WO2019107663A1 - 공작기계 - Google Patents

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WO2019107663A1
WO2019107663A1 PCT/KR2017/015621 KR2017015621W WO2019107663A1 WO 2019107663 A1 WO2019107663 A1 WO 2019107663A1 KR 2017015621 W KR2017015621 W KR 2017015621W WO 2019107663 A1 WO2019107663 A1 WO 2019107663A1
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shaft
base
sliding
axis
sliding portion
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PCT/KR2017/015621
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이달호
코르프데니스
노박에릭
슈펭글러세바스찬
김제왕
잘리지베자드
지버마크
회르너요하네스
슈나이더토마스
한상묵
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현대위아(주)
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    • Y10T483/00—Tool changing
    • Y10T483/17—Tool changing including machine tool or component
    • Y10T483/1733—Rotary spindle machine tool [e.g., milling machine, boring, machine, grinding machine, etc.]

Definitions

  • the present invention relates to a machine tool, and more particularly, to a machine tool capable of simplifying a structure and minimizing vibration and thermal displacement of a machine tool by forming a monoblock structure in which a bed and a column are integrated, .
  • a machine tool refers to a machine that performs three-axis motion based on a main axis to cut a workpiece.
  • the required shape of a workpiece has become more complicated, while the time required for machining has been minimized, and a demand for an increase in productivity that enables a complicated shape to be produced in a short time is increasing. Therefore, there is a rapid increase in demand for a 5-axis machine tool capable of tilting and rotating a table in 3-axis machining rather than merely 3-axis machining.
  • a typical 5-axis machine tool has three linear axes (X, Y, Z) arranged at right angles along a machining center point (TCP) called a tool center point where tools and workpieces meet in space around a drive system And a tilting axis for rotating the table for supporting and fixing the workpiece by a predetermined angle (+, -).
  • TCP machining center point
  • KR10-2016-0120512 (A) A related art related to this is KR10-2016-0120512 (A).
  • the present invention has been proposed in order to solve these problems.
  • a machine tool includes a mounting space in which a workpiece is mounted, a shaft hole formed in a wall surface facing the shaft hole, and a pair of first shaft sliding portions A formed base; A pair of saddles that are coupled to the first shaft sliding portion of the base and slid on the first shaft and the second shaft sliding portion in a direction intersecting the first shaft so as to face each other; A pair of crosspieces which are coupled with the second axis sliding portion of the saddle and slide on the second axis and whose third axis sliding portions in the direction perpendicular to the plane formed by the first axis and the second axis face each other; A vertical ram coupled to the third axis sliding portion of the crosspiece and sliding in a direction perpendicular to a plane defined by the first axis and the second axis and having a tool mounted thereon for machining the workpiece; And a table disposed in the mounting space of the base and provided on the base so as to be rotatable
  • the first axial sliding portion is formed at the upper end of the wall surface, and the partition wall extending from one wall surface to the other wall surface is formed.
  • the upper surface of the partition wall is formed of an inclined surface on which a downward slope is formed toward the mounting space, so that chips generated during the machining of the workpiece can be collected.
  • a tool changer having a working space is formed on the front side of the facing wall and a tool for machining is disposed on the rear side.
  • the front surface of the opposed wall is tilted so that the lower end is positioned rearward than the upper end, have.
  • Each support foot and the shaft hole may be arranged to form a triangle with respect to each other.
  • the first shaft sliding portion may be formed to have a longer length on the rear half portion than the front half portion with respect to the center of the shaft hole.
  • the saddle is in the form of a box with a hexagonal shape, and a portion connected to the first axial sliding portion of the saddle bottom is formed at the edge of the lower surface, and the second axial sliding portion is formed at the corner of the upper surface.
  • a vertical through hole is formed on the inner side of the vertical ram, and an inner peripheral surface of the vertical through hole may be formed such that the corner has a curvature.
  • the portion connected to the second shaft sliding portion provided to the crosspiece and the portion connected to the third shaft sliding portion provided to the vertical ram may be at right angles.
  • the sliding portion includes a sliding rail extending in the longitudinal direction and a sliding rail coupled to the sliding rail and sliding along the sliding rails.
  • the sliding portion includes a first shaft sliding portion, a second shaft sliding portion, and a third shaft sliding portion. And the sliding rail and the sliding block can be installed opposite to each other.
  • the table can be rotated relative to the base through the shaft hole and 360 degrees simultaneously.
  • the machine tool having the above-described structure, it is possible to construct the X-axis, Y-axis, Z-axis machining and table tilting and rotation in one machine tool, It is possible to increase the precision and to constitute one central axis, thereby reducing the occurrence of errors and improving the precision of the workpiece.
  • both the bed and the column functions are provided on one base, the structure is simplified to reduce the cost, and the mechanical connection between the bed and the column is eliminated, so that the deterioration of rigidity can be minimized.
  • the machine tool of the present invention is formed so that the structure is symmetrical so that the force generated in each structure is not cut off, and is guided to flow in a direction considered in design. Therefore, the displacement due to vibration and thermal influence Thereby realizing high machining accuracy and maximizing dynamic performance and improving productivity.
  • the chip generated from the workpiece is guided to be freely dropped to the ground without being accumulated in the machine, and the chip processing is very easy.
  • the upper surface of the column portion is formed to be located on the front side of the lower surface, the operator can easily access the machine tool, and the rear portion of the first shaft sliding portion is formed longer than the front portion with reference to the table, Can easily enter without interfering with other configurations, thereby increasing convenience of operation.
  • FIG. 1 shows a machine tool according to an embodiment of the invention.
  • Figure 2 shows the base of Figure 1
  • Figure 3 is a front view and side view of Figure 2;
  • Figure 4 shows the birds of Figure 1
  • Fig. 5 is a cross-sectional view of Fig. 1; Fig.
  • Figure 6 shows the vertical ram of Figure 1
  • Fig. 1 is a view showing a machine tool according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a view showing the base 100 of Fig. 1
  • Fig. 3 is a front view and a side view of Fig. 1 is a view showing the saddle 200 of FIG. 1
  • FIG. 5 is a cross-piece 300 of FIG. 1
  • FIG. 6 is a cross- to be.
  • the first axis described in the present invention may be a Y axis
  • the second axis may be an X axis
  • the third axis may be a Z axis.
  • the directions of the first axis and the second axis may vary depending on design and environment, And the third axis.
  • a machine tool includes a mounting space 110 in which a workpiece is mounted, and a shaft hole 131 is formed in a wall surface 130 facing the mounting space 110 , A base (100) having a pair of first axial sliding portions (133) facing both sides of the mounting space;
  • the pair of saddles 200 (200) are coupled to the first shaft sliding part (133) of the base (100) so that the second shaft sliding part (210) sliding on the first shaft and intersecting the first shaft );
  • the third shaft sliding portion 450 which is engaged with the second shaft sliding portion 210 of the saddle 200 and slides on the second shaft and which is perpendicular to the plane formed by the first shaft and the second shaft faces on both sides A pair of crosspieces 300;
  • a vertical ram coupled with the third axial sliding portion 450 of the crosspiece 300 and sliding in a direction perpendicular to the plane defined by the first and second axes and having a tool 800 for machining a workpiece at its end, (400);
  • a table 500 disposed in the
  • the base 100 is also referred to as a base and includes a mounting space 110 in which a workpiece is mounted and an opposing wall 130.
