KR20190107811A

KR20190107811A - 공작기계

Info

Publication number: KR20190107811A
Application number: KR1020180028999A
Authority: KR
Inventors: 이삭
Original assignee: 두산공작기계 주식회사
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2019-09-23
Also published as: KR102435068B1

Abstract

본 발명은 베드; 상기 베드의 상부에 수평방향, 수직방향, 또는 높이방향으로 이동 가능하게 설치되는 구조물; 상기 베드의 상부에 설치되는 제1 가이드; 상기 제1 가이드와 평행하면서 수평방향으로 서로 마주하도록 상기 베드의 상부에 설치되는 제2 가이드; 및 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드 사이에서 상기 제1 가이드 및 상기 제2 가이드와 각각 평행하면서 수평방향으로 마주하도록 상기 베드의 상부에 설치되는 보조 가이드;를 포함하고, 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드는 상기 베드의 상부에서 동일한 높이로 설치되고, 상기 보조 가이드는 상기 제1 가이드 및 상기 제2 가이드와 상기 베드의 상부에서 동일한 높이 또는 다른 높이로 설치되는 공작기계에 관한 것으로 베드 변형을 최소화하여 구조물의 이송 안정성을 확보하여 가공정밀도를 향상하고 공작기계의 신뢰도와 안정성을 증대할 수 있는 공작기계에 관한 것이다.

Description

공작기계{Machine tool}

본 발명은 공작기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작기계의 구조물의 이송 안정성을 확보하도록 보조 가이드의 최적화 구조 위치를 설정할 수 있는 공작기계에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계라 함은 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속/비금속의 공작물을 적당한 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.

터닝센터, 수직/수평 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반, 복합가공기 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.

공작기계 중 복합가공기란 선삭가공과 드릴, 탭핑, 밀링가공 등 가공형태가 다양한 가공을 수행하는 다기능의 자동공구교환장치(ATC)와 공구 매거진이 장착된 터닝센터를 의미한다. 복합가공기에서 작업자가 가공에 필요한 공구를 로딩하거나 교환시에 공구를 수동으로 공구 매거진에 장착한다.

일반적으로 현재 사용되고 있는 다양한 종류의 공작기계는 수치제어(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numericalcontrol)기술이적용되는 조작반을 구비하고 있다. 이러한 조작반은 다양한 기능스위치 또는 버튼과 모니터를 구비한다.

또한, 공작기계는 공작물인 소재가 안착되고 공작물 가공을 위해 이송하는 테이블, 가공전 공작물을 준비하는 팔렛트, 공구 또는 공작물이 결합되어 회전하는 주축, 공작물 등을 가공중에 지지하기 위한 심압대, 방진구 등을 구비한다.

일반적으로 공작기계에서 테이블, 공구대, 주축, 심압대, 방진구 등은 다양한 가공을 수행하기 위해 이송축을 따라 이송하는 이송유닛을 구비한다.

또한, 일반적으로 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 공구 보관장소의 형태로 공구 매거진이나 터렛이 사용된다.

이러한 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 공구 보관장소의 형태로 공구 매거진이 사용된다.

또한, 일반적으로 공작기계는 비가공 시간을 최소화하기 위해, 자동팔레트교환장치(APC, Automatic Palette Changer)를 구비한다. 자동팔레트교환장치(APC)는 팔레트를 공작물 가공 영역과 공작물 설치 영역 간에 자동으로 교환한다. 팔레트에는 공작물이 탑재될 수 있다.

또한, 일반적으로 공작기계는 공작기계의 생산성을 향상시키기 위해 수치제어부의 지령에 의해 특정한 공구를 공구 매거진으로부터 인출하거나 다시 수납하기 위한 자동공구교환장치(ATC, AutomaticToolChanger)를구비한다.

일반적으로 머시닝센터(machining center)라 함은 자동공구교환장치 등을 구비하고, 여러 종류의 공구를 교환하여 선반, 밀링, 드릴링, 보링머신 등에서 할 수 있는 광범위한 가공을 수행하는 공작기계를 말하는 것으로 크게 추축이 수직으로 장착되어 있는 수직형(vertical) 머시닝센터와 수평형(horizontal) 머시닝센터로 나누어진다.

도 1에 도시된 것처럼, 공작기계(1) 특히, 수직형 머시닝센터는 베드(2)와 새들(3), 컬럼(4), 및 스핀들(5)을 구비하고, 이송부(6)에 의해 이들이 X, Y, Z 축으로 이동하고 필요에 따라 A축이나 C축으로 회전할 수 있다.

그러나, 종래 공작기계(1)는 이송부(6)가 베드(2)상에 최적화 설계나 구조 해석 없이 설치됨에 따라 베드(2), 새들(3), 컬럼(4), 및 스핀들(5)과 같은 구조물의 하중에 의해 베드(2)가 변형되고, 베드(2)의 변형에 의해 이송부(6)가 변형되고 내구성이 감소하는 문제점이 있었다.

