KR20010007645A - 입체 가공장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입체 가공장치에 관한 것이다.
종래에는 가공물을 가공할 때 입체적인 성형작업과 동심원의 가공이 동시에 수행되기가 어려워 각각 별도로 구성된 장치에서 가공하도록 하여 작업의 연속성이 떨어져서 생산성이 떨어지는 폐단이 있었다.
따라서 본 발명은 캐드 캠을 통하여 선택한 형상을 X-축 서보 유니트, Y-축 서보 유니트, Z-축 서보 유니트 및/또는 Z-축 서보 유니트에 부착된 고속 스핀들 모터를 구동시키면서 원하는 형상을 입체적으로 가공할 수 있으며 동심원의 가공도 가능하고 폴리우레탄, 인쇄회로기판, 알루미늄, 비철 또는 금속가공들의 경절삭에 유용한 것이다.

Description

입체 가공장치 {A stereo working device}
본 발명은 입체 가공장치에 관한 것으로, 특히 캐드 캠을 통하여 선택한 형상을 컴퓨터를 통하여 실행하면서 X-축 서보 유니트, Y-축 서보 유니트, Z-축 서보 유니트 및/또는 Z-축 서보 유니트에 부착된 고속 스핀들 모터를 구동시키면서 원하는 형상을 입체적으로 가공할 수 있으며 동심원의 가공도 가능하고 폴리우레탄, 인쇄회로기판, 알루미늄, 비철 또는 금속들의 가공시 경절삭에 유용하도록 한 입체 가공장치에 관한 것이다.
일반적으로 폴리우레탄, 인쇄회로기판, 알루미늄, 비철 또는 금속들은 임의의 형태로 제작하여 직접 사용할 수도 있지만, 정해진 규격품으로 제작하여 필요한 형태로 가공하여 사용하는 경우가 더욱 많으며, 이들 가공은 X-축과 Y-축에 의한 평면 가공은 물론 Z-축에 의한 입체적인 가공이 가능하여야 하고, 때에 따라서는 동심원의 정확한 가공이 이루어져야 한다.
그러나 종래의 가공장치에는 X-축 서보 유니트와 Y-축 서보 유니트 및 Z-축 서보 유니트를 갖추어 가공물의 입체적인 가공이 가능하도록 하였으나, Z-축 서보 유니트에 회전을 위한 장치를 구성하지 못하여 동심원에 의한 가공이 일체로 이루어지지 못하는 등의 단점이 있었다.
본 발명은 종래의 단점을 해소하기 위해 창안된 것으로, 그 목적은 캐드 캠을 통하여 선택한 형상을 컴퓨터를 통하여 실행하면서 X-축 서보 유니트, Y-축 서보 유니트, Z-축 서보 유니트 및/또는 Z-축 서보 유니트에 부착된 고속 스핀들 모터를 구동시키면서 원하는 형상을 입체적으로 가공할 수 있으며 동심원의 가공도 가능하고 폴리우레탄, 인쇄회로기판, 알루미늄, 비철 또는 금속들의 가공시 경절삭에 유용하도록 한 입체 가공장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 바퀴가 하단에 결합되어 이동이 가능하도록 한 본체와,
상기 본체의 일측에 장착되어 사용자가 컴퓨터의 캐드 캠으로 설정한 임의의 입체나 평면상의 가공 형상에 대한 정보를 인터페이스를 통하여 전달받아 이에 대한 수치제어를 수행하는 NC 콘트롤러와,
가공물을 올려놓는 턴테이블과,
상기 턴테이블의 하단에 위치하면서 진공펌프에 의한 흡착력으로 턴테이블의 구멍을 통하여 상면에 위치하는 가공물을 잡아주는 다수의 흡착밸브와,
상기 NC 콘트롤러를 통한 제어에 의해 작동하면서 축에 결합된 제 1 풀리를 고속으로 회전시키는 스핀들 모터와,
상기 제 1 풀리에 벨트로 연결되어 하우징의 내부에서 같이 회전하면서 상기의 턴테이블을 고속으로 회전시키는 회전축과,
공압 실린더에 의해 왕복으로 작동하면서 상기 턴테이블의 외면에 형성한 요홈에 선택적으로 접하여 고정된 상태를 유지시키는 스토퍼와,
상기 턴테이블에 올려진 가공물에 대해 임의의 형상으로 절삭하면서 가공하는 가공척과,
상기 가공척의 일측에 장착되어 곡선을 가공할 때 중심이 되는 핀을 상하로 승하강시키거나 좌우로 이동시키는 상하 및 좌우 구동부와,
상기 가공척과 상하 및 좌우 구동부를 포함하는 가공수단의 후단의 너트가 볼트봉에 끼워지도록 한 상태에서 상기 NC 콘트롤러를 통한 제어에 의해 작동하는 모터의 구동에 따라 상하로 이동되도록 하는 Z-축 서보 유니트와,
