KR20170132560A

KR20170132560A - 머시닝 센터

Info

Publication number: KR20170132560A
Application number: KR1020160063581A
Authority: KR
Inventors: 심재두
Original assignee: 두산공작기계 주식회사
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2017-12-04
Also published as: US11000928B2; EP3446828B1; EP3446828C0; CN109195742A; CN109195742B; EP3446828A4; KR102583003B1; US20200316736A1; EP3446828A1; WO2017204463A1

Abstract

베드 변형에 의한 공구와 공작물 정렬불량을 자동으로 보정하는 머시닝 센터를 개시한다. 머시닝 센터는 상면에 인가되는 분포하중에 의해 길이방향의 변형곡선을 따라 변형하고 변형 변곡부의 베드높이를 검출하는 한 쌍의 검출센서를 구비하는 베드 구조물, 공작물이 선택적으로 대기하는 팔레트가 결합되고 베드 구조물의 제1 단부에 고정되어 팔레트 하중을 인가하는 팔레트 구조물, 공작물을 가공하는 공구가 결합되고 베드 구조물의 제2 단부에 고정되어 스핀들 하중을 인가하는 스핀들 어셈블리, 공작물을 고정하고 베드 구조물 상에 이동가능하게 장착되어 테이블 하중을 인가하는 테이블 및 베드 구조물의 변형에 의한 스핀들 어셈블리 및 테이블의 설치오차를 검출하여 공작물과 공구를 자동으로 정렬하는 자동 중심 정렬기를 포함한다. 베드변형으로 인한 정렬불량을 자동으로 보정할 수 있다.

Description

머시닝 센터{MACHINING CENTER}

본 발명은 머시닝 센터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수평형 머시닝 센터(horizontal machining center, HMC)에 관한 것이다.

최근, 필요한 공구를 자동으로 공급받아서 보링(boring), 밀링(milling), 리밍(reaming) 및 태핑(tapping)과 같은 다양한 가공을 수치제어 알고리즘에 따라 자동으로 수행할 수 있는 수치제어 공작기계인 머시닝 센터의 활용이 증가하고 있다.

특히, 수평형 머시닝 센터는 폭보다 큰 길이를 갖는 세장부재로 제공되는 베드 구조물의 전단에 공작물이 적재된 팔레트, 베드 구조물의 후단에 공작물을 가공하는 공구가 장착된 스핀들 어셈블리 및 팔레트와 스핀들 어셈블리 사이를 이동가능하게 베드 구조물의 상면에 장착되어 공작물을 고정하는 테이블을 구비한다.

팔레트에 적재된 공작물이 테이블로 옮겨져 고정되고 공작물의 가공에 적절한 가공위치에서 테이블이 베드 구조물의 상면에 고정되면 공작물의 중심과 스핀들 헤드에 장착된 공구의 중심이 서로 정렬하여 가공을 준비한다.

따라서, 베드 구조물의 상면에는 공작물의 유무에 따라 변동하는 파레트 하중, 테이블의 가공위치 및 실질적으로 일정한 하중이 인가되는 스핀들 하중과 같은 다양한 하중이 분포한다.

베드 구조물은 길이방향으로 폭보다 큰 길이를 갖는 세장부재로 제공되므로 상면에 인가되는 하중분포에 의해 길이방향을 따라 상이한 변형을 유발한다. 베드 구조물의 길이방향 변형은 베드 구조물의 상면경사를 유발하고, 베드 구조물의 상면경사는 상면에 고정된 테이블의 수직축 및 스핀들 어셈블리의 수직보에 설치오차를 유발하게 된다.

테이블과 스핀들 어셈블리의 설치오차에 의해 공작물과 공구의 정렬이 틀어짐으로써 공작물에 대한 가공 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.

이에 따라, 테이블 수직축 및 스핀들 어셈블리의 수직보에 대한 설치오차를 검출하고 이를 보정함으로써 공작물과 공구를 베드 구조물의 길이방향 변형과 무관하게 정렬할 수 있는 새로운 수평형 머시닝 센터가 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 베드 구조물의 하중분포에 따라 테이블 중심축 및 스핀들 헤드의 이송칼럼에 대한 설치오차를 자동으로 검출하고 보정함으로써 공작물과 공구를 정확하게 정렬할 수 있는 머시닝 센터를 제공하는 것이다

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 머시닝 센터는 상면에 인가되는 분포하중에 의해 길이방향의 변형곡선을 따라 변형하고 변형 변곡부의 베드높이를 검출하는 한 쌍의 검출센서를 구비하는 베드 구조물, 공작물이 선택적으로 대기하는 팔레트가 결합되고 상기 베드 구조물의 제1 단부에 고정되어 팔레트 하중을 인가하는 팔레트 구조물, 상기 공작물을 가공하는 공구가 결합되고 상기 베드 구조물의 제2 단부에 고정되어 스핀들 하중을 인가하는 스핀들 어셈블리, 상기 공작물을 고정하고 상기 베드 구조물 상에 이동가능하게 장착되어 테이블 하중을 인가하는 테이블 및 상기 베드 구조물의 변형에 의한 상기 스핀들 어셈블리 및 상기 테이블의 설치오차를 검출하여 상기 공작물과 상기 공구를 자동으로 정렬하는 자동 중심 정렬기를 포함한다.

일실시예로서, 상기 자동 중심 정렬기는 상기 베드 구조물의 높이와 상기 테이블의 위치를 검출하는 검출부, 검출된 상기 베드높이 및 테이블의 위치에 따라 상기 설치오차를 수득하는 오차 생성부 및 상기 설치오차를 보정하도록 상기 테이블 및 상기 스핀들 어셈블리를 구동하는 구동신호를 생성하는 구동부를 포함한다.

일실시예로서, 상기 검출부는 상기 검출센서와 연결되어 상기 베드높이를 수용하는 제1 검출부 및 상기 테이블 위치를 검출하는 제2 검출부를 구비하고, 상기 오차 생성부는 상기 스핀들 하중 및 상기 테이블 하중의 작용점에서 상기 베드 구조물의 변형을 베드 기울기로 수득하는 베드변형 수득부 및 상기 베드 기울기로부터 상기 설치오차를 수득하는 설치오차 수득부를 포함한다.

일실시예로서, 상기 분포하중은 상기 스핀들 하중, 상기 팔레트 하중 및 상기 테이블 하중을 포함하고 상기 검출센서는 변형 극대점에 배치된 제1 갭 센서(gap sensor) 및 변형 극소점에 배치된 제2 갭 센서를 포함하며, 상기 변형곡선은 식(1)과 같은 제1 베드 기울기를 갖고 상기 변형 극대점부터 상기 변형 극소점으로 우하향하는 직선인 제1 변형라인 및 식(2)와 같은 제2 베드 기울기를 갖고 상기 변형 극소점부터 상기 제2 단부로 우상향하는 직선인 제2 변형라인을 구비한다.

----- (1)

----- (2)

(단, θ1은 제1 베드 기울기,

θ2는 제2 베드 기울기,

h1은 상기 제1 단부에서의 베드 구조물 설치높이,

h2는 상기 제2 단부에서의 베드 구조물 설치높이,

G1은 상기 변형 극대점에서의 베드높이,

G2는 상기 변형 극소점에서의 베드높이,

d1은 상기 제1 단부에서 상기 변형 극대점까지의 거리,

d3은 상기 제1 단부에서 상기 변형 극소점까지의 거리,

d4는 상기 제1 단부에서 상기 제2 단부까지 베드 구조물의 길이이다).

일실시예로서, 상기 제2 검출부가 식(3)의 조건을 만족하는 상기 테이블 위치를 수득하는 경우, 상기 설치오차 수득부는 상기 제1 베드 기울기를 상기 테이블 설치오차로 수득하고 상기 제2 베드 기울기를 상기 스핀들 설치오차로 수득한다.

----- (3)

(단, l 은 상기 베드 구조물과 접촉하는 테이블의 길이이며, d2는 상기 제1 단부에서 상기 테이블 하중의 작용점까지의 거리이다.)

일실시예로서, 상기 제2 검출부가 식(4)의 조건을 만족하는 상기 테이블 위치를 수득하는 경우, 상기 설치오차 수득부는 상기 제2 베드 기울기를 상기 테이블 오차 및 상기 스핀들 설치오차로 수득한다.

---- (4)

(단, l 은 테이블의 상기 베드 구조물과 접촉하는 테이블의 길이이며, d2는 상기 제1 단부에서 상기 테이블 하중의 작용점까지의 거리이다.)

일실시예로서, 상기 제2 검출부가 식(5)의 조건을 만족하는 상기 테이블 위치를 수득하는 경우, 상기 설치오차 수득부는 상기 변형 극소점을 원점으로 갖는 좌표계에서 상기 테이블의 좌측단과 상기 제1 변형라인에 따라 변형된 상기 베드 구조물과의 교점인 좌측 접점 및 상기 테이블의 우측단과 상기 제2 변형라인에 따라 변형된 상기 베드 구조물과의 교점인 우측 접점을 통과하는 테이블 라인의 기울기에 대한 보각으로 상기 테이블 설치오차를 수득하고 상기 제2 베드 기울기로 상기 스핀들 설치오차를 수득한다.

---- (5)

일실시예로서, 상기 테이블 설치오차는 식(6)에 의해 수득된다.

---(6)

(단,

은 상기 베드 구조물의 상면과 접촉하는 테이블의 길이,

Δx는 상기 테이블의 우측단이 원점으로부터 상기 제2 변형라인을 따라 이동하는 동안 상기 테이블의 좌측단이 이동한 거리의 x 성분,

)

일실시예로서, 상기 분포하중은 상기 스핀들 하중 및 상기 테이블 하중을 포함하고 상기 검출센서는 변형 극소점에 배치된 갭 센서를 포함하며,

상기 변형곡선은 식(7)과 같은 제1 베드 기울기를 갖고 상기 제1 단부로부터 상기 변형 극소점으로 우하향하는 직선인 제1 변형라인 및 식(8)과 같은 제2 베드 기울기를 갖고 상기 변형 극소점부터 상기 제2 단부로 우상향하는 직선인 제2 변형라인을 구비한다.

----- (7)

----- (8)

(단, θ1은 제1 베드 기울기,

θ2는 제2 베드 기울기,

h1은 상기 제1 단부에서의 베드 구조물 설치높이,

h2는 상기 제2 단부에서의 베드 구조물 설치높이,

G는 상기 변형 극소점에서의 베드높이,

d3은 상기 제1 단부에서 상기 변형 극소점까지의 거리,

일실시예로서, 상기 제2 검출부가 식(9)의 조건을 만족하는 상기 테이블 위치를 수득하는 경우, 상기 설치오차 수득부는 상기 제1 베드 기울기를 상기 테이블 설치오차로 수득하고 상기 제2 베드 기울기를 상기 스핀들 설치오차로 수득한다.

----- (9)

(단, l 은 테이블의 x 방향 길이이며, d2는 상기 제1 단부에서 상기 테이블 하중의 작용점까지의 거리이다.)

일실시예로서, 상기 제2 검출부가 식(10)의 조건을 만족하는 상기 테이블 위치를 수득하는 경우, 상기 설치오차 수득부는 상기 제2 베드 기울기를 상기 테이블 오차 및 상기 스핀들 설치오차로 수득한다.

---- (10)

일실시예로서, 상기 제2 검출부가 식(11)의 조건을 만족하는 상기 테이블 위치를 수득하는 경우, 상기 설치오차 수득부는 상기 변형 극소점을 원점으로 갖는 좌표계에서 상기 테이블의 좌측단과 상기 제1 변형라인에 따라 변형된 상기 베드 구조물과의 교점인 좌측 접점 및 상기 테이블의 우측단과 상기 제2 변형라인에 따라 변형된 상기 베드 구조물과의 교점인 우측 접점을 통과하는 테이블 라인의 기울기에 대한 보각으로 상기 테이블 설치오차를 수득하고 상기 제2 베드 기울기로 상기 스핀들 설치오차를 수득한다.

---- (11)

일실시예로서, 상기 제2 검출부는 상기 테이블을 구동하는 구동모터의 동작정보를 검출하는 모터 인코더를 포함한다.

