WO2009116725A2 - 공작기계 - Google Patents

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WO2009116725A2
WO2009116725A2 PCT/KR2009/000080 KR2009000080W WO2009116725A2 WO 2009116725 A2 WO2009116725 A2 WO 2009116725A2 KR 2009000080 W KR2009000080 W KR 2009000080W WO 2009116725 A2 WO2009116725 A2 WO 2009116725A2
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WO
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bolt rod
mounting groove
machine tool
rotating
main body
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PCT/KR2009/000080
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English (en)
French (fr)
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WO2009116725A3 (ko
Inventor
김정수
Original Assignee
Kim Jeong Soo
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Publication date
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Publication of WO2009116725A2 publication Critical patent/WO2009116725A2/ko
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/56—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/60—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/62—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides
    • B23Q1/621—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair
    • B23Q1/626—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q1/601—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism a single sliding pair followed parallelly by a single sliding pair
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/34—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
    • B23Q5/38—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously
    • B23Q5/40—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously by feed shaft, e.g. lead screw

Definitions

  • the present invention relates to a machine tool, and more particularly, a machine tool which is advantageous in the machining operation of a workpiece or a structurally complicated workpiece that is difficult to transport due to its excellent accessibility to the workpiece, and can improve not only the processing speed but also the work efficiency. It is about.
  • a machine tool is widely used in various industries as it is used to cut a hole or a part having a predetermined shape in a workpiece.
  • 1 is a schematic side view showing a conventional machine tool.
  • the conventional machine tool 10 is largely lifted up and down the support 12, the spindle head 20 and the spindle head 20 is mounted to the support 12 so as to slide up and down. It comprises a lowering means (30).
  • the support 12 is installed on the ground, and has a predetermined height.
  • the spindle head 20 is a spindle box 22 mounted on the support 12 so as to be slidable up and down, a spindle member 24 protruding in front of the spindle box 22, and the spindle member ( It is configured to include a tool fixing tool 26 provided in the 24 and the drive motor 28 provided on one surface of the spindle box 22 to rotate the spindle member (24).
  • the tool is mounted on the tool holder 26 provided at the end of the spindle member 24 of the spindle head 20 configured as described above, and the spindle member 24 and the tool together by the operation of the driving motor 28 provided on one surface thereof. By turning the hole in the workpiece. Since the configuration of the spindle head 20 is already disclosed and widely used through Korean Patent Publication Nos. 1998-00607801 and 2006-0076885, and the like, a detailed description thereof will be omitted.
  • the lifting means 30 is a nut 32 attached to one side of the spindle box 22, the bolt rod 34 is installed on the support 12 and coupled to the nut 32 And a rotation motor 36 fixed to the support 12 to rotate the bolt rod 34.
  • the spindle head 20 is elevated in the vertical direction by the elevating means 30, so that a hole having a different height may be drilled into the workpiece, but the workpiece is necessarily mounted on the spindle head 20.
  • the machining operation can only be performed in close proximity. There was a downside to be fit.
  • the present invention has been made in order to solve the above problems, it is excellent in the accessibility to the workpiece, in particular, it is advantageous in the machining operation of the workpiece or structurally complex workpieces that are difficult to transport can greatly improve the processing speed as well as the work efficiency To provide machine tools.
  • the present invention is a machine tool, a base member installed on the ground; A main body coupled to the base member and slid left and right; It is installed on the main body and is variable in the vertical direction, the elevating member is mounted on each corner portion of the upper surface of the main body to vary the length in the vertical direction, the multi-axis reducer provided on the upper surface of the main body, and the multi-axis reducer and A plurality of rotary shafts for transmitting the rotating force so that the lifting member is variable in the vertical direction by connecting the elevating member, a motor for rotating the multi-axis reducer on one side of the multi-axis reducer and a plate attached to the upper surface of the elevating member Lifting means made; Forward and backward means installed on the elevating means and slid back and forth; And a spindle head installed above the forward and backward means.
  • the base member is installed on the ground, the base plate is formed on the upper surface and at least one rail jaw is formed at the same time;
  • a bolt rod provided in the mounting groove;
  • a rotating motor provided at one side of the mounting groove to rotate the bolt rod.
  • the elevating member is fixedly installed at each corner of the upper surface of the main body, and having a hollow shape, the upper and lower housings are formed in communication with the inside, respectively, the side has a fastening hole is inserted into the rotating shaft;
  • a rotating body having a tubular shape having an inner diameter, the outer gear being formed on the outer circumference thereof, and having a bolt portion formed therein;
  • a bolt rod bolted to the bolt portion of the pivot;
  • the forward and backward means is attached to the upper end of the elevating means is a frame member having a variable length in the forward and backward direction; And coupled to the upper end of the frame member to be slid back and forth due to the operation of the frame member, the upper surface is configured to include a sliding plate on which the spindle head is mounted.
  • the frame member is attached to an upper end of the lifting means and has a first frame having a first mounting groove formed thereon, a first bolt rod mounted to the first mounting groove, and coupled to the first bolt rod.
  • a second frame attached to an upper surface of the first nut and having a second mounting groove formed thereon, a second bolt rod mounted to the second mounting groove, and coupled to the second bolt rod, and having a sliding plate on the upper surface thereof.
  • a second nut attached to the second nut, a second bearing supporting the end of the second bolt rod in the second mounting groove, and a second rotating motor provided on one side of the second mounting groove to rotate the second bolt rod. It comprises a second frame member.
  • the inclined sliding plate is provided with an inclined surface to be mounted inclined instead of the sliding plate.
  • the spindle head is a main body that is slid left and right through the base member, the lifting means sliding in the vertical direction from the upper body and the forward and backward means sliding in the front and rear direction from the upper and lower lifting means Due to its excellent accessibility to the workpiece, it is particularly advantageous when machining a workpiece that is difficult to transport, and has the advantage of greatly improving the processing speed as well as the work efficiency.
  • the spindle head can be attached obliquely through the inclined sliding plate, even the structurally complex workpiece can be easily accessed.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing a conventional machine tool.
  • Figure 2 is a schematic perspective view showing a machine tool according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view of the base member according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a main body according to a preferred embodiment of the present invention, and "b" is a partial perspective view showing the main body upside down.
  • FIG. 5 is a perspective view of the lifting means according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a partial cross-sectional perspective view of the elevating member according to an embodiment of the present invention
  • "b” is a cross-sectional view taken along line A-A of "a” showing the operation of the elevating member.
  • FIG. 7 is a perspective view of the forward and backward means according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view showing an inclined sliding plate according to another embodiment of the present invention.
  • 9A and 9B are schematic longitudinal cross-sectional views showing the operation of the base member and the main body according to the preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is a schematic longitudinal cross-sectional view showing the operation of the lifting means according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic longitudinal cross-sectional view showing the operation of the forward and backward means according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing the operation of a machine tool according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 13 is a schematic rear view showing the operation of a machine tool according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic side view of a machine tool according to another embodiment of the present invention.
  • lifting means 100 machine tool of the present invention
  • lifting member 142 multi-axis reducer
  • frame member 151a first frame member
  • first rotational motor 158 second frame
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing a machine tool according to an embodiment of the present invention.
