KR20160120512A

KR20160120512A - 5축 가공기

Info

Publication number: KR20160120512A
Application number: KR1020150049673A
Authority: KR
Inventors: 강효석
Original assignee: 두산공작기계 주식회사
Priority date: 2015-04-08
Filing date: 2015-04-08
Publication date: 2016-10-18

Abstract

본 발명은 5축 가공기에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 5축 가공기는 공작물을 가공하기 위한 공구를 회전시키는 스핀들과, 상기 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 스핀들 헤드와, 복수의 베벨 기어를 사용하여 상기 스핀들 헤드의 일 측면을 통해 상기 스핀들에 회전 동력을 전달하는 동력 전달부와 상기 스핀들 헤드의 타 측면에 결합되어 상기 스핀들 헤드를 틸팅시키는 틸팅 구동부를 가지고 상기 스핀들 헤드의 양 측면을 틸팅 가능하게 지지하는 틸팅 헤드, 그리고 상기 틸팅 헤드의 동력 전달부에 연결되어 회전 동력을 공급하는 주축 구동 모터를 포함한다.

Description

5축 가공기{5-AXIS MACHINE TOOL}

본 발명은 5축 가공기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스핀들의 틸팅이 가능한 5축 가공기에 관한 것이다.

일반적으로 공작 기계는 여러 절삭 가공 방법 또는 비절삭 가공 방법으로 금속 또는 비금속의 공작물을 각종 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.

공작 기계는 가공 방법에 따라 크게 터닝 센터(turning center)와 머시닝 센터(machining center)로 분류된다. 여기서, 터닝 센터는 공작물을 회전시켜 가공하며, 머시닝 센터는 공구를 회전시켜 공작물을 가공한다.

머시닝 센터는 보링 머신(Boring Machine), 밀링 머신(Milling Machine), 및 드릴링 머신(Drilling Machine) 등을 하나로 복합 구성하여 절삭과 천공 및 탭핑 등과 같은 모든 가공 작업이 가능한 복합 공작 기계로서, 공구를 회전시키는 스핀들을 3축 방향으로 직선 이송시켜 가공하는 3축 가공 작업이 가능하다.

근래에는, 자동차, 조선, 항공 산업의 발전에 따라 복잡한 형상을 가진 부품이 많아지고 있으며, 이러한 부품 가공의 생산성 향상을 위해 3축 가공 작업을 수행하는 여러 대의 머시닝 센터로 나누어 가공하던 방식에서 5축 가공이 가능한 5축 가공기가 널리 이용되고 있다. 여기서, 종전의 3축 가공에 부가된 2축 가공은 공작물을 지지하는 테이블을 회전시키는 회전축과, 스핀들을 틸팅시키는 틸팅축을 포함할 수 있다.

또한, 5축 가공기는 복잡한 형상과 다양한 소재를 가공하기 위하여 공작물에 대해 강력 절삭과 고속 절삭을 포함하는 다양한 절삭 가공을 수행할 수 있어야 한다.

하지만, 스핀들의 크기가 커질수록, 스핀들을 안정적으로 틸팅시키기 어려우므로, 틸팅 가능한 스핀들에는 크기의 제한이 있다.

그리고, 크기의 제한으로 인해, 스핀들의 내부에 구동 모터를 마련하는 빌트 인 모터(built in motor) 타입의 스핀들을 사용할 경우, 5축 가공기에 요구되는 고속 저토크와 저속 고토크의 회전 동력을 구현하기 곤란하다.

따라서, 스핀들 외부에 구동 모터를 마련하여 스핀들을 회전시켜야 하는데, 틸팅 가능한 스핀들에 대해 외부에서 회전 동력을 공급하기도 용이하지 않은 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는 틸팅 가능한 스핀들에 효과적으로 회전 동력을 공급할 수 있는 5축 가공기를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 5축 가공기는 공작물을 가공하기 위한 공구를 회전시키는 스핀들과, 상기 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 스핀들 헤드와, 하나 이상의 베벨 기어를 사용하여 상기 스핀들 헤드의 일 측면을 통해 상기 스핀들에 회전 동력을 전달하는 동력 전달부와 상기 스핀들 헤드의 타 측면에 결합되어 상기 스핀들 헤드를 틸팅시키는 틸팅 구동부를 가지고 상기 스핀들 헤드의 양 측면을 틸팅 가능하게 지지하는 틸팅 헤드, 그리고 상기 틸팅 헤드의 동력 전달부에 연결되어 회전 동력을 공급하는 주축 구동 모터를 포함한다.

