KR200435929Y1

KR200435929Y1 - 건드릴과 머시닝센터의 복합 공작기계

Info

Publication number: KR200435929Y1
Application number: KR2020070000006U
Authority: KR
Inventors: 김재만
Original assignee: 김재만
Priority date: 2007-01-02
Filing date: 2007-01-02
Publication date: 2007-03-19

Abstract

본 고안은 건드릴과 머시닝센터를 복합 구성한 복합 공작기계에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 베이스(2) 일측 상부에서 가공물을 클램핑수단에 의해 클램핑하여 회전 작동하는 회전베드(10)와, 상기 회전베드(10)의 상부에서 전,후,좌,우로 이동 조절하면서 가공툴(22)에 의해 가공작동하는 머시닝센터수단(20)과, 상기 회전베드(10)의 일측에서 상,하,좌,우로 이동 조절하면서 가공툴(32)에 의해 가공작동하는 건드릴수단(30)과, 상기 머시닝센터수단(20)과 건드릴수단(30)의 가공툴(22)(32) 일측에 레이져(25)(35)에 의해 레이져빔을 주사하면서 가공위치 및 가공정도를 광센서(26)(36)에 의해 감지하여 제어부에 의해 제어하는 가공제어수단을 구비한 것에 의해 베드상에 클램핑되는 가공물의 수직, 수평 가공을 머시닝센터수단과 건드릴수단에 의해 연속가공할 수 있게 됨은 물론 수직, 수평 가공을 레이져를 이용한 정밀하게 위치제어 및 가공할 수 있도록 하므로서 작업성은 물론 생산성을 극대화하는 그 특징이 있다.

머시닝센터, 건드릴, 공작기계, 금형, 핫트런너, 가공성, 작업성

Description

건드릴과 머시닝센터의 복합 공작기계{A COMBINED MACHINE OF A GUN DRILL AND A MACHINING CENTER}

도 1은 본 고안의 구성을 개략적으로 보여주는 정면도.

도 2는 도 1의 요부 발췌 확대도.

도 3은 본 고안의 요부 사시도.

도 4 내지 도 6은 본 고안의 가공 공정을 보여주는 요부 정면도.

도 7a,b는 본 고안 장치에 의해 가공된 가공물의 일 례를 보여주는 평면도 및 단면도.

도 8은 본 고안 장치의 다른 실시 예를 보여주는 요부 정면도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

2: 베이스 10: 회전베드

20: 머시닝센터수단 30: 건드릴수단

22,32: 가공툴 25,35: 레이져

26,36: 광센서 40: 가공제어수단

본 고안은 건드릴과 머시닝센터를 복합 구성한 복합 공작기계에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 가공물을 베드상에 클램핑한 상태로 머시닝센터의 수직 가공은 물론 건드릴 수평 가공을 함께 실시하도록 하므로 가공시간을 단축함과 함께 레이져에 의한 위치제어를 부가하여 가공 정밀도를 높이므로 작업성 및 생산성을 극대화하는 건드릴과 머시닝센터의 복합 공작기계에 관한 것이다.

일반적으로 선반, 밀링, 머시닝센터, 건드릴 등과 같은 공작기계는 가공물을 절삭 가공하는 장치이다.

이중 상기 머시닝센터는 가공물을 클램핑한 상태로 다수의 툴을 교체하면서 원호, 드릴, 홈 등의 각종 가공을 행하는 장치이고, 건드릴은 정밀도를 요하는 깊은 드릴링 작업을 행하는 장치이다.

상기와 같은 머시닝센터와 건드릴을 모두 사용하여 정밀 가공하는 가공물, 예를 들면 도 7a,b에 도시된 금형의 핫트런너 블럭의 런너 가공과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 핫트런너 블럭 소재를 머시닝센터에 클램핑한 상태에서 그 외형을 1차 가공한 후 수직의 통로공을 가공하고, 다시 상기 가공물을 건드릴에 클램핑하여 상기 수직의 통로공과 연결되는 수평의 노즐공을 가공하게 된다.

그러나 이러한 종래의 가공방법은 가공물을 머시닝센터 및 건드릴에 작업시마다 각각 클램핑하게 되면서 작업 시간이 지연됨은 물론 작업성이 저하되고, 정확한 가공물의 클램핑 셋팅작업이 곤란하여 가공 정밀성이 저하되는 등의 문제점이 있었다.

