WO2014137125A1 - 공작기계 - Google Patents

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WO2014137125A1
WO2014137125A1 PCT/KR2014/001750 KR2014001750W WO2014137125A1 WO 2014137125 A1 WO2014137125 A1 WO 2014137125A1 KR 2014001750 W KR2014001750 W KR 2014001750W WO 2014137125 A1 WO2014137125 A1 WO 2014137125A1
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WO
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frame
spindle head
transfer
saddle
column
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PCT/KR2014/001750
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English (en)
French (fr)
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서상일
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HD Hyundai Infracore Co Ltd
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Doosan Infracore Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/70Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/08Protective coverings for parts of machine tools; Splash guards
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    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/56Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/60Movable 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
    • B23Q1/62Movable 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
    • B23Q1/621Movable 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
    • B23Q1/626Movable 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B23Q3/15713Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle
    • B23Q3/1572Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle the storage device comprising rotating or circulating storing means
    • B23Q3/15722Rotary discs or drums

Definitions

  • the present invention relates to a machine tool, and more particularly, to a machine tool having a covering device applicable to a machine tool having an ATC integrated with a spindle head.
  • Machine tool refers to a machine used for the purpose of processing metal or non-metal materials (hereinafter, the base material) into shapes and dimensions by using a suitable tool or adding more precise processing by various cutting or non-cutting methods.
  • the machine tool includes a table for fixing and moving the base material and a tool post for processing the base material.
  • ATC Automatic Tool Changer, Automatic Tool Changer
  • FIG. 1 is a perspective view of a machine tool equipped with a conventional ATC (5).
  • a conventional machine tool includes a tool base 10 including a spindle head 1, a column 2, a saddle 3, a transfer part 4, and an ATC 5, and a base material installed therein.
  • the table 20 is included.
  • the front where the spindle head 1 and the table 20 are located constitutes a machining area in the machine tool, and the column 2, the saddle 3, the ATC 5 and the conveying part 4 are positioned.
  • the rear part constitutes an unprocessed area.
  • the spindle head 1 is equipped with a tool for processing the base material, the tool receives the rotational force from the spindle head (1) to process the base material.
  • the column 2 mounts the spindle head 1 at the front to move the spindle head 1 up and down.
  • the saddle 3 mounts the column 2 on the upper side and moves the column 2 before and after. That is, by moving the saddle 3 before and after, the column 2 and the spindle head 1 also move before and after.
  • the transfer unit 4 mounts the saddle 3 on the upper side and moves the saddle 3 left and right. That is, the left and right movement of the transfer part 4 moves the saddle 3, the column 2 and the spindle head 1 to the left and right.
  • the table 20 is provided above the transfer unit 4 is provided with a base material to be processed by the spindle head (1).
  • the position of the spindle head 1 can be changed in all directions by the movement of the column 2, the saddle 3 and the conveying part 4, and the machining of the base material installed in the table 20 in all directions. Can be done.
  • the spindle head 1 should move to the ATC 5 to perform a tool change during tool change. Due to such a structure, even if a conventional machine tool tries to extend the feed shaft, the tool change time is excessively taken, and there is a problem about the expansion of the feed shaft.
  • a separate cover is provided in the ATC 5 to prevent penetration of a chip or coolant during processing of the workpiece, and the ATC 5 is configured to be protected.
  • This ATC (5) door not only complicates the structure of the ATC (5) itself, but also prevents foreign matter from penetrating only the ATC (5), thus preventing foreign matter from entering into other components, i.e., components of the non-processing area. There is a rather difficult problem.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a machine tool that can shorten the tool change time even if the feed axis of the feed section is expanded.
  • the spindle head 110 is mounted with a tool for processing the base material, and the spindle head 110 is mounted to the front, to move the spindle head 110 up, down Column 120, the column 120 is mounted on the upper side, the saddle 130 for moving the column 120 before, after, and the saddle 130 is mounted on the upper side, the saddle 130
  • the transfer unit 140 to move the left and right, the table 200 is provided on one side of the transfer unit 140, the base material to be processed by the spindle head 110, the spindle head 110 and the table
  • a machine tool comprising a covering device 300 for shielding a non-processing area including the column 120, saddle 130, and conveying part 140 from a processing area including a 200.
