KR20110099656A

KR20110099656A - 가공기

Info

Publication number: KR20110099656A
Application number: KR1020110018543A
Authority: KR
Inventors: 부르크하르트 그롭
Original assignee: 그롭-베르케 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2010-03-02
Filing date: 2011-03-02
Publication date: 2011-09-08
Also published as: EP2363235A1; CN102189414B; US20110215511A1; CN102189414A; EP2363235B1; DE102010044783A1

Abstract

본 발명은, 하나 이상의 피가공재를 가공하기 위한 가공기로서, 피가공재가 가공기에서 회전 불가능하거나 또는 특히 적어도 하나의 축을 중심으로 회전될 수 있는 작업대 상에 고정 장치를 통해 간접 또는 직접적으로 지지되는, 가공기에 관한 것이다.
본 발명은, 고정 장치가 피가공재와 간접 또는 직접적으로 상호 작용하는 적어도 하나의 고정 부재를 포함하고, 고정력을 생성하기 위해 전기 모터가 제공되며, 전기 모터는 고정 부재와 작용 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

가공기{Machining machine}

본 발명은, 하나 이상의 피가공재(workpiece)를 가공하기 위한 가공기로서, 피가공재는 가공기에서 회전 불가능하거나, 또는 특히 적어도 하나의 축을 중심으로 회전될 수 있는 작업대 상에서 또는 그 내에서 고정 장치에 의해 간접 또는 직접적으로 지지되는, 상기 가공기에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 회전하지 않거나, 또는 특히 툴 스핀들(tool spindle)에 의해 회전 구동되는 가공 툴(machining tool)을 이용하여 하나 이상의 피가공재를 가공하기 위한 가공기로서, 가공 툴은 툴 수용부(tool holding fixture)에서 툴 고정 장치(tool fixing device)에 의해 간접 또는 직접적으로 지지되는, 상기 가공기도 포함한다.

일반적인 가공기는 예컨대 보다 복합적인, 특히 절삭형 가공 라인(cutting machining line)의 부분이거나, 또는 바람직하게는 유연하게 이용될 수 있는 가공 센터(machining center) 내에 실현된다. 일반적인 가공기는 일반적으로 절삭 가공 툴의 높은 회전 속도를 갖는다. 또한, 그 외 가공 시에 발생하는 힘은 상당하므로, 피가공재의 정확한 가공을 위해서는 고정할 피가공재를 확실하면서도 정확한 위치에 고정시켜야 한다. 이때 고정은 상당한 가공력을 확실하게 유도해야 하는 고정 장치에 의해 이루어진다.

이와 관련하여 작업대에, 또는 작업대의 부재들에 피가공재를 간접 또는 직접적으로 고정하고, 이를 위해 고정 장치가 이용되는 점은 공지되었다. 이때 피가공재를 직접 고정할 시에 고정 장치는 피가공재에 직접 작용하고, 간접적인 고정 시에는 피가공재가 예컨대 피가공재 홀더 또는 팔레트 상에 고정되고 고정 장치는 피가공재 홀더 또는 팔레트와 적합한 방식으로 상호 작용한다. 그러므로 피가공재를 위한 고정 장치에 의해, 가능한 불량이 없으면서 매우 정밀한 가공을 보장할 수 있도록, 한편으로 가능한 높은 위치 정확도가 기대되고, 다른 한편으로는 높은 안정성, 다시 말하면 높은 고정력이 기대된다.

동일한 요구 조건이 가공기의 툴 수용부를 위해 고정되는 가공 툴에 대해서도 요구된다.

선행 기술에서, 가공할 피가공재를 (간접 또는 직접적으로) 유압 수단을 통해 지지 또는 고정할 뿐 아니라, 가공에 사용되는 가공 툴을 (간접 또는 직접적으로) 유압 수단을 통해 지지 또는 고정하는 점은 공지되었다.

유압식 고정 수단은, 그 자체에 의해 비교적 적은 공간에서도 큰 힘이 발휘될 수 있다는 장점이 있다.

그러나 고압(수백 bar)에 견뎌야만 하는 유압 라인을 설치하는 것은 복잡하다는 단점이 있다. 유압 라인들은 높은 부하로 인해 빈번한 유지 보수를 받아야 한다. 작업대는 가공을 위해 적어도 하나의 공간 축을 따라, 대개는 다수의 공간 축을 따라 공간에 배치될 수 있다. 그러므로 유압 라인은 공간 내 상기 이동에 따라 이동할 수 있을 만큼 충분히 유연하게 형성되어야만 한다. 또한, 작업대는 종종 공간에서 회전 가능하고, 선회된 위치에서도 확실한 유압 공급이 보장되어야 하는데, 이런 점은 상기 회전 가능한 부재들의 경우 설계 및 유지 보수 시에 상당한 비용으로만 달성된다.

대안으로서 공압식 피가공재 고정 장치의 이용도 공지되었지만, 이 경우 그렇게 높은 지지력은 달성되지 못한다.

예컨대 피가공재가 고정되어 있거나, 또는 가공 툴이 고정되어 있는 위치의 문의는, 간접적으로만 압력을 통해, 또는 다른 여타의 고비용 장치들을 통해서 이루어질 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 연결 호스 또는 가요성 튜브의 부설 및 설치 이외에도 펌프 유닛뿐 아니라 밸브와 이 밸브의 제어 장치가 필요하기 때문에, 유압 시스템을 설치하기 위한 장치 관련 비용도 상당하다.

본 발명의 과제는, 상기 선행 기술로부터 출발하여, 가공기에서, 특히 절삭 가공기에서 하나 이상의 피가공재를 고정하기 위한 개선안을 제안하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 전술한 가공기에 있어서, 작업대에 전기 모터가 제공되고 이 전기 모터의 생성된 힘, 토크 및/또는 각 운동량은 간접 또는 직접적으로 피가공재에 작용하는 것을 제안한다. 유압 또는 공압식 구동 장치 대신에, 본원에서는 고정 장치를 작동시키는 전기 모터가 이용되거나, 또는 전기 모터가 고정 장치의 고정 부재와 상호 작용한다. 그러나 본원의 핵심은 피가공재의 고정에만 국한되는 것이 아니라, 동일한 방식으로 툴 고정 장치를 위해서도 적용될 수 있다. 툴 고정 장치는 가공 툴과 간접 또는 직접적으로 상호 작용하는 적어도 하나의 툴 고정 부재를 포함하며, 고정력을 생성하기 위한 전기 모터가 제공되고, 이 전기 모터는 툴 고정 부재와 작용 연결된다.

본원의 제안은 필요에 따라 가공기로부터 유압 장치 전체를 배제할 수 있게 한다. 특히 본원의 제안은, 훨씬 더 간단하게 취급되는 전기 라인들이 이용될 수 있개 하고, 이런 전기 라인들이 마찬가지로 길이방향으로 이동 가능하거나 회전 가능하게 형성되는 작업대 내에서 안내되는 것을 가능하게 하며, 이런 점은 대응하는 매체 라인들, 케이블 견인 장치 등에 의해 훨씬 더 간단하게 실현될 수 있다.

기본적으로, 제안된 가공기는 특수한 적용예들에서 피가공재의 유압식 고정을 (간접 또는 직접적으로) 실현하거나, 또는 가공 툴의 유압식 고정을 (간접 또는 직접적으로) 실현할 수 있는 가능성을 항상 열어준다. 중앙 유압 장치를 제공하는 것 대신에, 편심으로, 예컨대 툴 수용부 내에서, 또는 작업대 및 고정 부재(들) 상에서 전기 모터에 의해 대응하는 유압 펌프가 작동되며, 상기 유압 펌프는 적합한 방식으로 유압식으로 작용하는 고정 부재들에 적합한 압력 레벨을 갖는 유압 매체를 제공한다.

제안된 가공기의 장점은, 그 가공기가 본원과 관련한 분야에서 매우 유연하게 이용될 수 있으면서, 기어 장치, 체인, 피니언 어셈블리, 톱니 기어, 앵귤러 기어 등과 같은 공지된 기계 부품들을 통해 힘 및 토크를 각각 필요한 장소로 안내할 수 있는 범용의 에너지원을 전기 모터에 제공한다는 것이다. 또한, 전기 모터를 이용하여 유압 또는 공압 펌프 또는 여타의 부재들을 구동하고, 가공기에서 상기와 같은 힘 또는 에너지 저장소(force or energy reservoir)를 적합하게 이용할 수도 있다.

