KR102341443B1 - 5축 가공 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 5축 가공 장치(100)에 관한 것으로, 베이스 부재(10), 서포트 부재(20), 고정 베이스(30), 제1이동 플레이트(40), 제2이동 플레이트(50), 제3이동 플레이트(60), 제4이동 프레임(70), 제5이동 프레임(80) 및 제어기(도시되지 않음)를 포함한다. 5축 가공 장치(100)는 A, C 및 X의 3개축을 동시에 보유하도록 디자인됨으로써, 금속 부품의 가공에 필요한 강성을 손상시키지 않고도 소형화가 가능하다. 5축 가공 장치(100)는 X, Y, Z, A 및 C축의 제어를 개별적으로는 물론 동시에 수행 가능하도록 구성된다.

Description

5축 가공 장치 {Five- Axis Machining Apparatus}
본 발명은 가공 장치, 더욱 상세하게는 예컨대 CNC 머신 등의 5축 가공 장치에 관한 것이다.
전통적인 기계 가공은 주로 수작업으로 행해지므로, 작업 정밀도는 작업자의 기술과 경험 등에 따라 달라졌다. 이러한 작업자 의존도를 최소화하기 위해 컴퓨터 수치제어(computer numerical control, 이하에서 "CNC"로 칭함) 방식의 가공기가 개발되었다. CNC 가공기는 컴퓨터를 포함하며, 작업자는 필요에 따라 절단 작업 등과 같은 명령을 수행하기 위한 프로그램을 컴퓨터에 설치하도록 구성되며, 가공에 필요한 공구의 장착 및 나머지 작업은 컴퓨터에 의해 자동적으로 수행된다. 전형적인 CNC 머신은 2축 또는 3축 변환을 지원하는데, 최근에는 기술 진보에 따라 5축 CNC 머신이 개발되었다.
현재 시중에 나와 있는 5축 CNC 머신들은 X축 상에서 이동하는 테이블에 A축과 B축을 탑재하도록 디자인되어 있다. 100mm 또는 이보다 더 작은 크기를 갖는 매우 작은 부품, 즉 시계 케이스, 소형 임펠러, 귀금속 부품 또는 치아 브릿지 등의 가공 처리시, 이동 테이블을 포함하는 X축 구조는 필수가 아니므로 이러한 불필요성에 따라 기계의 크기와 중량을 증가시켜 기계를 매우 다루기 어렵게 만들었다. 또한 이러한 디자인은 고용량의 리니어 모션 가이드(Linear Motion Guide, LMG) 및 볼 스크류를 사용하여 테이블을 이동시키도록 구성됨으로써, 기계의 제조 원가를 증가시켰다.
상기와 같은 작은 크기를 갖는 부품의 고정 및 가공을 위한 콤팩트한 디자인의 5축 CNC 가공기에 대한 개발 시도는 과거에서부터 있어왔다. 그러나 이러한 시도는 CNC 가공기의 강도와 강성을 감소시킴에 따라, 금속 부품의 가공 작업 등에는 효과적이지 못하였다.
따라서 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복할 수 있는 콤팩트한 디자인의 5축 가공 장치에 대한 필요성이 대두되었다.
본 발명의 목적은 작은 크기를 갖는 부품의 고정 및 가공을 위해, 테이블 상에서 용이하게 장착 가능하도록 구성된 콤팩트한 디자인의 5축 가공 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 5축 가공 장치에 의해 구현된다. 5축 가공 장치는 베이스 부재, 서포트 부재, 고정 베이스, 제1이동 플레이트, 제2이동 플레이트, 제3이동 플레이트, 제4이동 프레임, 제5이동 프레임 및 제어기를 포함하며, 5축 가공 장치에는 장치의 제1측면 및 제1측면의 반대쪽인 제2측면 방향으로 각각 평행하게 연장되는 Y축이 제공된다.
