KR102568883B1

KR102568883B1 - 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터

Info

Publication number: KR102568883B1
Application number: KR1020210105036A
Authority: KR
Inventors: 최우각
Original assignee: (주)대성하이텍
Priority date: 2021-08-10
Filing date: 2021-08-10
Publication date: 2023-08-21
Also published as: KR20230023175A

Abstract

본 발명은 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 가공축 유닛이 탑재된 다축 가공부가 가동 테이블에 안착되어 길이방향으로 수평 절입되는 복수의 피가공물의 각 가공부위를 동시에 절삭 가공하는 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터에 관한 것이다.

Description

독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터{Multiaxial machining center with independent pitch adjustment structure}

주지하는 바와 같이 머시닝센터(machining center)란 공구의 자동 교환장치 또는 자동선택기능을 갖추고 피가공물의 작업 준비 및 교체 없이 피가공물의 2면 이상에서 여러 종류의 가공을 할 수 있는 수치제어 공작기계를 말하는 것으로서, 절삭공구를 자동으로 교환하면서 밀링가공, 드릴링가공, 보링가공 등을 연속해서 할 수 있는 대표적인 CNC 공작기계이다.

여기서, 머시닝센터는 범용 밀링과 유사한데, 베드 위에 칼럼(column)과 X, Y, Z축에 해당하는 니(knee), 서보모터에 의한 서보제어기구가 부착되어 상하, 전후, 좌우 운동이 NC 지령에 의해 이루어지는 테이블(table)로 구성되고, 절삭공구가 장착되는 주축(spindle)과, 테이블 및 주축의 동작 제어를 위한 NC 지령을 입, 출력하는 컨트롤러로 이루어져 있다.

또한, 20~70개의 공구를 절삭조건에 맞게 자동으로 바꾸어 주는 자동공구교환장치(ATC, automatic toolchanger)를 부착하여 여러 가지의 밀링작업, 드릴링 및 보링가공을 자동공구교환에 의해 한꺼번에 수행할 수 있도록 함으로써, 단 한 번의 세팅으로 다축가공, 다공정가공이 가능하여 다품종 소량부품의 가공공정 자동화에 유리하다.

이러한 머시닝센터를 이용하여 피가공물을 가공하기 위해서는 작업자가 피가공물을 테이블 상에 고정 설치된 바이스와 같은 지그수단에 고정하고, 고정된 피가공물의 위치를 정확히 원점 세팅(zero setting)한 후 머시닝센터를 작동시키면, 피가공물이 고정된 위치를 기준으로 머시닝센터는 사전 입력된 가공 수치에 따라 피가공물이 고정된 테이블을 X, Y축 방향으로 이송 제어하고, 고속 회전하는 절삭공구가 장착된 주축을 Z축 방향으로 이송 제어함으로써 피가공물을 자동으로 가공하게 된다.

그리하여, 피가공물의 가공이 완료되면 작업자는 가공을 위해서 지그수단에 고정되었던 피가공물을 지그수단에서 배출하고, 새로운 피가공물을 다시 지그수단에 고정하여 상기와 같은 작업 과정을 반복함으로써 동일 제품의 반복적인 가공이 이루어지게 된다.

그런데, 상기 머시닝센터는 테이블 상에 고정된 피가공물의 위치를 기준으로 사전 입력된 가공 수치에 따라서 피가공물이 고정된 테이블의 이송을 제어하거나, 절삭공구가 장착된 주축의 이송을 제어하여 피가공물을 가공하기 때문에 피가공물의 고정위치는 피가공물의 정밀 가공에 있어서 매우 중요하다.

또한, 피가공물을 머시닝센터의 테이블에 탈부착할 때 소요되는 시간은 제품의 생산성에 있어서 큰 영향을 미치기 때문에 피가공물을 머시닝센터의 테이블에 고정함에 있어서, 피가공물을 고정하는 지그수단은 주축에 대하여 X, Y축 방향으로 정확한 기준점 상에 설치되며, 지그수단은 최종적으로 피가공물을 고정할 때에도 일정한 위치에 피가공물을 신속하게 고정해야 한다.

