KR20160008343A - 공작기계용 베드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나란히 배치된 두 베드 사이의 간격을 보정할 수 있는 공작기계용 베드에 관한 것이다.

Description

공작기계용 베드 { Bed for machine tools }
본 발명은 두 개의 베드가 나란히 배치되고, 두 베드 사이의 간격을 보정 가능한 공작기계용 베드에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계 설치시 설치장소에 지반을 다지고 그 위에 기계 베드를 설치하며 베드의 안내면 또는 테이블 상면에 레벨 측정 기구를 올려놓고 기계 전체의 기초적인 레벨을 보게 된다. 이러한 작업 시 레벨을 조정할 수 있는 기구가 있어야 한다.
종래의 레벨 조정장치로는 한국등록특허공보 제10-1069929호에 기재된 것이 있다.
종래의 기계 레벨 조정장치는 지반에 지지 되는 몸체와, 몸체의 상부에 안착된 하단슬라이더와, 하단슬라이더의 상부에 안착된 상단슬라이더와, 상단슬라이더와 결합 되어 상단슬라이더의 위치를 조정하는 조정부재와, 상단슬라이더의 상부와 공작기계의 레그 사이에 설치된 틸팅조정부재와, 공작기계의 레그에 체결되며, 상기 틸팅조정부재, 상기 상단슬라이더, 상기 하단슬라이더 및 상기 몸체를 관통하며, 일측 일부가 지반에 삽입고정된 고정앵커를 구비한다.
종래의 기계 레벨 조정장치는 조정나사와 틸팅조정부재에 발생하는 마찰력을 줄여 용이하게 공작기계의 설치 높이 및 평행도를 조정할 수 있다,
한편, 연삭기와 같은 공작기계는 두 개의 베드를 포함하여 구성될 수 있다. 두 베드 중 어느 하나는 연삭휠을 가공면 방향(X축)으로 이송하는 X-슬라이드와, X-슬라이드를 베드의 길이방향(Z축)으로 이송시키는 Z-슬라이드를 포함한다. 두 베드 중 다른 하나는 가공물을 지지하고 가공물을 회전시키는 주축대 및 심압축, 그리고 자중과 연삭력에 의한 가공물의 굽힘을 억제하는 방진구를 포함한다. 이와 같은 연삭기에서 가공물의 치수 오차에 영향을 주는 요소로는 연마석을 베드의 길이방향(Z축)으로 이송하는 이송계의 운동 오차가 대표적이며, 이 운동 오차는 베드 상부의 안내면의 가공 정도 또는 안내면의 굽힘량에 의해 결정된다. 또한, 원통도 및 가공시간의 요인으로는 연삭량이 있으며 이 연삭량은 두 베드의 안내면 사이의 평행도 오차성분에 기인한다.
종래의 기계 레벨 조정장치(한국등록특허공보 제10-1069929호)는 하나의 베드의 평행도만 보정할 뿐이어서, 전술한 바와 같은 두 개의 베드 사이의 좌우 평행도를 보정 하기에는 어려운 문제점이 있다.