베이스 부재는 Y축과 평행하게 연장되고 위쪽을 향한 상단면을 구비한 제1부분, 및 제1부분의 제2측면 단부로부터 상향 연장되는 제2부분을 구비하며, 서포트 부재는 베이스 부재의 제2부분의 상단부로부터 제1부분의 연장 방향에 대해 수직으로 추가 상향 연장되고, 서포트 부재의 하단부에는 제1샤프트를 지지하는 샤프트 개구가 설치됨으로써 Y축 방향으로 연장되는 제1샤프트가 통과하도록 구성된다. 고정 베이스는 베이스 부재의 제1부분의 상단면에 장착된다. 제1이동 플레이트는 제1이동 기구에 의해 Y축 방향으로 이동하도록 구성된다. 제2이동 플레이트는 소포트 부재에 장착된다. 제2이동 플레이트는 제2구동 기구에 의해 수평 방향으로 연장되는 평면 내에서 Y축에 직교하는 X축 방향으로 이동하도록 구성된다. 제3이동 플레이트는 제2이동 플레이트의 위쪽 X축 및 Y축에 직교하는 Z축 방향으로 장착된다. 제3이동 플레이트는 제3구동 기구에 의해 Z축 방향으로 이동하도록 구성된다.
삭제
제3이동 플레이트에는 Z축 방향으로 연장되는 스핀들이 장착되며, 스핀들에는 절삭 공구가 배치된다. 제3이동 플레이트가 제3구동 기구에 의해 구동시, 스핀들은 선형 수직 운동을 수행하도록 구성된다. 제2이동 플레이트가 제2구동 기구에 의해 구동시, 스핀들은 선형 수평 운동을 수행하도록 구성된다.
제4이동 프레임은 제1이동 플레이트에 배치된다. 제4이동 프레임은 제1샤프트를 Y축 방향으로 이동하도록 구성된 제1이동 플레이트에 따라 Y축 방향으로 이동하도록 구성된다. 제4이동 프레임은 제1샤프트를 추가로 Y축 방향의 회전 중심선인 B축 방향으로 회전시키도록 구성된 제4구동 기구를 포함한다. 제1샤프트는 서포트 부재의 하부에 그 일단부를 관통시키도록 배치된다.
제5이동 프레임은 상기 제2측면의 제1샤프트의 타단부에 장착된다. 제5이동 프레임은 제1이동 플레이트의 이동에 대응하여 Y축 방향으로 이동하는 한편, 제1샤프트의 회전에 대응하여 B축 방향으로 스윙 운동을 하도록 구성된다.
제5이동 프레임은 제2샤프트, 척 및 제5구동 기구를 포함한다. 척은 제2샤프트에 장착되어 대상물을 고정하도록 구성되며, 제5구동 기구에 의해 제2샤프트를 회전시킨 다음, D축 방향으로 대상물을 회전시키도록 구성된다. Y축을 따른 제5이동 프레임의 선형 운동, B축 방향의 제5이동 프레임의 스윙 운동 및 D축 방향의 척의 회전에 의해 대상물을 절삭 공구에 대해 다양한 위치로 배치 가능하도록 구성된다.
일반적으로 제1구동 플레이트, 제2이동 플레이트 및 제3이동 플레이트는 직선 운동(LM) 레일, 부시(bush), 도브테일(dovetail) 및 롤러 가이드 중 하나로 선택됨으로써 부드러운 강체 운동이 수행 가능하도록 구성된다. 각 구동 기구는 모터 및 모터에 연결된 구동 유닛을 포함한다. 제1구동 기구, 제2구동 기구 및 제3구동 기구의 모터는 회전 모터 및 선형 모터 중 하나로부터 선택된다. 제4구동 기구 및 제5구동 기구의 모터는 회전 모터로 구성된다. 구동 유닛은 타이밍 벨트 및 풀리, 하모닉 드라이브, 사이클로이드 드라이브, 웜휠 기어박스, 웜휠 및 샤프트 유닛 중 하나로부터 선택된다.
