KR101252611B1 - 공작기계 - Google Patents

Abstract

베이스(100)의 앞면(1c)을 전후방향(Y)에 대하여 직교한 단일 평면으로 함과 아울러, 상기 공구(T)로 가공되는 워크(W)를 고정하기 위한 지그(28)를 상기 단일 평면의 높이 중간부분으로부터 전방으로 돌출시킨 상태로 설치한 공작기계이다. 이 때, 상기 단일 평면의 앞면(1c)의 좌우 단부의 상하방향 전체 부분 또는 상하방향 대략 전체 길이부분을 포함하는 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 전단부(100A) 사이를 이루는 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)를 이것 이외의 베이스(100)부분에 대해서 탈착 가능하게 함과 아울러, 상기 공구(T)로 가공되는 워크(W)를 고정하기 위한 지그(28)를 상기 앞면(1c)의 높이 중간 부분으로부터 전방(Y1)으로 돌출시킨 상태로 설치할 수도 있다.

공작기계

Description

공작기계{MACHINE TOOL}

본 발명은 바닥면에 정치되는 베이스와, 하단부에 공구가 고정되는 세로회전 구동축을 구비한 가공 헤드와, 상기 베이스의 상면 상에 형성되어 상기 가공 헤드를 안내부를 통해 전후방향, 좌우방향 및 상하방향으로 변위시키는 안내구동수단을 구비한 공작기계(머시닝 센터)에 관한 것이다.

우선, 본원의 제 1 발명에 대응한 배경기술에 대해서 설명한다.

공작기계로서 특허문헌1에 개시된 것이 존재하고 있는 것이며, 그 개요를 설명하면 머신 베드(베이스)의 앞면의 좌우 단부를 전방으로 돌출시켜서 이루어지는 좌우 한쌍의 비교적 큰 측벽부를 구비하고, 이들 측벽부 사이에 워크 지지용의 지그가 설치되고, 또 머신 베드(베이스)의 전방하부가 전방으로 돌출되고 상기 지그의 하방에까지 도달되어 있으며, 상기 전방하부의 상면에 절삭칩 반출수단이 형성된 것으로 이루어져 있다.

다음에 본원의 제 2 및 제 3 발명에 대응한 배경기술에 대해서 설명한다.

상기 특허문헌1에 개시된 공작기계는 상기한 구조로 되어 있는 것에 추가해서 다음과 같은 구성으로 이루어져 있는 것으로, 즉 가공 헤드가 베이스의 상부를 통해 베이스의 전방으로 돌출되어 지그의 바로 위에 위치되어 있다.

또 종래부터 사용되고 있는 도 40에 나타내는 공작기계는 존재하고 있는 것이며, 그 개요를 설명하면 베이스(100)의 전방하부가 전방으로 돌출되어서 워크(w) 지지용의 지그(28)의 하방에까지 도달됨과 아울러, 가공 헤드(102)가 베이스(100)의 상부를 통해 베이스(100)의 전방으로 돌출되어 지그(28)의 바로위에 위치되어 있고, 또한 베이스(100)의 전방하부의 상면에 절삭칩 반출수단이 형성되어 있다. 이러한 구성은 상기 특허문헌1에 개시된 공작기계와 일치하고 있다.

특허문헌1:일본 특허 제 2968938호 공보

상기한 종래의 세로형 머시닝 센터나 공작기계에 있어서는, 좌우 한쌍의 측벽부가 가공 헤드의 좌우 이동을 제한해서 좌우방향의 워크 가공 가능범위의 확대화를 저지함과 아울러, 지그 바로 위에서의 워크의 좌우방향 이동을 제한해서 지그에 대한 간이하고 신속한 워크의 반입 반출을 곤란하게 하는 것이며, 또 베이스의 전방하부 상에 고온의 절삭칩이 집적되므로, 상기 절삭칩의 열에 기인해서 워크 가공 정밀도가 손상되기 쉬운 것이며, 또 베이스의 전방하부가 상하방향의 워크 가공 가능범위를 제한함과 아울러 절삭칩 반출수단의 설치 자유성을 저감시키는 등의 문제점이 있다.