한국등록특허공보 제10-1069929호
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 나란히 배치된 두 베드 사이의 간격을 보정할 수 있는 공작기계용 베드를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 해결하기 위하여, 본 발명의 공작기계용 베드는, 나란히 배치된 제1베드 및 제2베드; 상기 제1베드 및 상기 제2베드의 적어도 하나의 일측에 배치되어 나사가 결합된 블록; 을 포함하되, 상기 나사의 결합 정도를 조정하여 상기 제1베드와 상기 제2베드의 중심선 사이의 간격을 보정 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1베드는 직선형상의 제1안내면을, 상기 제2베드는 직선형상의 제2안내면을 각각 포함하고, 상기 나사의 결합 정도를 조정하여 상기 제1안내면과 상기 제2안내면 사이의 간격을 보정 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 블록은 상기 제1베드 및 상기 제2베드의 마주보는 일측 사이에 배치된 중앙블록과, 상기 제1베드의 타측에 배치된 제1블록과, 상기 제2베드의 타측에 배치된 제2블록을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 중앙블록은 상기 나사가 관통되어 결합되는 제1수직부와, 상기 제1수직부의 하부에서 양측 방향으로 직교하여 돌출된 제1수평부를 포함하여 이루어지고, 상기 제1블록 및 상기 제2블록은 각각 상기 나사가 관통되어 결합되는 제2수직부와, 상기 제2수직부의 하부에서 일측 방향으로 직교하여 돌출된 제2수평부를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 중앙블록에는 상기 나사가 적어도 2개 이상 결합 되고, 적어도 하나의 나사는 나머지 다른 나사와 반대 방향으로 결합 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 블록은 상기 제1베드 및 상기 제2베드의 길이 방향을 따라 등 간격으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
나사가 결합된 복수 개의 블록이 제1베드 및 제2베드의 적어도 하나의 일측에 배치되고, 나사의 결합 정도를 조정하여 제1베드과 제2베드의 중심선 또는 안내면 사이의 간격을 보정 가능하므로, 중심선 또는 안내면의 평행도 및 굽힘도를 용이하게 조정할 수 있다. 즉, 가공오차를 줄일 수 있어 가공품질이 향상되고, 가공시간도 단축된다.
또한, 블록은 중앙블록, 제1블록 및 제2블록으로 이루어져 있어, 이격되어 나란히 배치된 제1베드 및 제2베드의 평행도 및 굽힘도를 보정하기에 용이하다.
또한, 블록은 나사가 관통되어 결합되는 수직부와 지반(지면)에 지지되는 수평부가 형성되어 견고하다.
또한, 중앙블록에는 나사가 2개 이상 결합 되고, 적어도 하나의 나사는 나머지 다른 나사와 반대 방향으로 결합되므로, 두 베드의 평행도 및 굽힘도의 보정을 용이하게 한다.
또한, 블록은 제1베드 및 제2베드의 길이 방향을 따라 등 간격으로 다수 개가 배치되어, 정밀한 보정이 가능하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공작기계용 베드의 사시도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 도 1의 베드가 지반에 고정된 측면도.
도 4는 중앙블록,제1블록,제2블록을 나타낸 사시도.
도 5는 앵커가 결합된 중앙블록의 확대 사시도.
도 6은 앵커가 결합된 제1블록(또는 제2블록)의 확대 사시도.
도 7a 내지 도 7c는 평행도 및 굽힙도의 오차가 있는 예시도.
도 8은 도 1에 연삭기가 설치된 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공작기계용 베드의 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이고, 도 3은 도 1의 베드가 지반에 고정된 측면도이고, 도 4는 중앙블록,제1블록,제2블록을 나타낸 사시도이고, 도 5는 앵커가 결합된 중앙블록의 확대 사시도이고, 도 6은 앵커가 결합된 제1블록(또는 제2블록)의 확대 사시도이고, 도 7a 내지 도 7c는 평행도 및 굽힙도의 오차가 있는 예시도이고, 도 8은 도 1에 연삭기가 설치된 사시도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공작기계용 베드(1)는 도 1 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 나란히 배치된 제1베드(100) 및 제2베드(200); 와, 제1베드(100) 또는 제2베드(200)의 적어도 하나의 일측에 배치되어 나사(350)가 결합된 블록(300)을 포함한다.
나사(350)의 결합 정도를 조정하여 제1베드(100)와 제2베드(200)의 중심선 사이의 간격을 보정 가능하다. 또한, 제1베드(100)의 제1안내면(110)과 제2베드(200)의 제2안내면(210) 사이의 간격도 보정 가능하다.
도 8에 도시한 바와 같이, 제1베드(100) 및 제2베드(200)의 상면에는 공작기계가 올려져 사용된다. 본 실시예의 도 8에는 가공물(440)을 가공하는 연삭기를 도시하였다.
