KR20170011732A - 복합패턴 가공기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합패턴 가공기계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피가공물인 소재에 무늬(패턴)를 가공하는 원형 다이아몬드 휠을 수평으로 설치하여 복잡한 패턴을 정밀하게 가공하는 복합패턴 가공기계에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 복합패턴 가공기계는 피가공물인 소재가 올려져 고정되는 가공 다이; 상기 가공 다이의 배면에 가공 다이보다 높게 구비되고, 승강공이 상하로 길게 형성되는 기계 본체; 상기 기계 본체의 일측이 승강 가능하게 설치되고 그 타측이 가공 다이의 상부로 돌출되는 승강구; 상기 기계 본체에 설치되어 상기 승강구를 수직으로 이동하는 수직이동 서브모터; 상기 승강구의 타측에 좌우의 가운데가 결합되고

형상을 하는 지지구; 상기 지지구의 수직 내측에 각각 결합되고 그 출력축이 샤프트에 의해 수평으로 연결되는 수직회전 서브모터; 및 상기 샤프트에 외삽 고정되고 소재에 접촉하여 회전에 의해 패턴을 형성하는 원형 다이아몬드 휠; 을 포함하여 구성된다.

Description

복합패턴 가공기계 {Complex pattern processing machine}

본 발명은 복합패턴 가공기계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피가공물인 소재에 무늬(패턴)를 가공하는 원형 다이아몬드 휠을 수평으로 설치하여 복잡한 패턴을 정밀하게 가공하는 복합패턴 가공기계에 관한 것이다.

공작기계에는 터닝센터, 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 밀링머신, 보링머신 등을 비롯하여 다양한 종류가 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.

이러한 공작기계에는 워크(work)의 가공을 위해서 공구(tool)가 장착되는 스핀들 어셈블리(spindle assembly)가 마련된다.

즉, 각종 기계요소를 가공하는 공작기계는 공작기계 본체와, 상기 공작기계 본체에 공구를 지지함과 동시에 그 공구를 회전시키도록 설치되는 스핀들헤드를 구비하고 있다.

상기 스핀들헤드는 공작기계 본체에 승강가능하게 설치되어 있는 본체와, 상기 본체의 내부에 스핀들모터 및 스핀들을 구비하고 있다.

상기 스핀들은 본체에 회전가능하게 결합되어 있으며, 상기 스핀들모터의 출력축에 고정 또는 다수의 기어를 통해 연결되어 이 스핀들모터의 구동력에 의해 회전되게 구비된다.

종래의 스핀들헤드에 설치된 스핀들은 대부분 수직으로 설치되어 있으며, 이 스핀들에 고정된 공구를 이용하여 공작물의 가공작업을 하였으나, 무늬(패턴)를 부여하기 곤란하고 그 가공작업에 한계가 있어 상당히 불편하였다.

이를 해결하기 위해 스핀들을 수평으로 설치한 스핀들헤드가 연구 개발되어 공작물에 무늬를 가공하였으나, 축이 길어지면 진동 때문에 정밀가공이 어렵고, 축이 짧아지면 모터의 높이 때문에 공구의 설치가 곤란한 문제점이 있었다.

공개번호 제10-2012-0009127(공개일자 2012년02월01일)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 피가공물인 소재에 무늬(패턴)를 가공하는 원형 다이아몬드 휠을 수평으로 설치하여 복잡한 패턴을 정밀하게 가공할 수 있는 복합패턴 가공기계를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 원형 다이아몬드 휠을 수평으로 다수 설치하되, 그 설치 개수를 달리하여 소재의 크기에 관계없이 패턴 구현을 다양화할 수 있고, 서로 다른 직경의 배열 조절로 오목하거나 볼록한 소재에도 패턴을 구현할 수 있는 복합패턴 가공기계를 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 복합패턴 가공기계는, 피가공물인 소재가 올려져 고정되는 가공 다이;

상기 가공 다이의 배면에 가공 다이보다 높게 구비되고, 승강공이 상하로 길게 형성되는 기계 본체;

상기 기계 본체의 일측이 승강 가능하게 설치되고 그 타측이 가공 다이의 상부로 돌출되는 승강구;

상기 기계 본체에 설치되어 상기 승강구를 수직으로 이동하는 수직이동 서브모터;

상기 승강구의 타측에 좌우의 가운데가 결합되고

형상을 하는 지지구;

상기 지지구의 수직 내측에 각각 결합되고 그 출력축이 샤프트에 의해 수평으로 연결되는 수직회전 서브모터; 및

상기 샤프트에 외삽 고정되고 소재에 접촉하여 회전에 의해 패턴을 형성하는 원형 다이아몬드 휠;

을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 승강구의 타측 하부에 결합되고 그 출력축에 상기 지지구의 좌우 가운데가 결합되는 수평회전 서브모터가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소재가 움직이지 않도록 고정하는 고정구가 가공 다이 상부에 수평 이동이 가능하게 설치되고, 상기 가동 다이 내부에는 고정구를 수평으로 이동하는 수평이동 서브모터가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 샤프트에는 다수의 원형 다이아몬드 휠이 외삽 고정되되, 그 개수를 소재의 크기에 따라 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다수의 원형 다이아몬드 휠의 직경은 서로 동일한 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 다수의 원형 다이아몬드 휠의 직경은 가운데에서 양측으로 갈수록 커지거나 작아지는 것을 특징으로 한다.