상기 가공수단을 포함하는 Z-축 서보 유니트가 지지되는 가이더에 일측이 결합된 체인이 상기 NC 콘트롤러를 통한 제어에 의해 작동하는 모터의 구동에 따라 하단의 체인기어에 접하면서 좌우로 이동하도록 하는 X-축 서보 유니트와,
상기 가공수단와 Z-축 서보 유니트 및 X-축 서보 유니트를 포함하는 받침부의 양측 하단에 결합된 체인이 상기 NC 콘트롤러를 통한 제어에 의해 작동하는 모터의 구동에 따라 하단의 체인기어에 접하면서 전후로 이동하도록 하는 Y-축 서보 유니트들로 구성함으로써 캐드 캠을 통하여 선택한 형상을 컴퓨터를 통하여 실행하면서 X-축 서보 유니트, Y-축 서보 유니트, Z-축 서보 유니트 및/또는 Z-축 서보 유니트에 부착된 고속 스핀들 모터를 구동시키면서 원하는 입첵적인 형상의 가공은 물론 동심원의 가공도 하나의 가공장치에 의해 가능하도록 하여 폴리우레탄, 인쇄회로기판, 알루미늄, 비철 또는 금속들의 가공시 경절삭에 유용하도록 한 것이다.
도 1은 본 발명의 구조를 나타낸 정면도,
도 2는 본 발명의 구조를 나타낸 평면도,
도 3은 본 발명의 구조를 나타낸 측면도,
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
1 : 본체 3 : NC 콘트롤러
5 : 턴테이블 8 : 흡착밸브
9 : 스핀들 모터 14 : 회전축
16 : 스토퍼 17 : 가공척
18 : 상하 및 좌우 구동부 24 : Z-축 서보 유니트
29 : X-축 서보 유니트 34 : Y-축 서보 유니트
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 구조를 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 측면도이다.
바퀴(2)가 하단에 결합되어 이동이 가능하도록 한 본체(1)와,
상기 본체(1)의 일측에 장착되어 사용자가 도면에 도시하지 않은 컴퓨터의 캐드 캠을 이용하여 임의로 설정한 입체나 평면상의 가공 형상에 대한 정보를 인터페이스를 통하여 전달받아 이에 대한 수치제어를 수행하는 NC 콘트롤러(3)와,
상기 본체(1)에서 소정의 높이에 위치하는 작업대(4)의 일부가 되며 가공물을 올려놓는 턴테이블(5)과,
상기 턴테이블(5)의 하단에 위치하면서 진공펌프(6)에 의한 흡착력으로 턴테이블(5)의 구멍(7)을 통하여 상면에 위치하는 가공물을 잡아서 지지하는 다수의 흡착밸브(8)와,
상기 NC 콘트롤러(3)를 통한 제어에 의해 작동하면서 축(10)에 결합된 제 1 풀리(11)를 고속으로 회전시키는 스핀들 모터(9)와,
상기 제 1 풀리(11)에 벨트(12)로 연결되어 하우징(13)의 내부에서 같이 회전하면서 상기의 턴테이블(5)을 고속으로 회전시키는 회전축(14)과,
공압 실린더(15)에 의해 왕복으로 작동하면서 상기 턴테이블(5)의 외면에 형성한 요홈(5a)에 선택적으로 접하여 고정된 상태를 유지시키는 스토퍼(16)와,
상기 턴테이블(5)에 올려진 가공물에 대해 임의의 형상으로 절삭하면서 가공하는 가공척(17)과,
상기 가공척(17)의 일측에 장착되어 곡선을 가공할 때 중심이 되는 핀(19)을 상하로 승하강시키거나 좌우로 이동시키는 상하 및 좌우 구동부(18)와,
상기 가공척(17)과 상하 및 좌우 구동부(18)를 포함하는 가공수단(20)의 후단의 너트(21)가 볼트봉(22)에 끼워지도록 한 상태에서 상기 NC 콘트롤러(3)를 통한 제어에 의해 작동하는 모터(23)의 구동에 따라 상하로 이동되도록 하는 Z-축 서보 유니트(24)와,
상기 가공수단(20)을 포함하는 Z-축 서보 유니트(24)가 지지되는 가이더(25)에 일측이 결합된 체인(26)이 상기 NC 콘트롤러(3)를 통한 제어에 의해 작동하는 모터(27)의 구동에 따라 하단의 체인기어(28)에 접하면서 좌우로 이동하도록 하는 X-축 서보 유니트(29)와,
상기 가공수단(20)와 Z-축 서보 유니트(24) 및 X-축 서보 유니트(29)를 포함하는 받침부(30)의 양측 하단에 결합된 체인(31)이 상기 NC 콘트롤러(3)를 통한 제어에 의해 작동하는 모터(32)의 구동에 따라 하단의 체인기어(33)에 접하면서 전후로 이동하도록 하는 Y-축 서보 유니트(34)들로 구성한 것이다.
