KR20130112941A

KR20130112941A - 공작 기계 시스템

Info

Publication number: KR20130112941A
Application number: KR1020137021419A
Authority: KR
Inventors: 마사유키 와타나베
Original assignee: 무라다기카이가부시끼가이샤
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2013-10-14
Also published as: US20130333532A1; EP2689889B1; EP2689889A1; US8991288B2; JPWO2012127942A1; WO2012127942A1; CN103429382A; KR101516621B1; EP2689889A4; JP5605502B2; CN103429382B

Abstract

공작 기계(1)와, 로더(2)와, 지지 프레임(20)을 구비한다. 공작 기계(1)는 베드(5)와 이 베드(5) 상에 설치되어 워크(W)에 가공을 실시하는 가공 기기(6)를 갖는다. 로더(2)는 공작 기계(1)의 위쪽에 설치된 안내 수단(16)과 이 안내 수단(16)을 따라 이동하여 가공 기기(6)에 대하여 워크(W)의 반입출을 행하는 이동체를 갖는다. 지지 프레임(20)은 베드(5)의 좌우 양측의 바닥면(F)에 각각 설치되어 안내 수단(16)을 아래부터 지지하는 좌우 한 쌍의 스탠드(22)와, 베드(5)에 형성된 좌우방향으로 관통하는 관통 구멍(31)에 이 관통 구멍(31)의 내면에 비접촉으로 삽입되어 좌우 양단이 좌우 스탠드(22)의 상하방향의 도중부에 각각 연결된 보강재(30)를 갖는다.

Description

공작 기계 시스템{MACHINE TOOL SYSTEM}

이 출원은 2011년 3월 24일 출원된 일본 특허 출원 2011-065208의 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체를 참조에 의해 본원의 일부를 이루는 것으로서 인용한다.

이 발명은 선반 등의 공작 기계와 이 공작 기계에 워크를 반입출하는 로더를 구비하는 공작 기계 시스템에 관한 것이다.

예를 들면 공작 기계가 선반인 경우 도 5에 나타낸 바와 같이 선반(이 예에서는 평행 2축 선반)(1)에 대하여 워크를 반출입하는 로더(2)가 설치되어 있다. 로더(2)는 워크를 지지한 로더 헤드 등의 이동체(도시하지 않음)가 선반(1)의 위쪽에 배치된 주행 레일(16)을 따라 수평 이동하여 선반(1)에 대하여 워크를 반출입한다. 상기 주행 레일(16)이 선반(1)에 고정한 프레임으로 지지되어 있으면 이동체의 이동에 따른 흔들림이 선반(1)에 전달되어 선반(1)의 가공 정밀도에 악영향을 준다.

그 때문에 일반적으로는 상기 주행 레일(16)은 선반(1)의 좌우 양측에서 바닥면에 설치한 스탠드(22)로 지지된다. 스탠드(22)를 바닥면에 앵커 고정하는 경우 바닥면으로부터 주행 레일(16)까지의 높이가 높으므로 스탠드(22)의 강도를 유지하기 위해 앵커 플레이트(25)의 면적을 크게 하거나(도시하지 않음) 또는 도 5의 예와 같이 스탠드(22)에 옆쪽으로 크게 돌출되는 보강 프레임(32)을 설치하여 보강하거나 하고 있다.

또한 평행 2축 선반과 같이 복수의 가공 기기가 각각 독립된 베드 상에 설치된 공작 기계에 있어서 1개의 가공 기기의 진동이 다른 가공 기기로 전달되지 않도록 각 가공 기기를 제어하는 공통의 기계 제어반을 각 베드에 걸쳐 설치된 게이트형 프레임에 설치하는 구성도 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1)

일본 특허 제 3719167호 공보

앵커 플레이트(25)의 면적을 크게 하는 방법도, 스탠드(22)에 보강 프레임(32)을 설치하여 보강하는 방법도 선반 등의 공작 기계의 좌우 양측에 스탠드를 설치하기 위한 넓은 스페이스가 필요로 된다. 그 때문에 공장 내에 공작 기계를 배치하는데 큰 제약이 되고 있다.

