KR19990036640A - Machine tools for 3-axis machining of workpieces - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기계래크를 가지고 커플러가 회전베어링상에서 작동하고 X-Y평면에서조절가능하게 되어 있으며, 상기 커플러가 힌지로 결합되고 상기 공작기계가 일측 커플러에 배치된 절삭인캐리어를 구비하며 상기 절삭인캐리어에는 독립적으로 X-Y평면에서 이동가는한 스키드가 구비되어 있고, 상기 공작기계에 커플러의 조절을 위한 독립구동장치가 구비된 공작물의 3축 가공용 공작기계에 관한 것이다. 구조가 간단하고 콤팩트하며 커플러시스템이 매우 튼튼한 본 발명의 공작기계는 적어도 두 개의 커플러(8, 9)가 각각의 구동장치에 의하여 래크 가이드에서 조절가능한 두 스키드(4, 5)의 베어링에서 작동되고, 가이드는 서로 평행하게 배열되며 커플러는 X-Y평면에서 보았을 때 가이드사이에 놓임을 특징으로 한다.The present invention has a mechanical rack, the coupler is operated on the rotating bearing and adjustable in the XY plane, the coupler is coupled to the hinge and has a cutting in carrier, the machine tool is disposed on one side coupler, the cutting in carrier It relates to a machine tool for three-axis machining of a workpiece independently provided with a skid moving in the XY plane, the machine tool is provided with an independent drive device for adjusting the coupler. The machine tool of the present invention is simple in structure, compact and has a very strong coupler system. At least two couplers (8, 9) are operated in bearings of two skids (4, 5), each of which is adjustable in the rack guide by a respective drive. The guides are arranged parallel to each other and the coupler is placed between the guides when viewed from the XY plane.

Description

공작물의 3축 가공용 공작기계Machine tools for 3-axis machining of workpieces

본 발명은 공작물의 3축 가공용 공작기계에 관한 것으로, 기계래크를 가지고 커플러가 회전베어링상에서 작동하고 X-Y평면에서조절가능하게 되어 있으며, 상기 커플러가 힌지로 결합되고 상기 공작기계가 일측 커플러에 배치된 절삭인캐리어를 구비하며 상기 절삭인캐리어에는 독립적으로 X-Y평면에서 이동가는한 스키드가 구비되어 있고, 상기 공작기계에 커플러의 조절을 위한 독립구동장치가 구비된 공작물의 3축 가공용 공작기계에 관한 것이다. 본문에서 커플러라는 용어는 양단부에서 단일축 및 평행축형의 힌지를 통하여 다른 구성요소에 연결된 레바 또는 핸들바아의 형태로 되어 있는 것을 나타낸다.The present invention relates to a machine tool for three-axis machining of a workpiece, wherein the coupler is operated on a rotating bearing with a mechanical rack and is adjustable in an XY plane, and the coupler is coupled by a hinge and the machine tool is disposed on one side coupler. It relates to a machine tool for three-axis machining of a workpiece having a cutting in carrier, the cutting in carrier is independently provided with a skid moving in the XY plane, the machine tool is provided with an independent drive device for adjusting the coupler. . The term coupler in the present text refers to the form of levers or handlebars connected to other components via hinges of both single and parallel axes at both ends.

상기 언급된 형태의 공작기계는 잘 알려진 것이다(독일 아아헨에 소재하는 RWTH사의 공작기계연구소에서 1997년 발행한 팜플렛 "Dyna-M" 참조). 이러한 공지된 형태의 구조에 있어서 두 커플러의 각각은 다른 커플러를 통하여 기계래크에 연결되므로서 4개의 커플러가 W 와/또는 M의 형태를 이룬다. 구동장치는 기계래크의 회전베어링상에서 작동하는 피이드퍼워드장치로서 설계되고, 상기 피이드퍼워드장치는 절삭인캐리어에서 회전베어링상에서 작동된다. 일측 또는 양측의 피이드퍼워드장치를 조절하므로서 절삭인캐리어는 X-Y평면에 놓인 작업영역내에서 조절될 수 있다. 작업공간은 Z-방향으로 절삭인캐리어상에 배치된 스키드의 조절에 의하여 생성된다. 이러한 공작기계는 비교적 복잡한 구조로 구성된다. 그리고 비교적 많은 공간을 차지한다. 다른 결점은 커플러의 배열방법에서 찾아볼 수 있는 바, 이들 커플러는 외팔보형 Z-스키드에 부하를 가하고 X-Y평면에서 작용하는 비틀림스트레스를 끊임없이 받게된다. 이는 비틀림에 대한 강도를 증가시켜야만 대응될 수 있어 커플러에 대하여서는 매우 좋지않은 부하이다.Machine tools of the type mentioned above are well known (see pamphlet "Dyna-M", published in 1997 by RWTH's Machine Tool Research Institute, Aachen, Germany). In this known type of construction, each of the two couplers is connected to the mechanical rack via another coupler so that the four couplers form W and / or M. The drive device is designed as a feedforward device operating on a rotating bearing of a mechanical rack, and the feedforward device is operated on a rotating bearing at the cutting in carrier. By adjusting one or both feed forward devices, the cutting-in carrier can be adjusted within the working area lying on the X-Y plane. The workspace is created by the adjustment of the skids arranged on the cutting in carrier in the Z-direction. Such machine tools have a relatively complex structure. It takes up a lot of space. Another drawback can be seen in the coupler arrangement, which loads the cantilevered Z-skid and is constantly subjected to torsional stresses acting in the X-Y plane. This can only be counteracted by increasing the torsional strength, which is a very unfavorable load for couplers.

