KR20090068726A - 공작기계용 레벨링 유닛 - Google Patents

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KR20090068726A
KR20090068726A KR1020070136465A KR20070136465A KR20090068726A KR 20090068726 A KR20090068726 A KR 20090068726A KR 1020070136465 A KR1020070136465 A KR 1020070136465A KR 20070136465 A KR20070136465 A KR 20070136465A KR 20090068726 A KR20090068726 A KR 20090068726A
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Abstract

본 발명은 공작기계(100)용 레벨링 유닛(140)에 관한 것이다. 본 발명에 따른 레벨링 유닛(140)은 레벨링 마운트(154)와; 외주면에 나사가 형성된 상부섹션(114a)과 상기 상부섹션(114a)의 하방으로 연장된 하부섹션(114b)을 포함하고, 상기 베드(112)의 상판(112b)으로부터 지면방향으로 상기 베드(112)를 관통하여 설치되어 상기 하부섹션(114b)의 하단부가 상기 레벨링 마운트(154)의 상면에 지지되고, 상기 상부섹션(114a)의 상단부는 상기 베드(112)의 상판(112b)에 나사 체결되며, 상단이 상기 베드(112)의 상판(112b) 위쪽으로 노출된 레벨링 볼트(142);를 포함한다. 이러한 구성에 의해 본 발명은 상기 베드(112)의 상판(112b)으로 접근하여 상기 레벨링 볼트(142)를 상기 베드(112)의 상판(112b)에 대해 상대적으로 회전시킴으로써 상기 베드(112)와 지면사이의 레벨링을 수행할 수 있도록 한다.
공작기계, 베드, 레벨링, 처짐, 칼럼

Description

공작기계용 레벨링 유닛{LEVELING UNIT FOR MACHINE TOOL}
본 발명은 대형 공작기계에 관한 것이며, 더 구체적으로는 대형 공작기계의 베드 상부에서 아래쪽으로 레벨링 작업을 할 수 있게 함으로써, 베드가 처지거나 뒤틀리는 것을 방지할 수 있고 작업자가 베드 밑에 손을 넣을 필요가 없도록 하여 안전사고의 위험성을 방지할 수 있는 레벨링 유닛 및 이를 포함하는 대형 공작기계에 관한 것이다.
공작기계란 금속 또는 다른 재료로 된 공작물을 가공하여 원하는 부품을 제작하기 위해 사용하는 고정식 동력기계를 말한다. 이러한 공작기계는 작업의 정밀도가 중요하므로 안정된 상태로 고정하여 사용해야 한다.
일반적으로 중소형 공작기계는 레벨링 볼트나 레벨링 블록을 베드 밑의 바닥면에 여러 개 배치하여 레벨링 작업을 한다. 이와 달리, 문형 머시닝센터, 보링머신, 플라노 밀러(플레이너) 등의 대형 공작기계의 경우에는 콘크리트 등으로 기초공사를 하고 레벨링 볼트를 여러 개 심는 형태로 레벨링 작업을 한다.
이와 같은 대형 공작기계의 일례가 도 1에 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 대형 공작기계(10)는 콘크리트 등으로 강화된 바닥면에 베 드(12)가 설치되고, 그 상판에 레일 형태의 가이드(14)가 형성되어, 상면에 공작물(도시 생략) 등이 적재된 테이블(18)이 가이드(14)를 타고 이동하게 된다. 베드(12)의 일부는 문 구조체(20) 아래로 연장된다. 즉, 문 구조체(20)는 베드(12)의 양쪽에서 직립한 한 쌍의 칼럼(22)과 이들의 상단을 서로 연결하는 상부 빔(24)으로 구성되어, 전체적으로 개선문과 같은 형태를 한다.
문 구조체(20)의 전면에는 크로스 레일(26)이 장착되어, 칼럼(22) 전면의 활주 레일(22a)을 타고 상하로 이동한다. 크로스 레일(26)의 전면에 얹힌 새들(28)은 하부로 연장된 램(30)을 붙들고 있고, 램(30)에는 공구대(도시 생략) 등이 장착된다.