놀랍게도 상기 컨셉은 고정 장치를 상당히 개선시킬 뿐 아니라, 본 발명에 따른 가공기의 이용 범위를 대폭 확장시킨다. 상기 제안에 의해 고정 과정은 대폭 개선된다. 고정 장치는 피가공재와 간접 또는 직접적으로 상호 작용하는 적어도 하나의 고정 부재를 포함하고, 고정력을 생성하기 위해 전기 모터가 제공되며, 이 전기 모터는 고정 부재와 작용 연결된다. 또한, 작업대에서 전기 모터를 이용함으로써 피가공재의 지속적인 회전도 허용된다. 따라서 적은 비용으로 가공기의 개ㅈ장(retrofit)을 실시할 수 있으며, 이런 경우 전기 모터는 작업대에서 예컨대 피가공재에 회전식 연삭 또는 선삭 가공을 제공할 수 있도록 피가공재를 위한 회전 구동 장치로서 이용된다. 이를 위해 가공 툴은, 예컨대 여타의 경우라면 회전되는 툴 스핀들 내에 견고하게 고정되고, 선삭 선반에서와 같이 피가공재 쪽으로 위치 조정된다.

다음에서는 메카트로닉(mechatronic) 고정 장치로서도 설명되는 장치의 장점은 아래와 같다.

상기와 같이 형성되는 기계는 기본적으로 높은 가용성을 갖는다. 왜냐하면, 상기 기계는 전형적인 드릴링 또는 밀링 가공을 위해 이용될 수 있을 뿐 아니라, 그 기계로 선삭 가공도 가능하기 때문이다.

적재 장치와 결부되어 고정 장치의 신속한 작동 개시도 이루어진다.

유압 또는 공압 라인들과 관련하여 선행 기술에 따른 해결 방법에서 공지된 회전식 연결 또는 회전식 분배는 본원의 제안에 의해 완전하게 회피된다. 또한, 이동되는 시일의 마모가 발생하지 않으며, 작업대의 회전 및 위치 설정은 적은 힘으로 더 간단하게 실시될 수 있다.

기본적으로 가공기는 다른 피가공재 및 다른 가공 공정에 부합하는 기계의 신속한 개장 가능성을 갖는다.

또한, 제안된 가공기를 통해서는, 전기 모터에 의해 소비되는 모터 전류를 통해 고정력 제어를 실현할 수도 있다.

그리고 유압 시스템 내 누출도 방지되며, 유압 장치의 나사 체결부에서 나사를 다시 조이는 등의 유지 보수 작업도 생략된다. 또한, 여타의 유압 호수들도 더 이상 설치되지 않아도 되기 때문에, 유압 호스들을 정기적인 교환 간격으로 교환할 필요도 없다. 또한, 유압 라인을 수용하기 위해 제공되었던 장치의 베이스 플레이트에서 심공 드릴링을 위한 비교적 복잡한 작업도 생략된다.

작업대에 바람직하게는 회전식 고정 구동 장치가 제공되기 때문에, 매우 상이한 고정 장치들이 이용될 수 있다. 예컨대 개별 고정 부재들을 배치하거나, 또는 바이스(vise) 또는 삼중 또는 다중 조 척(jaw chuck)으로서 고정 장치를 실현할 수도 있다. 어댑터 스핀들 등의 이용도 가능하다.

제안되는 가공기는 유압 오일을 사용하지 않기 때문에 환경 친화성을 향상시킨다. 또한, 더 높은 에너지 효율이 달성된다.

바람직한 변형예에 따라, 전기 모터는 바람직하게는 중앙 구동 장치로서 적어도 하나의 힘 전달 수단을 통해 복수의 고정 부재를 구동한다. 이와 같은 변형예는 전기 모터가 예컨대 고정 평면 하부에 배치되고, 힘 전달 수단은 복수의 고정 부재를 동시에 구동할 수 있도록 형성된다. 이 경우, 전기 모터와 그 케이블 배선을 위한 비용은 상대적으로 적지만, 그러나 고정력과 관련하여 개별적인 해결 방법들을 실현하는 것이 더 어려워진다.

그러므로 추가 변형예에서, 고정 부재 각각에 대해 전기 모터가 고정력을 생성하기 위한 구동 수단으로서 제공된다. 그에 따라 개별 전기 모터들은 서로 다른 힘 또는 모멘트로 제어된다. 개별 전기 모터의 크기는 예컨대 중앙 구동 장치로서 이용되는 전기 모터에서보다 작게 유지될 수 있다. 두 변형예는 본 발명에 포함되며, 제기된 과제를 탁월한 방식으로 해결하며, 앞서 설명한 긍정적인 효과에도 기여한다.

가공기의 효율성 증대는, 고비용의 유압 컴포넌트 대신에, 하나 또는 그 이상의 전기 모터가 구동 장치(들)로서, 특히 간접 또는 직접적인 고정 구동 장치(들) 또는 회전 구동 장치(들)로서 이용됨으로써 달성된다.

이와 관련하여 구동 장치로서 전기 모터, 특히 서보 모터가 이용되는 것이 바람직하다. 이와 같은 전기 모터 또는 서보 모터는 특히 동기식 모터, 비동기식 모터 또는 직류 모터로서 형성될 수 있다. 서보 모터를 이용할 시에 바람직한 점은 그 모터의 콤팩트한 구성, 견고한 구성, 그리고 폐쇄형 제어 회로에서의 작동 가능성에 있다. 작동은 모멘트, 속도 또는 위치가 제어되면서 이루어질 수 있다.

바람직한 개선예에서, 인코더리스 동기식 또는 비동기식 모터를 통해 구동이 이루어진다. 특히 영구 자석 여자 동기식 모터(PMSM)가 바람직하다. 여기서도 회전자에 매립 자석(들) 또는 표면 자석(들)로서 형성되는 영구 자석(들)의 배치가 이루어지며, 기계적 부하가 회전자 적층 철심(laminated core) 내에서 발생하고 표면에서는 발생하지 않기 때문에, 회전자 내 매립 자석의 이용이 특히 바람직한 것으로 간주된다. 또한, 영구 자석 내에서 더 적은 손실이 나타난다.

회전자 상에 또는 내에 영구 자석의 이용은 동기식 기계에서 여타의 경우에 존재하는 여자 권선을 절감한다.

인코더리스 모터, 특히 동기식 모터의 이용에 따른 장점으로서 간주되는 점은, 회전자 위치 측정을 위한 인코더 또는 센서를 추가로 배치하지 않아도 되고 치수가 상응하게 감소한다는 것이다. 본 발명에 따른 가공기 또는 이 가공기 내에 제공되는 툴 고정 또는 회전 장치 또는 피가공재 고정 또는 회전 장치들에서, 가공 센터 전체를 가능한 콤팩트한 구성으로 실현할 수 있도록, 개별 컴포넌트들에 대한 장착 공간은 긴밀하게 치수 설계된다. 통상적인 가공기의 동역학의 효율을 증대시키는 것 외에도, 인코더리스 모터를 이용함으로써, 장착 공간이, 또는 구동 장치 측에서의 장착 공간 요건이 최적화될 수 있다.

바람직한 것으로서 간주되는 가공기의 실시예에 따라, 특히 인코더리스 동기식 모터에 의해 실현되는 인코더리스 회전자 위치 측정, 특히 인코더리스 정지 위치 검출이 제공된다. 따라서 인코더리스 동기식 모터에서 예컨대 회전자의 위치는 고정자의 고정자 코일 내에서 결과적으로 발생하는 인덕턴스의 이방성에 의해 평가될 수 있다. 동기식 모터의 작동 시에 고정자 코일 내의 회전자 위치에 따라 결과적으로 발생하는 다양한 인덕턴스가 측정될 수 있고, 이런 인덕턴스를 통해 회전자의 위치가 평가된다. 이와 관련하여 회전자 위치 측정 또는 정지 위치 검출은 소프트웨어- 또는 NC 제어 방식으로 실행될 수 있는 것이 바람직하다. 기계 제어 장치 내에 통합, 예컨대 마이크로 컨트롤러를 포함하는 기계 제어 장치는 간단한 방식으로 실현될 수 있다.