이와 같이 구성한 본 발명의 입체 가공장치는 본체(1)의 하단에 결합된 바퀴(2)를 이용하여 임의로 이동시키면서 원하는 위치로 이동시킨 후 고정설치하여 사용하는 것으로서,
사용자가 컴퓨터의 캐드 캠 프로그램을 이용하여 원하는 형상의 입체나 평면상의 가공 형상을 구상한 후 그에 대한 정보를 인터페이스를 통하여 상기 본체(1)의 일측에 장착된 NC 콘트롤러(3)에 전달하면 상기의 형상의 가공에 대한 수치제어를 수행한다.
즉, 가공척(17)을 상하와 좌우는 물론 전후로 이동시키면서 가공물의 필요한 부위를 절삭하여 원하는 형상으로 가공하도록 한다.
그러므로 본체(1)에서 소정의 높이에 위치하며 작업대(4)의 일부인 턴테이블(5)의 상면에 가공물을 올려놓은 다음, 그 위치를 정정하여 정확한 위치에 올려진 상태이면 상기 턴테이블(5)의 하단에 위치하는 진공펌프(6)를 작동시켜 발생되는 흡착력이 흡착밸브(8)를 통하여 턴테이블(5)의 구멍(7)으로 작용하여 상면에 위치하는 가공물을 잡아서 지지하도록 한다.
가공물의 지지가 완료되었으면, NC 콘트롤러(3)에 의해 어느 가공을 먼저 수행할 것인 가를 판단하여 그에 따른 제어신호를 출력하도록 한다.
먼저 동심원을 가공하고자 할 경우에는 상기 NC 콘트롤러(3)를 통한 제어에 의해 작동하는 스핀들 모터(9)가 고속으로 회전하면서 축(10)에 결합된 제 1 풀리(11)가 고속으로 회전하도록 한다.
상기의 제 1 풀리(11)에 벨트(12)로 연결된 제 2 풀리(14a)가 하우징(13)의 내부에서 회전축(14)에 결합된 상태에서 같이 회전함에 따라 상기의 턴테이블(5)도 고속으로 회전하도록 함으로서 턴테이블(5)의 상면에 위치하는 가공물은 회전축(14)을 중심으로 가공척(17)이 위치하는 거리에 의한 반지름을 같는 동심원의 가공이 가능하므로 인쇄회로기판 등의 원형가공이나 원통의 절삭이 가능하게 된다.
그리고 상기의 동심원 가공이 완료된 상태에서 곡선의 가공을 하여야 할 경우에는 NC 콘트롤러(3)를 통한 제어에 의해 공압 실린더(15)를 작동시켜 실린더봉에 결합되어 같이 왕복이동하는 스토퍼(16)가 돌출되면서 상기 턴테이블(5)의 외면에 형성한 요홈(5a)에 안정되게 접하여 고정된 상태를 유지시키도록 한다.
상기의 가공물을 곡선의 형태로 가공하고자 할 경우에는 NC 콘트롤러(3)를 통한 제어에 의해 가공척(17)과 함께 가공수단(20)에 장착된 상하 및 좌우 구동부(18)를 작동시키면서 핀(19)을 승강시켜 핀(19)과 가공척(17)이 임의의 반경이 되도록 좌우로 이동시킨 후 다시 하강시키면 핀(19)과 가골척(17)에 의해 이루어지는 반경을 갖는 곡선을 임의로 절삭 및 절삭할 수 있게 된다.
