KR102435068B1

KR102435068B1 - Machine tool

Info

Publication number: KR102435068B1
Application number: KR1020180028999A
Authority: KR
Inventors: 이삭
Original assignee: 주식회사 디엔솔루션즈
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2022-08-22
Also published as: KR20190107811A

Abstract

본 발명은 베드; 상기 베드의 상부에 수평방향, 수직방향, 또는 높이방향으로 이동 가능하게 설치되는 구조물; 상기 베드의 상부에 설치되는 제1 가이드; 상기 제1 가이드와 평행하면서 수평방향으로 서로 마주하도록 상기 베드의 상부에 설치되는 제2 가이드; 및 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드 사이에서 상기 제1 가이드 및 상기 제2 가이드와 각각 평행하면서 수평방향으로 마주하도록 상기 베드의 상부에 설치되는 보조 가이드;를 포함하고, 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드는 상기 베드의 상부에서 동일한 높이로 설치되고, 상기 보조 가이드는 상기 제1 가이드 및 상기 제2 가이드와 상기 베드의 상부에서 동일한 높이 또는 다른 높이로 설치되는 공작기계에 관한 것으로 베드 변형을 최소화하여 구조물의 이송 안정성을 확보하여 가공정밀도를 향상하고 공작기계의 신뢰도와 안정성을 증대할 수 있는 공작기계에 관한 것이다.The present invention is a bed; a structure installed movably in a horizontal direction, a vertical direction, or a height direction on the upper part of the bed; a first guide installed on the top of the bed; a second guide installed on the top of the bed so as to be parallel to the first guide and to face each other in a horizontal direction; and an auxiliary guide installed on the bed between the first guide and the second guide so as to be parallel to the first guide and the second guide, respectively, and to face in a horizontal direction. The second guide is installed at the same height in the upper part of the bed, and the auxiliary guide relates to a machine tool installed at the same height or different height from the first guide and the second guide and the upper part of the bed. It relates to a machine tool that can improve the processing precision and increase the reliability and stability of the machine tool by securing the transport stability of the structure by minimizing it.

Description

Machine tool {Machine tool}

본 발명은 공작기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작기계의 구조물의 이송 안정성을 확보하도록 보조 가이드의 최적화 구조 위치를 설정할 수 있는 공작기계에 관한 것이다.The present invention relates to a machine tool, and more particularly, to a machine tool capable of setting an optimized structure position of an auxiliary guide to ensure transport stability of the structure of the machine tool.

일반적으로 공작기계라 함은 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속/비금속의 공작물을 적당한 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.In general, a machine tool refers to a machine used for the purpose of machining a metal/non-metal workpiece into a desired shape and size using an appropriate tool by various cutting or non-cutting methods.

터닝센터, 수직/수평 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반, 복합가공기 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.Various types of machine tools, including turning centers, vertical/horizontal machining centers, door machining centers, Swiss turns, electric discharge machines, horizontal NC boring machines, CNC lathes, multi-task machines, etc. is being used

공작기계 중 복합가공기란 선삭가공과 드릴, 탭핑, 밀링가공 등 가공형태가 다양한 가공을 수행하는 다기능의 자동공구교환장치(ATC)와 공구 매거진이 장착된 터닝센터를 의미한다. 복합가공기에서 작업자가 가공에 필요한 공구를 로딩하거나 교환시에 공구를 수동으로 공구 매거진에 장착한다.Among machine tools, multi-tasking machine means a turning center equipped with a multi-function automatic tool changer (ATC) and tool magazine that performs various machining types such as turning, drilling, tapping, and milling. In the multi-tasking machine, the operator loads the tool required for machining or manually loads the tool into the tool magazine when exchanging it.

일반적으로 현재 사용되고 있는 다양한 종류의 공작기계는 수치제어(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numericalcontrol)기술이적용되는 조작반을 구비하고 있다. 이러한 조작반은 다양한 기능스위치 또는 버튼과 모니터를 구비한다.In general, various types of machine tools currently used have an operation panel to which numerical control (NC) or computerized numerical control (CNC) technology is applied. Such an operation panel is provided with various function switches or buttons and a monitor.

또한, 공작기계는 공작물인 소재가 안착되고 공작물 가공을 위해 이송하는 테이블, 가공전 공작물을 준비하는 팔렛트, 공구 또는 공작물이 결합되어 회전하는 주축, 공작물 등을 가공중에 지지하기 위한 심압대, 방진구 등을 구비한다. In addition, the machine tool is a table on which a workpiece material is seated and transferred for processing the workpiece, a pallet for preparing the workpiece before processing, a spindle that rotates with a tool or workpiece combined, a tailstock for supporting the workpiece, etc. during processing, a vibration isolator etc. are provided.

일반적으로 공작기계에서 테이블, 공구대, 주축, 심압대, 방진구 등은 다양한 가공을 수행하기 위해 이송축을 따라 이송하는 이송유닛을 구비한다.In general, in a machine tool, a table, a tool rest, a main shaft, a tailstock, a vibration isolator, etc. are provided with a conveying unit conveying along a conveying axis in order to perform various machining.

또한, 일반적으로 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 공구 보관장소의 형태로 공구 매거진이나 터렛이 사용된다. In addition, in general, a machine tool uses a plurality of tools for various processing, and a tool magazine or a turret is used as a tool storage place for storing and storing a plurality of tools.

이러한 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 공구 보관장소의 형태로 공구 매거진이 사용된다.Such a machine tool uses a plurality of tools for various processing, and a tool magazine is used in the form of a tool storage place storing and storing a plurality of tools.

또한, 일반적으로 공작기계는 비가공 시간을 최소화하기 위해, 자동팔레트교환장치(APC, Automatic Palette Changer)를 구비한다. 자동팔레트교환장치(APC)는 팔레트를 공작물 가공 영역과 공작물 설치 영역 간에 자동으로 교환한다. 팔레트에는 공작물이 탑재될 수 있다.In addition, in general, a machine tool is provided with an automatic pallet changer (APC, Automatic Palette Changer) in order to minimize the non-working time. The automatic pallet changer (APC) automatically exchanges pallets between the workpiece machining area and the workpiece installation area. Pallets may be loaded with workpieces.

또한, 일반적으로 공작기계는 공작기계의 생산성을 향상시키기 위해 수치제어부의 지령에 의해 특정한 공구를 공구 매거진으로부터 인출하거나 다시 수납하기 위한 자동공구교환장치(ATC, AutomaticToolChanger)를구비한다.In addition, in general, a machine tool is provided with an automatic tool changer (ATC, Automatic Tool Changer) for withdrawing a specific tool from the tool magazine or receiving it again according to the command of the numerical control unit in order to improve the productivity of the machine tool.

일반적으로 머시닝센터(machining center)라 함은 자동공구교환장치 등을 구비하고, 여러 종류의 공구를 교환하여 선반, 밀링, 드릴링, 보링머신 등에서 할 수 있는 광범위한 가공을 수행하는 공작기계를 말하는 것으로 크게 추축이 수직으로 장착되어 있는 수직형(vertical) 머시닝센터와 수평형(horizontal) 머시닝센터로 나누어진다.Generally, a machining center refers to a machine tool equipped with an automatic tool changing device, etc., and performing a wide range of machining that can be performed on lathes, milling, drilling, boring machines, etc. by exchanging various types of tools. It is divided into vertical machining centers and horizontal machining centers in which the axis is mounted vertically.

도 1에 도시된 것처럼, 공작기계(1) 특히, 수직형 머시닝센터는 베드(2)와 새들(3), 컬럼(4), 및 스핀들(5)을 구비하고, 이송부(6)에 의해 이들이 X, Y, Z 축으로 이동하고 필요에 따라 A축이나 C축으로 회전할 수 있다. As shown in FIG. 1 , a machine tool 1 , in particular a vertical machining center, has a bed 2 , a saddle 3 , a column 4 , and a spindle 5 , which are transported by a conveying unit 6 . It can move in the X, Y, and Z axes and rotate around the A or C axis as needed.

그러나, 종래 공작기계(1)는 이송부(6)가 베드(2)상에 최적화 설계나 구조 해석 없이 설치됨에 따라 베드(2), 새들(3), 컬럼(4), 및 스핀들(5)과 같은 구조물의 하중에 의해 베드(2)가 변형되고, 베드(2)의 변형에 의해 이송부(6)가 변형되고 내구성이 감소하는 문제점이 있었다.However, the conventional machine tool 1 has a bed 2, a saddle 3, a column 4, and a spindle 5 as the transfer unit 6 is installed on the bed 2 without an optimized design or structural analysis. The bed 2 is deformed by the load of the same structure, and the transfer part 6 is deformed by the deformation of the bed 2, and there is a problem in that durability is reduced.

또한, 종래 공작기계는 이송부(6)가 구조물의 하중을 충분히 지지하지 못함에 따라 이송시에 진동이나 소음이 발생하고, 이에 따라 가공정밀도가 감소하며 작업자의 불편을 초래하는 문제점이 있었다.In addition, in the conventional machine tool, as the transfer unit 6 does not sufficiently support the load of the structure, vibration or noise is generated during transfer, thereby reducing processing precision and causing inconvenience to the operator.