그런데, 비숙련자인 경우에 지그수단에 피가공물을 고정하더라도, 피가공물을 정확한 위치에 고정하는데 많은 시간이 소요됨으로써 제품의 생산성 저하를 초래할 뿐만 아니라, 피가공물을 지그수단에 고정한 후, 가공하고, 가공이 완료된 피가공물을 배출한 후, 새로운 피가공물을 다시 지그수단에 고정하는 작업을 반복 수행하는 과정에서 작업자의 피로에 따른 집중력 저하, 또는 비숙련에 따른 기능 부족 등에 의해 지그수단의 정확한 위치에 피가공물이 고정되지 않는 경우에는 피가공물의 가공 정밀성이 현저히 떨어지면서 불량품 발생률이 증가하는 문제점도 있었다.

등록특허공보 제10-0906726호(2009. 07. 07) 등록특허공보 제10-1159425호(2012. 07. 03)

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 복수의 가공축 유닛이 탑재된 다축 가공부가 가동 테이블에 안착되어 길이방향으로 수평 절입되는 복수의 피가공물의 각 가공부위를 동시에 절삭 가공함에 있어, 각 가공축 유닛들의 독립된 피치 조절을 통해 가동 테이블에 배치된 피가공물의 고정오차를 보정하여, 피가공물을 재고정하여 가공원점을 정렬함에 따른 제반적인 문제점을 해소한 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터를 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터는,

베드와; 상기 베드의 상부에 배치되며 하나 이상의 피가공물들을 정렬공간 내에 지그유닛들을 통해 고정하여 피가공물들을 길이방향으로 일괄하여 수평 절입하는 가동 테이블부와;

상기 가동 테이블부에 의해 길이방향으로 수평 절입되는 피가공물의 가공부위에 절삭공구를 절입하여 가공하는 둘 이상의 가공축 유닛들을 갖는 다축 가공부와; 상기 다축 가공부의 각 가공축 유닛에 요하는 절삭공구를 치환 장착하는 툴체인저부를 포함하여 구성된 다축 가공형 머시닝 센터에 있어서,

상기 다축 가공부는, 고정 베이스와; 상기 고정 베이스에 좌우 진퇴구조로 배치되는 둘 이상의 가공축 유닛과; 상기 고정 베이스에 좌우 진퇴구조로 설치된 각 가공축 유닛을 독립적으로 좌우 견인 이송하여, 각 가공축 유닛을 좌우 독립되게 이송하여 해당 가공축 유닛에 절삭 가공되는 피가공물에 대한 가공축 유닛의 가공 원점을 정렬하는 독립 피치 조절유닛을 포함하여 구성되고,

상기 독립 피치 조절유닛은 제어신호에 의해 정역 회전력을 생성하는 피치 조절모터와; 상기 피치 조절모터의 회전축과 가동축 유닛을 리드 이송구조로 연결하여 상기 피치 조절모터의 회전력을 이송력으로 변환하여 해당 가동축 유닛의 좌우 이송을 도모하는 리드 이송축을 포함하되,

각 가공축 유닛과 독립 피치 조절유닛은 1:1로 매칭하여 형성되어, 다축 가공부를 구성하는 가공축 유닛의 독립된 좌우 이동을 도모하도록 구성되며,
상기 다축 가공부를 구성하는 고정 베이스에, 상기 독립 피치 조절유닛에 의해 피치가 조절된 가공축 유닛들을 고정 베이스의 각 지점에 일괄하여 고정하는 스토퍼 유닛을 더 포함하며,
상기 스토퍼 유닛은,
상기 고정 베이스에 좌우 길이방향으로 회동구조로 배치되며 일방향 회전에 의해 장착면에 편심변을 돌출하여, 장착면에 배치된 가공축 유닛들을 일괄 구속하는 스토핑축과;
상기 스토핑축을 일방향으로 등각 회전하여 편심변이 장착면에 돌출되어 고정 베이스의 장착면에 형성된 가공축 유닛들을 고정 베이스에 구속하여 고정하는 구속모터를 포함하여,
상기 스토퍼 유닛에 의해 각 가공축 유닛들의 정형화된 고정상태가 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 상기 가공축 유닛은 스핀들의 하부에 절삭공구를 장착하는 고정척이 배치된 스핀들 부재와; 상기 스핀들 부재를 상하 승강하여, 길이방향으로 수평 절입되는 피가공물의 가공부위에 고정척에 장착된 절삭공구를 절입하는 승강 절입부재를 포함한다.