또한 상기의 가공물에 대해 직면이나 직선의 절삭을 하여야 할 경우에는 가공척(17)과 상하 및 좌우 구동부(18)를 포함하는 가공수단(20)을 Z-축 서보 유니트(24)를 통해 상하로 이동시키거나, 상기 가공수단(20)을 포함하는 Z-축 서보 유니트(24)가 지지되는 가이더(25)를 X-축 서보 유니트(29)를 통해 좌우로 이동시키거나 또는 상기 가공수단(20)와 Z-축 서보 유니트(24) 및 X-축 서보 유니트(29)를 포함하는 받침부(30)를 Y-축 서보 유니트(33)를 통해 전후로 이동시키는 중에 필요한 형상으로 절삭에 의한 가공을 수행하게 된다.
즉, 상기의 Z-축 서보 유니트(24)는 상기 NC 콘트롤러(3)를 통한 제어에 의해 작동하는 모터(23)의 구동에 따라 볼트봉(22)을 정방향이나 역방향으로 회전시키면서 이에 치합된 너트(21)가 위쪽으로 이동하거나 아래쪽으로 이동하도록 하여 상기의 너트(21)가 후단에 일체로 부착된 가공척(17)과 상하 및 좌우 구동부(18)를 포함하는 가공수단(20)을 상하로 이동시키면서 원하는 높이에서 절삭의 가공을 할 수 있도록 한다.
또한 상기의 X-축 서보 유니트(29)는 상기 NC 콘트롤러(3)를 통한 제어에 의해 작동하는 모터(27)의 구동에 따라 체인(26)을 감거나 풀어주면서 체인(26)이 지지되는 체인기어(28)에 접하면서 상기 가공수단(20)을 포함하는 Z-축 서보 유니트(24)가 지지되는 가이더(25)를 좌우로 이동시키도록 한다.
상기 Y-축 서보 유니트(34)는 상기 NC 콘트롤러(3)를 통한 제어에 의해 작동하는 모터(32)의 구동에 따라 체인(31)을 감아주거나 풀어주면서 체인(31)이 지지되는 체인기어(33)에 접하면서 가공수단(20)와 Z-축 서보 유니트(24) 및 X-축 서보 유니트(29)를 포함하는 받침부(30)를 전후로 이동시키도록 한다.
그러므로 상기의 스핀들 모터(9), Z-축 서보 유니트(24), X-축 서보 유니트(29) 및/또는 Y-축 서보 유니트(33)를 통하여 원하는 위치나 형태로 가공척(17)에 의한 절삭이 가능하도록 한 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 입체 가공장치는 이동이 가능하도록 한 본체의 일측에 장착된 NC 콘트롤러는 사용자가 컴퓨터의 캐드 캠으로 설정한 임의의 입체나 평면상의 가공 형상에 대한 정보를 컴퓨터의 인터페이스를 통하여 전달받아 이에 대한 수치제어를 수행하고, 턴테이블의 하단에 위치하는 다수의 흡착밸브는 진공펌프에 의한 흡착력으로 턴테이블의 구멍을 통하여 상면에 위치시킨 가공물을 잡아주고, 상기 NC 콘트롤러를 통한 제어에 의해 작동하는 스핀즐 모터는 축에 결합된 제 1 풀리를 고속으로 회전시키면서 벨트로 연결되고 하우징의 내부에 위치하는 상기의 턴테이블을 고속으로 회전시키고, 공압 실린더에 의해 왕복으로 작동하는 스토퍼가 외면에 형성한 요홈에 선택적으로 접하면서 고정시키는 상기의 턴테이블에 올려진 가공물은 가공척에 의해 임의의 형상으로 절삭 및 가공하고, 상기 가공척의 일측에 장착된 상하 및 좌우 구동부는 곡선을 가공할 때 중심이 되는 핀을 상하로 승하강시키거나 좌우로 이동시키고, 상기 가공척과 상하 및 좌우 구동부를 포함하는 가공수단의 후단의 너트가 볼트봉에 끼워지도록 한 Z-축 서보 유니트는 모터의 구동에 따라 상하로 이동시키고, 상기 가공수단을 포함하는 Z-축 서보 유니트가 지지되는 가이더에 일측의 체인이 결합되는 X-축 서보 유니트는 모터의 구동에 따라 하단의 체인기어에 접하면서 좌우로 이동시키고, 상기 가공수단와 Z-축 서보 유니트 및 X-축 서보 유니트를 포함하는 받침부의 양측 하단에 체인이 결합되는 Y-축 서보 유니트는 모터의 구동에 따라 하단의 체인기어에 접하면서 전후로 이동시키도록 구성함으로써 캐드 캠을 통하여 선택한 형상을 컴퓨터를 통하여 실행하면서 X-축 서보 유니트, Y-축 서보 유니트, Z-축 서보 유니트 및/또는 Z-축 서보 유니트에 부착된 고속 스핀들 모터를 구동시키면서 원하는 입첵적인 형상의 가공은 물론 동심원의 가공이 가공장치에 의해 가능하도록 하여 폴리우레탄, 인쇄회로기판, 알루미늄, 비철 또는 금속들의 가공시 경절삭에 유용하도록 한 것이다.