본 발명의 목적은 구조가 간단하고 콤팩트하며 커플러시스템이 매우 튼튼한 상기 언급된 공작기계를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide the above-mentioned machine tool which is simple in structure, compact and which is very robust in a coupler system.

이러한 목적을 달성하기 위하여 적어도 두 개의 커플러가 각각의 구동장치에 의하여 래크 가이드에서 조절가능한 두 스키드의 베어링에서 작동되고, 가이드는 서로 평행하게 배열되며 커플러는 X-Y평면에서 보았을 때 가이드사이에 놓인다. 커플러와 두 스키드는 이들의 가이드와 함께 X-Y평면에서 절삭인캐리어가 도달하는 작업영역을 제한함이 없이 비교적 적은 공간에 수용된다. 그 구성은 간단하고 매우 잘 조직화되어 있다. 또한 이와 함께 실질적으로 두 개의 커플러가 사용된다하여도 커플러시스템의 견고성이 개선된다.To achieve this goal, at least two couplers are operated in bearings of two skids which are adjustable in the rack guides by respective drives, the guides are arranged parallel to each other and the couplers are placed between the guides when viewed in the X-Y plane. Couplers and two skids, together with their guides, are accommodated in a relatively small space without limiting the working area reached by the cutting-in carrier in the X-Y plane. The composition is simple and very well organized. In addition, even if two couplers are used substantially, the robustness of the coupler system is improved.

우선적인 구성형태에서 커플러는 스키드로부터 원격한 이들 단부의 영역에서 힌지를 통하여 서로 연결된다. 이로써 절삭인캐리어는 이에 전담되는 커플러의 어느 위치에나 배치하는 것이 가능하다. 그러나, X-Y평면의 작업영역이 최대가 되어야하므로 절삭인캐리어는 커플러의 자유단부의 영역에 배치되는 것이 좋다.In the preferred configuration the couplers are connected to each other via hinges in the region of these ends remote from the skid. In this way, the cutting-in carrier can be arranged at any position of the coupler dedicated thereto. However, since the working area of the X-Y plane should be maximum, the cutting-in carrier may be disposed in the area of the free end of the coupler.

한편 커플러는 상이한 길이를 가질 수 있다. 특히 상이한 길이의 커플러는 커플러가 모든 작동위치에서 90°범위의 각도를 형성하여 커플러시스템의 견고성이 유지되도록 배열될 수 있다. 그러나 상기 각도는 예를 들어 60°와 같이 작은 각도일 수 있다.Couplers, on the other hand, may have different lengths. In particular, couplers of different lengths may be arranged such that the coupler forms an angle in the 90 ° range at all operating positions to maintain the robustness of the coupler system. However, the angle may be a small angle, for example 60 °.

만약 절삭인캐리어가 커플러에 직접 고정된다면 이는 그 자신의 축선을 중심으로 하여 그 커플러와 함께 커플러의 조절시 비틀림현상이 있게 될 것이다. 이러한 현상은 동일한 길이의 두 커플러가 스키드로부터 원격한 이들의 단부에서 일측 연결커플러에 평행사변형의 형태로 회전가능하게 연결된 상대거리를 갖는 두 스키드중 하나의 베어링에 착설되고, 절삭인캐리어가 연결커플러에 고정되는 구조를 이용하므로서 해결될 수 있다.If the cutting-in carrier is fixed directly to the coupler, it will be subject to torsion when adjusting the coupler with the coupler about its own axis. This phenomenon occurs when two couplers of the same length are mounted on a bearing of one of two skids having a relative distance rotatably connected in a parallelogram to one side coupler at their ends remote from the skid, and the cutting in carrier is connected to the coupler. It can be solved by using a structure that is fixed to.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail based on the accompanying drawings as follows.

도 1은 커플러시스템이 배치된 공작기계의 래크의 정면도.1 is a front view of a rack of a machine tool with a coupler system disposed thereon;

도 2 - 도 4는 도 1에서 보인 커플러시스템의 다른 위치를 보인 정면도.2-4 are front views showing different positions of the coupler system shown in FIG.