그리고, 상기 승강 절입부재는 제어신호에 의해 정역 회전력을 생성하는 승강모터와; 상기 승강모터의 회전축과 회동 스핀들 조립체를 리드 이송구조로 연결하는 리드 이송축을 포함하여, 승강모터의 정역 회전에 의해 스핀들 부재의 상하 승강을 도모한다.

또한, 상기 가공축 유닛들 배치된 고정 베이스의 하부에 배치되어, 가압센서를 통해 하강하는 가공축 유닛에 장착된 절삭공구의 하단의 인선단부에 간섭되어 인선단부의 절입 높이값을 계측하는 절입 높이값 측정구를 포함하고,

상기 가동축 유닛들은 절입 높이값 측정구를 통해 측정된 절삭공구의 절입 높이값을 기준으로 승강하여 길이방향으로 수평 절입되는 피가공물을 절삭 가공하도록 구성된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 다축 가공형 머시닝 센터는 다축 가공부를 구성하는 각 가공축 유닛의 좌우 독립된 이동을 통해 가공 원점을 정렬하는 독특한 가공 원점 정렬구조가 마련된다.

따라서, 상기 각 가공축 유닛의 독립된 피치조절을 통해 지그유닛을 통해 가동 테이블에 고정된 피가공물의 위치를 보정하지 아니하고도, 가동 테이블에 고정된 피가공물에 대한 가공축 유닛의 가공 원점의 간편한 정렬이 가능하다.

즉, 본 발명은 다축 가공부를 구성하는 가공축 유닛들의 독립된 피치 조절을 통해 가동 테이블에 안착된 피가공물의 고정오차를 보정하고, 결과적으로 피가공물을 재고정하는 과정없이 피가공물과 가공축 유닛 사이의 가공 원점의 간편한 정렬을 통해 복수의 피가공물을 복수의 가공축 유닛들을 통해 정밀하게 가공하는 것이 가능하다.

도 1과 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터의 전체 구성과 피가공물의 다축 절삭 가공상태를 보여주는 것이고,
도 3 내지 도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터에 있어, 다축 가공부의 세부 구성과 다축 가공부를 구성하는 가공축 유닛의 독립 피치 조절상태를 보여주는 것이고,
도 6은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터에 있어, 다축 가공부를 구성하는 가공축 유닛들의 일괄 스토핑 상태를 보여주는 것이고,
도 7은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터에 있어, 절입 높이값 측정구를 통한 절삭공구의 절입 높이값과 편심도의 측정상태를 보여주는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터(1)는, 복수의 가공축 유닛(52)들을 통해 길이방향으로 수평 절입되는 피가공물(100)들의 각 가공부위를 동시에 절삭 가공하는 장치이다.

상기 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터(1)는, 도 1 내지 도 2에서 보는 바와 같이 베드(10)와; 상기 베드(10)의 상부에 배치되며 하나 이상의 피가공물(100)들을 정렬공간(21a) 내에 지그유닛(22)들을 통해 고정하여 피가공물(100)들을 길이방향으로 일괄하여 수평 절입하는 가동 테이블부(20)와; 상기 가동 테이블부(20)에 의해 길이방향으로 수평 절입되는 피가공물(100)의 가공부위에 절삭공구(200)를 절입하여 가공하는 둘 이상의 가공축 유닛(52)들을 갖는 다축 가공부(50)와; 상기 다축 가공부(50)의 각 가공축 유닛(52)에 요하는 절삭공구(200)를 치환 장착하는 툴체인저부(30); 및 상기 피가공물(100)에서 절삭된 칩을 회수하는 칩회수부(40)를 포함한다.

상기 가동 테이블부(20)는, 베드(10)의 상부에 진퇴구조로 배치되는 가동 테이블(21)과; 상기 가동 테이블(21)의 정렬공간(21a) 내에 안착된 피가공물(100)을 고정하는 지그유닛(22); 그리고 상기 피가공물(100)이 안착된 가동 테이블(21)을 길이방향으로 수평 이송하여 피가공물(100)들을 다축 가공부(50)에 길이방향으로 수평 절입하는 가동 절입유닛(23)을 포함한다.

