KR20150116126A - machine tools structure using the forms and manufacturing methods thereof - Google Patents

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김영표
한정철
권형운
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Abstract

The present invention relates to a machine tool structure using a foaming body by filling the foaming body made of a strong material inside. Specifically, the structure is manufactured since metal of high strength or a synthetic resin foam raw material is filled in a structure frame and foamed so that the foaming body can fill the inside of the structure frame. Therefore, the weight of the machine tool structure is reduced, and the strength is reinforced since an empty space is formed by the foaming body. The foaming body can easily discharge heat generated from a machine and absorb vibration.

Description

발포체를 이용한 공작기계 구조물 및 그 제조 방법{machine tools structure using the forms and manufacturing methods thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a machine tool structure using a foam,

본 발명은 공작기계 구조물에 관한 것으로서, 상세하게는 강한 재질로 만들어진 발포체를 내부에 채워 중량은 낮추고 강도는 보강하여 경량화한 발포체를 이용한 공작기계 구조물에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a machine tool structure, and more particularly, to a machine tool structure using a foamed material which is filled with a foamed material to reduce its weight and which is reinforced to have a reduced weight.

보다 상세하게 본 발명은 고강도의 금속이나 합성수지 발포체 원료를 구조물틀에 충진한 후 발포시켜 발포체가 구조물틀의 내부를 채우게 하여 구조물을 제작함으로써 발포체에 의해 빈 공간을 형성됨으로써 무게는 줄이고 강도는 보강하였을 뿐만 아니라, 기계장치에서 발생하는 열을 쉽게 배출할 수 있고 진동을 흡수할 수 있게 한 발포체를 이용한 공작기계 구조물에 관한 것이다.
More specifically, the present invention is characterized in that a foam is filled with a raw material of a high strength metal or a synthetic resin foam to foam the foamed structure to fill the inside of the structure frame, thereby forming a hollow space by the foam, In addition, the present invention relates to a machine tool structure using a foam that can easily discharge heat generated from a mechanical device and absorb vibration.

공작기계라 함은 기계를 제작하기 위한 기계를 총칭하는 말로서, 일반적으로 금속의 가공 기계를 말하며, 절삭공구를 사용하여 금속의 절단, 절삭, 구멍파기, 드릴링, 나사절삭, 연삭 등을 하는 기계를 말한다. Machine tool is a generic term for machines for manufacturing machines. It is generally a metal machining machine. It is a machine for cutting, cutting, drilling, drilling, thread cutting and grinding metal using cutting tools. It says.

이러한 공작기계와 관련된 기술로는 특허문헌 1내지 4를 비롯하여 다양한 것이 있다. There are various technologies related to such machine tools including Patent Documents 1 to 4.

특허문헌 1은 별도의 추가적 구조물 내지는 장치 없이 간단한 구조에 의해 장비의 구동에 의해 발생하는 열에 의한 열변형의 발생을 최소화하고 진동에 의한 영향을 최소화할 수 있도록 하는 공작기계에 관한 것이고, 특허문헌 2는 주축의 좌우 이동거리를 종래와 같은 크기로 유지한 후에, 베드의 좌우 폭을 작게 하여 장치 상부 가로 폭의 컴팩트화한 공작기계에 관한 것이고, 특허문헌 3은 수치로 조종되는 공작기계의 공구교환장치에 관한 것이며 보다 구체적으로 이중 아암 구조를 하고 있어서 공구의 교환을 대단히 신속하게 하여 주고 따라서 작업 사이의 비생산적인 시간을 단축시켜주는 개량된 자동공구교환장치를 갖는 공작기계에 관한 것이며, 특허문헌 4는 CNC공작기계에 공작물의 모델링정보를 입력하면 가공시 필요한 가공순서, 공구, 공구의 이동경로가 자동으로 선정되어 NC데이터를 생성하고, 생성된 NC데이터에 의해 공작물의 가공이 이루어지도록 하며, 가공시 가공상태를 실시간으로 측정하여 오차 확인시 즉시 보정이 이루어지도록 하여 최적의 가공상태를 유지시킴으로써 품질과 생산성을 향상시키는 자동가공기능을 갖는 지능형 CNC공작기계에 관한 것이다. Patent Document 1 relates to a machine tool capable of minimizing the occurrence of thermal deformation caused by heat generated by driving a machine by a simple structure without any additional additional structure or apparatus and minimizing the influence of vibration, Patent Document 3 discloses a machine tool in which the lateral width of the main shaft is maintained at the same level as the conventional one and then the lateral width of the apparatus is made compact by reducing the left and right width of the bed. And more particularly to a machine tool having an improved automatic tool changer which has a double-arm structure so as to swiftly exchange tools and thus shorten the non-production time between operations, and Patent Document 4 When modeling information of a workpiece is input to a CNC machine tool, the machining sequence, tool, and tool The moving path is automatically selected to generate the NC data, the workpiece is machined by the generated NC data, and the machining state at the machining is measured in real time, To an intelligent CNC machine tool having an automatic machining function that improves quality and productivity.