그래서 상기한 머시닝센터(또는 밀링머신)와 건드릴을 복합한 형태의 공작기계에 의해 작업성, 생산성은 물론 가공정밀성을 극대화하고자 공개특허공보 제2000-45587호 및 등록실용신안공보 제257400호와 같은 기술이 개시된 바 있다.

이러한 종래의 기술은 가공물을 단일의 베드상에 클램핑한 상태에서 머시닝센터(또는 밀링머신)에 의한 가공과 함께 건드릴에 의한 가공을 함께 행할 수 있도록 함에 그 특징이 있다.

그런데 상기한 종래의 기술은 가공물의 일측면에 집약된 가공만이 가능하였다.

즉, 상기 머시닝센터(또는 밀링머신)과 건드릴이 동일한 가공방향을 갖도록 구성되어 있기 때문에 도 7a,b에 도시된 바와 같이 수직, 수평의 가공이 복합된 가공물에 있어서는 베드상의 가공물 클램핑 위치를 교체하여 재 클램핑해야하기 때문에 종래와 같은 동일한 문제를 내포하고 있었다.

뿐만아니라 상기와 같은 핫트런너 블럭의 수직 및 수평의 통로공이 정확히 연결되도록 하는 가공의 정밀 작업이 곤란하여 가공불량이 발생하기 때문에 종래에는 상기한 핫트런너 블럭을 금형에 적용하면 사출성형시 상기 런너를 통해 공급되는 수지의 흐름을 원활히 제공하지 못하고 정체되는 부분이 발생되어 이 부분에서 수지가 타거나 하는 등의 문제로 사출성형품의 외형에 탄자국 등이 나타나면서 제품의 상품성을 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서 상기한 가공기술의 개선이 금형업계, 특히 핫트런너를 개발하는 업체에서는 필수적으로 요구되는 문제이었다.

본 고안은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 근본적으로 해결하고자 창출된 것으로서, 수직, 수평 가공을 요하는 가공물을 베드상에 클램핑한 상태로 머시닝센터의 수직 가공은 물론 건드릴(또는 건리머)의 수평 가공을 함께 연속 실시하도록 하므로 가공시간을 단축함과 함께 레이져에 의한 위치제어를 부가하여 그 가공 정밀도를 높이므로 작업성 및 생산성을 극대화하도록 하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 고안의 목적은, 베이스 일측 상부에서 가공물을 클램핑수단에 의해 클램핑하여 회전 작동하는 회전베드와, 상기 회전베드의 상부에서 전,후,좌,우로 이동 조절하면서 가공툴에 의해 가공작동하는 머시닝센터수단과, 상기 회전베드의 일측에서 상,하,좌,우로 이동 조절하면서 가공툴에 의해 가공작동하는 건드릴수단과, 상기 머시닝센터수단과 건드릴수단의 가공툴 일측에 레이져에 의해 레이져빔을 주사하면서 가공위치 및 가공정도를 광센서에 의해 감지하여 제어부에 의해 제어하는 가공제어수단을 구비한 것에 의해 달성된다.

이하, 상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

즉, 본 고안은 베드상에 가공물을 클램핑하여 머시닝센터(또는 밀링머신)와 건드릴에 의해 가공하는 복합 장치에 있어서,

베이스(2) 일측 상부에서 가공물을 클램핑수단(미도시)에 의해 클램핑하여 회전 작동하는 회전베드(10)와,

상기 회전베드(10)의 상부에서 전,후,좌,우로 이동 조절하면서 가공툴(22)에 의해 가공작동하는 머시닝센터수단(20)과,

상기 회전베드(10)의 일측에서 상,하,좌,우로 이동 조절하면서 가공툴(32)에 의해 가공작동하는 건드릴수단(30)과,

상기 머시닝센터수단(20)과 건드릴수단(30)의 가공툴(22)(32) 일측에 레이져(25)(35)에 의해 레이져빔을 주사하면서 가공위치 및 가공정도를 광센서(26)(36)에 의해 감지하여 제어부(미도시)에 의해 제어하는 가공제어수단(40)을 구비하여 이루어진다.

이때, 상기 머시닝센터수단(20)과 건드릴수단(30)의 가공툴(22)(32)은 그 가공방향과 레이져(25)(35)가 일직선 상에 위치하도록 구성된다.