  • the mounting space 110 and both side walls 130 are symmetrically formed do.
  • the opposing wall surfaces 130 are formed as a pair and partition walls 135 extending from the one side wall surface 130 to the other side wall surface 130 are formed and the pair of wall surfaces 130 and the partition walls 135 facing each other
  • the mounting space 110 is formed.
  • the upper surface of the partition 135 is formed as an inclined surface on which a downward slope is formed toward the mounting space 110, so that chips or cooling water generated during processing of the workpiece are collected in the mounting space 110.
  • the facing pair of wall surfaces 130 may be column portions of a conventional machine tool.
  • a shaft hole 131 is formed in the center side of the opposing wall surface 130 and a pair of first shaft sliding portions 133 are formed on opposite sides of the mounting space 110.
  • the first axial sliding portions 133 are formed at the upper end of the wall surface 130, respectively.
  • a tool magazine 900 including an automatic tool changer (ATC) with a tool 800 for machining is located at the front side of the wall surface 130 of the base 100 and a work space at the rear side thereof .
  • the front surface of the wall surface 130 is tilted so as to form a predetermined inclination angle? Such that the lower end of the wall surface 130 is positioned behind the upper end, thereby forming a work space in which an operator can easily work, And the installation area of the machine tool relative to the stroke can be minimized.
  • the bed 100 is provided with a bed part 600 to be placed on the ground. On the inside of the bed part 600, one opening part 610 for discharging the processing chip or the cooling water is formed.
  • a space in which a tool magazine 900 equipped with a tool changer can be inserted is provided in the rear space of the base 100 formed by the bed portion 600, the wall surface 130 and the partition wall 135.
  • the support feet 150 are provided at the lower end of the base 100 and at the lower end of the bed portion 600 in the forward and backward directions and the support holes 150 of the support feet 150 and the wall surface 130 Are arranged to form a triangle with respect to each other.
  • the support feet 150 are protruded forward from the wall surface 130 by a predetermined amount to support the machine tool more stably, and a force generated between the tool 800 and the workpiece during machining is applied to either side of the structure So that it can flow in the closed section with a certain direction in the structure, and the rigidity of the entire structure can be enhanced.
  • the openings 610 are formed symmetrically with respect to both side walls 130. [ The opening 610 is formed so as not to have a separate jaw at a connection point with both side walls 130 and to have a slope that narrows downward with a predetermined inclination angle? Accordingly, the chip generated during machining can be discharged to the outside of the machine tool while falling down smoothly without being accumulated on the internal structure.
  • the first shaft sliding portion 133 formed at the upper end of the wall surface 130 of the base 100 is formed to have a longer length in the rear half portion than the front half portion with respect to the center of the shaft hole 131. Accordingly, the saddle 200, which is seated on the first axial sliding portion 133, can be further transported rearward of the first axis. Therefore, in the case of a workpiece, in particular, a heavy workpiece, sufficient space can be secured when a jig or the like used for loading such a workpiece enters from the front, and also a large amount of weight can be secured to a gantry loader There is an advantage that the saddle 200 can be moved backward and the workpiece can be easily loaded even in the case of an object to be moved using the equipment.
  • the driving device of the first shaft sliding part 133 is located on the front side of the first shaft sliding part 133.
  • the working space is located in front of the base 100 so that the worker can work in front of the machine tool.
  • the upper surface of the rear side space of the base 100 partitioned through the partition 135 is formed with a lower inclination angle beta forward and one or more drain holes 137 are formed in the partition 135,
  • the transportation guide portion 630 is provided at the lower portion of the bed portion 600 so that the transportation forklift can be inserted in the forward and backward directions. Can be installed.
  • the core holes for casting used in manufacturing the base 100 are formed only on the upper surface and the lower surface. Therefore, the rigidity of the structure itself can be further increased by preventing the unnecessary open portion except for the shaft hole 131 and the opening portion 610 formed on the side surface of the base 100 from being formed.
  • FIG. 4 illustrates the saddle 200 of the present invention.
  • the saddle 200 is formed to be engaged with the first shaft sliding portion 133 of the base 100 to slide on the first shaft and the second shaft sliding portion 210 in the direction intersecting the first shaft is formed to face each other As shown in Fig. That is, the saddle 200 is coupled to the base 100 through the first shaft sliding portion 133 from the upper side of the base 100.
  • the saddle 200 may be a box-shaped box having a portion connected to the first shaft sliding portion 133 at a corner of a lower surface thereof, and the second shaft sliding portion 210 may have a And the first shaft sliding portion 133 and the second shaft sliding portion 210 are disposed at right angles to each other.
  • the surface on which the second shaft sliding portion 210 is provided is formed to have a predetermined thickness so as to have a sufficient structural rigidity.
  • the surface on which the portion connected to the first shaft sliding portion 133 is mounted is formed to have a relatively thin thickness .
  • a first shaft sliding block 710 which is coupled to the first shaft sliding portion 133 and is capable of sliding the saddle 200 in the first axis direction is provided at a point connected to the first shaft sliding portion 133 of the saddle 200, ).
  • the second shaft receiving portion 210 may have at least one second shaft receiving portion 210 on its lower side so that the second shaft receiving portion 210 can be firmly supported by the second shaft. Further, a supporting member 230 for transmitting driving in the second axial direction may be provided below the second shaft sliding portion 210.
  • Figure 5 shows the crosspiece 300.
  • the cross piece 300 is formed to be engaged with the second shaft sliding portion 210 of the saddle 200 and slide on the second shaft.
  • the cross piece 300 is formed with a pair of third axis sliding portions 450 facing each other in the direction perpendicular to the plane formed by the first axis and the second axis.
  • the crosspiece 300 is inserted into the saddle 200.
  • the crosspiece 300 may be formed in a block form as a whole.
  • a roof-shaped closure part 330 is formed on the upper side of the cross piece 300, and a protrusion part 350 having a predetermined thickness is formed under the closure part 330 by protruding on both sides in the first axis direction do.
  • An inner space 370 is formed inside the cross piece 300 so that the vertical ram 400 can be inserted and moved in the vertical direction.
  • a guide groove 390 is formed in the cross piece 300 to be connected to the third shaft sliding portion 450.
  • a third axial sliding block 750 sliding in the third axial sliding part 450 through the window 380 is inserted into the second axial sliding block 750, And are attached to the guide grooves 390.