제1안내면(110) 및 제2안내면(210)에 올려져 작동하는 공작기계에 대해서는 전술한 배경기술 및 일본공개특허 제1999-188587호, 일본공개특허 제2010-105078호를 참고하기로 한다. 이하에는 공작기계용 베드(1)인 제1베드(100) 및 제2베드(200)에 대해 상술한다.
도 1 및 도 2에 도시한 좌표에서 X축 방향을 전방, Z축 방향을 우측 방향으로 설명한다.
제1베드(100) 및 제2베드(200)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 나란히 배치된다.
제1베드(100) 및 제2베드(200)는 각각 육면체 형상으로 형성된다. 그리고 서로 일정 간격 이격 되어 있다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 제1베드(100)의 전면(120) 및 후면(122)의 하부와, 제2베드(200)의 전면(220) 및 후면(222)의 하부에는 외측으로 돌출된 플랜지(130)가 형성된다.
그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 플랜지(130)에는 지지대(140)가 결합 된다.
지지대(140)는 플랜지(130)를 수직으로 관통하여 결합된 핀과, 상기 핀의 하부에 결합되어 지반(지면)에 접하는 원통으로 이루어진다.
지지대(140)는 제1베드(100) 및 제2베드(200)의 길이 방향을 따라 등 간격으로 이격되어 다수 개가 형성된다.
지지대(140)를 통해 제1베드(100) 및 제2베드(200)는 지반(지면)에 대해 상측으로 이격되어 지지된다.
또한, 제1베드(100) 및 제2베드(200)의 상면에는 각각 길이 방향(Z축)으로 형성된 안내면(110,210)(guide way)을 포함한다.
즉, 제1베드(100)의 상면에는 직선형상의 제1안내면(110)이 형성되고, 제2베드(200)의 상면에는 직선형상의 제2안내면(210)이 형성된다.
본 실시예의 도 1 및 도 2에 도시된 제1안내면(110) 및 제2안내면(210)은 직선 레일 형상으로 돌출되거나, 하측으로 오목하게 형성된 직선 홈으로 이루어진다.
도 8에 도시한 연삭기에 경우, 제1안내면(110)에서는 연삭휠(410)이 배치되어 길이 방향(Z축)으로 이송되고, 제2안내면(210)에서는 가공물(440) 및 심압축(420)이 배치되어 길이 방향(Z축)으로 이송된다.
제1안내면(110) 및 제2안내면(210)의 형상은 제1베드(100) 및 제2베드(200)의 길이 방향(Z축)으로 각각 직선형상을 이루어, 그 위에 올려진 공작기계가 슬라이딩으로 이송될 수 있도록 한다.
한편, 제1베드(100)의 후방 및 제2베드(200)의 전방, 그리고 제1베드(100)의 전방과 제2베드(200)의 후방 사이에는 복수 개의 블록(300)이 배치된다.
블록(300)은 도 3에 도시한 바와 같이, 지반에 앵커(380)로 고정되고, 나사(350)가 관통되어 결합 된다.
나사(350)의 단부는 제1베드(100) 및 제2베드(200)의 전면(120,220)과 후면(122,222)에 접하거나 접하지 않은 상태로 인접하여 배치된다.
나사(350)는 단부가 둥글게 형성된 멈춤 나사(set screw)가 바람직하다.
나사(350)의 축 부분에는 나사산(미도시)이 형성되어 블록(300)에 결합 된다.
블록(300)에 관통되어 결합된 나사(350)의 결합 정도를 조정하면, 나사(350)의 단부는 제1베드(100) 및 제2베드(200)의 전면(120,220) 또는 후면(122,222)에 접하여 미는 힘을 가하거나 감할 수 있다.
그래서 제1베드(100)와 제2베드(200)의 중심선 사이의 간격을 보정할 수 있다. 또한, 제1안내면(110)과 제2안내면(210) 사이의 간격을 보정할 수도 있다.