또한, 종래 공작기계는 이송부(6)가 구조물의 하중을 충분히 지지하지 못함에 따라 이송시에 진동이나 소음이 발생하고, 이에 따라 가공정밀도가 감소하며 작업자의 불편을 초래하는 문제점이 있었다.

더욱이, 종래 공작기계는 최적화된 구조해석이나 설계 없이 이송부가 베드의 상부에 설치됨에 따라 이송부나 베드에 가해지는 하중에 의해 이송부나 베드가 손상되어 공작기계의 수명이 단축되고, 유지보수 비용 및 시간이 증가하는 문제점이 있었다.

게다가, 종래 공작기계는 신뢰도 및 안정성이 감소하고, 비가공 시간 증가에 따라 생산성이 감소하는 문제점이 있었다.

대한민국 특허공개공보 제10-2015-0101207호 대한민국 특허공개공보 제10-2015-0101118호 대한민국 특허등록공보 제10-0655319호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제1 가이드와 제2 가이드 사이에서 제1, 2 가이드와 평행하면서 수평방향으로 마주하도록 보조 가이드를 설치하고, 이러한 제3 가이드가 제3 가이드와 구조물의 무게중심 사이의 높이방향 길이, 제1, 2 가이드 사이의 수평방향 길이, 및/또는 제1, 2 가이드의 지지면과 구조물의 무게중심 사이의 높이방향 길이 등에 따른 상대적인 변수에 따른 설계와 구조 해석을 통해 보조 가이드를 베드 상부에서 제1 가이드 및 제2 가이드와 높이가 다르게 설치하여 하중에 의한 베드의 변형을 최소화하고, 이에 따라 구조물의 이송시에 이송안정성을 확보하여 공작기계의 가공정밀도를 극대화할 수 있는 공작기계를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계는 베드; 상기 베드의 상부에 수평방향, 수직방향, 또는 높이방향으로 이동 가능하게 설치되는 구조물; 상기 베드의 상부에 설치되는 제1 가이드; 상기 제1 가이드와 평행하면서 수평방향으로 서로 마주하도록 상기 베드의 상부에 설치되는 제2 가이드; 및 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드 사이에서 상기 제1 가이드 및 상기 제2 가이드와 각각 평행하면서 수평방향으로 마주하도록 상기 베드의 상부에 설치되는 보조 가이드;를 포함하고, 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드는 상기 베드의 상부에서 동일한 높이로 설치되고, 상기 보조 가이드는 상기 제1 가이드 및 상기 제2 가이드와 상기 베드의 상부에서 동일한 높이 또는 다른 높이로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 보조 가이드는 상기 구조물의 무게중심의 높이방향 하방에서 상기 구조물의 무게중심에 대해 직교하도록 상기 베드의 상부에 설치될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 상기 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:3 내지 5인 경우에 상기 보조 가이드는, 상기 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지 수평방향 길이의 1/2되는 지점에 위치하도록 상기 베드의 상부에 설치될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 상기 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4인 경우에 상기 보조 가이드는, 상기 보조 가이드로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드까지의 높이방향의 길이에 대한 비율이 -0.1 이상 내지 0.06 이하가 되도록 상기 베드의 상부에 설치될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 상기 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4인 경우에 상기 보조 가이드는, 상기 보조 가이드로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드까지의 높이방향의 길이에 대한 비율이 -0.08 이상 내지 0.0 이하 또는 0.05 이상 내지 0.06 이하가 되도록 상기 베드의 상부에 설치될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 상기 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4인 경우에 상기 보조 가이드는, 상기 보조 가이드로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드까지의 높이방향의 길이에 대한 비율이 -0.08 이상 내지 -0.03 이하가 되도록 상기 베드의 상부에 설치될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 상기 제1 가이드, 상기 제2 가이드, 및 상기 보조 가이드는 LM 가이드(LM GUIDE)로 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 공작기계는 제1 가이드와 제2 가이드 사이에서 제1, 2 가이드와 평행하면서 수평방향으로 마주하도록 보조 가이드를 설치하고, 이러한 제3 가이드가 제3 가이드와 구조물의 무게중심 사이의 높이방향 길이, 제1, 2 가이드 사이의 수평방향 길이, 및/또는 제1, 2 가이드의 지지면과 구조물의 무게중심 사이의 높이방향 길이 등에 따른 상대적인 변수에 따른 설계와 구조 해석을 통해 보조 가이드를 베드 상부에서 제1 가이드 및 제2 가이드와 높이가 다르게 설치하여 하중에 의한 베드의 변형을 최소화하고, 이에 따라 구조물의 이송시에 이송안정성을 확보하여 공작기계의 내구성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 의한 공작기계는 구조 해석 등을 통해 최적화된 위치에 보조 가이드를 설치함에 따라 구조물이 제1, 2 가이드와 보조 가이드를 따라 이동할 때에 진동이나 소음 발생이 감소하여 공작기계의 정밀가공이 가능하고, 작업자의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 본 발명에 의한 공작기계는 구조 해석 등을 통해 최적화된 위치에 보조 가이드를 설치함에 따라 제1, 2 가이드나 보조 가이드 및 베드가 손상되거나 파손되는 것을 방지하여 공작기계의 수명이 증대시키고, 공작기계의 유지보수 비용 및 시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.

