a)의 일단에 마련된 헤드부(72b)를 가진 볼트일 수 있다. 나사부(72a)가 교정너트(73)에 대해 나사이동함에 따라 나사부(72a)는 교정지그(71)의 캐비티(71a)에 이동가능하게 수용될 수 있으며, 헤드부(72b)의 위치가 조절될 수 있고, 헤드부(72b)는 작업대상물(5)의 외면과 직접적으로 접촉할 수 있다.

교정부재(72)의 헤드부(72b)가 작업대상물(5)의 외면과 직접적으로 접촉한 상태에서 교정지그(71)를 작업대상물(5)로부터 멀어지는 방향(이동프레임(13)의 반경방향 외측)으로 이동시킴으로써 커브드 레일(41f)의 위치를 상대적으로 조절할 수 있고, 이에 작업대상물(5)의 외면과 커브드 레일(41f) 사이의 거리는 설계된 기준거리(g)에 부합하도록 교정됨으로써 원형 가이드레일(41)의 센터링 및 진원도가 정밀하게 확보될 수 있다. 이때, 작업대상물(5)의 외면과 커브드 레일(41f) 사이의 거리는 내경 마이크로메터에 의해 측정될 수 있다.

도 28 및 도 29를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 교정기구(80)는 적어도 어느 한 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f)에 지지되는 교정지그(81)와, 교정지그(81)에 대해 위치조절가능하게 장착된 교정부재(82)를 포함할 수 있다.

교정지그(81)는 원형 가이드레일(41)의 어느 한 커브드 레일(41f) 및 작업대상물(5)의 외면 사이에 위치하는 원통형부재로 구성될 수 있고, 교정지그(81)는 이동프레임(13)의 반경방향을 따라 연장될 수 있다. 교정지그(81)는 그 내부에 한정된 캐비티(81a)를 가질 수 있다. 교정너트(83)가 교정지그(81)의 일단에 고정될 수 있고, 교정너트(83)의 나사홀이 교정지그(81)의 캐비티(81a)에 정렬될 수 있으며, 교정지그(81)의 타단은 커브드 레일(41f)의 내주측면에 지지될 수 있다. 교정지그(81)는 상대적으로 작은 외경을 가질 수 있고, 이에 교정지그(81)는 이동프레임(13)에 대해 이격될 수 있다.

교정부재(82)가 교정지그(81)에 대해 상대적으로 위치조절가능하게 장착될 수 있다. 교정부재(82)는 작업대상물(5)의 외면과 직접적으로 접촉할 수 있고, 이를 통해 커브드 레일(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f) 및 작업대상물(5)의 외면 사이의 거리는 개별적으로 조절될 수 있다. 특히, 교정지그(81)에 대한 교정부재(82)의 상대적인 위치는 상술한 기준거리(g)에 대응하도록 조절될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 교정부재(82)는 교정지그(81)의 교정너트(83)에 대해 나사이동가능하게 장착된 나사부(82a)와, 나사부(82a)의 일단에 마련된 헤드부(82b)를 가진 볼트일 수 있다. 나사부(82a)가 교정너트(83)에 대해 나사이동함에 따라 나사부(82a)는 교정지그(81)의 캐비티(81a)에 이동가능하게 수용될 수 있으며, 헤드부(82b)의 위치가 조절될 수 있고, 헤드부(82b)는 작업대상물(5)의 외면과 직접적으로 접촉할 수 있다.

교정부재(82)의 헤드부(82b)가 작업대상물(5)의 외면과 직접적으로 접촉한 상태에서 교정지그(81)를 작업대상물(5)로부터 멀어지는 방향(이동프레임(13)의 반경방향 외측)으로 이동시킴으로써 커브드 레일(41f)의 위치를 상대적으로 조절할 수 있고, 이에 작업대상물(5)의 외면과 커브드 레일(41f) 사이의 거리는 설계된 기준거리(g)에 부합하도록 교정됨으로써 원형 가이드레일(41)의 센터링 및 진원도가 정밀하게 확보될 수 있다. 이때, 작업대상물(5)의 외면과 커브드 레일(41f) 사이의 거리는 내경 마이크로메터에 의해 측정될 수 있다.