이 발명의 목적은 로더의 이동체의 이동에 따르는 진동이 공작 기계에 전달되는 일 없이 공작 기계의 위쪽에 배치되어 로더를 지지하는 지지 프레임의 스탠드를 공간 절약으로 설치가능한 공작 기계 시스템을 제공하는 것이다.

이 발명의 공작 기계 시스템은 공작 기계와, 이 공작 기계에 대하여 워크의 반입출을 행하는 로더와, 이 로더를 지지하는 지지 프레임을 구비한다. 상기 공작 기계는 베드와 이 베드 상에 설치되어 워크에 가공을 실시하는 가공 기기를 갖는다. 상기 로더는 상기 공작 기계의 위쪽에 설치된 안내 수단과, 이 안내 수단을 따라 이동하여 상기 공작 기계의 가공 기기에 대하여 워크의 반입출을 행하는 이동체를 갖는다. 상기 지지 프레임은 상기 베드의 좌우 양측의 바닥면에 각각 설치되어 상기 안내 수단을 아래부터 지지하는 좌우 한 쌍의 스탠드와, 상기 베드에 설치된 좌우방향으로 관통하는 관통 구멍에 이 관통 구멍의 내면에 비접촉으로 삽입되어 좌우 양단이 좌우 스탠드의 상하방향의 도중부에 각각 연결된 보강재를 갖는다.

상기 관통 구멍은 1개에 한하지 않고 복수 형성되어 있어도 좋고, 또한 관통 구멍의 좌우 양단의 위치는 서로 상하나 전후로 어긋나 있어도 좋다. 보다 구체적으로는 상기 관통 구멍은 예를 들면 중공의 베드의 좌우 측벽에 형성된 측벽 구멍부에 의해 구성되어 있어도 좋고, 이들 측벽 구멍부가 상하나 전후로 어긋나 있어도 좋다.

이 구성에 의하면 보강재를 통해 좌우 스탠드의 상하방향의 도중부끼리를 서로 연결한 것으로 각 스탠드가 효과적으로 보강된다. 그것에 의해 앵커 플레이트의 면적을 크게 하거나 스탠드에 옆쪽으로 크게 돌출되는 보강 프레임을 설치하여 보강하거나 할 필요가 없어져 스탠드를 좁은 스페이스에 설치하는 것이 가능해진다.

보강재는 관통 구멍의 내면에 비접촉으로 삽입되어 있기 때문에 안내 수단을 따르는 이동체의 이동에 따른 진동이 공작 기계의 가공 기기에 전달되지 않는다. 공작 기계의 베드는 일반적으로 주조품이며, 주조 시에 코어를 배치하는 개소가 공간으로서 남는다. 코어의 위치를 연구함으로써 코어에 의해 형성되는 공간을 좌우방향으로 관통하는 관통 구멍으로 하는 것은 용이하다. 또한 베드는 경량화나 재료 절감을 위해 박막부나 개구 부분을 설치하는 경우가 많다. 그 때문에 상기 관통 구멍을 형성해도 베드를 적당히 설계함으로써 강도 부족의 문제가 생기지 않는다.

이 발명에 있어서 좌우 양단이 좌우 스탠드의 상하방향의 도중부에 각각 연결된 보강재를 전후에 복수개 갖고, 적어도 1개의 보강재는 상기 관통 구멍에 이 관통 구멍의 내면에 비접촉으로 삽입되고, 나머지 보강재는 상기 관통 구멍에 삽입되지 않게 배치되어 있어도 좋다.

보강재를 전후에 복수개 갖고 있으면 스탠드가 더욱 보강된다. 이 경우 적어도 1개의 보강재가 관통 구멍에 삽입되어 있으면 다른 보강재는 관통 구멍에 삽입되어 있지 않아도 좋다. 공작 기계의 전후 길이에 맞춰 복수개의 보강재를 적정하게 배치하면 좋다.

이 발명에 있어서 상기 공작 기계는 상기 가공 기기인 2개의 주축이 좌우 평행하게 늘어서는 평행 2축 선반으로서, 각 주축이 각각 설치되는 2개의 베드가 서로 분리되어 좌우에 배치되어 있는 경우 이들 2개의 베드의 각각에 좌우로 관통하는 관통 구멍을 형성하고, 양 베드의 상기 관통 구멍을 통해 그 내면에 비접촉으로 상기 보강재를 삽입해도 좋다.