게다가, 본 발명에 의한 공작기계는 구조 해석 등을 통해 최적화된 위치에 보조 가이드를 설치함에 따라 공작기계의 신뢰도와 안정성이 증가되고, 비가공 시간 감소에 따라 생산성을 현저히 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 공작기계의 개념도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 개념도를 나타낸다.
도 3은 종래 공작기계의 베드에 제1, 2 가이드가 설치된 상태에서 베드의 변형 분포를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 공작기계의 베드에 제1, 2 가이드와 보조 가이드가 설치된 상태에서 베드의 변형 분포를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 공작기계의 베드에 제1, 2 가이드와 보조 가이드가 동일한 높이에 설치된 상태에서 베드의 변형 분포를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 보조 가이드의 최적화된 구조 해석을 위한 조건을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7 내지 도 12는 구조물의 무게중심으로부터 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 제1 가이드에서 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4인 경우, 1:3인 경우, 1:5인 경우에 각각 보조 가이드로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 구조물의 무게중심으로부터 제1 가이드와 제2 가이드까지의 높이방향의 길이에 대한 비율에 따른 X, Y, Z축의 변위와 이때에 Y축 변위량을 나타낸다.
도 12는 도 11의 Y축 변위량을 나타낸다.
도 13 내지 도 15는 구조물의 무게중심으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 제1 가이드에서 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4이고 베드의 변위지수가 4 이하, 2 이하, 1 이하인 경우에, 각각 보조 가이드로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 구조물의 무게중심으로부터 제1 가이드와 제2 가이드까지의 높이방향의 길이에 대한 비율에 따른 Y축 변위를 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 공작기계의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 개념도를 나타낸다. 도 3은 종래 공작기계의 베드에 제1, 2 가이드가 설치된 상태에서 베드의 변형 분포를 나타내고, 도 4는 본 발명의 공작기계의 베드에 제1, 2 가이드와 보조 가이드가 설치된 상태에서 베드의 변형 분포를 나타내며, 도 5는 본 발명의 공작기계의 베드에 제1, 2 가이드와 보조 가이드가 동일한 높이에 설치된 상태에서 베드의 변형 분포를 나타낸다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 보조 가이드의 최적화된 구조 해석을 위한 조건을 설명하기 위한 개념도를 나타낸다. 도 7 내지 도 12는 구조물의 무게중심으로부터 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 제1 가이드에서 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4인 경우, 1:3인 경우, 1:5인 경우에 각각 보조 가이드로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 구조물의 무게중심으로부터 제1 가이드와 제2 가이드까지의 높이방향의 길이에 대한 비율에 따른 X, Y, Z축의 변위와 이때에 Y축 변위량을 나타낸다. 도 13 내지 도 15는 구조물의 무게중심으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 제1 가이드에서 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4이고 베드의 변위지수가 4 이하, 2 이하, 1 이하인 경우에, 각각 보조 가이드로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 구조물의 무게중심으로부터 제1 가이드와 제2 가이드까지의 높이방향의 길이에 대한 비율에 따른 Y축 변위를 나타낸다.

이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "수평방향"이란 동일부재에서 가로방향, 즉 도 2 및 도 6에서 X축 방향을 의미하고, "수직방향"이란 수평방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 세로방향, 즉 도 2 및 도 6에서 Y축 방향을 의미하며, "높이방향"이란 수평방향과 수직방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 상하방향, 즉 도 2 및 도 6에서 Z축 방향을 의미한다. 또한, 상방(상부)이란 "높이방향"에서 위쪽 방향, 즉 도 2 및 도 6에서 Z축의 위쪽을 향하는 방향을 의미하고, 하방(하부)이란 "높이방향"에서 아래쪽 방향, 즉 도 2 및 도 6에서 Z축 아래쪽을 향하는 방향을 의미한다. 또한, 내측이란 동일부재에서 상대적으로 중심에 가까운 쪽 즉, 도 2 및 도 6에서 보조 가이드에 가까운 쪽을 의미하고 외측이란 동일부재에서 상대적으로 중심에서 먼쪽 즉 도 2 및 도 6에서 보조 가이드에서 먼 쪽을 의미한다.

도 2 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(1)를 설명한다. 도 2 내지 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(1)는 베드(10), 구조물(20), 제1 가이드(30), 제2 가이드(40), 보조 가이드(50)를 포함한다. 또한, 도면에 도시되지는 않았지만 구조물을 이동시키는 동력을 전달하기 위한 볼스크류 유닛을 더 포함할 수 있다.

지면 또는 베이스에 베드(10)가 설치된다. 베드(10)는 공작물을 가공하는 지지대 역할을 수행하고, 공작물을 가공하기 위해 필요한 부품들이 설치되는 공간과 서포트 기능을 수행한다.

구조물(20)이 베드(10)의 상부에 수평방향(X축 방향, 가로방향), 수직방향(Y축 방향, 세로방향), 높이방향(Z축 방향, 상하방향)으로 이동 가능하게 설치된다.