본원의 제 1 발명은 이러한 문제점을 해소할 수 있는 세로형 머시닝 센터 및 공작기계를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또한 상기 문제점에 추가해서, 상기 공작기계에서는 워크 가공시의 공구에 작용하는 힘이 도 40에 나타낸 바와 같이 공구(T), 가공 헤드(102), 베이스(100), 지그(28), 워크(w)를 거쳐 루프(LP1)를 그리도록 전달되는 것이며, 이 전달거리가 비교적 긴 것이기 때문에, 기계 전체의 강성이 저하되고, 공구(T)에 작용하는 힘이 클 때 가공 정밀도가 손상되는 일이 발생하는 것이다.

본 출원인은 이들 문제점을 해소시킬 수 있는 공작기계로서, 이미 일본 특허출원 2005-79858호를 제안하고 있다.

이 일본 특허출원 2005-79858호에서는, 베이스의 앞면과 지그의 전후방향 거리를 일정정도 이상으로 크게 하면, 베이스 및 지그 주변의 강성이 저하되어 정밀도가 높은 가공을 행할 수 없게 되므로, 상기 전후방향거리는 일정정도 이하로 되지만, 이렇게 되면, 지그 및 이것에 고정된 워크의 좌우방향선 둘레의 선회 반경의 크기가 상기 일정정도에 관련해서 제한되므로, 좌우방향선 둘레의 선회에 의해 가공할 수 있는 워크의 크기가 상기 선회반경 크기에 관련되어 제한되는 것이다.

본원의 제 2 및 제 3 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 즉 일본 특허출원 2005-79858호의 공작기계의 이점을 유지시키면서, 또한 고정밀도의 가공을 행할 수 있는 워크의 크기의 제한을 완화시킬 수 있는 공작기계를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기한 본원의 제 1 발명의 목적을 달성하기 위하여, 상기 제 1 발명에 따른 공작기계는 다음과 같은 것으로 이루어진 것으로, 즉 바닥면에 정치되는 베이스와, 하단부에 공구가 고정되는 세로회전 구동축을 구비한 가공 헤드와, 상기 베이스의 상면 상에 형성되어 상기 가공 헤드를 안내부를 통해 전후방향, 좌우방향 및 상하방향으로 변위시키는 안내구동수단을 구비한 공작기계에 있어서, 상기 안내구동수단이 상기 베이스의 상면 상에서 전후방향으로 안내되는 제 1 새들과, 상기 제 1 새들 상에서 좌우방향으로 안내되고 또한 상기 가공 헤드를 상하방향으로 안내하는 제 2 새들을 구비하고 있고, 또한 상기 베이스의 앞면을 상기 전후방향에 대해서 직교한 단일 평면으로 함과 아울러, 상기 공구로 가공되는 워크를 고정하기 위한 지그를 상기 단일 평면의 높이 중간부분부터 전방으로 돌출시킨 상태로 설치한 것으로 이루어진다.

상기한 바와 같은 발명에 의하면, 베이스의 앞면의 지그의 좌우 부분에 세로형 머시닝 센터의 구성부재가 존재하지 않게 되는 점에서, 가공 헤드에 의한 가공영역의 좌우방향 범위를 비교적 넓게 확보할 수 있음과 아울러 지그의 바로 위 근방에서 워크를 좌우방향으로 이동시킬 수 있어 지그에의 워크의 반입이나 지그 위로부터의 워크의 반출을 간이하고 신속하게 행할 수 있게 된다.

또 베이스 상에 고온의 절삭칩이 퇴적되지 않게 되는 점에서, 절삭칩의 열이 베이스에 전달되기 어려워지고, 워크 가공 정밀도를 양호하게 유지시킬 수 있는 것이며, 또 지그의 바로 아래에 베이스가 존재하지 않게 되므로, 가공 헤드에 의한 상하방향의 워크 가공영역이 베이스의 존재로 제한되지 않게 되는 외에 절삭칩 배출수단으로서의 절삭칩 컨베이어의 설치 자유성이 향상된다.