더욱이, 종래 공작기계는 최적화된 구조해석이나 설계 없이 이송부가 베드의 상부에 설치됨에 따라 이송부나 베드에 가해지는 하중에 의해 이송부나 베드가 손상되어 공작기계의 수명이 단축되고, 유지보수 비용 및 시간이 증가하는 문제점이 있었다.Moreover, in the conventional machine tool, as the transfer part is installed on the upper part of the bed without an optimized structural analysis or design, the transfer part or the bed is damaged by the load applied to the transfer part or the bed, and the life of the machine tool is shortened, maintenance cost and time There was a growing problem with this.

게다가, 종래 공작기계는 신뢰도 및 안정성이 감소하고, 비가공 시간 증가에 따라 생산성이 감소하는 문제점이 있었다. In addition, the conventional machine tools have problems in that reliability and stability are reduced, and productivity is reduced as the non-working time increases.

대한민국 특허공개공보 제10-2015-0101207호Korean Patent Publication No. 10-2015-0101207 대한민국 특허공개공보 제10-2015-0101118호Korean Patent Publication No. 10-2015-0101118 대한민국 특허등록공보 제10-0655319호Korean Patent Registration Publication No. 10-0655319

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제1 가이드와 제2 가이드 사이에서 제1, 2 가이드와 평행하면서 수평방향으로 마주하도록 보조 가이드를 설치하고, 이러한 제3 가이드가 제3 가이드와 구조물의 무게중심 사이의 높이방향 길이, 제1, 2 가이드 사이의 수평방향 길이, 및/또는 제1, 2 가이드의 지지면과 구조물의 무게중심 사이의 높이방향 길이 등에 따른 상대적인 변수에 따른 설계와 구조 해석을 통해 보조 가이드를 베드 상부에서 제1 가이드 및 제2 가이드와 높이가 다르게 설치하여 하중에 의한 베드의 변형을 최소화하고, 이에 따라 구조물의 이송시에 이송안정성을 확보하여 공작기계의 가공정밀도를 극대화할 수 있는 공작기계를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to install an auxiliary guide between the first guide and the second guide so as to be parallel to the first and second guides and to face in the horizontal direction, and this third guide A is relative according to the height direction length between the third guide and the center of gravity of the structure, the horizontal length between the first and second guides, and/or the height direction length between the support surfaces of the first and second guides and the center of gravity of the structure, etc. Through design and structural analysis according to variables, the auxiliary guide is installed at a different height from the first and second guides at the top of the bed to minimize the deformation of the bed due to the load. It is to provide a machine tool that can maximize the machining precision of the machine tool.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계는 베드; 상기 베드의 상부에 수평방향, 수직방향, 또는 높이방향으로 이동 가능하게 설치되는 구조물; 상기 베드의 상부에 설치되는 제1 가이드; 상기 제1 가이드와 평행하면서 수평방향으로 서로 마주하도록 상기 베드의 상부에 설치되는 제2 가이드; 및 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드 사이에서 상기 제1 가이드 및 상기 제2 가이드와 각각 평행하면서 수평방향으로 마주하도록 상기 베드의 상부에 설치되는 보조 가이드;를 포함하고, 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드는 상기 베드의 상부에서 동일한 높이로 설치되고, 상기 보조 가이드는 상기 제1 가이드 및 상기 제2 가이드와 상기 베드의 상부에서 동일한 높이 또는 다른 높이로 설치되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention, the machine tool according to the present invention includes a bed; a structure installed movably in a horizontal direction, a vertical direction, or a height direction on the upper part of the bed; a first guide installed on the top of the bed; a second guide installed on the top of the bed so as to be parallel to the first guide and to face each other in a horizontal direction; and an auxiliary guide installed on the bed between the first guide and the second guide so as to be parallel to the first guide and the second guide, respectively, and to face in a horizontal direction. The second guide is installed at the same height from the top of the bed, and the auxiliary guide is installed at the same height or different heights from the first guide and the second guide and the top of the bed.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 보조 가이드는 상기 구조물의 무게중심의 높이방향 하방에서 상기 구조물의 무게중심에 대해 직교하도록 상기 베드의 상부에 설치될 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the machine tool according to the present invention, the auxiliary guide of the machine tool may be installed on the upper portion of the bed so as to be orthogonal to the center of gravity of the structure in the height direction below the center of gravity of the structure.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 상기 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:3 내지 5인 경우에 상기 보조 가이드는, 상기 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지 수평방향 길이의 1/2되는 지점에 위치하도록 상기 베드의 상부에 설치될 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the machine tool according to the present invention, the length in the height direction from the center of gravity of the structure of the machine tool to the support surfaces of the first guide and the second guide and the second in the first guide When the ratio of the length in the horizontal direction to the second guide is 1:3 to 5, the auxiliary guide is located on the upper part of the bed so as to be located at a point that is 1/2 of the length in the horizontal direction from the first guide to the second guide. can be installed.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 상기 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4인 경우에 상기 보조 가이드는, 상기 보조 가이드로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드까지의 높이방향의 길이에 대한 비율이 -0.1 이상 내지 0.06 이하가 되도록 상기 베드의 상부에 설치될 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the machine tool according to the present invention, the length in the height direction from the center of gravity of the structure of the machine tool to the support surfaces of the first guide and the second guide and the second in the first guide When the ratio of the length in the horizontal direction to the second guide is 1:4, the auxiliary guide is from the center of gravity of the structure in the height direction from the auxiliary guide to the supporting surfaces of the first guide and the second guide. It may be installed on the upper portion of the bed so that the ratio of the length of the first guide to the second guide in the height direction is -0.1 or more to 0.06 or less.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 상기 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4인 경우에 상기 보조 가이드는, 상기 보조 가이드로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드까지의 높이방향의 길이에 대한 비율이 -0.08 이상 내지 0.0 이하 또는 0.05 이상 내지 0.06 이하가 되도록 상기 베드의 상부에 설치될 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the machine tool according to the present invention, the length in the height direction from the center of gravity of the structure of the machine tool to the support surfaces of the first guide and the second guide and the second in the first guide When the ratio of the length in the horizontal direction to the second guide is 1:4, the auxiliary guide is from the center of gravity of the structure in the height direction from the auxiliary guide to the supporting surfaces of the first guide and the second guide. It may be installed on the upper portion of the bed such that the ratio of the length of the first guide to the second guide in the height direction is -0.08 or more to 0.0 or less, or 0.05 or more to 0.06 or less.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 상기 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4인 경우에 상기 보조 가이드는, 상기 보조 가이드로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드까지의 높이방향의 길이에 대한 비율이 -0.08 이상 내지 -0.03 이하가 되도록 상기 베드의 상부에 설치될 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the machine tool according to the present invention, the length in the height direction from the center of gravity of the structure of the machine tool to the support surfaces of the first guide and the second guide and the second in the first guide When the ratio of the length in the horizontal direction to the second guide is 1:4, the auxiliary guide is from the center of gravity of the structure in the height direction from the auxiliary guide to the supporting surfaces of the first guide and the second guide. The first guide and the second guide may be installed on the upper part of the bed so that the ratio of the length in the height direction is -0.08 or more to -0.03 or less.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 상기 제1 가이드, 상기 제2 가이드, 및 상기 보조 가이드는 LM 가이드(LM GUIDE)로 형성될 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the machine tool according to the present invention, the first guide, the second guide, and the auxiliary guide of the machine tool may be formed of an LM guide (LM GUIDE).

본 발명에 의한 공작기계는 제1 가이드와 제2 가이드 사이에서 제1, 2 가이드와 평행하면서 수평방향으로 마주하도록 보조 가이드를 설치하고, 이러한 제3 가이드가 제3 가이드와 구조물의 무게중심 사이의 높이방향 길이, 제1, 2 가이드 사이의 수평방향 길이, 및/또는 제1, 2 가이드의 지지면과 구조물의 무게중심 사이의 높이방향 길이 등에 따른 상대적인 변수에 따른 설계와 구조 해석을 통해 보조 가이드를 베드 상부에서 제1 가이드 및 제2 가이드와 높이가 다르게 설치하여 하중에 의한 베드의 변형을 최소화하고, 이에 따라 구조물의 이송시에 이송안정성을 확보하여 공작기계의 내구성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.The machine tool according to the present invention installs an auxiliary guide between the first guide and the second guide so as to be parallel to the first and second guides and to face in the horizontal direction, and the third guide is between the third guide and the center of gravity of the structure. Auxiliary guide through design and structural analysis according to relative variables according to the height direction length, the horizontal length between the first and second guides, and/or the height direction length between the support surface of the first and second guides and the center of gravity of the structure is installed at a different height from the first guide and the second guide at the top of the bed to minimize the deformation of the bed due to the load. have.

또한, 본 발명의 의한 공작기계는 구조 해석 등을 통해 최적화된 위치에 보조 가이드를 설치함에 따라 구조물이 제1, 2 가이드와 보조 가이드를 따라 이동할 때에 진동이나 소음 발생이 감소하여 공작기계의 정밀가공이 가능하고, 작업자의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다.In addition, in the machine tool according to the present invention, as the auxiliary guide is installed at an optimized position through structural analysis, etc., when the structure moves along the first and second guides and the auxiliary guide, vibration or noise generation is reduced, so that the precision machining of the machine tool is reduced. This is possible, there is an effect that can promote the convenience of the operator.