이러한 구조물(20)은 베드(10)의 상부 또는 측면에 설치되는 매거진, 테이블, 새들, 컬럼, 스핀들로 형성될 수 있다. 매거진은 베드(10)의 일측에 스핀들에 장착된 공구를 교환하기 위해 베드(10)의 일측 또는 상부에 설치될 수 있다.

테이블이 베드의 상부 또는 베드의 일측에 설치되어 가공하기 위한 공작물을 안정적을 지지하여 스핀들에 장착된 공구에 의해 가공을 수행하게 된다.

또한, 새들이 베드의 상부에 수평방향 또는 수직방향으로 볼 스크류와 서보모터와 같은 이송부에 의해 이동 가능하게 설치된다.

또한, 컬럼이 새들의 상부에 볼 스크류와 서보모터와 같은 이송부에 의해 수평방향 또는 수직방향으로 이동 가능하게 설치된다.

또한, 스핀들이 컬럼의 일측에 볼 스크류와 서보모터와 같은 이송부에 의해 높이방향으로 이동 가능하게 설치되어 테이블에 안착된 공작물을 다양한 모양과 형상으로 가공할 수 있다.

이처럼, 본 발명에서 구조물(20)이란 매거진, 테이블, 새들, 컬럼, 스핀들 등을 포함하고 자체 하중을 가지고 베드(10)에 하중을 가할 수 있는 중량물을 의미한다.

도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계(100)는 스핀들, 새들, 컬럼, 테이블의 이송부에 의한 이송을 통해 공구를 가공한다. 이러한 공작물의 가공작업은 수치제어부나 PLC의 명령에 가공프로그램에 따라 수행된다.

이러한 수치제어부는 NC(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numericalcontrol)를 포함하고, 각종 수치 제어 프로그램이 내장되어 있다. 즉 수치제어부는 가공부의 가공프로그램, 공구의 가동프로그램 등이 내장되고, 수치제어부의 구동에 따라 해당 프로그램이 자동으로 로딩되어 작동한다.

이러한 수치제어부는 매거진, 테이블, 새들, 컬럼, 스핀들의 이송부, 및 PLC(Programmable Logic Controller)와 소정의 프로토콜에 의해 통신을 수행한다.

또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 수치제어부는 주조작부를 포함하고, 이러한 주조작부는 화면표시 프로그램과 화면표시 선택에 따른 데이터 입력 프로그램을 포함하고, 화면표시 프로그램의 출력에 따라 표시화면에 소프트웨어 스위치를 디스플레이하고, 소프트웨어 스위치의 온(ON)/오프(OFF)를 인식하여 기계 동작의 입출력 명령을 내리는 기능을 수행한다.

또한, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 주조작부는 공작기계의 하우징, 케이스, 또는 일측에 설치되어 다양한 기능스위치 또는 버튼과 각종 정보를 표시할 수 있는 모니터를 구비한다.

제1 가이드(30)가 베드(10)의 상부에 설치된다.

구체적으로 제1 가이드(30)는 베드(10)의 상부의 일측 선단에 인접하도록 베드(10)의 상부에 수직방향(Y축 방향)으로 베드(10)의 상부에 베드(10)를 따라 평행하게 연장 형성된다.

제2 가이드(40)는 제1 가이드(30)와 평행하면서 수평방향으로 서로 마주하도록 베드(10)의 상부에 설치된다.

구체적으로 제2 가이드(40)는 베드(10)의 상부에서 제1 가이드(30)와 수평방향(X축 방향)와 평행하면서 수평방향으로 마주하도록 록 베드(10)의 상부의 타측 선단에 인접하면서 베드(10)의 상부에 수직방향(Y축 방향)으로 베드(10)의 상부에 베드(10)를 따라 평행하게 연장 형성된다.

제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)는 베드(10)의 상부에서 동일한 높이로 설치된다.

보조 가이드(50)는 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40) 사이에서 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 각각 평행하면서 수평방향으로 마주하도록 베드(10)의 상부에 설치된다.

구체적으로, 보조 가이드(50)는 베드(10)의 상부에서 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 수평방향으로 이격하면서 평행하고 서로 마주하도록 베드(10)의 상부에 수직방향(Y축 방향)으로 베드(10)의 상부에 베드(10)를 따라 평행하게 연장 형성된다. 보조 가이드(50)는 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 베드(10)의 상부에서 높이방향으로 동일한 높이 또는 다른 높이로 설치된다. 즉, 보조 가이드(50)는 제1, 2 가이드(30, 40)와 높이방향으로 높이차(H)가 있도록 이격되게 설치될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 제1 가이드(30), 제2 가이드(40), 및 보조 가이드(50)는 LM 가이드(LM GUIDE)로 형성된다.

이처럼, 제1 가이드(30), 제2 가이드(40), 및 보조 가이드(50)가 베드(20)의 상부에서 LM 가이드로 형성되어 구조물(20)을 3점 지지함에 따라 구조물이 제1, 2 가이드와 보조 가이드를 따라 이동할 때에 진동이나 소음 발생이 감소하여 공작기계의 정밀가공이 가능하고, 작업자의 편의를 도모할 수 있다.