제어기는 예컨대, 컴퓨터 수치제어 방식으로 구성되며, 제1구동 플레이트, 제2이동 플레이트, 제3이동 플레이트, 제1샤프트 및 제2샤프트의 이동을 제어하도록 구성된다.
본 발명에 따라, 작은 크기를 갖는 부품의 고정 및 가공을 위해 테이블 상에서 용이하게 장착 가능하도록 구성된 콤팩트한 디자인의 5축 가공 장치가 제공된다.
본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 도면 및 아래에 기술되는 상세 설명으로부터 명백해질 것이다
도 1은 B축이 회전되지 않은 상태를 도시하는 본 발명에 따른 5축 가공 장치의 사시도이다.
도 2는 B축이 45도 회전된 상태를 도시하는 5축 가공 장치의 사시도이다.
도 3은 도 1의 5축 가공 장치에 대한 개략도이다.
도 4는 도 1의 5축 가공 장치의 X축 상에 제2구동 플레이트가 장착된 상태를 도시하는 개략도이다.
도 5는 도 1의 5축 가공 장치의 Y축 상에 제1구동 플레이트가 배치된 상태를 도시하는 개략도이다.
본 발명의 목적은 본 발명에 따라 제공되는 5축 가공 장치에 의해 구현되며, 종래 기술 및 접근법에 관련된 문제점 및 단점들은 이하에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 극복 가능하다.
본 발명은 작은 크기를 갖는 부품의 고정 및 가공을 위해, 테이블 상에서 용이하게 장착 가능하도록 구성된 콤팩트한 디자인의 5축 가공 장치를 제공한다. 본 5축 가공 장치는 부품 가공시 5축을 각각 개별 제어할 수 있음은 물론 동시 제어도 가능하도록 구성된다.
이하에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 도면에서 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호가 부여되어 있다. 이들 참조 번호는 아래의 설명에서 괄호로 도시된다.
도 1 내지 5에, 본 발명에 따른 5축 가공 장치(100)(이하 "장치[100]")가 도시되어 있다. 장치(100)는 X, Y, Z, B 및 D축 상의 운동이 가능하도록 구성된다. 바람직한 실시예에서, 장치(100)는 5축 컴퓨터 수치 제어(CNC) 가공기로 구성된다. 장치(100)는 베이스 부재(10), 서포트 부재(20), 고정 베이스(30), 제1이동 플레이트(40), 제2이동 플레이트(50), 제3이동 플레이트(60), 제4이동 프레임(70), 제5이동 프레임(80) 및 제어기(도시되지 않음)를 포함한다.
구체적으로, 상술된 장치(100)의 구성 요소들은 금속 성분으로 제조된다. 그러나, 다양한 크기와 형상으로 구성되는 상술된 장치(100)의 구성 요소들은 또한 당업계에 공지된 임의의 적당한 재료로 제조될 수 있는 것으로 이해된다. 장치(100)는 바람직하게는 본 발명의 다양한 대안적인 실시예에 따라 적절히 변형되도록 구성되며, 자동 공구 교환 장치, 자동 윤활 시스템, 집진 시스템, 미스트 냉각 장치 등을 포함할 수 있다.
베이스 부재(10)는 그 일단부(번호 생략)에서 수직으로 연장되는 서포트 부재(20) 및 그 위에 장착되는 고정 베이스(30)를 포함한다. 구체적으로, 고정 베이스(30)는 베이스 부재(10)의 상단 Y축 상에 장착된다.