일실시예로서, 상기 오차 생성부는 변형 극대점에서 상기 베드 구조물의 높이변화를 검출하여 상기 팔레트 하중의 유무를 검출하는 팔레트 하중 센서를 포함한다.

일실시예로서, 상기 변형곡선은 상기 베드 구조물의 길이방향을 따라 연속적인 다항식을 포함하고 상기 설치오차 수득부는 상기 테이블 하중의 작용점에서 상기 다항식의 순간 기울기를 상기 테이블 설치오차로 수득하고 상기 제2 단부에서 상기 다항식의 순간 기울기를 상기 스핀들 설치오차로 수득한다.

일실시예로서, 상기 구동부는 상기 테이블을 상기 베드 구조물의 폭 방향을 중심으로 제1 보정량만큼 회전시키는 테이블 보정신호를 생성하는 테이블 구동신호 생성기 및 상기 공구가 장착되는 스핀들 헤드를 상기 베드 구조물의 폭 방향을 중심으로 제2 보정량만큼 회전시키는 스핀들 보저인호를 생성하는 스핀들 헤드 구동신호 생성기를 포함한다.

일실시예로서, 상기 테이블 구동신호 생성기 및 상기 스핀들 헤드 구동신호 생성기는 서로 상보적으로 구동하도록 구성되어 상기 제1 및 제2 보정량은 상기 테이블 설치오차와 상기 스핀들 설치오차의 합성편차를 포함한다.

일실시예로서, 상기 테이블 구동신호 생성기 및 상기 스핀들 구동신호 생성기는 동시에 구동하도록 구성되어 상기 제1 보정량은 상기 테이블 설치오차를 포함하고 상기 제2 보정량은 상기 스핀들 설치오차를 포함한다.

일실시예로서, 상기 자동 중심 정렬기는 상기 베드 구조물의 형상과 설치상수에 관한 데이터를 저장하는 저장부를 더 구비한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예들에 의하면, 베드 구조물의 상면에 인가되는 하중분포의 특성과 테이블의 위치를 자동으로 검출하여 하중분포에 따라 최적한 베드 구조물의 변형곡선을 생성하고 상기 변형곡선으로부터 자동으로 베드 변형량과 테이블 및 스핀들 헤드에 대한 설치오차를 검출할 수 있다. 검출된 설치오차에 기초하여 테이블 및 스핀들 헤드의 적어도 하나를 구동하여 베드 구조물의 변형에도 불구하고 공작물과 공구의 정렬을 정확하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 베드 구조물의 변형으로 인한 공작물과 공구의 정렬불량을 자동으로 수정하여 가공 정밀도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 머시닝 센터를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 팔레트 하중이 인가되는 베드 구조물의 제1 베드영역에 테이블이 위치하는 경우 베드 구조물의 하중분포와 변형곡선을 나타내는 도면이다.
도 3a는 테이블이 도 2에 도시된 제1 베드영역에 위치하는 경우의 베드 기울기와 테이블 설치오차 사이의 기하학적 관계를 나타내는 도면이다.
도 3b는 테이블이 도 2에 도시된 제2 베드영역에 위치하는 경우의 베드 기울기와 스핀들 설치오차 사이의 기하학적인 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 팔레트 하중이 인가되는 베드 구조물의 제3 베드영역에 테이블이 위치하는 경우 베드 구조물의 하중분포와 변형곡선을 나타내는 도면이다.
도 5는 테이블이 제3 베드영역에 위치하는 경우의 베드변형과 테이블 설치오차 및 스핀들 설치오차 사이의 기하학적 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 테이블이 팔레트 하중이 인가되는 베드 구조물의 제2 및 제3 베드영역에 걸쳐서 위치하는 경우 베드 구조물의 하중분포와 변형곡선을 나타내는 도면이다.
도 7a는 도 6에 도시된 테이블 하중점에서 베드 변형과 테이블 설치오차의 기하학적 관계를 나타내는 도면이다.
도 7b는 테이블이 제2 변형라인을 따라 이동하여 제2 변형 변곡점을 통과하는 순간을 나타내는 도면이다.
도 7c는 테이블이 제2 변형 변곡점을 통과한 후 제3 변형라인과 임의의 지점에서 접촉하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 팔레트 하중이 인가되지 않는 베드 구조물의 제1 베드영역에 테이블이 위치하는 경우 베드 구조물의 하중분포와 변형곡선을 나타내는 도면이다.
도 9는 테이블이 도 8에 도시된 제1 베드영역에 위치하는 경우의 베드 변형과 테이블 설치오차 사이의 기하학적 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 2에 도시된 테이블 및 스핀들 어셈블리에 각각 설치된 공작물 및 공구의 정렬불량을 나타내는 도면이다.
도 11a는 도 10에 도시된 테이블의 설치오차를 보정하여 공구를 중심으로 공작물을 정렬하도록 테이블의 위치를 보정하는 도면이다.
도 11b는 도 10에 도시된 스핀들 어셈블리의 설치오차를 보정하여 공작물을 중심으로 공구가 정렬하도록 스핀들 헤드의 위치를 보정하는 도면이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는" 과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 머시닝 센터를 개략적으로 나타내는 구성도이다. 본 실시예에서는 예시적으로 스핀들의 주축이 수평하게 배치되는 수평형 머시닝 센터를 개시하고 있지만, 베드 구조물이 폭보다 길이가 긴 세장형 부재로 제공되는 한 수평형 머시닝 센터뿐만 아니라 다양한 수치해석 공작기계에도 본 발명의 기술사상이 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 머시닝 센터(1000)는 상면에 인가되는 분포하중에 의해 길이방향의 변형곡선을 따라 변형하고 변형 변곡부의 베드높이를 검출하는 한 쌍의 검출센서를 구비하는 베드 구조물(100), 공작물이 선택적으로 대기하는 팔레트(220)가 결합되고 상기 베드 구조물(100)의 제1 단부(101)에 고정되어 팔레트 하중을 인가하는 팔레트 구조물(200), 상기 공작물을 가공하는 공구가 결합되고 상기 베드 구조물(100)의 제2 단부(102)에 고정되어 스핀들 하중을 인가하는 스핀들 어셈블리(300), 상기 공작물을 고정하고 상기 베드 구조물(100) 상에 이동가능하게 장착되어 테이블 하중을 인가하는 테이블(400) 및 상기 베드 구조물(100)의 변형에 의한 상기 스핀들 어셈블리(300) 및 상기 테이블(400)의 설치오차를 검출하여 상기 공작물과 상기 공구를 자동으로 정렬하는 자동 중심 정렬기(500)를 포함한다.

일실시예로서, 상기 베드 구조물(100)은 상부에 설치되는 팔레트 구조물(200), 스핀들 어셈블리(300) 및 테이블(400)을 지지할 수 있을 정도의 강도를 구비하는 일체형 구조물로서 폭보다 긴 길이를 갖는 세장형 부재로 제공된다.

베드 구조물(100)의 제1 단부(101)에는 상기 팔레트 구조물(200)이 선택적으로 배치되고 이와 대칭적인 제2 단부(102)에는 스핀들 어셈블리(300)와 일체로 결합된다. 상기 스핀들 어셈블리(300)는 머시닝 센터의 칼럼 구조물(미도시)과 일체로 제공되며 상기 칼럼 구조물의 측부에는 공구 교환기와 같은 다양한 부가장치가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 팔레트 구조물(200)과 결합하는 베드 구조물(100)의 제1 단부(101)는 세장형 부재의 자유단을 구성하고 스핀들 어셈블리(300)와 결합하는 제2 단부(102)는 상기 세장형 부재의 고정단을 구성한다.

예를 들면, 상기 베드 구조물(100)은 고강도 및 고강성을 갖는 입체형상을 갖는 일체형 몸체(110)와 상기 제1 및 제2 단부(101,102)에서 상기 몸체(110)를 지지하고 바닥면으로부터 상기 베드 구조물(100)의 설치높이(h1, h2)를 조절할 수 있는 지지부(120)를 구비한다.

특히, 상기 지지부(120)는 수평조절 부재를 구비하여 설치되는 바닥면의 균일도와 무관하게 베드 구조물(100)의 상면이 수평을 조절할 수 있도록 개별적으로 설치높이를 조절할 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 제1 단부(101)는 바닥면으로부터 제1 설치높이(h1)를 갖고 제2 단부(102)는 바닥면으로부터 제2 높이(h2)를 갖도는다.

상기 몸체(110)는 일정한 폭과 길이 및 높이를 갖고 상면에 상기 테이블(200)이 고정되는 결합부(미도시)를 구비하고 상기 결합부에 결합된 테이블(400)을 구동하기 위한 구동수단(130)을 몸체(110)의 측부 또는 내부에 구비한다. 상기 구동수단(130)은 가공대상 공작물(MO)의 하중에 따라 정격출력이 조절되는 서보 모터(servo motor)를 포함한다.

세장형 부재로 제공되는 상기 베드 구조물(100)의 상면에 팔레트 하중, 테이블 하중 및 스핀들 하중이 작용하면 길이방향(x)을 따라 연속적인 분포하중이 작용하게 되고 이에 따라 베드 구조물의 물성에 따라 x 방향을 따라 변형하게 된다.

이때, 상기 몸체(110)의 하면에는 변형 변곡부에서의 베드높이를 검출하기 위한 적어도 한 쌍의 검출센서(130)가 배치된다. 상기 변형 변곡부는 상면에 인가되는 분포하중의 특성에 따라 다양하게 제공될 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 제1 단부(101)로부터 차례대로 팔레트 하중, 테이블 하중 및 스핀들 하중이 작용하는 경우를 가정하고 상기 하중들의 다양한 조합에 대해 상기 베드 구조물(100)에 작용하는 변형곡선을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 수득하고 상기 다수 변형곡선들에 공통적으로 적용할 수 있는 변형 극대영역과 변형 극소영역을 검색한 후, 상기 변형 극대영역의 임의 지점인 변형 극대점에 제1 갭 센서(131)를 배치하고 상기 변형 극소영역의 임의 지점인 변형 극소점에 제2 갭 센서(132)를 배치한다. 이에 따라, 상기 몸체(110)의 하부에는 변형 극대점과 극소점에서 몸체(110)의 하면과 설치 바닥면 사이의 간격(gap)을 각각 측정할 수 있는 제1 및 제2 갭 센서(131,132)가 상기 검출센서(130)로 제공된다.

상기 팔레트 구조물(200)은 팔레트 지지부(210)와 팔레트 지지부(210) 상에 탈착 가능하게 배치되고 가공을 위해 대기 중인 대기 공작물(SO)이 탑재되는 팔레트(220)를 구비한다. 상기 팔레트 구조물(200)은 가공대상 구조물이 탑재된 팔레트(220)를 상기 테이블(400)과 팔레트 지지부(210) 사이에서 자동으로 이동하면서 연속적으로 공작물을 가공한다.

본 실시예의 경우, 상기 팔레트 구조물(200)은 상기 팔레트 지지부(210)가 배치되는 대기영역과 상기 테이블(400)이 배치되는 가공영역 사이에서 수치제어 알고리즘에 따라 자동으로 상기 팔레트(220)를 이동시키는 자동 팔레트 교환기(automatic pallet changer, ATC)를 포함한다.

대기영역의 팔레트(220) 상에 대기 공작물(SO)이 탑재되면 공작물 가공을 위한 수치제어 알고리즘에 따라 상기 팔레트(220)는 가공영역에 배치된 테이블(400)로 이송되어 장착된다. 이에 따라, 상기 팔레트(220)에 탑재된 대기 공작물(SO)은 가공대상 공작물(MO)이 되어 정해진 가공작업이 수행된다.

가공영역에서 상기 가공대상 공작물(M)에 대한 가공이 진행되는 동안, 대기영역의 상기 지지부(310)에는 다른 팔레트에 탑재된 대기 공작물이 선택적으로 배치되어 그 다음 공정을 위해 대기한다. 가공영역에서 가공이 완료된 상기 가공대상 공작물(MO)은 팔레트(220)와 함께 자동으로 대기영역으로 이송되고 상기 팔레트 지지(310)에서 대기 중인 팔레트가 자동으로 가공영역의 테이블(400)로 공급된다. 따라서, 수치제어에 의해 자동으로 수행되는 가공공정의 각 단계별로 공작물의 세팅에 따른 중단 없이 연속적으로 공작물을 가공할 수 있다.