이러한 종래의 공작기계는 도 4에 도시한 바와 같이, 각 도구나 장치를 지지하기 위한지지 구조물(프레임)(100)을 구비하고 있어 이웃하는 도구나 장치들과의 상호 작용이 정확하고 원활하게 이루어질 수 있게 하고 있다. Such a conventional machine tool is provided with a support structure (frame) 100 for supporting each tool or device, as shown in FIG. 4, so that interaction with neighboring tools or devices can be accurately and smoothly performed .

이러한 통상의 공작기계를 구성하는 구조물(100)은 통상적으로 강도가 강한 금속을 절단 및 다듬질 하거나, 주조공정을 이용하여 만들어지고 있으며, 이러한 구조물은 무거워 공작기계 전체의 하중을 높여 공작기계의 운반 및 보관에 어려움을 주는 원인이 되었다. The structure 100 constituting such a conventional machine tool is usually made by cutting and finishing a strong metal or by using a casting process. Such a structure is heavy, so that the load of the entire machine tool is increased, It caused difficulties in storage.

또한, 이렇게 속이 채워진 공작기계의 구조물은 외부의 진동이 그대로 도구에 전달되어 가공오차를 발생시키는 원인이 되고, 공작 도구가 작동하는 과정에서 발생된 열이 외부로 배출되는 것을 차단하여 냉각 장치의 용량을 키워야하는 문제가 있다.
In addition, the structure of the machine tool which is filled with the breeze causes the external vibration to be transmitted to the tool as it is, which causes the machining error, and the heat generated during the operation of the tool is prevented from being discharged to the outside, There is a problem to raise.

1. 대한민국 특허등록 제0956126호1. Korean Patent Registration No. 0956126 2. 대한민국 특허등록 제0634218호2. Korea Patent No. 0634218 3. 대한민국 특허등록 제0011604호3. Korean Patent Registration No. 0011604 4. 대한민국 특허등록 제1257275호4. Korean Patent Registration No. 1257275

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 상대적으로 경량이면서도 강도가 강하여 설치되는 도구나 장치들을 안정적으로 지지할 수 있는 발포체를 이용한 공작기계 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a machine tool structure using a foam that is relatively light in weight and strong enough to stably support tools and devices installed therein .

또한, 본 발명은 외부의 진동을 효과적으로 흡수할 수 있을 뿐만 아니라, 공작 도구가 작동하는 과정에서 발생된 열을 쉽게 외부로 배출시킬 수 있게 한 발포체를 이용한 공작기계 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is another object of the present invention to provide a machine tool structure using a foam that can efficiently absorb external vibrations and easily discharge heat generated during the operation of the tool.

이러한 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른 발포체를 이용한 공작기계 구조물은 공작기계에 설치되어 다른 구성부품을 지지하는 공작기계 구조물에 있어서, 상기 구조물은 구조물틀의 내부에 발포재료를 넣은 후 발포하여 발포체를 채워 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a machine tool structure using foam according to the present invention is a machine tool structure installed in a machine tool and supporting other components, wherein the structure is formed by inserting a foam material inside a mold frame, .

상기 발포체(20)는 금속 또는 수지로 만들 수 있다. The foam 20 may be made of metal or resin.

또한, 상기 구조물틀의 내벽에는 다수의 보강리브를 형성하여 구조물틀의 강도를 보강함은 물론, 구조물틀의 내부에 채워진 발포체가 구조물틀과 견고하게 결합될 수 있게 할 수 있다. In addition, a plurality of reinforcing ribs are formed on the inner wall of the structure frame to reinforce the strength of the structure frame, and the foam filled in the structure frame can be firmly coupled to the structure frame.