  • the machine tool 100 of the present invention is largely installed on the base member 110, the main body 120 is coupled to the upper base member 110, the upper portion of the main body 120 It includes a lifting means 130 is installed, the forward and backward means 150 is installed on the elevating means 130, and the spindle head 20 is installed on the forward and backward means 150.
  • the base member 110 is to be installed on the ground is configured to slide left and right the main body 120 coupled to the upper, the elevating means 130 is provided on the upper surface of the main body 120 It is configured to raise and lower the forward and backward means 150, the forward and backward means 150 is provided on the upper and lower means 130 is configured to slide the spindle head 20 in the front and rear direction As such, their configuration and operation relationship will be described in more detail below.
  • the spindle head 20 is the spindle box 22 coupled to the uppermost end of the forward and backward means 150, the spindle member 24 protruding toward the front of the spindle box 22, and the spindle member 24 It is configured to include a drive motor 28 for rotating the spindle member 24 is provided on the tool holder 26 and the spindle box 22 provided in the).
  • the tool 200 is mounted on the tool holder 26 provided at the end of the spindle member 24 of the spindle head 20 configured as described above, and the spindle member 24 and the spindle are driven by the operation of the driving motor 28 provided at the rear side. As the tool 200 is rotated together to process a hole in the workpiece, which is already known and widely used as described in the prior art, while using the same reference numerals as the conventional art, the present invention will be briefly illustrated and briefly described. You must
  • the upper front of the forward and backward means 150 is provided with a guide 170 for supporting the spindle member 24 so that it can be more stably operated during the rotation or sliding forward and backward of the extended spindle member 24 is provided It can be seen that.
  • the guide 170 is required when the spindle member 24 is extended for a long time, otherwise it should be appreciated that it may be unnecessary.
  • FIG 3 is a perspective view of a base member according to an embodiment of the present invention.
  • the base member 110 of the present invention comprises a base plate 112, a bolt rod 116, a bearing 117, a nut 118 and a rotating motor 119.
  • the base plate 112 is installed on the ground, the mounting groove 114 is formed on the upper surface and at least one rail jaw 113 is formed, the rail jaw 113 is coupled to the upper body
  • the rail jaw 113 is coupled to the upper body
  • a communication hole 115 communicating with the mounting groove 114 is formed at one side of the base plate 112.
  • the bolt rod 116 is provided in the mounting groove 114 in the longitudinal direction, one end is inserted into the communication hole 115 in communication with the mounting groove 114, the rotating motor 119 to be described later Connected with
  • the bearing 117 is provided to support the end of the bolt rod 116 in the mounting groove 114 to assist the rotation.
  • the nut 118 is coupled to the bolt rod 116, the upper surface is preferably formed to be flat to facilitate attachment to the lower surface of the body (120).
  • the rotation motor 119 is attached to one side of the base plate 112 is combined with the bolt rod 116 inserted into the communication hole 115 to rotate.
  • FIG. 4 is a perspective view of a main body according to a preferred embodiment of the present invention, and "b" is a partial perspective view showing the main body upside down.
  • each of the corners of the upper surface of the main body 120 of the present invention is formed with a mounting hole 122 to be mounted on the elevating member 132 of the elevating means 130 to be described later, the lower surface described above It can be seen that the rail groove 124 is coupled to the rail jaw 113 formed on the upper surface of the base plate 112 is formed.
  • FIG 5 is a perspective view of the elevating means according to an embodiment of the present invention
  • "a” of Figure 6 is a partial cross-sectional perspective view of the elevating member according to an embodiment of the present invention
  • "b” is a lifting It is AA sectional drawing of "a” which shows operation
  • the lifting means 130 of the present invention includes a lifting member 132, a multi-axis reducer 142, a rotating shaft 144, a motor 146, and a plate 148. It is composed.
  • the elevating member 132 is mounted to each mounting hole 122 formed in each corner portion of the upper surface of the main body 120 is configured to vary in length in the vertical direction, the configuration thereof will be described in more detail below. .
  • the multi-axis reducer 142 is provided on the upper surface of the main body 120 is provided to reduce the rotational force of the motor 146 to be delivered to the left and right two places. Since the multi-axis reducer 142 is already known, a detailed description thereof will be omitted.
  • the rotating shaft 144 is connected to the multi-axis reducer 142 and the elevating member 132 to transfer the rotating force so that the elevating member 132 is variable in the vertical direction, a plurality of two At the same time as connecting the multi-axis reducer 142 is connected to the lifting member 132 provided in each corner portion of each multi-axis reducer 142, respectively.
  • the motor 146 is provided to rotate the multi-axis reducer 142 on one side of the multi-axis reducer 142.
  • the plate 148 is a plate-shaped shape that is attached to the upper surface of the elevating member 132 provided on each corner portion of the main body, that is, the upper surface of the bolt rod 140 of each elevating member 132, the upper surface thereof It is attached to the forward and backward means 150 to be described later.
  • the housing 133 is fixedly installed at each corner portion of the upper surface of the main body 120, that is, the mounting hole 122, and has a hollow shape, but the upper and lower insertion holes 134 communicate with the inside. These are each formed, but not shown here, but as shown in the "b" is formed on the side is a fastening hole 135 is inserted into the above-described rotation shaft 144 is fastened to the ⁇ gear 139 to be described later.
  • the rotating body 138 has a tubular shape having an inner diameter, but the outer gear 136 is formed on the outer periphery, the bolt portion 137 is formed on the inner surface is provided in the housing 133
  • the inner diameter of the rotating body 138 and the center of the insertion hole 134 formed in the housing 133 are provided to have the same vertical line.
  • the bolt rod 140 is bolted to the bolt portion 137 of the rotating body 138, the upper plate 148 is attached to the upper surface.
  • the worm gear 139 is provided to engage with the external gear 136 provided on the outer circumference of the rotating body 138, one end is coupled to the rotating shaft 144 to rotate the rotating body 138 Let's go.
  • the lifting member 132 configured as described above has the external gear (138) engaged with the rotating body 138 when the wheel gear 139 receives the rotational force of the rotating shaft 144 as shown in " b " 136) it can be seen that the rotation.
  • the bolt rod 140 is bolted to the inside of the rotating body 138 is rotated so that the plate 148 is attached to the upper surface so that it can not be rotated together is too natural and the height is adjusted while sliding in the vertical direction instead will be.
  • FIG. 7 is a perspective view of the forward and backward means according to an embodiment of the present invention.
  • the forward and backward means 150 of the present invention comprises a frame member 151 and a sliding plate 165 largely.
  • the frame member 151 is attached to the upper end of the plate member 148 of the elevating means 130 is configured to be variable in length in the forward and backward direction is composed of a large first and second frame members (151a, 151b)
  • the first frame member 151a is attached to an upper end of the plate member 148 of the elevating means 130 and has a first frame 152 having a first mounting groove 153 formed thereon, and the first mounting member.
  • the first bolt rod 154 mounted in the groove 153, the first nut 155 coupled to the first bolt rod 154, and the first bolt rod in the first mounting groove 153.