도 3에 도시된 것처럼, 보조 가이드가 없는 경우에는 베드는 구조물의 하중과 구조물의 이송중에 더욱 큰 하중이 작용하여 베드가 변형이 많이 발생하게 된다.

도 4에 도시된 것처럼, 제1 가이드와 제2 가이드 사이에 보조 가이드가 수직방향으로 연장 형성됨에 따라 베드의 X축 방향 변형이 25% 감소하고, Y축 방향 변형이 75% 감소하는 것을 알 수 있다.

따라서, 도 4에 도시된 것처럼, 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40) 사이에 보조 가이드(50)를 설치하여 구조물(20)을 3점 지지하는 것이 제1 가이드와 제2 가이드에 의한 2점 지지 구조보다 베드와 공작기계의 내구성이 현저히 향상된다는 것을 알 수 있다.

제1 가이드와 제2 가이드 사이에 보조 가이드를 설치하여 구조물을 3점 지지하는 것이 제1 가이드와 제2 가이드에 의한 2점 지지 구조보다 더욱 안정적이라는 것은 알 수 있었지만, 이때에 보조 가이드의 설치 높이에 따른 최적의 구조해석이 필요하였다.

이에 따라 도 5와 같이 보조 가이드를 제1 가이드와 제2 가이드의 높이방향의 높이와 동일하게 설치하여 베드의 변형을 확인한 결과 Y축 방향으로 변위가 증가함에 따라 Y축 이송의 안정성이 감소하는 문제점이 있었다.

즉, 도 3 내지 도 5에서 알 수 있는 것처럼, 베드의 상부에 제1 가이드와 제2 가이드 사이에 보조 가이드를 설치하여 3점 지지 구조로 구조물을 지지하는 것이 안정적이지만, 제1 가이드와 제2 가이드 사이에 설치되는 보조 가이드의 높이를 잘못 설치할 경우 오히려 이송 안정성이 저해되고, 공작기계의 내구성이 감소하는 것을 알 수 있다.

이에 따라 보조 가이드는 제1 가이드 및 제2 가이드와 높이방향으로 동일하거나 서로 다른 높이에 설치되는 것이 타당하다는 것을 알 수 있다.

이처럼, 본 발명은 공작기계는 설계와 구조 해석을 통해 제1 가이드와 제2 가이드 사이에서 제1, 2 가이드와 평행하면서 수평방향으로 마주하고, 제1 가이드 및 제2 가이드와 서로 다른 높이를 갖도록 보조 가이드를 설치하여 하중에 의한 베드의 변형을 최소화하고, 이에 따라 구조물의 이송시에 이송안정성을 확보하여 공작기계의 내구성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 도 2에 도시된 것처럼, 필요에 따라 보조 가이드(50)는 수평방향으로 소정 간격 이격하여 서로 마주하면서 평행하는 한 쌍으로 형성될 수도 있다. 이에 따라 더욱 안정적으로 구조물(20)의 하중을 지지하여 구조물(20)의 이동안정성을 더욱 향상할 수 있다.

상술한 바와 같이 구조물의 안정적인 이송을 통한 이송안정성을 확보하고 베드의 변형을 최소화하여 공작기계의 내구성을 증가하며, 가공 정밀도 향상을 위해 보조 가이드가 필수적으로 설치되야 하는 것은 구조 해석을 통해 확인하였다.

이하에서는 본 발명은 구조해석을 통해 보조 가이드(50)의 수평방향(X축 방향)의 위치와 높이방향(Z축 방향)의 최적 위치를 설정하는 것으로 이하 보조 가이드(50)의 수평방향 최적 위치와 높이방향 최적 위치를 설명한다.

보조 가이드(50)의 수평방향 최적 위치와 높이방향 최적 위치를 설정하기 위해 도 6을 참조하여 보조 가이드의 최적화 구조를 위한 구조 해석 실험에 대한 조건을 설명한다.

구조물(20)이 제1 가이드(30), 제2 가이드(40), 및 보조 가이드(50)에 의해 베드(10)의 상부에 이동가능하게 지지 설치된다.

구조물(20)의 무게중심(G)은 구조물(20) 상에 위치되고, 이러한 무게중심(G)은 구조물(20)의 종류, 크기에 따라 그 위치가 변경된다.

제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)가 구조물(20)을 지지하면서 베드(10)의 상부에 수평방향으로 이격하여 설치된다. 또한, 상술한 바와 같이 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)는 높이방향으로 동일한 높이에 형성되므로 제1 가이드(30)의 지지면과 제2 가이드의 지지면은 동일하게 된다.

이때에 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)는 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향(Z축 방향)의 길이(A)가 되도록 설치된다. 이와 동시에 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)는 베드(10)의 상부에 수평방향(X축 방향)으로 서로 이격되게 설치된다.

즉, 길이(A)는 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향(Z축 방향)으로 최단거리를 의미한다.