본 발명의 다른 일 양상에 따른 발포체를 이용한 공작기계 구조물 제조 방법은 강판으로 이루어진 구조물틀의 내부에 발포체를 채워 이루어진 공작기계 구조물을 제작하는 방법에 있어서, 강판을 절단 및 절곡하여 일측이 개방된 구조물틀을 제작하는 단계; 구조물틀의 내부에 용융상태의 발포재료를 충진하는 단계; 발포재료가 충진된 구조물틀을 로(furnance) 안에 넣고 발포 및 응고하는 단계; 및 구조물틀의 개방된 단부를 밀폐하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a machine tool structure using a foam, the method comprising the steps of cutting and bending a steel sheet to form a structure having one side opened, Producing a frame; Filling the molten foam material inside the structure frame; Placing the structure frame filled with foamed material in a furnace, foaming and solidifying the structure frame; And sealing the open end of the structure frame.

이러한 본 발명에 따른 발포체를 이용한 공작기계 구조물은 강판으로 만들어진 구조물틀의 내부에 고 강도 발포체를 채워 내부에 빈 공간이 형성되게 함으로써 구조물 전체의 무게를 줄일 수 있는 효과가 있다. In the machine tool structure using the foam according to the present invention, a high-strength foam is filled in a structure frame made of a steel sheet to form an empty space therein, thereby reducing the weight of the entire structure.

또한 본 발명은 구조물의 내부에 빈 공간이 외부의 충격을 흡수하여 외부의 충격이 공작 도구나 다른 장치에 전달되는 것을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 공작 도구나 부속 장치들에서 발생한 열을 보다 빨리 외부로 배출시킬 수 있는 효과도 있는 것이다.
In addition, the present invention can reduce external impacts to be transmitted to a tool or other device by absorbing an external impact in a hollow space inside the structure, There is also an effect that can be discharged.

도 1은 본 발명에 따른 발포체를 이용한 공작기계 구조물의 기본 구조를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 발포체를 이용한 공작기계 구조물의 일예의 단면도
도 3은 본 발명에 따른 발포체를 이용한 공작기계 구조물의 다른 일예의 단면도
도 4는 통상적인 공작기계의 일예의 사시도1 is a perspective view showing a basic structure of a machine tool structure using a foam according to the present invention,
2 is a cross-sectional view of an example of a machine tool structure using the foam according to the present invention
3 is a cross-sectional view of another example of a machine tool structure using the foam according to the present invention
4 is a perspective view of an example of a typical machine tool

이하 본 발명에 따른 발포체를 이용한 공작기계 구조물을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a machine tool structure using a foam according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 강판으로 만들어진 외벽의 내부에 강한 재질로 만들어진 발포체를 내부에 채워 중량은 낮추고 강도는 보강할 수 있다.In the present invention, a foam made of a strong material is filled in the inside of an outer wall made of a steel sheet to reduce the weight and reinforce the strength.

이러한 본 발명에 따른 발포체를 이용한 공작기계 구조물은 강판으로 이루어진 구조물틀(10)의 내부에 고 강도 발포체(20)을 채워 만들어진다. The machine tool structure using the foam according to the present invention is made by filling a high strength foam 20 in a structure frame 10 made of a steel sheet.

이러한 본 발명의 구조물이 사용되는 위치는 공작기계의 프레임을 이루는 부분들이고, 프레임의 형상에 맞추어 구조물틀(10)을 제작한 후, 내부에 발포체(20)를 채워 만들 수 있다. The position where the structure of the present invention is used is a frame forming part of the machine tool. The structure frame 10 may be manufactured according to the shape of the frame, and then the foam body 20 may be filled therein.

상기 구조물틀(10)은 기계적인 강도가 우수한 재질로 만들 수 있고, 그 외부에는 다른 구조물이나 부품이 연결될 수 있도록 다수의 고정구조가 형성될 수 있다. 구조물틀을 제작하는 재료로는 강판이 될 수 있으나, 강도 및 내구성이 우수한 합성수지 등으로 만들수도 있다. The structure frame 10 may be made of a material having excellent mechanical strength, and a plurality of fixing structures may be formed outside the structure frame 10 so that other structures or parts can be connected. The material for the structure frame may be a steel plate, but it may be made of a synthetic resin having excellent strength and durability.