  • a first rotating motor 157 provided on one side of the first bearing 156 and one side of the first mounting groove 153 to rotate the first bolt rod 154. .
  • the second frame member 151b is attached to the upper surface of the first nut 155 and has a second mounting groove 159 formed on the upper surface thereof, and is stably fixed to the first frame 152 on both sides of the lower surface thereof.
  • the second frame 158, the first coupling jaw 160 to be coupled is formed, the second bolt rod 161 mounted to the second mounting groove 159, and coupled to the second bolt rod 161
  • Is provided on one side of the second mounting groove 159 is configured to include a second rotating motor 164 to rotate the second bolt rod (161).
  • a communication hole communicating with the first and second mounting grooves 153 and 159 formed on each upper surface is formed on one side surface of the first and second frames 152 and 158 like the base member 110. It should be appreciated that the first and second rotating motors 157 and 164 are connected to the first and second bolt rods 154 and 161 interposed therein, respectively.
  • the sliding plate 165 is attached to the second nut 162 of the second frame member 151b to slide forward and backward due to the operation of the second frame member 151b.
  • the second coupling jaw 166 to be stably coupled to the two frames 158 is formed.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view showing an inclined sliding plate according to another embodiment of the present invention.
  • the inclined sliding plate 165 ' may be provided in place of the sliding plate 165, the inclined sliding plate 165' is a sliding plate of the spindle head 20 attached to the upper surface Unlike 165, the inclined surface 167 may be inclinedly attached. This, as will be described later, if the hole is to be formed in the boss portion of the structurally complex propeller (wing) formed in the boss portion has a predetermined angle so that it is implemented to be close to avoid it.
  • 9A and 9B are schematic longitudinal cross-sectional views illustrating the operation of the base member and the main body according to the preferred embodiment of the present invention.
  • the main body 120 is placed on the upper surface of the base member 110, but the main body 120 is attached to the nut 118 coupled to the bolt rod 116.
  • the rail groove 124 formed on the lower surface of the main body 120 and the rail jaw 113 formed on the upper surface of the base member 110 are coupled to each other, which will be more stable in the operation to be described later.
  • the rotating motor 119 is operated to rotate the bolt rod 116, the nut 118 and the main body 120 attached thereto slides to the left along the bolt rod 116, such as "b".
  • the bolt rod 116 is rotated to the contrary, it is natural that the main body 120 that has been slid to the left is slid to the right again.
  • Figure 10 is a schematic longitudinal cross-sectional view showing the operation of the lifting means according to an embodiment of the present invention.
  • the elevating means 130 is mounted on the upper edge portion of the main body 120, which is schematically shown.
  • the bolt rod 140 since the bolt rod 140 is inward sliding into the mounting hole 122 formed on the upper surface of the main body 120, the length change will be larger and smoother, but the mounting hole 122 is not necessarily a necessary element. This is because the bolt rod 140 may slide as high as the height of the housing 133 even if it is not inserted into the mounting hole 122 of the main body 120.
  • FIG. 11 are schematic longitudinal cross-sectional views showing the operation of the forward and backward means according to the preferred embodiment of the present invention.
  • the second frame member 151b and the sliding plate 165 are sequentially placed on the upper surface of the first frame member 151a.
  • the second frame 158 attached to the first nut 155 is placed on the upper surface of the first frame 152
  • the second nut 162 is placed on the upper surface of the second frame 158.
  • the attached sliding plate 165 is placed.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing the operation of the machine tool according to an embodiment of the present invention.
  • a schematic plan view of the machine tool 100 is shown. That is, it can be seen that the tool 200 is mounted on the tool holder 26 of the spindle head 20, and the workpiece is provided on the turntable 212 located at a predetermined distance from the front of the machine tool 100. 210 lies. Then, the center of the machining site and the tool 200 to machine the hole in the workpiece 210, first, by rotating the bolt rod 116 through the rotation motor 119 of the base member 110 to the main body ( Sliding 120 in the left and right directions.
  • the machining portion of the tool 200 and the workpiece 210 of the spindle head 20 is coincident.
  • the workpiece 210 is brought into close proximity to the tool 200 through the forward and backward means 150 to process the workpiece 210.
  • the first frame member 151a may be formed.
  • the second rotation of the second frame member 151b After rotating the first bolt rod 154 through the one-time motor 157 to advance the second frame 158 attached to the first nut 155 by a suitable distance, the second rotation of the second frame member 151b.
  • the second bolt rod 161 is rotated through the motor 164 to advance the sliding plate 165 attached to the second nut 162 to bring the tool 200 as close to the workpiece 210 as possible.
  • the spindle member 24 is rotated through the drive motor 28 of the spindle head 20 to process the workpiece 210. Its operating relationship is already known, so a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 13 is a schematic rear view showing the operation of a machine tool according to another embodiment of the present invention.
  • the spindle head 20 is mounted on the inclined sliding plate 165 ', as described above, the boss 222 is required to process holes in the boss 222 portion of the structurally complicated propeller 220. ) Close to the wings 224 formed to be inclined portion has the advantage of easy proximity.
  • FIG. 14 is a schematic side view of a machine tool according to another embodiment of the present invention.
  • the drill head 230 is further interposed in the spindle head (20). That is, the spindle box 22 is provided with a drive motor 232 for rotating the gun drill 230 separately from the operation of the spindle member 24, the gun drill 230 connected to the connection member 234 to this ) Protrudes forward while being supported by the guide 170.
  • the gun drill 230 is separated from the connecting member 234 so as not to interfere with the operation of the spindle.
  • machining operations may be performed in parallel with the spindle when necessary.
  • the spindle head 20 is the main body 120 to be slid left and right via the base member 110, and the lifting and lowering sliding up and down in the upper portion of the main body 120
  • Excellent accessibility to the workpiece 210 due to the front and rear means 150 sliding in the front and rear direction above the means 130 and the elevating means 130 is particularly advantageous when machining the workpiece 210 difficult to transport This has the advantage of greatly improving the processing speed as well as the work efficiency.
  • the spindle head 20 may be inclinedly attached to the inclined sliding plate 165 ′, there is an advantage that the structurally complicated workpiece 210 may be easily accessed.

Abstract

본 발명은 공작기계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공작물에 대한 접근성이 우수하여 특히 운반하기 어려운 공작물이나 구조적으로 복잡한 공작물의 가공 작업에서 유리하여 가공속도는 물론이고 작업능률까지 크게 향상시킬 수 있는 공작기계에 관한 것이다. 본 발명의 공작기계에 의하면, 스핀들헤드는 베이스부재를 매개로 좌우 슬라이딩되는 본체와, 상기 본체 상부에서 상하 방향으로 슬라이딩되는 승하강수단 및 상기 승하강수단 상부에서 전후 방향으로 슬라이딩되는 전후진수단으로 인해 공작물에 대한 접근성이 우수하여 특히 운반이 어려운 공작물의 가공 작업시 유리하여 가공 속도는 물론이고 작업능률까지 크게 향상시킬 수 있는 장점을 지닌다. 또한, 스핀들헤드는 경사슬라이딩판을 매개로 경사지게 부착될 수 있으므로 구조적으로 복잡한 공작물도 쉽게 접근할 수 있는 효과를 나타낸다.