본 실시예에서는 상기 가동 테이블(21)의 좌우 양편에 지그유닛(22)이 마련된 정렬공간(21a)을 형성하여, 한 쌍의 피가공물(100)을 동시에 안착하여 다축 가공부(50)에 동시 절입하도록 한다.

그리고, 상기 툴체인저부(30)는 이송체인(31)에 의해 환형 이동하는 공구포트(32)에 장착된 절삭공구(200)들 중 치환 장착을 요하는 절삭공구(200)를 가공축 유닛(52)에 치환 장착한다.

상기 툴체인저부(30)는 다축 가공부(50)를 구성하는 가공축 유닛(52)의 개수와 대응되게 1:1 형태로 배치되어, 각 가공축 유닛(52)에 공구포트(32)에 설치된 절삭공구(200)를 신속히 치환 장착한다.

또한, 상기 칩회수부(40)는 가동 테이블(21)의 양측에 배치되어, 가동 테이블(21)에 안착되어 다축 가공부(50)에 의해 절삭 가공과정에 생성된 칩을 회수하는 회수로(41)와, 상기 회수로(41) 내에 회동구조로 배치되어 회수로(41) 내에 회수되는 칩을 이송 배출하는 배출 스크루(42)와, 상기 배출 스크루(42)에 의해 배출되는 칩을 포집하는 포집함(43)을 포함한다.

그리고, 상기 다축 가공부(50)는 도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이 절삭공구(200)들을 장착하여 수직으로 회동 절입되는 둘 이상의 가공축 유닛(52)들이 좌우 이격하여 배치된 형태로 구성되어, 상기 가동 테이블부(20)에 의해 길이방향으로 수평 절입되는 복수의 피가공물(100)들의 가공부위를 동시에 절삭 가공한다.

본 실시예에서는 4개의 가동축 유닛(52)를 배치하여, 가동 테이블(21)에 의해 길이방향으로 동시 수평 절입되는 한 쌍의 피가공물(100)들의 가공부위가 동시에 절삭 가공되도록 한다.

여기서, 상기 다축 가공부(50)를 구성하는 각 가동축 유닛(52)은 스핀들(52a-a)의 하부에 절삭공구(200)를 장착하는 고정척(52a-b)이 배치된 스핀들 부재(52a)와; 상기 스핀들 부재(52a)를 상하 승강하여, 길이방향으로 수평 절입되는 피가공물(100)의 가공부위에 고정척(52a-b)에 장착된 절삭공구(200)를 절입하는 승강 절입부재(52b)를 포함한다.

여기서, 상기 승강 절입부재(52b)는 제어신호에 의해 정역 회전력을 생성하는 승강모터(52b-a)와; 상기 승강모터(52b-a)의 회전축과 회동 스핀들 조립체(52a)를 리드 이송구조로 연결하는 리드 이송축(52b-b)을 포함하여, 승강모터(52b-a)의 정역 회전에 의해 스핀들 부재(52a)의 상하 승강을 도모한다.

한편, 본 발명에서는 복수의 가공축 유닛(52)들이 복수 배치된 다축 가공부(50)를 통해 길이방향으로 수평 절입되는 둘 이상의 피가공물(100)의 가공부위를 동시에 절삭 가공함에 있어, 상기 각 가공축 유닛(52)들의 독립 피치 조절이 가능하도록 한다.

이와 같이 구성하면, 상기 지그유닛(22)을 통해 가동 테이블(21)에 고정된 고하중의 피가공물(100)들의 위치를 작업자가 변경하여 고정 오차를 보정하지 아니하고도, 피가공물(100)과 다축 가공부(50)를 구성하는 각 가공축 유닛(52)들의 가공 원점의 간편한 정렬이 가능하다.

이에 따른 다축 가공부(50)는, 하나 이상의 안내레일(51a)이 형성된 고정 베이스(51)와; 상기 고정 베이스(51)에 형성된 안내레일(51a)에 각각 독립하여 설치되어 좌우 독립하여 이송되는 둘 이상의 가공축 유닛(52)과; 상기 고정 베이스(51)에 좌우 진퇴구조로 설치된 각 가공축 유닛(52)에 개별 설치되어 각 가공축 유닛(52)을 좌우 독립되게 이송하여 해당 가공축 유닛(52)과 피가공물(100) 사이의 가공 원점을 정렬하는 독립 피치 조절유닛(53)을 포함한다.