이때, 상기 팔레트 구조물(200)은 베드 구조물(100)의 제1 단부(101)에 구비되어 상대적으로 큰 굽힘 응력을 베드 구조물(100)에 생성하고, 이에 따라 베드 구조물(100)에는 길이방향을 따라 굽힘응력에 의한 변형이 발생한다.

특히, 베드 구조물(100)의 상면에 배치되는 테이블(400)과 스핀들 어셈블리(300)와 달리 팔레트 구조물(200)의 대기 공작물(SO)은 가공의 목적에 따라 선택적으로 탑재되므로, 대기 공작물(SO)의 유무에 따라 상기 베드 구조물(100)의 길이방향 변형이 달라질 수 있다. 베드 구조물(100)의 길이방향의 변형은 상면에 구비된 스핀들 어셈블리(300)와 테이블(400)의 정렬불량을 야기하게 된다.

상기 베드 구조물(100)의 제2 단부(102)의 측부에는 상기 몸체(110)의 높이 방향을 따라 기둥형상으로 배치되는 칼럼 구조물(미도시)이 구비되고 상기 칼럼 구조물과 연결되는 스핀들 어셈블리(300)는 제2 단부(102)에 고정된다. 후술하는 자동 중심 정렬기(500)와 상기 팔레트 구조물(200), 스핀들 어셈블리(300) 및 테이블(400)을 공구 교환기와 같은 부수장치와 함께 유기적으로 제어하여 수치제어 알고리즘에 따라 상기 가공대상 공작물(MO)을 가공하는 제어박스(미도시)도 상기 칼럼 구조물의 측부에 배치될 수 있다.

상기 스핀들 어셈블리(300)는 상기 칼럼 구조물과 일체로 제공되고 상기 제2 단부(102)의 상면에 고정되는 이송칼럼(310) 및 상기 이송칼럼(310)에 회전가능하게 구비되고 공작물을 가공하기 위한 작업공구(T)가 장착되는 스핀들 헤드(320)를 구비한다. 상기 스핀들 헤드(320)는 이송칼럼(310)을 통하여 베드 구조물(100)의 상부에서 3축 방향으로 이송할 수 있고 상기 스핀들 헤드(320)는 베드 구조물(100)의 폭 방향인 z축을 중심으로 회전하여 이송칼럼(310)에 대한 작업공구(T)의 상대적인 경사도를 조절할 수 있다.

테이블(400)에 장착된 가공대상 공작물(MO)과 스핀들 헤드(320)에 고정된 공구(T)는 상기 테이블(400)과 스핀들 헤드(320)의 위치를 미세 조정하여 가공위치와 공구중심을 일렬로 정렬할 수 있다.

상기 테이블(400)은 상기 베드 구조물(100)의 결합부에 고정되고 가공대상 공작물(MO)은 테이블(400)에 장착된다. 본 실시예의 경우, 상기 가공대상 공작물(MO)은 자동 팔레트 교환기의 팔레트와 일체로 테이블(400)에 장착될 수 있으며 가공이 완료되면 팔레트와 함께 테이블(400)로 분리될 수 있다.

이때, 상기 테이블(400)은 작업환경이나 공작물에 대한 가공의 종류에 따라 다양한 형상과 구조를 갖도록 제공되며 머시닝 센터(1000)의 주된 용도에 맞게 상기 머시닝 센터(1000)와 일체로 제공될 수도 있고 특수한 가공의 필요성에 따라 머시닝 센터와 별개로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 테이블(400)은 상기 베드 구조물(100)에 탈착 가능한 구조를 갖고 공작물에 대한 가공의 필요에 따라 수시로 교체될 수 있다.

또한, 가공의 특성 및 작업공구(T)의 규격에 따라 상기 테이블(400)은 스핀들 어셈블리(300)에 대한 상대적인 이격거리를 조절할 수 있다. 예를 들면, 상대적으로 길이가 긴 공구를 이용하여 공작물(MO)을 관통하는 가공을 수행하는 경우에는 테이블(400)을 공구(T) 쪽으로 이송시켜 테이블(400)과 스핀들 어셈블리(300) 사이의 이격거리를 멀게 설정하고 상대적으로 짧은 길이를 갖는 공구를 이용하여 공작물(MO)의 표면에 리세스를 형성하는 경우에는 테이블(400)을 공구(T)로부터 멀어지도록 이송시켜 테이블(400)과 스핀들 어셈블리(300) 사이의 이격거리를 가깝게 설정할 수 있다.

이때, 상기 테이블(400)은 바닥면에 대하여 수평을 유지하는 베드 구조물(100)의 상면과 중심축이 서로 수직하게 배치된다. 이하, 베드 구조물(100)이 변형되기 전 상면과 수직하게 배치되는 테이블 중심축을 수직축(401a)이라 한다. 이에 따라, 테이블(400)에 장착되는 가공대상 공작물(MO)도 상기 수직축(401a)을 기준으로 장착된다.

공작물(MO)을 가공하는 공구(T)는 스핀들 헤드(320)에 장착되고 상기 스핀들 헤드(320)는 베드 구조물(100)의 상면과 평행하고 이송칼럼(310)에 수직한 헤드축(미도시)을 갖는다. 이에 따라, 스핀들 헤드(320)에 장착된 공구(T)는 베드 구조물(100)의 상면과 평행하게 배치되어 공작물(MO)의 가공위치와 나란하게 정렬한다. 상기 공구(T)는 도 1에 도시된 3차원 직각 좌표계에 의해 공작물(MO)의 가공위치를 정확하게 탐색할 수 있다.

상술한 바와 같은 머시닝 센터(1000)의 구성에 따라 상기 베드 구조물(100)에는 대기 공작물(SO)이 탑재된 팔레트 구조물(100)에 의해 상기 제1 단부(101)에 선택적으로 인가되는 팔레트 하중(도 2의 PL), 스핀들 어셈블리(300)에 의해 상기 제2 단부(102)에 인가되는 스핀들 하중(도 2의 SL) 및 가공대상 공작물(MO)을 탑재하고 x 방향을 따라 선택적으로 이동할 수 있는 테이블 하중(도 2의 TL)이 분포하게 된다.

제1 단부(101)와 제2 단부(102)를 구비하고 세장부재의 형상을 갖는 베드 구조물(100)은 상면에 인가되는 상기 하중분포에 따라 길이방향(x)을 따라 연속적으로 변형되어 길이방향(x)을 따른 변형곡선을 생성한다. 상기 변형곡선은 상기 분포하중의 특성에 따라 적어도 하나의 변형 변곡점을 구비하고 x방향의 각 위치에서 베드 구조물(100)의 y 방향 변형을 나타낸다.

상기 변형곡선은 상기 변형 변곡점을 기준으로 구분된 다수의 베드영역에 대해 개별적으로 적용되는 이산형 변형곡선으로 제공될 수도 있고 상기 베드 구조물(100)의 전체 길이에 대해 단일하고 연속적인 변형곡선으로 제공될 수도 있다. 각 베드영역에 대한 이산형 변형곡선은 선형으로 근사화시킨 변형라인을 포함하고, 연속형 변형곡선은 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 제공되는 변형 다항식을 포함할 수 있다.

특히, 상기 팔레트 하중은 가공의 종류와 단계에 따라 선택적으로 인가되는 하중이지만 팔레트 하중으로 인한 변형은 상대적으로 크게 발생하므로 팔레트 하중의 유무에 따라 베드 구조물(100)의 전체 변형은 달라진다. 이에 따라, 상기 베드 구조물(100)의 상면에 배치된 스핀들 어셈블리(300)의 이송칼럼(310)과 테이블(400)의 중심축은 베드 구조물(100)의 변형만큼 설치오차가 발생한다.

따라서, 가공대상 공작물(MO)에 대한 가공이 수행되기 전에 상기 테이블(400)과 스핀들 어셈블리(300)의 설치오차를 보정하여 가공대상 공작물(MO)과 공구(T)의 정렬불량을 해소하기 위한 자동 중심 정렬기(500)가 제공된다.

본 실시예의 경우, 상기 자동 중심 정렬기(500)는 상기 칼럼 구조물(미도시)의 측부에 구비된 제어박스와 일체로 제공된다. 그러나, 제어박스와 별개로 제공될 수도 있음은 자명하다.

예를 들면, 상기 자동 중심 정렬기(500)는 상기 베드 구조물(100)의 높이와 상기 테이블의 위치를 검출하는 검출부(510), 상기 설치오차를 수득하는 오차 생성부(530) 및 상기 설치오차를 보정하도록 상기 테이블 및 상기 스핀들 어셈블리를 구동하는 구동신호를 생성하는 구동부(550)를 포함한다.

상기 검출부(510)는 상기 베드 구조물(100)의 높이를 검출하는 제1 검출부(511) 및 상기 테이블의 위치를 검출하는 제2 검출부(512)를 포함한다.

상기 제1 검출부(511)는 베드 구조물(100)의 제1 단부(101) 및 제2 단부(102)의 설치높이(h1, h2)와 변형 변곡점에서의 베드높이(G1, G2)를 검출한다. 예를 들면, 상기 제1 검출부(511)는 상기 지지부(120)에 배치된 위치센서(미도시)로부터 제1 단부(101) 및 제2 단부(102)에서의 베드 구조물의 높이인 제1 및 제2 설치높이(h1,h2)를 검출하고, 상기 제1 단부(101)와 제2 단부(102) 사이에 배치된 제1 및 제2 갭 센서(131, 132)로부터 변형 극대점과 변형 극소점에서의 베드 구조물(100)의 높인 제1 및 제2 베드높이(G1,G2)를 검출한다.

상기 팔레트 하중(PL), 스핀들 하중(SL) 및 테이블 하중(TL)이 베드 구조물(100)에 모두 작용하는 경우 변형곡선은 변형 극대점과 변형 극소점을 구비한다. 이에 따라, 변형 극대점과 극소점에 각각 제1 및 제2 갭 센서(131,132)를 배치하여 제1 및 제2 베드높이(G1, G2)를 개별적으로 검출한다.

본 실시예에서는 제1 단부(101) 및 제2 단부(102)에서의 설치높이는 위치센서에 의해 검출하는 것을 개시하고 있지만, 후술하는 저장부(540)에 저장된 베드 구조물(100)의 형상과 설치내역에 관한 장치상수로부터 수득할 수도 있다.

상기 제2 검출부(512)는 베드 구조물(100)의 상면에서 테이블(400)의 위치를 검출하여 베드 구조물(100)에 작용하는 테이블 하중의 작용점(load point) 위치를 결정할 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 테이블(200)은 가공대상 공작물(MO)의 하중에 따라 정격출력이 조절되는 서보 모터(servo motor)에 의해 구동되므로, 상기 제2 검출부(512)는 상기 서보모터의 동작정보를 검출하는 모터 인코더(motor encoder)를 구비할 수 있다. 상기 모터 인코더는 서보모터의 회전속도, 회전방향 및 회전각을 검출하여 길이방향(x)의 선형 이동거리를 수득하고 초기 상태의 테이블 위치와 이동거리를 통하여 테이블(400)의 현재위치를 검출한다.

상기 검출부(510)에 의해 검출된 베드 구조물(100)의 수직변위와 테이블(400)의 x방향 위치를 통한 수평변위를 검출하여 베드 구조물(100)의 변형 및 테이블(400)과 스핀들 어셈블리(300)의 설치오차를 검출할 수 있다.

예를 들면, 상기 오차 생성부(530)는 변형 극대점에서 상기 베드 구조물의 높이변화를 검출하여 상기 팔레트 하중(PL)의 유무를 검출하는 팔레트 하중 센서(531), 상기 스핀들 하중(SL) 및 상기 테이블 하중(TL)의 작용점에서 상기 베드 구조물(100)의 변형을 베드 기울기(θ)로 수득하는 베드변형 수득부(532) 및 상기 베드 기울기(θ)로부터 상기 설치오차를 수득하는 설치오차 수득부(533)를 포함한다.