제1 가이드(30)의 중심에서 제2 가이드(40)의 중심까지의 수평방향(X축 방향)의 길이(C)가 되도록 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)가 베드(10)의 상부에 설치된다.

즉, 길이(C)는 제1 가이드(30)의 중심에서 제2 가이드(40)의 중심까지의 수평방향(X축 방향)으로 최단거리를 의미한다.

또한, 보조 가이드(50)는 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 동일한 높이 또는 서로 다른 높이가 되도록 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40) 사이에 설치된다. 이때에 보조 가이드(50)는 보조 가이드(50)의 상부면(51)으로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(B)를 갖도록 설치된다.

즉, 길이(B)는 보조 가이드(50)의 상부면(51)으로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향(Z축 방향)으로 최단거리를 의미한다.

구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향(Z축 방향)의 길이(A)와 제1 가이드(30)의 중심에서 제2 가이드(40)의 중심까지의 수평방향(X축 방향)의 길이(C)의 비(J)라 정의한다. 즉, 비(J)는 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향(Z축 방향)의 길이(A):제1 가이드(30)의 중심에서 제2 가이드(40)의 중심까지의 수평방향(X축 방향)의 길이(C)이다. 결국 비(J)는 A:C를 의미한다.

보조 가이드(50)로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(B)의 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)에 대한 비율(F)이라 정의한다. 즉, 비율(F)는 보조 가이드(50)로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(B)를 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드(30)와 제2 가이드(40)의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)로 나눈 값이다. 결국 비율(F)은 B/A를 의미한다.

또한, 비율(F)의 음의값(-값)인 경우에는 무게중심(G)에서 멀어지는 방향, 즉 높이방향에서 아래쪽 방향(Z축 방향의 하방)을 의미한다.

마찬가지로, 비율(F)이 양의값(+값)인 경우에는 무게중심(G)에 가까워지는 방향, 즉 높이방향에서 위쪽 방향(Z축 방향의 상방)을 의미한다.

변위지수(K)란 비(J)를 고정한 경우 비율(F)에 따른 베드(10)의 상대적인 변형량에 대한 값의 상대적인 크기를 절대값으로 정하여 지정한 값을 의미한다. 즉, 변위지수(K)란 각 구조물의 크기와 공작기계의 종류, 가공속도, 스핀들의 회전 속도 등에 따라 베드의 최대 변형 한계치를 설정한 상태에서 비(J)를 고정한 경우 비율(F)에 따른 베드(10)의 상대적인 변형량에 대한 값의 상대적인 크기를 절대값으로 정하여 지정한 값으로 정의된다.

일례로 변위지수 4라 함은 도 7 내지 도 15의 그래프에서 Y축의 양의값 4와 음의 값 4를 포함하는 영역을 의미한다. 변위지수가 5를 초과하면 일반적인 공작기계의 위치정밀도 한계치를 벗어나서 설계가 불가능한 것으로 판단할 수 있다.

도 7 내지 도 15의 그래프에서 X축은 비율(F)이고, Y축은 변위지수(K)를 나타낸다.

이하에서 도 2와 도 6 내지 도 12를 참조하여 보조 가이드(50)이 수평방향 최적 위치에 대해 설명한다.

보조 가이드(50)는 구조물의 무게중심(G)의 높이방향(Z축 방향)의 하방에서 구조물의 무게중심(G)에 대해 직교하도록 베드의 상부에 설치되는 것이 바람직하다.

즉, 보조 가이드(50)의 수평방향 최적 위치 선정시에 보조 가이드(50)는 구조물의 무게중심(G)의 높이방향(Z 방향)의 하방에서 구조물의 무게중심(G)에 대해 직교하면서 구조물의 무게중심(G)의 가상의 수직방향 연장선에 대해 수직방향으로 평행하도록 베드(10)의 상부에 수직방향으로 연장 형성된다.

이에 따라, 보조 가이드가 구조물의 무게중심을 견고하게 지지하여 구조물의 이동중이나 구조물이 정지한 상태에서 구조물의 하중이 베드로 전달되는 것을 최소화하여 베드의 변형하여 공작기계의 수명이 증대시키고, 공작기계의 유지보수 비용 및 시간을 절감할 수 있다.

도 6 내지 도 12에 도시된 것처럼, 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)와 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이(C)의 비(J)가 1:3 내지 5인 경우에 보조 가이드(50)는 제1 가이드(30)에서 제2 가이드(40)까지 수평방향 길이(C)의 1/2되는 지점에 위치하도록 베드(10)의 상부에 설치되는 것이 더욱 바람직하다.

즉, 도 7 내지 도 8과 같이 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)와 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이(C)의 비(J)가 1:4인 경우, 도 9 내지 도 10과 같이 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)와 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이(C)의 비(J)가 1:3인 경우, 도 11 내지 도12와 같이 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)와 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이(C)의 비(J)가 1:5인 경우 모두 변위지수 내에서 비율(F) 범위내에서 약 3 내지 10% 이내의 설계를 위한 구조해석에서 결과값에 크게 영향을 미치지 않는 변위지수 정도 차이가 발생하는 것을 알 수 있다.