본 실시예에서는 상기 고정 베이스(51)에 4개의 가공축 유닛(52)을 좌우 진퇴구조로 배치하고 각 가공축 유닛(52)에는 독립 피치 조절유닛(53)을 배치하여, 상기 다축 가공부(50)를 구성하는 각 가공축 유닛(52)들은 가동 테이블(21)의 정렬공간(21a) 내에 고정된 피가공물(100)의 정렬상태에 따라 좌우 독립하여 이동하여 가공원점이 정렬되도록 한다.

상기 독립 피치 조절유닛(53)은 제어신호에 의해 정역 회전력을 생성하는 피치 조절모터(53a)와; 상기 피치 조절모터(53a)의 회전축과 가동축 유닛(52)을 리드 이송구조로 연결하는 리드 이송축(53b)을 포함한다.

따라서, 도 5와 같이 각 가공축 유닛(52)과 1:1로 매칭하여 형성된 독립 피치 조절유닛(53)은, 가동 테이블(52)에 안착된 피가공물(100)의 정렬 상태에 따라 매칭된 가공축 유닛(52)을 좌우로 이동하여서, 피가공물(100)에 대한 해당 가공축 유닛(52)의 가공원점을 정렬한다.

그리하여, 본 실시예에 따른 다축 가공형 머시닝 센터(1)는 각 가공축 유닛(52)이 좌우 독립하여 이동하여 가공 원점을 정렬하는 독특한 가공 원점 정렬구조가 마련되어, 지그유닛(22)들을 통해 가동 테이블(21)의 정렬공간(21a)에 고정된 피가공물(100)의 위치를 보정하지 아니하고도, 각 가공축 유닛(52)의 독립된 피치조절을 통해 피가공물(100)에 대한 해당 가공축 유닛(52)의 가공 중심의 간편한 정렬이 가능한 특이성을 갖는다.

특히, 상기 다축 가공부(50)를 구성하는 고정 베이스(51)에, 독립 피치 조절유닛에 의해 피치가 조절된 가공축 유닛(52)들을 고정 베이스(51)의 각 지점에 일괄하여 고정하는 독특한 스토퍼 유닛(54)을 마련하여, 상기 스토퍼 유닛(54)에 의해 각 가공축 유닛(52)들의 정형화된 고정상태가 형성되도록 한다.

본 실시예에서 제안하고 있는 스토퍼 유닛(54)은, 상기 고정 베이스(51)에 좌우 길이방향으로 회동구조로 배치되며 일방향 회전에 의해 장착면에 편심변(54a-a)을 돌출하여, 도 3과 도 6에서 보는 바와 같이 장착면에 배치된 가공축 유닛(52)들을 일괄 구속하는 스토핑축(54a)과; 상기 스토핑축(54a)을 일방향으로 등각 회전하여 편심변(54a-a)이 장착면에 돌출되어 고정 베이스(51)의 장착면에 형성된 가공축 유닛(52)들을 고정 베이스(51)에 구속하여 고정하는 구속모터(54b)를 포함한다.

이와 더불어, 본 실시예에 따른 다축 가공부(50)는 각 가공축 유닛(52)의 고정척(52a-b)에 툴체인저부(30)를 통해 치환 공급되는 절삭공구(200)를 장착하여 가동 테이블(21)에 의해 길이방향으로 수평 절입되는 피가공물(100)을 절삭 가공하도록 구성된다.

그런데, 상기 절삭공구(200)는 그 특성상 반복적인 절삭가공에 의해 인선의 마모가 발생되므로, 가공축 유닛(52)에 장착된 절삭공구(200)의 높이값 편차가 불가피하게 야기되고, 이러한 절삭공구(200)의 높이값 편차에 의해 피가공물(100)의 가공 오차가 야기될 수 있다.

이를 해소하기 위해 본 발명에서는, 상기 가공축 유닛(52)에 장착된 절삭공구(200)의 높이값을 정확히 계측하는 절입 높이값 측정구(60)를 더 부가하여, 툴체인저부(30)를 통해 절삭공구(200)를 장착한 가공축 유닛(52)은 절입 높이값 측정구(60)를 통해 스핀들 부재(52a)의 고정척(52a-b)에 장착된 절삭공구(200)의 절삭 높이값을 간편하게 측정하여서, 해당 가공축 유닛(52)은 측정된 절삭 높이값을 기준으로 상하 승강하여 길이방향으로 수평 절입되는 피가공물(100)의 가공부위에 절삭공구(200)를 정밀하게 절입하도록 한다.

