KR102379995B1 - 공작기계 - Google Patents

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    • B23B3/161—Turret lathes for turning individually-chucked workpieces lathe with one toolslide carrying one turret head
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Abstract

본 발명의 실시예는 공작기계에 관한 것으로, 공작기계는 공작물을 가공하는 복수의 공구가 수납된 공구대와, 일단부는 상기 공구대를 지지하는 공구대 바디와, 상기 공구대 바디의 타단부에 설치되며 상기 공구대가 설치된 방향으로 상기 공구대 바디의 처짐을 억제하는 카운터 밸런스(Counter Balance), 그리고 상기 공구대 바디 상에 설치되며 상기 공구대 바디의 타단부 방향으로 상기 공구대 바디의 일단부를 견인시켜 상기 공구대 바디의 처짐을 억제하는 처짐 억제부를 포함한다.

Description

공작기계{MACHINE TOOL}
본 발명의 실시예는 공작기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작물을 정밀하게 가공할 수 있는 공작기계에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계는 공작물을 입력된 수치제어(Numerical Control: 이하 NC)를 이용해 정밀한 가공을 수행할 수 있다.
또한, 공작기계는 복수의 공구를 이용하여 다양한 가공작업을 수행할 수 있다. 구체적으로, 이러한 복수의 공구들은 공구대(Turret)에 장착되며 공구대의 회전에 의해 NC 가공에 필요한 공구가 선택된다. 따라서, 공작기계는 선택된 공구를 이용해 공작물을 정밀하게 가공할 수 있다.
하지만, 이러한 공구대는 공구대를 지지하는 본체의 일단에 장착된다. 따라서, 공구대가 설치된 공구대를 지지하는 본체의 일단에 공구대의 무게로 인해 처짐이 발생하는 문제점이 있다.
이러한 공구대를 지지하는 본체의 일단에 발생하는 처짐은 공구대에 장착된 복수의 공구를 이용해 NC 가공을 수행시 기입력된 데이터와 실제 공작물을 가공시 오차로 인해 가공이 완료된 공작물의 품질저하에 따른 문제점이 있다.
또한, 이러한 공구대를 지지하는 본체의 일단에 발생하는 처짐은 공구대의 회전시 또는 공작물을 가공시 소음을 발생시키는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 공작물을 정밀하게 가공할 수 있는 공작기계를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 공작기계는 공작물을 가공하는 복수의 공구가 수납된 공구대와, 일단부는 상기 공구대를 지지하는 공구대 바디와, 상기 공구대 바디의 타단부에 설치되며 상기 공구대가 설치된 방향으로 상기 공구대 바디의 처짐을 억제하는 카운터 밸런스(Counter Balance), 그리고 상기 공구대 바디 상에 설치되며 상기 공구대 바디의 타단부 방향으로 상기 공구대 바디의 일단부를 견인시켜 상기 공구대 바디의 처짐을 억제하는 처짐 억제부를 포함한다.
또한, 상기한 공자기계는 상기 공구대 바디를 지지하는 베드와, 상기 베드와 상기 공구대 바디 사이에 설치되어 상기 공구대 바디를 이송 가능하게 지지하는 이송대와, 상기 이송대를 이동 시키는 이송 구동부, 그리고 상기 공구대 바디와 이격되며 상기 베드 상에 설치되어 공작물의 일단부를 파지시켜 공작물을 회전시키는 주축대를 더 포함한다.
또한, 상기 공구대 바디의 일단부는 상기 주축대에 파지된 공작물의 일단부와 상기 주축대에 파지된 공작물의 길이 사이에 위치할 수 있다.