상기 스핀들은 주축 본체와, 상기 주축 본체의 외주면에 형성된 주축 베벨 기어를 포함할 수 있다.

상기 동력 전달부는 일측에 상기 주축 베벨 기어와 맞물리는 제1 전달 베벨 기어가 형성된 제1 동력 전달축과, 일측에 제2 전달 베벨 기어가 형성되며 상기 제1 동력 전달축과 평행하게 이격된 제2 동력 전달축, 그리고 상기 주축 구동 모터와 직렬로 연결되며, 일측에 상기 제2 전달 베벨 기어와 맞물리는 구동 베벨 기어가 형성된 구동축을 포함할 수 있다.

상기 동력 전달부는 상기 제1 동력 전달축과 상기 제2 동력 전달축 사이에 동력을 전달하는 기구를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 동력 전달축과 상기 제2 동력 전달축 사이에 동력을 전달하는 기구는 하나 이상의 헬리컬 기어(helical gear)일 수 있다.

상기한 5축 가공기는 상기 동력 전달부의 제1 전달 베벨 기어의 축을 중심으로 상기 스핀들의 주축 베벨 기어가 회전하여 상기 스핀들 헤드를 틸팅시킬 수 있다.

또한, 상기 틸팅 구동부가 상기 스핀들 헤드를 틸팅시킬 때, 상기 주축 구동 모터의 축은 고정될 수 있다.

상기 주축 구동 모터의 모터축과 상기 동력 전달부의 구동축 사이에 연결되며 유성 기어를 포함하는 변속기를 더 포함할 수 있다.

상기 변속기는 상기 주축 구동 모터의 모터축과 상기 구동축을 직렬로 연결하는 고속 모드와, 상기 주축 구동 모터의 모터축의 회전 동력을 상기 유성 기어를 거쳐 상기 구동축에 전달하는 저속 모드중 어느 하나의 모드로 동작할 수 있다.

상기 스핀들, 상기 스핀들 헤드, 및 상기 틸팅 헤드는 일체로 결합되어 모듈화될 수 있다. 그리고 상기 동력 전달부는 커플링 결합을 통해 분리 가능하게 상기 주축 구동 모터의 모터축과 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 5축 가공기는 틸팅 가능한 스핀들에 효과적으로 회전 동력을 공급할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 5축 가공기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 부분 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 스핀들과 틸팅 헤드 그리고 주축 구동 모터의 연결 상태를 나타낸 평면도이다.
도 4는 주축 구동 모터의 동력을 스핀들에 전달하기 위한 구성들을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 1의 5축 가공기의 틸팅 구동부에 사용된 기어의 백래쉬 조정 방법을 나타낸 평면도이다.
도 6 및 도 7은 도 1의 5축 가공기에 사용된 변속기의 동작 상태를 나타낸 단면도들이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 5축 가공기(101)를 설명한다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 5축 가공기(101)는 스핀들(200), 스핀들 헤드(250), 틸팅 헤드(300), 및 주축 구동 모터(480)를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 5축 가공기(101)는 변속기(470), 틸팅 바디(350), 슬라이드(450), 컬럼(column, 400), 베드(800), 새들(700), 테이블(600), 상하 이송 장치(530), 좌우 이송 장치(520), 전후 이송 장치(510), 및 테이블 회전 구동부(750)를 더 포함할 수 있다.

스핀들(200)은 공작물과 접촉하여 공작물을 가공하는 공구에 회전 동력을 전달한다. 즉, 스핀들(200)은 공작물을 가공하기 위한 공구를 일단부에 클램핑하여 회전시킨다. 스핀들(200)의 내부에는 공구를 클램핑하기 위한 클램핑 장치(미도시)가 마련될 수 있다. 여기서, 클램핑 장치로는 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 종류의 클램핑 장치가 사용될 수 있으며, 일반적으로 콜릿(collet)을 포함하는 클램핑 장치가 사용될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 스핀들(200)은 주축 본체(210)와, 주축 본체(210)를 둘러싸도록 주축 본체(210)의 외주면에 형성된 주축 베벨 기어(230)를 포함한다.