또한 워크의 가공중에는 공구에 작용하는 힘이 가공 헤드, 안내구동수단, 베이스, 지그 및 워크를 거쳐 루프(L1)(도 13 참조)를 그리도록 전달되지만, 이 때의 힘의 전달거리는 지그가 베이스의 앞면을 이루는 단일 평면의 높이 중간부터 전방으로 돌출형상으로 설치되어 있는 점에서 비교적 짧은 것이 되고, 그 힘에 대한 세로형 머시닝 센터의 강성을 증대시켜서 워크의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이다. 또 도 16에 나타내는 종래의 세로형 공작기계에서는 베드의 상면에 지그가 고정되므로 워크 가공중의 힘은 도시와 같은 루프(L2)를 그려서 전달되는 것이며, 2개의 루프(L1, L2)를 비교하면, 본 발명에 따른 루프(L1)가 베드(a10)를 거치지 않는 만큼 짧아져, 가공시의 힘에 대한 강성이 향상된다. 이 때, 가공시에 발생하는 힘에 대한 공작기계의 휘어짐량은 루프길이의 3승에 비례하므로, 본 발명의 루프길이가 종래보다 짧아진 것은 강성을 증대시킴에 있어서 효과적으로 작용하는 것이다.
또한, 안내구동수단이 베이스의 상면 상에서 전후방향으로 안내되는 제 1 새들과, 상기 제 1 새들 상에서 좌우방향으로 안내되고 또한 가공 헤드를 상하방향으로 안내하는 제 2 새들을 구비하고 있으므로, 베이스의 상면의 좌우방향 양단부에서 제 1 새들이 지지되도록 되고, 또한 제 2 새들의 높이가 가공 헤드의 상하 변위 범위내에 위치되도록 이루어지고, 또한 제 2 새들이 제 1 새들로부터 베이스 앞측위치까지 돌출된 상태로 되어 가공 헤드를 베이스보다 앞측 범위에서 지지하도록 되는 것이며, 이것에 의해서도 루프(L1)를 짧게 할 수 있는 점에서 베이스, 제 1 새들, 제 2 새들 및 가공 헤드의 결합구조의 강성을 증대시킬 수 있고, 워크의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이다.

상기한 제 1 발명은 다음과 같이 구체화하는 것이 좋다.

즉, 상기 베이스의 앞면의 전체가 전방 돌출형상의 돌출부가 존재하지 않는 단일 평면으로 되어 있거나, 또는 상기 베이스의 앞면 중 상기 앞면을 덮는 외주 커버의 안쪽이 되는 범위 부분이 전방 돌출형상의 돌출부가 존재하지 않는 단일 평면으로 되어 있는 구성으로 한다. 이렇게 하면, 베이스 상에 고온의 절삭칩이 퇴적되는 것을 한층 효과적으로 방지해서 워크 가공 정밀도를 양호하게 할 수 있다.

또한 상기 가공 헤드가 상기 공구에 의한 워크의 가공시에 상기 단일 평면보다 앞측에 위치된 상태에서 상하 변위됨과 아울러, 상기 안내구동수단의 안내부보다 낮은 위치에서 상기 공구에 의한 워크의 가공이 행해지는 구성으로 한다. 이렇게 하면, 안내구동수단이 베이스의 상면 상에서 전후방향으로 안내되는 제 1 새들과, 상기 제 1 새들 상에서 좌우방향으로 안내되고 또한 가공 헤드를 상하방향으로 안내하는 제 2 새들을 구비하고 있는 것에 의한 상술의 이익이 얻어지는 상태 하에서, 가공 헤드에 의한 워크의 가공중에 비산되는 절삭칩이 안내구동수단 상에 낙하되지 않고 베이스의 앞면을 통해 원활하게 낙하되게 되고, 안내구동수단의 양호한 작동이 절삭칩에 저해되지 않고 안정적으로 유지되게 된다.

또한 상기 베이스의 상면이 바닥면으로부터 대략 1.0m∼1.5m정도보다 높게 되어 있는 구성으로 한다. 이렇게 하면, 안내구동수단이 베이스의 상면 상에서 전후방향으로 안내되는 제 1 새들과, 상기 제 1 새들 상에서 좌우방향으로 안내되고 또한 가공 헤드를 상하방향으로 안내하는 제 2 새들을 구비하고 있는 것에 의한 상술의 이익이 얻어지는 상태 하에서, 성인의 작업자가 기립자세로 지그 상의 워크를 수작업으로 이동시킬 수 있게 되고, 또 베이스 상의 안내구동수단 등의 보수를 몸을 굽히지 않고 행할 수 있게 된다.