상기 제1 단부(101)에 팔레트 하중(PL)이 인가되는 경우 상기 팔레트 구조물(200)과 테이블(400) 사이에는 테이블 구조물(100)의 상면에 인장변형이 발생하는 변형 극대점이 위치하고 테이블(400)과 스핀들 어셈블리(300) 사이에는 테이블 구조물(100)의 상면에 압축변형이 발생하는 변형 극소점이 위치한다. 변형 극대점에서의 베드 구조물(100)의 높이는 제1 갭 센서(131)에 의해 제1 베드높이(G1)로 검출되고 변형 극소점에서의 베드 구조물(100)의 높이는 제2 갭 센서(132)에 의해 제2 베드높이(G2)로 검출된다. 한편, 상기 제1 단부(101)에 작용하는 팔레트 하중(PL)을 무시할 수 있는 경우에는 상기 팔레트 구조물(200)과 테이블(400) 사이에서 변형 극대점은 나타나지 않고 테이블(400)과 스핀들 어셈블리(300) 사이의 변형 극소점은 나타난다.

이에 따라, 팔레트 하중(PL)의 인가여부에 따라 변형 극소점에서의 베드높이 변화는 크지 않지만 변형 극대점에서는 베드높이의 변화가 크게 발생한다.

상기 검출부(510)에 의해 제1 및 제2 베드높이(G1,G2)가 수득되면, 상기 팔레트 하중 센서(431)는 상기 변형 극대점의 설치 당시 베드 구조물(100)의 높이인 설치높이와 제1 갭 센서(131)에 의해 검출된 제1 베드높이(G1)를 비교하여 팔레트 하중(PL)의 인가여부를 판단한다.

상기 변형 극대점에서 인장변형이 발생하는 경우 상기 제1 베드높이(G1)는 설치높이보다 크게 되므로 제1 베드높이와 설치높이의 차이는 양의 값을 갖게 된다. 이와 달리, 상기 변형 극대점에서 인장변형을 무시할 수 있는 경우 상기 제1 베드높이(G1)는 설치높이보다 작게 되므로 제1 베드높이(G1)와 설치높이의 차이는 음의 값을 갖게 된다.

따라서, 상기 팔레트 하중 센서(531)는 변형 극대점에서의 제1 베드높이(G1)와 설치높이를 비교하여 상기 팔레트 하중(PL)의 인가여부를 판단할 수 있다.

팔레트 하중(PL)이 인가되지 않는 경우에는 상기 제1 베드 높이((G1)는 후술하는 베드변형 및 설치오차 검출에 고려되지 않으며, 팔레트 하중(PL)이 인가되는 경우에는 상기 제1 베드높이(G1)를 이용하여 베드변형과 설치오차를 검출할 수 있다.

상기 베드변형 수득부(532) 및 설치오차 수득부(533)는 제1 단부(101)에 작용하는 상기 팔레트 하중(PL)과 테이블 위치를 고려하여 베드 구조물(100)의 변형과 이로 인한 테이블 설치오차 및 스핀들 설치오차를 검출한다.

상기 베드변형 수득부(532)는 테이블 하중(TL)의 작용점과 스핀들 하중(SL)의 작용점에서 상기 변형곡선의 기울기를 검출함으로써 상기 테이블(400) 및 상기 스핀들 어셈블리(300)와 접촉하는 베드 구조물(100)의 변형을 수득할 수 있다.

예를 들면, 상기 변형곡선이 상기 베드 구조물(100)의 길이방향을 따라 연속한 다항식으로 주어지는 경우, 상기 베드변형은 상기 테이블 하중(TL) 작용점 및 스핀들 하중(SL) 작용점에서 상기 다항식의 순간 기울기를 검출함으로써 수득할 수 있다. 이와 달리, 상기 변형곡선이 상기 변형 변곡부를 중심으로 구분된 각 베드영역에서 선형으로 근사된 1차식으로 주어지는 경우, 상기 베드 변형은 근사화된 1차식의 기울기로 수득할 수 있다.

특히, 상기 변형곡선이 1차식으로 주어지는 경우, 테이블 하중점이나 스핀들 하중점에서의 기울기는 상기 테이블(400) 및 스핀들 어셈블리(300)가 배치되는 베드영역에서 근사화된 1차식의 기울기와 동일하므로 반드시 하중 작용점에서의 기울기로써 설치오차를 수득할 필요는 없다. 따라서, 변형이 극대화되는 변형 극대점이나 극소점에서의 측정값을 이용하여 테이블 하중 및 스핀들 하중의 작용점이 위치하는 베드영역의 기울기를 용이하게 검출할 수 있다.

예를 들면, 상기 변형곡선을 변형 극대점과 변형 극소점을 기준으로 구분된 각 베드영역의 변형을 선형적으로 근사화시키는 변형라인으로 제공되는 경우, 상기 제1 단부(101)로부터 변형 극대점이나 극소점까지의 거리와 변형 극대점 및 극소점에서의 베드 구조물(100)의 높이를 측정함으로써 상기 변형라인의 기울기를 용이하게 수득할 수 있다. 상기 변형라인의 기울기를 수득함으로써 해당 베드영역에서 베드 구조물(100)의 변형크기를 검출할 수 있다.

이때, 이동하중인 테이블 하중의 작용점이 이동함에 따라 베드 구조물(100)에 인가되는 분포하중이 변경될 수 있지만, 테이블 하중(TL)의 작용점 변경범위는 상기 머시닝 센터(1000)의 가공영역으로 한정되어 있고 가공영역 내의 테이블 하중작용점 변화로 인한 굽힘 응력의 변화는 변형곡선에 미치는 영향이 크지 않다. 따라서, 상기 베드변형 수득부(532)에 의해 수득된 베드 기울기는 상기 테이블(400)의 이동과 무관하게 특정될 수 있다.

상기 설치오차 수득부(533)는 상기 베드변형 수득부(532)에서 검출한 베드 변형을 이용하여 테이블 설치오차(α1) 및 스핀들 설치오차(α2)를 수득한다. 상기 테이블(400)은 베드 구조물(100)의 상면에 접촉하여 이동하므로 테이블(400)이 위치하는 베드영역의 베드변형에 따라 테이블 설치오차(α1)가 달라진다. 한편, 스핀들 어셈블리(300)는 제2 단부(102)에 고정되어 배치되므로, 제2 단부(102)가 위치하는 베드영역의 베드변형에 따라 스핀들 설치오차(α2)가 결정된다. 따라서, 테이블 설치오차(α1)는 테이블(400)의 위치에 따라 변동되지만, 스핀들 설치오차(α2)는 베드 구조물(100)의 변형곡선이 특정되면 일의적으로 결정된다.

이하, 팔레트 하중(PL)의 유무와 테이블(400)의 x 방향 위치를 고려하여 테이블 설치오차(α1)와 스핀들 설치오차(α2)를 검출하는 과정을 상세하게 설명한다.

도 2는 팔레트 하중이 인가되는 베드 구조물의 제1 베드영역에 테이블이 위치하는 경우 베드 구조물의 하중분포와 변형곡선을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 제1 단부(101)에 인가되는 팔레트 하중(PL), 테이블 하중(TL) 및 제2 단부(102)에 인가되는 스핀들 하중(SL)으로 구성되는 분포하중에 의해 상기 베드 구조물(100)의 변형곡선(DC)은 상면에서 인장변형이 발생하는 변형 극대점(a)과 상면에서 압축변형이 발생하는 변형 극소점(b)을 갖게 된다.

이때, 상기 제1 단부(101)를 기준으로 제1 변형 극대점(a)의 x 좌표는 d1, 테이블 하중점의 x 좌표는 d2, 제2 변형 극소점(b)의 x 좌표는 d3, 스핀들 하중점의 x 좌표는 d4로 주어진다. 변형 극대점 및 극소점(a.b)의 x 좌표는 베드 구조물(100)에 인가되는 분포하중의 분석을 통하여 결정되고 테이블 하중점의 x 좌표는 제2 검출부(520)에 의해 검출되며 스핀들 하중점의 x 좌표는 베드 구조물(100)의 설치내역으로서 장치상수로 제공된다.

이에 따라, 제1 단부(101)로부터 변형 극대점(a)까지의 거리는 d1이며, 테이블 하중점까지의 거리는 d2이다. 또한, 제1 단부(101)로부터 변형 극소점(b)까지의 거리는 d3이며 스핀들 하중점까지의 거리는 d4로 설정된다. 또한, 상기 변형 극대점 및 극소점(a,b)에서의 베드 구조물(100)의 높이는 제1 검출부(511)에 의해 제1 및 제2 베드높이(G1, G2)로 검출된다.

상기 베드 구조물(100)은 변형 극대점 및 극소점(a,b)을 기준으로 상이하게 변형한다. 이에 따라, 상기 베드 구조물(100)의 영역을 제1 단부(101)로부터 변형 극대점(a)까지의 제1 베드영역(A), 변형 극대점(a)부터 변형 극소점(b)까지의 제2 베드영역(B) 및 변형 극소점(b)부터 제2 단부(102)까지의 제3 베드 영역(C)으로 구분하는 경우, 각 베드영역에서 상기 변형곡선(DC)은 일정한 신뢰도를 갖고 1차식으로 근사시킬 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 하중분포에 의한 베드 구조물(100) 변형곡선(DC)은 제1 베드영역(A)에서 우상향 하는 기울기를 갖는 팔레트 변형라인(PDL), 제2 베드영역(B)에서 우하향 하는 기울기를 갖는 제1 변형라인(DL1) 및 제3 베드영역(C)에서 우상향 하는 기울기를 갖는 제2 변형라인(DL2)을 포함한다.

상기 테이블(400)은 제2 및 제3 베드 영역(B,C) 사이를 이동할 수 있고 상기 스핀들 어셈블리(300)는 제3 베드 영역(C)의 제2 단부(102)에 고정되므로 테이블 설치오차(α1) 및 스핀들 설치오차(α2)는 각각 제2 및 제3 베드 영역(B,C)의 베드 기울기에 따라 결정된다. 제1 및 제2 변형라인(DL1, DL2)에서 상기 제2 및 제3 베드 영역(B,C)의 기울기는 일정하게 제공된다.

상기 제1 변형라인(DC1)의 베드 기울기(θ1) 및 제2 변형라인(DC2)의 베드 기울기(θ2)는 각각 아래의 식(1) 및 식(2)와 같이 계산된다.

----- (1)

----- (2)

식(1) 및 식(2)에서, 변형 극대점 및 극소점(a.b)까지의 거리(d1, d3)는 상기 하중분포에 의한 베드 구조물(100)의 하중분포 해석에 의해 수득되고 상기 제2 단부(102)까지의 거리(d4) 및 제2 단부(102)에서의 베드 높이(h2)는 베드 구조물(100)의 장치상수로 제공된다. 또한, 상기 변형 극대점 및 극소점(a,b)에서의 베드 구조물(100)의 높이는 측정값으로서 제공된다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 베드 기울기(θ1, θ2)은 베드 구조물(100)에 대한 분포하중에 의해 특정되며 베드변형 수득부(532)에 의해 자동으로 검출된다.

상기한 바와 같은 하중분포와 변형특성을 갖는 베드 구조물(100) 상에 배치된 테이블(400)은 테이블 하중점의 x 방향 위치에 따라 서로 다른 설치오차(α1)를 갖는다.

도 3a는 테이블이 도 2에 도시된 제1 베드영역에 위치하는 경우의 베드 기울기와 테이블 설치오차 사이의 기하학적 관계를 나타내는 도면이고, 도 3b는 테이블이 도 2에 도시된 제2 베드영역에 위치하는 경우의 베드 기울기와 스핀들 설치오차 사이의 기하학적인 관계를 나타내는 도면이다.

도 3a를 참조하면, 상기 테이블(400)이 제2 베드영역(B)에만 위치하는 경우, 상기 테이블 하중점은 식(3)을 만족하는 범위에 위치할 수 있다.

----- (3) (단, l 은 테이블의 x 방향 길이)

이때, 상기 테이블(400)은 제1 변형라인(DL1)을 따라 변형하는 베드 구조물(100)의 상면과 접촉하여 상기 제2 베드 영역(B)과 일체로 거동하므로, 테이블(400)도 상기 제1 베드 기울기(θ1)만큼 편차가 발생한다.