Description

공작기계
본 발명은 공작기계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공작물에 대한 접근성이 우수하여 운반하기 어려운 공작물이나 구조적으로 복잡한 공작물의 가공 작업에서 유리하고, 가공속도는 물론이고 작업능률까지 향상시킬 수 있는 공작기계에 관한 것이다.
일반적으로, 공작기계는 공작물에 소정의 형상을 가지는 홀을 가공하거나 부분을 절삭하는데 사용되는 것으로 다양한 산업분야에 널리 사용되고 있다. 도 1은 종래의 공작기계를 도시한 개략적 측면도이다.
도면을 참조로 하면, 종래의 공작기계(10)는 크게 지주(12)와, 상기 지주(12)에 상하 슬라이딩 가능하게 장착되는 스핀들헤드(20) 및 상기 스핀들헤드(20)를 승하강 시키는 승하강수단(30)을 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 지주(12)는 지면에 설치되는 것으로, 소정의 높이를 가진다.
다음으로, 상기 스핀들헤드(20)는 상기 지주(12)에 상하 슬라이딩 가능하게 장착되는 스핀들박스(22)와, 상기 스핀들박스(22) 전방으로 돌출되는 스핀들부재(24)와, 상기 스핀들부재(24)에 구비되는 공구고정구(26) 및 상기 스핀들박스(22) 일면에 구비되어 스핀들부재(24)를 회동시키는 구동모터(28)를 포함하여 구성된다. 이렇게 구성된 스핀들헤드(20)의 스핀들부재(24) 끝단에 구비된 공구고정구(26)에는 공구가 장착되며, 일면에 구비된 구동모터(28)의 작동에 의해 스핀들부재(24)와 공구가 함께 회동되면서 공작물에 홀을 가공하게 되는 것으로. 이러한 상기 스핀들헤드(20)의 구성은 대한민국특허공개번호 제1998-00607801호 및 제2006-0076885호 등을 통해 이미 공개되어 있을 뿐만 아니라 널리 사용되고 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 상기 승하강수단(30)은 상기 스핀들박스(22)의 일측면에 부착되는 너트(32)와, 상기 지주(12)상에 설치되어 너트(32)에 결합되는 볼트봉(34) 및 상기 지주(12)에 고정되어져 상기 볼트봉(34)을 회동시키는 회동모터(36)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 회동모터(36)가 작동되어 볼트봉(34)을 회동시키면 이에 결합된 너트(32)와 너트에 부착된 스핀들헤드(20)는 볼트봉(34)의 회동방향에 따라 승하강 작동된다.
이렇게 구성된 종래의 공작기계는 승하강수단(30)에 의해 스핀들헤드(20)가 수직방향으로 승하강되므로 공작물에 높이가 다른 홀을 천공할 수 있는 장점이 있으나 공작물을 반드시 스핀들헤드(20)에 근접시켜야만 가공 작업이 가능한 단점이 있었으며, 또한 홀이 형성될 위치와 스핀들부재(24)의 중심을 동일 수평선상에서 맞추기 위해서는 공작물을 이동시키거나 공작물의 이동이 불가능할 때에는 공작기계(10) 자체를 이동시켜서 맞추어야만 되는 단점이 있었다.
그리고, 구조적으로 복잡한 공작물의 경우에는 종래의 공작기계(10)로 가공하기에는 상당한 시간이 소요되었는데, 즉, 일예로 프로펠러(propeller)의 보스부분에 홀을 가공하고자 하는 경우에는 보스부분에 형성된 날개 때문에 공작기계(10) 전체가 공작물에 근접되기가 어려워 공작기계(10)는 날개에 닿지 않는 부분에 위치해두고 스핀들부재(24)를 길게 연장시켜 가공하고 있는 실정이다. 그러면, 불필요하게 길게 연장되는 스핀들부재(24)에 의해서 가공 속도가 현저히 저하됨은 물론이고 그 정확성까지 다소 저하되는 단점이 있었다.
이러한 단점 즉, 공작물에 대한 접근성이 어려운 단점을 극복하기 위한 공작기계가 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공작물에 대한 접근성이 우수하여 특히 운반하기 어려운 공작물이나 구조적으로 복잡한 공작물의 가공 작업에 유리하여 가공속도는 물론이고 작업능률까지 크게 향상시킬 수 있는 공작기계를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공작기계에 있어서, 지면에 설치되는 베이스부재; 상기 베이스부재 상부에 결합되어져 좌우 슬라이딩되는 본체; 상기 본체 상부에 설치되어 상하방향으로 가변되는 것으로, 상기 본체의 상면 각 모서리 부분에 장착되어져 상하 방향으로 길이가 가변되는 승하강부재와, 상기 본체의 상면에 구비되는 다축감속기와, 상기 다축감속기와 승하강부재를 연결하여 승하강부재가 상하 방향으로 길이가 가변되도록 회동력을 전달하는 복수의 회전축과, 상기 다축감속기 일측면에서 다축감속기를 회동시키는 모터 및 상기 승하강부재 상면에 부착되는 판재로 이루어지는 승하강수단; 상기 승하강수단 상부에 설치되어 전후 슬라이딩되는 전후진수단; 및 상기 전후진수단 상부에 설치되는 스핀들헤드를 포함하여 구성된다.
바람직하게 상기 베이스부재는 지면에 설치되는 것으로, 상면에는 장착홈이 형성됨과 동시에 적어도 하나 이상의 레일턱이 형성되는 베이스판; 상기 장착홈에 구비되는 볼트봉; 상기 장착홈 내에서 상기 볼트봉의 끝단을 지지하는 베어링; 상기 볼트봉에 결합되는 너트; 및 상기 장착홈 일측에 구비되어져 상기 볼트봉을 회동시키는 회동모터를 포함하여 구성된다.
바람직하게 상기 승하강부재는 상기 본체의 상면 각 모서리 부분에 고정 설치되며, 속이 빈 형상을 가지되 상하면에는 내부와 연통되는 삽입공이 각각 형성되고, 측면에는 회전축이 삽입되는 체결공이 형성된 하우징; 상기 하우징 내에 회동 가능하게 구비되는 것으로 내경을 가지는 관 형상을 가지되 외주연에는 외치기어가 형성되고, 내면에는 볼트부가 형성되는 회동체; 상기 회동체의 볼트부에 볼트 결합되는 볼트봉; 및 상기 회동체의 외주연에 구비된 외치기어와 치합되며, 상기 회전축과 일단이 결합되어져 회동체를 회동시키는 윔기어를 포함하여 구성된다.
바람직하게 상기 전후진수단은 상기 승하강수단의 상단에 부착되어져 전후진 방향으로 길이가 가변되는 프레임부재; 및 상기 프레임부재 상단에 결합되어 프레임부재의 작동으로 인해 전후방으로 슬라이딩되는 것으로, 상면에는 상기 스핀들헤드가 장착되는 슬라이딩판을 포함하여 구성된다.