상기 구조물틀(10)은 내부에 충진되는 발포체(20)를 보호하고, 공작 기계를 구성하는 여타의 부품이나 구조물이 용이하게 연결될 수 있도록 외관을 매끄럽게 형성하였다. The structure frame 10 protects the foam 20 to be filled therein and smoothly forms an appearance so that other parts or structures constituting the machine tool can be easily connected.

상기 발포체(20)는 구조물틀(10)이 안쪽으로 일그러지거나 바깥쪽으로 부풀려지는 것을 방지할 수 있도록 지지하는 역할을 하는 것으로서, 발포된 상태에서도 구조물틀(10)을 견고하게 지지할 수 있는 것이라면 어떠한 재질이든 사용할 수도 있으나, 바람직하게는 경량의 알루미늄을 사용하는 것이다. The foam 20 supports the structure frame 10 so as to prevent the structure frame 10 from being distorted inwardly or outwardly. The foam 20 may be any material that can firmly support the structure frame 10 even in a foamed state. Materials may be used, but preferably lightweight aluminum is used.

상기 구조물틀(10)의 내부에 발포체(20)를 설치하는 방법은 다양하게 변형하여 실시할 수 있으나, 일예는 발포재료를 발포하여 발포체(20)를 제작한 후 재단하고, 재단된 발포체의 외부에 구조물틀(10)을 용접 등의 방법으로 결합하여 제작할 수 있으나, 이러한 방법을 사용할 경우 발포체(20)의 재단이 어려울 뿐만 아니라, 발포체와 구조물틀의 결합을 견고하게 할 수 없다. 즉, 발포체(20)에는 많은 기공이 형성되어 있고 이렇게 기공이 형성된 발포체를 재단할 경우 재단된 면이 일정하지 못하고, 이러한 발포체에 구조물틀을 결합할 경우 서로 접촉되는 면이 불규칙하여 둘 사이의 결합력이 떨어지는 문제가 있을 수 있다. The method of providing the foam 20 inside the structure frame 10 may be variously modified. For example, the foam 20 may be foamed to prepare the foam 20, cut, However, when this method is used, it is difficult to cut the foam 20, and the foam and the structure frame can not be firmly coupled to each other. That is, in the foamed body 20, many pores are formed. In the case of cutting the foamed pores thus formed, the cut surfaces are not constant. When the foamed structure is joined to the foamed structure, the surfaces contacting each other are irregular, There may be a falling problem.

이에 따라 발포체(20)를 구조물틀(10)에 결합하는 방법은 구조물틀(10)의 내부에서 발포체(20)를 발포시키는 것이다. Accordingly, the method of bonding the foam 20 to the structure frame 10 is to foam the foam 20 inside the structure frame 10.

즉, 강판을 절단 및 절곡하여 일측이 개방된 구조물틀(10)을 제작하는 단계; 구조물틀의 내부에 용융상태의 발포재료를 충진하는 단계; 발포재료가 충진된 구조물틀을 로(furnance) 안에 넣고 발포 및 응고하는 단계; 및 구조물틀의 개방된 단부를 밀폐하는 단계로 이루어질 수 있다. That is, a step of manufacturing a structure frame 10 having one side opened by cutting and bending a steel sheet; Filling the molten foam material inside the structure frame; Placing the structure frame filled with foamed material in a furnace, foaming and solidifying the structure frame; And sealing the open end of the structure frame.

물론, 상기와 같이 만들어진 본 발명에 구조물은 일측을 개방할 수도 있다.Of course, the structure according to the present invention may have one side opened.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 발포체를 이용한 공작기계 구조물은 도 1에 도시한 바와 같이 구조물틀(10)의 내벽에 다수의 보강리브(10r)를 더 형성할 수 있다. As shown in FIG. 1, the machine tool structure using the foam according to the present invention may further include a plurality of reinforcing ribs 10r on the inner wall of the structure frame 10.