즉, 두 베드(100, 200)의 중심선 또는 안내면의 평행도와 굽힘도를 용이하게 조정할 수 있다. 이로 인해, 가공물(440)의 가공오차를 줄일 수 있어 가공품질이 향상되고, 가공시간도 단축된다.
블록(300)은 도 2 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 제1베드(100) 및 제2베드(200)의 길이 방향(Z축)을 따라 등 간격으로 다수 개가 배치된다.
블록(300)은 제1베드(100) 및 제2베드(200)의 마주보는 일측 사이에 배치된 중앙블록(310)과, 제1베드(100)의 후방에 배치된 제1블록(320)과, 제2베드(200)의 전방에 배치된 제2블록(330)을 포함하여 이루어진다.
도 3과 같이 앵커(380)가 결합된 중앙블록(310)을 도 5에 확대 도시하였다. 중앙블록(310)은 나사(350)가 관통되어 결합 되는 제1수직부(311)와, 제1수직부(311)의 하부에서 양측 방향으로 직교하여 돌출된 제1수평부(312)를 포함하여 이루어진다.
제1수직부(311)는 사각 판 형상으로 형성되고 지반(지면)에 대해 수직으로 배치된다. 그리고 제1수직부(311)는 제1베드(100)의 전면(120) 및 제2베드(200)의 후면(222)과 이격되어, 그 사이에 배치된다.
제1수직부(311)의 상부에는 나사(350)가 전후 방향으로 관통하여 결합 된다.
제1수직부(311)에는 나사(350)가 적어도 2개 이상 결합 된다. 본 실시예에는 각각의 중앙블록(310)마다 3개씩 결합되되, 제1수직부(311)의 상부 중앙에 결합된 나사(350)는 단부가 제2베드(200)의 후면(222)을 향해 돌출되고, 상부 양측에 결합된 나사(350)는 단부가 제1베드(100)의 전면(120)을 향해 돌출된다. 중앙블록(310)에 결합된 나사(350)는 제1베드(100)의 전면(120) 또는 제2베드(200)의 후면(222)에 미는 힘을 가하거나 감할 수 있다. 이와 같이, 중앙블록(310)에 결합된 나사(350) 중 적어도 하나는 나머지 다른 나사(350)와 반대 방향으로 결합 된다. 따라서 제1베드(100)와 제2베드(200) 사이에서 그 둘의 중심선 또는 안내면의 평행도 및 굽힘도를 용이하게 보정할 수 있다.
또한, 제1수직부(311)의 하부에는 제1수평부(312)가 형성된다.
제1수평부(312)는 사각 판 형상으로 형성되어 제1수직부(311)에 대해 직교하도록 결합 된다.
제1수평부(312)의 하면은 지반(지면)에 접하여 지지 된다. 제1수평부(312)는 제1수직부(311)보다 전후 폭이 넓게 형성되어, 지반에 견고하게 지지 되기에 좋다.
또한, 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 제1수직부(311) 및 제1수평부(312)를 상하로 관통하여 앵커(380)가 삽입된다.
앵커(380)는 지반에 삽입되어 중앙블록(310)을 지반에 견고하게 고정시킨다. 앵커(380)는 제1수평부(312)의 중앙에 결합된 나사(350)의 좌우 양측에 배치된다.
또한, 각각의 나사(350)에는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 풀림 방지를 위한 너트(360)가 2개씩 결합 된다.
너트(360)는 도 5에서는 제1수직부(311)를 사이에 두고 전후 양측에 결합 되고, 도 6에서는 제2수직부(321)를 사이에 두고 전후 양측에 결합 된다.
한편, 도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이, 제1블록(320) 및 제2블록(330)은 동일한 형상으로 형성되되, 각각 나사(350)가 결합되는 제2수직부(321)와, 제2수직부(321)의 하부에서 일측 방향으로 직교하여 돌출된 제2수평부(322)를 포함하여 이루어진다.
