KR102669556B1 - 컬럼부의 회동에 의한 보정이 가능한 머시닝센터 - Google Patents

컬럼부의 회동에 의한 보정이 가능한 머시닝센터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 컬럼부의 회동에 의한 보정이 가능한 머시닝센터(MCT)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컬럼부의 X, Y축 회동에 의해 직접적인 헤드부의 위치 보정이 가능한 머시닝센터(MCT)에 관한 것이다.
본 발명에 따른 컬럼부의 회동에 의한 보정이 가능한 머시닝센터는, 컬럼부, 상기 컬럼부 하부의 전측에 연결되어, 지면에 평행한 판상으로 마련되는 베드부, 상기 베드부 상측에 Y축이송유닛에 의해 연결되어, Y축 방향으로 이동 가능하게 마련되는 새들부, 상기 새들부의 상측에 X축이송유닛에 의해 연결되어, X축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 상단부에 워크피스가 고정될 수 있게 마련되는 테이블부, 상기 컬럼부 상부의 전측에 형성되어, Z축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 제 1 스핀들이 형성되는 제 1 헤드부, 상기 컬럼부 상부의 전측에 형성되어, Z축 이동 가능하게 마련되고, 제 2 스핀들이 형성되며, 상기 제 1 헤드부와 X축 상에 나란히 형성되는 제 2 헤드부를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 컬럼부의 회동에 의한 보정이 가능한 머시닝센터는, 컬럼부의 X축, Y축 회동을 통해 더블 헤드의 변위를 보정할 수 있는 효과가 있다.

Description

컬럼부의 회동에 의한 보정이 가능한 머시닝센터{Machining center that compensates for the movement of the column part}
본 발명은 컬럼부의 회동에 의한 보정이 가능한 머시닝센터(MCT)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컬럼부의 X, Y축 회동에 의해 직접적인 헤드부의 위치 보정이 가능한 머시닝센터(MCT)에 관한 것이다.
일반적으로 머시닝센터(MCT)는, 새들 및 테이블이 X축 및 Y축 방향 회동을 실시하며 워크피스의 평면상의 위치를 설정하고, Z축 방향으로 회동하며, 회전하는 스핀들에 의해 용이하게 가공이 실시되었다.
최근에는, 가공 효율을 높이기 위해, 복수개의 가공물을 동시에 가공할 수 있도록 더블헤드 방식의 머시닝센터(MCT) 연구되고 있는 실정인데, 2개의 워크피스 가공 시, 열변형 및 기타 변수에 의해, 미세하게 평면상의 위치에서 변위가 발생될 수 있어, 최종 가공 작업물의 치수가 동일하지 않게 가공되는 문제점이 지적되었다.
이에 따라, 스핀들이 구성되는 2개의 헤드 중 어느 하나 이상이 X축 방향으로의 추가적인 미세이동이 가능하고, 센싱되는 작업물의 변위정보에 즉각적으로 헤드 위치를 대응하여 가공을 실시할 수 있는 장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
이와 관련하여, 종래의 기술을 살펴보면, ‘더블 스핀들헤드 머시닝센터’가 대한민국 공개특허 제10-2016-0090636호에 개시되고 있으나, 이는 상기한 문제점을 해결하지 못하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-2016-0090636호 (2016.08.01)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 컬럼부의 X축, Y축 회동을 통해 더블 헤드의 변위를 보정할 수 있는 머시닝센터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 컬럼부의 회동에 의한 보정이 가능한 머시닝센터는, 컬럼부, 상기 컬럼부 하부의 전측에 연결되어, 지면에 평행한 판상으로 마련되는 베드부, 상기 베드부 상측에 Y축이송유닛에 의해 연결되어, Y축 방향으로 이동 가능하게 마련되는 새들부, 상기 새들부의 상측에 X축이송유닛에 의해 연결되어, X축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 상단부에 워크피스가 고정될 수 있게 마련되는 테이블부, 상기 컬럼부 상부의 전측에 형성되어, Z축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 제 1 스핀들이 형성되는 제 1 헤드부, 상기 컬럼부 상부의 전측에 형성되어, Z축 이동 가능하게 마련되고, 제 2 스핀들이 형성되며, 상기 제 1 헤드부와 X축 상에 나란히 형성되는 제 2 헤드부를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 