바람직하게 상기 프레임부재는 상기 승하강수단의 상단에 부착되며 상면에는 제1장착홈이 형성되는 제1프레임과, 상기 제1장착홈에 장착되는 제1볼트봉과, 상기 제1볼트봉에 결합되는 제1너트와, 상기 제1장착홈 내에서 상기 제1볼트봉의 끝단을 지지하는 제1베어링 및 상기 제1장착홈 일측면에 구비되어 제1볼트봉을 회동시키는 제1회동모터를 포함하는 제1프레임부재; 및 상기 제1너트의 상면에 부착되며 상면에는 제2장착홈이 형성되는 제2프레임과, 상기 제2장착홈에 장착되는 제2볼트봉과, 상기 제2볼트봉에 결합되며 상면에는 상기 슬라이딩판이 부착되는 제2너트와, 상기 제2장착홈 내에서 상기 제2볼트봉의 끝단을 지지하는 제2베어링 및 상기 제2장착홈 일측면에 구비되어 제2볼트봉을 회동시키는 제2회동모터로 이루어지는 제2프레임부재를 포함하여 구성된다.
바람직하게 상기 슬라이딩판 대신에 스핀들헤드를 경사지게 장착할 수 있도록 경사면이 형성된 경사슬라이딩판이 구비된다.
본 발명의 공작기계에 의하면, 스핀들헤드는 베이스부재를 매개로 좌우 슬라이딩되는 본체와, 상기 본체 상부에서 상하 방향으로 슬라이딩되는 승하강수단 및 상기 승하강수단 상부에서 전후 방향으로 슬라이딩되는 전후진수단으로 인해 공작물에 대한 접근성이 우수하여 특히 운반이 어려운 공작물의 가공 작업시 유리하여 가공 속도는 물론이고 작업능률까지 크게 향상시킬 수 있는 장점을 지닌다.
또한, 스핀들헤드는 경사슬라이딩판을 매개로 경사지게 부착될 수 있으므로 구조적으로 복잡한 공작물도 쉽게 접근할 수 있는 효과를 나타낸다.
도 1은 종래의 공작기계를 도시한 개략적 측면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공작기계를 도시한 개략적 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 베이스부재의 사시도.
도 4의 "a"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 본체의 사시도이고, "b"는 본체를 뒤집어서 도시한 일부 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 승하강수단의 사시도.
도 6의 "a"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 승하강부재의 일부 단면 사시도이고, "b"는 승하강부재의 작동을 도시한 "a"의 A-A선 단면도.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전후진수단의 사시도.
도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 경사슬라이딩판을 도시한 개략적 사시도.
도 9의 "a"와 "b"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 베이스부재와 본체의 작동을 도시한 개략적 종단면도.
도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 승하강수단의 작동을 도시한 개략적 종단면도.
도 11의 "a", "b" 및 "c"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전후진수단의 작동을 도시한 개략적 종단면도.
도 12의 "a", "b" 및 "c"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공작기계의 작동을 도시한 개략도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계의 작동을 도시한 개략적 후면도.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공작기계를 도시한 개략적 측면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 종래의 공작기계 20 : 스핀들헤드
30 : 승하강수단 100 : 본 발명의 공작기계
110 : 베이스부재 112 : 베이스판
116 : 볼트봉 117 : 베어링
118 : 너트 119 : 회동모터
120 : 본체 130 : 승하강수단
132 : 승하강부재 142 : 다축감속기
144 : 회전축 150 : 전후진수단
151 : 프레임부재 151a: 제1프레임부재
151b : 제2프레임부재 152 : 제1프레임
153 : 제1장착홈 154 : 제1볼트봉
155 : 제1너트 156 : 제1베어링
157 : 제1회동모터 158 : 제2프레임
159 : 제2장착홈 160 : 제1결합턱
161 : 제2볼트봉 162 : 제2너트
163 : 제2베어링 164 : 제2회동모터
165 : 슬라이딩판 165': 경사슬라이딩판
166 : 제2결합턱 167 : 경사면
170 : 가이드 200 : 공구
210 : 공작물 220 : 프로펠러
232 : 구동모터 234 : 연결부재
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 공작기계를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공작기계를 도시한 개략적 사시도이다.
도면을 참조로 하면, 본 발명의 공작기계(100)는 크게 지면에 설치되는 베이스부재(110)와, 상기 베이스부재(110) 상부에 결합되는 본체(120)와, 상기 본체(120) 상부에 설치되는 승하강수단(130)과, 상기 승하강수단(130) 상부에 설치되는 전후진수단(150) 및 상기 전후진수단(150) 상부에 설치되는 스핀들헤드(20)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 베이스부재(110)는 지면에 설치되는 것으로 상부에 결합되는 본체(120)를 좌우 슬라이딩시킬 수 있도록 구성되는 것이고, 상기 승하강수단(130)은 상기 본체(120) 상면에 구비되어 있되 전후진수단(150)을 승하강시킬 수 있도록 구성되는 것이며, 상기 전후진수단(150)은 상기 승하강수단(130) 상면에 구비되어 있되 스핀들헤드(20)를 전후 방향으로 슬라이딩시킬 수 있도록 구성되는 것으로, 이들의 구성 및 작동관계는 하기에서 보다 상술토록 하겠다.
한편, 상기 스핀들헤드(20)는 상기 전후진수단(150)의 최상단에 결합되는 스핀들박스(22)와, 상기 스핀들박스(22) 전방으로 돌출되는 스핀들부재(24)와, 상기 스핀들부재(24)에 구비되는 공구고정구(26) 및 상기 스핀들박스(22) 후면에 구비되어 스핀들부재(24)를 회동시키는 구동모터(28)를 포함하여 구성된다. 이렇게 구성된 스핀들헤드(20)의 스핀들부재(24) 끝단에 구비된 공구고정구(26)에는 공구(200)가 장착되며, 후면에 구비된 구동모터(28)의 작동에 의해 스핀들부재(24)와 공구(200)가 함께 회동되면서 공작물에 홀을 가공하게 되는 것으로, 이는 종래기술에서 설명하였듯이 이미 공지되어 널리 사용되고 있으므로 종래와 동일한 부호를 사용함과 동시에 본 발명에서는 개략적으로 도시하여 간략하게 설명함을 인지하여야 된다.
그리고, 상기 전후진수단(150)의 상부 전방에는 길게 연장된 스핀들부재(24)의 회동 혹은 전후진 슬라이딩시 보다 안정적으로 작동될 수 있도록 스핀들부재(24)를 지지하는 가이드(170)가 구비되어 있음을 알 수 있다. 여기서, 상기 가이드(170)는 스핀들부재(24)가 길게 연장되는 경우에는 필요한데 그렇지 않은 경우에는 불필요한 경우도 있음을 인지하여야 된다.
이제, 하기에서는 상기에서 개략적으로 설명하였던 각 구성요소들의 상세한 구성과 작동관계를 살펴보도록 하겠다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 베이스부재의 사시도이다.