이에 따라, 상기 테이블(400)의 중심축은 변형전의 수직축(401a) 상태에서 제1 베드 기울기(θ1)만큼 시계방향으로 기울어져서 경사축(401b) 상태로 형성되고, 상기 수직축(401a)과 경사축(401b) 사이의 편차량인 테이블 설치오차(α1)는 제1 베드 기울기(θ1)와 동일한 값을 갖게 된다.

따라서, 상기 테이블 하중점이 식(3)을 만족하는 범위에 위치하는 경우, 테이블 설치오차(α1)는 식(4)와 같이 검출된다.

------- (4)

상기 테이블 설치오차(α1)는 상기 제1 베드 기울기(θ1)와 동일한 값이므로 베드 구조물(100)에 대한 분포하중에 의해 특정되며 설치오차 수득부(533)에 의해 자동으로 검출된다.

한편, 상기 스핀들 어셈블리(300)는 제2 변형라인(DL2)을 따라 변형하는 베드 구조물(100)의 상면과 접촉하여 상기 제3 베드영역(C)과 일체로 거동하므로, 스핀들 어셈블리(300)도 상기 제2 베드 기울기(θ2)만큼 편차가 발생한다.

이에 따라, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 스핀들 어셈블리(300)의 이송칼럼(310)은 변형전의 수직 칼럼(201a) 상태에서 반시계방향을 따라 제2 베드 기울기(θ2)만큼 기울어져서 경사 칼럼(201b) 상태로 형성되고, 상기 수직 칼럼(201a)과 경사 칼럼(201b) 사이의 편차량인 스핀들 설치오차(α2)는 제2 베드 기울기(θ2)와 동일한 값을 갖게 된다.

따라서, 테이블 하중점이 식(3)을 만족하도록 테이블(400)이 위치하는 경우, 상기 스핀들 설치오차(α2)는 식(5)와 같이 검출된다.

---- (5)

상기 스핀들 설치오차(α2)는 상기 제2 베드 기울기(θ2)와 동일한 값이므로 베드 구조물(100)에 대한 분포하중에 의해 특정되며 설치오차 수득부(533)에 의해 자동으로 검출된다.

따라서, 테이블이 상기 제2 베드영역(B)에 위치하는 경우, 테이블 설치오차(α1)는 식(4)에 의해 검출되고 스핀들 설치오차(α2)는 식(5)에 의해 검출할 수 있다.

한편, 상기 테이블(400)이 이동하여 제3 베드영역(C)에 위치하는 경우, 테이블 설치오차(α1)와 스핀들 설치오차(α2)는 서로 동일한 값을 갖는다.

도 4는 팔레트 하중이 인가되는 베드 구조물의 제3 베드영역에 테이블이 위치하는 경우 베드 구조물의 하중분포와 변형곡선을 나타내는 도면이다. 도 5는 테이블이 제3 베드영역에 위치하는 경우의 베드변형과 테이블 설치오차 및 스핀들 설치오차 사이의 기하학적 관계를 나타내는 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 테이블(400)이 제3 베드영역(C)에만 위치하는 경우, 상기 테이블 하중점은 식(6)을 만족하는 범위에 위치할 수 있다.

---- (6) (단, l 은 테이블의 x 방향 길이)

이때, 상기 테이블(400)은 제2 변형라인(DL2)을 따라 변형하는 베드 구조물(100)의 상면과 접촉하여 베드 구조물(100)과 일체로 거동하므로, 테이블(400)도 상기 제2 베드 기울기(θ2)만큼 편차가 발생한다.

이에 따라, 상기 테이블(400)의 중심축은 변형전의 수직축(401a) 상태에서 제2 베드 기울기(θ2)만큼 기울어져서 경사축(401b) 상태로 형성되고, 상기 수직축(401a)과 경사축(401b) 사이의 편차량인 테이블 설치오차(α1)는 제2 변형라인(DL2)의 기울기와 동일한 값을 갖게 된다.

따라서, 상기 테이블 하중점이 식(6)을 만족하는 범위에 위치하는 경우, 테이블 설치오차(α1)는 식(7)과 같이 검출된다.

------- (7)

상기 제2 베드 기울기(θ2)와 동일한 값이므로 상기 테이블 설치오차(α1)는 베드 구조물(100)에 대한 베드 구조물에 대한 분포하중에 의해 특정되며 설치오차 수득부(533)에 의해 자동으로 검출된다.

이때, 상기 스핀들 어셈블리(300)는 제3 베드영역(C)에 고정되므로 스핀들 설치오차(α2)는 상술한 식(5)와 동일하다.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 테이블(400)이 제3 베드영역(C)에만 위치하는 경우 테이블 설치오차(α1)와 스핀들 설치오차(α2)는 서로 동일하며 식(7)에 의해 검출할 수 있다.

특히, 테이블(400)과 스핀들 어셈블리(300)는 동일한 설치오차만큼 같은 방향으로 기울어지게 배치되므로, 가공대상 공작물(MO)과 공구(T)의 정렬불량은 발생하지 않는다. 따라서, 테이블(400)이 제3 베드영역(C)에 위치하는 경우, 상기 설치오차 수득부(533)는 테이블 및 스핀들 설치오차(α1, α2)를 검출하지 않거나 검출하더라도 후술하는 바와 같이 설치오차를 보정하기 위한 오차보정 신호를 생성하지 않을 수 있다.

도 6은 테이블이 팔레트 하중이 인가되는 베드 구조물의 제2 및 제3 베드영역에 걸쳐서 위치하는 경우 베드 구조물의 하중분포와 변형곡선을 나타내는 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 테이블(400)이 제2 및 제3 베드영역(B, C)에 걸치도록 위치하는 경우 상기 테이블 하중점은 식(8)을 만족하는 범위에 위치할 수 있다.

---- (8) (단, l 은 테이블의 x 방향 길이)

이때, 상기 테이블(400)은 제1 변형라인(DL1)을 따라 변형하는 제2 베드영역(B) 및 제2 변형라인(DL2)을 따라 변형하는 제3 베드영역(C)의 상면과 동시에 접촉하여 상기 베드 구조물(100)과 일체로 거동하므로, 테이블 설치오차(α1)는 제1 및 제2 베드 기울기(θ1, θ2)뿐만 아니라 테이블(400)과 베드 구조물(100)의 접촉 상태(contact configuration)에 의해서도 달라질 수 있다.

도 7a는 도 6에 도시된 테이블 하중점에서 베드 변형과 테이블 설치오차의 기하학적 관계를 나타내는 도면이다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 길이 l 인 테이블(400)의 우측단(R)이 변형 극소점(b)과 일치하는 경우, 테이블(400)은 제1 변형라인(DL1)을 따라 변형하는 제2 베드영역(B)에만 위치하므로 테이블(400)은 시계방향을 따라 제1 베드 기울기(θ1)만큼 편차가 발생한다. 그러나, 테이블(400)이 변형 극소점(b)을 경유하여 스핀들 어셈블리(300) 방향으로 더욱 이동하는 경우 테이블(400)의 우측단(R)은 제2 변형라인(DL2)을 따라 반시계방향으로 회전하면서 이동하게 되어 제1 베드 기울기(θ1)에 의한 편차를 상쇄하게 된다. 이에 따라, 테이블 설치오차(α1)는 제1 베드 기울기(θ1)보다 작아지게 된다.

즉, 테이블(400)이 스핀들 어셈블리(300)를 향하여 이동할수록 좌측단(L)은 제1 변형라인(DL1)을 따라 하강하고 우측단(R)은 제2 변형라인(DL2)을 따라 상승하여 테이블 설치오차(α1)는 제1 베드 기울기(θ1)로부터 점점 줄어들게 된다.

따라서, 테이블 설치오차(α1)는 테이블(400)과 제1 및 제2 변형라인(DL1,DL2)의 접촉 구조(contact configuration)에 따라 달라지며 제1 베드 기울기(θ1)뿐만 아니라 제2 베드 기울기(θ2)에도 의존하게 된다.

이하, 제1 및 제2 변형라인(DL1, DL2)과 접촉하는 테이블(400)의 거동을 해석하여 상기 제2 및 제3 베드영역(B,C)에 걸치도록 배치되는 테이블의 설치오차(α1) 검출식을 제안한다.

도 7b는 테이블이 제2 변형라인을 따라 이동하여 제2 변형 변곡점을 통과하는 순간을 나타내는 도면이고, 도 7c는 테이블이 제2 변형 변곡점을 통과한 후 제3 변형라인과 임의의 지점에서 접촉하는 상태를 나타내는 도면이다.

도 7b를 참조하면, 제1 및 제2 변형라인(DL1,DL2)이 교차하는 변형 극소점(b)을 원점(O)으로 갖는 좌표축을 설정하면, 제1 및 제2 변형(θ1, θ2)을 기울기로 갖는 제1 및 제2 변형라인(DL1,DL2)은 상기 좌표축 상에서 각각

및

라는 1차 함수로 표현할 수 있다.

이때, 제1 및 제2 변형라인(DL1, DL2)의 경계지점에서 상기 테이블(400)은 우측단(R)이 원점과 일치하고 제1 변형라인(DL1)을 따라 변형하는 제2 베드영역(B)상에 위치한다. 따라서, 길이가

인 테이블(400)의 좌측단(L)은 점 C(

)에 위치하게 된다.

테이블(400)이 변형 극소점(b)인 원점(O)을 통과하여 제2 변형라인(DL2)을 따라 이동하는 경우, 테이블(400)의 운동은 선형이동과 제2 베드 기울기(θ2)에 의한 회전이동을 동시에 수행하게 된다. 이에 따라, 테이블(400)에 대한 선형이동과 회전이동의 궤적을 동시에 추적할 수 있도록 점C를 중심으로 갖고 테이블의 길이(

)를 반지름으로 갖는 가상의 기준원(reference circle, RC)을 상기 좌표축 상에 생성한다.

상기 기준원(RC)을 형성하는 테이블(400)이 스핀들 어셈블리(400)를 향하여 x축 방향으로

만큼 이동하는 경우, 테이블(400)은 베드 구조물(100)의 상면과 접촉한 채 이동하므로 도 7c에 도시된 바와 같이 좌측단(L)은 제1 변형라인(DL1)을 따라 이동하여 점C'로 이동하고 우측단(R)은 제2 변형직선(DL2)을 따라 이동하게 된다.

테이블(400)의 길이(

)는 일정하므로 점C'을 중심으로 갖고 테이블의 길이(

)를 반지름으로 갖는 가상의 이동원(moving circle, MC)을 상기 좌표축 상에 생성하면, x축 방향으로 DELTA x 만큼의 테이블(400) 이동에 의해 기준원(RC)의 중심(C)이 이동원(MC)의 중심(C')으로 이동한 것으로 볼 수 있다. 즉, 변형 극소점(b)을 통과하는 상기 테이블(400)의 이동은 상기 기준원(RC)이 이동원(MC)으로 이동한 것으로 해석할 수 있다.

이동원(MC)의 중심C'좌표는 (

)이므로, 상기 이동원(MC)은 식 (9)와 같이 나타낼 수 있다.

---- (9)

따라서, 이동원(MC)에 관한 식(9)와 제2 변형라인(DL2)을 나타내는

를 연립하여 상기 테이블(400)의 우측단(R) 좌표 (R_x,R_y)를 수득할 수 있다.

테이블(400)은 상기 우측단(R)과 좌측단(L)이 위치하는 이동원(MC)의 중심(C')을 연결하는 직선인 테이블 라인(T)을 따라 배치되고 상기 테이블 라인(T)의 기울기((_T)는 식(10)과 같이 계산된다.

---- (10)

도 7c에 도시된 바와 같이, 베드 구조물(100)의 변형에 의해 테이블(400)의 중심축은 변형전의 수직축(401a) 상태에서 설치오차(α1)만큼 시계방향으로 기울어져서 경사축(401b) 상태로 형성되고, 기하학적 관계에 의해 상기 테이블 설치오차(α1)는 식(11)과 같이 수득할 수 있다.