제1이동 플레이트(40)는 고정 베이스(30)의 Y축 상에 배치된다. 제1이동 플레이트(40)는 제1구동 기구(번호 생략)에 의해 구동되도록 구성된다. 제1구동 기구는 제1이동 플레이트(40)와 고정 베이스(30)의 사이에 위치한다. 제1구동 기구는 제1모터(31) 및 모터에 연결된 제1구동 유닛(34)을 포함한다. 제1모터(31)는 회전 모터, 리니어 모터 및 당업계에 공지된 기타 유형의 디지털 방식 모터 중 하나로부터 선택된다. 회전 모터는 서보 모터, 스테퍼, 마이크로 스테퍼, 디지털 방식 회전 모터 등(이들로만 한정되지 않음)으로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 바람직하게는, 제1구동 유닛(34)은 적어도 하나의 타이밍 벨트 및 적어도 하나의 풀리로 구성된다. 그러나 제1구동 유닛(34)은 또한 하모닉 드라이브, 사이클로이드 드라이브, 웜휠 기어박스, 웜휠 및 샤프트 유닛 등(이들로만 한정되지 않음)으로 구성된 그룹으로부터 선택될 수도 있다. 추가의 일실시예에서, 제1모터(31)는 또한 커플링이나 임의의 기타 수단을 사용하여 볼스크류와 직접 연결함으로써, 볼스크류를 구동하도록 구성된다.
제2이동 플레이트(50)는 서포트 부재(20) 상단(번호 생략)의 X축 상에 장착된다. 제2이동 플레이트(50)는 제2구동 기구(번호 생략)에 의해 구동되도록 구성된다. 제2구동 기구는 제2모터(41) 및 모터에 연결된 제2구동 유닛(44)을 포함한다. 제2모터(41)는 회전 모터, 리니어 모터 및 당업계에 공지된 기타 유형의 디지털 방식 모터 중 하나로부터 선택된다. 회전 모터는 서보 모터, 스테퍼, 마이크로 스테퍼, 디지털 방식 회전 모터 등(이들로만 한정되지 않음)으로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 바람직하게는, 제2구동 유닛(44)은 적어도 하나의 타이밍 벨트 및 적어도 하나의 풀리로 구성된다. 그러나 제2구동 유닛(44)은 또한 하모닉 드라이브, 사이클로이드 드라이브, 웜휠 기어박스, 웜휠 및 샤프트 유닛 등(이들로만 한정되지 않음)으로 구성된 그룹으로부터 선택될 수도 있다. 추가의 일실시예에서, 제2모터(41)는 또한 커플링이나 임의의 기타 수단을 사용하여 볼스크류와 직접 연결함으로써, 볼스크류를 구동하도록 구성된다.
제3이동 플레이트(60)는 X축 상에 있는 제2이동 플레이트(50)의 Z축(Z축과 수직) 상에 장착된다. 제3이동 플레이트(60)는 제3구동 기구(번호 생략)에 의해 구동되도록 구성된다. 제3구동 기구는 제3모터(51) 및 모터에 연결된 제3구동 유닛(54)을 포함한다. 제3모터(51)는 회전 모터, 리니어 모터 및 당업계에 공지된 기타 유형의 디지털 방식 모터 중 하나로부터 선택된다. 회전 모터는 서보 모터, 스테퍼, 마이크로 스테퍼, 디지털 방식 회전 모터 등(이들로만 한정되지 않음)으로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 바람직하게는, 제3구동 유닛(54)은 적어도 하나의 타이밍 벨트 및 적어도 하나의 풀리로 구성된다. 그러나 제3구동 유닛(54)은 또한 하모닉 드라이브, 사이클로이드 드라이브, 웜휠 기어박스, 웜휠 및 샤프트 유닛 등(이들로만 한정되지 않음)으로 구성된 그룹으로부터 선택될 수도 있다. 추가의 일실시예에서, 제3모터(51)는 또한 커플링이나 임의의 기타 수단을 사용하여 볼스크류와 직접 연결함으로써, 볼스크류를 구동하도록 구성된다.