도 10을 참조하면, 회전체(14)는 회전모터(35) 및 체인(37)에 의해 회전하도록 구성될 수 있다. 회전모터(35)는 이동프레임(13)의 상단에 고정적으로 장착될 수 있고, 감속기(35a)가 회전모터(35)에 연결될 수 있으며, 복수의 치형을 가진 구동스프라켓(36)이 감속기(35a)에 연결될 수 있다. 회전체(14)는 그 외주면에 복수의 치형(14f)이 제공될 수 있고, 복수의 치형(14f)은 회전체(14)의 외주면에 일정피치로 제공될 수 있다. 체인(37)이 구동스프라켓(36)과 회전체(14)의 치형(14f)들 사이에 감겨질 수 있고, 회전모터(35)의 동력이 감속기(35a) 및 체인(37)을 통해 회전체(14)로 전달됨으로써 회전체(14)가 회전할 수 있다. 이와 같이, 체인(37)이 구동스프라켓(36)의 치형들과 회전체(14)의 치형(14f)들 사이를 연결함으로써 회전모터(35)의 동력을 보다 정확하게 전달할 수 있다. 제1고정프레임(11)은 이동프레임(13)에 장착된 회전모터(35)가 통과하는 개구(11f)를 가질 수 있고, 이에 이동프레임(13)이 제1고정프레임(11)에 인접할 경우 회전모터(35)가 제1고정프레임(11)과 간섭됨이 방지될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 공작기계(10)는 체인(37)의 장력을 조절하는 체인 장력조절기구(38)를 더 포함할 수 있다. 체인 장력조절기구(38)는 이동프레임(13)의 상단에 장착될 수 있다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 체인 장력조절기구(38)는 아이들 스프라켓(38a)과, 아이들 스프라켓(38a)의 중심에 장착된 샤프트(38b)와, 샤프트(38b)가 회전가능하게 장착된 조절블록(38c)과, 조절블록(38c)의 위치를 조절하는 조절나사(38d)를 포함할 수 있다. 아이들 스프라켓(38a)은 이동프레임(13)의 상단에 회전가능하게 장착될 수 있고, 아이들 스프라켓(38a)은 적절히 그 위치가 조절됨으로써 체인(37)의 일측을 가압할 수 있으며, 이를 통해 체인(37)은 그 장력이 적절히 조절될 수 있다. 베이스블록(38e)이 이동프레임(13)의 상단에 장착될 수 있으며, 베이스블록(38e)은 슬롯(38f)을 가질 수 있다. 샤프트(38b) 및 조절블록(38c)의 위치는 슬롯(38f)을 따라 조절될 수 있다. 조절나사(38d)는 그 회전에 의해 베이스블록(38e)에 대해 이동가능하게 장착될 수 있고, 조절나사(38d)가 회전함에 따라 조절블록(38c) 및 샤프트(38b)의 위치가 조절될 수 있다. 이에 의해, 아이들 스프라켓(38a)의 위치가 조절블록(38c) 및 샤프트(38b)와 함께 조절될 수 있다.

도 10을 참조하면, 복수의 공구(15, 16)가 회전체(14)에 장착될 수 있고, 회전체(14)가 회전함에 따라 복수의 공구(15, 16)는 작업대상물(5)의 둘레을 따라 원주방향으로 이동하면서 작업대상물(5)의 외면을 가공할 수 있다. 복수의 공구(15, 16)는 회전체(14)에 상호 대향하도록 장착된 제1공구(15) 및 제2공구(16)를 포함할 수 있고, 제1공구(15)의 선단 및 제2공구(16)의 선단이 회전체(14)의 내주면으로부터 회전체(14)의 제4센터개구(24)를 향해 돌출된 거리가 조절되도록 구성될 수 있다.

도 18 및 도 19를 참조하면, 제1공구(15)는 선삭툴일 수 있고, 제1공구(15)는 장착블록(15a) 및 커버블록(15b)에 결합될 수 있다. 장착블록(15a)은 홈부(15c)를 가질 수 있고, 제1공구(15)는 장착블록(15a)의 홈부(15c)에 위치조절가능하게 삽입될 수 있으며, 특히 제1공구(15)의 선단이 장착블록(15a)으로부터 돌출함으로써 제1공구(15)의 선단은 회전체(14)의 내주면으로부터 돌출할 수 있다. 제1공구(15)가 장착블록(15a)의 홈부(15c) 내에 위치조절된 상태에서 커버블록(15b)이 체결구 등을 통해 장착블록(15a)에 결합됨으로써 제1공구(15)는 장착블록(15a) 및 커버블록(15b)에 결합될 수 있다. 장착블록(15a)이 체결구 등을 통해 회전체(14)에 결합됨에 따라 제1공구(15)는 회전체(14)에 고정적으로 장착될 수 있다.