  • At least one second axial sliding block 730 is installed on the outer wall surface 360 or the protruding portion 350 on both sides in the first axial direction of the crosspiece 300. It is most preferable that the two parts are provided so as to be spaced apart from each other as much as possible at the ends of the respective parts. Therefore, since the force generated by the operation of the crosspiece 300 flows constantly along the closure part 330, the structural stiffness is maximized.
  • the closure part 330 is positioned higher than the second axial sliding block 730, the force generated in the second axial sliding block 730 and the third axial sliding block 750 is Since the third axial sliding block 750 can be installed vertically and spaced apart at sufficient intervals, the dynamic rigidity of the object conveyed by the third axial sliding block 750 is improved.
  • the vertical ram 400 is shown in FIG.
  • the vertical ram 400 is engaged with the third axial sliding portion 450 of the crosspiece 300 and is slid in a direction perpendicular to the plane defined by the first and second axes and has a tool 800 Is mounted.
  • the end of the vertical ram 400 is located in the mounting space 110 of the base 100 and the table 500 is provided below the tool 800.
  • a vertical through hole 410 is formed on the inner side of the vertical ram 400.
  • the main shaft 430 on which the tool 800 is mounted may be inserted into the vertical through hole 410 and the tool 800 may be mounted on the end of the main shaft 430.
  • the inner circumferential surface of the vertical through hole 410 is formed to have a curvature at an edge, so that the flow of the force can be made to flow constantly without interruption, and stress concentration can be avoided, thereby increasing the structural rigidity.
  • the table 500 is disposed in the mounting space 110 of the base 100 and is mounted on the base 100 so as to be rotatable relative to the base 100 through the shaft hole 131 of the base 100.
  • the table 500 can be tilted relative to the base 100 through the shaft hole 131 and rotated 360 degrees through the rotation shaft 510.
  • the table 500 can be rotated simultaneously with tilting.
  • the sliding portions 133, 210 and 450 including the first axial sliding portion 133, the second axial sliding portion 210 and the third axial sliding portion 450 include sliding rails 720, 740 and 760 extending in the longitudinal direction, And sliding blocks 710, 730, 750 coupled to the respective sliding rails 720, 740, 760 and sliding along the respective sliding rails 720, 740, 760.
  • the sliding rails 720, 740, and 760 and the sliding blocks 710, 730, and 750 may be installed so as to cross each other at positions opposite to each other.
  • the machine tool of the present invention as described above, it is possible to form the X, Y, and Z axes, the tilting and the rotation of the table in one machine tool, It is possible to increase the precision and to constitute one central axis, thereby reducing the occurrence of errors and improving the precision of the workpiece.
  • both the bed and the column functions are provided on one base, the structure is simplified to reduce the cost, and the mechanical connection between the bed and the column is eliminated, so that the deterioration of rigidity can be minimized.
  • the machine tool of the present invention is formed so that the structure is symmetrical so that the force generated in each structure is not cut off, and is guided to flow in a direction considered in design. Therefore, the displacement due to vibration and thermal influence Thereby realizing high machining accuracy and maximizing dynamic performance and improving productivity.
  • the chip generated from the workpiece is guided to be freely dropped to the ground without being accumulated in the machine, and the chip processing is very easy.
  • the upper surface of the column portion is formed to be located on the front side of the lower surface, the operator can easily access the machine tool, and the rear portion of the first shaft sliding portion is formed longer than the front portion with reference to the table, Can easily enter without interfering with other configurations, thereby increasing convenience of operation.
  • Base 110 Mounting space
  • first axis sliding part 135 partition wall
  • drain hole 150 support leg
  • main shaft 450 third axis sliding portion
  • Transportation guide part 710 First axis sliding block
  • first axis sliding rail 730 second axis sliding block
  • second axial sliding rail 750 third axial sliding block

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

내부에는 가공물이 장착되는 장착공간이 구비되고, 마주하는 벽면에 축홀이 형성되며, 장착 공간의 양측으로 마주하도록 한 쌍의 제1축슬라이딩부가 형성된 베이스; 베이스의 제1축슬라이딩부와 결합되어 제1축으로 슬라이딩되며 제1축과 교차되는 방향의 제2축슬라이딩부가 양측으로 마주하도록 한 쌍으로 형성된 새들; 새들의 제2축슬라이딩부와 결합되어 제2축으로 슬라이딩되며 제1축 및 제2축이 이루는 평면에 수직한 방향의 제3축슬라이딩부가 양측으로 마주하도록 한 쌍으로 형성된 크로스피스; 크로스피스의 제3축슬라이딩부와 결합되어 제1축 및 제2축이 이루는 평면에 수직한 방향으로 슬라이딩되며 단부에 가공물을 가공하기 위한 공구가 장착되는 수직램; 및 베이스의 장착공간에 배치되며, 베이스의 축홀을 통해 베이스와 상대회전 가능하도록 베이스에 설치된 테이블;을 포함하는 공작기계가 소개된다.

Description

공작기계
본 발명은 공작기계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베드와 컬럼이 일체화된 모노 블록 형태로 이루어져 구조를 단순화하고 공작기계의 진동과 열적 변위를 최소화하여 고정도/고속가공을 수행할 수 있는 공작기계에 관한 것이다.
통상적으로 공작기계는 주축을 기준으로 3축 운동하여 공작물을 절삭 가공하는 장비를 말한다. 최근 들어 공작물의 요구 형상은 더욱 복잡해지는 반면, 가공에 소요되는 시간은 최소화하여 복잡한 형상을 빠른 시간 내에 생산할 수 있도록 하는 생산성 증대에 대한 요구가 커지고 있다. 그러므로 단순히 3축 가공만이 아닌 3축 가공에 테이블의 틸팅 및 회전까지 가능한 5축 공작기계에 대한 수요가 급속도로 증가되고 있는 실정이다.
통상적인 5축 공작기계는 구동계를 중심으로 공구 및 공작물이 공간상에서 만나는 이른바 툴 센터 포인트(Tool Center Point)라고 하는 가공 중심점(TCP)을 따라 직각으로 배열되는 3개의 선형축(X,Y,Z)과 공작물이 놓여져 360도 회전케 하는 회전축과 및 공작물을 지지 고정하기 위한 테이블을 일정 각도(+,-)로 회전시키는 틸팅축으로 이루어진다.
한편, 종래 5축 공작기계에서는 필수구조물인 컬럼, 베드 및 새들(saddle)이 각각 독립적으로 구성되며, 추가적인 결합 요소를 통해 상호 연결되어 있어 있고, 테이블 또한 베드와 분리 결합 되어있다. 이와 같이 각 필수 구조물들이 일원화 되지 않고 추가적인 결합 요소를 통해 상호 결합됨으로써 주축에서 발생하는 진동이나 열적 변위 등이 충분히 상쇄되지 않아 전체 구조물에 영향을 미치게 되며, 이는 가공 정밀도가 낮아지는 문제를 야기시킨다.