  • the covering device 300 is a rectangular full frame 310
  • the transport frame 320 is mounted on the upper and lower sides of the full frame 310 to move left and right
  • the transport frame 320 Mounted in the up and down movement, the opening and closing frame 330, the spindle head 110 is exposed, the curtain frame 340 provided in the entire frame 310, the transfer frame 320 and the opening and closing frame 330 It characterized by including).
  • the curtain portion 340 and the first cover 341 is mounted on one side of the entire frame 310 and one side of the transfer frame 320, and the other side of the entire frame 310 and A second cover 342 mounted on the other side of the transfer frame 320, a third cover 343 mounted on an upper side of the transfer frame 320, and an upper side of the opening / closing frame 330; And a fourth cover 344 mounted on the lower side of the transfer frame 320 and the lower side of the opening and closing frame 330.
  • the opening and closing frame 330 is mounted on both sides of the transfer frame 320 is provided with a pair of both side frames 332 to move up and down, and is provided on the top of the pair of both side frames 332 And an upper frame 331 and a lower frame 333 which is separated from the lower ends of the pair of both frames 332 when the spindle head 110 moves before and after.
  • the opening and closing frame 330 is provided in any one of the pair of both sides of the frame 332, the free end is mounted to the lower frame 333 to the lower frame 333 of the pair of both sides It characterized in that it further comprises a cylinder 350 provided with a cylinder rod 351 to be in close contact with the frame 332.
  • the tool change time is shorter than in the related art, and as a result, the machining time is shortened and productivity is improved.
  • the present invention has the effect of blocking the infiltration of foreign matter into the unprocessed area to improve the durability of the machine tool.
  • FIG. 1 is a perspective view of a machine tool equipped with a conventional ATC.
  • FIG. 2 is a perspective view of a machine tool equipped with an ATC saddle according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view of a machine tool equipped with a covering device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a front perspective view of the covering device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a partial perspective view of the transport frame from the rear side of the covering device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a state diagram used in the machine tool according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a machine tool equipped with an ATC 150 in the saddle 130 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a machine tool provided with a covering device 300 according to an embodiment of the present invention Perspective view.
  • a machine tool includes a tool head including a spindle head 110, a column 120, a saddle 130, a transfer unit 140, and an ATC 150. 100, a table 200 on which the base material is installed, and a covering device 300.
  • the front of the spindle head 110 and the table 200 is located in the machine tool, the machining zone, the column 120, saddle 130, ATC 150 and the transfer unit 140, etc.
  • the rear, located, constitutes the unprocessed area.
  • the spindle head 110 is equipped with a tool for processing the base material, the tool receives the rotational force from the spindle head 110 to process the base material installed on the table 200.
  • the column 120 mounts the spindle head 110 in front and moves the spindle head 110 up and down.
  • the saddle 130 mounts the column 120 on the upper side and moves the column 120 before and after. That is, the column 120 and the spindle head 110 also move forward and backward by moving before and after the saddle 130.
  • the transfer unit 140 mounts the saddle 130 on the upper side to move the saddle 130 to the left and right. That is, the left and right movement of the transfer unit 140 moves the saddle 130, the column 120, and the spindle head 110 left and right.
  • the table 200 is provided above the transfer unit 140 is provided with a base material to be processed by the spindle head (110).
  • the position of the spindle head 110 can be changed in all directions as the column 120, the saddle 130, and the transfer unit 140 move, and the machining of the base metal installed in the table 200 in all directions. Can be done.
  • the present invention is provided with an ATC (Automatic Tool Changer, Automatic Tool Changer, 150) for exchanging a tool mounted on the spindle head 110 on one side of the saddle 130 in order to shorten the exchange time of the tool .
  • the ATC 150 is a device that can replace the tool clamped to the spindle head 110 after mounting a plurality of tools in the tool magazine, the saddle 130 is equipped with the ATC 150
  • the bracket 151 may be provided.
  • the ATC 150 is provided in the saddle 130, that is, the spindle head 110 is provided adjacent to the saddle 130, and the present invention is provided by the ATC 150 moving together when the spindle head 110 moves. Tool change time can be shortened, resulting in increased productivity.
  • the present invention exposes the machining area including the spindle head 110 and the table 200, and shields the machining area including the column 120, the saddle 130, and the transfer part 140 from the machining area. It includes a covering device 300 to make.