또한 상기 베이스의 앞측 하부로부터 상기 베이스의 뒤측으로 절삭칩을 반출하는 절삭칩 컨베이어를 설치하기 위한 오목 홈부가 상기 베이스의 하면부에 형성되어 있는 구성으로 한다. 이렇게 하면, 베이스의 하면부에 형성되어 있는 오목 홈부내에 절삭칩 컨베이어가 전후방향에 걸쳐 설치될 수 있게 되므로, 절삭칩을 베이스의 뒤측으로 반출할 때 절삭칩 컨베이어를 낮은 위치에 또한 베이스에 절삭칩의 열이 전달되기 어려운 상태로 설치할 수 있는 것 외에 필요에 따라서 바닥면에 접촉된 상태로 설치할 수 있게 되며, 또 오목 홈부내에서 전후방향으로 설치된 절삭칩 컨베이어는 지그의 바로 아래에 절삭칩 입구가 위치됨과 아울러 절삭칩 출구가 절삭칩 반출에 적합한 장소에 위치되고, 그 절삭칩 반송방향을 현장의 상황에 따라 적당하게 결정할 수 있는 것이며, 예를 들면 좌우방향 등을 향할 수도 있도록 되어 절삭칩 컨베이어의 설치 자유성이 향상되는 것이다.

또한 상기 절삭칩 컨베이어가 상기 오목 홈부내에 위치되고 바닥면 상에 설치됨과 아울러 상기 철삭칩 컨베이어의 절삭칩 입구가 지그의 바로 아래에 위치되어 있는 구성으로 한다. 이렇게 하면, 절삭칩을 베이스 뒤측으로 반출할 때 지그의 높이를 크게 저하시킬 수 있고 또한 절삭칩의 열이 베이스에 전달되기 어려운 구조로 할 수 있다.

또한 상기 베이스의 앞면에 다수의 나사구멍이 상하방향으로 열지어 형성되어 있고, 상기 지그의 고정 높이가 그 지그를 고정하기 위한 나사부재가 나사부착되는 상기 나사구멍에 대응된 위치로 변경되는 구성으로 한다. 이렇게 하면, 베이스의 앞면이 단일 평면인 것과의 관련에 의해, 나사부재 및 나사구멍이라는 간이한 수단에 의해 지그를 안정적으로 고정할 수 있음과 아울러, 그 고정 높이를 베이스의 앞면 범위 중 비교적 넓은 범위내에서 적절하게 변화시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 베이스의 앞면에 상하방향으로 긴 한 쌍의 판부재를 상기 지그의 일부로서 좌우배치로 고정하고, 그 판부재의 앞면에 상기 지그가 고정되는 구성으로 한다. 이렇게 하면, 베이스의 앞면으로부터의 지그의 전방 돌출량을 판부재의 두께에 따라 변화시킬 수 있어서 같은 워크라도 그 가공범위 변경의 자유성이 향상되는 것이며, 또 지그와 베이스 사이에 판부재의 두께에 의한 공간이 형성되게 된다.

상기한 본원의 제 2 발명의 목적을 달성하기 위하여, 상기 제 2 발명에 따른 공작기계는 다음과 같은 것으로 이루어지는 것으로, 즉 바닥면에 정치되는 베이스와, 하단부에 공구가 고정되는 세로회전 구동축을 구비한 가공 헤드와, 상기 베이스의 상면 상에 형성되어 상기 가공 헤드를 안내부를 통해 전후방향, 좌우방향 및 상하방향으로 변위시키는 안내구동수단을 구비한 공작기계에 있어서, 상기 베이스의 앞면의 대략 전체를 전후방향에 대하여 직교한 단일 평면으로 하고, 이 앞면의 좌우 단부의 상하방향 전체 길이부분 또는 상하방향 대략 전체 길이부분을 포함하는 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부 사이를 이루는 베이스 좌우방향 중간 앞부를 이것 이외의 베이스 부분에 대하여 탈착 가능하게 함과 아울러, 상기 공구로 가공되는 워크를 고정하기 위한 지그를 상기 앞면의 높이 중간부분부터 전방으로 돌출시킨 상태로 설치한 것으로 이루어진다.