특히, 종래의 공작기계는 Z-Y 평면상에서 Y축 방향으로 발생되는 변위가 중첩되어 나타나는데, 이러한 Y축 방향의 변위는 통상적으로 “0” 보다 큰 값으로 나타난다. 이러한 중첩변위는 대개 가공 공정 중에 진동 및 열적 영향 등 복합적인 요인에 의해 발생되며, 중첩변위가 발생되면 주축에 장착된 공구 선단과 테이블에 놓여진 가공물의 가공 중심 간의 위치 정도에 큰 영향을 미쳐 가공물의 품질이 저하되는 주요 원인이 된다.
또한, 이와 같은 중첩변위는 가공 속도 및 절삭량이 증가될 수록 더욱 크고 불규칙하게 발생하며, 부가적인 보정수단만으로 상쇄하는 데에는 한계가 있는 실정다. 따라서, 이는 결과적으로 5축 가공 시의 가공 품질과 생산성을 향상시키기 위하여는 공작기계의 자체 구조가 중첩변위를 최소화할 수 있도록 설계되어야 함을 의미한다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
이에 관한 종래기술로는 KR10-2016-0120512 (A)가 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 5축 가공 시의 가공 품질과 생산성을 향상시키기 위하여는 공작기계의 자체 구조가 중첩변위를 최소화할 수 있도록 설계함으로써, 가공물의 품질을 향상시킬 수 있으면서도 생산성을 향상시킬 수 있는 공작기계를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공작기계는 내부에는 가공물이 장착되는 장착공간이 구비되고, 마주하는 벽면에 축홀이 형성되며, 장착 공간의 양측으로 마주하도록 한 쌍의 제1축슬라이딩부가 형성된 베이스; 베이스의 제1축슬라이딩부와 결합되어 제1축으로 슬라이딩되며 제1축과 교차되는 방향의 제2축슬라이딩부가 양측으로 마주하도록 한 쌍으로 형성된 새들; 새들의 제2축슬라이딩부와 결합되어 제2축으로 슬라이딩되며 제1축 및 제2축이 이루는 평면에 수직한 방향의 제3축슬라이딩부가 양측으로 마주하도록 한 쌍으로 형성된 크로스피스; 크로스피스의 제3축슬라이딩부와 결합되어 제1축 및 제2축이 이루는 평면에 수직한 방향으로 슬라이딩되며 단부에 가공물을 가공하기 위한 공구가 장착되는 수직램; 및 베이스의 장착공간에 배치되며, 베이스의 축홀을 통해 베이스와 상대회전 가능하도록 베이스에 설치된 테이블;을 포함한다.
베이스의 마주하는 벽면은 한 쌍으로 구성되고, 벽면의 상단에는 제1축슬라이딩부가 각각 형성되며, 일측 벽면에서 타측 벽면까지 연장된 격벽이 형성됨으로써, 마주하는 한 쌍의 벽면과 격벽을 통해 장착공간이 형성될 수 있다.
격벽의 상면은 장착공간을 향하여 내리막이 형성되는 경사면으로 이루어짐으로써, 공작물의 가공 시 발생되는 칩이 모아질 수 있다.
마주하는 벽면의 전방측에는 작업공간이 형성되고 후방측에는 가공을 위한 공구가 구비된 공구교환장치가 위치되며, 마주하는 벽면의 전면은 하단이 상단보다 후방에 위치되도록 기울어짐으로써 작업공간을 형성할 수 있다.
베이스의 하단에는 전후 방향으로 각각 지지발이 구비되며, 각각의 지지발과 축홀은 서로 삼각형을 이루도록 배치될 수 있다.
제1축슬라이딩부는 축홀의 중심을 기준으로 전반부보다 후반부의 길이가 더 길게 형성될 수 있다.
새들은 육면체의 박스형상이고, 새들 하면의 제1축슬라이딩부와 연결되는 부분은 하면의 모서리에 형성되고, 제2축슬라이딩부는 상면의 모서리에 형성되되, 서로 직각을 이룰 수 있다.
수직램의 내측에는 수직관통홀이 형성되고, 수직관통홀의 내주면은 모서리가 곡률을 갖도록 형성될 수 있다.
크로스피스에 구비된 제2축슬라이딩부와 연결되는 부분과 수직램에 구비된 제3축슬라이딩부와 연결되는 부분은 직각을 이룰 수 있다.
슬라이딩부는 제1축슬라이딩부, 제2축슬라이딩부 및 제3축슬라이딩부를 포함하여 구성되며, 슬라이딩부는 길이방향으로 연장된 형상의 슬라이딩레일과 각각의 슬라이딩레일에 결합되어 각각의 슬라이딩레일을 따라 슬라이딩되는 피스인 슬라이딩블록을 포함하여 구성되되, 슬라이딩레일과 슬라이딩블록은 서로 반대로 설치 가능할 수 있다.
테이블은 축홀을 통해 베이스와 상대회전됨과 동시에 360도 회전 가능할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 공작기계에 따르면, 하나의 공작기계에서 X축, Y축, Z축 가공과 테이블의 틸팅과 회전이 가능하도록 구성하되, 각 구조물을 대칭이 되도록 형성하여 기준점을 양측으로 두어 정밀도를 증대시키고 중심축을 하나로 구성할 수 있어 오차 발생이 저감되며, 가공물의 정밀도가 향상될 수 있는 효과가 있다.
하나의 베이스에 베드와 컬럼의 기능이 모두 구비되므로 구조를 단순화하여 원가를 절감하고, 베드와 컬럼 간의 기계적 연결부위를 삭제함으로써, 강성저하를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 공작기계는 구조물이 대칭을 이루도록 형성되어 각각의 구조물에서 발생되는 힘이 끊기지 않으며, 설계 시 고려된 방향으로 흐르게 유도되므로 기계의 운전시 발생하는 진동과 열적 영향에 의한 변위를 최소하여 높은 가공 정밀도를 구현하는 동시에 동적 성능을 극대화하여 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다.
그리고 가공물에서 발생하는 칩이 기계 내부에 쌓이지 않고 지면으로 자유낙하 할 수 있도록 유도하여 칩처리가 매우 용이한 장점이 있다. 더구나, 칼럼부의 상면이 하면 보다 전방측에 위치되도록 형성됨으로써, 작업자가 공작기계에 용이하게 접근이 가능하고, 테이블을 기준하여 제1축슬라이딩부의 후반부가 전반부에 비해 더 길게 형성됨으로써, 고중량의 공작물이 다른 구성들과 간섭없이 용이하게 진입할 수 있어 작업 편의성이 증대되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 베이스를 도시한 도면.
도 3은 도 2의 정면도 및 측면도.
도 4는 도 1의 새들을 도시한 도면.
도 5는 도 1의 크로스피스를 도시한 도면.
도 6은 도 1의 수직램을 도시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공작기계에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 베이스(100)를 도시한 도면이며, 도 3은 도 2의 정면도 및 측면도이다. 또한, 도 4는 도 1의 새들(200)을 도시한 도면이고, 도 5는 도 1의 크로스피스(300)를 도시한 도면이며, 도 6은 도 1의 수직램(400)을 도시한 도면이다.