  • the covering device 300 includes an entire frame 310, a transfer frame 320, an opening and closing frame 330, and a curtain unit 340.
  • the entire frame 310 is a large rectangular frame that is fixed to distinguish between the processing area and the unprocessed area, the lower end is mounted to the transfer unit 140 behind the table 200, the upper end of the machine tool It may be mounted to a housing (not shown). In addition, both side surfaces of the entire frame 310 may be fixed to the inner wall of the housing of the machine tool.
  • the transfer frame 320 is mounted to be moved left and right on the upper and lower sides of the fixed full frame 310.
  • the left and right movement force of the transfer frame 320 is provided from the movement of the spindle head (110). That is, when the spindle head 110 moves left and right by the movement of the transfer unit 140, the transfer frame 320 is also moved.
  • transport frame 320 is mounted on the entire frame 310 so that the left and right movement, a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG 4 is a front perspective view of the covering device 300 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a partial perspective view of the transport frame 320 from the rear side of the covering device 300 according to an embodiment of the present invention. to be.
  • the opening and closing frame 330 is mounted to the transfer frame 320 to move up and down, and the spindle head 110 is exposed.
  • the up and down movement force of the opening and closing frame 330 is provided from the movement of the spindle head (110). That is, when the spindle head 110 moves up and down by the movement of the column 120, the opening and closing frame 330 is also moved.
  • the opening and closing frame 330 is mounted on both sides of the transfer frame 320 is provided with a pair of both side frames 332 to move up and down, and is provided on the top of the pair of both side frames 332
  • the upper frame 331, and the lower frame 333 is separated from the lower end of the pair of both side frames 332 during the front and rear movement of the spindle head (110).
  • the reason why the lower frame 333 is separated from the pair of both frames 332 is as follows.
  • the spindle head 110 moves backward to exchange a selected tool among a plurality of tools provided in the ATC 150. This is because the spindle head 110 is caught by the lower frame 333 without being separated from the pair of both side frames 332 and cannot be moved backwards.
  • Separation of the lower frame 333 may be implemented using a cylinder 350.
  • the opening and closing frame 330 is provided in any one of the pair of both side frames 332, the free end is mounted to the lower frame 333 to the lower frame 333 the pair of both sides It may further include a cylinder 350 having a cylinder rod 351 to be in close contact with and separated from the frame 332.
  • the initial position of the opening and closing frame 330 may be fixed by the guide (360).
  • the opening and closing frame 330 may further include a guide 360 formed of a spring connected to one end and the other end of the upper frame 331 and the transfer frame 320, respectively.
  • the guide 360 is provided for the initial position of the opening and closing frame 330, may provide a return force to the opening and closing frame 330 when the spindle head 110 is lowered and raised.
  • the covering device 300 including such frames includes a curtain portion 340 provided in the entire frame 310, the transfer frame 320, and the opening / closing frame 330.
  • the curtain part 340 may include a first cover 341 mounted on one side of the entire frame 310 and one side of the transfer frame 320, and the other side of the entire frame 310.
  • a second cover 342 mounted on the other side of the transfer frame 320, a third cover 343 mounted on an upper side of the transfer frame 320, and an upper side of the opening / closing frame 330;
  • Each of the covers 341, 342, 343, and 344 preferably has a shape having a plurality of pleats, such as pleats of a skirt skirt, for the movement of a flexible frame.
  • a covering device 300 according to an embodiment of the present invention as follows.
  • FIG. 6 is a state diagram used in the machine tool according to an embodiment of the present invention.
  • the processing area and the non-processing area are shielded, and the rest of the configuration except for the spindle head 110 and the table 200 is shielded by the covering device 300.
  • the base metal installed in the table 200 may be processed by a tool clamped to the free end of the spindle head 110.
  • foreign matters such as chips generated during substrate processing cannot penetrate into the non-processing area.
  • the lower frame 333 of the opening / closing frame 330 should be opened to the bottom as shown in (b) state.
  • This may be implemented as a cylinder 350 provided in either side of the frame 332 as described above.
  • the spindle head 110 is moved backward by the saddle 130 as shown in (c) state, and is provided at one side of the saddle 130.