상기한 본원의 제 2 발명에 의하면, 베이스의 앞면의 지그나 이것에 고정된 워크의 좌우 부분에 세로형 머시닝 센터의 구성부재가 존재하지 않는 것으로 되기 때문에, 가공 헤드에 의한 가공영역의 좌우방향 범위를 비교적 넓게 확보할 수 있음과 아울러 지그의 바로 위 근방에서 워크를 좌우방향으로 이동시킬 수 있어서 지그로의 워크의 반입이나 지그 위로부터의 워크의 반출을 간이하고 신속하게 행할 수 있게 된다.

또 베이스 상에 고온의 절삭칩이 퇴적되지 않게 되는 점에서, 절삭칩의 열이 베이스에 전달되기 어렵게 되어, 워크 가공 정밀도를 양호하게 유지시킬 수 있는 것이며, 또 지그의 바로 아래에 베이스가 존재하지 않게 되므로, 가공 헤드에 의한 상하방향의 워크 가공영역이 베이스의 존재로 제한되지 않게 되는 것 외에 절삭칩 배출수단으로서의 절삭칩 컨베이어의 설치 자유성이 향상된다.

또 워크의 가공 중에는 공구에 작용하는 힘이 가공 헤드, 안내구동수단, 베이스, 지그 및 워크를 거쳐 루프상으로 전달되지만, 이 때의 힘의 전달거리는 지그가 베이스의 앞면의 높이 중간부터 전방으로 돌출된 형상으로 설치되어 있기 때문에 비교적 짧은 것이 되고, 그 힘에 대한 세로형 머시닝 센터의 강성을 증대시켜서 워크의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 베이스 좌우방향 중간 앞부를 다른 베이스 부분으로부터 분리시켜 제거함으로써, 베이스 앞면에 오목부가 형성되므로, 지그나 이것에 고정된 워크의 선회 반경을 베이스 좌우방향 단부 앞부의 전후방향 길이(베이스 좌우방향 중간 앞부의 전후방향 길이)에 관련해서 증대시킬 수 있는 것이며, 이 때 베이스 좌우방향 단부 앞부는 베이스의 앞면의 좌우 단부의 상하방향 전체 길이부분 또는 상하방향 대략 전체 길이부분을 포함하고, 또한 좌우방향 길이 및 전후방향 길이가 강성에 관련된 특정 크기로 되므로, 일본 특허출원 2005-79858호의 것에 비해 이것의 가공시의 힘의 전달거리를 늘리지 않고, 또한 거의 그 베이스의 강성을 저하시키지 않고, 지그나 이것에 고정된 워크의 선회 반경을 증대시킬 수 있고, 고정밀도의 가공을 행할 수 있는 워크의 상한 크기의 제한을 완화시킬 수 있다.

그리고, 분리되어 제거된 베이스 좌우방향 중간 앞부를 원래위치에 장착한 상태에서는, 베이스 좌우방향 중간 앞부의 앞면에 지그 등을 고정시키는 것이 가능하게 되어, 일본 특허출원 2005-79858호의 것과 마찬가지로 기능시킬 수 있는 것이다.

상기한 본원의 제 3 발명의 목적을 달성하기 위하여, 상기 제 3 발명에 따른 공작기계는 다음과 같은 것으로 이루어지는 것으로, 즉 바닥면에 정치되는 베이스와, 하단부에 공구가 고정되는 세로회전 구동축을 구비한 가공 헤드와, 상기 베이스의 상면 상에 형성되어 상기 가공 헤드를 안내부를 통해 전후방향, 좌우방향 및 상하방향으로 변위시키는 안내구동수단을 구비한 공작기계에 있어서, 상기 안내구동수단이 상기 베이스의 상면 상에서 전후방향으로 안내되는 제 1 새들과, 상기 제 1 새들 상에서 좌우방향으로 안내되고 또한 상기 가공 헤드를 상하방향으로 안내하는 제 2 새들을 구비하고 있고, 또한 상기 베이스면이 앞면의 대략 전체를 전후방향에 대하여 직교한 단일 평면으로 된 후에, 이 앞면의 좌우 단부의 상하방향 전체 길이부분 또는 상하방향 대략 전체 길이부분을 포함하는 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부의 사이를 이루는 베이스 좌우방향 중간 앞부를 절제된 형태로 함과 아울러, 상기 공구로 가공되는 워크를 고정하기 위한 지그가 상기 앞면의 높이 중간부분부터 전방으로 돌출된 상태로 설치된 구성으로 한다.