본 발명에서 기술되는 제1축은 Y축이고, 제2축은 X축이며, 제3축은 Z축일 수 있으나, 설계나 환경에 따라 얼마든지 그 방향은 변동될 수 있으므로, 본 명세서에서는 제1축, 제2축 및 제3축으로 칭하도록 한다.
도 1 내지 2에 도시한 것처럼, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공작기계는 내부에는 가공물이 장착되는 장착공간(110)이 구비되고, 마주하는 벽면(130)에 축홀(131)이 형성되며, 장착 공간의 양측으로 마주하도록 한 쌍의 제1축슬라이딩부(133)가 형성된 베이스(100); 베이스(100)의 제1축슬라이딩부(133)와 결합되어 제1축으로 슬라이딩되며 제1축과 교차되는 방향의 제2축슬라이딩부(210)가 양측으로 마주하도록 한 쌍으로 형성된 새들(200); 새들(200)의 제2축슬라이딩부(210)와 결합되어 제2축으로 슬라이딩되며 제1축 및 제2축이 이루는 평면에 수직한 방향의 제3축슬라이딩부(450)가 양측으로 마주하도록 한 쌍으로 형성된 크로스피스(300); 크로스피스(300)의 제3축슬라이딩부(450)와 결합되어 제1축 및 제2축이 이루는 평면에 수직한 방향으로 슬라이딩되며 단부에 가공물을 가공하기 위한 공구(800)가 장착되는 수직램(400); 및 베이스(100)의 장착공간(110)에 배치되며, 베이스(100)의 축홀(131)을 통해 베이스(100)와 상대회전 가능하도록 베이스(100)에 설치된 테이블(500);을 포함한다.
도 2 내지 도 3에는 본 발명의 베이스(100)를 도시하였다. 베이스(100)는 기저라고도 하며, 내부에는 가공물이 장착되는 장착공간(110)이 구비되고, 마주하는 벽면(130)으로 구성되되, 장착공간(110)과 양측의 벽면(130)이 대칭으로 형성된다. 마주하는 벽면(130)은 한 쌍으로 구성되고, 일측 벽면(130)에서 타측 벽면(130)까지 연장된 격벽(135)이 형성되며, 마주하는 한 쌍의 벽면(130)과 격벽(135)을 통해 장착공간(110)이 형성된다. 특히, 격벽(135)의 상면은 장착공간(110)을 향하여 내리막이 형성되는 경사면으로 이루어짐으로써, 공작물의 가공 시 발생되는 칩이나 냉각수 등이 장착공간(110)으로 모아지게 된다.
마주하는 한 쌍의 벽면(130)은 통상적인 공작기계의 컬럼부일 수 있다. 마주하는 벽면(130)에는 중심측에 각각 축홀(131)이 형성되고, 장착공간(110)의 양측으로는 한 쌍의 제1축슬라이딩부(133)가 마주하도록 형성된다. 여기서, 제1축슬라이딩부(133)는 벽면(130)의 상단에 각각 형성되는 것이 바람직할 것이다. 또한, 베이스(100)의 벽면(130)의 전방측에는 작업공간이 형성되고, 후방측에는 가공을 위한 공구(800)가 구비된 자동공구교환장치(ATC)를 포함하는 공구매거진(900)이 위치된다. 벽면(130)의 전면은 하단이 상단보다 후방에 위치되도록 소정의 경사각(θ)을 형성하도록 기울어짐으로써 작업자가 용이하게 작업할 수 있는 작업공간을 형성함은 물론, 작업자의 테이블(500) 접근성을 극대화하고, 공작기계의 스트로크 대비 설치면적을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
베이스(100)에는 지면에 안착되는 베드부(600)가 구비된다. 베드부(600)의 내측에는 가공칩 또는 냉각수의 배출을 위한 하나의 개구부(610)가 형성된다. 상기한 베드부(600), 벽면(130) 및 격벽(135)이 형성하는 베이스(100)의 후방 공간에는 공구교환장치가 구비된 공구매거진(900)이 삽입될 수 있는 공간이 구비되는 것이다. 또한, 베이스(100)의 하단, 보다 상세하게는 베드부(600)의 하단에는 전후 방향으로 각각 지지발(150)이 구비되며, 각각의 지지발(150)과 벽면(130)의 축홀(131)은 서로 삼각형을 이루도록 배치된다. 이때, 지지발(150)은 벽면(130)으로부터 전방측으로 일정량만큼 돌출형성되어 보다 안정적으로 공작기계를 지지할 수 있으며, 가공 시 공구(800)와 공작물 사이에서 발생하는 힘이 구조물의 어느 한 쪽 방향으로 집중되거나 끊기지 않도록 하며, 구조물 내에서 일정한 방향성을 갖고 폐구간 내에서 흐르게 되고, 구조물 전체의 강성을 높일 수 있는 효과가 있다. 이러한 베이스(100)의 구조만을 통해서도 기계적인 취약부가 미연에 제거되고, 진동 및 열에 의한 변위에 대한 안정성을 극대화함으로써 열, 진동과 같은 성능 저하 요인들의 영향을 최소화하여 가공 성능 및 가공품질을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
개구부(610)는 양측 벽면(130)에 대해 대칭으로 형성된다. 개구부(610)는 양측 벽면(130)과의 연결지점에서 별도의 턱이 존재하지 않으며, 일정한 경사각(α)를 갖고 하방으로 향하면서 좁아지는 경사를 갖도록 형성된다. 따라서, 가공 중 발생된 칩이 내부 구조물에 적체되지 않고 원활하게 하방으로 낙하되면서 공작기계의 외부로 배출될 수 있는 것이다.
베이스(100)의 벽면(130) 상단에 형성된 제1축슬라이딩부(133)는 축홀(131)의 중심을 기준으로 전반부보다 후반부의 길이가 더 길게 형성된다. 따라서, 제1축슬라이딩부(133)에 안착되는 새들(200)이 제1축의 후방으로 더 많이 이송될 수 있도록 한다. 그러므로 공작물 특히, 중량이 많이 나가는 공작물의 경우, 이러한 공작물의 적재를 위해 사용되는 치구 등이 전방에서 진입할 때 충분한 공간을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 중량이 많이 나가 갠트리 로더(Gantry Loader) 등의 장비를 이용하여 이동되어야 하는 대상물의 경우에도 새들(200)을 후방으로 이동시킨 후 공작물을 용이하게 적재 가능한 장점이 있다. 또한, 제1축슬라이딩부(133)의 구동장치는 제1축슬라이딩부(133)의 전방측에 위치되는데, 작업공간이 베이스(100)의 전방에 위치되어 작업자가 공작기계의 전방에서 작업을 수행하므로, 종래에 구동장치가 후방에 위치되는 것보다 본 발명의 제1축슬라이딩부(133)의 구동장치의 탈부착 및 유지 보수가 용이해지는 장점이 있다.