상술한 과제의 해결 수단에 의하면 공작물 소재에 무늬를 가공하는 원형 다이아몬드 휠을 수평으로 설치하여 복잡한 패턴을 정밀하게 가공할 수 있다.

또한, 상술한 과제의 해결 수단에 의하면 원형 다이아몬드 휠을 수평으로 다수 설치하되, 그 설치 개수를 달리하여 소재의 크기에 관계없이 패턴 구현을 다양화할 수 있고, 서로 다른 직경의 배열 조절로 오목하거나 볼록한 소재에도 패턴을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합패턴 가공기계의 사시도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 1에 나타낸 원형 다이아몬드 휠의 설치예를 보여주는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1에 나타낸 원형 다이아몬드 휠의 크기(직경) 조절 배열을 보여주는 도면이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합패턴 가공기계의 사시도이고, 도 2는 도 1의 정면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 복합패턴 가공기계(100)는 기계 본체(110), 가공 다이(120), 승강구(130), 지지구(150), 원형 다이아몬드 휠(170), 회전 서브모터(140,160) 및 이동 서브모터(180,190)를 포함하여 구성된다.

가공 다이(120)는 피가공물 즉, 소재(200)가 올려져 고정되는 것으로, 가공시 소재(200)가 움직이지 않도록 고정하는 고정구(122)가 가공 다이(120) 상부에 수평 이동이 가능하게 설치된다.

이를 위해 가공 다이(120) 내부에는 상기 고정구(122)를 수평 이동하는 수평이동 서브모터(180)가 내장된다.

상기 수평이동 서브모터(180)의 출력축에 다수의 기어 등을 통해 고정구(122)가 연결되어 이 수평이동 서보모터(180)의 회전 운동이 직선 운동으로 변환되는 것에 의해 고정구(122)가 수평 이동할 수 있게 구비된다.

상기 수평이동 서브모터(180)는 소재(200)의 크기(길이)나 패턴 방향에 따라 좌우이동 서브모터나 전후이동 서브모터가 될 수 있다.

예를 들어 소재(200)의 길이가 좌우로 길면(폭이 넓으면) 좌우이동 서브모터를 가공 다이(120)에 설치하여 소재(200)를 좌우로 수평 이동하면서 가공할 수 있다.

또한, 상기 가공 다이(120)에는 회전 서브모터(140,160)나 이동 서브모터(180,190)의 작동을 제어하기 위한 제어 수단(미도시)이 구비된다.

기계 본체(110)는 상기 가공 다이(120)의 배면에 가공 다이(120)보다 더 높게 설치되고 후술하는 승강구(130)가 상하로 승강할 수 있도록 승강공(112)이 상하로 길게 형성된다.

상기 승강구(130)는 후술하는 원형 다이아몬드 휠(170)을 수직 이동(승강)하는 것으로, 기계 본체(110)의 승강공(112)에 일측이 승강 가능하게 설치되고 그 타측이 상기 가공 다이(120) 상부의 전방으로 돌출된다.

이를 위해 기계 본체(110) 내부에는 상기 승강구(130)를 상하로 수직 이동하는 수직이동 서브모터(190)가 내장된다.

상기 수직이동 서브모터(190)의 출력축에 다수의 기어 등을 통해 승강구(130)가 연결되어 이 수직이동 서보모터(190)의 회전 운동이 직선 운동으로 변환되는 것에 의해 승강구(130)가 수직 이동 즉, 승강할 수 있게 구비된다.

상기 승강구(130) 타측에는 하부에 수평회전 서브모터(140)가 결합되고 상기 수평회전 서브모터(140)의 출력축에는 지지구(150)가 결합되어 결국, 상기 지지구(150)는 승강과 수평 회전이 가능하다.

상기 지지구(150)는 가운데 부분이 수평회전 서브모터(140)의 출력축에 결합되는 수평 프레임(151)과, 상기 수평 프레임(151)의 양단에서 아래로 수직 연장되는 수직 프레임(152)으로 이루어져 결국,

형상을 하게 된다.

상기 지지구(150)는 소재(200)에 직접 접촉하여 패턴을 가공하는 원형 다이아몬드 휠(170)을 지지한다.

상기 양측 수직 프레임(152)에는 내측으로 수직회전 서브모터(160)가 각각 결합된 상태에서 양 수직회전 서브모터(160)의 출력축이 샤프트(172)에 의해 수평으로 연결되어 샤프트(172)가 수직으로 회전한다.

상기 샤프트(172)에는 다수의 원형 다이아몬드 휠(170)이 외삽 고정되는 것으로, 결국, 원형 다이아몬드 휠(170)이 수평으로 설치된 상태에서 승강과 수평 및 수직 회전이 가능하게 된다.