제2수직부(321)는 제1수직부(311)와 동일한 형상으로 형성되고, 나사(350)가 결합 된다.
제2수직부(321)에는 3개의 나사(350)가 한 방향으로 돌출되도록 결합 된다.
그래서 제1블록(320)의 제2수직부(321)에는 나사(350)가 결합 되어 제1베드(100)의 후면(122)을 향해 돌출되고, 제2블록(330)의 제2수직부(321)에는 나사(350)가 결합 되어 제2베드(200)의 전면(220)을 향해 돌출된다.
제2수직부(321)의 하부에는 제2수평부(322)가 형성된다.
제2수평부(322)는 제2수직부(321)에 대해 직교하도록 형성된다. 즉, 제1블록(320) 및 제2블록(330)은 ㄴ형상으로 형성된다.
도 3 및 도 6에 도시한 바와 같이, 제1블록(320) 및 제2블록(330)에도 앵커(380)가 상하로 관통하여 결합 되고, 지반에 삽입된다.
이상과 같은 중앙블록(310), 제1블록(320) 및 제2블록(330)은, 이격 되어 나란히 배치된 제1베드(100) 및 제2베드(200)의 길이 방향(Z축)을 따라 등 간격으로 다수 개가 배치되므로, 두 베드(100,200)의 중심선 또는 안내면의 평행도 및 굽힘도를 용이하게 보정할 수 있고, 또한 정밀도도 확보할 수 있다.
이하에는 도 7을 참고하여, 제1베드(100)와 제2베드(200) 사이의 좌우 평행도 또는 굽힘도를 보정하는 과정을 상술한다.
본 실시예에서 평행도 또는 굽힘도의 보정이라 함은, 제1베드(100) 및 제2베드(200)의 중심선에 대해 보정하는 것과, 제1안내면(110)과 제2안내면(210)에 대해 보정하는 것을 모두 포괄하는 의미이다.
즉, 평행도 또는 굽힘도의 보정은 제1베드(100) 및 제2베드(200)의 중심선 사이의 간격을 보정하거나, 제1안내면(110)과 제2안내면(210) 사이의 간격을 보정하여 이루어진다.
한편, 제1베드(100)와 제2베드(200) 사이의 간격과 상관없이, 각각의 베드의 중심선 또는 안내면의 굽힘도를 측정하여 보정하는 것도 가능하다.
도 7에서는 제1베드(100) 및 제2베드(200)의 중심선을 도시하였다. 두 중심선의 평행도 및 굽힘도 오차를 보정하는 것을 나타냈으나, 이와 같은 보정은 제1안내면(110) 및 제2안내면(210)의 평행도 및 굽힘도 오차 보정에 대해서도 동일하다.
도 7a에서 제1베드(100) 및 제2베드(200)의 중심선이 각도θ1을 이루어 서로 평행하지 않다.
이 경우, 평행도 오차를 보정 하기 위해, 제1블록(320)의 나사(350)가 제1베드(100)의 후면(122)에 접한 상태에서, 중앙블록(310)과 제2블록(330)의 나사(350)를 각각 조정한다. 이와 같이 두 중심선 사이의 간격을 보정함으로써, 두 중심선을 평행하게 한다.
즉, 제2블록(330)에 F1의 힘이 가해지도록 나사(350)를 조정하여, 두 중심선 사이의 평행도 오차를 보정하는 것이다.
한편, 도 7b에는 두 중심선이 각각 구부러져 있다. 이를 보정하기 위해 제1블록(320) 및 제2블록(330)의 나사(350)가 제1베드(100)의 후면(122) 및 제2베드(200)의 전면(220)에 접한 상태에서 중앙블록(310)의 나사(350)와의 상호조정을 통해 굽힘량(δ)을 보정할 수 있다. 즉, F2와 F3의 힘이 가해져 보정되도록 제1블록(320), 중앙블록(310) 및 제2블록(330)의 나사(350)를 상호 조정한다.