또는, 상기 공구대 바디의 일단부는 상기 베드의 일방향으로 상기 이송대 보다 연장 돌출되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 처짐 억제부는 상기 공구대 바디의 일단부에 설치된 제1 지지부재와, 상기 공구대 바디의 타단부에 설치된 제2 지지부재, 그리고 상기 제1 지지부재와 상기 제2 지지부재 사이에 설치되어 상기 공구대 바디의 타단부 방향으로 상기 공구대 바디의 일단부를 견인시키는 견인력을 제공하는 피스톤부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 공작기계는 공작물을 효과적으로 정밀하게 가공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1의 배면 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(101)를 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(101)는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 공구대(100)와, 공구대 바디(200)와, 카운터 밸런스(300), 그리고 처짐 억제부(400)를 포함한다.
공구대(100)에는 공작물을 가공할 수 있는 복수의 공구가 수납된다. 또한, 공구대(100)는 도시되지 않은 구동부에 의해 회전되며 공작물의 가공에 필요한 복수의 공구가 입력된 NC 데이터에 의해 선택될 수 있다.
즉, 공구대(100)는 복수의 공구를 수납하고 있어, 공작물의 가공에 필요한 공구를 선택해 공작물을 정밀하게 가공할 수 있다.
공구대 바디(200)는 공구대(100)를 지지한다. 구체적으로, 공구대 바디(200)의 일단부에는 공구대(100)가 설치되어 공구대(100)를 지지할 수 있다.
카운터 밸런스(Counter Balance)(300)는 공구대 바디(200)의 타단부에 설치된다. 또한, 카운터 밸런스(300)는 공구대 바디(200)의 타단부에 설치되어 공구대 바디(200)의 일단부에 설치된 공구대(100)의 무게와 균형을 이룰 수 있다.
즉, 카운터 밸런스(300)는 공구대(100)의 무게에 의해 발생될 수 있는 공구대 바디(200)의 처짐을 억제하기 위해 공구대 바디(200)의 타단부에 설치될 수 있다.
처짐 억제부(400)는 공구대 바디(200) 상에 설치된다. 또한, 처짐 억제부(400)는 공구대 바디(200)의 일단부를 공구대 바디(200)의 타단부 방향으로 견인시켜 공구대 바디(200)의 처짐을 억제할 수 있다.
즉, 처짐 억제부(400)는 공구대(100)가 설치되는 공구대 바디(200)의 일단부에 발생할 수 있는 처짐을 억제하기 위해, 공구대 바디(200)의 일단부를 공구대 바디(200)의 타단부 방향으로 견인시켜 공구대 바디(200)의 처짐을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(101)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 베드(500)와, 이송대(600)와, 이송 구동부(900), 그리고 주축대(700)를 더 포함할 수 있다.
베드(500)는 공구대 바디(200)를 지지한다. 또한, 베드(500)는 공작기계(101)가 설치영역에 설치되는 경우 베이스 역할을 수행한다. 즉, 베드(500)는 공작기계(101)가 설치되는 설치영역의 지면과 결합될 수 있다.
이송대(600)는 베드(500)와 공구대 바디(200) 사이에 설치되어 공구대 바디(200)를 이송 가능하게 지지할 수 있다.
즉, 베드(500) 상에는 베드 안내부(510)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 베드(500) 상에는 베드(500)의 일방향을 따라 베드 안내부(510)가 형성되어 이송대(600)의 이송을 안내할 수 있다.
일예로, 베드 안내부(510)는 레일일 수 있다.
이송대(600)는 공구대 바디(200)가 베드(500)에 형성된 베드 안내부(510)를 따라 이동되도록 공구대 바디(200)를 지지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(101)는 이송 안내부재(800)를 더 포함할 수 있다. 이송 안내부재(800)는 베드(500)의 일방향을 따라 이송대(600)의 이송을 안내하거나 베드(500)의 일방향과 교차하는 방향으로 이송대(600)의 이송을 안내할 수 있다.
구체적으로, 이송 안내부재(800)는 이송대(600)와 베드(500) 상에 설치될 수 있다.
즉, 이송 안내부재(800)에는 베드(500) 상에 형성된 베드 안내부(510)와 계합되어 이송대(600)가 공구대 바디(200)를 베드(500)의 일방향을 따라 이송 되도록 안내하는 제1 안내 레일(810)이 형성될 수 있다.