이 구성이어도 보강재를 통해 좌우 스탠드의 상하방향의 도중부끼리를 서로 연결하여 각 스탠드를 효과적으로 보강할 수 있다. 그것에 의해 스탠드를 좁은 스페이스에 설치하는 것이 가능해진다.

이 발명에 있어서 상기 공작 기계는 상기 보강재를 상하에 2개 갖고, 상기 좌우 스탠드가 이들 2개의 보강재에 의해 비스듬한 형상으로 연결되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면 좌우 스탠드가 2개의 보강재에 의해 비스듬한 형상으로 연결되므로 보다 한층 각 스탠드의 강도가 향상됨과 아울러 지지 프레임 전체의 강성을 높일 수 있다. 그것에 의해 스탠드를 좁은 스페이스에 설치하는 것이 가능해진다.

청구범위 및/또는 명세서 및/또는 도면에 개시된 적어도 2개의 구성의 어떠한 조합도 본 발명에 포함된다. 특히 청구범위의 각 청구항의 2개 이상의 어떠한 조합도 본 발명에 포함된다.

이 발명은 첨부한 도면을 참고로 한 이하의 바람직한 실시형태의 설명으로부터 보다 명료하게 이해될 것이다. 그러나 실시형태 및 도면은 단순한 도시 및 설명을 위한 것이며, 이 발명의 범위를 정하기 위해서 이용되어야 할 것은 아니다. 이 발명의 범위는 첨부한 청구범위에 의해 정해진다. 첨부 도면에 있어서 복수의 도면에 있어서의 동일한 부품번호는 동일 부분을 나타낸다.
도 1은 이 발명의 제 1 실시형태에 의한 공작 기계 시스템의 사시도이다.
도 2는 동 공작 기계 시스템의 정면도이다.
도 3은 동 공작 기계 시스템의 지지 프레임의 사시도이다.
도 4는 이 발명의 제 2 실시형태에 의한 공작 기계 시스템의 정면도이다.
도 5는 종래의 공작 기계 시스템의 사시도이다.

이 발명의 제 1 실시형태를 도 1~도 3과 함께 설명한다. 이 공작 기계 시스템은 공작 기계인 평행 2축 선반(1)과, 워크 반입출용의 로더(2)와, 이들 평행 2축 선반(1) 및 로더(2)를 제어하는 제어반(3)을 구비한다.

공작 기계인 평행 2축 선반(1)은 서로 독립적으로 각각이 바닥면(F)에 설치되는 좌우 2개의 베드(5)를 구비하고, 각 베드(5) 상의 후부에 가공 기기인 주축(6) 및 공구대(7)가 각각 설치되어 있다. 각 베드(5)의 전부에는 가공에 의해 생긴 칩이 떨어지는 칩용 오목부(8)가 형성되어 있다. 각 베드(5)의 후부는 도 2와 같이 기본적으로 측벽(5a)과 천정벽(5b)으로 이루어지는 상자 형상의 중공형이다. 좌우의 각 베드(5)의 좌우의 측벽(5a)에 후술의 보강재(30A)를 삽입시키기 위한 관통 구멍(31)을 구성하는 측벽 구멍부(31a)가 형성되어 있다. 이 실시형태에서는 각 측벽 구멍부(31a)의 상하 위치, 전후 위치가 서로 서로 정합되어 설치되어 있지만 각 측벽 구멍부(31a)의 위치는 상하나 전후로 어긋나 있어도 좋다. 베드(5)의 내부에 상기 관통 구멍(31)과 교차되어 칸막이 판(도시하지 않음)이 설치되어 있는 경우 이 칸막이 판에 상기 측벽 구멍부(31a)에 정합시켜 양측으로 관통하는 구멍부(도시하지 않음)를 형성한다. 각 베드(2)는 주조품이다.

주축(6)은 전후방향(Z축 방향)을 따르는 축으로서 전단에 워크(W)(도 1)를 홀딩하는 척(10)을 갖는다. 주축(6)은 베드(5) 상에 설치된 주축대(11)에 회전가능하게 지지되어 주축대(11)에 설치된 주축 모터(도시하지 않음)에 의해 회전 구동된다.