  • the tool is exchanged by the ATC 150. That is, the machine tool according to an embodiment of the present invention does not need to move the spindle head to one end of the transfer unit 140 for tool change, thereby enabling rapid tool change.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)

Abstract

본 발명은, 모재를 가공하기 위한 공구가 장착되는 스핀들헤드와, 전방에 상기 스핀들헤드가 장착되며, 상기 스핀들헤드를 상, 하 이동시키는 컬럼과, 상기 컬럼이 상측에 장착되며, 상기 컬럼을 전, 후 이동시키는 새들과, 상기 새들이 상측에 장착되며, 상기 새들을 좌, 우 이동시키는 이송부와, 상기 이송부 상측에 구비되어 상기 스핀들헤드에 의해 가공될 모재가 설치되는 테이블와, 상기 스핀들헤드와 테이블을 포함한 가공영역으로부터, 상기 컬럼, 새들 및 이송부를 포함한 비가공영역을 차폐시키는 커버링 장치를 포함하는 공작기계를 제공한다. <대표도> 도 3

Description

공작기계
본 발명은 공작기계에 관한 것이며, 구체적으로 ATC가 스핀들헤드와 일체형으로 구비된 공작기계에 적용 가능한 커버링 장치가 구비된 공작기계에 관한 것이다.
공작기계는 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재(이하 모재)를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하던가 또는 더욱 정밀한 가공을 추가할 목적으로 사용되는 기계를 말한다.
상기 공작기계는 모재를 고정하고 이동하기 위한 테이블와 모재를 가공하기 위한 공구대를 포함한다.
최근에는 하나의 공작기계에서 다양한 가공을 가능하게 하는 복합 가공기가 이용되고 있다. 일반적으로 이러한 복합 가공기에서는 다양한 기계가공작업을 위해 툴 매거진에 복수개의 공구를 장착한 후 이를 교환할 수 있는 ATC(자동공구교환장치, Automatic Tool Changer)가 구비되어 있다.
도 1은 종래의 ATC(5)가 구비된 공작기계의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 공작기계는 스핀들헤드(1), 컬럼(2), 새들(3), 이송부(4) 및 ATC(5)를 포함하는 공구대(10)와, 모재가 설치되는 테이블(20)를 포함한다.
여기서, 상기 스핀들헤드(1) 및 테이블(20)가 위치한 전방은 공작기계 내에서 가공영역을 구성하고, 상기 컬럼(2), 새들(3), ATC(5) 및 이송부(4) 등이 위치하는 후방은 비가공영역을 구성한다.
상기 스핀들헤드(1)는 모재를 가공하기 위한 공구가 장착되며, 공구는 상기 스핀들헤드(1)로부터 회전력을 전달받아 모재를 가공한다.
상기 컬럼(2)은 전방에 상기 스핀들헤드(1)를 장착하여 상기 스핀들헤드(1)를 상, 하 이동시킨다.
상기 새들(3)은 상기 컬럼(2)을 상측에 장착하며, 상기 컬럼(2)을 전, 후 이동시킨다. 즉, 상기 새들(3)의 전, 후 이동으로써 상기 컬럼(2) 및 스핀들헤드(1) 또한 전, 후 이동한다.
상기 이송부(4)는 상기 새들(3)을 상측에 장착하여, 상기 새들(3)을 좌, 우 이동시킨다. 즉, 상기 이송부(4)의 좌, 우 이동은 상기 새들(3), 컬럼(2) 및 스핀들헤드(1)를 좌, 우 이동시킨다.
상기 테이블(20)는 상기 이송부(4) 상측에 구비되어 상기 스핀들헤드(1)에 의해 가공될 모재가 설치된다.
즉, 상기 스핀들헤드(1)의 위치는 상기 컬럼(2), 새들(3) 및 이송부(4)의 이동으로서 전방향으로 변경 가능하며, 상기 테이블(20)에 설치된 모재의 가공을 전 방향에서 수행할 수 있다.
한편, 종래의 공작기계에서는 툴 매거진에 복수개의 공구를 장착한 후, 상기 스핀들헤드(1)에 장착되는 공구를 교환할 수 있는 ATC(5)가 이송부(4)의 일단에 고정되어 있다.
이러한 구조, 즉, ATC(5)가 이송부(4) 일단에 고정되어 있는 경우는 공구 교환시 스핀들헤드(1)가 상기 ATC(5)로 이동하여 공구 교환을 수행하여야한다. 이러한 구조로 인해, 종래의 공작기계는 이송축을 확장하려고 해도 공구 교환 시간이 과도하게 걸려 이송축의 확장에 대한 문제가 있다.