더욱이, 본 발명에 의한 공작기계는 구조 해석 등을 통해 최적화된 위치에 보조 가이드를 설치함에 따라 제1, 2 가이드나 보조 가이드 및 베드가 손상되거나 파손되는 것을 방지하여 공작기계의 수명이 증대시키고, 공작기계의 유지보수 비용 및 시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.Furthermore, the machine tool according to the present invention prevents the first and second guides or auxiliary guides and the bed from being damaged or damaged by installing the auxiliary guides at the positions optimized through structural analysis, etc., thereby increasing the lifespan of the machine tool, It has the effect of reducing the maintenance cost and time of the machine tool.

게다가, 본 발명에 의한 공작기계는 구조 해석 등을 통해 최적화된 위치에 보조 가이드를 설치함에 따라 공작기계의 신뢰도와 안정성이 증가되고, 비가공 시간 감소에 따라 생산성을 현저히 증가시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the machine tool according to the present invention has the effect of increasing the reliability and stability of the machine tool by installing the auxiliary guide at the position optimized through structural analysis, etc., and significantly increasing the productivity according to the reduction of the non-working time. .

도 1은 종래 공작기계의 개념도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 개념도를 나타낸다.
도 3은 종래 공작기계의 베드에 제1, 2 가이드가 설치된 상태에서 베드의 변형 분포를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 공작기계의 베드에 제1, 2 가이드와 보조 가이드가 설치된 상태에서 베드의 변형 분포를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 공작기계의 베드에 제1, 2 가이드와 보조 가이드가 동일한 높이에 설치된 상태에서 베드의 변형 분포를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 보조 가이드의 최적화된 구조 해석을 위한 조건을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7 내지 도 12는 구조물의 무게중심으로부터 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 제1 가이드에서 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4인 경우, 1:3인 경우, 1:5인 경우에 각각 보조 가이드로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 구조물의 무게중심으로부터 제1 가이드와 제2 가이드까지의 높이방향의 길이에 대한 비율에 따른 X, Y, Z축의 변위와 이때에 Y축 변위량을 나타낸다.
도 12는 도 11의 Y축 변위량을 나타낸다.
도 13 내지 도 15는 구조물의 무게중심으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 제1 가이드에서 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4이고 베드의 변위지수가 4 이하, 2 이하, 1 이하인 경우에, 각각 보조 가이드로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 구조물의 무게중심으로부터 제1 가이드와 제2 가이드까지의 높이방향의 길이에 대한 비율에 따른 Y축 변위를 나타낸다.1 shows a conceptual diagram of a conventional machine tool.
Figure 2 shows a conceptual diagram of a machine tool according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the deformation distribution of the bed in a state in which the first and second guides are installed on the bed of the conventional machine tool.
Figure 4 shows the deformation distribution of the bed in a state in which the first and second guides and auxiliary guides are installed on the bed of the machine tool of the present invention.
Figure 5 shows the deformation distribution of the bed in a state in which the first and second guides and auxiliary guides are installed at the same height on the bed of the machine tool of the present invention.
6 is a conceptual diagram for explaining the conditions for the optimized structural analysis of the auxiliary guide of the machine tool according to an embodiment of the present invention.
7 to 12 show that the ratio of the length in the height direction from the center of gravity of the structure to the supporting surfaces of the first guide and the second guide and the length in the horizontal direction from the first guide to the second guide is 1:4, In the case of 1:3, in the case of 1:5, the height direction from the center of gravity of the structure from the auxiliary guide to the supporting surfaces of the first guide and the second guide in the height direction to the first guide and the second guide, respectively. The X, Y, and Z-axis displacement according to the ratio to the length and the Y-axis displacement amount at this time are indicated.
12 shows the Y-axis displacement amount of FIG. 11 .
13 to 15 show that the ratio of the length in the height direction from the center of gravity of the structure to the supporting surfaces of the first guide and the second guide to the length in the horizontal direction from the first guide to the second guide is 1:4, and the displacement of the bed When the index is 4 or less, 2 or less, or 1 or less, the height direction from the center of gravity of the structure to the first guide and the second guide in the height direction from the auxiliary guide to the supporting surfaces of the first guide and the second guide, respectively represents the Y-axis displacement according to the ratio to the length of

이하, 본 발명의 실시예에 의한 공작기계의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, with reference to the drawings of the machine tool according to an embodiment of the present invention will be described in detail. The embodiments introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And, in the drawings, the size and thickness of the device may be exaggerated for convenience. Like reference numbers refer to like elements throughout.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout. The sizes and relative sizes of layers and regions in the drawings may be exaggerated for clarity of description.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments, and therefore is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprise” and/or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 개념도를 나타낸다. 도 3은 종래 공작기계의 베드에 제1, 2 가이드가 설치된 상태에서 베드의 변형 분포를 나타내고, 도 4는 본 발명의 공작기계의 베드에 제1, 2 가이드와 보조 가이드가 설치된 상태에서 베드의 변형 분포를 나타내며, 도 5는 본 발명의 공작기계의 베드에 제1, 2 가이드와 보조 가이드가 동일한 높이에 설치된 상태에서 베드의 변형 분포를 나타낸다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 보조 가이드의 최적화된 구조 해석을 위한 조건을 설명하기 위한 개념도를 나타낸다. 도 7 내지 도 12는 구조물의 무게중심으로부터 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 제1 가이드에서 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4인 경우, 1:3인 경우, 1:5인 경우에 각각 보조 가이드로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 구조물의 무게중심으로부터 제1 가이드와 제2 가이드까지의 높이방향의 길이에 대한 비율에 따른 X, Y, Z축의 변위와 이때에 Y축 변위량을 나타낸다. 도 13 내지 도 15는 구조물의 무게중심으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 제1 가이드에서 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4이고 베드의 변위지수가 4 이하, 2 이하, 1 이하인 경우에, 각각 보조 가이드로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 구조물의 무게중심으로부터 제1 가이드와 제2 가이드까지의 높이방향의 길이에 대한 비율에 따른 Y축 변위를 나타낸다.Figure 2 shows a conceptual diagram of a machine tool according to an embodiment of the present invention. Figure 3 shows the deformation distribution of the bed in a state in which the first and second guides are installed on the bed of the conventional machine tool, and Figure 4 is the first and second guides and the auxiliary guides installed on the bed of the present invention. Shows the distribution of deformation, Figure 5 shows the distribution of deformation of the bed in a state in which the first and second guides and auxiliary guides are installed at the same height on the bed of the machine tool of the present invention. Figure 6 shows a conceptual diagram for explaining the conditions for the optimized structural analysis of the auxiliary guide of the machine tool according to an embodiment of the present invention. 7 to 12 show that the ratio of the length in the height direction from the center of gravity of the structure to the supporting surfaces of the first guide and the second guide and the length in the horizontal direction from the first guide to the second guide is 1:4, In the case of 1:3, in the case of 1:5, the height direction from the center of gravity of the structure from the auxiliary guide to the supporting surfaces of the first guide and the second guide in the height direction to the first guide and the second guide, respectively. The X, Y, and Z-axis displacement according to the ratio to the length and the Y-axis displacement amount at this time are indicated. 13 to 15 show that the ratio of the length in the height direction from the center of gravity of the structure to the supporting surfaces of the first guide and the second guide to the length in the horizontal direction from the first guide to the second guide is 1:4, and the displacement of the bed When the index is 4 or less, 2 or less, or 1 or less, the height direction from the center of gravity of the structure to the first guide and the second guide in the height direction from the auxiliary guide to the supporting surfaces of the first guide and the second guide, respectively Y-axis displacement according to the ratio to the length of

이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "수평방향"이란 동일부재에서 가로방향, 즉 도 2 및 도 6에서 X축 방향을 의미하고, "수직방향"이란 수평방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 세로방향, 즉 도 2 및 도 6에서 Y축 방향을 의미하며, "높이방향"이란 수평방향과 수직방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 상하방향, 즉 도 2 및 도 6에서 Z축 방향을 의미한다. 또한, 상방(상부)이란 "높이방향"에서 위쪽 방향, 즉 도 2 및 도 6에서 Z축의 위쪽을 향하는 방향을 의미하고, 하방(하부)이란 "높이방향"에서 아래쪽 방향, 즉 도 2 및 도 6에서 Z축 아래쪽을 향하는 방향을 의미한다. 또한, 내측이란 동일부재에서 상대적으로 중심에 가까운 쪽 즉, 도 2 및 도 6에서 보조 가이드에 가까운 쪽을 의미하고 외측이란 동일부재에서 상대적으로 중심에서 먼쪽 즉 도 2 및 도 6에서 보조 가이드에서 먼 쪽을 의미한다.Definitions of terms used below are as follows. "Horizontal direction" means the horizontal direction in the same member, that is, the X-axis direction in FIGS. 2 and 6, and "vertical direction" means the vertical direction in the same member while perpendicular to the horizontal direction, that is, Y in FIGS. It means an axial direction, and "height direction" means a vertical direction in the same member while perpendicular to the horizontal and vertical directions, that is, the Z-axis direction in FIGS. 2 and 6 . In addition, upper (upper) means an upward direction in "height direction", that is, a direction toward the upper side of the Z-axis in FIGS. 2 and 6, and downward (lower) means a downward direction in "height direction", that is, FIGS. 6 means the direction toward the Z-axis downwards. In addition, the inner side means the side relatively close to the center of the same member, that is, the side close to the auxiliary guide in FIGS. 2 and 6, and the outer side means the side relatively far from the center in the same member, that is, the side farther from the auxiliary guide in FIGS. 2 and 6 side means

도 2 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(1)를 설명한다. 도 2 내지 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(1)는 베드(10), 구조물(20), 제1 가이드(30), 제2 가이드(40), 보조 가이드(50)를 포함한다. 또한, 도면에 도시되지는 않았지만 구조물을 이동시키는 동력을 전달하기 위한 볼스크류 유닛을 더 포함할 수 있다.A machine tool 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 15 . 2 to 6, the machine tool 1 according to an embodiment of the present invention includes a bed 10, a structure 20, a first guide 30, a second guide 40, and an auxiliary guide. (50). In addition, although not shown in the drawings, it may further include a ball screw unit for transmitting power to move the structure.