회전자 위치 또는 정지 위치를 측정할 수 있는 바람직한 방법에 따라, 예컨대 구동 자계에 추가해서 교번 자계가 생성될 수 있도록, 고정자 코일을 위한 고정자 전류를 인가하기 위한 제어 신호에 측정 신호가 중첩되며, 다중 신호에 의해 야기되어 고정자 코일을 통과하는 전류 흐름은 회전자 위치에 따라 결과적으로 발생하는 동기식 모터의 인덕턴스에 따라 결정된다. 동기식 모터의 결과적으로 발생하는 인덕턴스는 회전자의 위치에 따라 결정된다. 인코더 없이 회전자 위치를 측정하기 위한 방법은 모터의 종방향 인덕턴스 및 그 횡방향 인덕턴스의 자기 이방성을 검출하는 것을 기초로 한다. 만일 빠르게 변하는 전압이 모터에 인가된다면, 고정자 코일 내 전압은 거의 회전자 위치에 따른 인덕턴스에서만 강하하다. 그로 인해 여자 전류는 회전자 위치를 통해 변조되고 그에 상응하게 분석될 수 있다. 신호 세기는 종방향 인덕턴스와 횡방향 인덕턴스의 차이에 비례한다.

입력 및 출력 신호들은 제어 또는 측정 소프트웨어 또는 NC 제어 장치에 의해 처리됨으로써 회전자 위치 또는 정지 위치가 규정된다. 이는 또한 툴 배치 위치, 또는 피가공재 가공 위치, 또는 상기 전기 모터에 의해 구동되는 고정 부재 또는 피가공재용 고정 장치의 위치를 규정한다. 경우에 따라 기계 제어 장치에는 회전자 위치의 분석을 위해 별도의 회로 또는 이를 위해 프로그래밍 된 마이크로 컨트롤러가 제공된다.

동기식 모터의 이용은 구동 장치를 위해 필요한 장착 공간을 감소시키는 것 외에도 추가 장점이 있다. 즉, 인코더 라인, 인코더, 및 인코더 인터페이스가 이용되지 않으므로 설치 비용은 전체적으로 절감된다. 동기식 모터는 높은 동역학과 슬립 없는 운동을 가능하게 한다. 감소된 공간 이외에도 상기 동기식 모터는 적은 중량, 높은 효율 및 높은 가용성을 갖는다. 위치 측정 장치는 간단한 방식으로 본 발명에 따른 가공기의 기계 제어 장치 내에 통합될 수 있고, 기존 기계의 개장 가능성이 주어진다.

가공기의 추가 관점은, 전기 모터가 제어 장치에 의해, 바람직하게는 NC 축으로서 가공기의 제어 장치에 의해 모니터링되며, 제어 장치는 상기 데이터를 기초로 고정 부재의 정확한 위치를 검출하거나 유도하고, 및/또는 제어 장치는 확인된 데이터 또는 확인된 모멘트를 기초로 고정 부재(들)에 가해진 힘을 검출한다. 이러한 점에서, (대응하는 위치 또는 가해지는 토크 또는 힘을 제어하기 위한 이전의 고비용 제어 장치들에 비해서) 이제는 NC 축 또는 전기 모터의 모니터링, 및 전류 소모량과 관련한 전기 모터의 파라미터의 모니터링을 기초로, 더욱 간단한 방식으로, 보다 정확하게는 개별 고정 부재들과 관련한 소정 분해능으로 필요한 데이터를 제공할 수 있기 때문에, 본 발명의 상기 변형예는 바람직하다. 따라서, 상기 가공기의 제어 기술 관련 비용 또는 모니터링 기술 관련 비용은 제어 장치와 결부하여 전기 모터를 이용하는 것을 통해 대폭 절감된다. 또한, 확인된 데이터는 정확하게 개별 고정 부재들에 할당되며, 그럼으로써 개별 부재들의 경우에 따라서는 전체적으로 보다 바람직한 제어가 가능해진다.

바람직하게는, 전기 모터에 의해 생성되는 힘 또는 생성되는 토크를 고정 부재들 또는 고정 장치에 전달하는, 예컨대 치형 벨트, 체인 또는 기어 장치와 같은 힘 전달 수단이 제공된다. 이와 관련하여 바람직하게는, 예컨대 체인이 전기 모터로부터 고정 수단으로 힘을 전달하기 위해 피니언 기어를 통해 안내된다. 그런 다음 힘의 인가는 고정 수단 자체에서 그 고정 수단에 통합된 부재들에 의해 측정될 수 있거나, 또는 전기 모터를 통해 직접 인가되는 힘을 통해 측정될 수 있다.

또한, 전기 모터가 고정 장치 또는 고정 수단에 대한 모터 샤프트 연결부에서 동일한 대칭 축 상에, 또는 그 대칭 축에 대해 평행하게 배치되는 해결 방법도 제공된다. 자명한 사실로서, 전기 모터는 고정 장치 또는 고정 수단의 대칭축에 대해 각도를 이루는 방식으로, 바람직하게는 직각을 이루는 방식으로 배향되어 배치되는 변형예도 포함된다.

또한, 고정 수단은 전달될 힘을 제한하기 위해 프리휠과 바람직하게는 마찰 클러치로서 형성되는 클러치 등을 포함한다. 이 경우 예컨대 프리휠 또는 마찰 클러치로서의 클러치는, 각각의 고정 수단이 상이한 힘을 가하거나, 또는 동일한 힘을 가하는 방식으로 조정될 수 있다. 물론, 고정 수단 내에는 예컨대 대개는 필요한 고정력이 생성되도록 작용하는 스프링 또는 스프링 어셈블리가 제공될 수 있다. 이 경우, 프리휠 또는 클러치와 상호 작용하는 전기 모터는, 가공이 이루어진 후에 그 프리휠 또는 클러치가 피가공재의 분리를 위해서만 이용되고 그런 다음 스프링 어셈블리 또는 스프링을 상승된 위치로 이동시키기 위해 필요한 힘을 가하는 방식으로 작용한다. 이와 동일한 사항은, 스프링 대신에 유압 실린더가 제공되고 이 유압 실린더가 직접 고정 수단 상에 또는 내에 제공될 때에도 가능하다. 이와 관련한 변형예에 대해서는 이후에 설명된다.

고정 수단 상에는 피가공재를 고정하는 역할을 하는 적어도 하나의 클램핑 클로(clamping claw)가 제공된다. 클램핑 클로는, 예컨대 피가공재 또는 가공 툴에 그 클램핑 클로가 맞물릴 수 있는 대응하는 리세스 또는 그루브 또는 트러프(trough)가 존재하는 그런 소정의 형상-끼워맞춤(positive) 결합부가 제공되는 방식으로 그 클램핑 클로가 피가공재 또는 툴을 포착하는 것으로 이해되어야 한다. 이 경우, 압력은 피가공재 및 툴을 각각 가공 테이블 상에 또는 툴 수용부 내에 또는 상에 밀착시킨다.

이미 언급한 바와 같이, 바람직하게는 고정 부재 상에 또는 내에, 바람직하게는 고정 수단 내부에, 예컨대 압축 스프링 또는 스프링 어셈블리와 같은 압력 생성 부재가 제공되고, 이런 압력 생성 부재는 분리된 상태에서 클램핑 클로를 고정 위치로 밀착 또는 이동시키며, 결합된 상태에서는 전기 모터가 클램핑 클로를 그 초기 또는 정지 위치로 이동시킨다. 여기서 초기 또는 정지 위치로서 간주되는 위치는 피가공재가 제거될 수 있는 위치이다.