따라서, 도 7 내지 도 12 도시된 것처럼, 같이 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)와 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이(C)의 비(J)가 1:3 내지 5인 경우에 보조 가이드(50)가 제1 가이드(30)에서 제2 가이드(40)까지 수평방향 길이(C)의 1/2되는 지점에 위치하도록 베드(10)의 상부에 설치되는 것이 베드의 변형이 가장 적고 안정적이라는 것을 확인할 수 있다.

이처럼, 본 발명에 의한 공작기계는 구조 해석 등을 통해 최적화된 위치에 보조 가이드를 설치함에 따라 공작기계의 신뢰도와 안정성이 증가되고, 비가공 시간 감소에 따라 생산성을 현저히 증가시킬 수 있다.

도 13에 도시된 것처럼, 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이(A)와 제1 가이드에서 제2 가이드까지의 수평방향의 길이(C)의 비가 1:4인 경우에 보조 가이드(50)는 보조 가이드로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이(B)의 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)에 대한 비율(F)이 -0.1 이상 내지 0.06 이하가 되도록 베드(10)의 상부에 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 서로 높이가 동일하거나 다르게 설치된다. 바람직하게는 베드의 변위지수(K)가 4 이하인 경우이다.

즉, 변위지수(K)가 4 이하인 경우에 보조 가이드(50)는 비율(F)이 -0.1 이상 내지 0.06 이하가 되도록 베드(10)의 상부에 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 서로 높이가 동일하거나, 제1 가이드와 제2 가이드보다 높거나 낮게 설치된다. 변위지수(K)가 4 이하인 경우에는 상대적으로 공작기계의 최대 변형 한계치 등이 상대적으로 높게 책정됨에 따라 비율에 따른 변위지수가 더욱 커짐에 따라 보조 가이드(50)가 설치되는 높이방향의 높이가 상대적으로 더욱 큰 범위를 갖고 설치될 수 있다. 이러한 변위지수(K)는 해당 장비의 설계에 따른 구조해석에서 구조 최적화에 따른 설계 범위내로 해석된다.

따라서, 변위지수가 4인 경우에는 상대적으로 구조물이 더욱 가벼운 소형 장비에 적용되는 것으로 비율(F)이 -0.1 미만이거나 0.06을 초과하는 경우에는 변위지수 4의 범위를 벗어남에 따라 최대 변형 한계치에 의해 설계가 불가능하거나 이와 같이 설계하는 경우 내구성이 확보되지 않아 장비의 파손이나 손상과 같은 심각한 문제가 발생하게 된다.

도 14에 도시된 것처럼, 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이(A)와 제1 가이드에서 제2 가이드까지의 수평방향의 길이(C)의 비가 1:4인 경우에 보조 가이드(50)는 보조 가이드로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이(B)의 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)에 대한 비율(F)이 -0.08 이상 내지 0.0 이하 또는 0.05 이상 내지 0.06 이하가 되도록 베드(10)의 상부에 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 서로 높이가 동일하거나 다르게 설치된다. 바람직하게는 베드의 변위지수(K)가 2 이하인 경우이다.

즉, 변위지수(K)가 2 이하인 경우에 보조 가이드(50)는 비율(F)이 -0.08 이상 내지 0.0 이하 또는 0.05 이상 내지 0.06 이하가 되도록 베드(10)의 상부에 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 서로 높이가 동일하거나, 제1 가이드와 제2 가이드보다 높거나 낮게 설치된다. 변위지수(K)가 2 이하인 경우에는 상대적으로 공작기계의 최대 변형 한계치 등이 상대적으로 중간정도로 책정됨에 따라 비율에 따른 변위지수가 작아짐에 따라 보조 가이드(50)가 설치되는 높이방향의 높이가 상대적으로 중간정도의 범위를 갖고 설치될 수 있다. 이러한 변위지수(K)는 해당 장비의 설계에 따른 구조해석에서 구조 최적화에 따른 설계 범위내로 해석된다.

따라서, 변위지수가 2인 경우에는 상대적으로 구조물이 중간 정도인 중형 장비에 적용되는 것으로 비율(F)이 -0.08 미만 내지 0.0을 초과하거나 0.05 미만 내지 0.06을 초과하는 경우에는 변위지수 2의 범위를 벗어남에 따라 최대 변형 한계치에 의해 설계 자체가 불가능하거나 이와 같이 설계하는 경우 이동안정성과 공작기계의 내구성이 확보되지 않아 장비의 파손이나 손상과 같은 심각한 문제가 발생하게 된다.

도 15에 도시된 것처럼, 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이(A)와 제1 가이드에서 제2 가이드까지의 수평방향의 길이(C)의 비가 1:4인 경우에 보조 가이드(50)는 보조 가이드로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이(B)의 구조물의 무게중심(G)으로부터 제1 가이드와 제2 가이드의 지지면(31)까지의 높이방향의 길이(A)에 대한 비율(F)이 -0.07 이상 내지 -0.03 이하가 되도록 베드(10)의 상부에 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)와 서로 높이가 다르게 설치된다. 바람직하게는 베드의 변위지수(K)가 1 이하인 경우이다.