또한, 종래에는 ATC(5)에 공작물의 가공중 칩(chip)이나 쿨런트(coolant)의 침투를 방지하기 위해 별도의 커버가 설치되어, 상기 ATC(5)가 보호되도록 구성되어 있다. 이러한 ATC(5) 도어는 ATC(5) 구조 자체를 복잡하게 할 뿐만 아니라, ATC(5)에만 이물질 침투를 방지하므로 다른 구성요소, 즉 비가공영역의 구성요소들로의 이물질 침투를 방지하는 것은 다소 어려운 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 이송부의 이송축을 확장하여도 공구 교환 시간을 단축할 수 있는 공작기계를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 가공시 이물질이 비가공영역에 침투하지 못하는 공작기계를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 모재를 가공하기 위한 공구가 장착되는 스핀들헤드(110)와, 전방에 상기 스핀들헤드(110)가 장착되며, 상기 스핀들헤드(110)를 상, 하 이동시키는 컬럼(120)과, 상기 컬럼(120)이 상측에 장착되며, 상기 컬럼(120)을 전, 후 이동시키는 새들(130)과, 상기 새들(130)이 상측에 장착되며, 상기 새들(130)을 좌, 우 이동시키는 이송부(140)와, 상기 이송부(140) 일측에 구비되어 상기 스핀들헤드(110)에 의해 가공될 모재가 설치되는 테이블(200)와, 상기 스핀들헤드(110)와 테이블(200)을 포함한 가공영역으로부터, 상기 컬럼(120), 새들(130) 및 이송부(140)를 포함한 비가공영역을 차폐시키는 커버링 장치(300)를 포함하는 공작기계를 제공한다.
바람직하게, 상기 커버링 장치(300)는 직사각형의 전체프레임(310)과, 상기 전체프레임(310)의 상측 및 하측에 장착되어 좌, 우 이동되는 이송프레임(320)과, 상기 이송프레임(320)에 장착되어 상, 하 이동하며, 상기 스핀들헤드(110)가 노출되는 개폐프레임(330)과, 상기 전체프레임(310), 이송프레임(320) 및 개폐프레임(330)에 구비되는 커튼부(340)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 커튼부(340)는 상기 전체프레임(310)의 일측면과 상기 이송프레임(320)의 일측면에 장착되는 제1커버(341)와, 상기 전체프레임(310)의 타측면과 상기 이송프레임(320)의 타측면에 장착되는 제2커버(342)와, 상기 이송프레임(320)의 상측면과 상기 개폐프레임(330)의 상측면에 장착되는 제3커버(343)와, 상기 이송프레임(320)의 하측면과 상기 개폐프레임(330)의 하측면에 장착되는 제4커버(344)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 개폐프레임(330)은 상기 이송프레임(320)의 양측면에 장착되어 상, 하 이동하는 한 쌍의 양측프레임(332)과, 상기 한 쌍의 양측프레임(332)의 상단에 구비되는 상측프레임(331)과, 상기 스핀들헤드(110)의 전, 후 이동시 상기 한 쌍의 양측프레임(332)의 하단에서 분리되는 하측프레임(333)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 개폐프레임(330)은 상기 한 쌍의 양측프레임(332) 중 어느 하나에 구비되며, 자유단이 상기 하측프레임(333)에 장착되어 상기 하측프레임(333)을 상기 한 쌍의 양측프레임(332)에 밀착시키고 분리시키는 실린더로드(351)가 구비된 실린더(350)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 이송축을 확장하여도 공구 교환 시간이 종래에 비해 단축되어 결과적으로 가공시간이 단축되며 생산성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 비가공영역으로의 이물질 침투를 원천봉쇄하여 공작기계의 내구성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 ATC가 구비된 공작기계의 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 ATC가 새들에 구비된 공작기계의 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 커버링 장치가 구비된 공작기계의 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 커버링 장치의 전면 사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 커버링 장치의 후측에서 이송프레임 부분을 바라본 부분사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 사용상태도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.
다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것을 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 ATC(150)가 새들(130)에 구비된 공작기계의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 커버링 장치(300)가 구비된 공작기계의 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계는 스핀들헤드(110), 컬럼(120), 새들(130), 이송부(140) 및 ATC(150)를 포함하는 공구대(100)와, 모재가 설치되는 테이블(200), 그리고 커버링 장치(300)를 포함한다.