또한, 이송 안내부재(800)에는 베드 안내부(510)와 교차하는 방향으로 이송대(600)에 지지되는 공구대 바디(200)가 이송 되도록 안내할 제2 안내 레일(820)이 형성될 수 있다.
그리고, 이송 안내부재(800)의 제2 안내 레일(820)과 대향하는 이송대(600)의 일면은 제2 안내 레일(820)과 계합되어 이송될 수 있다.
구체적으로, 제1 안내 레일(810)과 제2 안내 레일(820)은 서로 교차하는 방향으로 이송 안내부재(800)의 일면과 타면에 각각 형성될 수 있다.
즉, 이송 안내부재(800)의 일측은 베드 안내부(510)와 계합되고, 이송 안내부재(800)의 타측은 이송대(600)와 계합될 수 있다.
따라서, 이송대(600)는 이송 안내부재(800)의 제1 안내 레일(810)과 제2 안내 레일(820)에 의해 베드(500)의 일방향 및 베드(500)의 일방향과 교차하는 방향으로 공구대 바디(200)를 이송을 안내할 수 있다.
이송 구동부(900)는 이송대(600)를 이송시킬 수 있다. 구체적으로, 이송 구동부(900)는 이송대(600)를 베드(500)의 일방향을 따라 이동 시키는 제1 구동부재(910,911)와 이송대(600)를 베드(500)의 일방향과 교차하는 방향으로 이동시키는 제2 구동부재(920.921)를 포함할 수 있다.
일예로, 제1 구동부재(910,911)는 제1 모터(910)와 제1 볼 스크류(911)를 포함할 수 있다.
또한, 제2 구동부재(920,921)는 제2 모터(920)와 제2 볼 스크류(921)를 포함할 수 있다.
따라서, 이송대(600)는 이송 구동부(900)에 의해 베드(500)의 일방향뿐만 아니라, 베드(500)의 일방향과 교차하는 방향으로 이송될 수 있다.
주축대(700)는 베드(500) 상에 설치된다. 또한, 주축대(700)는 공구대(100)에 수납된 공구에 의해 가공될 공작물을 파지시키고, 이를 회전시킬 수 있다.
즉, 주축대(700)는 공작물의 일단부를 파지하여, 공작물을 회전시킬 수 있다.
또한, 주축대(700)은 주축대(700)의 회전 중심축이 공구대(100)의 회전 중심 또는 공구대 바디(200)의 중심축과 나란한 방향으로 형성되도록 베드(500) 상에 설치될 수 있다.
즉, 주축대(700)의 회전 중심과 공구대(100)의 회전 중심 또는 공구대 바디(200)의 중심축은 서로 평행하게 형성될 수 있다.
또한, 앞서 상술한 베드(500)의 일방향은 공구대(100)의 회전 중심 또는 공구대 바디(200)의 중심축 방향과 동일할 수 있다.
그리고, 앞서 상술한 베드(500)의 일방향과 교차하는 방향은 베드(500) 상에서 공구대(100)가 주축대(700)와 인접하거나 멀어지는 방향일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(101)의 공구대 바디(200)의 일단부는 주축대(700)에 파지된 공작물의 일단부와 공작물의 길이 사이에 위치할 수 있다.
구체적으로, 공구대 바디(200)의 일단부는 공작물의 일단부를 파지하는 주축대(700)의 일단보다 베드(500)의 일방향으로 돌출 형성될 수 있다.
따라서, 공구대(100)가 설치된 공구대 바디(200)의 일단부는 공작물의 길이방향을 따라 이동하며 공작물을 가공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(101)의 공구대 바디(200)의 일단부는 베드(500)의 일방향으로 이송대(600) 보다 연장 돌출되어 배치될 수 있다.