도 5는 도 1에서 보인 커플러시스템의 다른 구성을 보인 정면도.5 is a front view showing another configuration of the coupler system shown in FIG.

도면의 주요부분에 대한 부호설명Explanation of Signs of Major Parts of Drawings

4, 5... 프레임 8, 9, 15... 커플러4, 5 ... frame 8, 9, 15 ... coupler

11... 절삭인캐리어 17... 연결커플러11 ... cutting-in carrier 17 ... coupling coupler

도면에 부분적으로 도시한 공작기계는 공작물의 3축 가공을 위한 것이다. 이는 단 하나의 프레임(1)만을 보인 기계래크를 가지며 이 프레임은 X-Y평면에 놓인 프레임측면(2)(3)을 가지고 이에 서로 대향되어 있고 서로 평행한 가이드(18)(19)가 구비되어 있다. 상기 가이드는 스키드(4)(5)가 이에서 활동할 수 있게 된 것이다. 각 스키드(4)(5)에는 구동장치(도시하지 않았음)가 구비되고 이에 의하여 스키드(4)(5)가 그 가이드를 따라서 양방향 화살표(6)로 보인 방향으로 조절될 수 있다. 구동장치들은 서로 독립적으로 작동된다.The machine tool, partially shown in the figure, is for three-axis machining of a workpiece. It has a mechanical rack showing only one frame (1), which has a frame side (2) (3) lying on the XY plane and is provided with guides (18) (19) facing each other and parallel to each other. . The guide allows the skids 4 and 5 to act thereon. Each skid 4, 5 is provided with a drive (not shown) so that the skid 4, 5 can be adjusted in the direction shown by the double arrow 6 along its guide. The drives operate independently of each other.

각 스키드(4)(5)는 이에 배치된 베어링에서 작동하는 커플러(8)(9)를 위한 힌지(7)를 재가한다. 두 커플러(8)(9)는 스키드로부터 원격한 이들의 단부의 영역에서 다른 힌지(10)를 통하여 서로 연결되어 있다. 힌지(7)(10)의 축은 서로 평행하고 프레임측면(2)(3) 또는 이들에 배치된 가이드에 의하여 한정된 X-Y평면을 향하여 직각을 이룬다.Each skid (4) (5) has a hinge (7) for the coupler (8) (9) operating in a bearing disposed thereon. The two couplers 8, 9 are connected to each other via another hinge 10 in the region of their ends remote from the skid. The axes of the hinges 7, 10 are parallel to each other and at right angles to the X-Y plane defined by the frame sides 2, 3 or a guide disposed thereon.

커플러(9)의 스키드단부측 영역에서, 절삭인캐리어(11)가 힌지(10)로부터 원격한 측의 커플러(9)에 고정된다. 절삭인캐리어(11)에는 구동장치(도시하지 않았음)에 의하여 X-Y평면에 대하여 직각방향으로, 즉 Z방향으로 조절가능한 스키드(12)가 구비된다. 스키드는 절삭인(도시하지 않았음)을 재가한다.In the skid end side region of the coupler 9, the cutting-in carrier 11 is fixed to the coupler 9 on the side remote from the hinge 10. The cutting-in carrier 11 is provided with a skid 12 that is adjustable in a direction perpendicular to the X-Y plane, that is, in the Z direction, by a driving device (not shown). The skids reapply the cut-in (not shown).

커플러(8)(9)는 길이가 상이하며, 이들 커플러(8)(9)의 길이는 이들 커플러(8)(9)가 모든 작동위치에서 이들사이에 90°를 이루도록 되어 있다.The couplers 8, 9 are different in length, and the length of these couplers 8, 9 is such that these couplers 8, 9 are 90 ° between them in all operating positions.

도 1 - 도 4에서 보인 바와 같이, 절삭인캐리어(11)는 이들 도면에서 보인 작업영역(13)내에서 스키드(4)(5)의 독립된 조절작용으로 X-Y평면에서 조절될 수 있다. 작업공간은 Z방향으로 스키드(12)를 조절하므로서 형성된다.As shown in FIGS. 1-4, the cutting-in carrier 11 can be adjusted in the X-Y plane by independent control of the skids 4 and 5 in the working area 13 shown in these figures. The working space is formed by adjusting the skid 12 in the Z direction.