도면에서, 상기 스핀들헤드(110) 및 테이블(200)이 위치한 전방은 공작기계 내에서 가공영역을 구성하고, 상기 컬럼(120), 새들(130), ATC(150) 및 이송부(140) 등이 위치하는 후방은 비가공영역을 구성한다.
상기 스핀들헤드(110)는 모재를 가공하기 위한 공구가 장착되며, 공구는 상기 스핀들헤드(110)로부터 회전력을 전달받아 테이블(200)에 설치된 모재를 가공한다.
상기 컬럼(120)은 전방에 상기 스핀들헤드(110)를 장착하여 상기 스핀들헤드(110)를 상, 하 이동시킨다.
상기 새들(130)은 상기 컬럼(120)을 상측에 장착하며, 상기 컬럼(120)을 전, 후 이동시킨다. 즉, 상기 새들(130)의 전, 후 이동으로써 상기 컬럼(120) 및 스핀들헤드(110) 또한 전, 후 이동한다.
상기 이송부(140)는 상기 새들(130)을 상측에 장착하여, 상기 새들(130)을 좌, 우 이동시킨다. 즉, 상기 이송부(140)의 좌, 우 이동은 상기 새들(130), 컬럼(120) 및 스핀들헤드(110)를 좌, 우 이동시킨다.
상기 테이블(200)은 상기 이송부(140) 상측에 구비되어 상기 스핀들헤드(110)에 의해 가공될 모재가 설치된다.
즉, 상기 스핀들헤드(110)의 위치는 상기 컬럼(120), 새들(130) 및 이송부(140)의 이동으로서 전방향으로 변경 가능하며, 상기 테이블(200)에 설치된 모재의 가공을 전 방향에서 수행할 수 있다.
한편, 본 발명은 공구의 교환시간을 단축하기 위해 상기 새들(130) 일측에는 상기 스핀들헤드(110)에 장착되는 공구를 교환하기 위한 ATC(자동공구교환장치, Automatic Tool Changer, 150)가 구비된다. 구체적으로, 상기 ATC(150)는 툴 매거진에 복수개의 공구를 장착한 후 상기 스핀들헤드(110)에 클램핑되는 공구를 교환할 수 있는 장치로서, 상기 새들(130)에는 상기 ATC(150)를 장착하기 위한 브라켓(151)이 구비될 수 있다.
이렇게 상기 새들(130)에 ATC(150)가 구비됨으로써, 다시 말해, 상기 스핀들헤드(110)에 인접하여 구비되며, 상기 스핀들헤드(110)의 이동시 같이 이동하는 ATC(150)에 의해 본 발명은 공구 교환 시간이 단축되어 결과적으로 생산성이 향상될 수 있다.
한편, 상기 ATC(150)가 상기 스핀들헤드(110)에 인접하여 구비되는 경우, 종래와 같이 이송축 일단에 구비된 경우보다 모재 가공시 생기는 칩 등과 같은 이물질에 노출될 가능성이 높아진다.
따라서, 본 발명은 상기 스핀들헤드(110)와 테이블(200)을 포함한 가공영역을 노출시킨채, 상기 컬럼(120), 새들(130) 및 이송부(140)를 포함한 비가공영역을 가공영역과 차폐시키는 커버링 장치(300)를 포함한다.
상기 커버링 장치(300)는 전체프레임(310), 이송프레임(320), 개폐프레임(330), 커튼부(340)를 포함한다.
상기 전체프레임(310)은 상기 가공영역과 비가공영역을 구분하기 위해 고정되어 구비되는 직사각형의 큰 프레임으로서, 상기 테이블(200) 후방의 이송부(140)에 하단이 장착되고, 상단은 공작기계의 하우징(미도시)에 장착될 수 있다. 또한, 상기 전체프레임(310)의 양측면은 공작기계의 하우징의 내측벽에 고정될 수 있다.
상기 이송프레임(320)은 상기 고정된 전체프레임(310)의 상측 및 하측에 좌, 우 이동될 수 있도록 장착된다. 여기서, 상기 이송프레임(320)의 좌, 우 이동력은 상기 스핀들헤드(110)의 이동으로부터 제공받는다. 즉, 상기 스핀들헤드(110)가 상기 이송부(140)의 이동에 의해 좌, 우 이동시 상기 이송프레임(320) 또한 이동되는 것이다.