상기 보강리브(10r)는 구조물틀(10)의 강도를 보강함은 물론, 구조물틀과 발포체(20)사이의 결합력을 높이기 위한 것으로, 도 2에 도시한 바와 같이 구조물틀(10)의 내벽으로부터 돌출 형성되어 있다. The reinforcing rib 10r serves to reinforce the strength of the structure frame 10 as well as to increase the bonding force between the structure frame and the foam 20. The reinforcing rib 10r is formed from the inner wall of the structure frame 10 Respectively.

상기 보강리브(10r)의 단부에는 도 3에 도시한 바와 같이 걸림턱(10d)을 더 형성하여 구조물틀과 발포체 사이의 결합력을 더욱 높일 수도 있다. As shown in FIG. 3, a locking step 10d may be further formed at the end of the reinforcing rib 10r to further increase the bonding force between the structure frame and the foam.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 발포체를 이용한 공작기계 구조물은 내부의 발포체 들 사이에 빈 공간이 형성됨으로 구조물(100)의 무게를 줄일 수 있어 이를 사용한 공작기계를 경량화할 수 있음은 물론, 이 빈 공간이 외부의 충격을 흡수하는 역할을 하여 제진 능력 향상시킬 수 있는 것이다. In the machine tool structure using the foam according to the present invention as described above, since the void space is formed between the inner foams, the weight of the structure 100 can be reduced, so that the machine tool using the foam can be reduced in weight, The space absorbs the external impact, thereby improving the vibration damping capability.

또한, 발포체들 사이의 빈 공간을 통해 도구나 부속 장치들로부터 발생한 열을 신속히 배출할 수 있는 것이다.
In addition, the heat generated from the tool or its accessories can be rapidly discharged through the void space between the foams.

10: 구조물틀
10r: 보강리브
20: 발포체
100: 구조물10: Structure frame
10r: reinforcing rib
20: foam
100: Structure

Claims (6)

공작기계에 설치되어 다른 구성부품을 지지하는 공작기계 구조물에 있어서,
상기 구조물은 구조물틀(10)의 내부에 발포재료를 넣은 후 발포하여 발포체(20)를 채워 이루어진 것을 특징으로 하는 발포체를 이용한 공작기계 구조물.1. A machine tool structure mounted on a machine tool and supporting other components,
Wherein the structure is formed by inserting a foaming material into the inside of the structure frame 10 and then foaming the foaming material to fill the foaming material. 제1항에 있어서,
상기 발포체(20)는 알루미늄으로 만들어진 것을 특징으로 하는 발포체를 이용한 공작기계 구조물.The method according to claim 1,
Characterized in that the foam (20) is made of aluminum. 제1항에 있어서,
상기 구조물틀(10)의 내벽에는 다수의 보강리브(10r)가 형성된 것을 특징으로 하는 발포체를 이용한 공작기계 구조물.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of reinforcing ribs (10r) are formed on an inner wall of the structure frame (10). 제1항에 있어서,
상기 구조물틀(10)은 강판으로 만들어진 것을 특징으로 하는 발포체를 이용한 공작기계 구조물.The method according to claim 1,
Wherein the structure frame (10) is made of a steel plate. 강판으로 이루어진 구조물틀(10)의 내부에 발포체(20)을 채워 이루어진 공작기계 구조물을 제작하는 방법에 있어서,
강판을 절단 및 절곡하여 일측이 개방된 구조물틀을 제작하는 단계;
구조물틀의 내부에 용융상태의 발포재료를 충진하는 단계;
발포재료가 충진된 구조물틀을 로(furnance) 안에 넣고 발포 및 응고하는 단계; 및
구조물틀의 개방된 단부를 밀폐하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발포체를 이용한 공작기계 구조물 제조 방법.A method of manufacturing a machine tool structure made by filling a foamed body (20) inside a structure frame (10) made of a steel plate,
Cutting and bending a steel plate to manufacture a structure frame having one side opened;
Filling the molten foam material inside the structure frame;
Placing the structure frame filled with foamed material in a furnace, foaming and solidifying the structure frame; And
And sealing the open end of the structure frame. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI > 제5항에 있어서,
상기 구조물틀을 제작하는 단계에서는 구조물틀의 내벽에 다수의 보강리브를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 발포체를 이용한 공작기계 구조물 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein a plurality of reinforcing ribs are further formed on the inner wall of the structure frame in the step of fabricating the structure frame.
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