도 5에서 보인 구성에서는 동일부분에 대하여 동일 부호로 표시하였다. 스키드(5)에는 힌지(7)로부터 일정한 거리를 두고 커플러(9)와 동일한 길이의 부가적인 커플러(15)를 위한 다른 힌지(14)가 배치되어 있으며, 커플러(9)(15)에서 스키드로부터 원격한 두 단부가 힌지(10)(16)를 통하여 연결커플러(17)에 연결되어 커플러(9)(15)는 연결커플러(17)과 스키드(5)와 함께 평행사변형을 이룬다. 연결커플러(17)에는 작업영역(13)내에서 조절될 때 자신의 축선을 중심으로 하여 회전운동이 이루어지지 않는 절삭인캐리어(11)가 고정된다.In the configuration shown in Fig. 5, the same parts are denoted by the same reference signs. The skid 5 is arranged with another hinge 14 for an additional coupler 15 of the same length as the coupler 9 at a distance from the hinge 7, from the skid at the coupler 9, 15. Two remote ends are connected to the coupling coupler 17 via hinges 10 and 16 such that the coupler 9 and 15 form a parallelogram with the coupling coupler 17 and the skid 5. The cutting-in carrier 11 is fixed to the coupling coupler 17, which is not rotated about its own axis when adjusted in the work area 13.

이와 같이 본발명은 구조가 간단하고 콤팩트하며 커플러시스템이 매우 튼튼한 공작물의 3축 가공용 공작기계를 제공한다.As such, the present invention provides a machine tool for three-axis machining of a workpiece having a simple structure, compact structure, and a very strong coupler system.

Claims (6)

기계래크를 가지고 커플러가 회전베어링상에서 작동하고 X-Y평면에서조절가능하게 되어 있으며, 상기 커플러가 힌지로 결합되고 상기 공작기계가 일측 커플러에 배치된 절삭인캐리어를 구비하며 상기 절삭인캐리어에는 독립적으로 X-Y평면에서 이동가는한 스키드가 구비되어 있고, 상기 공작기계에 커플러의 조절을 위한 독립구동장치가 구비된 공작물의 3축 가공용 공작기계에 있어서, 적어도 두 개의 커플러(8, 9)가 각각의 구동장치에 의하여 래크 가이드에서 조절가능한 두 스키드(4, 5)의 베어링에서 작동되고, 가이드는 서로 평행하게 배열되며 커플러는 X-Y평면에서 보았을 때 가이드사이에 놓임을 특징으로 하는 공작물의 3축 가공용 공작기계.With a mechanical rack, the coupler is operated on a rotating bearing and is adjustable in the XY plane, the coupler is coupled to the hinge and has a cutting in carrier with the machine tool arranged on one side coupler and the cutting in carrier is independently XY In a machine tool for three-axis machining of a workpiece having a skid moving in a plane and having an independent driving device for adjusting a coupler in the machine tool, at least two couplers 8 and 9 are driven respectively. Machine tool for three-axis machining of a workpiece, characterized in that it is operated in a bearing of two skids (4, 5) adjustable in the rack guide, the guides are arranged parallel to each other and the coupler is placed between the guides when viewed in the XY plane. 제1항에 있어서, 커플러(8, 9)가 스키드(4, 5)로부터 원격한 이들 단부의 영역에서 힌지를 통하여 서로 연결됨을 특징으로 하는 공작기계.Machine tool according to claim 1, characterized in that the couplers (8, 9) are connected to each other via hinges in the region of these ends remote from the skid (4, 5). 제1항 또는 제2항에 있어서, 커플러가 상이한 길이를 가짐을 특징으로 하는 공작기계.3. Machine tool according to claim 1 or 2, characterized in that the couplers have different lengths. 제1항-제3항의 어느 한 항에 있어서, 커플러(8, 9)가 모든 작동위치에서 이들사이에 90°범위의 각도를 이룸을 특징으로 하는 공작기계.Machine tool according to claim 1, characterized in that the coupler (8, 9) makes an angle in the range of 90 ° between them in all operating positions. 제1항-제4항의 어느 한 항에 있어서, 절삭인캐리어(11)가 커플러(9)의 자유단부의 영역에 배치됨을 특징으로 하는 공작기계.5. The machine tool as claimed in claim 1, wherein the cutting-in carrier is arranged in the region of the free end of the coupler. 6. 제1항-제4항의 어느 한 항에 있어서, 동일한 길이의 두 커플러(9, 15)가 상대측에 대하여 일정한 거리를 둔 두 스키드(5)중의 하나의 베어링에서 작동하고, 상기 커플러가 스키드로부터 원견한 이들의 단부에서 평행사변형의 형태로 힌지연결되며, 절삭인캐리어(11)가 연결커플러(17)에 고정됨을 특징으로 하는 공작기계.The method according to any one of claims 1 to 4, wherein two couplers 9 and 15 of equal length operate on a bearing of one of the two skids 5 at a constant distance from the opposing side, the coupler being distal from the skid. Machine tool characterized in that it is hinged in the form of a parallelogram at one end thereof, and the cutting-in carrier (11) is fixed to the coupling coupler (17).
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