본 실시예에 따른 절입 높이값 측정구(60)는, 도 3과 도 4 및 도 7에서 보는 바와 같이 상기 가공축 유닛(52)들이 배치된 고정 베이스(51)의 하부에 진퇴구조로 배치되는 트레이(64)를 포함하고, 상기 트레이(64)에 탑재된 가압센서(61)를 통해 하강하는 가공축 유닛(52)에 장착된 절삭공구(200)의 하단의 인선단부(210)에 간섭되어 인선단부(210)의 절입 높이값을 계측한다.

바람직하게는, 상기 절입 높이값 측정구(60)는 진퇴부재(63)에 의해 고정 베이스(51)의 하부에 진퇴하도록 구성되어, 평상시에는 고정 베이스(51)의 하부에 은폐된 상태를 유지하고 절삭공구(200)의 절입 높이값의 측정시 일시적으로 진출하여 하강하는 절삭공구(200)의 절입 높이값을 측정한다.

그리고, 상기 절입 높이값 측정구(60)를 구성하는 트레이(64)에는 회전하는 절삭공구(200)의 편심도를 계측하여, 가공축 유닛(52)에 장착된 절삭공구(200)의 편심도를 계측하는 편심 계측센서(62)가 배치되며, 가공축 유닛(52)에 장착된 절삭공구(200)의 편심값이 설정범위를 초과하면 절삭공구(200)의 손상이나 오장착으로 간주하여 경고음을 통해 관리자에게 알림한다.

상기 편심도 계측센서(62)는 복수의 센서부재들이 방사구조로 배치되어 회전하는 절삭공구(200)의 편심도를 계측하도록 구성된다.

그리고, 상기 센서부재들은 절삭공구(200)와 비접촉상태로 절삭공구(200)의 편심도를 계측하는 비접촉식, 또는 절삭공구(200)의 외경면에 접촉되어 절삭공구(200)의 편심도를 계측하는 접촉식이 채택될 수 있다.

따라서, 상기 툴체인저부(30)에 의해 해당 가공축 유닛(52)에 새로운 절삭공구(200)가 치환 장착되면, 상기 절입 높이값 측정구(60)는 진출하여 가공축 유닛(52)의 하부에 일시적으로 위치한다.

이 상태에서 가공축 유닛(52)은 하강하여 장착된 절삭공구(200)의 인선단부(210)를 하부에 배치된 가압센서(61)에 당접하여 해당 절삭공구(200)의 인선단부(210) 높이를 측정하여 절입 높이값을 계측하고, 이후 가공축 유닛(52)의 스핀들 부재(52a)는 회전하여 절삭공구(200)를 일방향으로 회전하고 이 상태에서 편심 계측센서(62)는 상기 절삭공구(200)의 생크부의 편심값을 계측한다.

그리고, 상기 절입 높이값과 편심값의 계측이 완료되면 가공축 유닛(52)은 상승하여 원복하고, 이후 가공축 유닛(52)은 계측된 절입 높이값에 따라 승강하여 길이방향으로 수평 절입되는 피가공물(100)의 가공부위를 절삭 가공한다.

1. 다축 가공형 머시닝 센터
10. 베드
20. 가동 테이블부 21. 가동 테이블
21a. 정렬공간 22. 지그유닛
23. 가동 절입유닛
30. 툴체인저부 31. 이송체인
32. 공구포트
40. 칩회수부 41. 회수로
42. 배출 스크루 43. 포집함
50. 다축 가공부 51. 고정 베이스
51a. 안내레일 52. 가공축 유닛
52a. 스핀들 부재 52a-a. 스핀들
52a-b. 고정척 52b. 승강 절입부재
52b-a. 승강모터 52b-b. 리드 이송축
53. 독립 피치 조절유닛 53a. 피치 조절모터
53b. 리드 이송축 54. 스토퍼 유닛
54a. 스토핑축 54a-a. 편심변
54b. 구속모터
60. 절입 높이값 측정구 61. 가압센서
62. 편심도 계측센서 63. 진퇴부재
100. 피가공물 200. 절삭공구