공구대(7)는 정면 형상이 다각형인 터릿으로 이루어지고, 그 각 외주면 부분에 복수의 공구(도시하지 않음)가 부착되어 임의의 공구를 회전 분할가능하게 되어 있다. 공구대(7)는 베드(5) 상에 설치되어 전후방향(Z축 방향) 및 좌우방향(X축 방향)으로 이동가능한 이송대(12)에 지지되어 있다.

로더(2)는 팽행 2축 선반(1)의 좌우 양측에 설치된 소재 공급부(도시하지 않음) 및 제품 반출부(도시하지 않음)와 평행 2축 선반(1)의 각 주축(6) 사이에서 워크(W)의 전달을 하는 장치이다. 이 실시형태의 로더(2)는 갠트리식이며, 로더 척(14)에 의해 워크(W)를 홀딩하는 로더 헤드(15)가 좌우방향(X축 방향) 및 상하방향(Z축 방향)으로 이동하여 워크(W)를 반송한다. 구체적으로는 로더(2)는 평행 2축 선반(1)의 위쪽에 설치된 안내 수단인 수평한 주행 레일(16)과, 이 주행 레일(16)을 따라 주행하는 주행체(17)와, 이 주행체(17)에 대하여 승강하는 상하로 긴 승강 로드(18)를 갖고, 승강 로드(18)의 하단에 상기 로더 헤드(15)가 설치되어 있다. 상기 주행체(17), 승강 로드(18), 및 로더 헤드(15)에 의해 안내 수단인 주행 레일(16)을 따라 이동하는 이동체(19)를 구성한다.

로더(2)의 주행 레일(16) 및 제어반(3)은 지지 프레임(20)에 의해 지지되어 있다. 지지 프레임(20)은 도 3에 나타낸 바와 같이 주행 레일(16) 및 제어반(3)을 올려놓는 상부 프레임부(21)와 이 상부 프레임부(21)를 지지하는 좌우 한 쌍의 스탠드(22, 22)를 구비한다.

상부 프레임부(21)는 전후방향을 따르는 좌우 한 쌍의 사이드 프레임재(21a, 21a)와 이들 사이드 프레임재(21a, 21a)의 후단끼리를 연결하는 가로 프레임재(21b)로 이루어지며, 앞쪽이 개방된 평면 형상 コ자형이다. 각 사이드 프레임재(21a)의 전단 상면에는 주행 레일(16)을 올려놓는 레일 올림대(23)가 설치되어 있다. 또한 양 사이드 프레임재(21a)의 전후 중간부 사이를 가로질러 제어반(3)을 올려놓는 제어반 올림대(24)가 설치되어 있다.

스탠드(22)는 바닥면(F)에 고정되는 앵커 플레이트(25) 상에 라이너나 심과 같은 개재판(26, 26)을 통해 복수의, 구체적으로는 전후 한 쌍의 지주(27A, 27B)가 각각 수직으로 설치되고, 이들 지주(27A, 27B)의 상단이 상기 상부 프레임부(21)의 사이드 프레임재(21a)에 결합되어 있다. 전후 한 쌍의 지주(27A, 27B)의 하부는 수평상태의 연결부재(28)에 의해 서로 연결되어 있다. 또한 각 지주(27A, 27B)와 개재판(26, 26)의 결합부에는 예를 들면 정면 형상 삼각형의 보강부재(29, 29)가 설치되어 있다. 보강부재(29)는 생략해도 좋다.

좌우 스탠드(22)는 각각의 지주(27A, 27B)의 상하방향의 도중부끼리가 보강재(30A, 30B)에 의해 서로 연결되어 있다. 도면의 예에서는 보강부재(30A, 30B)의 위치는 지주(27A, 27B)의 높이방향의 중앙보다 아래쪽의 위치로 되어 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이 좌우 스탠드(22)의 지주(27A)끼리를 연결하는 앞측의 보강재(30A)는 좌우 양쪽의 베드(5)에 걸쳐 이들 베드(5)를 각각 관통하는 관통 구멍(31)에 이 관통 구멍(31)의 내면에 비접촉으로 삽입된다. 구체적으로는 관통 구멍(31)은 베드(5)의 각 측벽(5a)에 형성된 측벽 구멍부(31a)에 의해 구성된다. 또한 좌우 스탠드(22)의 지주(27B)끼리를 연결하는 후측의 보강재(30B)는 좌우 베드(5)의 뒤쪽에 위치하고 있다.