상기한 본원의 제 3 발명에 따른 공작기계에 의하면, 본원의 제 2 발명에 따른 공작기계에 있어서 베이스 좌우방향 중간 앞부가 분리된 것과 동일 형태로 되는 것이며, 따라서 베이스 좌우방향 중간 앞부가 분리된 본원의 제 2 발명의 경우와 동일한 효과가 얻어지는 것이다.
또한, 본원의 제 1 발명의 경우와 마찬가지로, 안내구동수단이 베이스의 상면 상에서 전후방향으로 안내되는 제 1 새들과, 상기 제 1 새들 상에서 좌우방향으로 안내되고 또한 가공 헤드를 상하방향으로 안내하는 제 2 새들을 구비하고 있으므로, 베이스의 상면의 좌우방향 양단부에서 제 1 새들이 지지되게 되고, 또한 제 2 새들의 높이가 가공헤드의 상하변위 범위내에 위치되게 되고, 또한 제 2 새들이 제 1 새들부터 베이스 앞측위치까지 돌출된 상태로 되어 가공 헤드를 베이스보다 앞측 범위에서 지지하게 되는 것이며, 이것에 의해 루프(L1)를 짧게 할 수 있는 데다가 베이스, 제 1 새들, 제 2 새들 및 가공 헤드의 결합구조의 강성을 증대시킬 수 있고, 워크의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이다.
상기한 본원의 제 3 발명의 목적을 달성하기 위해, 상기 제 3 발명에 따른 또 다른 공작기계는 다음과 같은 것으로 이루어지는 것으로, 즉, 바닥면에 정치되는 베이스와, 하단부에 공구가 고정되는 세로회전 구동축을 구비한 가공 헤드와, 상기 베이스의 상면 상에 형성되고 상기 가공 헤드를 안내부를 통해 전후방향, 좌우방향 및 상하방향으로 변위시키는 안내구동수단을 구비한 공작기계에 있어서, 상기 베이스가 앞면의 대략 전체를 전후방향에 대해서 직교한 단일 평면으로 된 후에, 이 앞면 중 상기 앞면을 덮는 외주 커버의 안쪽이 되는 범위부분을 확정하고, 상기 범위부분의 좌우단부의 상하방향 전체 길이부분으로 이루어지는 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부를 확정하고, 이들 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부 사이에 위치한 부분인 베이스 좌우방향 중간 앞부의 상하방향 전체 길이부분을 확정하고, 그 후 상기 상하방향 전체 길이부분을 상기 단일 평면에 걸쳐 절제함으로써 얻어지는 형태로 됨과 아울러, 상기 공구로 가공되는 워크를 고정하기 위한 지그가 상기 앞면의 높이 중간부분으로부터 전방으로 돌출된 상태로 설치된 구성으로 한다.
상기한 본원의 제 3 발명에 따른 또 다른 공작기계에 의하면, 본원의 제 2 발명에 따른 공작기계에 있어서 베이스 좌우방향 중간 앞부가 분리된 것과 동일 형태로 되는 것이며, 따라서 베이스 좌우방향 중간 앞부가 분리된 본원의 제 2 발명의 경우와 동일한 효과가 얻어지는 것이다.
또 베이스는 베이스 좌우방향 중간 앞부의 상하방향 전체 길이부분을 확정하고, 그 후 상기 상하방향 전체 길이부분을 상기 단일 평면에 걸쳐 절제함으로써 얻어지는 형태로 되므로, 베이스의 앞면 중 외주 커버로 덮여지는 범위부분에 있어서의 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부 사이에는 오목부가 형성됨과 아울러 상기 오목부에 있어서의 상기 좌우방향으로 평행한 면은 상기 단일 평면과 평행한 수직면으로 되는 것이며, 따라서 워크 가공중, 냉각재가 액상이거나 미스트상인 것에 상관없이, 베이스 상에 고온의 절삭칩이 퇴적되지 않게 되고, 절삭칩의 열이 베이스에 절달되기 어려워져 워크 가공 정밀도를 양호하게 유지시킬 수 있는 것이다.

상기한 본원의 제 2 및 제 3 발명은 다음과 같이 구체화하는 것이 좋다.