이러한 대형 공작기계(10)에서 베드(12)는 도 2에 도시한 것과 같은 레벨링 볼트(34)에 의해 수평이 유지된다. 여기서, 바닥에 기초공사를 하여 기초자리(32)를 형성하고, 레벨링 플레이트(36)를 기초자리(32)에 부분적으로 삽입하며, 레벨링 플레이트(36)에 베드(12)의 하부 플랜지(16)를 올려놓은 다음 플랜지(16)의 나사구멍에 레벨링 볼트(34)를 체결시킨다. 이 상태에서 각각의 레벨링 볼트(34)의 육각머리(34a)를 돌려 베드(12) 전체의 수평을 맞추는 레벨링을 수행한다. 레벨링이 완료되면, 너트(38)를 체결시켜 레벨링 볼트(34)를 고정한다.
하지만, 대형 공작기계(10)에서 이러한 레벨링 방식에는 한계가 있다. 특히, 좌우 칼럼(22)이 위치한 부분과 하중이 가장 많이 집중되는 베드(12)의 중앙부에는 기초 작업을 하기가 쉽지 않으며, 설사 레벨링 볼트(34)와 레벨링 플레이트(36)를 사용하여 기초를 한다고 해도 수평 조절을 위해서는 작업자가 장비 안쪽 에 손을 넣어야 하는 등 위험성이 존재한다. 또한, 하중이 집중되는 베드(12)의 중앙부가 처지거나, 좌우 칼럼(22)이 인접한 부분(도 1의 B 부분)이 뒤틀리게 된다. 아울러, 장기간 사용하면 하중에 의해 레벨링 볼트(34)와 레벨링 플레이트(36)의 각도가 변해 작업 정밀도에 영향을 주는 등 어려움이 있다.
한편, 베드 상면에 구멍 작업을 하고 베드 밑면에 보스를 만들어 지그를 이용하여 베드 상면에서 레벨링을 조정하는 방식이 제안되었다. 그러나 이러한 레벨링 방식도 베드 밑에 사람의 손을 넣어야 하는 등 안정성에 문제가 있고, 하중이 집중되는 베드 중앙부가 처지는 문제도 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 대형 공작기계의 베드 상부에서 아래쪽으로 레벨링 작업을 할 수 있게 함으로써, 작업자가 베드 밑에 손을 넣을 필요가 없도록 하여 종래기술에서 문제시되는 안전사고의 위험성을 방지할 수 있는 레벨링 유닛과 이를 포함하는 대형 공작기계를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 베드의 상판에 체결됨으로써 베드 중앙부의 처짐을 방지하고 칼럼에 조립되는 베드의 일부가 뒤틀리는 것을 방지할 수 있는 레벨링 유닛과 이를 포함하는 대형 공작기계를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 베드의 상판에 체결됨으로써 장기간 사용하여도 베드가 하중에 의한 변형이 없이 작업 정밀도를 유지할 수 있도록 해주는 레벨링 유닛과 이를 포함하는 대형 공작기계를 제공하는데 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레벨링 유닛(140)은 공작기계(100)의 베드(112) 하부에서 지면상에 배치되거나 지면에 적어도 부분적으로 매립되는 레벨링 마운트(154)와; 외주면에 나사가 형성된 상부섹션(114a)과 상기 상부섹션(114a)의 하방으로 연장된 하부섹션(114b)을 포함하고, 상기 베드(112)의 상판(112b)으로부터 지면방향으로 상기 베드(112)를 관통하여 설치되어 상기 하부섹션(114b)의 하단부가 상기 레벨링 마운트(154)의 상면에 지지되고, 상기 상부 섹션(114a)의 상단부는 상기 베드(112)의 상판(112b)에 나사 체결되며, 상단이 상기 베드(112)의 상판(112b) 위쪽으로 노출된 레벨링 볼트(142);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의해 본 발명에 따른 레벨링 유닛(140)은 작업자가 상기 베드(112)의 상판(112b)으로 접근하여 상기 레벨링 볼트(142)를 상기 베드(112)의 상판(112b)에 대해 상대적으로 회전시킴으로써 상기 베드(112)와 지면사이의 레벨링을 수행할 수 있도록 한다.