도면을 참조로 하면, 본 발명의 베이스부재(110)는 크게 베이스판(112), 볼트봉(116), 베어링(117), 너트(118) 및 회동모터(119)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 베이스판(112)은 지면에 설치되는 것으로, 상면에는 장착홈(114)이 형성됨과 동시에 적어도 하나 이상의 레일턱(113)이 형성되는데, 상기 레일턱(113)은 상부에 결합될 본체(120)의 안정적인 슬라이딩을 위해 상면 중앙과 양 측면에 각각 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 여기서는 미도시 되었지만 상기 베이스판(112)의 일측면에는 상기 장착홈(114)과 연통되는 연통공(115)이 형성된다.
다음으로, 상기 볼트봉(116)은 상기 장착홈(114)에 길이 방향대로 구비되는 것으로, 일단은 상기 장착홈(114)과 연통된 연통공(115)으로 삽입돼 후술할 회동모터(119)와 연결된다.
다음으로, 상기 베어링(117)은 상기 장착홈(114) 내에서 상기 볼트봉(116)의 끝단을 지지하여 회동을 돕도록 구비된다.
다음으로, 상기 너트(118)는 상기 볼트봉(116)에 결합되는 것으로, 상면은 본체(120)의 하면에 부착이 용이하도록 평탄하게 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 회동모터(119)는 상기 베이스판(112)의 일측면에 부착되어져 연통공(115)으로 삽입되는 상기 볼트봉(116)과 결합되어 회동시키게 된다.
도 4의 "a"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 본체의 사시도이고, "b"는 본체를 뒤집어서 도시한 일부 사시도이다.
도면을 참조로 하면, 본 발명의 본체(120) 상면 각 모서리 부분에는 후술할 승하강수단(130)의 승하강부재(132)가 장착될 장착공(122)이 형성되어 있고, 하면에는 전술한 베이스판(112)의 상면에 형성된 레일턱(113)에 결합되는 레일홈(124)이 형성되어 있음을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 승하강수단의 사시도이며, 도 6의 "a"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 승하강부재의 일부 단면 사시도이고, "b"는 승하강부재의 작동을 도시한 "a"의 A-A선 단면도이다.
먼저, 도 5를 참조로 하면, 본 발명의 승하강수단(130)은 크게 승하강부재(132), 다축감속기(142), 회전축(144), 모터(146) 및 판재(148)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 승하강부재(132)는 상기 본체(120)의 상면 각 모서리 부분에 형성된 장착공(122)에 각각 장착되어져 상하 방향으로 길이가 가변되도록 구성된 것으로 이의 구성에 대해서는 하기에서 더욱 상술토록 하겠다.
다음으로, 상기 다축감속기(142)는 상기 본체(120)의 상면에 구비되어 상기 모터(146)의 회전력을 감속하여 전달토록 구비되는 것으로 좌우 두 군데에 구비되는 것이 바람직하다. 이러한, 다축감속기(142)는 이미 공지되어 있으므로 구조에 대해서는 별도의 상술은 생략하기로 한다.
다음으로, 상기 회전축(144)은 상기 다축감속기(142)와 승하강부재(132)를 연결하여 승하강부재(132)가 상하 방향으로 길이가 가변되도록 회동력을 전달하는 것으로, 복수개 구비되어 두 다축감속기(142)를 연결함과 동시에 각 다축감속기(142)에서 각 모서리 부분에 구비된 승하강부재(132)를 각각 연결하게 된다.
다음으로, 모터(146)는 상기 다축감속기(142) 일측면에서 다축감속기(142)를 회동시키도록 구비된다.
다음으로, 상기 판재(148)는 본체의 각 모서리 부분에 구비된 상기 승하강부재(132) 상면 즉, 각 승하강부재(132)의 볼트봉(140) 상면에 부착되는 판상의 형상으로 이의 상면에는 후술할 전후진수단(150)이 부착된다.
이제, 도 6의 "a"를 참조로 하여 상기 승하강부재(132)를 살펴보면 크게 하우징(133), 회동체(138), 볼트봉(140) 및 윔기어(139)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 하우징(133)은 상기 본체(120)의 상면 각 모서리 부분 즉, 장착공(122)의 외주연에 고정 설치되는 것으로 속이 빈 형상을 가지되 상하면에는 내부와 연통되는 삽입공(134)이 각각 형성되며, 여기서는 미도시 되었지만 "b"에 도시된 바와 같이 측면에는 전술한 회전축(144)이 삽입되어 후술할 윔기어(139)와 체결되는 체결공(135)이 형성되어 있다.
다음으로, 상기 회동체(138)는 내경을 가지는 관 형상을 가지되 외주연에는 외치기어(136)가 형성되고, 내면에는 볼트부(137)가 형성되어 상기 하우징(133) 내에 구비되는 것으로 상기 회동체(138)의 내경과 하우징(133)에 형성된 삽입공(134)의 중심이 동일 수직선상을 가지도록 구비된다.
다음으로, 상기 볼트봉(140)은 상기 회동체(138)의 볼트부(137)에 볼트 결합되는 것으로, 상면에는 전술한 판재(148)가 부착된다.
다음으로, 상기 윔기어(139)는 상기 회동체(138)의 외주연에 구비된 외치기어(136)와 치합되도록 구비되며, 상기 회전축(144)과 일단이 결합되어져 회동체(138)를 회동시키게 된다.
이렇게 구성된 상기 승하강부재(132)는 "b"에 도시된 바와 같이, 회전축(144)의 회전력을 전달받는 윔기어(139)가 회동하게 되면 회동체(138)는 이에 치합되어 있는 외치기어(136)를 매개로 회동하게 됨을 알 수 있다. 이렇게 회동되는 회동체(138)의 내부에 볼트 결합되어 있는 볼트봉(140)은 상면에 판재(148)가 부착되어 있으므로 같이 회동되지 못하는 것은 너무나 당연하며 대신에 상하 방향으로 슬라이딩되면서 높낮이가 조절되는 것이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전후진수단의 사시도이다.
도면을 참조로 하면, 본 발명의 전후진수단(150)은 크게 프레임부재(151) 및 슬라이딩판(165)을 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 프레임부재(151)는 상기 승하강수단(130)의 판재(148) 상단에 부착되어져 전후진 방향으로 길이가 가변되도록 구성된 것으로 크게 제1,2프레임부재(151a,151b)로 구성되는데, 상기 제1프레임부재(151a)는 상기 승하강수단(130)의 판재(148) 상단에 부착되며 상면에는 제1장착홈(153)이 형성되는 제1프레임(152)과, 상기 제1장착홈(153)에 장착되는 제1볼트봉(154)과, 상기 제1볼트봉(154)에 결합되는 제1너트(155)와, 상기 제1장착홈(153) 내에서 상기 제1볼트봉(154)의 끝단을 지지하는 제1베어링(156) 및 상기 제1장착홈(153) 일측면에 구비되어 제1볼트봉(154)을 회동시키는 제1회동모터(157)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 제2프레임부재(151b)는 상기 제1너트(155)의 상면에 부착되며 상면에는 제2장착홈(159)이 형성되고, 하면 양 측면에는 상기 제1프레임(152)에 안정되게 결합될 제1결합턱(160)이 형성되는 제2프레임(158)과, 상기 제2장착홈(159)에 장착되는 제2볼트봉(161)과, 상기 제2볼트봉(161)에 결합되며 상면에는 상기 슬라이딩판(165)이 부착되는 제2너트(162)와, 상기 제2장착홈(159) 내에서 상기 제2볼트봉(161)의 끝단을 지지하는 제2베어링(163) 및 상기 제2장착홈(159) 일측면에 구비되어 제2볼트봉(161)을 회동시키는 제2회동모터(164)를 포함하여 구성된다.