이 지지 프레임(20)의 구성에 의하면 보강재(30A, 30B)를 통해 좌우 스탠드(22)의 상하방향의 도중부에서 서로 연결한 것으로 각 스탠드(22)가 보강된다. 그것에 의해 종래의 지지 프레임과 같이 앵커 플레이트(25)의 면적을 크게 하거나 스탠드(22)에 보강 프레임(32)(도 5)을 설치하여 보강하거나 할 필요가 없어져 스탠드(22)를 좁은 스페이스에 설치하는 것이 가능해진다. 이 지지 프레임(20)에도 보강부재(29)가 설치되어 있지만 이 보강부재(29)는 종래의 보강 프레임(32)과 비교해서 훨씬 작게 되어 스탠드(22)를 좁은 스페이스에 설치할 수 있다.

앞측의 보강재(30A)는 베드(5)의 관통 구멍(31)의 내면에 비접촉으로 삽입되어 있으므로 로더(2)의 이동체(19)의 이동에 따르는 진동이 평행 2축 선반(1)의 주축(6)이나 공구대(7)에 전달되는 일이 없어 정밀도 좋게 가공을 행할 수 있다. 평행 2축 선반(1)을 포함하는 공작 기계 베드(5)는 일반적으로 주조품이며, 주조 시에 코어를 배치하는 개소가 공간으로서 남는다. 코어의 위치를 연구함으로써 코어에 의해 형성되는 공간을 좌우방향으로 관통하는 관통 구멍(31)으로 하는 것은 용이하다. 또한 베드(5)는 경량화나 재료 절감을 위해 박막부나 개구 부분을 설치하는 경우가 많다. 그 때문에 상기 관통 구멍(31)을 형성해도 베드(5)를 적당히 설계함으로써 강도 부족의 문제가 생기지 않는다.

이 실시형태의 경우 전후에 2개의 보강재(30A, 30B)를 갖고, 1개의 보강재(30A)는 베드(5)에 형성된 관통 구멍(31)에 삽입되고, 다른 1개의 보강재(30B)는 상기 관통 구멍(31)에 삽입되지 않게 배치되어 있다. 이렇게 적어도 1개의 보강재(30A)가 관통 구멍(31)에 삽입되어 있으면 좋고, 다른 보강재(30B)는 관통 구멍에 삽입되어 있지 않아도 좋고, 공작 기계(1)의 전후방향 치수에 맞춰 복수개의 보강재(30A, 30B)를 적정하게 배치하면 좋다. 따라서 보강재는 1개이어도 좋고, 또한 3개 설치되어도 좋다.

도 4는 이 발명의 제 2 실시형태를 나타낸다. 이 공작 기계 시스템의 지지 프레임(20)은 좌우 스탠드(22) 앞측의 지주(27A)끼리를 정면시에서 서로 교차하는 2개의 보강재(30A₁, 30A₂)에 의해 서로 연결되어 있다. 그것에 맞춰 각 베드(5)의 좌우 측벽(5a)에 각 보강재(30A₁, 30A₂)가 삽입되는 2개의 관통 구멍(31)이 형성되어 있다. 구체적으로는 좌우 외측의 측벽(5a)의 상하 2개소에 측벽 구멍부(31b, 31c)가 형성되고, 내측의 측벽(5a)의 상하 중앙부의 1개소에 측벽 구멍부(31d)가 형성되고, 이들 측벽 구멍부(31b, 31c, 31d)에 의해 관통 구멍(31)이 구성된다. 각 보강재(30A₁, 30A₂)는 이들 관통 구멍(31)의 내면에 비접촉으로 삽입되어 있다. 후측의 지주(도시하지 않음)끼리를 서로 연결하는 보강재(도시하지 않음)는 앞측의 보강재(30A₁, 30A₂)와 마찬가지로 교차하는 2개의 보강재로 구성해도 좋고, 또는 상기 실시형태와 마찬가지로 1개의 수평한 보강재 단독으로 구성해도 좋다.