또한, 상기 상부섹션(144a)을 상기 베드(112)의 상판(112b)에 나사 체결시키기 위한 너트(150a, 150b)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 너트(150a, 150b)는 한쌍의 제1 및 제2 너트(150a, 150b)로 구성되며, 상기 제1 및 제2 너트(150a, 150b) 사이에 배치된 와셔(152)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 레벨링 볼트(142)는 그 하단에 돌기(148)를 구비하고, 상기 레벨링 마운트(154)의 상면은 상기 돌기(148)에 맞물리는 형상의 홈을 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 전술한 레벨링 유닛(140)을 포함하는 공작기계(100)에 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 과제 해결 수단에 의하면, 작업자가 대형 공작기계의 베드 상부에서 아래쪽으로 레벨링 작업을 할 수 있게 함으로써, 작업자가 베 드 밑에 손을 넣을 필요가 없도록 하여 종래기술에서 문제시되는 안전사고의 위험성을 방지할 수 있다.   또한, 레벨링 유닛이 베드의 상판에 체결됨으로써 베드 중앙부의 처짐을 방지하고 칼럼에 조립되는 베드의 일부가 뒤틀리는 것을 방지할 수 있다.   아울러, 장기간 사용하여도 베드가 하중에 의한 변형이 없이 작업 정밀도를 유지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 레벨링 유닛 및 이를 포함하는 대형 공작기계에 대하여 상세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 레벨링 유닛을 포함하는 대형 공작기계(100)는 콘크리트 등으로 강화된 바닥면에 베드(112)가 설치되고, 그 상판에 레일 형태의 가이드(114)가 형성되어, 상면에 공작물(도시 생략) 등이 적재된 테이블(118)이 가이드(114)를 타고 이동하게 된다. 베드(112)의 일부는 문 구조체(120) 아래로 연장된다. 즉, 문 구조체(120)는 베드(112)의 양쪽에서 직립한 한 쌍의 칼럼(122)과 이들의 상단을 서로 연결하는 상부 빔(124)으로 구성되어, 전체적으로 개선문과 같은 형태를 한다.
한편, 도 4에 더 명확히 도시된 바와 같이, 베드(112)는 그 측면의 일부가 한 쌍의 칼럼(122) 쪽으로 돌출하여 칼럼(122)의 기부에 각각 연결된 연결부(112a)를 형성한다.   연결부(112a)에는 본 발명에 따른 레벨링 유닛(140)이 각각 하나씩 설치되어 베드(112)의 레벨링을 수행한다.   또한, 연결부(112a)에 인접한 베드(112)의 중간 부분에도 레벨링 유닛(140)이 설치되어 있다.   본 실시예에서는 베드(112)의 중간 부분의 좌측 및 우측 칼럼(122) 쪽에 각각 3개씩의 레벨링 유닛(140)이 설치되어 있다. 레벨링 유닛(140)의 설치 위치는 베드(112)에 큰 하중이 가해지거나, 베드(112)의 측부가 뒤틀리는 위치로 설정되는 것이 바람직하다.
다시 도 3을 참조하면, 문 구조체(120)의 전면에는 크로스 레일(126)이 장착되어, 칼럼(122) 전면의 활주 레일(122a)을 타고 상하로 이동한다. 크로스 레일(126)의 전면에 얹힌 새들(128)은 하부로 연장된 램(130)을 붙들고 있고, 램(130)에는 공구 또는 공구대(도시 생략) 등이 장착된다.
이하 도 5 내지 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨링 유닛(140)을 상세히 설명한다.
먼저, 도 5를 참조하면, 레벨링 유닛(140)은 베드(112)의 상판(112b)과 나사 체결되어 베드(112)에 레벨링을 수행하고 있다. 이를 위한 구성으로, 레벨링 볼트(142), 레벨링 마운트(154), 한 쌍의 너트 즉 제1 너트 및 제2 너트(150a, 150b), 그리고 와셔(152)를 포함한다.
레벨링 볼트(142)는 금속 등의 강체로 구성되고, 외주에 수나사가 형성된 상부섹션(144a)과 원기둥인 하부섹션(144b)으로 이루어진다. 상부섹션(144a)의 상단에는 육각머리(146)가 형성되고, 하부섹션(144b)의 하단에는 반구형 돌기(148)가 형성되어 있다. 한편, 하부섹션(144b)의 외주면 직경은 상부섹션(144a)의 외주면 직경보다 작게 설정되는 것이 바람직하며, 그에 따라 하부섹션(144b)의 상단과 상부섹션(144a)의 하단과 인접한 부분에는 외주면의 직경이 감소하는 단차부가 형성될 수 있다.