한편, 미도시 되었지만 베이스부재(110)와 마찬가지로 상기 제1,2프레임(152,158)의 일측면에는 각 상면에 형성된 제1,2장착홈(153,159)과 연통되는 연통공이 형성되어 있어 이 연통공을 통해 제1,2회동모터(157,164)는 내부에 개재되는 제1,2볼트봉(154,161)과 각각 연결됨을 인지하여야 된다.
다음으로, 상기 슬라이딩판(165)은 상기 제2프레임부재(151b)의 제2너트(162)에 부착되어 제2프레임부재(151b)의 작동으로 인해 전후방으로 슬라이딩되는 것으로, 하면 양측면에는 상기 제2프레임(158)에 안정되게 결합될 제2결합턱(166)이 형성되어 있다.
도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 경사슬라이딩판을 도시한 개략적 사시도이다.
도면을 참조로 하면, 본 발명에서는 경사슬라이딩판(165')을 슬라이딩판(165) 대신에 구비할 수 있는데, 상기 경사슬라이딩판(165')은 상면에 부착되는 스핀들헤드(20)를 슬라이딩판(165)과 달리 경사지게 부착할 수 있도록 경사면(167)을 가지게 된다. 이는, 후술하겠지만 구조적으로 복잡한 프로펠러(propeller)의 보스부분에 홀을 가공하고자 하는 경우에는 보스부분에 형성된 날개는 소정의 각도를 가지고 있으므로 이를 피해 근접시킬 수 있도록 구현된 것이다.
이제, 하기에서는 상기와 같이 구성된 베이스부재(110), 본체(120), 승하강수단(130) 및 전후진수단(150)의 작동관계에 대해서 살펴보기로 한다.
도 9의 "a"와 "b"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 베이스부재와 본체의 작동을 도시한 개략적 종단면도이다.
먼저, "a"를 참조로 하면, 베이스부재(110)의 상면에는 본체(120)가 안치되어 있되 상기 본체(120)는 볼트봉(116)에 결합되어 있는 너트(118)에 부착된다. 이때, 상기 본체(120)의 하면에 형성된 레일홈(124)과 베이스부재(110) 상면에 형성된 레일턱(113)이 서로 결합되어 있으므로 후술할 작동에 있어 보다 안정적일 것이다. 이제, 회동모터(119)가 작동하여 볼트봉(116)을 회동시키게 되면 너트(118)와 이에 부착된 본체(120)는 "b"와 같이 볼트봉(116)을 따라 좌측으로 슬라이딩된다. 물론, 볼트봉(116)을 반대로 회동시키게 되면 좌측으로 슬라이딩되었던 본체(120)는 다시 우측으로 슬라이딩될 것은 너무나 당연하다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 승하강수단의 작동을 도시한 개략적 종단면도이다.
도면을 참조로 하면, 개략적으로 도시된 본체(120)의 상면 모서리 부분에는 승하강수단(130)이 장착되어 있는데 이의 작동을 살펴보면 하기와 같다.
여기서는 미도시된 모터(146)가 작동하게 되면 다축감속기(142)를 통해 감속된 회동력이 회전축(144)을 통해 승하강부재(132)의 볼트봉(140)을 승하강시키게 되는 것이다. 이렇게 회전축(144)을 통해 작동되는 승하강부재(132)를 상세히 살펴보면 다음과 같다.
즉, 회전축(144)으로부터 회전력을 전달받은 윔기어(139)가 회동을 하게 되면 이에 외치기어(136)를 매개로 치합되어 있는 회동체(138)가 회동하게 되며, 상기 회동체(138)의 볼트부(137)에 결합되어 있는 볼트봉(140)은 상하 슬라이딩되는데, 즉 볼트봉(140)의 상면에는 각 모서리 부분에 구비된 볼트봉(140)들을 연결하는 판재(148)가 부착되어 있으므로 회동되지 않고 상하 방향으로 슬라이딩되는 것이다.
이때, 상기 본체(120)의 상면에 형성된 장착공(122)으로 볼트봉(140)이 내입 슬라이딩되므로 그 길이 변화가 크고 보다 원활할 것이나 상기 장착공(122)은 반드시 필요한 요소는 아니다. 왜냐하면 볼트봉(140)은 본체(120)의 장착공(122)으로 내입되지 않더라도 하우징(133)의 높이만큼 슬라이딩될 수 있기 때문이다.
도 11의 "a", "b" 및 "c"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전후진수단의 작동을 도시한 개략적 종단면도이다.
먼저, "a"를 참조로 하면, 제1프레임부재(151a) 상면에는 제2프레임부재(151b)와 슬라이딩판(165)이 순차적으로 안치되어 있음을 알 수 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 제1프레임(152) 상면에는 제1너트(155)에 부착된 제2프레임(158)이 안치되어 있고, 상기 제2프레임(158) 상면에는 제2너트(162)에 부착된 슬라이딩판(165)이 안치되어 있는 것이다.
우선, 제1프레임부재(151a)의 제1회동모터(157)를 통해 제1볼트봉(154)을 회동시키게 되면 제1너트(155)에 부착되어 있는 제2프레임부재(151b)의 제2프레임(158)이 제1너트(155)와 함께 "b"에 도시된 바와 같이 전진하게 된다.
그리고, 제2프레임부재(151b)의 제2회동모터(164)를 통해 제2볼트봉(161)을 회동시키게 되면 제2너트(162)에 부착되어 있는 슬라이딩판(165)이 제2너트(162)와 함께 "c"에 도시된 바와 같이 전진하게 된다.
물론, 상기 제1,2회동모터(157,164)를 통해 제1,2볼트봉(154,161)을 반대로 회동시키게 되면 전진되었던 제2프레임(158) 및 슬라이딩판(165)은 다시 후진하게 됨은 너무나 당연하다.
이제, 하기에서는 상기와 같이 구성돼 작동되는 본 발명의 공작기계(100)의 작동에 대해서 살펴보도록 하겠다.
도 12의 "a", "b" 및 "c"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공작기계의 작동을 도시한 개략도이다.
먼저, "a"를 참조로 하면, 공작기계(100)의 개략적 평면도이다. 즉, 스핀들헤드(20)의 공구고정구(26)에는 공구(200)가 장착되어 있음을 알 수 있으며, 공작기계(100)의 전방으로부터 소정의 거리 이격된 곳에 위치되어 있는 턴테이블(212)에는 공작물(210)이 놓여있다. 그러면, 이 공작물(210)에 홀을 가공하기 위해 가공부위와 공구(200)의 중심을 맞추게 되는데, 우선 베이스부재(110)의 회동모터(119)를 통해 볼트봉(116)을 회동시켜 본체(120)를 좌우 방향으로 슬라이딩시키게 된다.