스핀들 헤드(250)는 스핀들(200)을 둘러싸며 스핀들(200)을 회전 가능하게 지지한다. 스핀들 헤드(250)가 스핀들(200)을 회전 가능하게 지지하기 위하여 스핀들 헤드(250)와 스핀들(200) 사이에 베어링이 설치될 수 있다.

주축 구동 모터(480)는 스핀들(200)과 기구적으로 연결되어 스핀들(200)에 회전 동력을 공급한다. 주축 구동 모터(480)로는 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 종류의 모터가 사용될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 주축 구동 모터(480)는 후술할 슬라이드(450)의 후방에 지지된다.

틸팅 헤드(300)는 스핀들 헤드(250)의 양 측면을 틸팅 가능하게 지지한다. 본 발명의 일 실시예에서, 틸팅 헤드(300)는 스핀들 헤드(250)를 틸팅 가능하게 지지할 뿐만 아니라 주축 구동 모터(480)가 공급하는 회전 동력을 스핀들(200)에 전달한다.

구체적으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 틸팅 헤드(300)는 스핀들 헤드(250)의 일 측면을 통해 스핀들(200)에 회전 동력을 전달하는 동력 전달부(310)와, 스핀들 헤드(250)의 타 측면에 결합되어 스핀들 헤드(250)를 틸팅시키는 틸팅 구동부(360)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 동력 전달부(310)는 주축 구동 모터(480)가 공급한 회전 동력을 스핀들(200)에 전달한다.

구체적으로, 동력 전달부(310)는 제1 동력 전달축(321)과, 제2 동력 전달축(331), 그리고 구동축(341)을 포함하며, 한 개 내지 세 개의 베벨 기어를 더 포함할 수 있다.

제1 동력 전달축(321)은 일측에 주축 베벨 기어(230)와 맞물리는 제1 전달 베벨 기어(322)가 형성되고 타측에 종동 기어(323)가 형성된다.

제2 동력 전달축(331)은 제1 동력 전달축(321)과 평행하게 이격된다. 그리고 제2 동력 전달축(331)은 일측에 제1 동력 전달축(321)의 종동 기어(323)를 회전시키는 구동 기어(332)가 형성되고 타측에 제2 전달 베벨 기어(338)가 형성된다.

구동축(341)은 주축 구동 모터(480)와 직렬로 연결되며, 일측에 제2 동력 전달축(331)의 제2 전달 베벨 기어(338)와 맞물리는 구동 베벨 기어(348)가 형성된다.

또한, 동력 전달부(310)는 제1 동력 전달축(321)의 종동 기어(323)와 제2 동력 전달축(331)의 구동 기어(332) 사이에 맞물려 동력을 전달하는 기구를 더 포함할 수 있다. 여기서, 동력을 전달하는 기구는 적어도 하나 이상의 헬리컬 기어(helical gear, 357)일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 틸팅 구동부(360)는 스핀들(200)을 회전 가능하게 지지하는 스핀들 헤드(250)를 틸팅시킨다. 구체적으로, 틸팅 구동부(360)는 스핀들 헤드(250)와 연결되어 스핀들 헤드(250)를 틸팅시키는 틸팅 구동축(381)과, 틸팅 구동축(381)에 회전 동력을 공급하는 틸팅 구동 모터(388)를 포함한다

또한, 틸팅 구동부(360)는 틸팅 구동 모터(388)와 틸팅 구동축(381)을 기구적으로 연결하는 하나 이상의 틸팅 구동 기어(385)를 더 포함할 수 있으며, 도 5에 표시된 방식으로 백래쉬를 용이하게 조정할 수 있다.

또한, 틸팅 구동부(360)가 스핀들 헤드(250)를 틸팅시킬 때, 주축 구동 모터(480)의 축은 고정될 수 있다.

틸팅 바디(357)는 틸팅 헤드(300)를 지지하며 후술할 슬라이드(450)에 착탈 가능하게 결합된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 스핀들(200), 스핀들 헤드(250), 틸팅 헤드(300), 및 틸팅 바디(350)는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 일체로 결합되어 모듈화될 수 있다.