도 20 및 도 21을 참조하면, 제2공구(16)는 면삭툴일 수 있고, 제2공구(16)는 장착블록(16a) 및 커버블록(16b)에 결합될 수 있다. 제2공구(16)의 선단이 장착블록(16a)으로부터 돌출함으로써 제2공구(16)의 선단은 회전체(14)의 내주면으로부터 제4센터개구(24)를 향해 돌출할 수 있고, 커버블록(16b)이 체결구 등을 통해 장착블록(16a)에 결합됨으로써 제2공구(16)는 장착블록(16a) 및 커버블록(16b)에 결합될 수 있다. 장착블록(16a)이 체결구 등을 통해 회전체(14)에 결합됨에 따라 제1공구(15)는 회전체(14)에 고정적으로 장착될 수 있다. 장착블록(16a) 및 커버블록(16b)은 조절유닛(45)에 의해 위치조절될 수 있다. 조절유닛(45)은 베이스블록(45a)과, 베이스블록(45a)에 대해 이동가능한 조절블록(45b)과, 조절블록(45b)과 장착블록(16a) 사이에 개재된 스프링(45c)과, 조절블록(45b)의 위치를 조절하는 조절나사(45d)를 포함할 수 있다. 조절나사(45d)를 돌림으로써 조절블록(45b)의 위치가 조절될 수 있고, 이를 통해 장착블록(16a), 커버블록(16b), 제2공구(16)의 위치가 조절될 수 있다. 장착블록(16a)은 스프링(45c)에 의해 조절블록(45b)에 대해 탄성적으로 지지될 수 있다.

센서(19)가 회전체(14)에 장착될 수 있고, 센서(19)는 작업대상물(5)의 중심이 회전체(14)의 제4센터개구(24)의 중심과 일치하는 지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 도 17을 참조하면, 센서(19)는 장착블록(19a)에 결합될 수 있다. 장착블록(19a)이 회전체(14)에 결합됨으로써 센서(19)는 회전체(14)에 장착될 수 있다. 일 예에 따르면, 센서(19)는 레이저 센서일 수 있다.

도 1, 도 2, 도 5, 및 도 6을 참조하면, 각 가이드봉(17)의 축선은 리니어 가이드(18)의 축선과 평행할 수 있고, 각 가이드봉(17)의 축선 및 리니어 가이드(18)의 축선은 공작기계(10)의 축선과 평행할 수 있다. 복수의 가이드봉(17)은 제1고정프레임(11), 제2고정프레임(12), 및 이동프레임(13)을 관통하도록 구성될 수 있고, 이동프레임(13)의 이동은 복수의 가이드봉(17)을 따라 공작기계(10)의 축선을 따라 가이드될 수 있다.

도 15를 참조하면, 각 리니어 가이드(18)의 양단은 체결구 등을 통해 제1고정프레임(11) 및 제2고정프레임(12)에 고정될 수 있다. 도 16을 참조하면, 각 리니어 가이드(18)는 공작기계(10)의 축선방향을 따라 연장된 가이드바디(18a)와, 가이드바디(18a)의 길이방향으로 연장된 가이드레일(18b)과, 가이드레일(18b)을 따라 이동가능한 가이드블록(18c)과, 가이드블록(18c)에 결합된 장착블록(18d)을 포함할 수 있다. 가이드바디(18a)는 공작기계(10)의 축선방향을 따라 길게 연장된 플레이트일 수 있고, 가이드바디(18a)의 일단은 체결구 등을 통해 제1고정프레임(11)에 고정될 수 있으며, 가이드바디(18a)의 타단은 체결구 등을 통해 제2고정프레임(12)에 고정될 수 있다. 장착블록(18d)이 체결구 또는 용접 등을 통해 가이드블록(18c)에 결합됨으로써 장착블록(18d)은 가이드블록(18c)과 함께 가이드레일(18b)을 따라 이동할 수 있다. 특히, 장착블록(18d)은 체결구 등을 통해 이동프레임(13)에 고정될 수 있고, 이에 이동프레임(13)은 장착블록(18d) 및 가이드블록(18c)을 통해 공작기계(10)의 축선방향을 따라 이동할 수 있다.