그 외에도 가공기의 변형예에 따라, 고정 수단 상에 또는 내에, 분리되거나 고정되지 않은 상태에서 클램핑 클로를 초기 위치에서 이동시키는, 예컨대 인장 스프링과 같은 리트랙팅 부재(retracting element)가 제공된다. 이는 앞서 설명한 변형예의 반대의 해결 방법이며, 이 경우 압축 스프링 또는 스프링 어셈블리는 고정 과정 동안 클램핑 클로에 압력을 공급하고, 분리를 위해서만 클램핑 클로가 전기 모터의 힘에 의해 초기 위치로 복귀 이동된다. 지금 설명되는 변형예에서는 정확히 반대되는 방법을 추구하는 것으로, 다시 말하면 이 경우 압축 스프링은 예컨대 인장 하중을 받으며, 그에 반해 클램핑 클로는 피가공재를 고정하고, 그런 다음 분리된 상태에서 인장 스프링은 클램핑 클로를 초기 위치로 복귀시킨다.

클램핑 클로가 노즈(nose) 형태로 형성되는 척 연장편(chucking extension)을 포함하고, 이 척 연장편은 고정 방향에서 각도를 이루면서 고정 평면을 향해 배향되고 고정 평면에 대한 평행면으로부터는 1° 내지 5°만큼, 바람직하게는 2°만큼 편향되어 배치될 때 바람직한 것으로 확인되었다. 그렇게 함으로써 클램핑 클로 또는 척 연장편은 피가공재의 방향으로 약간 기울어지며, 이는 고정 과정을 개선하고 피가공재에 대한 클램핑 클로의 맞물림 고정을 용이하게 한다. 고정 부재의 대칭 축과 관련하여 척 연장편은 상기 대칭 축에 대해 약 90°의 각도에서 이미 설명한 바와 같이 1° 내지 5°만큼, 바람직하게는 2°만큼 편향되어 위치하고, 그런 다음에는 90° 평면으로부터 편향되어 피가공재의 방향으로 배향된다.

또한, 바람직하게는 클램핑 클로는 실질적으로 고정 평면 쪽으로 이동될 수 있다. 그로 인해 피가공재에만, 또는 피가공재를 이송하는 피가공재 홀더에만 고정 부재가 맞물릴 수 있는 대응하는 리세스 또는 그루브를 제공하면 된다.

가공기의 개선 실시예에 따라, 고정 부재는 콜릿 척(collet chuck)으로서 형성된다. 콜릿 척은 바람직하게는, 예컨대 피가공재를 이송하는 팔레트에, 또는 피가공재 자체에 클램핑 볼트와 같은 소정의 고정 수단 등이 배치됨으로써, 콜릿 척이 상기 고정 수단을 둘러쌀 수 있을 때 이용된다. 고정 수단을 위한 구동 수단으로서 이용되는 전기 모터와 관련한 해결 방법은 본 변형예에서도 마찬가지로 활용될 수 있다.

추가의 바람직한 실시예에 따라, 고정 부재는 원뿔대 형태로 형성되고 수용부를 포함하며, 이 수용부 내로는, 피가공재를 이송하는 팔레트 내에, 또는 가공할 피가공재 상면에 배치되는 스터드가 고정 과정을 위해 삽입되는 것이 제안된다. 가공기가 이용될 수 있는 현대식 가공 센터에서는 통상적으로 피가공재를 이송하는 팔레트에 상기 스터드가 제공된다. 이런 경우 고정 부재는 상기 스터드를 둘러싸고 가공 공정 동안 그 스터드를 고정할 수 있도록 상기 스터드에 상응하게 형성된다. 이에 대한 개선 실시예에 따라서는, 수용부가 콜릿 척에 의해 포함되고, 이 콜릿 척은 바람직하게는 고정된 상태에서 클램핑 조(clamping jaw)를 스터드를 향해, 또는 스터드 상에 밀착시키는 것이 제안된다. 이는 고정 과정 전체를 재차 더욱 효율적으로 구성하는 바람직한 개선 실시예이다.

또한, 바람직하게는 스터드는 고정 수단으로서 스터드 헤드를 포함한다. 더욱 바람직하게는 상기 스터드 헤드는 스터드에 일체형으로 형성된다. 상기 스터드 헤드는 적어도 부분적으로 공 모양으로 또는 반구 형태로 형성될 수 있거나, 또는 대응하는 라운딩부 또는 면취부(chamfer)를 포함할 수 있다.

콜릿 척에는 전기 모터에 의해 구동되는 힘 전달 수단이 작용한다. 이런 힘 전달 수단은 예컨대 앵귤러 기어이거나, 체인 및 피니언 기어를 포함하는 체인 구동 장치이거나, 또는 상응하게 형성되는 피니언 기어를 포함하는 치형 벨트일 수 있다.

또한, 바람직한 변형예에 따라, 고정 부재들 및/또는 콜릿 척들은 유압식으로 기능하는 방식으로 형성되되, 압력을 생성하는 유압 펌프는 고정 부재 상에 또는 내에, 또는 콜릿 척 상에 또는 내에 직접 제공된다. 이러한 구성에서는 복잡한 유압 장치를 제공하거나, 배관하거나, 또는 호스와 연결할 필요가 없기 때문에, 상기 해결 방법의 장점은 이미 전술되었다. 이 해결 방법에 따르면, 전기 모터는 고정 부재 내에 또는 상에 직접 배치되어 압력을 생성하는 유압 펌프를 구동한다.

그에 따라 고정 수단에 대한 유압 펌프의 연결부, 경우에 따라서는 압력 실린더까지의 연결부만을 제공하면 되고, 그 연결부는 보어로서 직접적으로 고정 부재 내에서, 또는 콜릿 척 내에 제공될 수 있다. 그에 따라 이른바 유압 부재는 고정 과정에서 마지막 가능한 부재 내에, 다시 말하면 콜릿 척 또는 고정 수단 자체 내에 설치된다. 따라서 복잡한 배관, 및/또는 대응하는 호스 연결부, 분배기 등의 제공은 완전히 생략된다. 또한, 이 경우, 가공 평면의 선회를 보상해야 하는 대응하는 관절식 부재를 제공할 필요도 없다. 그럼에도, 피가공재의 고정을 위해 유압 장치에 의해 생성되는, 대개는 다소 높은 압력을 이용할 수 있다.

그 결과, 상기 해결 방법을 통해, 고정 부재 상에 또는 내에, 중앙 유압 장치와 무관하게 기능하고 고정 부재 상에 또는 내에 피가공재 또는 툴을 고정하기 위해 필요한 압착력을 직접적으로 생성하는 유압 펌프가 제공된다. 이는 (이미 언급한 바와 같이) 높은 압착력이 고정 부재 내에 또는 상에서 직접적으로 생성될 수 있기 때문에 매우 바람직한 해결 방법이다.

피가공재의 정확한 고정을 모니터링하는 고정력 제어부가 제공되는 것이 바람직하다. 이런 경우 다양한 고정력이 다양한 고정 부재에 공급되고 조정될 수 있다. 이것도 고정력 제어부에 의해 달성된다. 또한, 고정력 제어부에 의해, 가공할 피가공재 또는 가공 툴의 정확한 고정을 확인할 수도 있다.

현대식 가공 센터 및 가공기는 이른바 영점 고정 장치를 이용하여 작동된다. 이 경우, 대개 가공면 상에서 피가공재의 정확한 위치 설정 및 정렬을 확보하기 위해 고정할 대상의 특정 지점들이 사전 지정된다. 그 결과 가공기의 바람직한 개선 실시예는, 상기 영점 고정 장치가 가공면 상에서 피가공재의 정확한 위치 설정 및 정렬을 위해 제공되는 것을 특징으로 한다. 이런 경우 그에 대응하는 수단이 자연히 각각의 피가공재에 제공된다. 피가공재의 위치 설정 및 정렬 시에 상기 추가 수단에 의해, 가공할 피가공재가 정확하게 위치 설정되어 있는지 여부가 검출된다. 예컨대 그 피가공재가 적합하게 위치 설정되어 있지 않으면, 예컨대 고정력 제어부에 대한 제어 장치에 의해, 모든 고정 수단이 정확한 고정을 제공하는지 여부가 점검될 수 있다. 만일 그렇지 않으면, 고정 과정이 다시 반복되기 전에, 다시 분리되고 재차 위치 설정이 이루어진다. 또한, 바람직하게는, 피가공재 또는 피가공재를 이송하는 팔레트의 정확한 위치를 설정하고, 및/또는 검사할 수 있도록, 고정 수단 상에, 또는 이 고정 수단 바로 근처, 및/또는 가공면 또는 고정면 상에 적어도 하나의 기준면이 제공된다. 이 기준면을 통해서는 앞서 설명한 것보다 다소 보다 적은 노력으로도 정확한 위치 설정을 확인하고 경우에 따라 고정 과정 이전에 그 위치를 수정할 수 있다.