특별히, 도 8에 도시한 연삭기의 경우, 도 7b와 같은 각 베드의 굽힘량 보정은, 가공물(440)의 위치에 따라 심압축(420)의 좌우 이송(Z축)의 기준인 제2베드(200)의 제2안내면(210)의 운동정밀도를 향상시키는 효과가 있어 가공물(440)의 동심도 오차를 감소시킬 수 있다.
한편, 도 7c에서는 제1베드(100) 및 제2베드(200)의 중심선은 구부러져 있을 뿐 아니라, 각도θ2를 이루도록 기울어져 있다. 따라서 제1블록(320), 중앙블록(310) 및 제2블록(330)의 나사(350)를 상호 조정하여 평행도 및 굽힘도 오차를 동시에 보정한다.
이상과 같이, 제1베드(100)와 제2베드(200)의 중심선(또는 안내면)의 평행도 및 굽힘도를 보정할 수 있다.
연삭 가공의 경우, 이러한 평행도 및 굽힙도의 보정은, 가공면에 연마석이 고르게 접하게 되어 연삭량이 극대화되기 때문에 가공시간을 줄일 수 있고, 연마석의 운동오차량을 줄임으로써 가공물(440)의 치수 오차 및 원통도 오차가 감소하여 가공품질을 높일 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 됨을 부언한다.
1: 공작기계용 베드 100: 제1베드
110: 제1안내면 120: 전면(제1베드)
122: 후면(제1베드) 130: 플랜지
140: 지지대 200: 제2베드
210: 제2안내면 220: 전면(제2베드)
222: 후면(제2베드) 300: 블록
310: 중앙블록 311: 제1수직부
312: 제1수평부 320: 제1블록
321: 제2수직부 322: 제2수평부
330: 제2블록 350: 나사
360: 너트 380: 앵커
410: 연삭휠 420: 심압축
440: 가공물

Claims (6)

  1. 나란히 배치된 제1베드 및 제2베드;
    상기 제1베드 및 상기 제2베드의 적어도 하나의 일측에 배치되어 나사가 결합된 블록; 을 포함하되,
    상기 나사의 결합 정도를 조정하여 상기 제1베드와 상기 제2베드의 중심선 사이의 간격을 보정 가능한 것을 특징으로 하는 공작기계용 베드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1베드는 직선형상의 제1안내면을, 상기 제2베드는 직선형상의 제2안내면을 각각 포함하고,
    상기 나사의 결합 정도를 조정하여 상기 제1안내면과 상기 제2안내면 사이의 간격을 보정 가능한 것을 특징으로 하는 공작기계용 베드.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 블록은 상기 제1베드 및 상기 제2베드의 마주보는 일측 사이에 배치된 중앙블록과, 상기 제1베드의 타측에 배치된 제1블록과, 상기 제2베드의 타측에 배치된 제2블록을 포함하여 이루어지는 공작기계용 베드.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 중앙블록은 상기 나사가 관통되어 결합되는 제1수직부와, 상기 제1수직부의 하부에서 양측 방향으로 직교하여 돌출된 제1수평부를 포함하여 이루어지고,
    상기 제1블록 및 상기 제2블록은 각각 상기 나사가 관통되어 결합되는 제2수직부와, 상기 제2수직부의 하부에서 일측 방향으로 직교하여 돌출된 제2수평부를 포함하여 이루어지는 공작기계용 베드.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 중앙블록에는 상기 나사가 적어도 2개 이상 결합 되고,
    적어도 하나의 나사는 나머지 다른 나사와 반대 방향으로 결합되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 베드.
  6. 청구항 4 또는 5에 있어서,
    상기 블록은 상기 제1베드 및 상기 제2베드의 길이 방향을 따라 등 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 베드.
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