또한, 격벽(135)을 통해 구획 형성된 베이스(100)의 후방측 공간의 상면은 전방으로 낮은 경사각(β)을 갖고 형성되고, 격벽(135)에 하나 이상의 드레인홀(137)이 형성됨으로써, 자동공구교환장치(ATC)에 장착된 대기 공구(800)의 잔여 냉각수가 하단으로 낙하하는 경우, 냉각수가 그대로 모여 넘치지 않고, 개구부(610)를 통해 회수될 수 있게 된다. 베드부(600)에는 하부에 전후방향으로 운송용 포크 리프트가 삽입될 수 있는 운송안내부(630)가 형성되되, 운송안내부(630)는 베이스(100)의 지지발(150) 측에 한군데 이상 설치될 수 있다. 또한, 도면에 상세히 도시하지는 않았지만, 베이스(100)의 제작 시 사용되는 주조용 코어 홀은 상부면과 하부면에만 형성되는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 베이스(100)의 측면에 형성된 축홀(131) 및 개구부(610)를 제외한 불필요하게 개방되는 부분이 형성되지 않게 함으로써, 구조 자체의 강성을 더욱 증대시킬 수 있는 것이다.
도 4에는 본 발명의 새들(200)을 도시하였다. 새들(200)은 베이스(100)의 제1축슬라이딩부(133)와 결합되어 제1축으로 슬라이딩되도록 형성되며, 제1축과 교차되는 방향의 제2축슬라이딩부(210)가 양측으로 마주하도록 한 쌍으로 형성된다. 즉, 새들(200)은 베이스(100)의 상측에서 제1축슬라이딩부(133)를 통해 베이스(100)와 결합되는 것이다. 도면에 도시한 것처럼, 새들(200)은 육면체의 박스 형상일 수 있으며, 하면의 모서리에 제1축슬라이딩부(133)와 연결되는 부분이 구비되고, 제2축슬라이딩부(210)는 상면의 모서리에 형성되되, 제1축슬라이딩부(133)와 제2축슬라이딩부(210)가 서로 직각을 이루도록 배치된다. 제2축슬라이딩부(210)가 설치되는 면은 충분한 구조적 강성을 지닐 수 있도록 소정의 두께로 형성되되, 제1축슬라이딩부(133)와 연결되는 부분이 장착되는 면은 상대적으로 얇은 두께로 형성될 수 있다. 새들(200)의 제1축슬라이딩부(133)와 연결되는 지점에는 제1축슬라이딩부(133)와 결합되어 제1축 방향으로 새들(200)이 슬라이딩 가능하게 하는 제1축슬라이딩블록(710)이 하나 이상 구비된다.
제2축슬라이딩부(210)가 구비되는 면에는 상면의 모서리 외에도, 제2축슬라이딩부(210)가 하측에 하나 이상 구비되어 제2축으로 슬라이딩 시 보다 견고하게 지지될 수 있을 것이다. 또한, 제2축슬라이딩부(210)의 하방에는 제2축 방향의 구동을 전달을 위한 지지부재(230)가 구비될 수 있다.
도 5에는 크로스피스(300)를 도시하였다. 크로스피스(300)는 새들(200)의 제2축슬라이딩부(210)와 결합되어 제2축으로 슬라이딩되도록 형성된다. 또한, 크로스피스(300)에는 제1축 및 제2축이 이루는 평면에 수직한 방향으로 제3축슬라이딩부(450)가 양측으로 마주하도록 한 쌍으로 형성된다. 특히, 크로스피스(300)는 새들(200)의 내부에 삽입된다. 크로스피스(300)는 전체적으로 블록 형태로 형성될 수 있을 것이다. 크로스피스(300)의 상측에는 지붕 형상의 폐구부(330)가 형성되고, 폐구부(330)의 하방에는 제1축 방향으로 양측으로 연장되어 돌출형성되는 소정의 두께의 돌출부(350)가 형성된다. 크로스피스(300)의 내측에는 수직램(400)이 삽입되어 수직방향으로 이동 가능하도록 하는 내측공간(370)이 형성된다. 크로스피스(300)에는 제3축슬라이딩부(450)와 연결되는 부분인 안내홈(390)이 형성된다. 폐구부(330)에는 제2축방향으로 개방되는 창(380)이 형성되고, 상기한 창(380)을 통해 제3축슬라이딩부(450)에서 슬라이딩되는 제3축슬라이딩블록(750)이 삽입된 후 상호 최대한 이격되도록 위치되어 안내홈(390)에 부착된다.
크로스피스(300)의 제1축 방향의 양측 외곽 벽면(360) 또는 돌출부(350)에는 하나 이상의 제2축슬라이딩블록(730)이 설치된다. 각 부분의 단부에 최대한 상호 이격되도록 2개가 1조로 설치되는 것이 가장 바람직할 것이다. 따라서, 크로스피스(300)의 동작으로 발생되는 힘이 폐구부(330)를 따라 끊기지 않고 일정하게 흐르므로, 구조 강성이 최대화된다. 특히, 폐구부(330)가 제2축슬라이딩블록(730) 보다 높은 곳에 위치되도록 배치되므로, 제2축슬라이딩블록(730) 및 제3축슬라이딩블록(750)에서 발생되는 힘이 제1-2축 평면에서 중첩되지 않으며, 제3축슬라이딩블록(750)이 수직으로 충분한 간격을 두고 이격되어 설치될 수 있으므로, 제3축슬라이딩블록(750)에 의해 이송되는 물체의 동적 강성이 향상되는 것이다.
도 6에는 수직램(400)을 도시하였다. 수직램(400)은 크로스피스(300)의 제3축슬라이딩부(450)와 결합되어 제1축 및 제2축이 이루는 평면에 수직한 방향으로 슬라이딩되며 단부에 가공물을 가공하기 위한 공구(800)가 장착된다. 수직램(400)의 단부는 베이스(100)의 장착공간(110)에 위치되고, 공구(800)의 하방에는 테이블(500)이 구비된다. 수직램(400)의 내측에는 수직관통홀(410)이 형성된다. 수직관통홀(410)에는 공구(800)가 장착되는 주축(430)이 삽입되고, 주축(430)의 단부에 공구(800)가 장착될 수도 있을 것이다. 수직관통홀(410)의 내주면은 모서리가 곡률을 갖도록 형성됨으로써, 힘의 흐름이 끊기지 않고 일정하게 유동하도록 하며, 응력집중이 발생되지 않아 구조 강성을 증대시킬 수 있을 것이다.
도 1에 도시한 것처럼, 테이블(500)은 베이스(100)의 장착공간(110)에 배치되며, 베이스(100)의 축홀(131)을 통해 베이스(100)와 상대회전 가능하도록 베이스(100)에 설치된다. 테이블(500)은 축홀(131)을 통해 베이스(100)와 상대회전되는 틸팅과 회전축(510)을 통해 360도 회전 가능한 회전의 구현이 가능하며, 틸팅과 동시에 회전 가능하도록 설치된다.