제3이동 플레이트(60)는 그에 장착되는 스핀들(55)을 포함한다. 스핀들(55)은 작업 부품/대상물(이하 "대상물")의 가공을 위해 그 안에 배치되는 절삭 공구(53, 이하 "공구")를 포함한다. 일실시예에서, 대상물은 시계 케이스, 임펠러, 보석 브릿지, 치아 브릿지 등일 수 있다. 제3이동 플레이트(60)가 제3구동 기구에 의해 구동시, 스핀들(55)은 선형 수직 운동을 수행하도록 구성된다. 제2이동 플레이트(50)가 제2구동 기구에 의해 구동시, 스핀들(55)은 선형 수평 운동을 수행하도록 구성된다. 스핀들(55)의 선형 운동에 의해, 상이한 위치를 갖는 대상물에 공구(53)를 배치시키도록 구성된다. 바람직한 일실시예에서, 스핀들(55)은 분당 24,000 회전(RPM) 또는 그 이상의 RPM으로 회전함으로써, 공구(53)를 Z축 및 X축 상에서 개별 이동시키거나 또는 동시 이동시키도록 구성된다. 공구(53)는 Z축 상에서 상하 운동을 수행함으로써, 대상물과 접촉하거나 또는 접촉 해제하도록 구성된다. 공구(53)는 X축 상에서 좌우 운동을 수행함으로서, 대상물을 가공하도록 구성된다.
또한 제1이동 플레이트(40), 제2이동 플레이트(50) 및 제3이동 플레이트(60)의 양 측면(번호 생략)에는 직선 운동 레일(번호 생략, 이하 "LM 레일")이 배치됨으로써, 부드러운 강체 운동의 수행이 가능하도록 구성된다. 본 발명의 대안적인 실시예에서, 플레이트들(40, 50 및 60)의 부드러운 강체 운동은 또한 부시(bush), 도브테일(dovetail), 롤러 가이드(roller guide) 또는 당 업계에 공지된 임의의 기타 적절한 수단에 의해서도 구현될 수 있다.
제4이동 프레임(70)은 Y축 상에 배치된 제1이동 플레이트(40)의 B축 상에 배치된다. 제4이동 프레임(70)은 제1구동 기구에 의해 구동되는 Y축 상의 제1이동 플레이트(40)의 이동에 대응하여 Y축 상에서 구동되도록 구성된다. 제4이동 프레임(70)의 이동에 의해 제1샤프트(90)를 Y축 상에서 이동시키도록 구성된다. 제1샤프트(90)는 서포트 부재(20)의 하단부(번호 생략)에 일단부(번호 생략)를 관통하여 배치됨으로써, Y축 상에서의 삽입/배출 등 직선 운동이 가능하도록 구성된다.
제4이동 프레임(70)은 제4구동 기구(번호 생략)를 포함한다. 제4구동 기구는 제4모터(61) 및 제4구동 유닛(64)을 포함한다. 제4모터(61)는 회전 모터, 리니어 모터 및 당업계에 공지된 기타 유형의 디지털 방식 모터 중 하나로부터 선택된다. 회전 모터는 서보 모터, 스테퍼, 마이크로 스테퍼, 디지털 방식 회전 모터 등(이들로만 한정되지 않음)으로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 바람직하게는, 제4구동 유닛(64)은 웜휠 및 샤프트 유닛으로 구성된다. 그러나 제4구동 유닛(64)은 또한 하모닉 드라이브, 사이클로이드 드라이브, 웜휠 기어박스, 타이밍 벨트 및 풀리 등(이들로만 한정되지 않음)으로 구성된 그룹으로부터 선택될 수도 있다.
제4이동 프레임(70)의 제4구동 기구에 의해, 제1샤프트(90)를 B축 상에서 회전시키도록 추가 구성된다. 따라서 제1샤프트(90)는 B축 및 Y축 상에서 개별적으로 운동 가능할 뿐만 아니라 또한 동시에 운동 가능하도록 구성된다.