한편, 상기 이송프레임(320)이 좌, 우 이동될 수 있도록 상기 전체프레임(310)에 장착되는 방식은 당업자에게 자명한 바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
상기 개폐프레임(330)을 설명하기 위해 다음과 같은 도면을 참조한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 커버링 장치(300)의 전면 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 커버링 장치(300)의 후측에서 이송프레임(320) 부분을 바라본 부분사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 개폐프레임(330)은 상기 이송프레임(320)에 장착되어 상, 하 이동하며, 상기 스핀들헤드(110)가 노출되는 부분이다. 여기서, 상기 개폐프레임(330)의 상, 하 이동력은 상기 스핀들헤드(110)의 이동으로부터 제공받는다. 즉, 상기 스핀들헤드(110)가 상기 컬럼(120)의 이동에 의해 상, 하 이동시 상기 개폐프레임(330) 또한 이동되는 것이다.
구체적으로, 상기 개폐프레임(330)은 상기 이송프레임(320)의 양측면에 장착되어 상, 하 이동하는 한 쌍의 양측프레임(332)과, 상기 한 쌍의 양측프레임(332)의 상단에 구비되는 상측프레임(331)과, 상기 스핀들헤드(110)의 전, 후 이동시 상기 한 쌍의 양측프레임(332)의 하단에서 분리되는 하측프레임(333)을 포함한다.
상기 하측프레임(333)이 상기 한 쌍의 양측프레임(332)과 분리되는 이유는 다음과 같다. 상기 스핀들헤드(110)의 공구 교환이 요구되는 경우, 상기 스핀들헤드(110)는 후방 이동하여 ATC(150)에 구비된 복수개의 공구 중 선택된 공구를 교환하는데, 상기 하측프레임(333)이 상기 한 쌍의 양측프레임(332)과 분리되지 않으면 상기 스핀들헤드(110)가 상기 하측프레임(333)에 걸리게 되어 후방으로 이동될 수 없기 때문이다.
상기 하측프레임(333)의 분리는 실린더(350)를 이용하여 구현될 수 있다. 구체적으로, 상기 개폐프레임(330)은 상기 한 쌍의 양측프레임(332) 중 어느 하나에 구비되며, 자유단이 상기 하측프레임(333)에 장착되어 상기 하측프레임(333)을 상기 한 쌍의 양측프레임(332)에 밀착시키고 분리시키는 실린더로드(351)가 구비된 실린더(350)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 개폐프레임(330)의 초기 위치는 가이드(360)로써 고정할 수 있다. 구체적으로, 상기 개폐프레임(330)은 상기 상측프레임(331)과 상기 이송프레임(320)의 상단에 일단과 타단이 각각 연결된 스프링으로 형성된 가이드(360)를 더 포함할 수 있다. 이러한 가이드(360)는 상기 개폐프레임(330)의 초기 위치를 위해 구비되며, 상기 스핀들헤드(110)가 하방으로 내려갔다가 올라올 때 상기 개폐프레임(330)에 복귀력을 제공할 수 있다.
이러한 프레임들을 포함하는 커버링 장치(300)는 상기 전체프레임(310), 이송프레임(320) 및 개폐프레임(330)에 구비되는 커튼부(340)를 포함한다.
구체적으로, 상기 커튼부(340)는 상기 전체프레임(310)의 일측면과 상기 이송프레임(320)의 일측면에 장착되는 제1커버(341)와, 상기 전체프레임(310)의 타측면과 상기 이송프레임(320)의 타측면에 장착되는 제2커버(342)와, 상기 이송프레임(320)의 상측면과 상기 개폐프레임(330)의 상측면에 장착되는 제3커버(343)와, 상기 이송프레임(320)의 하측면과 상기 개폐프레임(330)의 하측면에 장착되는 제4커버(344)를 포함하여 상기 가공영역와 비가공영역을 차폐시켜 이물질이 비가공영역으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
상기 각각의 커버(341, 342, 343, 344)는 스커트 치마의 플리츠(pleats)와 같이 다수개의 주름을 가진 형상을 갖는 것이 유동적인 프레임의 이동을 위해 바람직하다.