Claims (1)

  1. 바퀴(2)가 하단에 결합되어 이동이 가능하도록 한 본체(1)와,
    상기 본체(1)의 일측에 장착되어 사용자가 도면에 도시하지 않은 컴퓨터의 캐드 캠을 이용하여 임의로 설정한 입체나 평면상의 가공 형상에 대한 정보를 인터페이스를 통하여 전달받아 이에 대한 수치제어를 수행하는 NC 콘트롤러(3)와,
    상기 본체(1)에서 소정의 높이에 위치하는 작업대(4)의 일부가 되며 가공물을 올려놓는 턴테이블(5)과,
    상기 턴테이블(5)의 하단에 위치하면서 진공펌프(6)에 의한 흡착력으로 턴테이블(5)의 구멍(7)을 통하여 상면에 위치하는 가공물을 잡아서 지지하는 다수의 흡착밸브(8)와,
    상기 NC 콘트롤러(3)를 통한 제어에 의해 작동하면서 축(10)에 결합된 제 1 풀리(11)를 고속으로 회전시키는 스핀들 모터(9)와,
    상기 제 1 풀리(11)에 벨트(12)로 연결되어 하우징(13)의 내부에서 같이 회전하면서 상기의 턴테이블(5)을 고속으로 회전시키는 회전축(14)과,
    공압 실린더(15)에 의해 왕복으로 작동하면서 상기 턴테이블(5)의 외면에 형성한 요홈(5a)에 선택적으로 접하여 고정된 상태를 유지시키는 스토퍼(16)와,
    상기 턴테이블(5)에 올려진 가공물에 대해 임의의 형상으로 절삭하면서 가공하는 가공척(17)과,
    상기 가공척(17)의 일측에 장착되어 곡선을 가공할 때 중심이 되는 핀(19)을 상하로 승하강시키거나 좌우로 이동시키는 상하 및 좌우 구동부(18)와,
    상기 가공척(17)과 상하 및 좌우 구동부(18)를 포함하는 가공수단(20)의 후단의 너트(21)가 볼트봉(22)에 끼워지도록 한 상태에서 상기 NC 콘트롤러(3)를 통한 제어에 의해 작동하는 모터(23)의 구동에 따라 상하로 이동되도록 하는 Z-축 서보 유니트(24)와,
    상기 가공수단(20)을 포함하는 Z-축 서보 유니트(24)가 지지되는 가이더(25)에 일측이 결합된 체인(26)이 상기 NC 콘트롤러(3)를 통한 제어에 의해 작동하는 모터(27)의 구동에 따라 하단의 체인기어(28)에 접하면서 좌우로 이동하도록 하는 X-축 서보 유니트(29)와,
    상기 가공수단(20)와 Z-축 서보 유니트(24) 및 X-축 서보 유니트(29)를 포함하는 받침부(30)의 양측 하단에 결합된 체인(31)이 상기 NC 콘트롤러(3)를 통한 제어에 의해 작동하는 모터(32)의 구동에 따라 하단의 체인기어(33)에 접하면서 전후로 이동하도록 하는 Y-축 서보 유니트(34)들로 구성된 것을 특징으로 하는 입체 가공장치.
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