컬럼부의 회동에 의한 보정이 가능한 머시닝센터는, 컬럼부의 X축, Y축 회동을 통해 더블 헤드의 변위를 보정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 컬럼부의 회동에 의한 보정이 가능한 머시닝센터의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 컬럼부의 회동에 의한 보정이 가능한 머시닝센터의 정면도이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 컬럼부(100)의 회동에 의한 보정이 가능한 머시닝센터는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 컬럼부(100), 상기 컬럼부(100) 하부의 전측에 연결되어, 지면에 평행한 판상으로 마련되는 베드부(200), 상기 베드부(200) 상측에 Y축이송유닛(310)에 의해 연결되어, Y축 방향으로 이동 가능하게 마련되는 새들부(300), 상기 새들부(300)의 상측에 X축이송유닛(410)에 의해 연결되어, X축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 상단부에 워크피스가 고정될 수 있게 마련되는 테이블부(400), 상기 컬럼부(100) 상부의 전측에 형성되어, Z축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 제 1 스핀들(520)이 형성되는 제 1 헤드부(500), 상기 컬럼부(100) 상부의 전측에 형성되어, Z축 이동 가능하게 마련되고, 제 2 스핀들(620)이 형성되며, 상기 제 1 헤드부(500)와 X축 상에 나란히 형성되는 제 2 헤드부(600)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 컬럼부(100)는, 몸체를 형성하는 부분으로, 하기의 각구성을 용이하게 지지할 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.
상기 컬럼부(100)는, 높은 하중을 지지할 수 있는 소재로 구성되어야 하고, 다양한 방향에서 작용하는 응력에 용이하게 대응할 수 있는 구조로 구성되어야 함은 자명할 것이다.
또한, 상기 컬럼부(100)는, 지면에 수직한 길이방향이 형성되는 형태로 마련되어, 수직형 머시닝센터의 몸체로 구성된다.
상기 컬럼부(100)는, 제 1 컬럼부(110) 및 제 2 컬럼부(120)로 구성된다.
상기 제 1 컬럼부(110)는, 하부에 선택적으로, X축 이송이 가능하게 마련되는 X축보정부(111)가 더 마련된다.
상기 제 2 컬럼부(110)는, 하부에 선택적으로, Y축 이송이 가능하게 마련되는 Y축보정부(121)가 더 마련된다.
상기 X축보정부(111) 및 Y축보정부(121)는 하기에서 보다 구체적으로 설명한다.
다음으로, 상기 베드부(200)는, 상기 컬럼부(100) 하부의 전측에 연결되어, 지면에 평행한 판상으로 마련된다.
상기 베드부(200)는, 상기 컬럼부(100) 하부의 전측에 연결되며, 평행한 판상으로 마련되어, 통상적인 공작기계의 베드 역할을 수행할 수 있게 마련된다.
따라서 지면을 용이하게 지지할 수 있고, 상면에 플랫면을 형성할 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.
다음으로, 상기 새들부(300)는, 상기 베드부(200) 상측에 Y축이송유닛(310)에 의해 연결되어, Y축 방향으로 이동 가능하게 마련된다.
상기 새들부(300)는, 상기 베드부(200)의 상부에 연결 형성된다.
이때, 상기 새들부(300)는, 상기 Y축이송유닛(310)에 의해, 상기 베드부(200)의 상부에서 Y축 방향으로 이동 가능하게 마련된다.
상기 Y축이송유닛(310)은, 상기 베드부(200)와 상기 새들부(300) 사이에 형성되어, 상기 새들부(300)가 Y축 방향으로 용이하게 움직일 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 Y축이송유닛(310)은, LM가이드가 형성되고, 볼스크류를 회전시킬 수 있는 서버모터가 더 마련되는 것이 바람직하다.
상기 서버모터는, 하기의 제어부(미도시)에 의해, 제어되어, 상기 새들부(300)를 Y축 방향으로 용이하게 이송시킬 수 있다.
이때, 상기 Y축 방향은 전방 및 후방으로 회동 되는 것을 의미한다.
하기의 X축 방향은 좌측 및 우측으로 회동 되는 것을 의미하고, 하기의 Z축 방향은 상방 및 하방으로 회동 되는 것을 의미한다.
다음으로, 상기 테이블부(400)는, 상기 새들부(300)의 상측에 X축이송유닛(410)에 의해 연결되어, X축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 상단부에 워크피스가 고정될 수 있게 마련된다.