지면 또는 베이스에 베드(10)가 설치된다. 베드(10)는 공작물을 가공하는 지지대 역할을 수행하고, 공작물을 가공하기 위해 필요한 부품들이 설치되는 공간과 서포트 기능을 수행한다. The bed 10 is installed on the ground or the base. The bed 10 serves as a support for processing the workpiece, and performs a space and support function in which parts necessary for processing the workpiece are installed.

구조물(20)이 베드(10)의 상부에 수평방향(X축 방향, 가로방향), 수직방향(Y축 방향, 세로방향), 높이방향(Z축 방향, 상하방향)으로 이동 가능하게 설치된다. The structure 20 is installed movably in the horizontal direction (X-axis direction, horizontal direction), vertical direction (Y-axis direction, vertical direction), and height direction (Z-axis direction, vertical direction) on the upper part of the bed 10 .

이러한 구조물(20)은 베드(10)의 상부 또는 측면에 설치되는 매거진, 테이블, 새들, 컬럼, 스핀들로 형성될 수 있다. 매거진은 베드(10)의 일측에 스핀들에 장착된 공구를 교환하기 위해 베드(10)의 일측 또는 상부에 설치될 수 있다. The structure 20 may be formed of a magazine, a table, a saddle, a column, and a spindle installed on the top or side of the bed 10 . The magazine may be installed on one side or an upper portion of the bed 10 in order to exchange a tool mounted on the spindle on one side of the bed 10 .

테이블이 베드의 상부 또는 베드의 일측에 설치되어 가공하기 위한 공작물을 안정적을 지지하여 스핀들에 장착된 공구에 의해 가공을 수행하게 된다. The table is installed on the upper part of the bed or on one side of the bed to stably support the workpiece for processing, and processing is performed by the tool mounted on the spindle.

또한, 새들이 베드의 상부에 수평방향 또는 수직방향으로 볼 스크류와 서보모터와 같은 이송부에 의해 이동 가능하게 설치된다. In addition, the saddle is movably installed on the upper portion of the bed by a transfer unit such as a ball screw and a servomotor in a horizontal or vertical direction.

또한, 컬럼이 새들의 상부에 볼 스크류와 서보모터와 같은 이송부에 의해 수평방향 또는 수직방향으로 이동 가능하게 설치된다. In addition, the column is installed movably in the horizontal or vertical direction by a transfer unit such as a ball screw and a servomotor on the upper part of the saddle.

또한, 스핀들이 컬럼의 일측에 볼 스크류와 서보모터와 같은 이송부에 의해 높이방향으로 이동 가능하게 설치되어 테이블에 안착된 공작물을 다양한 모양과 형상으로 가공할 수 있다. In addition, the spindle is installed to be movable in the height direction by a transfer unit such as a ball screw and a servo motor on one side of the column, so that the workpiece seated on the table can be processed into various shapes and shapes.

이처럼, 본 발명에서 구조물(20)이란 매거진, 테이블, 새들, 컬럼, 스핀들 등을 포함하고 자체 하중을 가지고 베드(10)에 하중을 가할 수 있는 중량물을 의미한다. As such, in the present invention, the structure 20 means a heavy object that includes a magazine, a table, a saddle, a column, a spindle, and the like, and can apply a load to the bed 10 with its own load.

도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(100)는 스핀들, 새들, 컬럼, 테이블의 이송부에 의한 이송을 통해 공구를 가공한다. 이러한 공작물의 가공작업은 수치제어부나 PLC의 명령에 가공프로그램에 따라 수행된다. Although not shown in the drawings, the machine tool 100 according to an embodiment of the present invention processes the tool through the transfer by the transfer unit of the spindle, the saddle, the column, and the table. The machining operation of these workpieces is performed according to the machining program in the command of the numerical control unit or PLC.

이러한 수치제어부는 NC(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numericalcontrol)를 포함하고, 각종 수치 제어 프로그램이 내장되어 있다. 즉 수치제어부는 가공부의 가공프로그램, 공구의 가동프로그램 등이 내장되고, 수치제어부의 구동에 따라 해당 프로그램이 자동으로 로딩되어 작동한다. The numerical control unit includes NC (numerical control, NC) or CNC (computerized numerical control), and various numerical control programs are built-in. That is, the numerical control unit contains the machining program of the processing unit and the tool operation program, and the program is automatically loaded and operated according to the driving of the numerical control unit.

이러한 수치제어부는 매거진, 테이블, 새들, 컬럼, 스핀들의 이송부, 및 PLC(Programmable Logic Controller)와 소정의 프로토콜에 의해 통신을 수행한다.The numerical control unit communicates with a magazine, a table, a saddle, a column, a transfer unit of a spindle, and a programmable logic controller (PLC) by a predetermined protocol.

또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 수치제어부는 주조작부를 포함하고, 이러한 주조작부는 화면표시 프로그램과 화면표시 선택에 따른 데이터 입력 프로그램을 포함하고, 화면표시 프로그램의 출력에 따라 표시화면에 소프트웨어 스위치를 디스플레이하고, 소프트웨어 스위치의 온(ON)/오프(OFF)를 인식하여 기계 동작의 입출력 명령을 내리는 기능을 수행한다. In addition, although not shown in the drawings, according to a preferred embodiment of the present invention, the numerical control unit includes a main operation unit, and the main operation unit includes a screen display program and a data input program according to screen display selection, and the screen display According to the output of the program, the software switch is displayed on the display screen, and the ON/OFF of the software switch is recognized to give an input/output command for machine operation.

또한, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 주조작부는 공작기계의 하우징, 케이스, 또는 일측에 설치되어 다양한 기능스위치 또는 버튼과 각종 정보를 표시할 수 있는 모니터를 구비한다.In addition, although not necessarily limited thereto, the main operation unit includes a monitor that is installed on the housing, case, or one side of the machine tool to display various function switches or buttons and various information.

제1 가이드(30)가 베드(10)의 상부에 설치된다. The first guide 30 is installed on the top of the bed 10 .

구체적으로 제1 가이드(30)는 베드(10)의 상부의 일측 선단에 인접하도록 베드(10)의 상부에 수직방향(Y축 방향)으로 베드(10)의 상부에 베드(10)를 따라 평행하게 연장 형성된다.Specifically, the first guide 30 is parallel along the bed 10 on the top of the bed 10 in the vertical direction (Y-axis direction) on the upper portion of the bed 10 so as to be adjacent to one end of the upper portion of the bed 10 . is formed elongated.

제2 가이드(40)는 제1 가이드(30)와 평행하면서 수평방향으로 서로 마주하도록 베드(10)의 상부에 설치된다. The second guide 40 is installed on the top of the bed 10 so as to face each other in a horizontal direction while being parallel to the first guide 30 .

구체적으로 제2 가이드(40)는 베드(10)의 상부에서 제1 가이드(30)와 수평방향(X축 방향)와 평행하면서 수평방향으로 마주하도록 록 베드(10)의 상부의 타측 선단에 인접하면서 베드(10)의 상부에 수직방향(Y축 방향)으로 베드(10)의 상부에 베드(10)를 따라 평행하게 연장 형성된다.Specifically, the second guide 40 is adjacent to the other end of the upper portion of the lock bed 10 so as to face the first guide 30 in the horizontal direction while being parallel to the horizontal direction (X-axis direction) at the upper portion of the bed 10 . While extending in parallel along the bed 10 on the upper portion of the bed 10 in the vertical direction (Y-axis direction) to the upper portion of the bed 10 is formed.

제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)는 베드(10)의 상부에서 동일한 높이로 설치된다. The first guide 30 and the second guide 40 are installed at the same height above the bed 10 .

보조 가이드(50)는 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40) 사이에서 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 각각 평행하면서 수평방향으로 마주하도록 베드(10)의 상부에 설치된다. The auxiliary guide 50 is positioned between the first guide 30 and the second guide 40 in parallel with the first guide 30 and the second guide 40, respectively, and is located on the upper portion of the bed 10 so as to face in the horizontal direction. is installed

구체적으로, 보조 가이드(50)는 베드(10)의 상부에서 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 수평방향으로 이격하면서 평행하고 서로 마주하도록 베드(10)의 상부에 수직방향(Y축 방향)으로 베드(10)의 상부에 베드(10)를 따라 평행하게 연장 형성된다. 보조 가이드(50)는 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 베드(10)의 상부에서 높이방향으로 동일한 높이 또는 다른 높이로 설치된다. 즉, 보조 가이드(50)는 제1, 2 가이드(30, 40)와 높이방향으로 높이차(H)가 있도록 이격되게 설치될 수 있다. Specifically, the auxiliary guide 50 is spaced apart from the first guide 30 and the second guide 40 in the horizontal direction at the top of the bed 10 in parallel and facing each other in the vertical direction ( Y-axis direction) is formed extending parallel to the top of the bed 10 along the bed (10). The auxiliary guide 50 is installed at the same height or different heights in the height direction from the top of the first guide 30 and the second guide 40 and the bed 10 . That is, the auxiliary guide 50 may be installed to be spaced apart from the first and second guides 30 and 40 so that there is a height difference H in the height direction.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 제1 가이드(30), 제2 가이드(40), 및 보조 가이드(50)는 LM 가이드(LM GUIDE)로 형성된다. According to a preferred embodiment of the present invention, the first guide 30 , the second guide 40 , and the auxiliary guide 50 are formed of an LM guide (LM GUIDE).