이동프레임(13)은 복수의 이송모터(31, 32) 및 복수의 이송나사(33, 34)에 의해 공작기계(10)의 축선을 따라 직선방향으로 이동할 수 있다. 도 1 내지 도 6을 참조하면, 복수의 이송모터(31, 32)는 제1고정프레임(11)의 상단에 장착된 제1이송모터(31) 및 제1고정프레임(11)의 하단에 장착된 제2이송모터(32)를 포함할 수 있고, 복수의 이송나사(33, 34)는 제1이송모터(31)에 의해 회전하는 제1이송나사(33) 및 제2이송모터(32)에 의해 회전하는 제2이송나사(34)를 포함할 수 있다. 제1이송모터(31) 및 제2이송모터(32)는 제1고정프레임(11) 상에서 대각선방향으로 이격될 수 있다. 제1감속기(31a)가 제1이송모터(31)에 연결될 수 있고, 제1이송나사(33)가 제1감속기(31a)에 연결될 수 있다. 제1이송나사(33)는 공작기계(10)의 축선방향을 따라 연장될 수 있고, 제1이송나사(33)의 길이방향 축선은 공작기계(10)의 길이방향 축선과 평행할 수 있다. 제1이송너트(33a)가 이동프레임(13)의 상단에 장착될 수 있고, 제1이송너트(33a)는 제1이송나사(33)에 나사이동가능하게 치합될 수 있다. 이에 의해 제1이송나사(33)가 제1이송모터(31)의 구동에 의해 회전함에 따라 제1이송너트(33a) 및 이동프레임(13)은 제1이송나사(33)의 길이방향을 따라 이동할 수 있다. 제2감속기(32a)가 제2이송모터(32)에 연결될 수 있고, 제2이송나사(34)가 제2감속기(32a)에 연결될 수 있다. 제2이송나사(34)는 공작기계(10)의 축선방향을 따라 연장될 수 있고, 제2이송나사(34)의 길이방향 축선은 공작기계(10)의 길이방향 축선과 평행할 수 있다. 제2이송너트(34a)가 이동프레임(13)의 하단에 장착될 수 있고, 제2이송너트(34a)는 제2이송나사(34)에 나사이동가능하게 치합될 수 있다. 이에 의해 제2이송나사(34)가 제2이송모터(32)의 구동에 의해 회전함에 따라 제2이송너트(34a) 및 이동프레임(13)은 제2이송나사(34)의 길이방향을 따라 이동할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 공작기계(10)에 의하면, 원형의 작업대상물(5)이 제1고정프레임(11)의 제1센터개구(21), 제2고정프레임(12)의 제2센터개구(22), 이동프레임(13)의 제3센터개구(23), 회전체(14)의 제4센터개구(24) 내에 위치된 이후에 공구(15, 16)가 회전체(14)의 회전에 의해 원형 가이드레일(41)을 따라 이동하면서 작업대상물(5)의 표면을 정밀하게 가공하도록 구성될 수 있다.

특히, 원형 가이드레일(41)의 센터링(및/또는 진원도)이 교정기구(50, 60, 70, 80)에 의해 정밀하게 조절 내지 교정됨으로써 가이드블록(42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f) 등과 같은 내부부품의 손상을 방지할 수 있고, 작업대상물(5)의 외며에 대한 가공정밀도를 대폭 개선할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 공작기계 11: 제1고정프레임
12: 제2고정프레임 13: 이동프레임
14: 회전체 15: 제1공구
16: 제2공구 17: 가이드봉
18: 리니어 가이드 19: 센서
21: 제1센터개구 22: 제2센터개구
23: 제3센터개구 24: 제4센터개구
31: 제1구동모터 32: 제2구동모터
33: 제1이송나사 33a: 제1이송너트
34: 제2이송나사 34a: 제2이송너트
41: 원형 가이드레일
41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f: 커브드 레일
43: 제1지지유닛 44: 제2지지유닛
50, 60, 70, 80: 교정기구
51, 61, 71, 81: 교정지그
52, 62, 72, 82: 교정부재

Claims (15)