즉, 공구대(100)가 설치된 공구대 바디(200)의 일단부가 베드(500)의 일방향으로 이송대(600) 보다 연장 돌출되어 배치될 수 있다.
구체적으로, 공구대(100)가 설치된 공구대 바디(200)의 일단부가 베드(500)의 일방향으로 이송대(600) 보다 연장 돌출되어 배치되어, 이송대(600)에 의해 지지되는 공구대 바디(200)의 일단부는 외팔보 형태일 수 있다.
따라서, 이송대(600)의 일방향의 길이보다 공구대 바디(200)의 일방향의 길이가 길게 형성되어, 이송대(600) 보다 공구대 바디(200)의 일단부가 연장 돌출된 외팔보 형태로 이송대(600)에 의해 지지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(101)가 구비한 처짐 억제부(400)는 이러한 외팔보 형태의 공구대 바디(200)의 일단부에 설치되는 공구대(100)에 의한 공구대 바디(200)의 처짐을 효과적으로 억제할 수 있다.
즉, 공구대 바디(200) 상에 설치된 처짐 억제부(400)는 이송대(600)에 의해 지지되는 공구대 바디(200)의 타단부를 향해 이송대(600) 보다 연장 돌출된 외팔보 형태의 공구대 바디(200)의 일단부를 견인시킬 수 있어 공구대 바디(200)의 처짐을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(101)의 처짐 억제부(400)는 제1 지지부재(410)와 제2 지지부재(420) 그리고 피스톤부재(430)를 포함할 수 있다.
제1 지지부재(410)는 공구대 바디(200)의 일단부 상에 설치될 수 있다. 구체적으로, 제1 지지부재(410)는 공구대 바디(200)의 길이방향의 일측 중 공구대(100)와 인접한 쪽에 설치될 수 있다.
제2 지지부재(420)는 제1 지지부재(410)와 이격되며 공구대 바디(200)의 타단부 상에 설치될 수 있다. 구체적으로, 제2 지지부재(420)는 공구대 바디(200)의 길이방향의 일측 중 카운터 밸런스(300)와 인접한 쪽에 설치될 수 있다.
피스톤부재(430)는 제1 지지부재(410)와 제2 지지부재(420) 사이에 설치되며, 공구대 바디(200)의 타단부 방향으로 공구대 바디(200)의 일단부를 견인시킬 수 있도록 견인력을 제공할 수 있다.
구체적으로, 피스톤부재(430)는 피스톤(432)과 피스톤 로드(431)를 포함할 수 있다.
피스톤(432) 내부에는 유체가 저장되어 있고, 이러한 피스톤(432) 내부에 저장된 유체의 압력을 제어하여 견인력을 제어할 수 있다. 구체적으로, 피스톤(432)의 일단은 제2 지지부재(420)와 연결되고, 타단은 피스톤 로드(431)가 삽입될 수 있다.
피스톤 로드(431)는 일단이 피스톤(432) 내부에 삽입되고, 타단이 제1 지지부재(410)와 연결될 수 있다.
따라서, 피스톤(432) 내부의 압력과 이에 따른 피스톤(432)으로부터 신축 가능한 피스톤 로드(431)의 길이에 따라 견인력을 제어할 수 있다.
이러한 견인력을 제어할 수 있는 피스톤(432) 내부의 압력은 공작기계(101)의 제품 출하전 조절될 수도 있고, 공작기계(101)의 유지 보수시 작업자에 의해 공구대 바디(200)의 처짐량을 측정하여 이를 보정하기 위해 조절될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 공작기계(101)의 작동 과정에 대해 설명한다.
공작물(10)의 일단부를 파지시킨 주축대(700)는 공작물(10)을 회전시킨다. 이렇게 회전하는 공작물(10)은 공작기계(101)에 기입력된 NC 데이터에 읽어 현재 가공작업을 위해 필요한 공구를 복수의 공구가 수납된 공구대(100)를 회전시켜 선택한다.