또한, 이와 관련하여 바람직하게는, 피가공재 상에, 및/또는 고정면 상에, 한편으로 고정면 상에 피가공재의 위치를 설정하는 역할을 하지만, 그와 동시에 추가되거나 대체되는 방식으로 고정면 상에 피가공재를 고정하는 역할을 하는 적어도 하나의 클램핑 니플(clamping nipple)이 제공된다. 그에 따라 클램핑 니플 및 이 클램핑 니플의 위치 설정에 의해, 가공 정밀도가 매우 중요한, 가공할 피가공재가 정확하게 위치 설정되어 있는지 여부가 확인될 수 있다.

이와 관련하여 추가로 바람직하게는, 클램핑 니플 상에 또는 내에, 피가공재 정보 및/또는 피가공재 가공 정보를 포함하는, 예컨대 데이터 캐리어, 트랜스폰더 또는 바코드와 같은 적어도 하나의 식별 수단이 제공된다. 이런 경우, 한편으로 클램핑 니플을 이용하여 정확한 위치 설정을 실시할 수 있고, 다른 한편으로는 동시에 가공할 피가공재가 곧바로 가공을 위해 필요한 올바른 피가공재인지의 여부에 대한 정보를 얻고, 특히 그에 따라 가공을 위해 이용될 수 있는 피가공재 가공 정보도 얻는 것을 통해 수배의 이점을 확보할 수 있다. 그 결과 본 발명에 따른 효과를 분명하게 재차 증가시키는 매우 유용한 변형예가 제공된다

상기 데이터 캐리어는 추가되거나 대체되는 방식으로 예컨대 별도의 고정 수단에 의해 클램핑 니플 상에 배치될 수 있다. 이때 고정 수단으로서는, 통상적인 접착이나, 또는 식별 수단 또는 데이터 캐리어를 고정시키는 홈붙이 핀(slotted pin)을 제공하는 것과 마찬가지로 나사가 이용될 수 있다.

변형예에 따라, 전기 모터에 의해 구동되는 모터 샤프트는, 고정 부재(들)를 위한 힘 전달 수단과 모터 샤프트를 선택적으로 연결하거나, 또는 선반 척(lathe chuck)과 모터 샤프트를 연결하기 위해 이용되는 어댑터 커넥터를 포함한다. 이때 선반 척은 피가공재에 대한 회전식 연삭 또는 선삭 가공을 위해 피가공재를 간접 또는 직접적으로 수용하기 위해 이용된다.

따라서 전기 모터는 작업대에 위치 고정되는 방식으로, 경우에 따라서는 회전 테이블에 함께 통합되는 방식으로 형성된다. 또한, 이와 같은 구성에서, 피가공재가 작업대 상에 고정되어 가공 축을 중심으로(고정 평면에 대해 직각을 이루면서) 회전되면, 전기 모터는 고정 장치의 고정 부재들을 위한 고정 구동 장치로서의 기능을 수행한다. 고정 부재들을 지지하는 지지판(supporting plate)은, 한편으로 작업대에서 자신의 위치에 정확하게 고정될 수 있으며, 그와 동시에 지지판에 의해 지지되는 고정 장치를 분리할 수 있도록 간단하게 분리될 수도 있도록 형성된다. 전기 모터는 위치 고정되어 유지되기 때문에, 지지판이 분리될 때 해제되는 어댑터 커넥터가 클러치로서 제공된다. 그에 따라 어댑터 커넥터 상에는, 피가공재를 수용하고 회전식 연삭 또는 선삭 가공을 제공할 수 있도록, 예컨대 선반 척이 장착될 수 있다.

제안되는 가공기는, 회전 테이블에서와 같이 회전축을 중심으로 피가공재를 위치 설정할 수 있을 뿐 아니라, 가공을 허용할 수 있도록 그 피가공재를 회전시킬 수 있는 가능성을 개시한다.

이와 관련하여 회전식 연삭 또는 선삭 가공은 피가공재에 대한 외연측 및 내측 또는 선단측 가공을 포함한다.

본 발명에 의해, 가공기, 특히 절삭 가공기에서 하나 이상의 피가공재의 고정이 개선된다.

도면에는 본 발명이 특히 실시예로 개략적으로 도시되어 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가공기를 도시한 측면도.
도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 가공기의 지지판을 각각 도시한 사시도(도 2a는 평면도, 도 2b는 저면도).
도 3, 4, 6 및 7은 본 발명에 따른 고정 부재의 다양한 실시예를 각각 도시한 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 가공기의 전기 모터를 도시한 상세 측면도.
도 8은 영점 고정 장치를 포함하는 본 발명에 따른 가공기의 추가 실시예를 도시한 측면도.
도 9는 도 8의 일부분을 도시한 상세도.

도면들에서 동일하거나 상응하는 부재들은 각각 동일한 도면 부호로 표시되어 있으며, 그에 따라 필요하지 않으면 다시 설명되지 않는다.

도 1에는 본 발명이 개략적으로 도시되어 있다. 가공기(1)는 한편으로 피가공재(2)를 지지하는 작업대(3)를 포함한다. 도 1에는 예컨대 드릴 또는 밀링 커터로서 형성되고 툴 스핀들에 의해 구동되며 적합한 방식으로 피가공재(2)에 대해 상대 이동될 수 있는 가공 툴이 도시되어 있지 않다. 본 발명에 따른 가공기(1)는 다수의 축을 갖는다. 가능한 유연한 가공을 달성하기 위해, 피가공재(2)는 가공 툴에 대해 3개의 공간 축을 따라 위치 설정될 수 있다. 그러나 이와 같은 길이방향 축들 이외에 회전축들도 제공된다. 제 1 회전축은 도면 부호 10으로 표시되어 있으며, B 축이라 한다. 제 1 회전축은 수평으로 배향되는 회전축(10)을 중심으로 작업대(3)의 회전을 가능하게 한다. 이와 관련하여, 구성은, 작업대(3)가 콘솔(30)을 포함하고 이 콘솔은 예컨대 일측에서 캐리지 또는 아바(12)(arbor) 상에 배치되도록 선택된다. 이런 경우, 캐리지 형식의 구성에서는, 예컨대 수직 방향(축(10)에 대해 수직 방향)의 이동이 가능하다.

또한, 피가공재(2)가 도 1에서 수직으로 배향되는 추가 회전축(11)을 중심으로 회전될 수 있다. 이런 회전축의 배향은 회전축(10)을 중심으로 하는 콘솔(30)의 위치에 따라 결정되므로, 자연히 제 2 회전축(11)(예컨대 A 축이라 함)은 고정되지 않지만, 제 1 축(10) 상에 수직으로 위치한다.

제 2 축(11)을 중심으로 피가공재(2)를 회전시키기 위해, 가공기(1)에는 바람직하게는 전기로 작동되는 회전 구동 장치(13)가 제공된다.

본 발명에 따른 구성은, 도시된 바와 같이 다양한 공간 축(10, 11)을 중심으로 한 작업대(3)의 회전 가능성을 갖춘 가공기(1)에서뿐만 아니라, 상기 회전 가능성을 제공하지 않는, 다시 말하면 종방향 축들을 따라서만 이동될 수 있거나, 또는 완전하게 지지되는, 다시 말하면 위치 고정되어 형성되는 가공기에서도 실현될 수 있다.

위와 같은 점에서 본 발명은, 피가공재 또는 가공 툴의 위치 설정을 위해 다양한 운동 축 또는 회전 축을 자유롭게 분배할 수 있다.