--- (11)

따라서, 테이블 설치오차(α1)는 우측단(R)의 좌표(R_x,R_y)와 제1 및 제2 변형(θ1, θ2)에 의해 일의적으로 결정할 수 있다. 특히, 제1 및 제2 변형(θ1, θ2)은 테이블에 인가되는 하중분포에 의해 특정되므로, 베드 구조물(100)의 하중분포가 특정되는 경우 상기 테이블 설치오차(α1)는 제1 베드영역(B)의 경계영역에서 제2 베드영역(C)으로 테이블(400)이 이송된 이동거리(DELTA x )에 대한 함수로 검출할 수 있다.

즉, 상기 설치오차 수득부(533)는 상기 변형 극소점(b)을 원점으로 갖는 좌표계에서 상기 테이블(400)의 좌측단(L)과 상기 제1 변형라인(DL1)에 따라 변형된 상기 베드 구조물(400)과의 교점인 좌측 접점 및 상기 테이블(400)의 우측단(R)과 상기 제2 변형라인(DL2)에 따라 변형된 상기 베드 구조물9100)과의 교점인 우측 접점을 통과하는 테이블 라인(T)의 기울기(θ_T)에 대한 보각으로 상기 테이블 설치오차(α1)를 수득한다.

본 실시예의 경우, 근의 공식을 이용하여 우측단(R)의 좌표(R_x,R_y)를 구해보면 식(12) 및 (13)과 같이 구해진다.

---- (12)

---- (13)

(단,

)

따라서, 상기 테이블 설치오차(α1)는 식(14)와 같이 수득된다.

--(14)

테이블(400)이 제1 및 제2 변형라인(DL1, DL2)에 걸쳐서 위치하는 경우에도, 스핀들 어셈블리(300)는 제2 단부(102)에 고정되므로, 스핀들 설치오차(α2)는 제2 변형라인(DL2)에 의해서만 결정되며 제2 베드 기울기( θ2)와 동일한 값을 갖는다.

따라서, 상기 스핀들 설치오차(α2)는 식(15)와 같이 결정된다.

---- (15)

이에 따라, 팔레트 하중이 인가되고 테이블(400)이 제2 및 제3 베드영역(B, C)에 걸쳐서 위치하는 경우, 베드변형에 의한 테이블 및 스핀들 어셈블리 설치오차(α1,α2)는 설치오차 수득부(533)에 의해 식(14) 및 식(15)를 이용하여 검출된다.

도 8은 팔레트 하중이 인가되지 않는 베드 구조물의 제1 베드영역에 테이블이 위치하는 경우 베드 구조물의 하중분포와 변형곡선을 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 팔레트 하중(PL)을 무시할 수 있어 상기 테이블 하중(TL) 및 스핀들 하중(SL)으로만 구성되는 분포하중이 상기 베드 구조물(100)로 인가되는 경우, 상기 베드 구조물(100)은 변형 극소점(b)만 구비한다.

이에 따라, 제1 단부(101)로부터 테이블 하중점까지의 거리는 d2이고, 변형 변곡점(b)까지의 거리는 d3이며 스핀들 하중점까지의 거리는 d4로 설정된다. 또한, 상기 변형 극소점(b)에서의 베드 구조물(100)의 높이는 제1 검출부(511)에 의해 베드높이(G)로 검출된다.

상기 베드 구조물(100)의 상면에서는 변형 극소점(b)을 기준으로 상이한 국소영역에서 서로 다른 변형곡선(DC)을 따라 변형이 발생된다. 상기 베드 구조물(100)의 영역을 제1 단부(101)로부터 변형 극소점(b)까지의 제1 베드영역(A) 및 변형 극소점(b)부터 제2 단부(102)까지의 제2 베드영역(B)으로 구분하는 경우, 각 베드영역에서 상기 변형곡선(DC)은 충분한 신뢰도를 갖고 1차식으로 근사시킬 수 있다.

본 실시예의 경우, 파레트 하중을 구비하지 않는 하중분포에 의한 베드 구조물(100) 변형곡선(DC)은 제1 베드영역(A)에서 우하향 하는 기울기를 갖는 제1 변형라인(DL1) 및 제2 베드영역(B)에서 우상향 하는 기울기를 갖는 제2 변형라인(DL2)을 포함한다.

상기 테이블(400)은 제1 및 제2 베드 영역(A, B) 사이를 이동할 수 있고 상기 스핀들 어셈블리(300)는 제2 베드 영역(B)의 제2 단부(102)에 고정되므로 테이블 설치오차(α1) 및 스핀들 설치오차(α2)는 각각 제1 및 제2 베드 영역(A,B)의 변형크기에 따라 결정된다. 상기 제1 및 제2 베드 영역(A,B)의 변형 크기는 제1 및 제2 변형라인(DL1, DL2)의 기울기로 표시된다.

상기 제1 변형라인(DC1)의 기울기인 제1 베드 기울기(θ1) 및 제2 변형라인(DC2)의 기울기인 제2 베드 기울기(θ2)는 각각 아래의 식(16) 및 식(17)와 같이 계산된다.

----- (16)

----- (17)

식(16) 및 식(17)에서, 변형 변곡점(b)까지의 거리(d3)는 상기 하중분포에 의한 베드 구조물(100)의 하중분포 해석에 의해 수득되고 상기 제2 단부(102)까지의 거리(d4) 및 제2 단부(102)에서의 베드 높이(h2)는 베드 구조물(100)의 장치상수로 제공된다. 또한, 상기 변형 변곡점(b)에서의 베드 구조물(100)의 높이인 변곡부 높이(G)는 측정값으로서 제공된다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 베드 기울기(θ1, θ2)는 베드 구조물(100)에 대한 하중분포에 의해 특정되며, 베드변형 수득부(532)에 의해 자동으로 검출된다.

상기한 바와 같은 하중분포와 변형특성을 갖는 베드 구조물(100) 상에 배치된 테이블(400)은 테이블 하중점의 x 방향 위치에 따라 서로 다른 설치오차를 갖는다.

도 9는 테이블이 도 8에 도시된 제1 베드영역에 위치하는 경우의 베드 변형과 테이블 설치오차 사이의 기하학적 관계를 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 상기 테이블(400)이 제1 베드영역(A)에만 위치하는 경우, 테이블 하중점은 식(18)을 만족하는 범위에 위치할 수 있다.

----- (18) (단, l 은 테이블의 x 방향 길이)

이때, 상기 테이블(400)은 제1 변형라인(DL1)을 따라 변형하는 베드 구조물(100)의 상면과 접촉하여 상기 제1 베드 영역(A)과 일체로 거동하므로, 테이블(400)도 상기 제1 베드 기울기(θ1)만큼 편차가 발생한다.

이에 따라, 상기 테이블(400)의 중심축은 변형전의 수직축(401a) 상태에서 제1 베드 기울기(θ1)만큼 시계방향으로 기울어져서 경사축(401b) 상태로 형성되고, 상기 수직축(401a)과 경사축(401b) 사이의 편차량인 테이블 설치오차(α1)는 제1 변형라인(DL1)의 기울기인 제1 베드 기울기(θ1)와 동일한 값을 갖게 된다.

따라서, 상기 테이블 하중점이 식(18)을 만족하는 경우, 테이블 설치오차(α1)는 식(19)와 같이 검출된다.

----- (19)

한편, 상기 스핀들 어셈블리(300)는 제2 변형라인(DL2)을 따라 변형하는 제2 베드영역(B)과 접촉하며 제2 베드영역(B)과 일체로 거동하므로, 스핀들 어셈블리(300)도 상기 제2 베드 기울기(θ2)만큼 편차가 발생한다.

이에 따라, 상기 스핀들 어셈블리(300)의 이송칼럼(310)은 변형전의 수직 칼럼(201a) 상태에서 반시계방향을 따라 제2 베드 기울기(θ2)만큼 기울어져서 경사 칼럼(201b) 상태로 형성되고, 상기 수직 칼럼(201a)과 경사 칼럼(201b) 사이의 편차량인 스핀들 설치오차(α2)는 제2 변형라인(DL2)의 기울기와 동일한 값을 갖게 된다.

따라서, 테이블 하중점이 식(18)을 만족하도록 테이블(400)이 위치하는 경우, 상기 스핀들 설치오차(α2)는 식(20)과 같이 검출된다.

----- (20)

따라서, 테이블이 상기 제1 베드영역(A)에 위치하는 경우, 테이블 설치오차(α1)는 식(19)에 의해 검출되고 스핀들 설치오차(α2)는 식(20)에 의해 검출할 수 있다.

한편, 도시되지는 않았지만, 상기 테이블(400)이 이동하여 도 8에 도시된 제2 베드영역(B)으로 이동하여 위치하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같은 베드 변형과 설치오차 사이의 기하학적 관계에 의해 상기 테이블 설치오차(α1)와 스핀들 설치오차(α2)는 서로 동일한 값을 갖는다.

상기 테이블(400)이 제2 베드영역(B)에만 위치하는 경우 테이블 하중점은 도 5에 도시된 테이블 하중점과 마찬가지로 식(21)을 만족하는 범위에 위치한다.

---- (21) (단, l 은 테이블의 x 방향 길이)

이때, 상기 테이블(400)은 제2 변형라인(DL2)을 따라 변형하는 베드 구조물(100)의 상면과 접촉하여 베드 구조물(100)과 일체로 거동하므로, 테이블(400)도 상기 제2 베드 기울기(θ2)만큼 편차가 발생한다. 이에 따라, 상기 테이블(400)의 중심축은 변형전의 수직축(401a) 상태에서 제2 베드 기울기(θ2)만큼 기울어져서 경사축(401b) 상태로 형성되고, 상기 수직축(401a)과 경사축(401b) 사이의 편차량인 테이블 설치오차(α1)는 제2 변형라인(DL2)의 기울기와 동일한 값을 갖게 된다.

또한, 상기 스핀들 어셈블리(300)도 제2 베드영역(B)에 고정되어 제2 변형라인(DL2)을 따라 변형하는 베드 구조물(100)과 일체로 거동하므로, 스핀들 어셈블리(300)도 상기 제2 베드 기울기(θ2)만큼 편차가 발생한다. 이에 따라, 상기 스핀들 어셈블리(300)의 이송칼럼(310)은 변형전의 수직 칼럼(201a) 상태에서 제2 베드 기울기(θ2)만큼 기울어져서 경사 칼럼(201b) 상태로 형성되고, 상기 수직 칼럼(201a)과 경사 칼럼(201b) 사이의 편차량인 스핀들 설치오차(α2)도 제2 변형라인(DL2)의 기울기와 동일한 값을 갖게 된다.

따라서, 상기 테이블 하중점이 식(21)을 만족하는 범위에 위치하는 경우, 테이블 설치오차(α1) 및 스핀들 설치오차(α2)는 서로 동일한 값을 가지며 식(22)에 의해 검출된다.

---- (22)

상기 제2 변형라인(DL2)의 기울기인 상기 제2 베드 기울기(θ2)과 동일한 값이므로 상기 테이블 설치오차(α1) 및 상기 스핀들 설치오차(α2)는 베드 구조물(100)에 대한 분포하중에 의해 특정되며 설치오차 수득부(533)에 의해 자동으로 검출된다.

특히, 테이블(400)과 스핀들 어셈블리(300)는 동일한 베드영역(B)에서 동일한 설치오차만큼 같은 방향으로 기울어지게 배치되므로, 가공대상 공작물(MO)과 공구(T)는 테이블(400)과 스핀들 어셈블리(300)의 설치오차에도 불구하고 정확하게 정렬된다. 따라서, 테이블(400)이 제2 베드영역(B)에 위치하는 경우, 상기 설치오차 수득부(533)은 테이블 및 스핀들 어셈블리 설치오차(α1, α2)를 검출하지 않거나, 설치오차를 검출하더라도 후술하는 바와 같이 설치오차를 보정하기 위한 오차보정 신호를 생성하지 않을 수 있다.

또한, 상기 테이블(400)이 이동하여 도 8에 도시된 제 1 및 제2 베드영역(A, B)에 걸치도록 위치하여 테이블 하중점이 식(23)을 만족하는 범위에 위치하도록 이동할 수 있다.