이때 샤프트(172)가 지지구(150)의 양측 수직 프레임(152)에 지지된 상태이므로 샤프트(172)의 길이에 관계없이 진동에 영향을 받지 않고 정밀하게 패턴을 형성할 수 있다.

상기 원형 다이아몬드 휠(170)에는 소재를 가공하여 패턴을 형성할 수 있도록 다양한 형태의 문양이 형성된다.

이와 같은 복합패턴 가공기계(100)의 구성에서 가공하고자 하는 소재(200)를 가공 다이(120)의 고정구(122)에 올려놓아 고정하고, 샤프트(172)에 상기 소재(200)의 패턴에 맞는 원형 다이아몬드 휠(170)을 외삽하여 고정한다.

이와 같은 상태에서 제어 수단을 조작하면, 기본적으로 수직회전 서브모터(160)와 수직이동 서브모터(190)가 작동하여 원형 다이아몬드 휠(170)이 하강하고 수직으로 회전하게 된다.

이때 필요한 경우 수평회전 서브모터(140)와 수평이동 서브모터(180)가 작동하여 원형 다이아몬드 휠(140)이 수평으로 회전하면서 소재(200)가 좌우나 전후로 이동되어 소재(200)에 패턴을 형성하게 된다.

도 3a 내지 도 3c는 도 1에 나타낸 원형 다이아몬드 휠의 설치예를 보여주는 도면이다.

도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 샤프트(172)에 외삽되는 원형 다이아몬드 휠(170)의 수를 예를 들어 7개, 5개, 3개로 조절하여 넓은 폭이나 좁은 폭의 소재(200)를 가공할 수 있고, 패턴 구현을 다양화할 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 도 1에 나타낸 원형 다이아몬드 휠의 크기(직경) 조절 배열을 보여주는 도면이다.

도 4a에 도시된 바와 같이 샤프트(172)에 외삽되는 원형 다이아몬드 휠(170)의 동일한 크기(직경)에 의해 기본 평면 소재(200)의 패턴 가공 가능하다.

도 4b에 도시된 바와 같이 샤프트(172)에 외삽되는 원형 다이아몬드 휠(170)의 크기(직경)를, 가운데는 크고 양측으로 갈수록 작게 배열하여 오목 소재(200)의 패턴 가공이 가능하다.

도 4c에 도시된 바와 같이 샤프트(172)에 외삽되는 원형 다이아몬드 휠(170)의 크기(직경)를, 가운데는 작고 양측으로 갈수록 크게 배열하여 볼록 소재(200)의 패턴 가공이 가능하다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

100: 복합패턴 가공기계 110: 기계 본체
120: 가공다이 130: 승강구
140: 수평회전 서브모터 150: 지지구
160: 수직회전 서브모터 170: 원형 다이아몬드 휠
180: 수평이동 서브모터 190: 수직이동 서브모터
200: 소재

Claims (6)

1. 피가공물인 소재가 올려져 고정되는 가공 다이;
   상기 가공 다이의 배면에 가공 다이보다 높게 구비되고, 승강공이 상하로 길게 형성되는 기계 본체;
   상기 기계 본체의 일측이 승강 가능하게 설치되고 그 타측이 가공 다이의 상부로 돌출되는 승강구;
   상기 기계 본체에 설치되어 상기 승강구를 수직으로 이동하는 수직이동 서브모터;
   상기 승강구의 타측에 좌우의 가운데가 결합되고

   

   형상을 하는 지지구;
   상기 지지구의 수직 내측에 각각 결합되고 그 출력축이 샤프트에 의해 수평으로 연결되는 수직회전 서브모터; 및
   상기 샤프트에 외삽 고정되고 소재에 접촉하여 회전에 의해 패턴을 형성하는 원형 다이아몬드 휠;
   을 포함하는 복합패턴 가공기계.
2. 제1항에 있어서,
   상기 승강구의 타측 하부에 결합되고 그 출력축에 상기 지지구의 좌우 가운데가 결합되는 수평회전 서브모터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 복합패턴 가공기계.
3. 제1항에 있어서,
   상기 소재가 움직이지 않도록 고정하는 고정구가 가공 다이 상부에 수평 이동이 가능하게 설치되고, 상기 가동 다이 내부에는 고정구를 수평으로 이동하는 수평이동 서브모터가 구비되는 것을 특징으로 하는 복합패턴 가공기계.
4. 제1항에 있어서,
   상기 샤프트에는 다수의 원형 다이아몬드 휠이 외삽 고정되되, 그 개수를 소재의 크기에 따라 조절하는 것을 특징으로 하는 복합패턴 가공기계.
5. 제4항에 있어서,
   상기 다수의 원형 다이아몬드 휠의 직경은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 복합패턴 가공기계.
6. 제4항에 있어서,
   상기 다수의 원형 다이아몬드 휠의 직경은 가운데에서 양측으로 갈수록 직경이 커지거나 작아지는 것을 특징으로 하는 복합패턴 가공기계.

Images