제5이동 프레임(80)은 제1샤프트(90)의 타단부의 D축 상에 장착된다. 제5이동 프레임(80)은 Y축 뿐만 아니라 B축 상에도 구동되도록 구성된다. 제5이동 프레임(80)은, 제1구동 기구에 의한 제1이동 플레이트(40)의 이동에 대응하여 Y축 상에서 이동하도록 구성된다. 제5이동 프레임(80)은, 제4구동 기구에 의한 B축의 제1샤프트(90)의 회전에 대응하여 B축 상에서 스윙 운동을 하도록 구성된다. 제5이동 프레임(80)은 제2샤프트(72), 척(75) 및 제5구동 기구(번호 생략)를 포함한다. 척(75)은 대상물을 고정하는 역할을 한다. 척(75)은 제2샤프트(72)의 일단부(번호 생략)에 장착된다. 제2샤프트(72)는 제5구동 기구에 의해 구동되도록 구성된다. 제2샤프트(72)의 구동에 의해 척(75)을 D축 상에서 회전시키도록 구성된다. 따라서, Y축의 제5이동 프레임(80)의 직선 운동, B축의 제5이동 프레임(80)의 스윙 운동 뿐만 아니라 제2샤프트의 회전 및 이에 따른 D축의 척(75) 회전에 의해, 척(75)의 공작물을 공구(53)에 대해 다양한 위치에 배치 가능하도록 구성된다.
제5구동 기구는 제5모터(71) 및 제5구동 유닛(74)을 포함한다. 제5모터(71)는 회전 모터 및 당업계에 공지된 기타 유형의 디지털 방식 모터 중 하나로부터 선택된다. 회전 모터는 서보 모터, 스테퍼, 마이크로 스테퍼, 디지털 방식 회전 모터 등(이들로만 한정되지 않음)으로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 바람직하게는, 제5구동 유닛(74)은 적어도 하나의 타이밍 벨트 및 적어도 하나의 풀리로 구성된다. 그러나 제5구동 유닛(74)은 또한 하모닉 드라이브, 사이클로이드 드라이브, 웜휠 기어박스, 웜휠 및 샤프트 유닛 등(이들로만 한정되지 않음)으로 구성된 그룹으로부터 선택될 수도 있다. 각 구동 기구들에 어떤 유형의 구동 유닛(34, 44, 54, 64 및 74)을 선택하는가의 여부는 절단될 대상물의 재료 및 요구되는 정밀도에 따라 달라진다.
제어기는 제1이동 플레이트(40), 제2이동 플레이트(50), 제3이동 플레이트(60), 제1샤프트(90) 및 제2샤프트의 운동을 제어하도록 구성된다. 바람직한 일실시예에서, 제어기는 컴퓨터 수치 제어식(CNC) 제어기로 구성된다.
다시 도 1 내지 도5를 참조하면, 본 발명에 따른 가공 장치(100)가 도시되어 있다. 가공 작업시 공구(53)는 물론 대상물도 이동할 수 있다.
도구(53)의 이동: 제2구동 기구에 의해 제2이동 플레이트(50)가 X축 상에서 구동되면, 제2이동 플레이트(50)는 LM 레일 상에서 슬라이딩 이동하고, 이에 의해 스핀들(55)로 하여금 공구(53)를 X축에 평행하게 이동하도록 함으로써, 대상물을 가공하도록 구성된다.
제3구동 기구에 의해 제3이동 플레이트(60)가 Z축 상에서 구동되면, 제3이동 플레이트(60)는 LM 레일 상에서 슬라이딩 이동하고, 이에 의해 스핀들(55)로 하여금 공구(53)를 Z축에 수직으로 이동하도록 함으로써, 공구(53)의 하향 수직 이동시 대상물과 접촉하고 상향 수직 이동시 대상물과 접촉 해제하도록 구성된다. 따라서 공구(53)는 Z축 상의 선형 수직 이동뿐만 아니라 X축 상의 선형 수평 이동도 수행 가능함으로써, 대상물의 배치 및 가공이 가능하도록 구성된다.