여기에 도시되는 작업대(3)의 콘솔 형식(30) 구성 대신에, 포탈(portal) 형식의 구성도 가능하다.

가공할 피가공재(2)는 고정 장치(4)에 의해 작업대(3)에 속하는 지지판(42) 상에 고정된다.

도 1에 도시된 본 발명의 구성은, 고정 장치(4)가 복수의 고정 부재(40, 40')를 포함할 수 있도록 선택된다. 개별 고정 부재들(40, 40')은 실질적으로 동일한 형식으로 형성되고 측면에 돌출한 클램핑 클로(41, 41')를 포함한다. 클램핑 클로는 종방향으로 이동 가능하게 고정 부재에 제공된다. 클램핑 클로(41, 41')는 상응하는 위치에서 피가공재를 맞물어, 그 피가공재를 지지판(42) 상에 압착한다. 이와 같은 직접적인 연결 이외에도, 클램핑 클로는, 예컨대 피가공재(2)가 피가공재 홀더 또는 팔레트 등에 고정되어 있을 때, 간접적으로 피가공재를 지지할 수도 있다.

클램핑 클로(41)는 지지판(42)의 평면에 대해 직각을 이루면서 종방향으로 이동될 수 있다. 이와 같은 종방향 이동은 고정 부재(40) 내 스핀들 구동 장치에 의해 실현되며, 이런 경우 클램핑 클로(41)는 구동되는 스핀들 상에서 이동하는 스핀들 너트의 부분이다. 상기 스핀들 상에서 동축으로, 체인 또는 여타의 힘 전달 수단(53)을 통해 중앙 구동 장치와 연결되는 톱니 기어(53)가 제공된다. 이와 관련하여 구성은, 모든 고정 부재들이 동일한 방식으로 중앙 구동 장치에 의해 구동되고 연속해서 순환하는 체인(53)이 힘 전달 수단으로서 제공되도록 선택된다.

중앙 구동 장치로서는 본 발명에 따라, 대응하는 구동 피니언 기어 및/또는 기어 장치를 구비하고 그에 따라 체인 또는 여타의 힘 전달 수단(53)을 구동하는 전기 모터(5)가 제공된다.

이와 관련하여 바람직하게는, 전기 모터의 회전 방향 전환을 통해, 클로들(41, 41')의 개방 또는 폐쇄 운동에 영향을 줄 수 있다.

전기 모터(5)의 구성은, 통상적인 바와 같이, 전기 모터(5)의 하우징으로부터 돌출된 모터 샤프트가 로터로서 기능하고, 예컨대 피니언 기어, 구동 피니언, 기어 장치 등과 같은 대응하는 토크 부재, 각운동량 부재 또는 힘 전달 부재들을 지탱하도록 이루어진다.

여기에 도시된 실시예에서는 전기 모터(5)가 복수의 고정 부재(40, 40')에 작용하는 중앙 구동 장치로서 제공된다. 그러나 대안적 본 발명의 개념에서는, 각각의 개별 고정 부재가 직접 구동 장치를 포함하고, 그에 따라 각각의 개별 고정 부재에는 고유의 전기 모터가 할당된다.

이와 관련하여 본 발명의 주요 구성 요소는 피가공재(2)에 가장 가까운 위치에서 전기 모터를 이용하는 것에 있다. 이 경우 전기 모터(5)에 의해 구동되는 모터 샤프트(50)는 가능한 직접적으로, 예컨대 모터 샤프트 자체를 통해, 기어 장치, 여타의 힘 전달 수단을 통해, 또는 유압 라인을 통해 고정 부재에 작용하며, 피가공재가 확실하게 지지되도록 그에 상응하는 고정력을 상기 고정 부재에 가한다.

고정 부재(40) 내 스핀들과 체인 구동 장치 사이에는 마찰 클러치가 제공된다. 이 마찰 클러치 내에서는 고정 부재의 고정력이 제한될 수 있다. 이와 관련하여 고정력은 셀프 록킹식 기어 장치, 셀프 록킹식 모터 또는 여타의 브레이크를 통해 유지된다.

이와 관련하여 전기 모터의 전류 소비량의 모니터링을 통해서는, 고정 부재들(40)의 개별 고정 상태를 양호하게 개별적으로 모니터링할 수 있다.

또한, 스핀들 및 피니언 기어들을 이용하는 클로 구동 장치에는 고정 부재들의 재개방을 달성할 수 있도록 프리휠이 제공된다.

또한, 유용한 방식으로, 전기 모터(5)와 고정 장치(4)의 개별 고정 부재들(40, 40') 사이에는 토크 증대를 위한 기어비를 가능하게 하는 기어 장치가 제공된다.

본 발명의 실질적인 장점은, 모터 샤프트(50) 상에 어댑터 커넥터(51)가 제공되고, 지지판(42) 전체는 작업대(3)로부터 간단하게 분리될 수 있으며, 그에 따라 어댑터 커넥터(51) 내에 예컨대 선반 척이 이용될 수 있고, 그 선반 척 내에 다른 피가공재(2)가 삽입 고정될 수 있다는 것이다. 따라서 짧은 시간 내에 본 발명에 따른 가공기는 밀링 가공으로부터 선삭 가공으로 개장될 수 있다. 상응하는 선반 척에 대한 예시는 도 5에 도시되어 있다.

도 2a 및 2b에는 지지판(42)이 평면도(도 2a) 및 저면도(도 2b)로 도시되어 있다. 지지판(42)의 하부면에는 모터 샤프트 연결편(52)이 있다. 이 모터 샤프트 연결편은 복수의 측면 걸쇠(54)를 포함하고, 이 측면 걸쇠들은 모터 샤프트(50)(도 1 참조)의 어댑터 커넥터(51)의 대응하는 리세스 내에 삽입 고정되어, 토크를 전달한다.

또한, 모터 샤프트(50)의 회전을 통해서는, 회전 가능하게 장착된 모터 샤프트 연결편(52)도 회전된다. 이 경우, 모터 샤프트 연결편(52)은 직접적으로, 또는 경우에 따라 기어 장치를 통해 힘 전달 수단(53)(여기서는 예컨대 체인 또는 롤러 체인)을 구동한다. 상기 체인(53)은 개별 고정 부재들(40)의 톱니 기어들을 통해 안내되며, 톱니 기어들을 동일한 방향으로 구동한다. 추가로, 모터 샤프트 연결편(52)은 다른 방식으로 형성되는 추가 고정 부재(40a)의 구동 기어(44)도 구동한다. 이런 경우 추가 고정 부재는 피가공재와, 이 피가공재를 이송하는 피가공재 홀더/팔레트의 정확한 위치 설정을 가능하게 하는 이른바 영점 고정 장치일 수 있다. 이미 언급했던 바와 같이, 힘 전달 수단(53)으로서는 기계적으로 기능하는 부재가 제공될 뿐 아니라, 유압식으로 작동되는 고정 장치도 제공된다. 이는 결코 본 발명에 따른 사상에 상충하는 것이 아니다. 도 2b에서 명확하게 알 수 있듯이, 유압식으로 작동되는 고정 부재(40a)는 피가공재와 동일한 회전 평면상에 위치하며, 다시 말하면 그 두 부재는 더 이상 상호 간에 반대로 회전되지 않고, 복잡하게 밀봉되어야 하는 회전 분배도 여기서는 필요하지 않으며, 유압식 배관도 간단히 가능하다. 또 다른 측면에서 영점 고정 장치의 구성은 부재로서 표준화되고 유압 공급 장치를 구비한다. 본 발명의 장점은, 본 발명에 따라 제안되는 전기 모터(5)를 이용하여 (소형) 유압 펌프가 전기 모터에 의해 구동될 수 있고, 상기 유압 펌프는 유압식으로 작동되는 고정 부재(40a)를 위해 영점 고정 장치로서 제공되어 이용된다는 것이다. 이때 구동 기어(44)는 적합한 방식으로 상기 소형 유압 펌프에 작용한다.