Claims

베드와; 상기 베드의 상부에 배치되며 하나 이상의 피가공물들을 정렬공간 내에 지그유닛들을 통해 고정하여 피가공물들을 길이방향으로 일괄하여 수평 절입하는 가동 테이블부와;
상기 가동 테이블부에 의해 길이방향으로 수평 절입되는 피가공물의 가공부위에 절삭공구를 절입하여 가공하는 둘 이상의 가공축 유닛들을 갖는 다축 가공부와; 상기 다축 가공부의 각 가공축 유닛에 요하는 절삭공구를 치환 장착하는 툴체인저부를 포함하여 구성된 다축 가공형 머시닝 센터에 있어서,
상기 다축 가공부는, 고정 베이스와; 상기 고정 베이스에 좌우 진퇴구조로 배치되는 둘 이상의 가공축 유닛과; 상기 고정 베이스에 좌우 진퇴구조로 설치된 각 가공축 유닛을 독립적으로 좌우 견인 이송하여, 각 가공축 유닛을 좌우 독립되게 이송하여 해당 가공축 유닛에 절삭 가공되는 피가공물에 대한 가공축 유닛의 가공 원점을 정렬하는 독립 피치 조절유닛을 포함하여 구성되고,
상기 독립 피치 조절유닛은 제어신호에 의해 정역 회전력을 생성하는 피치 조절모터와; 상기 피치 조절모터의 회전축과 가동축 유닛을 리드 이송구조로 연결하여 상기 피치 조절모터의 회전력을 이송력으로 변환하여 해당 가동축 유닛의 좌우 이송을 도모하는 리드 이송축을 포함하되,
각 가공축 유닛과 독립 피치 조절유닛은 1:1로 매칭하여 형성되어, 다축 가공부를 구성하는 가공축 유닛의 독립된 좌우 이동을 도모하도록 구성되며,
상기 다축 가공부를 구성하는 고정 베이스에, 상기 독립 피치 조절유닛에 의해 피치가 조절된 가공축 유닛들을 고정 베이스의 각 지점에 일괄하여 고정하는 스토퍼 유닛을 더 포함하며,
상기 스토퍼 유닛은,
상기 고정 베이스에 좌우 길이방향으로 회동구조로 배치되며 일방향 회전에 의해 장착면에 편심변을 돌출하여, 장착면에 배치된 가공축 유닛들을 일괄 구속하는 스토핑축과;
상기 스토핑축을 일방향으로 등각 회전하여 편심변이 장착면에 돌출되어 고정 베이스의 장착면에 형성된 가공축 유닛들을 고정 베이스에 구속하여 고정하는 구속모터를 포함하여,
상기 스토퍼 유닛에 의해 각 가공축 유닛들의 정형화된 고정상태가 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터.
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제 1항에 있어서, 상기 가공축 유닛은 스핀들의 하부에 절삭공구를 장착하는 고정척이 배치된 스핀들 부재와;
상기 스핀들 부재를 상하 승강하여 길이방향으로 수평 절입되는 피가공물의 가공부위에 고정척에 장착된 절삭공구를 절입하는 승강 절입부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터.
제 3항에 있어서, 상기 승강 절입부재는 제어신호에 의해 정역 회전력을 생성하는 승강모터와;
상기 승강모터의 회전축과 회동 스핀들 조립체를 리드 이송구조로 연결하는 리드 이송축을 포함하여, 승강모터의 정역 회전에 의해 스핀들 부재의 상하 승강을 도모한 것을 특징으로 하는 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터.
제 1항에 있어서, 상기 가공축 유닛들 배치된 고정 베이스의 하부에 배치되어, 가압센서를 통해 하강하는 가공축 유닛에 장착된 절삭공구의 하단의 인선단부에 간섭되어 인선단부의 절입 높이값을 계측하는 절입 높이값 측정구를 포함하고,
상기 가동축 유닛들은 절입 높이값 측정구를 통해 측정된 절삭공구의 절입 높이값을 기준으로 승강하여 길이방향으로 수평 절입되는 피가공물을 절삭 가공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 독립 피치 조절구조를 갖는 다축 가공형 머시닝 센터.