이처럼, 제1 가이드(30), 제2 가이드(40), 및 보조 가이드(50)가 베드(20)의 상부에서 LM 가이드로 형성되어 구조물(20)을 3점 지지함에 따라 구조물이 제1, 2 가이드와 보조 가이드를 따라 이동할 때에 진동이나 소음 발생이 감소하여 공작기계의 정밀가공이 가능하고, 작업자의 편의를 도모할 수 있다.As such, as the first guide 30, the second guide 40, and the auxiliary guide 50 are formed as an LM guide on the upper portion of the bed 20 to support the structure 20 at three points, the structure is formed in the first, 2 When moving along the guide and auxiliary guide, the generation of vibration or noise is reduced, enabling precise machining of machine tools and improving operator convenience.

도 3에 도시된 것처럼, 보조 가이드가 없는 경우에는 베드는 구조물의 하중과 구조물의 이송중에 더욱 큰 하중이 작용하여 베드가 변형이 많이 발생하게 된다.As shown in FIG. 3 , in the absence of an auxiliary guide, a larger load is applied to the bed during the transfer of the structure and the load of the structure, so that the bed is deformed a lot.

도 4에 도시된 것처럼, 제1 가이드와 제2 가이드 사이에 보조 가이드가 수직방향으로 연장 형성됨에 따라 베드의 X축 방향 변형이 25% 감소하고, Y축 방향 변형이 75% 감소하는 것을 알 수 있다. As shown in Figure 4, as the auxiliary guide extends in the vertical direction between the first guide and the second guide, it can be seen that the deformation in the X-axis direction of the bed is reduced by 25% and the deformation in the Y-axis direction is reduced by 75%. have.

따라서, 도 4에 도시된 것처럼, 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40) 사이에 보조 가이드(50)를 설치하여 구조물(20)을 3점 지지하는 것이 제1 가이드와 제2 가이드에 의한 2점 지지 구조보다 베드와 공작기계의 내구성이 현저히 향상된다는 것을 알 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 4 , the auxiliary guide 50 is installed between the first guide 30 and the second guide 40 to support the structure 20 at three points to the first guide and the second guide. It can be seen that the durability of the bed and machine tool is significantly improved compared to the two-point support structure.

제1 가이드와 제2 가이드 사이에 보조 가이드를 설치하여 구조물을 3점 지지하는 것이 제1 가이드와 제2 가이드에 의한 2점 지지 구조보다 더욱 안정적이라는 것은 알 수 있었지만, 이때에 보조 가이드의 설치 높이에 따른 최적의 구조해석이 필요하였다. It was found that the three-point support of the structure by installing the auxiliary guide between the first guide and the second guide is more stable than the two-point support structure by the first guide and the second guide, but in this case, the installation height of the auxiliary guide The optimal structural analysis according to

이에 따라 도 5와 같이 보조 가이드를 제1 가이드와 제2 가이드의 높이방향의 높이와 동일하게 설치하여 베드의 변형을 확인한 결과 Y축 방향으로 변위가 증가함에 따라 Y축 이송의 안정성이 감소하는 문제점이 있었다.Accordingly, as shown in FIG. 5 , as a result of confirming the deformation of the bed by installing the auxiliary guide at the same height in the height direction of the first guide and the second guide, as the displacement in the Y-axis direction increases, the stability of the Y-axis feed decreases. there was

즉, 도 3 내지 도 5에서 알 수 있는 것처럼, 베드의 상부에 제1 가이드와 제2 가이드 사이에 보조 가이드를 설치하여 3점 지지 구조로 구조물을 지지하는 것이 안정적이지만, 제1 가이드와 제2 가이드 사이에 설치되는 보조 가이드의 높이를 잘못 설치할 경우 오히려 이송 안정성이 저해되고, 공작기계의 내구성이 감소하는 것을 알 수 있다. That is, as can be seen in FIGS. 3 to 5, it is stable to support the structure in a three-point support structure by installing an auxiliary guide between the first guide and the second guide on the top of the bed, but the first guide and the second If the height of the auxiliary guide installed between the guides is incorrectly installed, it can be seen that the transport stability is rather impaired and the durability of the machine tool is reduced.

이에 따라 보조 가이드는 제1 가이드 및 제2 가이드와 높이방향으로 동일하거나 서로 다른 높이에 설치되는 것이 타당하다는 것을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that it is appropriate that the auxiliary guide be installed at the same or different heights from the first guide and the second guide in the height direction.

이처럼, 본 발명은 공작기계는 설계와 구조 해석을 통해 제1 가이드와 제2 가이드 사이에서 제1, 2 가이드와 평행하면서 수평방향으로 마주하고, 제1 가이드 및 제2 가이드와 서로 다른 높이를 갖도록 보조 가이드를 설치하여 하중에 의한 베드의 변형을 최소화하고, 이에 따라 구조물의 이송시에 이송안정성을 확보하여 공작기계의 내구성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.As such, the present invention provides a machine tool between the first guide and the second guide through design and structural analysis to face the first and second guides in parallel and in the horizontal direction, and to have different heights from the first guide and the second guide. By installing an auxiliary guide, the deformation of the bed due to the load is minimized, and thus, there is an effect of increasing the durability of the machine tool by securing the transport stability during the transport of the structure.

또한, 도 2에 도시된 것처럼, 필요에 따라 보조 가이드(50)는 수평방향으로 소정 간격 이격하여 서로 마주하면서 평행하는 한 쌍으로 형성될 수도 있다. 이에 따라 더욱 안정적으로 구조물(20)의 하중을 지지하여 구조물(20)의 이동안정성을 더욱 향상할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2 , if necessary, the auxiliary guide 50 may be formed as a pair in parallel while being spaced apart from each other by a predetermined distance in the horizontal direction. Accordingly, it is possible to more stably support the load of the structure 20 to further improve the movement stability of the structure 20 .

상술한 바와 같이 구조물의 안정적인 이송을 통한 이송안정성을 확보하고 베드의 변형을 최소화하여 공작기계의 내구성을 증가하며, 가공 정밀도 향상을 위해 보조 가이드가 필수적으로 설치되야 하는 것은 구조 해석을 통해 확인하였다.As described above, it was confirmed through structural analysis that an auxiliary guide must be installed to secure transport stability through stable transport of the structure, to minimize bed deformation, to increase the durability of the machine tool, and to improve processing precision.

이하에서는 본 발명은 구조해석을 통해 보조 가이드(50)의 수평방향(X축 방향)의 위치와 높이방향(Z축 방향)의 최적 위치를 설정하는 것으로 이하 보조 가이드(50)의 수평방향 최적 위치와 높이방향 최적 위치를 설명한다.Hereinafter, the present invention sets the optimal position in the horizontal direction (X-axis direction) and the height direction (Z-axis direction) of the auxiliary guide 50 through structural analysis. Hereinafter, the optimal position in the horizontal direction of the auxiliary guide 50 and the optimal position in the height direction.

보조 가이드(50)의 수평방향 최적 위치와 높이방향 최적 위치를 설정하기 위해 도 6을 참조하여 보조 가이드의 최적화 구조를 위한 구조 해석 실험에 대한 조건을 설명한다. In order to set the optimal position in the horizontal direction and the optimal position in the height direction of the auxiliary guide 50, the conditions for the structural analysis experiment for the optimized structure of the auxiliary guide will be described with reference to FIG. 6 .

구조물(20)이 제1 가이드(30), 제2 가이드(40), 및 보조 가이드(50)에 의해 베드(10)의 상부에 이동가능하게 지지 설치된다.The structure 20 is movably supported and installed on the upper portion of the bed 10 by the first guide 30 , the second guide 40 , and the auxiliary guide 50 .

구조물(20)의 무게중심(G)은 구조물(20) 상에 위치되고, 이러한 무게중심(G)은 구조물(20)의 종류, 크기에 따라 그 위치가 변경된다.The center of gravity G of the structure 20 is located on the structure 20 , and the location of the center of gravity G is changed according to the type and size of the structure 20 .

제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)가 구조물(20)을 지지하면서 베드(10)의 상부에 수평방향으로 이격하여 설치된다. 또한, 상술한 바와 같이 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)는 높이방향으로 동일한 높이에 형성되므로 제1 가이드(30)의 지지면과 제2 가이드의 지지면은 동일하게 된다. The first guide 30 and the second guide 40 are installed to be spaced apart from each other in the horizontal direction on the upper portion of the bed 10 while supporting the structure 20 . In addition, as described above, since the first guide 30 and the second guide 40 are formed at the same height in the height direction, the support surface of the first guide 30 and the support surface of the second guide are the same.