즉, 변위지수(K)가 1 이하인 경우에 보조 가이드(50)는 비율(F)이 -0.07 이상 내지 -0.03 이하가 되도록 베드(10)의 상부에 제1 가이드(30) 및 제2 가이드(40)보다 낮게 설치된다. 변위지수(K)가 1 이하인 경우에는 상대적으로 공작기계의 최대 변형 한계치 등이 상대적으로 가장 낮게 책정됨에 따라 비율에 따른 변위지수가 가장 작아짐에 따라 보조 가이드(50)가 설치되는 높이방향의 높이가 상대적으로 가장 작은 범위를 갖고 설치될 수 있다. 이러한 변위지수(K)는 해당 장비의 설계에 따른 구조해석에서 구조 최적화에 따른 설계 범위 내로 해석된다.

따라서, 변위지수가 1인 경우에는 상대적으로 구조물이 가장 무거운 대형 장비에 적용되는 것으로 비율(F)이 -0.07 미만 내지 -0.03을 초과하거나 경우에는 변위지수 1의 범위를 벗어남에 따라 최대 변형 한계치에 의해 설계 자체가 불가능하거나 이와 같이 설계하는 경우 이동안정성과 공작기계의 내구성이 확보되지 않아 장비의 파손이나 손상과 같은 심각한 문제가 발생하고, 구조물의 이송시에 진동 등에 의해 대형 공작기계에서 정밀 가공을 수행할 수 없는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명에 의한 공작기계는 제1 가이드와 제2 가이드 사이에서 제1, 2 가이드와 평행하면서 수평방향으로 마주하도록 보조 가이드를 설치하고, 이러한 제3 가이드가 제3 가이드와 구조물의 무게중심 사이의 높이방향 길이, 제1, 2 가이드 사이의 수평방향 길이, 및/또는 제1, 2 가이드의 지지면과 구조물의 무게중심 사이의 높이방향 길이 등에 따른 상대적인 변수에 따른 설계와 구조 해석을 통해 보조 가이드를 베드 상부에서 제1 가이드 및 제2 가이드와 높이가 다르게 설치하여 하중에 의한 베드의 변형을 최소화하고, 이에 따라 구조물의 이송시에 이송안정성을 확보하여 공작기계의 내구성을 증가시키며, 공작기계의 가공정밀도와 수명을 증대시키고, 공작기계의 유지보수 비용 및 시간을 절감할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

1 : 종래 공작기계, 2 : 베드,
3 : 새들, 4 : 컬럼,
5 : 스핀들, 6 : 이송부,
10 : 베드, 20 : 구조물,
30 : 제1 가이드, 31 : 지지면,
40 : 제2 가이드, 50 : 제3 가이드,
51 : 상부면.

Claims

베드;
상기 베드의 상부에 수평방향, 수직방향, 또는 높이방향으로 이동 가능하게 설치되는 구조물;
상기 베드의 상부에 설치되는 제1 가이드;
상기 제1 가이드와 평행하면서 수평방향으로 서로 마주하도록 상기 베드의 상부에 설치되는 제2 가이드; 및
상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드 사이에서 상기 제1 가이드 및 상기 제2 가이드와 각각 평행하면서 수평방향으로 마주하도록 상기 베드의 상부에 설치되는 보조 가이드;를 포함하고,
상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드는 상기 베드의 상부에서 동일한 높이로 설치되고,
상기 보조 가이드는 상기 제1 가이드 및 상기 제2 가이드와 상기 베드의 상부에서 동일한 높이 또는 다른 높이로 설치되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
제1항에서,
상기 보조 가이드는,
상기 구조물의 무게중심의 높이방향 하방에서 상기 구조물의 무게중심에 대해 직교하도록 상기 베드의 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
제1항에 있어서,
상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 상기 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:3 내지 5인 경우에 상기 보조 가이드는,
상기 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지 수평방향 길이의 1/2되는 지점에 위치하도록 상기 베드의 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
제3항에 있어서,
상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 상기 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4인 경우에 상기 보조 가이드는,
상기 보조 가이드로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이에 대한 비율이 -0.1 이상 내지 0.06 이하가 되도록 상기 베드의 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
제3항에 있어서,
상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 상기 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4인 경우에 상기 보조 가이드는,
상기 보조 가이드로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이에 대한 비율이 -0.08 이상 내지 0.0 이하 또는 0.05 이상 내지 0.06 이하가 되도록 상기 베드의 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
제3항에 있어서,
상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이와 상기 제1 가이드에서 상기 제2 가이드까지의 수평방향의 길이의 비가 1:4인 경우에 상기 보조 가이드는,
상기 보조 가이드로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이의 상기 구조물의 무게중심으로부터 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드의 지지면까지의 높이방향의 길이에 대한 비율이 -0.08 이상 내지 -0.03 이하가 되도록 상기 베드의 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 가이드, 상기 제2 가이드, 및 상기 보조 가이드는 LM 가이드(LM GUIDE)로 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계.