1. 원통형상의 작업대상물의 외면을 가공하기 위한 공작기계로서,
   상기 작업대상물의 둘레에 배치된 원형 가이드레일;
   상기 원형 가이드레일을 따라 이동하면서 상기 작업대상물의 외면을 가공하도록 구성된 공구;
   제1센터개구를 가진 제1고정프레임;
   상기 제1고정프레임의 맞은편에 이격되게 배치되고, 제2센터개구를 가진 제2고정프레임;
   상기 제1고정프레임 및 상기 제2고정프레임 사이에 이동가능하게 배치되고, 제3센터개구를 가진 이동프레임; 및
   상기 이동프레임에 회전가능하게 장착되고, 제4센터개구를 가진 회전체;를 포함하고,
   상기 원형 가이드레일은 일정 갯수로 분할된 복수의 커브드 레일을 포함하고, 복수의 커브드 레일은 상기 원형 가이드레일의 원주방향을 따라 조립되며,
   복수의 커브드 레일 중에서 적어도 일부의 커브드 레일은 교정기구에 의해 상기 원형 가이드레일의 반경방향을 따라 교정되도록 구성되고,
   상기 작업대상물은 상기 제1센터개구, 상기 제2센터개구, 상기 제3센터개구, 및 상기 제4센터개구를 통과하며, 상기 공구는 상기 회전체에 장착되고, 상기 복수의 커브드 레일은 상기 이동프레임에 장착되며, 상기 회전체는 상기 원형 가이드레일을 따라 회전하도록 구성된 공작기계.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 교정기구는, 복수의 커브드 레일 중에서 적어도 어느 한 커브드 레일에 지지되는 교정지그와, 상기 교정지그에 대해 위치조절가능하게 장착된 교정부재를 포함하고,
   상기 교정부재는 상기 작업대상물의 외면과 접촉하도록 구성된 공작기계.
   
3. 삭제
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 교정지그는 상기 커브드 레일에 지지되는 제1지지부와, 상기 이동프레임의 내주가장자리에 지지되는 제2지지부를 가지고,
   상기 제1지지부는 상기 이동프레임의 반경방향을 따라 연장되고,
   상기 제2지지부는 상기 제1지지부에 대해 직교하는 방향으로 연장되는 공작기계.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1지지부는 상기 커브드 레일과 직접적으로 접촉하는 제1걸림턱을 가지고,
   상기 제2지지부는 상기 이동프레임의 내주 가장자리와 직접적으로 접촉하는 제2걸림턱을 가지는 공작기계.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 교정부재는 상기 제2지지부에 대해 나사이동가능하게 장착된 나사부와, 상기 나사부의 일단에 마련된 헤드부를 포함하고,
   상기 나사부가 상기 제2지지부에 대해 나사이동함에 따라 상기 헤드부의 위치가 조절되도록 구성된 공작기계.
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 교정지그는 상기 이동프레임의 반경방향을 따라 연장된 원통형 부재로 구성되고, 상기 교정지그는 그 내부에 한정된 캐비티를 가지며, 교정너트가 상기 교정지그의 일단에 고정되며, 상기 교정너트의 나사홀이 상기 캐비티에 정렬되도록 구성된 공작기계.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 교정부재는 상기 교정너트에 나사이동가능하게 장착된 나사부와, 상기 나사부의 일단에 마련된 헤드부를 포함하고,
   상기 나사부가 상기 교정너트에 대해 나사이동함에 따라 상기 나사부는 상기 교정지그의 캐비티에 이동가능하게 수용되도록 구성된 공작기계.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 원형 가이드레일을 따라 가이드되는 복수의 가이드블록을 더 포함하고,
   상기 복수의 가이드블록은 상기 회전체에 고정되며, 상기 회전체는 상기 복수의 가이드블록 및 상기 원형 가이드레일을 통해 상기 이동프레임에 회전가능하게 장착되는 공작기계.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 회전체는 회전모터 및 체인에 의해 회전하도록 구성되고, 상기 회전모터는 상기 이동프레임의 상단에 장착되는 공작기계.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 회전체는 그 외주면에 일정 피치로 형성된 복수의 치형을 가지고,
    상기 체인은 상기 회전모터에 연결된 구동스프라켓 및 상기 회전체의 치형들 사이에 감겨지도록 구성된 공작기계.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 체인의 장력을 조절하는 체인 장력조절기구를 더 포함하고,
    상기 체인 장력조절기구는 상기 체인을 가압하도록 구성된 아이들 스프라켓을 포함하는 공작기계.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 체인 장력조절기구는 상기 아이들 스프라켓의 중심에 장착된 샤프트와, 상기 샤프트가 회전가능하게 장착된 조절블록과, 상기 조절블록의 위치를 조절하는 조절나사를 더 포함하는 공작기계.
14. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동프레임은 복수의 이송모터 및 복수의 이송나사에 의해 상기 공작기계의 축선방향을 따라 이동가능한 공작기계.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 복수의 이송모터는 상기 제1고정프레임에 장착되고, 상기 복수의 이송나사는 상기 복수의 이송모터에 개별적으로 연결되는 공작기계.
    

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