레벨링 볼트(142)의 상부섹션(144a)은 베드(112)의 상판(112b)의 나사구멍에 나사 체결되어 있고, 제1 및 제2 너트(150a, 150b)의 사이에 와셔(152)가 상부섹션(144a)에 체결되어 레벨링 볼트(142)를 베드(112)의 상판(112b)에 고정한다. 한편, 전술한 것과 같이 레벨링 볼트(142)의 하부섹션(144b)의 직경을 베드(112)의 상판(112b)의 나사구멍의 직경보다 작도록 설정함으로써 레벨링 볼트(142)를 베드(112)의 상부로부터 용이하게 삽입할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 레벨링 볼트(142)의 하단은 반구형으로 돌출되고,
하부섹션(144b)은 베드(112)의 하부 플랜지(116)의 구멍(116a)을 관통하여 레벨링 마운트(154)에 지지된다. 더 구체적으로, 하부섹션(144b)의 하단에 있는 돌기(148)가 레벨링 마운트(154)의 상면에 형성된 홈에 지지된다.
여기서 하부섹션(144b)의 하단에 있는 돌기(148)는 반구형인 것이 바람직하고 상기 레벨링 마운트(154)의 상면에 형성된 홈은 상기 반구형으로 돌출된 레벨링 볼트(142)의 하단에 맞물리도록 대응하는 형상의 반구형 오목홈인 것이 바람직하다.
한편, 도 6에서는 레벨링 볼트(142)의 하부섹션(144b)이 베드 하부 플랜지(116)의 구멍(116a)보다 직경이 현저히 작은 것으로 도시하였지만, 이는 이해의 편의를 위해 다소 과장되게 도시된 것임을 이해하여야 한다.
레벨링 마운트(154)는 베드(112)의 하단 아래, 구체적으로는, 베드(112)의 하부 플랜지(116)의 하단 아래에 배치된다. 레벨링 마운트(154)는 4점 지지 방식으로 통상 강화된 바닥면에 지지되어 안정적으로 하중을 받칠 수 있다. 이와 달 리, 도 2에서와 같이, 기초공사를 한 기초자리 내에 일부 또는 전부가 매립되어 하중을 받칠 수도 있다.
전술한 레벨링 유닛(140)에서, 레벨링 마운트(154)는 베드(112)의 하부 플랜지(116)의 하단 아래에 배치되고, 레벨링 볼트(142)는 위로부터 아래로 베드 상판(112b)의 나사구멍(도시 생략)과 베드 하부 플랜지(116)의 구멍(116a)에 삽입되어, 하단의 돌기(148)가 레벨링 마운트(154)의 홈(154)에 지지되고, 상부섹션(142a)의 나사는 베드 상판(112b)의 나사구멍과 나사 체결된다. 이 상태에서 드라이버(도시 생략) 등의 공구로 레벨링 볼트(142)의 육각 머리(146)를 잡고 레벨링 볼트(142)를 돌려 베드(112)를 위아래로 조정하는 레벨링을 수행한다.
레벨링이 완료되면, 제2 너트(150b), 와셔(152) 및 제1 너트(150a) 순으로 레벨링 볼트(142)의 상부섹션(144a)에 체결시켜 레벨링 볼트(142)가 베드 상판(112b)으로부터 풀리지 않도록 고정시킨다. 한쌍으로 구성된 제1 및 제2 너트(150a, 150b)와 와셔(152)로 레벨링 볼트(142)를 체결하므로 큰 하중이 가해지더라도 레벨링 볼트(142)와 베드(112)의 체결이 해제되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 레벨링 유닛(140)은 베드(112)의 상판(112b)을 지지하면서 레벨링을 수행하므로 베드 상판(112b)이 처지거나 하는 문제가 발생하지 않는다. 이는 레벨링 유닛(140)이 베드 상판(112b)에 가해지는 하중을 분산시키기 때문이다.