또한, 상기 머시닝센터수단(20)과 건드릴수단(30)은 각각 머시닝센터나 건드릴 장치에서 가공위치, 가공정도 및 가공경로 등을 제어하는 통상의 제어수단을 동일하게 구비하고 있음은 물론이다.

미설명부호로서, 12는 회전원반의 회전축, 27과 28은 머시닝센터수단(20)의 가공툴(22)을 전,후,좌,우로 이동안내하는 안내레일, 37은 건드릴수단(30)을 상하 작동하는 지지로드, 38은 건드릴수단(30)을 좌우로 이동안내하는 안내레일을 각각 나타내는 것이다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 고안의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.

먼저 가공할 공작물(1)을 회전베드(10)상에 올려 놓고 클램프수단(미도시)에 의해 클랩핑하게 된다.

이 상태에서 머시닝센터수단(20)의 가공툴(22)을 이용하여 기본적인 형상 가공을 행한다.

그리고 상기 공작물(1), 일 예로 도 7a,b에서와 같은 핫트런저 블럭의 런너 가공을 위해 수직의 통로공(1a)과 내부의 수평의 통로공(1b)을 다수 연결 형성하는 가공을 행하게 된다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 상기 머시닝센터수단(20)는 레이져(25)에서 레이져빔을 주사하면서 광센서(26)에 의해 가공물의 위치를 인식하고, 상기 가공툴(22)에 의해 수직의 통로공(1a)을 기 입력된 데이터에 의해 일정 깊이로 가공한다.

이 상태에서 머시닝센터수단(20)이 이동하여 상기 가공툴(22)의 일측에 구비된 레이져(25)에 의해 상기 수직의 통로공(1a)으로 레이져빔을 주사하면서 광센서(26)에 의해 감지 작동을 행한다.(도 4 참조)

즉 상기 수직의 통로공(1a)의 가공위치 및 가공된 깊이를 인식한다.

이 상태에서 상기 가공물(1)의 수평의 통로공(1b)을 수직의 통로공(1a) 하단에 연결되도록 가공하게 된다.

이때, 상기 통로공(1a)(1b)이 정확히 일치되게 연결되지 못하면 소재를 버리게 되고 약간의 오차를 갖게 연결된다 하더라도 이 부분으로 사출성형시에 수지의 정체가 발생되면서 수지가 타게 되고, 이로 인해 성형품에 탄모양이나 얼룩이 나타나게 되는 불량을 유발하기 때문에 상기한 통로공(1a)(1b)의 정확한 연결이 필수적 이다.

이를 위해서 상기 가공물(1)의 수평의 통로공(1b) 가공위치를 건드릴수단(30)의 정면에 위치하도록 회전베드(10)를 기 입력된 데이터 또는 육안으로 회전시켜 조절한다.

이때 상기 건드릴수단(30)에 위치한 레이져(35)에 의해 주사되는 레이져빔이 머시닝센터(20)의 레이져(25)에서 주사되는 레이져빔에 교차되도록 회전베드(10)의 회전조절과 건드릴수단(30)을 좌우 이동 조절하여 맞춘다.(도 5 참조)

특히 본 고안은 가공물(1)의 수평의 통로공(1b)이 가공물의 직각방향으로 형성된 것이 아니더라도 상기 회전베드(10)의 회전조절과 건드릴수단(30)을 좌우 이동 조절로 정확히 가공위치를 정확히 맞출수 있게 되는 것이다.

이는 상기 레이져빔의 교차를 육안으로 또는 광센서에 의해 감지하면서 조절하기 때문에 가능하다.

이와 같이하여 가공물(1)의 수평의 통로공(1b) 방향으로 건드릴수단(30)의 가공툴(35)의 방향을 일치시키는 작업을 행한다.

그리고 상기 건드릴수단(30)의 레이져(25)에 의해 레이져빔을 주사하면서 광센서(36)에 의해 가공물의 상단 위치를 인식하고, 상기 건드릴수단(30)을 상하 조절하여 가공물(1)의 수평의 통로공(1b) 가공위치로 위치시킨다.

이때 상기 가공툴(35)의 상하 이동조절은 상기 머시닝센터수단(20)의 레이져(25)에서 주사된 레이져빔에 의해 광센서(26)가 감지하여 그 좌표값을 정확히 인지하거나 기타의 데이터값으로 인식할 수 있어 가능하게 되는 것이다.