상기 테이블부(400)는, 워크피스(작업물)가 최종적으로 안착되는 부분이다.
따라서 상기 워크피스가 용이하게 안착될 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.
또한, 상기 테이블부(400)는, 상기 새들부(300)의 상측에 형성되고, 상기 테이블부(400)와 상기 새들부(300)의 사이에는 X축이송유닛(410)이 더 마련되어, 상기 테이블부(400)가 X축 방향으로 용이하게 이동될 수 있게 마련된다.
상기 X축이송유닛(410)은, 상기 테이블부(400)가 X축 방향으로 용이하게 회동될 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 새들부(300) 및 테이블부(400)가 각각 Y축 방향 및 X축 방향으로 회동되어, 상기 워크피스를 기지정된 평면상의 위치에 배치할 수 있고, 위치를 제어할 수 있다.
다음으로, 상기 제 1 헤드부(500)는, 상기 컬럼부(100) 상부의 전측에 형성되어, 제 1 Z축이송유닛(510)에 의해, Z축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 제 1 스핀들(520)이 형성될 수 있게 마련된다.
상기 제 1 헤드부(500)는, 내부에 상기 제 1 스핀들(520)이 용이하게 작동될 수 있는 회로 기관 및 배선이 마련될 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 헤드부(500)는, 상기 제 1 Z축이송유닛(510)에 의해, Z축 방향으로 용이하게 회동 가능하다.
상기 제 1 Z축이송유닛(510) 및 하기의 제 2 Z축이송유닛(610)은 상기 제 1 헤드부(500) 및 하기의 제 2 헤드부(600)를 용이하게 Z축 방향으로 회동시킬 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.
상기 제 1 스핀들(520)은, 작업을 위한 공구(가공팁)가 안착되어, 회전할 수 있는 구성으로, 상기 공구가 용이하게 안착될 수 있고, 작업을 위한 회전이 용이하게 이루어질 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성 될 수 있다.
다음으로, 상기 제 2 헤드부(600)는, 상기 컬럼부(100) 상부의 전측에 형성되어, 제 2 Z축이송유닛(610)에 의해, Z축 이동 가능하게 마련되고, 제 2 스핀들(620)이 형성되며, 상기 제 1 헤드부(500)와 X축 상에 나란히 형성될 수 있게 마련된다.
상기 제 2 헤드부(600)는, 상기 제 1 헤드부(500)와 동일한 형태로 마련되며, 상기 제 1 헤드부(500)와 X축 상에 나란히 형성되므로, 워크피스 2개의 가공을 동시에 실시할 수 있는 구성이다.
이때, 상기 워크피스가 작업 중, 열변형이나 기타 변수에 의해, 상기 테이블부(400) 상부에 위치된 상태에서 X축 또는 Y축 방향으로 변위가 발생할 수 있다.
이에 대응하기 위해, 상기 제 1 헤드부(500)의 미세변위 조정을 위해, 상기 X축보정부(111)가 형성 되었고, 제 2 헤드부(600)의 미세변위 조정을 위해 Y축 보정부(121)가 형성 되었다.
구체적으로, 상기 X축보정부(111)는, 상기 제 1 컬럼부(110)의 저면에 형성되어, 상기 제 1 컬럼부(110)를 포함한 상기 제 1 헤드부(500)를 X축 방향으로 미세 이동이 가능하게 제어할 수 있는 구성이다.
상기 X축보정부(111)는, 상기 제 1 컬럼부(110)의 저면에 위치하여 상기 제 1 컬럼부(110)가 X축 방향으로 용이하게 움직일 수 있는 형태의 수단이라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.
마찬가지로, Y축보정부(112)는 상기 제 2 컬럼부(120)의 저면에 형성되어 상기 제 2 컬럼부(120)를 포함한 상기 제 2 헤드부(600)를 Y축 방향으로 미세 이동이 가능하게 제어할 수 있는 구성이다.
상기 Y축보정부(121)는, 상기 제 2 컬럼부(120)의 저면에 위치하여 상기 제 2 컬럼부(120)가 Y축 방향으로 용이하게 움직일 수 있는 형태의 수단이라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.
상기 X축보정부(111) 및 Y축보정부(121)는, 하기의 제어부(미도시) 및 변위조절부(미도시)에 의해, 제어되어 움직임을 형성한다.