대상물의 이동: 제1구동 기구에 의해 제1이동 플레이트(40)가 Y축 상에서 구동되면, 제1이동 플레이트(40)는 LM 레일 상에서 슬라이딩하여 고정 베이스(30) 상에서 이동하고 그런 다음 제4이동 프레임(70)을 Y축 상에서 이동시키면, 이에 의해 제1샤프트(90)가 Y축 상에서 선형으로 이동 가능하도록 구성된다. 또한, Y축 상에서 제1샤프트(90)의 이동에 의해 제1샤프트(90)의 단부에 장착된 제5이동 프레임(80)이 이동하도록 구성된다. 제5이동 프레임(90)의 Y축 방향 이동에 의해, 대상물을 이동시킨 후 척(75)에 고정하도록 구성된다.
제4구동 기구에 의해 제1샤프트(90)가 B축에서 회전하면, 제5이동 프레임(80)이 B축에서 스윙 운동함으로써 대상물을 공구(53)에 대해 배치시키도록 구성된다.
제5구동 기구에 의해 제2샤프트(72)가 D축에서 회전하면, 제2샤프트의 회전에 의해 척(75)도 D축에서 회전 운동함으로써 대상물을 공구(53)에 대해 배치시키는 한편 가공하도록 구성된다.
본 발명의 이점
1. 본 장치(100)는 제1샤프트(90)가 3개 축(B, D 및 Y)을 보유하도록 디자인됨으로서, 금속 부품의 가공에 필요한 강성을 손상시키지 않고도 소형화가 가능하다.
2. 본 장치(100)는 탁상이나 테이블에 용이하게 배치 가능할만큼 충분히 작게 구성된다.
3. 본 장치(100)는 작은 크기의 대상물을 수월하게 고정 가능하도록 구성된다.
4. 본 장치(100)는 X, Y, Z, B 및 D축의 제어를 개별적으로는 물론 동시에 수행 가능하도록 구성된다.
5. 본 장치(100)는 다른 5축 가공 장치와 비교하여 비용이 절감된다.
본 발명의 목적, 종래 기술에서 언급된 단점들은 본 발명에 따른 실시예에 의해 극복 가능하다. 본원에서는 바람직한 실시예에 대한 상세 설명이 제시되었으나, 본 발명은 다양한 형태로 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서 본원에 개시된 상세 설명으로 본 발명의 범위를 제한해서는 안되며, 당업자의 경우 본원의 청구항과 기타 정보에 의거하여 사실상 임의의 유사 구조, 시스템 등을 구현할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 상술된 본 발명의 실시예 및 방법은 당업자에 의해 추가로 수정 및 변형될 수 있으며, 이러한 추가의 수정 및 변형은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.

Claims (9)

  1. 베이스 부재(10), 서포트 부재(20), 고정 베이스(30), 제1이동 플레이트(40), 제2이동 플레이트(50), 제3이동 플레이트(60), 제4이동 프레임(70), 제5이동 프레임(80) 및 제어기를 포함하는 5축 가공 장치(100)에 있어서,
    상기 5축 가공 장치에는 장치의 제1측면 및 제1측면의 반대쪽인 제2측면 방향으로 각각 평행하게 연장되는 Y축이 제공되며,
    베이스 부재(10)는 Y축과 평행하게 연장되고 위쪽을 향한 상단면을 구비한 제1부분, 및 제1부분의 제2측면 단부로부터 상향 연장되는 제2부분을 구비하며,
    서포트 부재(20)는 베이스 부재(10)의 제2부분의 상단부로부터 제1부분의 연장 방향에 대해 수직으로 추가 상향 연장되고, 서포트 부재(20)의 하단부에는 제1샤프트(90)를 지지하는 샤프트 개구가 설치됨으로써 Y축 방향으로 연장되는 제1샤프트(90)가 통과하며,
    고정 베이스(30)는 베이스 부재(10)의 제1부분의 상단면에 장착되며,
    제1이동 플레이트(40)는 고정 베이스(30)에 설치되고 제1구동 기구에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하도록 구동되며,
    제2이동 플레이트(50)는 서포트 부재(20)에 설치되고 제2구동 기구에 의해 수평 방향으로 연장되는 평면에서 Y축과 직교하는 X축 방향으로 이동 가능하도록 구동되며,
    제3이동 플레이트(60)는 제2이동 플레이트(50)에 설치되고 제3구동 기구에 의해 X축 및 Y축과 직교하는 Z축 방향으로 이동 가능하도록 구동되며, 제3이동 플레이트(60)에는 절삭 공구(53)가 설치되는 한편 Z축 방향으로 연장되는 스핀들(55)이 장착되고,