이러한 본 발명의 일실시예에 따른 커버링 장치(300)가 구비된 공작기계의 작동을 설명하자면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 사용상태도이다.
도 6을 참조하면, (a)상태에서는 가공영역과 비가공영역이 차폐되어, 스핀들헤드(110)와 테이블(200)을 제외한 나머지 구성은 커버링 장치(300)에 의해 차폐되어 있다. 이 상태에서 상기 테이블(200)에 설치된 모재를 상기 스핀들헤드(110)의 자유단에 클램핑된 공구로써 가공을 수행할 수 있다. 이러한 상태에서는 모재 가공시 발생하는 칩과 같은 이물질이 비가공영역으로 침투할 수 없는 장점이 있다.
이 후, 상기 스핀들헤드(110)에 클램핑된 공구를 교환하기 위해서는 (b)상태와 같이 개폐프레임(330)의 하측프레임(333)이 하단으로 열려야 한다. 이는 전술하였듯이 양측프레임(332)의 어느 하나에 구비된 실린더(350)로써 구현될 수 있다.
이 후, 상기 개폐프레임(330)의 하측프레임(333)이 열리게 되면, (c)상태와 같이 스핀들헤드(110)는 새들(130)에 의해 후방 이동되고, 새들(130)의 일측에 구비된 ATC(150)에 의해 공구가 교환되게 된다. 즉 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계는 공구 교환을 위해 스핀들 헤드를 이송부(140)의 일단까지 이동할 필요가 없어 신속한 공구 교환을 가능하게 한다.
이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.
<부호의 설명>
100: 공구대 110: 스핀들헤드
120: 컬럼 130: 새들
140: 이송부 150: ATC
200: 테이블 300: 커버링 장치
310: 전체프레임 320: 이송프레임
330: 개폐프레임 340: 커튼부
350: 실린더 360: 가이드

Claims (6)

  1. 모재를 가공하기 위한 공구가 장착되는 스핀들헤드;
    전방에 상기 스핀들헤드가 장착되며, 상기 스핀들헤드를 상, 하 이동시키는 컬럼;
    상기 컬럼이 상측에 장착되며, 상기 컬럼을 전, 후 이동시키는 새들;
    상기 새들이 상측에 장착되며, 상기 새들을 좌, 우 이동시키는 이송부;
    상기 이송부 일측에 구비되어 상기 스핀들헤드에 의해 가공될 모재가 설치되는 테이블; 및
    상기 스핀들헤드와 테이블을 포함한 가공영역으로부터, 상기 컬럼, 새들 및 이송부를 포함한 비가공영역을 차폐시키는 커버링 장치;를 포함하는 공작기계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커버링 장치는,
    직사각형의 전체프레임;
    상기 전체프레임의 상측 및 하측에 장착되어 좌, 우 이동되는 이송프레임;
    상기 이송프레임에 장착되어 상, 하 이동하며, 상기 스핀들헤드가 노출되는 개폐프레임; 및
    상기 전체프레임, 이송프레임 및 개폐프레임에 구비되는 커튼부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커튼부는,
    상기 전체프레임의 일측면과 상기 이송프레임의 일측면에 장착되는 제1커버;
    상기 전체프레임의 타측면과 상기 이송프레임의 타측면에 장착되는 제2커버;
    상기 이송프레임의 상측면과 상기 개폐프레임의 상측면에 장착되는 제3커버; 및
    상기 이송프레임의 하측면과 상기 개폐프레임의 하측면에 장착되는 제4커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 개폐프레임은,
    상기 이송프레임의 양측면에 장착되어 상, 하 이동하는 한 쌍의 양측프레임;
    상기 한 쌍의 양측프레임의 상단에 구비되는 상측프레임;
    상기 스핀들헤드의 전, 후 이동시 상기 한 쌍의 양측프레임의 하단에서 분리되는 하측프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 개폐프레임은,
    상기 한 쌍의 양측프레임 중 어느 하나에 구비되며, 자유단이 상기 하측프레임에 장착되어 상기 하측프레임을 상기 한 쌍의 양측프레임에 밀착시키고 분리시키는 실린더로드가 구비된 실린더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 새들에 설치되어 상기 스핀들헤드에 장착되는 공구를 교환하는 자동공구교환장치를 더 포함하는 공작기계.
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