먼저, 변위조절부(미도시)는, 하기의 제어부(미도시)를 통해 생성되는 변위데이터를 기반으로, 상기 X축 및 Y축 방향으로의 워크피스들 간의 보정 범위(변위데이터)를 설정한다.
이때, 상기 변위조절부(미도시)는, 하기의 제어부(미도시)의 명령에 기반하여, 생성된 변위데이터 값에 맞춰, 가동되어야 하는 변위값을 결정하고, 이를 통해, 상기 X축보정부(111) 및 Y축보정부(121)를 제어하여, 제 1 컬럼부(110) 및 제 2 컬럼부(120)의 움직임을 형성하여, 최종적으로 제 1 헤드부(500)의 X축 위치 및 제 2 헤드부(600)의 Y축 변위를 제어한다.
또한, 본원발명에 따른 머시닝센터는, 센싱부(미도시) 및 제어부(미도시)가 더 마련될 수 있다.
상기 센싱부(미도시)는, 2개의 워크피스의 위치 및 각도를 측정할 수 있게 마련된다.
상기 센싱부(미도시)는, 상기 2개의 워크피스의 위치 변위 및 각도 변위를 용이하게 측정할 수 있는 형태라면 어떠한 형태의 센서도 이용할 수 있다.
바람직하게는, 복수개의 워크프로브(센서 등)를 이용하여 정확한 위치값 및 변위값을 측정하여, 하기의 제어부(미도시)에 변위데이터를 제공한다.
상기 제어부(미도시)는, 상기 센싱부(미도시)로부터 생성되는 정보를 바탕으로, 2개의 워크피스들 간의 변위데이터를 생성할 수 있게 마련된다.
상기 제어부(미도시)는, 상기 센싱부(미도시)로부터 측정되는 센싱정보를 바탕으로 변위데이터를 생성하고, 변위 발생 시, 2개의 워크피스에 동일한 가공이 이루어질 수 있도록, 상기 변위데이터를 상기 변위조절부(미도시)로 전송한다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 컬럼부
110 : 제 1 컬럼부
111 : X축보정부
120 : 제 2 컬럼부
121 : Y축보정부
200 : 베드부
300 : 새들부
310 : Y축이송유닛
400 : 테이블부
410 : X축이송유닛
500 : 제 1 헤드부
510 : 제 1 Z축이송유닛
520 : 제 1 스핀들
600 : 제 2 헤드부
610 : 제 2 Z축이송유닛
620 : 제 2 스핀들

Claims (3)

  1. 컬럼부;
    상기 컬럼부 하부의 전측에 연결되어, 지면에 평행한 판상으로 마련되는 베드부;
    상기 베드부 상측에 Y축이송유닛;에 의해 연결되어, Y축 방향으로 이동 가능하게 마련되는 새들부;
    상기 새들부의 상측에 X축이송유닛에 의해 연결되어, X축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 상단부에 워크피스가 고정될 수 있게 마련되는 테이블부;
    상기 컬럼부 상부의 전측에 형성되어, Z축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 제 1 스핀들;이 형성되는 제 1 헤드부;
    상기 컬럼부 상부의 전측에 형성되어, Z축 이동 가능하게 마련되고, 제 2 스핀들;이 형성되며, 상기 제 1 헤드부와 X축 상에 나란히 형성되는 제 2 헤드부;를 포함하고,
    상기 컬럼부는,
    상기 제 1 헤드부를 지지하는 제 1 컬럼부; 및
    상기 제 2 헤드부를 지지하는 제 2 컬럼부;를 포함하고,
    상기 제 1 컬럼부의 하방에 상기 제 1컬럼부의 대하여 수평으로 상기 테이블부방향으로 X축 이동이 가능하게 구성되는 X축보정부;가 마련되고,
    상기 제 2 컬럼부의 하방에 상기 제 2컬럼부에 대하여 수평으로 상기 테이블부와 평행하게 Y축 이동이 가능하게 구성되는 Y축보정부;가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 컬럼부의 회동에 의한 보정이 가능한 머시닝센터.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    2개의 워크피스의 위치 및 각도를 측정할 수 있게 마련되는 센싱부; 및
    상기 센싱부로부터 생성되는 정보를 바탕으로, 2개의 워크피스들 간의 변위데이터를 생성할 수 있게 마련되는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬럼부의 회동에 의한 보정이 가능한 머시닝센터.
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