    제4이동 프레임(70)은 제1이동 플레이트(40)에 설치되고, 제1샤프트(90)를 Y축 방향으로 이동시키는 제1이동 플레이트(40)의 이동에 따라 제4이동 프레임(70)은 Y축 방향으로 구동되고, 제1샤프트(90)를 Y축 방향의 회전 중심선인 B축 방향으로 회전시키는 제4구동 기구를 구비하고,
    제2샤프트(72)는 제1샤프트(90)의 단부에 설치되며, 제1이동 플레이트(40)의 이동에 따라 Y축 방향으로 이동하도록 구동되는 동시에, 제1샤프트(90)의 회전에 따라 B축 방향으로 스윙 운동하고,
    제5이동 프레임(80)은 제2샤프트(72)의 회전 중심선인 D축 방향으로 회전하는 제2샤프트(72), 제2샤프트(72)에 설치된 대상물을 유지하기 위한 척(75), 제2샤프트(72)를 구동하여 척(75)을 D축 방향으로 순회전 및 역회전시키는 제5구동기구를 구비하고, 제5이동 프레임(80)의 Y축 방향의 직선 운동, 제5이동 프레임(80)의 B축 방향의 스윙 운동 및 척(75)의 D축 방향의 회전에 의해 절삭 공구(53)에 대해 대상물을 다양한 위치에 배치 가능하도록 구성되며,
    제어기는 제1이동 플레이트(40), 제2이동 플레이트(50), 제3이동 플레이트(60), 제1샤프트(90) 및 제2샤프트(72)의 이동을 제어하는 것을 특징으로 하는
    5축 가공 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    제어기는 컴퓨터 수치 제어 방식의 제어기로 구성되는 것을 특징으로 하는
    5축 가공 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    제1이동 플레이트(40), 제2이동 플레이트(50), 제3이동 플레이트(60)는 LM(Linear Motion) 레일, 부시(bush), 도브테일(dovetail), 롤러 가이드 중 어느 하나로 구성됨으로써 부드러운 강체 운동이 수행 가능한 것을 특징으로 하는
    5축 가공 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    구동 기구들은 모터(31, 41, 51, 61 및 71) 및 모터에 연결된 구동 유닛(34, 44, 54, 64 및 74)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    5축 가공 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    모터(31, 41 및 51)는 회전 모터 및 리니어 모터 중 어느 하나로 선택되는 것을 특징으로 하는
    5축 가공 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    모터(61 및 71)는 회전 모터로 구성되는 것을 특징으로 하는
    5축 가공 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    구동 유닛(34, 44, 54, 64 및 74)은 타이밍 벨트 및 풀리, 하모닉 드라이브, 사이클로이드 드라이브, 웜휠 기어박스, 웜휠 및 샤프트 유닛 중 어느 하나로 선택되는 것을 특징으로 하는
    5축 가공 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    제3이동 플레이트(60)가 제3구동 기구에 의해 구동시, 스핀들(55)은 선형 수직 운동을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    5축 가공 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    제2이동 플레이트(50)가 제2구동 기구에 의해 구동시, 스핀들(55)은 선형 수평 운동을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    5축 가공 장치.
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