재차 언급하고자 하는 것은, 고정 부재 내에서, 예컨대 홈붙이 링크 가이드(slotted-link guide) 내에서 클로를 적합하게 안내함으로써, 클로가 회전 운동을 실시할 수 있다는 것이다. 본 발명에 따른 가공기는 종종 자동으로 피가공재가 적재 또는 제거되며, 그런 다음 클로는 동시에 인입 및 인출되는 피가공재의 운동 공간으로부터 이격 된다. 그러므로 전기 모터의 회전 운동의 모니터링을 통해 개별 클램핑 클로들(41)의 위치 역시도 모니터링될 수 있고, 강제 안내로 인해 상기 구성은 작동 신뢰성을 갖는다.

도 4는 고정 부재(40)의 예시적 구성을 도시한다. 이 경우 전기 모터(5)는 직접 구동 장치(55)로서 연결된다. 이와 관련하여 모터 샤프트(50)는 동일하게 고정 부재(40)의 스핀들(45)을 구동하며, 클로(41)는 스핀들 너트를 통해 스핀들(45) 상에 놓인다. 인장 스프링(48)은 분리되거나 고정되지 않은 상태에서 클램핑 클로(41)를 초기 위치로 이동시킨다. 도시되어 있지 않지만, 앞서 설명한 변형예에 서, 클램핑 클로(41)가 고정되지 않거나 기능하지 않은 위치로 이동될 수 있도록 하기 위해, 스프링은 압축 스프링으로서 결합된 상태에서 압축된다.

도 3에는 고정 부재(40)에 대한 대안적 변형예가 도시되어 있다. 이 경우에도 고정 부재에, 직접 구동 장치(55)로서 기능하는 고유의 전기 모터(5)가 할당된다. 전기 모터는 앵귤러 기어(56)를 통해 스핀들(45)에 작용한다. 고정 부재(40)는, 실시예에서 압축 스프링 또는 스프링 어셈블리로서 형성되는 압력 생성 부재(49)를 포함한다. 압력 생성 부재는 분리된 상태에서 클램핑 클로(41, 41')를 고정 위치로 가압한다. 또한, 클램핑 클로(41, 41')는 노즈 형태로 형성된 척 연장편(41a)을 포함하며, 이 척 연장편은 피가공재(2a)에 인접하거나, 그 피가공재에 삽입 고정된다. 척 연장편(41a)은 고정 방향에서 각도를 이루면서 고정 평면을 향해 배향된다.

도 6에는 고정 부재(40a)의 다른 대안적 변형예가 도시되어 있다. 도 6에 도시되지 않은 피가공재(2)는 피가공재 홀더(20) 또는 팔레트(20) 상에 배치되고, 그 홀더 또는 팔레트에 정확하게 고정된다. 피가공재 홀더(20)는 그 하부면에 적어도 하나의 스터드(21)를 포함하며, 이 스터드(21)는 고정 부재(40a) 내에, 또는 수용부(40b) 내에 삽입된다.

고정 부재(40a)는 스터드 헤드(22)를 뒤쪽에서 고정하는 콜릿 척들(46)을 포함한다. 이 경우 콜릿 척들(46)의 작동은 바람직하게는 유압식으로 이루어진다. 이와 관련하여, 힘 전달 수단(53')은 상응하는 작업 압력 하에 있는 유압 매체이며, 그에 따라 본 발명에 따라 제안되는 전기 모터(5)는 상응하는 압력 레벨을 생성하는 유압 펌프(57)에 작용한다.

도 5에는 선반- 또는 조 척(6)이 상세도로 도시되어 있다. 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 제안은 작업대(3)로부터 지지판(42)의 분해를 허용한다. 모터 샤프트(50)의 단부로서 모터로부터 이격 되어 위치하는 그런 단부에는 어댑터 커넥터(51)가 위치한다. 이 어댑터 커넥터 내에는 동일한 방식으로 선반- 또는 조 척(6)의 모터 샤프트 연결편(52)이 삽입된다.

선반- 또는 조 척(6)은 그 밖의 점에서는 통상적인 바와 같이 형성되며, 피가공재(2)의 반경 방향 포착을 허용한다. 경우에 따라서는, 모터 샤프트(50) 또는 작업대(3) 상에 조 척(6)을 고정할 수 있도록 추가의 결합 또는 고정 수단이 제공된다.

도 7은 본 발명에 따른 고정 부재의 추가 실시예를 도시하고 있다. 전술한 변형예들과 달리, 여기서는 고정 부재(40) 하부에 체인 피니언으로서 형성되는 톱니 기어(43)가 위치하며, 이 톱니 기어에는 예컨대 체인이 힘 전달 수단(53)으로서 맞물린다. 모든 다른 도면 부호는 전술한 도면 부호들에 상응하므로, 여기서는 다시 설명하지 않는다.

도 8은 영점 고정 장치를 포함하는 본 발명에 따른 가공기의 추가 실시예를 측면도로 도시하고 있다. 이와 관련하여서는, 고정 수단이 영점 고정 장치와 상호 작용하면서 어떻게 이용되는지를 확인할 수 있게 하는 가공기의 일부분만이 도시되어 있다. 영점 고정 장치는, 이미 언급한 바와 같이, 가공면 상에서 피가공재를 정확하게 위치 설정 및 정렬하는 역할을 한다. 도 8에 따른 경우 고정 부재들 상에는 기준면들(7)이 위치한다. 이런 기준면들(7)은 피가공재 또는 피가공재를 이송하는 팔레트의 정확한 위치 설정을 용이하게 해준다. 이와 같은 기준면들을 기초로, 피가공재(2)가 정확하게 위치 설정되어 있는지의 여부를 확인할 수 있다.

피가공재(2)는 고정 장치를 향해 있는 측면에 클램핑 니플들(8)을 포함한다. 이런 클램핑 니플들(8)은 콜릿 척들(46)에 의해 둘러싸인다. 콜릿 척들(46) 내에는 마찬가지로 앞서 이미 설명한 바와 같이 클램핑 니플(8)의 고정을 추가로 향상시키는 클램핑 조들(47)이 배치된다. 이와 같은 구성을 통해, 영점 고정의 장점이 전기 기계식 고정의 장점과 조합됨으로써, 고정 과정을 특히 정확하게 제공할 수 있다. 피가공재(2) 상에 배치되는 대신에, 클램핑 니플(8)은 또한 피가공재를 이송하는 팔레트(2a) 상에 배치될 수 있다. 이런 팔레트(2a)는 도 9에 개략적으로 도시되어 있다.

이와 관련하여 도 9에는 도 8의 일부가 상세도로 도시되어 있다. 도 9에 따라 클램핑 니플(8) 상에 데이터 캐리어(9)가 제공되어 있음을 알 수 있다. 여기서는 피가공재(2) 대신에 피가공재를 이송하는 팔레트(2a)가 개략적으로 도시되어 있다. 데이터 캐리어(9)는 트랜스폰더로서, 바코드로서, 또는 여타의 정보 전달 수단으로서 형성될 수 있다. 상기 데이터 캐리어(9)는 가공할 피가공재(2)에 대한 피가공재 정보뿐 아니라, 바람직하게는 피가공재 가공 정보도 포함하며, 그럼으로써 고정 후에 제어 장치는 어떠한 가공을 실행해야 하는지를 즉시 식별하고 그에 대응하는 제어 과정을 개시하게 된다.

발명은 실질적인 상세도로 도시된 정확한 실시예들로 설명되었지만, 이는 설명을 위해서만 이용되며, 공개 내용과 관련해서 대안적 실시예 및 방법은 당업자에게 명확한 것이기 때문에 발명은 상기 실시예에만 국한되지 않는다. 따라서, 설명한 발명의 내용을 벗어나지 않는 조건에서 변형이 가능하다.