이때에 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)는 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향(Z축 방향)의 길이(A)가 되도록 설치된다. 이와 동시에 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)는 베드(10)의 상부에 수평방향(X축 방향)으로 서로 이격되게 설치된다. At this time, the first guide 30 and the second guide 40 are in the height direction (Z axis) from the center of gravity (G) of the structure to the support surface 31 of the first guide 30 and the second guide 40 . direction) of the length (A). At the same time, the first guide 30 and the second guide 40 are installed to be spaced apart from each other in the horizontal direction (X-axis direction) on the upper portion of the bed 10 .

즉, 길이(A)는 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향(Z축 방향)으로 최단거리를 의미한다. That is, the length (A) means the shortest distance in the height direction (Z-axis direction) from the center of gravity (G) of the structure to the support surface 31 of the first guide 30 and the second guide 40 .

제1 가이드(30)의 중심에서 제2 가이드(40)의 중심까지의 수평방향(X축 방향)의 길이(C)가 되도록 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)가 베드(10)의 상부에 설치된다. The first guide 30 and the second guide 40 are placed on the bed 10 so that the length C in the horizontal direction (X-axis direction) from the center of the first guide 30 to the center of the second guide 40 is (C). ) is installed on top of

즉, 길이(C)는 제1 가이드(30)의 중심에서 제2 가이드(40)의 중심까지의 수평방향(X축 방향)으로 최단거리를 의미한다.That is, the length C means the shortest distance in the horizontal direction (X-axis direction) from the center of the first guide 30 to the center of the second guide 40 .

또한, 보조 가이드(50)는 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 동일한 높이 또는 서로 다른 높이가 되도록 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40) 사이에 설치된다. 이때에 보조 가이드(50)는 보조 가이드(50)의 상부면(51)으로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(B)를 갖도록 설치된다.In addition, the auxiliary guide 50 is installed between the first guide 30 and the second guide 40 so as to have the same height or different heights from the first guide 30 and the second guide 40 . At this time, the auxiliary guide 50 has a length B in the height direction from the upper surface 51 of the auxiliary guide 50 to the support surface 31 of the first guide 30 and the second guide 40. is installed

즉, 길이(B)는 보조 가이드(50)의 상부면(51)으로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향(Z축 방향)으로 최단거리를 의미한다.That is, the length B is the shortest distance in the height direction (Z-axis direction) from the upper surface 51 of the auxiliary guide 50 to the support surface 31 of the first guide 30 and the second guide 40 . means

구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향(Z축 방향)의 길이(A)와 제1 가이드(30)의 중심에서 제2 가이드(40)의 중심까지의 수평방향(X축 방향)의 길이(C)의 비(J)라 정의한다. 즉, 비(J)는 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향(Z축 방향)의 길이(A):제1 가이드(30)의 중심에서 제2 가이드(40)의 중심까지의 수평방향(X축 방향)의 길이(C)이다. 결국 비(J)는 A:C를 의미한다.The length A in the height direction (Z-axis direction) from the center of gravity (G) of the structure to the support surface 31 of the first guide 30 and the second guide 40 and the center of the first guide 30 It is defined as the ratio (J) of the length (C) in the horizontal direction (X-axis direction) to the center of the second guide (40). That is, the ratio (J) is the length (A) in the height direction (Z-axis direction) from the center of gravity (G) of the structure to the support surface 31 of the first guide 30 and the second guide 40: The length C in the horizontal direction (X-axis direction) from the center of the first guide 30 to the center of the second guide 40 . After all, the ratio (J) means A:C.

보조 가이드(50)로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(B)의 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)에 대한 비율(F)이라 정의한다. 즉, 비율(F)는 보조 가이드(50)로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(B)를 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)로 나눈 값이다. 결국 비율(F)은 B/A를 의미한다. The first guide 30 and the first guide 30 from the center of gravity (G) of the structure of the length (B) in the height direction from the auxiliary guide (50) to the support surface (31) of the first guide (30) and the second guide (40) It is defined as the ratio (F) to the length (A) in the height direction to the support surface (31) of the second guide (40). That is, the ratio F is the length B in the height direction from the auxiliary guide 50 to the support surface 31 of the first guide 30 and the second guide 40 from the center of gravity G of the structure. It is a value divided by the length A in the height direction to the support surface 31 of the first guide 30 and the second guide 40 . After all, the ratio (F) means B/A.

또한, 비율(F)의 음의값(-값)인 경우에는 무게중심(G)에서 멀어지는 방향, 즉 높이방향에서 아래쪽 방향(Z축 방향의 하방)을 의미한다. In addition, in the case of a negative value (-value) of the ratio F, it means a direction away from the center of gravity G, that is, a downward direction in the height direction (downward in the Z-axis direction).

마찬가지로, 비율(F)이 양의값(+값)인 경우에는 무게중심(G)에 가까워지는 방향, 즉 높이방향에서 위쪽 방향(Z축 방향의 상방)을 의미한다.Similarly, when the ratio F is a positive value (+ value), it means a direction closer to the center of gravity G, that is, an upward direction in the height direction (above the Z-axis direction).

변위지수(K)란 비(J)를 고정한 경우 비율(F)에 따른 베드(10)의 상대적인 변형량에 대한 값의 상대적인 크기를 절대값으로 정하여 지정한 값을 의미한다. 즉, 변위지수(K)란 각 구조물의 크기와 공작기계의 종류, 가공속도, 스핀들의 회전 속도 등에 따라 베드의 최대 변형 한계치를 설정한 상태에서 비(J)를 고정한 경우 비율(F)에 따른 베드(10)의 상대적인 변형량에 대한 값의 상대적인 크기를 절대값으로 정하여 지정한 값으로 정의된다. When the ratio (J) is fixed, the displacement index (K) means a value designated by determining the relative magnitude of the value for the relative deformation amount of the bed 10 according to the ratio (F) as an absolute value. In other words, the displacement index (K) is the size of each structure, the type of machine tool, machining speed, and the rotation speed of the spindle. It is defined as a value designated by determining the relative magnitude of the value for the relative amount of deformation of the bed 10 as an absolute value.

일례로 변위지수 4라 함은 도 7 내지 도 15의 그래프에서 Y축의 양의값 4와 음의 값 4를 포함하는 영역을 의미한다. 변위지수가 5를 초과하면 일반적인 공작기계의 위치정밀도 한계치를 벗어나서 설계가 불가능한 것으로 판단할 수 있다.For example, the displacement index of 4 means a region including a positive value 4 and a negative value 4 on the Y-axis in the graphs of FIGS. 7 to 15 . If the displacement index exceeds 5, it can be judged that the design is impossible because it is out of the limit of positional precision of general machine tools.

도 7 내지 도 15의 그래프에서 X축은 비율(F)이고, Y축은 변위지수(K)를 나타낸다.In the graphs of FIGS. 7 to 15 , the X-axis represents the ratio (F), and the Y-axis represents the displacement index (K).

이하에서 도 2와 도 6 내지 도 12를 참조하여 보조 가이드(50)이 수평방향 최적 위치에 대해 설명한다.Hereinafter, an optimal position of the auxiliary guide 50 in the horizontal direction will be described with reference to FIGS. 2 and 6 to 12 .

보조 가이드(50)는 구조물의 무게중심(G)의 높이방향(Z축 방향)의 하방에서 구조물의 무게중심(G)에 대해 직교하도록 베드의 상부에 설치되는 것이 바람직하다.The auxiliary guide 50 is preferably installed on the upper portion of the bed so as to be perpendicular to the center of gravity (G) of the structure below the height direction (Z-axis direction) of the center of gravity (G) of the structure.

즉, 보조 가이드(50)의 수평방향 최적 위치 선정시에 보조 가이드(50)는 구조물의 무게중심(G)의 높이방향(Z 방향)의 하방에서 구조물의 무게중심(G)에 대해 직교하면서 구조물의 무게중심(G)의 가상의 수직방향 연장선에 대해 수직방향으로 평행하도록 베드(10)의 상부에 수직방향으로 연장 형성된다. That is, when selecting the optimal position in the horizontal direction of the auxiliary guide 50, the auxiliary guide 50 is orthogonal to the center of gravity (G) of the structure below the height direction (Z direction) of the center of gravity (G) of the structure. It is formed extending in the vertical direction on the upper portion of the bed 10 so as to be parallel in the vertical direction to the virtual vertical extension line of the center of gravity (G).

이에 따라, 보조 가이드가 구조물의 무게중심을 견고하게 지지하여 구조물의 이동중이나 구조물이 정지한 상태에서 구조물의 하중이 베드로 전달되는 것을 최소화하여 베드의 변형하여 공작기계의 수명이 증대시키고, 공작기계의 유지보수 비용 및 시간을 절감할 수 있다.Accordingly, the auxiliary guide firmly supports the center of gravity of the structure to minimize the transfer of the load of the structure to the bed while the structure is moving or the structure is stationary, thereby deforming the bed and increasing the lifespan of the machine tool. It can save maintenance cost and time.