구체적으로, 레벨링 유닛(140)은 베드(112)에 큰 하중이 가해지는 베드 중앙부에 설치되어 베드 중앙부의 처짐을 방지하고, 베드(112)가 칼럼(122)에 결합되는 연결부(112a)에 설치되어 베드(112) 측부의 뒤틀림을 효과적으로 방지할 수 있다.
아울러, 베드 상판(112b)의 위쪽에서 아래로 베드(112)에 레벨링을 수행할 수 있으므로 레벨링 작업이 용이해진다. 또, 작업자가 베드(112) 밑에 손을 넣을 필요가 없으므로, 안전사고의 위험을 크게 감소시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 종래기술에 따른 레벨링 방식을 사용하는 대형 공작기계의 사시도.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 레벨링 유닛을 포함하는 대형 공작기계의 사시도.
도 4는 도 3의 대형 공작기계의 베드를 나타낸 사시도.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 절단한 단면도.
도 6은 도 5의 레벨링 유닛의 확대도.
도 7은 도 6의 레벨링 유닛의 사시도.
도 8은 도 6의 레벨링 유닛의 분해 사시도.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>
100: 공작기계 112: 베드
112a: 연결부 112b: 상판
114: 가이드 116: 하부 플랜지
118: 테이블 120: 칼럼
126: 크로스 레일 128: 새들
130: 램 134: 레벨링 볼트
140: 레벨링 유닛 142: 레벨링 볼트
144a: 상부섹션 144b: 하부섹션
146: 육각머리 148: 돌기
150a, 150b: 제1, 제2 너트 152: 와셔
154: 레벨링 마운트

Claims (4)

  1. 공작기계(100)의 베드(112) 하부에서 지면상에 배치되거나 지면에 적어도 부분적으로 매립되는 레벨링 마운트(154)와;
    외주면에 나사가 형성된 상부섹션(114a)과 상기 상부섹션(114a)의 하방으로 연장된 하부섹션(114b)을 포함하고, 상기 베드(112)의 상판(112b)으로부터 지면방향으로 상기 베드(112)를 관통하도록 설치되어 상기 하부섹션(114b)의 하단부가 상기 레벨링 마운트(154)의 상면에 지지되고, 상기 상부섹션(114a)의 상단부는 상기 베드(112)의 상판(112b)에 나사 체결되며, 상단이 상기 베드(112)의 상판(112b) 위쪽으로 노출된 레벨링 볼트(142);
    를 포함하여, 상기 베드(112)의 상판(112b)으로 접근하여 상기 레벨링 볼트(142)를 상기 베드(112)의 상판(112b)에 대해 상대적으로 회전시킴으로써 상기 베드(112)와 지면사이의 레벨링을 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 공작기계(100)용 레벨링 유닛(140).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레벨링 볼트(142)의 상부섹션(144a)을 상기 베드(112)의 상판(112b)에 나사 체결시키기 위한 너트(150a, 150b)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계(100)용 레벨링 유닛(140).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 너트(150a, 150b)는 제1 및 제2 너트(150a, 150b)를 포함하며,
    상기 레벨링 유닛(140)은 상기 제1 및 제2 너트(150a, 150b) 사이에 배치된 와셔(152)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계(100)용 레벨링 유닛(140).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레벨링 볼트(142)는 그 하단에 돌기(148)를 구비하고,
    상기 레벨링 마운트(154)의 상면에는 상기 돌기(148)에 맞물리는 형상의 홈을 구비한 것을 특징으로 하는 공작기계(100)용 레벨링 유닛(140).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101726518B1 (ko) * 2015-10-05 2017-04-12 현대위아 주식회사 공작기계용 칩수거장치
KR102076453B1 (ko) * 2019-07-30 2020-02-12 (주)창영하이텍 측정물품의 무게에 따라 가변 가능한 3차원측정기 정반
CN111805248A (zh) * 2020-01-19 2020-10-23 山东科技大学 一种面向现场加工机床的固定、自动调平装置
KR20210131193A (ko) 2020-04-23 2021-11-02 두산공작기계 주식회사 공작기계의 처짐보상장치 및 이를 포함하는 공작기계

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