이때, 동력 전달부(310)의 구동축(341)은 커플링(487) 결합을 통해 분리 가능하게 주축 구동 모터(480)의 모터축과 연결될 수 있다.

즉, 틸팅 바디(350)가 슬라이드(450)로부터 분리되면, 틸팅 바디(350)와 일체로 모듈화된 스핀들(200), 스핀들 헤드(250), 및 틸팅 헤드(300)가 함께 슬라이드(450)로부터 분리되면서 구동축(341)을 연결하는 커플링(487) 결합이 해제될 수 있다.

변속기(470)는 주축 구동 모터(480)의 모터축(481)과 구동축(341) 사이에 연결된다. 변속기(470)는 감속비를 갖는 유성 기어(473)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 변속기(470)는 주축 구동 모터(480)의 모터축(481)과 구동축(341)을 직렬로 연결하는 고속 모드와, 주축 구동 모터(480)의 모터축(481)의 회전 동력을 유성 기어(473)를 거쳐 구동축(341)에 전달하는 저속 모드 중 어느 하나의 모드로 동작할 수 있다.

이러한 모드는 수치 제어(NC) 장치(미도시)를 통해 선택될 수 있다. 수치 제어(NC) 장치는 입력된 수치 제어 프로그램(NC-Program)에 따라 5축 가공기(101)의 동작을 제어한다.

또한, 모드의 선택은 공작물에 대한 공구의 절삭 가공 방법에 따라 결정될 수 있으며, 절삭 가공 방법에는 강력 절삭, 고속 절삭, 일반 절삭 등이 있다.

구체적으로, 변속기(470)는 유성 기어(473), 선기어(474), 링기어(472), 캐리어(471), 슬라이딩 슬리브(476), 및 브레이크 디스크(478)를 포함한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 고속 모드에서 변속기(470)는 고속 저 토크 구동을 위해서 입력 기어가 유성 기어(473)를 통하지 않고 바로 출력단으로 동력을 전달하기 때문에 주축 구동 모터(480)의 회전 속도와 동일한 속도를 갖는 회전 동력이 출력단으로 전달된다. 여기서, 입력 기어는 링기어(472)가 되고, 출력단은 캐리어(471)가 된다.

즉, 고속 모드에서는 선기어(sun gear, 474)가 슬라이딩 슬리브(slinding sleeve, 476)에 의해 링기어(ring gear, 472)와 결합 된 상태로 회전하여 유성 기어(473) 전체가 주축 구동 모터(480)의 모터축(481)과 함께 회전하게 된다.

도 7에 도시한 바와 같이, 저속 모드에서 변속기(470)는 저속 고 토크 구동을 위해서 입력 기어가 유성 기어(473)의 감속비 만큼 감속되어 출력단으로 전달된다. 여기서, 입력 기어는 선기어(474)가 되고, 출력단은 캐리어(471)가 된다.

즉, 슬라이딩 슬리브(sliding sleeve, 476)가 링기어(ring gear, 472)와 결합 된 상태로 브레이크 디스크(brake disk, 478)에 의해 고정된다.

또한, 변속기(470)는 주축 구동 모터(480)와 함께 후술할 슬라이드(450)의 후방에 지지된다.

앞서, 도 1에서 도시한 바와 같이, 베드(800)는 후술할 새들(700)과 컬럼(400)을 슬라이딩 가능하게 지지한다.

구체적으로, 베드(800)는 메인 프레임(801)과, 메인 프레임(801) 상에 형성되어 새들(700) 및 컬럼(400)과 슬라이딩 가능하게 결합된 리니어 가이드(810, 820)를 포함할 수 있다. 여기서, 리니어 가이드는 전후 리니어 가이드(810)와 좌우 리니어 가이드(820)를 포함할 수 있다.

새들(700)은 베드(800) 상에 슬라이딩 가능하게 결합되어 베드(800)의 전후 리니어 가이드(810)를 따라 직선 왕복 운동할 수 있다. 즉, 새들(700)은 전후 방향(이하, "Z축 방향"이라 한다)으로 직선 왕복 운동할 수 있다.