상기한 제1축슬라이딩부(133), 제2축슬라이딩부(210) 및 제3축슬라이딩부(450)를 포함하는 슬라이딩부(133,210,450)는 길이방향으로 연장된 형상의 슬라이딩레일(720,740,760)과 각각의 슬라이딩레일(720,740,760)에 결합되어 각각의 슬라이딩레일(720,740,760)을 따라 슬라이딩되는 피스인 슬라이딩블록(710,730,750)을 포함하여 구성된다. 특히, 슬라이딩레일(720,740,760)과 슬라이딩블록(710,730,750)은 서로 반대되는 위치에 교차하여 설치 가능할 수 있을 것이다.
따라서, 상기한 바와 같은 본 발명의 공작기계에 의하면, 하나의 공작기계에서 X축, Y축, Z축 가공과 테이블의 틸팅과 회전이 가능하도록 구성하되, 각 구조물을 대칭이 되도록 형성하여 기준점을 양측으로 두어 정밀도를 증대시키고 중심축을 하나로 구성할 수 있어 오차 발생이 저감되며, 가공물의 정밀도가 향상될 수 있는 효과가 있다.
하나의 베이스에 베드와 컬럼의 기능이 모두 구비되므로 구조를 단순화하여 원가를 절감하고, 베드와 컬럼 간의 기계적 연결부위를 삭제함으로써, 강성저하를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 공작기계는 구조물이 대칭을 이루도록 형성되어 각각의 구조물에서 발생되는 힘이 끊기지 않으며, 설계 시 고려된 방향으로 흐르게 유도되므로 기계의 운전시 발생하는 진동과 열적 영향에 의한 변위를 최소하여 높은 가공 정밀도를 구현하는 동시에 동적 성능을 극대화하여 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다.
그리고 가공물에서 발생하는 칩이 기계 내부에 쌓이지 않고 지면으로 자유낙하 할 수 있도록 유도하여 칩처리가 매우 용이한 장점이 있다. 더구나, 칼럼부의 상면이 하면 보다 전방측에 위치되도록 형성됨으로써, 작업자가 공작기계에 용이하게 접근이 가능하고, 테이블을 기준하여 제1축슬라이딩부의 후반부가 전반부에 비해 더 길게 형성됨으로써, 고중량의 공작물이 다른 구성들과 간섭없이 용이하게 진입할 수 있어 작업 편의성이 증대되는 장점이 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
[부호의 설명]
100 : 베이스 110 : 장착공간
130 : 벽면 131 : 축홀
133 : 제1축슬라이딩부 135 : 격벽
137 : 드레인홀 150 : 지지발
200 : 새들 210 : 제2축슬라이딩부
230 : 지지부재 300 : 크로스피스
330 : 폐구부 350 : 돌출부
360 : 외곽 벽면 370 : 내측공간
380 : 창 390 : 안내홈
400 : 수직램 410 : 수직관통홀
430 : 주축 450 : 제3축슬라이딩부
500 : 테이블 510 : 회전축
600 : 베드부 610 : 개구부
630 : 운송안내부 710 : 제1축슬라이딩블록
720 : 제1축슬라이딩레일 730 : 제2축슬라이딩블록
740 : 제2축슬라이딩레일 750 : 제3축슬라이딩블록
760 : 제3축슬라이딩레일 800 : 공구
900 : 공구매거진

Claims (11)

  1. 내부에는 가공물이 장착되는 장착공간이 구비되고, 마주하는 벽면에 축홀이 형성되며, 장착 공간의 양측으로 마주하도록 한 쌍의 제1축슬라이딩부가 형성된 베이스;
    베이스의 제1축슬라이딩부와 결합되어 제1축으로 슬라이딩되며 제1축과 교차되는 방향의 제2축슬라이딩부가 양측으로 마주하도록 한 쌍으로 형성된 새들;
    새들의 제2축슬라이딩부와 결합되어 제2축으로 슬라이딩되며 제1축 및 제2축이 이루는 평면에 수직한 방향의 제3축슬라이딩부가 양측으로 마주하도록 한 쌍으로 형성된 크로스피스;
    크로스피스의 제3축슬라이딩부와 결합되어 제1축 및 제2축이 이루는 평면에 수직한 방향으로 슬라이딩되며 단부에 가공물을 가공하기 위한 공구가 장착되는 수직램; 및
    베이스의 장착공간에 배치되며, 베이스의 축홀을 통해 베이스와 상대회전 가능하도록 베이스에 설치된 테이블;을 포함하는 공작기계.
  2. 청구항 1에 있어서,
    베이스의 마주하는 벽면은 한 쌍으로 구성되고, 벽면의 상단에는 제1축슬라이딩부가 각각 형성되며, 일측 벽면에서 타측 벽면까지 연장된 격벽이 형성됨으로써, 마주하는 한 쌍의 벽면과 격벽을 통해 장착공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  3. 청구항 2에 있어서,
    격벽의 상면은 장착공간을 향하여 내리막이 형성되는 경사면으로 이루어짐으로써, 공작물의 가공 시 발생되는 칩이 모아지는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  4. 청구항 2에 있어서,
    마주하는 벽면의 전방측에는 작업공간이 형성되고 후방측에는 가공을 위한 공구가 구비된 공구교환장치가 위치되며, 마주하는 벽면의 전면은 하단이 상단보다 후방에 위치되도록 기울어짐으로써 작업공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  5. 청구항 1에 있어서,
    베이스의 하단에는 전후 방향으로 각각 지지발이 구비되며, 각각의 지지발과 축홀은 서로 삼각형을 이루도록 배치된 것을 특징으로 하는 공작기계.
  6. 청구항 1에 있어서,
    제1축슬라이딩부는 축홀의 중심을 기준으로 전반부보다 후반부의 길이가 더 길게 형성된 것을 특징으로 하는 공작기계.
  7. 청구항 1에 있어서,
    새들은 육면체의 박스형상이고, 새들 하면의 제1축슬라이딩부과 연결되는 부분은 하면의 모서리에 형성되고, 제2축슬라이딩부은 상면의 모서리에 형성되되, 서로 직각을 이루는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  8. 청구항 1에 있어서,
    수직램의 내측에는 수직관통홀이 형성되고, 수직관통홀의 내주면은 모서리가 곡률을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 공작기계.
  9. 청구항 1에 있어서,
    크로스피스에 구비된 제2축슬라이딩부와 연결되는 부분과 수직램에 구비된 제3축슬라이딩부와 연결되는 부분은 직각을 이루는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  10. 청구항 1에 있어서,
    슬라이딩부는 제1축슬라이딩부, 제2축슬라이딩부 및 제3축슬라이딩부를 포함하여 구성되며, 슬라이딩부는 길이방향으로 연장된 형상의 슬라이딩레일과 각각의 슬라이딩레일에 결합되어 각각의 슬라이딩레일을 따라 슬라이딩되는 피스인 슬라이딩블록을 포함하여 구성되되, 슬라이딩레일과 슬라이딩블록은 서로 반대로 설치 가능한 것을 특징으로 하는 공작기계.