선택된 공구로 공작물(10)의 가공작업을 위해 공구대(100)는 베드(500) 상에서 이송대(600)를 이송시키는 이송 구동부(900)에 의해 공작물(10)을 가공할 위치로 이송된다. 따라서, 선택된 공구에 의해 공작물(10)은 가공이 이루어 진다.
이때, 일단부에 공구대(100)가 장착된 공구대 바디(200)에는 공구대(100)의 무게 및 이송대(600) 보다 일방향으로 더 연장 돌출된 공구대 바디(200)의 일단부에 의해 발생될 수 있는 처짐을 공구대 바디(200)의 타단부에 설치된 카운터 밸런스(300) 및 공구대 바디(200) 상에 설치된 처짐 억제부(400)에 의해 효과적으로 억제할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(101)는 공구대(100)를 지지하는 공구대 바디(200)의 처짐을 효과적으로 억제할 수 있어 공작물의 가공 정밀도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.
즉, 공작기계(101)는 카운터 밸런스와 처짐 억제부(400)를 포함하고 있어, 공구대(100)가 설치되는 외팔보 형의 공구대 바디(200)의 일단부에 발생될 수 있는 처짐을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(101)는 처짐 억제부(400)의 유압을 조절하여 공구대 바디(200)의 일단부를 견인시킬 수 있는 견인력을 제어할 수 있어, 공작기계(101)의 오랜 시간의 가동으로 발생될 수 있는 공구대 바디(200)의 처짐을 효과적을 보완할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 공작물 100: 공구대
200: 공구대 바디 300: 카운터 밸런스
400: 처짐 억제부 410: 제1 지지부재
420: 제2 지지부재 430: 피스톤부재
500: 베드 600: 이송대
700: 주축대 900: 이송 구동부
101: 공작기계

Claims (5)

  1. 베드;
    공작물을 가공하는 복수의 공구가 수납된 공구대;
    상기 베드 상에 배치되며, 일방향으로 길게 형성되어 일단부는 상기 공구대를 지지하는 공구대 바디;
    상기 베드 상에 상기 공구대 바디의 일방향과 교차하는 방향으로 이격되어 배치되어, 공작물의 일단부를 파지시켜 공작물을 회전시키는 주축대;
    상기 공구대를 지지하는 상기 공구대 바디의 일단부와 반대되는 상기 공구대 바디의 타단부에 설치되며, 상기 공구대가 설치된 방향으로 상기 공구대 바디의 처짐을 억제하는 카운터 밸런스(Counter Balance); 및
    상기 공구대 바디 상에 상기 공구대 바디의 길이방향을 따라 설치되어, 상기 공구대 바디의 타단부 방향으로 상기 공구대 바디의 일단부를 견인시켜 상기 공구대 바디의 처짐을 억제하고, 상기 공구대 바디의 일단부와 인접한 상기 공구대 바디의 일면에 설치된 제1 지지부재와, 상기 공구대 바디의 타단부와 인접한 상기 공구대 바디의 일면에 설치된 제2 지지부재, 그리고 상기 제1 지지부재와 상기 제2 지지부재 사이에 설치되어 상기 공구대 바디의 일면으로부터 이격 지지되며 견인력을 제공하는 피스톤부재를 포함하는 처짐 억제부
    를 포함하는 공작기계.
  2. 제1항에서,
    상기 베드와 상기 공구대 바디 사이에 설치되어 상기 공구대 바디를 이송 가능하게 지지하는 이송대; 및
    상기 이송대를 이동 시키는 이송 구동부;
    를 더 포함하는 공작기계.
  3. 제1항에서,
    상기 공구대 바디의 일단부는 상기 주축대에 파지된 공작물의 일단부와 상기 주축대에 파지된 공작물의 길이 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  4. 제2항에서,
    상기 공구대 바디의 일단부는 상기 베드의 일방향으로 상기 이송대 보다 연장 돌출되어 배치된 것을 특징으로 하는 공작기계.
  5. 삭제
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