---- (23) (단, l 은 테이블의 x 방향 길이)

이때, 상기 테이블(400)은 제1 변형라인(DL1)을 따라 변형하는 제1 베드영역(A) 및 제2 변형라인(DL2)을 따라 변형하는 제2 베드영역(A)의 상면과 동시에 접촉하여 상기 베드 구조물(100)과 일체로 거동하므로, 테이블 설치오차(α1)는 제1 및 제2 변형(θ1, θ2)뿐만 아니라 테이블(400)과 베드 구조물(100)의 접촉 상태(contact configuration)에 의해서도 달라질 수 있다.

도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 테이블 하중이 식 (23)으로 주어지는 경우, 상기 제1 변형라인(DL1)과 접촉하는 테이블의 좌측단(L)과 제2 변형라인(DL2)과 접촉하는 테이블의 우측단(R)을 연결하는 직선인 테이블 라인(T)의 기울기((_T)를 구하면 식 (11)에 의해 상기 테이블 설치오차(α1)를 검출할 수 있다.

따라서, 테이블 설치오차(α1)는 우측단(R)의 좌표(R_x,R_y)와 제1 및 제2 베드 기울기(θ1, θ2)에 의해 일의적으로 결정할 수 있다. 특히, 제1 및 제2 베드 기울기(θ1, θ2)는 테이블에 인가되는 하중분포에 의해 특정되므로, 베드 구조물(100)의 하중분포가 특정되는 경우 제1 및 제2 베드영역(A, B) 사이에 걸치도록 위치하는 상기 테이블(400)의 설치오차(α1)는 제1 베드영역(A)의 경계영역에서 제2 베드영역(B)으로 이송된 테이블(400)의 이동거리(DELTA x )에 대한 함수로 수득할 수 있다.

따라서, 상기 오차 검출부(530)는 팔레트 하중(PL)이 베드 구조물(100)에 인가되는 분포하중에 포함되는지 여부와 상기 테이블 하중점의 위치에 따라 각각 베드 변형량 및 설치오차를 검출한다.

상기 저장부(540)는 상기 머시닝 센터(1000)의 장치상수들을 저장할 수 있다. 예를 들면, 상기 저장부(540)는 상기 베드 구조물(100)의 형상과 설치 상세내역(specification)에 관한 수치 데이터를 저장할 수 있다. 본 실시예에서는 제1 및 제2 높이(h1, h2)를 센서를 통해 검출하는 것을 개시하고 있지만, 베드 구조물(100)의 설치 당시에 특정된 제1 단부(101) 및 제2 단부(102)의 높이를 제1 및 제2 높이(h1,h2)로 저장하고 베드변형 수득부(532) 및 설치오차 수득부(533)이 필요한 경우 호출하여 이용할 수 있다.

또한, 베드 구조물(100)에 인가되는 분포하중이 특정되면 변형 변곡점의 위치도 특정될 수 있으므로, 제1 거리(d1), 제3 거리(d3) 및 제4 거리(d4)도 장치상수로서 상기 저장부(540)에 저장되어 필요할 때 마다 상기 베드변형 수득부(532) 및 설치오차 수득부(533)에 의해 이용될 수 있다.

상기 구동부(550)는 검출된 설치오차를 보정하도록 테이블(400)과 스핀들 어셈블리(300) 중의 적어도 하나를 구동한다.

도 10은 도 2에 도시된 테이블 및 스핀들 어셈블리에 각각 설치된 공작물 및 공구의 정렬불량을 나타내는 도면이다.

가공대상 공작물(MO)은 중심선(MOC)이 테이블(400)의 중심축에 대하여 수직하고 베드 구조물(100)의 상면에 대하여 수평하게 테이블(400)에 장착되고, 작업공구(T)는 중심축이 이송칼럼(310)에 대하여 수직하고 베드 구조물(100)의 상면에 대하여 수평하게 스핀들 헤드(320)에 장착된다. 이에 따라, 베드 구조물(100)에 변형이 발생하지 않는다면, 공작물(MO)의 중심선(MOC)과 공구(T)의 중심선(TC)은 베드 구조물(100)의 상면에 대하여 수평방향을 따라 서로 정렬된다.

그러나, 베드 구조물(100)이 변형곡선(DC)을 따라 변형하게 되면, 상기 공작물 중심선(MOC)은 시계방향을 따라 테이블 설치오차(α1)만큼 기울어지게 편차가 발생하고, 공구 중심선(TC)은 반시계방향으로 스핀들 설치오차(α2)만큼 기울어지게 편차가 발생하여 공작물(MO)과 공구(T) 사이에 정렬불량이 발생한다.

테이블 및 스핀들 설치오차(α1, α2)가 검출되면, 상기 설치오차 수득부(533)은 구동부(550)로 오차 보정신호를 전송한다. 이에 따라, 구동부(550)는 테이블(400)과 스핀들 헤드(320) 중의 적어도 하나를 구동시켜 설치오차를 보정하고 상기 공작물(MO)과 공구(T) 사이의 정렬불량을 해소한다.

본 실시예의 경우, 상기 구동부(550)는 상기 테이블(400)을 상기 베드 구조물(100)의 폭 방향(z)을 중심으로 제1 보정량(w1)만큼 회전시키는 테이블 보정신호를 생성하는 테이블 구동신호 생성기(551) 및 상기 공구(T)가 장착되는 스핀들 헤드(320)를 상기 베드 구조물(100)의 폭 방향(z)을 중심으로 제2 보정량(w2)만큼 회전시키는 스핀들 보정신호를 생성하는 스핀들 헤드 구동신호 생성기(552)를 포함한다.

예를 들면, 상기 테이블 구동신호 생성기(551) 및 상기 스핀들 헤드 구동신호 생성기(552)는 서로 상보적으로 작동할 수 있다. 상기 테이블 구동신호 생성기(551)가 활성화되는 경우에는 스핀들 헤드 구동신호 생성기(552)를 비활성화시켜 상기 테이블 설치오차(α1)와 상기 스핀들 설치오차(α2)의 합성오차만큼 상기 테이블(400)을 회전시키고, 상기 스핀들 헤드 구동신호 생성기(552)가 활성화되는 경우에는 테이블 구동신호 생성기(551)를 비활성화시켜 상기 스핀들 설치오차(α2)와 상기 테이블 설치오차(α1)의 합성오차만큼 상기 스핀들 헤드(320)를 회전시킨다. 이에 따라, 공구(T)와 공작물(MO) 중의 어느 한쪽을 기준으로 나머지 한쪽을 정렬시킬 수 있다.

도 11a는 도 10에 도시된 테이블의 설치오차를 보정하여 공구를 중심으로 공작물을 정렬하도록 테이블의 위치를 보정하는 도면이다.

도 11a를 참조하면, 스핀들 어셈블리(300)의 설치오차(α2)는 그대로 유지하면서 테이블(400) 설치오차(α1)를 보정하여 스핀들 어셈블리(300)와 테이블(400)이 동일한 편차를 갖도록 보정한다. 이에 따라, 상기 공구(T)를 중심으로 공작물(MO)의 위치를 보정하여 베드 구조물(100)의 변형으로 인한 공구(T)와 공작물(MO) 사이의 정렬불량을 해소할 수 있다.

일실시예로서, 상기 테이블 구동신호 생성기(551)를 통하여 상기 경사축(401b)이 반시계 방향으로 상기 테이블 설치오차(α1) 및 스핀들 설치오차(α2)의 합성오차만큼 회전하도록 테이블(400)을 회전시킨다. 먼저, 테이블 설치오차(α1)만큼 경사축(401b)을 반시계 방향으로 회전시켜 수직축(401a) 상태로 복원한 후 다시 스핀들 설치오차(α2) 만큼 반시계 방향으로 더 회전시켜 상기 베드 구조물(100)의 상면에 대하여 테이블(400)과 스핀들 어셈블리(300)가 동일한 편차를 갖도록 조정한다. 이에 따라, 상기 공작물의 중심선(MOC)은 우상향하도록 수정되어 상기 공구 중심선(TC)과 정확하게 정렬된다.

따라서, 상기 테이블(400) 보정량(w1)의 크기는 테이블 설치오차(α1) 및 스핀들 설치오차(α2)의 합으로서 식 (24)와 같이 검출할 수 있다.

---- (24)

도 11b는 도 10에 도시된 스핀들 어셈블리의 설치오차를 보정하여 공작물을 중심으로 공구가 정렬하도록 스핀들 헤드의 위치를 보정하는 도면이다.

도 11b를 참조하면, 테이블(400)의 설치오차(α1)는 그대로 유지하면서 스핀들 설치오차(α2)를 보정하여 테이블(400)과 스핀들 어셈블리(300)가 동일한 편차를 갖도록 보정한다. 이에 따라, 상기 공작물(MO)을 중심으로 공구(T)의 위치를 보정하여 베드 구조물(100)의 변형으로 인한 공구(T)와 공작물(MO) 사이의 정렬불량을 해소할 수 있다.

일실시예로서, 상기 스핀들 헤드 구동신호 생성기(552)에 의해 상기 스핀들 헤드(320)의 중심축을 시계 방향을 따라 상기 스핀들 설치오차(α2) 및 테이블 설치오차(α1)의 합성오차만큼 회전시킨다. 스핀들 설치오차(α2) 만큼 헤드 중심축을 시계 방향으로 회전시켜 수직 칼럼(201a)에 수직한 상태로 형성한 후 다시 시계방향으로 테이블 설치오차(α1) 만큼 더 회전시킨다. 이에 따라, 상기 베드 구조물(100)의 상면에 대하여 테이블(400)과 스핀들 어셈블리(300)가 동일한 편차를 갖도록 조정하여 공구 중심선(TC)이 좌상향하도록 수정된다. 이에 따라, 공작물 중심선(MOC)과 상기 공구 중심선(TC)이 정확하게 정렬된다.

이때, 상기 스핀들 어셈블리(300) 보정량(w)의 크기는 식 (25)와 같이 테이블 설치오차(α1) 및 스핀들 설치오차(α2)의 합으로서 주어진다.

---- (25)

도시되지는 않았지만, 상기 테이블(400)을 반시계 방향으로 테이블 설치오차(α1)만큼 회전시켜 경사축(401b)을 수직축(401a) 상태로 보정하고 동시에 스핀들 헤드(320)를 시계방향으로 스핀들 설치오차(α2)만큼 회전시켜 헤드 중심축을 수직 칼럼(201a)과 수직하게 배치되도록 보정함으로써 공구 중심선(TC)과 공작물 중심선(MOC)을 정렬할 수도 있음은 자명하다. 이때, 상기 스핀들 어셈블리(300) 및 테이블(400)의 보정량(w)은 각각 스핀들 설치오차(α2) 및 테이블 설치오차(α1)와 동일하게 주어진다.

본 발명에서는 변형 변곡점을 중심으로 베드 구조물(100)을 구분하고 구분된 각 영역에 대하여 선형으로 근사화 된 불연속 변형라인(DL1 내지 DL3)을 통하여 베드 구조물(100)의 베드 기울기(θ1,θ2)와 테이블 및 스핀들 어셈블리의 설치오차(α1,α2)를 수득하였지만, 베드 구조물(100)의 전체 길이에 대하여 연속적으로 적용할 수 있는 연속 변형곡선을 통하여 상기 베드 기울기(θ1,θ2) 및 설치오차(α1,α2)를 수득할 수 있음은 자명하다.

예를 들면, 상기 베드 구조물(100)의 제1 및 제2 높이(h1,h2)와 하중분포 조건을 이용하여 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 베드 구조물(100)의 전체 길이에 대하여 연속적으로 적용되는 다항식인 변형곡선을 수득할 수 있다. 테이블 하중(TL) 작용점 및 스핀들 하중(SL) 작용점에서 상기 다항식의 순간 기울기를 수득하여 제1 및 제2 베드 기울기(θ1, θ2)를 수득하고 상기 제2 베드 기울기를 이용하여 테이블 및 스핀들 설치오차(α1,α2)를 검출할 수 있다.

따라서, 상기 자동 중심 정렬기(500)는 팔레트 하중의 유무와 테이블(400)의 위치를 자동으로 검출하여 테이블(400) 및 스핀들 어셈블리(300)가 배치된 베드 기울기(θ1,θ2) 및 테이블과 스핀들 설치오차(α1,α2)를 자동으로 검출할 수 있다. 테이블(400) 및 스핀들 어셈블리(300)의 설치오차(α1,α2)가 검출되면, 자동으로 테이블 구동신호 생성기(551) 및 스핀들 헤드 구동신호 생성기(552)를 통하여 설치오차(α1,α2)를 보정하여 공작물(MO)과 공구(T)를 정렬시킨다.