도 6 내지 도 12에 도시된 것처럼, 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)와 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이(C)의 비(J)가 1:3 내지 5인 경우에 보조 가이드(50)는 제1 가이드(30)에서 제2 가이드(40)까지 수평방향 길이(C)의 1/2되는 지점에 위치하도록 베드(10)의 상부에 설치되는 것이 더욱 바람직하다.6 to 12, the length (A) in the height direction from the center of gravity (G) of the structure to the support surface 31 of the first guide and the second guide and from the first guide to the second guide When the ratio (J) of the length (C) in the horizontal direction is 1:3 to 5, the auxiliary guide 50 is 1 of the length (C) in the horizontal direction from the first guide 30 to the second guide 40 It is more preferable to be installed on the upper part of the bed 10 so as to be located at the point of /2.

즉, 도 7 내지 도 8과 같이 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)와 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이(C)의 비(J)가 1:4인 경우, 도 9 내지 도 10과 같이 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)와 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이(C)의 비(J)가 1:3인 경우, 도 11 내지 도12와 같이 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)와 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이(C)의 비(J)가 1:5인 경우 모두 변위지수 내에서 비율(F) 범위내에서 약 3 내지 10% 이내의 설계를 위한 구조해석에서 결과값에 크게 영향을 미치지 않는 변위지수 정도 차이가 발생하는 것을 알 수 있다.That is, as shown in FIGS. 7 to 8 , the length A in the height direction from the center of gravity (G) of the structure to the support surfaces 31 of the first guide and the second guide and the length from the first guide to the second guide When the ratio (J) of the length (C) in the horizontal direction is 1:4, the height from the center of gravity (G) of the structure to the support surface 31 of the first guide and the second guide as shown in FIGS. 9 to 10 . When the ratio (J) of the length (A) in the direction and the length (C) in the horizontal direction from the first guide to the second guide is 1:3, the center of gravity (G) of the structure as shown in FIGS. 11 to 12 The ratio (J) of the length (A) in the height direction from the first guide to the supporting surface 31 of the second guide to the length (C) in the horizontal direction from the first guide to the second guide is 1:5 In all cases, it can be seen that the difference in the degree of the displacement index does not significantly affect the result value in the structural analysis for design within about 3 to 10% within the range of the ratio (F) within the displacement index.

따라서, 도 7 내지 도 12 도시된 것처럼, 같이 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)와 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이(C)의 비(J)가 1:3 내지 5인 경우에 보조 가이드(50)가 제1 가이드(30)에서 제2 가이드(40)까지 수평방향 길이(C)의 1/2되는 지점에 위치하도록 베드(10)의 상부에 설치되는 것이 베드의 변형이 가장 적고 안정적이라는 것을 확인할 수 있다.Accordingly, as shown in FIGS. 7 to 12 , the length A in the height direction from the center of gravity (G) of the structure to the support surface 31 of the first guide and the second guide and the second in the first guide When the ratio (J) of the length (C) in the horizontal direction to the guide is 1:3 to 5, the auxiliary guide 50 is the horizontal length (C) from the first guide (30) to the second guide (40) It can be seen that the deformation of the bed is minimal and stable when it is installed on the upper part of the bed 10 so as to be located at a point that is 1/2 of the .

이처럼, 본 발명에 의한 공작기계는 구조 해석 등을 통해 최적화된 위치에 보조 가이드를 설치함에 따라 공작기계의 신뢰도와 안정성이 증가되고, 비가공 시간 감소에 따라 생산성을 현저히 증가시킬 수 있다.As such, in the machine tool according to the present invention, reliability and stability of the machine tool are increased by installing an auxiliary guide at an optimized position through structural analysis, etc., and productivity can be significantly increased according to a reduction in non-working time.

도 13에 도시된 것처럼, 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이(A)와 제1 가이드에서 제2 가이드까지의 수평방향의 길이(C)의 비가 1:4인 경우에 보조 가이드(50)는 보조 가이드로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이(B)의 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)에 대한 비율(F)이 -0.1 이상 내지 0.06 이하가 되도록 베드(10)의 상부에 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 서로 높이가 동일하거나 다르게 설치된다. 바람직하게는 베드의 변위지수(K)가 4 이하인 경우이다.13, the length (A) in the height direction from the center of gravity (G) of the structure to the supporting surfaces of the first guide and the second guide and the length (C) in the horizontal direction from the first guide to the second guide ) when the ratio is 1:4, the auxiliary guide 50 is the first guide from the center of gravity (G) of the structure of the length (B) in the height direction from the auxiliary guide to the supporting surfaces of the first guide and the second guide. The first guide 30 and the second guide on the upper portion of the bed 10 so that the ratio (F) of the second guide to the length (A) in the height direction to the support surface 31 is -0.1 or more and 0.06 or less. (40) and the same or different height from each other is installed. Preferably, the displacement index (K) of the bed is 4 or less.

즉, 변위지수(K)가 4 이하인 경우에 보조 가이드(50)는 비율(F)이 -0.1 이상 내지 0.06 이하가 되도록 베드(10)의 상부에 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 서로 높이가 동일하거나, 제1 가이드와 제2 가이드보다 높거나 낮게 설치된다. 변위지수(K)가 4 이하인 경우에는 상대적으로 공작기계의 최대 변형 한계치 등이 상대적으로 높게 책정됨에 따라 비율에 따른 변위지수가 더욱 커짐에 따라 보조 가이드(50)가 설치되는 높이방향의 높이가 상대적으로 더욱 큰 범위를 갖고 설치될 수 있다. 이러한 변위지수(K)는 해당 장비의 설계에 따른 구조해석에서 구조 최적화에 따른 설계 범위내로 해석된다.That is, when the displacement index (K) is 4 or less, the auxiliary guide 50 is the first guide 30 and the second guide 40 on the upper part of the bed 10 so that the ratio F is -0.1 or more and 0.06 or less. ) and the same height as each other, or installed higher or lower than the first guide and the second guide. When the displacement index (K) is 4 or less, the maximum deformation limit of the machine tool is set relatively high, and as the displacement index according to the ratio becomes larger, the height in the height direction at which the auxiliary guide 50 is installed is relatively high. can be installed with a larger scope. This displacement index (K) is analyzed within the design range according to the structural optimization in the structural analysis according to the design of the equipment.

따라서, 변위지수가 4인 경우에는 상대적으로 구조물이 더욱 가벼운 소형 장비에 적용되는 것으로 비율(F)이 -0.1 미만이거나 0.06을 초과하는 경우에는 변위지수 4의 범위를 벗어남에 따라 최대 변형 한계치에 의해 설계가 불가능하거나 이와 같이 설계하는 경우 내구성이 확보되지 않아 장비의 파손이나 손상과 같은 심각한 문제가 발생하게 된다. Therefore, if the displacement index is 4, it is applied to small equipment with a relatively lighter structure. If the ratio (F) is less than -0.1 or exceeds 0.06, it is out of the range of displacement index 4 If it is impossible to design, or if it is designed in this way, the durability is not secured, and serious problems such as equipment breakage or damage occur.

도 14에 도시된 것처럼, 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이(A)와 제1 가이드에서 제2 가이드까지의 수평방향의 길이(C)의 비가 1:4인 경우에 보조 가이드(50)는 보조 가이드로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이(B)의 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)에 대한 비율(F)이 -0.08 이상 내지 0.0 이하 또는 0.05 이상 내지 0.06 이하가 되도록 베드(10)의 상부에 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 서로 높이가 동일하거나 다르게 설치된다. 바람직하게는 베드의 변위지수(K)가 2 이하인 경우이다.14, the length (A) in the height direction from the center of gravity (G) of the structure to the supporting surfaces of the first guide and the second guide and the length (C) in the horizontal direction from the first guide to the second guide ) when the ratio is 1:4, the auxiliary guide 50 is the first guide from the center of gravity (G) of the structure of the length (B) in the height direction from the auxiliary guide to the supporting surfaces of the first guide and the second guide. The first guide ( 30) and the second guide 40 and the same or different heights are installed. Preferably, the displacement index (K) of the bed is 2 or less.

즉, 변위지수(K)가 2 이하인 경우에 보조 가이드(50)는 비율(F)이 -0.08 이상 내지 0.0 이하 또는 0.05 이상 내지 0.06 이하가 되도록 베드(10)의 상부에 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 서로 높이가 동일하거나, 제1 가이드와 제2 가이드보다 높거나 낮게 설치된다. 변위지수(K)가 2 이하인 경우에는 상대적으로 공작기계의 최대 변형 한계치 등이 상대적으로 중간정도로 책정됨에 따라 비율에 따른 변위지수가 작아짐에 따라 보조 가이드(50)가 설치되는 높이방향의 높이가 상대적으로 중간정도의 범위를 갖고 설치될 수 있다. 이러한 변위지수(K)는 해당 장비의 설계에 따른 구조해석에서 구조 최적화에 따른 설계 범위내로 해석된다.That is, when the displacement index (K) is 2 or less, the auxiliary guide 50 has a ratio (F) of -0.08 or more to 0.0 or less or 0.05 or more to 0.06 or less on the upper portion of the bed 10 so that the first guide (30) and the second guide 40 and the same height, or higher or lower than the first guide and the second guide. When the displacement index (K) is 2 or less, as the displacement index according to the ratio decreases as the maximum deformation limit value of the machine tool is set to a relatively intermediate level, the height in the height direction at which the auxiliary guide 50 is installed is relatively It can be installed with a medium range. This displacement index (K) is analyzed within the design range according to the structural optimization in the structural analysis according to the design of the equipment.