전후 이송 장치(이하, "Z축 이송 장치"라 한다)(510)는 베드(800)와 새들(700) 사이에 설치되어, 새들(700)을 베드(800) 상에서 직선 왕복 운동시킨다.

테이블(600)은 스핀들(200)에 의해 회전하는 공구가 가공할 공작물을 지지한다. 그리고 테이블(600)은 새들(700) 상에 설치되어 새들(700)을 따라 직선 왕복 운동하게 된다.

또한, 테이블 회전 구동부(750)가 테이블(600)과 새들(700) 사이에 마련되어, 공작물이 안착된 테이블(600)을 회전시킨다. 이때, 테이블(600)의 회전축은 테이블(600)의 평면에 수직한 방향과 평행하다.

컬럼(400)은 테이블(600)보다 후방에 위치하도록 베드(800)의 후방 쪽 일영역에 수직하게 세워질 수 있다.

그리고 컬럼(400)도 베드(800) 상에 슬라이딩 가능하게 결합되어 베드(800)의 좌우 리니어 가이드(820)를 따라 직선 왕복 운동할 수 있다. 즉, 컬럼(400)은 좌우 방향(이하, "X축 방향"이라 한다)으로 직선 왕복 운동할 수 있다.

좌우 이송 장치(이하, "X축 이송 장치"라 한다)(520)는 베드(800)와 컬럼(400) 사이에 설치되어, 컬럼(400)을 베드(800) 상에서 직선 왕복 운동시킨다.

또한, 컬럼(400)은 테이블(600) 방향 일측에 형성된 상하 리니어 가이드(430)를 포함할 수 있다.

슬라이드(450)는 컬럼(400)의 테이블(600) 방향 일측에 슬라이딩 가능하게 결합되어 컬럼(400)의 상하 리니어 가이드(430)를 따라 직선 왕복 운동할 수 있다. 즉, 슬라이드(450)는 상하 방향(이하, "Y축 방향"이라 한다)으로 직선 왕복 운동할 수 있다.

상하 이송 장치(이하, "Y축 이송 장치"라 한다)(530)는 컬럼(400)과 슬라이드(450) 사이에 설치되어, 슬라이드(450)를 상하 방향으로 직선 왕복 운동시킨다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 슬라이드(450)의 전방에는 틸팅 바디(350)와 함께 모듈화된 스핀들(200), 스핀들 헤드(250), 및 틸팅 헤드(300)가 지지되고, 슬라이드(450)의 후방에는 변속기(470)와 주축 구동 모터(480)가 지지된다. 이때, 틸팅 바디(350)는 슬라이드(450)와 분리 가능하게 결합된다.

즉, 스핀들(200), 스핀들 헤드(250), 틸팅 헤드(300), 틸팅 바디(350), 변속기(470), 및 주축 구동 모터(480)는 슬라이드(450)와 함께 Y축 방향으로 직선 왕복 운동할 수 있다.

일례로, Z축 이송 장치(510), X축 이송 장치(520), 및 Y축 이송 장치(530)는 볼스크류 이송 장치일 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 5축 가공기(101)는 Z축 이송 장치(510), X축 이송 장치(520), 및 Y축 이송 장치(530)를 통해 Z축 방향, X축 방향, Y축 방향으로 직선축 구동이 가능하다.

또한, 테이블(600)의 회전과 틸팅 헤드(300)의 틸팅을 포함하는 2축 방향의 회전축 구동이 가능하다.

이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 5축 가공기(101)는 총 5축 구동에 의한 가공 작업이 가능하다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 5축 가공기(101)는 틸팅 가능한 스핀들(200)에 효과적으로 회전 동력을 공급할 수 있다.

즉, 스핀들(200) 외부에 주축 구동 모터(480)를 마련하여 스핀들(200)에 높은 토크 또는 회전 속도를 갖는 회전 동력을 공급하면서도 틸팅 가능한 스핀들(200)에 대해 외부에서 회전 동력을 효과적으로 공급할 수 있다.