본 발명의 일실시예에 의한 머시닝 센터에 의하면, 베드 구조물의 상면에 인가되는 하중분포의 특성과 테이블의 위치를 자동으로 검출하여 하중분포에 따라 최적한 베드 구조물의 변형곡선을 생성하고 상기 변형곡선으로부터 자동으로 베드 변형량과 테이블 및 스핀들 헤드에 대한 설치오차를 검출할 수 있다. 검출된 설치오차에 기초하여 테이블 및 스핀들 헤드의 적어도 하나를 구동하여 베드 구조물의 변형에도 불구하고 공작물과 공구의 정렬을 정확하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 베드 구조물의 변형으로 인한 공작물과 공구의 정렬불량을 자동으로 수정하여 가공 정밀도를 높일 수 있다.

본 실시예에서는 수평형 머시닝 센터의 베드 변형으로 인한 정렬불량을 보정하는 것을 개시하고 있지만, 베드 변형으로 인한 공작물과 공구의 정렬불량이 발생하는 경우라면 수평형 머시닝뿐만 아니라 다양한 공작기계에 적용할 수 있음은 자명하다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

상면에 인가되는 분포하중에 의해 길이방향의 변형곡선을 따라 변형하고 변형 변곡부의 베드높이를 검출하는 한 쌍의 검출센서를 구비하는 베드 구조물;
공작물이 선택적으로 대기하는 팔레트가 결합되고 상기 베드 구조물의 제1 단부에 고정되어 팔레트 하중을 인가하는 팔레트 구조물;
상기 공작물을 가공하는 공구가 결합되고 상기 베드 구조물의 제2 단부에 고정되어 스핀들 하중을 인가하는 스핀들 어셈블리;
상기 공작물을 고정하고 상기 베드 구조물 상에 이동가능하게 장착되어 테이블 하중을 인가하는 테이블; 및
상기 베드 구조물의 변형에 의한 상기 스핀들 어셈블리 및 상기 테이블의 설치오차를 검출하여 상기 공작물과 상기 공구를 자동으로 정렬하는 자동 중심 정렬기를 포함하는 머시닝 센터.
제1항에 있어서, 상기 자동 중심 정렬기는 상기 베드 구조물의 높이와 상기 테이블의 위치를 검출하는 검출부, 검출된 상기 베드높이 및 테이블의 위치에 따라 상기 설치오차를 수득하는 오차 생성부 및 상기 설치오차를 보정하도록 상기 테이블 및 상기 스핀들 어셈블리를 구동하는 구동신호를 생성하는 구동부를 포함하는 머시닝 센터.
제2항에 있어서, 상기 검출부는 상기 검출센서와 연결되어 상기 베드높이를 수용하는 제1 검출부 및 상기 테이블 위치를 검출하는 제2 검출부를 구비하고, 상기 오차 생성부는 상기 스핀들 하중 및 상기 테이블 하중의 작용점에서 상기 베드 구조물의 변형을 베드 기울기로 수득하는 베드변형 수득부 및 상기 베드 기울기로부터 상기 설치오차를 수득하는 설치오차 수득부를 포함하는 머시닝 센터.
제3항에 있어서, 상기 분포하중은 상기 스핀들 하중, 상기 팔레트 하중 및 상기 테이블 하중을 포함하고 상기 검출센서는 변형 극대점에 배치된 제1 갭 센서(gap sensor) 및 변형 극소점에 배치된 제2 갭 센서를 포함하며,
상기 변형곡선은 식(1)과 같은 제1 베드 기울기를 갖고 상기 변형 극대점부터 상기 변형 극소점으로 우하향하는 직선인 제1 변형라인 및 식(2)와 같은 제2 베드 기울기를 갖고 상기 변형 극소점부터 상기 제2 단부로 우상향하는 직선인 제2 변형라인을 구비하는 머시닝 센터.

----- (1)

----- (2)
(단, θ1은 제1 베드 기울기,
θ2는 제2 베드 기울기,
h1은 상기 제1 단부에서의 베드 구조물 설치높이,
h2는 상기 제2 단부에서의 베드 구조물 설치높이,
G1은 상기 변형 극대점에서의 베드높이,
G2는 상기 변형 극소점에서의 베드높이,
d1은 상기 제1 단부에서 상기 변형 극대점까지의 거리,
d3은 상기 제1 단부에서 상기 변형 극소점까지의 거리,
d4는 상기 제1 단부에서 상기 제2 단부까지 베드 구조물의 길이이다).
제4항에 있어서, 상기 제2 검출부가 식(3)의 조건을 만족하는 상기 테이블 위치를 수득하는 경우, 상기 설치오차 수득부는 상기 제1 베드 기울기를 상기 테이블 설치오차로 수득하고 상기 제2 베드 기울기를 상기 스핀들 설치오차로 수득하는 머시닝 센터.

----- (3)
(단, l 은 상기 베드 구조물과 접촉하는 테이블의 길이이며, d2는 상기 제1 단부에서 상기 테이블 하중의 작용점까지의 거리이다.)
제4항에 있어서, 상기 제2 검출부가 식(4)의 조건을 만족하는 상기 테이블 위치를 수득하는 경우, 상기 설치오차 수득부는 상기 제2 베드 기울기를 상기 테이블 오차 및 상기 스핀들 설치오차로 수득하는 머시닝 센터.

---- (4)
(단, l 은 테이블의 상기 베드 구조물과 접촉하는 테이블의 길이이며, d2는 상기 제1 단부에서 상기 테이블 하중의 작용점까지의 거리이다.)
제4항에 있어서, 상기 제2 검출부가 식(5)의 조건을 만족하는 상기 테이블 위치를 수득하는 경우, 상기 설치오차 수득부는 상기 변형 극소점을 원점으로 갖는 좌표계에서 상기 테이블의 좌측단과 상기 제1 변형라인에 따라 변형된 상기 베드 구조물과의 교점인 좌측 접점 및 상기 테이블의 우측단과 상기 제2 변형라인에 따라 변형된 상기 베드 구조물과의 교점인 우측 접점을 통과하는 테이블 라인의 기울기에 대한 보각으로 상기 테이블 설치오차를 수득하고 상기 제2 베드 기울기로 상기 스핀들 설치오차를 수득하는 머시닝 센터.

---- (5)
(단, l 은 테이블의 상기 베드 구조물과 접촉하는 테이블의 길이이며, d2는 상기 제1 단부에서 상기 테이블 하중의 작용점까지의 거리이다.)
제7항에 있어서, 상기 테이블 설치오차는 식(6)에 의해 수득되는 머시닝 센터.

--(6)
(단,
은 상기 베드 구조물의 상면과 접촉하는 테이블의 길이,
Δx는 상기 테이블의 우측단이 원점으로부터 상기 제2 변형라인을 따라 이동하는 동안 상기 테이블의 좌측단이 이동한 거리의 x 성분,

)
제3항에 있어서, 상기 분포하중은 상기 스핀들 하중 및 상기 테이블 하중을 포함하고 상기 검출센서는 변형 극소점에 배치된 갭 센서를 포함하며,
상기 변형곡선은 식(7)과 같은 제1 베드 기울기를 갖고 상기 제1 단부로부터 상기 변형 극소점으로 우하향하는 직선인 제1 변형라인 및 식(8)과 같은 제2 베드 기울기를 갖고 상기 변형 극소점부터 상기 제2 단부로 우상향하는 직선인 제2 변형라인을 구비하는 머시닝 센터.

----- (7)

----- (8)
(단, θ1은 제1 베드 기울기,
θ2는 제2 베드 기울기,
h1은 상기 제1 단부에서의 베드 구조물 설치높이,
h2는 상기 제2 단부에서의 베드 구조물 설치높이,
G는 상기 변형 극소점에서의 베드높이,
d3은 상기 제1 단부에서 상기 변형 극소점까지의 거리,
d4는 상기 제1 단부에서 상기 제2 단부까지 베드 구조물의 길이이다).
제9항에 있어서, 상기 제2 검출부가 식(9)의 조건을 만족하는 상기 테이블 위치를 수득하는 경우, 상기 설치오차 수득부는 상기 제1 베드 기울기를 상기 테이블 설치오차로 수득하고 상기 제2 베드 기울기를 상기 스핀들 설치오차로 수득하는 머시닝 센터.

----- (9)
(단, l 은 테이블의 x 방향 길이이며, d2는 상기 제1 단부에서 상기 테이블 하중의 작용점까지의 거리이다.)
제9항에 있어서, 상기 제2 검출부가 식(10)의 조건을 만족하는 상기 테이블 위치를 수득하는 경우, 상기 설치오차 수득부는 상기 제2 베드 기울기를 상기 테이블 오차 및 상기 스핀들 설치오차로 수득하는 머시닝 센터.

---- (10)
(단, l 은 테이블의 x 방향 길이이며, d2는 상기 제1 단부에서 상기 테이블 하중의 작용점까지의 거리이다.)
제9항에 있어서, 상기 제2 검출부가 식(11)의 조건을 만족하는 상기 테이블 위치를 수득하는 경우, 상기 설치오차 수득부는 상기 변형 극소점을 원점으로 갖는 좌표계에서 상기 테이블의 좌측단과 상기 제1 변형라인에 따라 변형된 상기 베드 구조물과의 교점인 좌측 접점 및 상기 테이블의 우측단과 상기 제2 변형라인에 따라 변형된 상기 베드 구조물과의 교점인 우측 접점을 통과하는 테이블 라인의 기울기에 대한 보각으로 상기 테이블 설치오차를 수득하고 상기 제2 베드 기울기로 상기 스핀들 설치오차를 수득하는 머시닝 센터.

---- (11)
(단, l 은 테이블의 x 방향 길이이며, d2는 상기 제1 단부에서 상기 테이블 하중의 작용점까지의 거리이다.)
제3항에 있어서, 상기 제2 검출부는 상기 테이블을 구동하는 구동모터의 동작정보를 검출하는 모터 인코더를 포함하는 머시닝 센터.
제3항에 있어서, 상기 오차 생성부는 변형 극대점에서 상기 베드 구조물의 높이변화를 검출하여 상기 팔레트 하중의 유무를 검출하는 팔레트 하중 센서를 포함하는 머시닝 센터.
제3항에 있어서, 상기 변형곡선은 상기 베드 구조물의 길이방향을 따라 연속적인 다항식을 포함하고 상기 설치오차 수득부는 상기 테이블 하중의 작용점에서 상기 다항식의 순간 기울기를 상기 테이블 설치오차로 수득하고 상기 제2 단부에서 상기 다항식의 순간 기울기를 상기 스핀들 설치오차로 수득하는 머시닝 센터.
제2항에 있어서, 상기 구동부는 상기 테이블을 상기 베드 구조물의 폭 방향을 중심으로 제1 보정량만큼 회전시키는 테이블 보정신호를 생성하는 테이블 구동신호 생성기 및 상기 공구가 장착되는 스핀들 헤드를 상기 베드 구조물의 폭 방향을 중심으로 제2 보정량만큼 회전시키는 스핀들 보저인호를 생성하는 스핀들 헤드 구동신호 생성기를 포함하는 머시닝 센터.
제16항에 있어서, 상기 테이블 구동신호 생성기 및 상기 스핀들 헤드 구동신호 생성기는 서로 상보적으로 구동하도록 구성되어 상기 제1 및 제2 보정량은 상기 테이블 설치오차와 상기 스핀들 설치오차의 합성편차를 포함하는 머시닝 센터.
제16항에 있어서, 상기 테이블 구동신호 생성기 및 상기 스핀들 구동신호 생성기는 동시에 구동하도록 구성되어 상기 제1 보정량은 상기 테이블 설치오차를 포함하고 상기 제2 보정량은 상기 스핀들 설치오차를 포함하는 머시닝 센터.
제2항에 있어서, 상기 자동 중심 정렬기는 상기 베드 구조물의 형상과 설치상수에 관한 데이터를 저장하는 저장부를 더 구비하는 머시닝 센터.