  11. 청구항 1에 있어서,
    테이블은 축홀을 통해 베이스와 상대회전됨과 동시에 360도 회전 가능한 것을 특징으로 하는 공작기계.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI790807B (zh) * 2021-11-03 2023-01-21 瑞洲科技股份有限公司 電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090104902A (ko) * 2007-02-28 2009-10-06 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 공작 기계의 테이블 장치
JP2015062973A (ja) * 2013-09-25 2015-04-09 ブラザー工業株式会社 工作機械
KR101552906B1 (ko) * 2015-04-13 2015-09-30 주식회사 스맥 복수개의 스핀들을 갖는 공작기계의 제어방법
KR200480386Y1 (ko) * 2015-12-03 2016-05-18 전희승 가공물 가공장치
KR20160089170A (ko) * 2015-01-19 2016-07-27 민병덕 수치제어 공작기계
KR20160120512A (ko) 2015-04-08 2016-10-18 두산공작기계 주식회사 5축 가공기

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6017929U (ja) * 1983-07-15 1985-02-06 株式会社　不二精機製造所 マシンニングセンタの機体
DE4441252B4 (de) * 1994-11-19 2006-01-26 Maschinenfabrik Berthold Hermle Ag Werkzeugmaschine, insbesondere Bohr- und Fräsmaschine
EP1122008A1 (de) * 2000-02-02 2001-08-08 Maschinenfabrik Berthold Hermle Aktiengesellschaft Bearbeitungsmaschine mit einem Trommelmagazin zur Aufnahme von Werkzeugen
SE517889C2 (sv) * 2000-02-14 2002-07-30 Quintax Machine Tools Ab Verktygsmaskin med vridbart anordnat verktyg samt förfarande vid bearbetning
DE10029967B4 (de) 2000-06-26 2006-08-03 Satisloh Gmbh Vorrichtung zur Bearbeitung von optischen Werkstücken
KR100439085B1 (ko) * 2002-03-25 2004-07-05 한국과학기술원 공작기계용 하이브리드 베드 구조물 및 그 제조방법
JP2004130468A (ja) 2002-10-11 2004-04-30 Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd 工作機械
US6798088B2 (en) * 2002-11-07 2004-09-28 Industrial Technology Research Institute Structure for symmetrically disposed linear motor operated tool machine
DE102004044098A1 (de) * 2004-09-08 2006-03-23 Chiron-Werke Gmbh & Co. Kg Werkzeugmaschine mit einem Maschinenfuß
JP2006326803A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Mori Seiki Co Ltd 工作機械
US7172375B2 (en) * 2005-06-23 2007-02-06 Mori Seiki Co., Ltd. Machine tool
DE502005001582D1 (de) * 2005-07-30 2007-11-08 Hermle Berthold Maschf Ag Bearbeitungsmaschine mit einem Werkstückwechsler
JP2007296613A (ja) * 2006-05-01 2007-11-15 Mori Seiki Co Ltd 工作機械
DE102006037437B4 (de) * 2006-08-09 2009-04-02 Haas Schleifmaschinen Gmbh Werkzeugmaschine
DE102008034728B4 (de) * 2008-07-25 2014-02-13 Deckel Maho Seebach Gmbh Tragvorrichtung für Werkstücke oder Werkzeuge einer Werkzeugmaschine
CN101480777A (zh) * 2009-01-24 2009-07-15 苏州江南电梯(集团)有限公司 五轴联动数控加工中心
DE102009025009A1 (de) * 2009-06-16 2010-12-23 Mag Ias Gmbh Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken
ITPD20090297A1 (it) * 2009-10-14 2011-04-15 Worldmec S R L Fresatrice, particolarmente del tipo a controllo numerico a 5 assi per la realizzazione di prodotti per implantologia dentale, medicale e per la decorazione di materiali e oggetti preziosi
DE102010062671B3 (de) 2010-12-08 2012-06-21 Mag Ias Gmbh Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken
DE102011105402A1 (de) * 2011-06-20 2012-12-20 Heinz Adams Fräs-, Dreh-, Schleif-Maschine mit 2-Achsen-Schwenk-Drehtisch mit zusätzlicher vertikal verfahrbarer Pinole und Drehaufnahme im Vertikal-Fraäs-Dreh-Schlitten und mit zusätzlichem Vertikal-Schleif-Dreh-Stößel mit integrierter Schleifspindel und Drehaufnahme
CN102632422B (zh) * 2012-03-29 2014-05-28 重庆大学 小型高速五轴联动机床
CN103231246B (zh) 2013-03-18 2016-04-06 宁波市凯博数控机械有限公司 一种立式数控钻铣机床
KR101497075B1 (ko) * 2013-05-03 2015-03-03 (주)케이엠씨 수치제어 공작기계
CN104117858A (zh) * 2014-07-19 2014-10-29 山东永华机械有限公司 一种五轴联动立式加工中心
CN204321602U (zh) 2014-12-15 2015-05-13 大连三垒机器股份有限公司 五轴联动立式车铣复合加工中心
CN205394034U (zh) 2016-02-26 2016-07-27 上海铼钠克数控科技股份有限公司 箱中箱型五轴数控机床
US9757832B1 (en) * 2016-08-11 2017-09-12 Maxxtron Technology Co., Ltd. Sliding seat device with surrounding structure
CN206084418U (zh) 2016-09-07 2017-04-12 深圳市瑞德森智能设备有限责任公司 一种加工室组合式使用结构及加工中心
CN106736799A (zh) * 2017-01-23 2017-05-31 南通国盛智能科技集团股份有限公司 一种抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090104902A (ko) * 2007-02-28 2009-10-06 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 공작 기계의 테이블 장치
JP2015062973A (ja) * 2013-09-25 2015-04-09 ブラザー工業株式会社 工作機械
KR20160089170A (ko) * 2015-01-19 2016-07-27 민병덕 수치제어 공작기계
KR20160120512A (ko) 2015-04-08 2016-10-18 두산공작기계 주식회사 5축 가공기
KR101552906B1 (ko) * 2015-04-13 2015-09-30 주식회사 스맥 복수개의 스핀들을 갖는 공작기계의 제어방법
KR200480386Y1 (ko) * 2015-12-03 2016-05-18 전희승 가공물 가공장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3718685A4

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021504167A (ja) 2021-02-15
KR101957057B1 (ko) 2019-03-11
US11426829B2 (en) 2022-08-30
JP7116172B2 (ja) 2022-08-09
EP3718685A4 (en) 2021-08-11
CN111372719A (zh) 2020-07-03
EP3718685A1 (en) 2020-10-07
US20200298358A1 (en) 2020-09-24

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