또한, 상기와 같이 레이져에 의해 가공툴의 가공물(1) 가공위치를 맞추는 작업은 상기 머시닝센터수단(20)과 건드릴수단(30)의 가공툴(22)(32)의 가공방향과 레이져(25)(35)가 일직선 상에 위치하도록 되어 있기 때문에 그 작업이 더욱 편리하게 제공되는 것이다.

즉, 상기 레이져(25)(35)에 의해 주사되는 레이져빔이 맞닿는 경우에 가공툴(22)(32)은 동일한 가공선상에 위치하기 때문에 가공위치의 제어가 간편하고 정밀하게 제어될 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 건드릴수단(30)의 가공툴(32)을 위치 조절한 상태에서는 가공툴에 의해 가공물(1)의 수평의 통로공(1b)을 가공하여 수직의 통로공(1a)과 정확히 일치시키는 가공을 행하게 되는 것이다.(도 6 참조)

한편, 본 고안은 상기 가공물의 수직 및 수평의 통로공을 머시닝센터수단(20)과 건드릴수단(30)에 의해 가공하되, 가공물을 회전베드(10)에 한차례 클램핑한 상태로 수직, 수평의 연속 작업이 가능함에 그 특징이 있는 것이다.

또한, 상기한 본 고안은 건드릴수단 대신에 건리머 수단을 적용할 수 있으며 이와 같은 단순 구조의 변경 정도는 본 고안의 권리범위에 귀속됨을 밝혀둔다.

그리고, 본 고안은 도 8에서와 같이 달리 실시 할 수 있는데, 이는 머시닝센터수단과 건드릴수단의 레이져(26)(26'),(36)(36') 및 광센서(25)(25'),(35)(36')를 복수로 구성함에 그 특징이 있다.

즉, 상기 레이져(26)(26'),(36)(36') 및 광센서(25)(25'),(35)(36')를 복수로 구성하여 위치제어시 머시닝센터수단과 건드릴수단의 이동 조절을 최소화함은 물론 두곳의 위치제어를 동시에 할 수 있어 작업성은 물론 더욱 정밀한 가공 작업을 가능하게 하는 것이다.

다시말하면, 가공물의 2곳 위치의 상태 및 정보를 레이져에 의해 인식하며 위치제어 및 가공작동을 행하기 때문에 가능한 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 머시닝센터수단과 건드릴수단을 복합구성하되 수직, 수평 가공을 요하는 가공물을 베드상에 클램핑한 상태로 머시닝센터수단과 건드릴수단에 의해 연속가공할 수 있게 됨은 물론 가공물의 수직, 수평 가공을 레이져를 이용한 제어작동으로 정밀하게 위치제어 및 가공할 수 있도록 하므로서 작업성은 물론 생산성을 극대화하는 효과를 갖게 되는 것이다.

Claims

베드상에 가공물을 클램핑하여 머시닝센터(또는 밀링머신)와 건드릴에 의해 가공하는 복합 장치에 있어서,

베이스(2) 일측 상부에서 가공물을 클램핑수단(미도시)에 의해 클램핑하여 회전 작동하는 회전베드(10)와,

상기 회전베드(10)의 상부에서 전,후,좌,우로 이동 조절하면서 가공툴(22)에 의해 가공작동하는 머시닝센터수단(20)과,

상기 회전베드(10)의 일측에서 상,하,좌,우로 이동 조절하면서 가공툴(32)에 의해 가공작동하는 건드릴수단(30)과,

상기 머시닝센터수단(20)과 건드릴수단(30)의 가공툴(22)(32) 일측에 레이져(25)(35)에 의해 레이져빔을 주사하면서 가공위치 및 가공정도를 광센서(26)(36)에 의해 감지하여 제어부에 의해 제어하는 가공제어수단을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 건드릴과 머시닝센터의 복합 공작기계.
제1항에 있어서,

상기 머시닝센터수단(20)과 건드릴수단(30)의 가공툴(22)(32)은 그 가공방향과 레이져(25)(35)가 일직선 상에 위치하도록 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 건드릴과 머시닝센터의 복합 공작기계.
제1항에 있어서,

상기 머시닝센터수단(20)과 건드릴수단(30)의 레이져(26)(26'),(36)(36') 및 광센서(25)(25'),(35)(36')를 복수로 구성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 건드릴과 머시닝센터의 복합 공작기계.