따라서, 변위지수가 2인 경우에는 상대적으로 구조물이 중간 정도인 중형 장비에 적용되는 것으로 비율(F)이 -0.08 미만 내지 0.0을 초과하거나 0.05 미만 내지 0.06을 초과하는 경우에는 변위지수 2의 범위를 벗어남에 따라 최대 변형 한계치에 의해 설계 자체가 불가능하거나 이와 같이 설계하는 경우 이동안정성과 공작기계의 내구성이 확보되지 않아 장비의 파손이나 손상과 같은 심각한 문제가 발생하게 된다. Therefore, when the displacement index is 2, it is applied to medium-sized equipment with relatively medium structures. Depending on the deviation, the design itself is impossible due to the maximum deformation limit, or if such a design is carried out, the stability of movement and durability of the machine tool are not secured, and serious problems such as equipment breakage or damage occur.

도 15에 도시된 것처럼, 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이(A)와 제1 가이드에서 제2 가이드까지의 수평방향의 길이(C)의 비가 1:4인 경우에 보조 가이드(50)는 보조 가이드로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이(B)의 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)에 대한 비율(F)이 -0.07 이상 내지 -0.03 이하가 되도록 베드(10)의 상부에 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 서로 높이가 다르게 설치된다. 바람직하게는 베드의 변위지수(K)가 1 이하인 경우이다.15, the length (A) in the height direction from the center of gravity (G) of the structure to the supporting surfaces of the first guide and the second guide and the length (C) in the horizontal direction from the first guide to the second guide ) when the ratio is 1:4, the auxiliary guide 50 is the first guide from the center of gravity (G) of the structure of the length (B) in the height direction from the auxiliary guide to the supporting surfaces of the first guide and the second guide. The first guide 30 and the second on the upper part of the bed 10 so that the ratio (F) of the second guide to the length (A) in the height direction to the support surface 31 is -0.07 or more to -0.03 or less. The guide 40 is installed at a different height from each other. Preferably, the displacement index (K) of the bed is 1 or less.

즉, 변위지수(K)가 1 이하인 경우에 보조 가이드(50)는 비율(F)이 -0.07 이상 내지 -0.03 이하가 되도록 베드(10)의 상부에 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)보다 낮게 설치된다. 변위지수(K)가 1 이하인 경우에는 상대적으로 공작기계의 최대 변형 한계치 등이 상대적으로 가장 낮게 책정됨에 따라 비율에 따른 변위지수가 가장 작아짐에 따라 보조 가이드(50)가 설치되는 높이방향의 높이가 상대적으로 가장 작은 범위를 갖고 설치될 수 있다. 이러한 변위지수(K)는 해당 장비의 설계에 따른 구조해석에서 구조 최적화에 따른 설계 범위 내로 해석된다.That is, when the displacement index (K) is 1 or less, the auxiliary guide 50 has a first guide 30 and a second guide ( 40) is installed lower. When the displacement index (K) is 1 or less, as the maximum deformation limit of the machine tool is set to be relatively low, and the displacement index according to the ratio is the smallest, the height in the height direction at which the auxiliary guide 50 is installed is It can be installed with a relatively small scope. This displacement index (K) is analyzed within the design range according to the structural optimization in the structural analysis according to the design of the equipment.

따라서, 변위지수가 1인 경우에는 상대적으로 구조물이 가장 무거운 대형 장비에 적용되는 것으로 비율(F)이 -0.07 미만 내지 -0.03을 초과하거나 경우에는 변위지수 1의 범위를 벗어남에 따라 최대 변형 한계치에 의해 설계 자체가 불가능하거나 이와 같이 설계하는 경우 이동안정성과 공작기계의 내구성이 확보되지 않아 장비의 파손이나 손상과 같은 심각한 문제가 발생하고, 구조물의 이송시에 진동 등에 의해 대형 공작기계에서 정밀 가공을 수행할 수 없는 문제점이 발생하게 된다. Therefore, when the displacement index is 1, it is applied to large equipment with the heaviest structure, and when the ratio (F) is less than -0.07 to -0.03 or exceeds the range of displacement index 1, the maximum deformation limit is applied. If the design itself is impossible due to this, or if the design itself is designed in this way, the stability of movement and durability of the machine tool are not secured, causing serious problems such as equipment breakage or damage. Problems that cannot be performed arise.

따라서, 본 발명에 의한 공작기계는 제1 가이드와 제2 가이드 사이에서 제1, 2 가이드와 평행하면서 수평방향으로 마주하도록 보조 가이드를 설치하고, 이러한 제3 가이드가 제3 가이드와 구조물의 무게중심 사이의 높이방향 길이, 제1, 2 가이드 사이의 수평방향 길이, 및/또는 제1, 2 가이드의 지지면과 구조물의 무게중심 사이의 높이방향 길이 등에 따른 상대적인 변수에 따른 설계와 구조 해석을 통해 보조 가이드를 베드 상부에서 제1 가이드 및 제2 가이드와 높이가 다르게 설치하여 하중에 의한 베드의 변형을 최소화하고, 이에 따라 구조물의 이송시에 이송안정성을 확보하여 공작기계의 내구성을 증가시키며, 공작기계의 가공정밀도와 수명을 증대시키고, 공작기계의 유지보수 비용 및 시간을 절감할 수 있다.Therefore, the machine tool according to the present invention installs an auxiliary guide between the first guide and the second guide so as to face the first and second guides in the horizontal direction while parallel to the first guide, and the third guide is the center of gravity of the third guide and the structure. Through design and structural analysis according to relative variables such as the height direction length between the guides, the horizontal length between the first and second guides, and/or the height direction length between the support surfaces of the first and second guides and the center of gravity of the structure The auxiliary guide is installed at a different height from the first guide and the second guide at the upper part of the bed to minimize the deformation of the bed due to the load. It can increase the machining precision and lifespan of the machine, and reduce the maintenance cost and time of the machine tool.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.In the detailed description of the present invention described above, although it has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those having ordinary skill in the art will It will be understood that various modifications and variations of the present invention can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

1 : 종래 공작기계, 2 : 베드,
3 : 새들, 4 : 컬럼,
5 : 스핀들, 6 : 이송부,
10 : 베드, 20 : 구조물,
30 : 제1 가이드, 31 : 지지면,
40 : 제2 가이드, 50 : 제3 가이드,
51 : 상부면.1: conventional machine tool, 2: bed,
3: Saddle, 4: Column,
5: spindle, 6: transfer part,
10: bed, 20: structure,
30: first guide, 31: support surface,
40: second guide, 50: third guide,
51: upper surface.

Claims

bed;
a structure installed movably in a horizontal direction, a vertical direction, or a height direction on the upper part of the bed;
a first guide installed on the top of the bed;
a second guide installed on the upper portion of the bed so as to be parallel to the first guide and to face each other in a horizontal direction; and
Auxiliary guides installed on the upper part of the bed so as to face each other in a horizontal direction parallel to the first guide and the second guide between the first guide and the second guide; and
The first guide and the second guide are installed at the same height from the top of the bed,
The auxiliary guide is installed at the same height or different heights from the first guide and the second guide and the upper part of the bed,
The auxiliary guide is a machine tool, characterized in that it is installed on the upper portion of the bed to be perpendicular to the center of gravity of the structure in the height direction below the center of gravity of the structure.

delete

According to claim 1,
When the ratio of the length in the height direction from the center of gravity of the structure to the supporting surfaces of the first guide and the second guide to the length in the horizontal direction from the first guide to the second guide is 1:3 to 5 The auxiliary guide is
Machine tool, characterized in that it is installed on the upper portion of the bed so as to be located at a point half of the length from the first guide to the second guide in the horizontal direction.

4. The method of claim 3,
When the ratio of the length in the height direction from the center of gravity of the structure to the supporting surfaces of the first guide and the second guide to the length in the horizontal direction from the first guide to the second guide is 1:4, the auxiliary guide,
The ratio of the length in the height direction from the auxiliary guide to the supporting surfaces of the first guide and the second guide in the height direction from the center of gravity of the structure to the supporting surfaces of the first guide and the second guide Machine tool, characterized in that it is installed on the upper portion of the bed so that -0.1 or more and 0.06 or less.

4. The method of claim 3,
When the ratio of the length in the height direction from the center of gravity of the structure to the supporting surfaces of the first guide and the second guide to the length in the horizontal direction from the first guide to the second guide is 1:4, the auxiliary guide,
The ratio of the length in the height direction from the auxiliary guide to the supporting surfaces of the first guide and the second guide in the height direction from the center of gravity of the structure to the supporting surfaces of the first guide and the second guide Machine tool, characterized in that it is installed on the upper part of the bed so that -0.08 or more to 0.0 or less, or 0.05 to 0.06 or less.

4. The method of claim 3,
When the ratio of the length in the height direction from the center of gravity of the structure to the supporting surfaces of the first guide and the second guide to the length in the horizontal direction from the first guide to the second guide is 1:4, the auxiliary guide,
The ratio of the length in the height direction from the auxiliary guide to the supporting surfaces of the first guide and the second guide in the height direction from the center of gravity of the structure to the supporting surfaces of the first guide and the second guide Machine tool, characterized in that it is installed on the upper part of the bed so that -0.08 or more to -0.03 or less.

According to claim 1,
The first guide, the second guide, and the auxiliary guide is a machine tool, characterized in that formed of an LM guide (LM GUIDE).