그런 뒤, 공작물(210)의 가공부위와 공구(200)의 높이를 일치시키기 위해 "b"와 같이 승하강수단(130)의 모터(146)를 통해 승하강부재(132)의 볼트봉(140)을 상하 방향으로 슬라이딩시켜 높이를 맞추게 된다.
이렇게 하여 스핀들헤드(20)의 공구(200)와 공작물(210)의 가공부위가 일치하게 되는 것이다. 그러면, 공작물(210)을 가공하기 위해 공구(200)를 전후진수단(150)을 매개로 공작물(210)이 근접시키게 되는데, "c"에 도시된 바와 같이 제1프레임부재(151a)의 제1회동모터(157)를 통해 제1볼트봉(154)을 회동시켜 제1너트(155)에 부착된 제2프레임(158)을 적정거리 전진시킨 후 제2프레임부재(151b)의 제2회동모터(164)를 통해 제2볼트봉(161)을 회동시켜 제2너트(162)에 부착된 슬라이딩판(165)을 전진시켜 공구(200)를 공작물(210)에 최대한 근접시키게 된다.
이제, 스핀들헤드(20)의 구동모터(28)를 통해 스핀들부재(24)를 회동시켜 공작물(210)에 가공을 하게 된다. 이의 작동관계는 이미 공지되어 있으므로 별도의 상술은 생략하기로 한다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계의 작동을 도시한 개략적 후면도이다.
도면을 참조로 하면, 스핀들헤드(20)가 경사슬라이딩판(165')에 장착되어져 있으므로 전술하였듯이 구조적으로 복잡한 프로펠러(propeller; 220)의 보스(222)부분에 홀을 가공하고자 하는 경우 보스(222)부분에 경사지게 형성된 날개(224)를 피해 근접이 용이한 장점을 지니게 된다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공작기계를 도시한 개략적 측면도이다.
도면을 참조로 하면, 스핀들헤드(20)에는 건드릴(230)이 추가로 개재되어 있음을 알 수 있다. 즉, 스핀들박스(22) 내부에는 스핀들부재(24)의 작동과 별개로 건드릴(230)을 회동시킬 수 있는 구동모터(232)가 구비되고, 이에 연결부재(234)를 매개로 연결된 건드릴(230)은 가이드(170)에 지지된 채 전방으로 돌출되어 있다. 물론, 건드릴(230)을 사용하지 않을 때에는 건드릴(230)을 연결부재(234)로부터 분리시켜 스핀들의 작동에 방해되지 않도록 한다.
이렇듯이 스핀들헤드(20)에는 건드릴(230)이 추가로 개재되므로 필요시 스핀들과 병행하여 가공 작업을 수행할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 공작기계(100)에 의하면, 스핀들헤드(20)는 베이스부재(110)를 매개로 좌우 슬라이딩되는 본체(120)와, 상기 본체(120) 상부에서 상하 방향으로 슬라이딩되는 승하강수단(130) 및 상기 승하강수단(130) 상부에서 전후 방향으로 슬라이딩되는 전후진수단(150)으로 인해 공작물(210)에 대한 접근성이 우수하여 특히 운반이 어려운 공작물(210)의 가공 작업시 유리하여 가공 속도는 물론이고 작업능률까지 크게 향상시킬 수 있는 장점을 지닌다.
또한, 스핀들헤드(20)는 경사슬라이딩판(165')을 매개로 경사지게 부착될 수 있으므로 구조적으로 복잡한 공작물(210)도 쉽게 접근할 수 있는 장점이 있다.
전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 또한, 본 발명에서 개시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

Claims (6)

  1. 공작기계에 있어서,
    지면에 설치되는 베이스부재;
    상기 베이스부재 상부에 결합되어져 좌우 슬라이딩되는 본체;
    상기 본체 상부에 설치되어 상하방향으로 가변되는 것으로, 상기 본체의 상면 각 모서리 부분에 장착되어져 상하 방향으로 길이가 가변되는 승하강부재와, 상기 본체의 상면에 구비되는 다축감속기와, 상기 다축감속기와 승하강부재를 연결하여 승하강부재가 상하 방향으로 길이가 가변되도록 회동력을 전달하는 복수의 회전축과, 상기 다축감속기 일측면에서 다축감속기를 회동시키는 모터 및 상기 승하강부재 상면에 부착되는 판재로 이루어지는 승하강수단;
    상기 승하강수단 상부에 설치되어 전후 슬라이딩되는 전후진수단; 및
    상기 전후진수단 상부에 설치되는 스핀들헤드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스부재는
    지면에 설치되는 것으로, 상면에는 장착홈이 형성됨과 동시에 적어도 하나 이상의 레일턱이 형성되는 베이스판;
    상기 장착홈에 구비되는 볼트봉;
    상기 장착홈 내에서 상기 볼트봉의 끝단을 지지하는 베어링;
    상기 볼트봉에 결합되는 너트; 및
    상기 장착홈 일측에 구비되어져 상기 볼트봉을 회동시키는 회동모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 승하강부재는
    상기 본체의 상면 각 모서리 부분에 고정 설치되며, 속이 빈 형상을 가지되 상하면에는 내부와 연통되는 삽입공이 각각 형성되고, 측면에는 회전축이 삽입되는 체결공이 형성된 하우징;
    상기 하우징 내에 회동 가능하게 구비되는 것으로 내경을 가지는 관 형상을 가지되 외주연에는 외치기어가 형성되고, 내면에는 볼트부가 형성되는 회동체;
    상기 회동체의 볼트부에 볼트 결합되는 볼트봉; 및
    상기 회동체의 외주연에 구비된 외치기어와 치합되며, 상기 회전축과 일단이 결합되어져 회동체를 회동시키는 윔기어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전후진수단은
    상기 승하강수단의 상단에 부착되어져 전후진 방향으로 길이가 가변되는 프레임부재; 및
    상기 프레임부재 상단에 결합되어 프레임부재의 작동으로 인해 전후방으로 슬라이딩되는 것으로, 상면에는 상기 스핀들헤드가 장착되는 슬라이딩판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 프레임부재는
    상기 승하강수단의 상단에 부착되며 상면에는 제1장착홈이 형성되는 제1프레임과, 상기 제1장착홈에 장착되는 제1볼트봉과, 상기 제1볼트봉에 결합되는 제1너트와, 상기 제1장착홈 내에서 상기 제1볼트봉의 끝단을 지지하는 제1베어링 및 상기 제1장착홈 일측면에 구비되어 제1볼트봉을 회동시키는 제1회동모터를 포함하는 제1프레임부재; 및
    상기 제1너트의 상면에 부착되며 상면에는 제2장착홈이 형성되는 제2프레임과, 상기 제2장착홈에 장착되는 제2볼트봉과, 상기 제2볼트봉에 결합되며 상면에는 상기 슬라이딩판이 부착되는 제2너트와, 상기 제2장착홈 내에서 상기 제2볼트봉의 끝단을 지지하는 제2베어링 및 상기 제2장착홈 일측면에 구비되어 제2볼트봉을 회동시키는 제2회동모터로 이루어지는 제2프레임부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 슬라이딩판 대신에 스핀들헤드를 경사지게 장착할 수 있도록 경사면이 형성된 경사 슬라이딩판이 구비되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
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