Claims

하나 이상의 피가공재를 가공하기 위한 가공기로서,
피가공재는 상기 가공기에서 회전 불가능하거나, 특히 적어도 하나의 축을 중심으로 회전될 수 있는 작업대 상에 고정 장치에 의해 간접 또는 직접적으로 지지되는, 가공기에 있어서,
상기 고정 장치(4)는 상기 피가공재(2)와 간접 또는 직접적으로 상호 작용하는 적어도 하나의 고정 부재(40, 40', 40a)를 포함하고, 고정력을 생성하기 위해 전기 모터(5)가 제공되며, 상기 전기 모터(5)는 상기 고정 부재(40, 40', 40a)와 작용 연결되는 것을 특징으로 하는 가공기.
제 1 항에 있어서, 상기 전기 모터(5)는 상기 고정 부재(40, 40', 40a)를 간접 또는 직접적으로 구동하고, 및/또는 상기 전기 모터(5)에 의해 구동되는 모터 샤프트(50)는, 상기 고정 부재(들)(40, 40', 40a)를 위한 적어도 하나의 힘 전달 수단(53)과 상기 모터 샤프트(50)를 선택적으로 연결하거나, 또는 피가공재에 대한 회전식 연삭 또는 선삭 가공을 위해 상기 피가공재(2)를 간접 또는 직접적으로 수용하는 역할을 하는 선반- 또는 조 척(6)과 상기 모터 샤프트(50)를 연결하기 위한 어댑터 커넥터(51)를 포함하고, 및/또는 상기 전기 모터(5)는 바람직하게는 중앙 구동 장치로서 상기 적어도 하나의 힘 전달 수단(53)을 통해 복수의 고정 부재(40, 40', 40a)를 구동하고, 및/또는 상기 고정 부재들(40, 40', 40a) 각각에 대해 고정력을 생성하기 위한 구동 수단으로서 전기 모터(5)가 제공되고, 및/또는 상기 전기 모터(5)는 제어 장치에 의해, 바람직하게는 NC 축으로서 상기 가공기의 제어 장치에 의해 모니터링되며, 상기 제어 장치는 모니터링 결과의 데이터에 따라 상기 고정 부재(40, 40', 40a)의 정확한 위치를 검출하거나 유도하고, 및/또는 상기 제어 장치는 확인된 데이터 또는 확인된 모멘트에 따라 상기 고정 부재(들)에 가해진 힘을 검출하는 것을 특징으로 하는 가공기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 힘 전달 수단(53)으로서 치형 벨트, 체인, 기어 장치 등이 제공되고, 및/또는 상기 전기 모터(5)는 상기 고정 장치(4) 또는 고정 수단(40, 40', 40a)에 대한 모터 샤프트 연결부(52)에서 동일한 대칭 축 상에, 또는 상기 대칭 축에 대해 평행하게 배치되고, 및/또는 상기 전기 모터(5)는 각도를 이루는 방식으로, 바람직하게는 상기 고정 장치(4) 또는 상기 고정 수단(40, 40', 40a)의 대칭 축에 대해 직각을 이루는 방식으로 배향되어 배치되는 것을 특징으로 하는 가공기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서, 상기 고정 수단(40, 40', 40a)은, 전달할 힘을 제한할 수 있도록, 프리휠과, 마찰 클러치로서 형성되는 클러치 등을 포함하고, 및/또는 상기 고정 수단(40, 40', 40a)에는 상기 피가공재(2)를 고정하는 역할을 하는 적어도 하나의 클램핑 클로(41, 41')가 제공되고, 및/또는 고정 부재 상에 또는 내에, 바람직하게는 상기 고정 수단(40, 40', 40a) 내부에는 예컨대 압축 스프링 또는 스프링 어셈블리와 같은 압력 생성 부재가 제공되고, 상기 압력 생성 부재는 분리된 상태에서 상기 클램핑 클로(41, 41')를 고정 위치로 가압 또는 이동시키고, 결합된 상태에서는 상기 전기 모터(5)가 상기 클램핑 클로(41, 41')를 그 초기 또는 정지 위치로 이동시키고, 및/또는 상기 고정 수단(40, 40', 40a) 상에 또는 내에 예컨대 인장 스프링(48)과 같은 리트랙팅 부재가 제공되며, 상기 리트랙팅 부재는 분리되거나 고정되지 않은 상태에서 상기 클램핑 클로(41, 41')를 초기 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 가공기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서, 상기 클램핑 클로(41, 41')는 노즈 형태로 형성되는 척 연장편을 포함하고, 상기 척 연장편은 고정 방향에서 각도를 이루면서 고정 평면을 향해 배향되고 고정 평면에 대해 평행한 평면으로부터 1° 내지 5°만큼, 바람직하게는 2°만큼 편향되어 배치되고, 및/또는 상기 클램핑 클로(41, 41')는 실질적으로 고정 평면에 대해 직각 방향으로 이동될 수 있고, 및/또는 상기 고정 부재(40a)는 콜릿 척(46)으로서 형성되고, 및/또는 상기 고정 부재(40a)는 원뿔대 형태로 형성되고 수용부(40b)를 포함하며, 상기 수용부(40b) 내로는, 피가공재를 이송하는 팔레트 또는 가공할 피가공재(2) 상에 배치되는 스터드(21)가 고정 과정을 위해 삽입되고, 및/또는 상기 수용부(40b)는 콜릿 척(46)에 의해 둘러싸이고, 상기 콜릿 척(46)은 바람직하게는 고정된 상태에서 클램핑 조(47)를 상기 스터드(21)를 향해 또는 상기 스터드(21) 상에 밀착시키고, 및/또는 상기 스터드(21)에는 스터드 헤드(22)가 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가공기.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서, 상기 콜릿 척(46)에는 상기 전기 모터(5)에 의해 구동되는 힘 전달 수단(53')이 작용하고, 및/또는 상기 고정 부재들(40, 40', 40a) 및/또는 상기 콜릿 척들(46)은 유압식으로 기능하는 방식으로 형성되되, 압력을 생성하는 유압 펌프는 고정 부재(40, 40', 40a) 상에 또는 내에, 또는 상기 콜릿 척(46) 상에 또는 내에 직접 제공되고, 및/또는 상기 고정 부재(40, 40', 40a) 상에 또는 내에 중앙 유압 장치와 무관하게 기능하면서 상기 고정 부재(40, 40', 40a) 상에 또는 내에 직접 필요한 압착력을 생성하는 유압 펌프가 제공되는 것을 특징으로 하는 가공기.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서, 상기 피가공재의 정확한 고정을 모니터링하는 고정력 제어부가 제공되고, 및/또는 상기 고정 부재들(40, 40', 40a) 중 적어도 하나의 고정 부재는 적어도 하나의 가공 툴을 수용할 수 있도록 형성되고, 및/또는 가공면 상에서 상기 피가공재(2)의 정확한 위치 설정 및 정렬을 위해 영점 고정 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 가공기.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서, 상기 고정 수단(40, 40', 40a) 상에, 또는 상기 고정 수단의 바로 근처, 및/또는 가공면 또는 고정면 상에는, 상기 피가공재(2) 또는 피가공재를 이송하는 팔레트의 정확한 위치 설정을 결정하고, 및/또는 검사할 수 있도록, 적어도 하나의 기준면(7)이 제공되고, 및/또는 상기 피가공재(2) 상에, 및/또는 고정면 상에는, 고정면 상에서 상기 피가공재(2)의 위치 설정 및/또는 고정하는 역할을 하는 적어도 하나의 클램핑 니플(8)이 제공되는 것을 특징으로 하는 가공기.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서, 상기 클램핑 니플(8) 상에 또는 내에, 피가공재 정보 및/또는 피가공재 가공 정보를 포함하는, 예컨대 데이터 캐리어(9), 트랜스폰더 또는 바코드와 같은 적어도 하나의 식별 수단이 제공되고, 및/또는 상기 데이터 캐리어(9)는 추가로 또는 대안으로서, 예컨대 별도의 고정 수단에 의해 상기 클램핑 니플(8) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 가공기.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서, 구동 장치로서, 전기 모터 또는 서보 모터, 특히 동기식, 비동기식 또는 직류 모터, 및/또는 인코더리스 동기식 또는 비동기식 모터가 이용되고, 및/또는 상기 동기식 모터는 영구 자석 여자 동기식 모터(PMSM)로서 형성되며, 특히 상기 동기식 모터에서는 인코더리스 회전자 위치 측정, 특히 인코더리스 정지 위치 검출이 이루어지고, 및/또는 상기 회전자 위치 측정은 소프트웨어- 또는 NC 제어 방식으로 실행될 수 있는 것을 특징으로 하는 가공기.