이 지지 프레임(20)과 같이 좌우 스탠드(22)의 앞측의 지주(27A)끼리를 2개의 보강재(30A₁, 30A₂)에 의해 비스듬한 형상으로 연결하면 보다 한층 각 스탠드(22)의 강도가 향상됨과 아울러 지지 프레임(20) 전체의 강성을 높일 수 있다. 그것에 의해 스탠드(22)를 좁은 스페이스에 설치하는 것이 가능해진다. 이 경우도 보강재(30A₁, 30A₂)가 베드(5)의 관통 구멍(31)의 내면에 비접촉으로 삽입되어 있기 때문에 로더(2)의 이동체(19)의 이동에 따르는 진동이 평행 2축 선반(1)의 주축(6)이나 공구대(7)에 전달되는 일이 없어 정밀도 좋게 가공을 행할 수 있다.

이상과 같이 도면을 참조하면서 이 발명의 바람직한 실시형태를 설명했지만 이 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러가지 추가, 변경 또는 삭제가 가능하다. 예를 들면 상기 각 실시형태의 공작 기계는 평행 2축 선반(1)이며, 좌우 한 쌍의 베드(5)를 갖고, 각각의 베드(5)가 서로 독립된 구성이지만 좌우 한 쌍의의 베드(5)가 서로 결합된 구성이어도 좋고, 또는 베드가 좌우로 분리되어 있지 않고 일체물이어도 좋다. 또한 공작 기계가 단축 선반이나 선반 이외의 기계이어도 좋다. 따라서 그러한 것도 이 발명의 범위 내에 포함된다.

1 평행 2축 선반(공작 기계) 2 로더
5 베드 6 주축(가공 기기)
7 공구대(가공 기기) 16 주행 레일(안내 수단)
19 이동체 20 지지 프레임
22 스탠드 30A, 30A₁, 30A₂, 30B 보강재
31 관통 구멍 W 워크

Claims

공작 기계와, 이 공작 기계에 대하여 워크의 반입출을 행하는 로더와, 이 로더를 지지하는 지지 프레임을 구비하고,
상기 공작 기계는 베드와 이 베드 상에 설치되어 워크에 가공을 실시하는 가공 기기를 갖고,
상기 로더는 상기 공작 기계의 위쪽에 설치된 안내 수단과 이 안내 수단을 따라 이동하여 상기 공작 기계의 가공 기기에 대하여 워크의 반입출을 행하는 이동체를 갖고,
상기 지지 프레임은 상기 베드의 좌우 양측의 바닥면에 각각 설치되어 상기 안내 수단을 아래부터 지지하는 좌우 한 쌍의 스탠드와, 상기 베드에 형성된 좌우방향으로 관통하는 관통 구멍에 이 관통 구멍의 내면에 비접촉으로 삽입되어 좌우 양단이 좌우 스탠드의 상하방향의 도중부에 각각 연결된 보강재를 갖는 것을 특징으로 하는 공작 기계 시스템.
제 1 항에 있어서,
좌우 양단이 좌우 스탠드의 상하방향의 도중부에 각각 연결된 보강재를 전후에 복수개 갖고, 적어도 1개의 보강재는 상기 관통 구멍에 이 관통 구멍의 내면에 비접촉으로 삽입되고, 나머지 보강재는 상기 관통 구멍에 삽입되지 않게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 공작 기계는 상기 가공 기기인 2개의 주축이 좌우 평행하게 늘어서는 평행 2축 선반으로서, 각 주축이 각각 설치되는 2개의 베드가 서로 분리되어 좌우에 배치되고, 이들 2개의 베드의 각각에 좌우로 관통하는 관통 구멍을 형성하여 양 베드의 상기 관통 구멍을 거쳐 그 내면에 비접촉으로 상기 보강재를 삽입한 것을 특징으로 하는 공작 기계 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 공작 기계는 상기 보강재를 상하에 2개 갖고, 상기 좌우 스탠드는 이들 2개의 보강재에 의해 비스듬한 형상으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계 시스템.