또한, 스핀들(200)을 틸팅시키고 동력을 전달하는 구성들을 일체로 모듈화하여 이를 유지 보수하고자 하는 경우에, 모듈화된 구성을 슬라이드(450)로부터 분리시켜 용이하게 유지 보수 작업을 수행할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

101: 5축 가공기
200: 스핀들 210: 주축 본체
230: 주축 베벨 기어 250: 스핀들 헤드
300: 틸팅 헤드 310: 동력 전달부
321: 제1 동력 전달축 322: 제1 전달 베벨 기어
323: 종동 기어 331: 제2 동력 전달축
332: 구동 기어 338: 제2 전달 베벨 기어
341: 구동축 348: 구동 베벨 기어
350: 틸팅 바디 357: 헬리컬 기어
360: 틸팅 구동부 381: 틸팅 구동축
385: 틸팅 구동 기어 388: 틸팅 구동 모터
400: 컬럼 430: 상하 리니어 가이드
450: 슬라이드 487: 커플링
510: 전후 이송 장치 520: 좌우 이송 장치
530: 상하 이송 장치 600: 테이블
700: 새들 750: 테이블 회전 구동부
800: 베드 801: 메인 프레임
810: 전후 리니어 가이드 820: 좌우 리니어 가이드

Claims

공작물을 가공하기 위한 공구를 회전시키는 스핀들;
상기 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 스핀들 헤드;
하나 이상의 베벨 기어를 사용하여 상기 스핀들 헤드의 일 측면을 통해 상기 스핀들에 회전 동력을 전달하는 동력 전달부와 상기 스핀들 헤드의 타 측면에 결합되어 상기 스핀들 헤드를 틸팅시키는 틸팅 구동부를 가지고 상기 스핀들 헤드의 양 측면을 틸팅 가능하게 지지하는 틸팅 헤드; 및
상기 틸팅 헤드의 동력 전달부에 연결되어 회전 동력을 공급하는 주축 구동 모터
를 포함하는 5축 가공기.
제1항에 있어서,
상기 스핀들은 주축 본체와, 상기 주축 본체의 외주면에 형성된 주축 베벨 기어를 포함하는 5축 가공기.
제2항에 있어서,
상기 동력 전달부는,
일측에 상기 주축 베벨 기어와 맞물리는 제1 전달 베벨 기어가 형성된 제1 동력 전달축과;
일측에 제2 전달 베벨 기어가 형성되며 상기 제1 동력 전달축과 평행하게 이격된 제2 동력 전달축; 그리고
상기 주축 구동 모터와 직렬로 연결되며, 일측에 상기 제2 전달 베벨 기어와 맞물리는 구동 베벨 기어가 형성된 구동축
을 포함하는 5축 가공기.
제3항에 있어서,
상기 동력 전달부는 상기 제1 동력 전달축과 상기 제2 동력 전달축 사이에 동력을 전달하는 기구를 더 포함하는 5축 가공기.
제4항에 있어서,
상기 제1 동력 전달축과 상기 제2 동력 전달축 사이에 동력을 전달하는 기구는 하나 이상의 헬리컬 기어(helical gear)인 5축 가공기.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 동력 전달부의 제1 전달 베벨 기어의 축을 중심으로 상기 스핀들의 주축 베벨 기어가 회전하여 상기 스핀들 헤드를 틸팅시키는 5축 가공기.
제1항에 있어서,
상기 틸팅 구동부가 상기 스핀들 헤드를 틸팅시킬 때, 상기 주축 구동 모터의 축은 고정되는 5축 가공기.
제1항에 있어서,
상기 주축 구동 모터의 모터축과 상기 동력 전달부의 구동축 사이에 연결되며 유성 기어를 포함하는 변속기를 더 포함하는 5축 가공기.
제8항에 있어서,
상기 변속기는,
상기 주축 구동 모터의 모터축과 상기 구동축을 직렬로 연결하는 고속 모드와;
상기 주축 구동 모터의 모터축의 회전 동력을 상기 유성 기어를 거쳐 상기 구동축에 전달하는 저속 모드
중 어느 하나의 모드로 동작하는 5축 가공기.
제1항에 있어서,
상기 스핀들, 상기 스핀들 헤드, 및 상기 틸팅 헤드는 일체로 결합되어 모듈화되며,
상기 동력 전달부는 커플링 결합을 통해 분리 가능하게 상기 주축 구동 모터의 모터축과 연결되는 5축 가공기.