즉 상기 베이스 좌우방향 단부 앞부의 전후방향 길이가 대략 100mm∼300mm정도로 되어 있는 구성으로 한다. 이것에 의하면, 전후 좌우 및 상하방향의 길이가 수m에 미치는 크기로 되는 베이스의 강성을 실제상 거의 저하시키지 않고 지그 및 이것에 고정된 워크의 좌우방향선 둘레의 선회 반경을 대략 100mm∼300mm정도 크게 할 수 있고, 이 결과, 고정밀도의 워크 가공이 가능해지는 좌우방향선 둘레의 워크 선회 반경의 크기를 대략 100mm∼300mm정도 크게 할 수 있다.

또한 좌우 각 측의 상기 베이스 좌우방향 단부 앞부의 좌우방향 길이가 대략 100mm정도 이상으로 되어 있는 구성으로 한다. 이것에 의하면, 전후 좌우 및 상하방향의 길이가 수m에 미치는 크기로 되는 베이스의 강성을 실제상 거의 저하시키지 않고 지그 및 이것에 고정된 워크의, 좌우방향선 둘레의 선회 반경을 베이스 좌우방향 단부 앞부의 전후방향 길이에 관련해서 크게 할 수 있다.

또한 상기 지그가 좌우 한쌍의 상기 베이스 좌우방향 단부 앞부의 전단면으로부터 전방으로 돌출되어 있는 구성으로 한다. 이것에 의하면, 상술한 바와 같이, 베이스 앞면에, 상기 제 2 발명에 있어서의 베이스에 있어서 베이스 좌우방향 중간 앞부를 다른 베이스부분으로부터 분리시켜 제거한 상태의 오목부가 존재하므로, 지그나 이것에 고정된 워크의 선회반경을 베이스 좌우방향 단부 앞부의 전후방향 길이에 관련해서 증대시킬 수 있는 것이며, 이 때 베이스 좌우방향 단부 앞부는 베이스의 앞면의 좌우 단부의 상하방향 전체 길이부분 또는 상하방향 대략 전체 길이부분을 포함하고 또한 좌우방향 길이 및 전후방향 길이가 베이스에 필요한 강성을 부여할 수 있게 되므로, 일본 특허출원 2005-79858호의 것에 비해 이것의 가공시의 힘의 전달거리를 늘리지 않고, 또한 거의 그 베이스의 강성을 저하시키지 않고 지그나 이것에 고정된 워크의 선회반경을 증대시킬 수 있어 고정밀도의 가공을 행할 수 있는 워크의 상한 크기의 제한을 완화시킬 수 있다.

또한 상기 지그가 상기 베이스 좌우방향 중간 앞부의 전단면으로부터 전방으로 돌출되어 있는 구성으로 한다. 이것에 의하면, 지그가 베이스 좌우방향 단부 앞부를 통하지 않고 베이스 좌우방향 중간 앞부에서 지지되므로 비교적 좌우방향 길이가 작은 지그를 통해 워크를 지지시킬 수 있는 것이며, 이것에 의해 가공시의 힘 전달거리를 작게 해서 베이스 및 지그의 가공시의 외력에 의한 변형을 작게 할 수 있어 고정밀도의 가공을 행할 수 있게 된다.

또한, 상기 지그가 좌우 한쌍의 상기 베이스 좌우방향 단부 앞부 사이에 위치되고 또한 상기 앞면의 뒤측에 위치되어 있는 구성으로 한다. 이것에 의하면, 지그에 고정된 워크의 피가공범위를 상기 단일 평면보다 앞측에 위치시키고 또한 상기 단일 평면에 가까운 위치에 위치시킬 수 있고, 이것에 의해 가공시의 힘 전달거리를 한층 작게 해서 베이스 및 지그의 가공시의 외력에 의한 변형을 가급적 작게 할 수 있어 고정밀도의 가공을 행할 수 있는 것이 된다.

(발명의 효과)

본 발명의 공작기계는 워크의 가공중에 있어서 공구에 작용하는 힘이 가공 헤드, 안내구동수단, 베이스, 지그 및 워크를 거쳐 전달되는 경로의 길이인 루프길이를 짧게 함과 아울러 가공 헤드, 제 2 새들, 제 1 새들, 베이스, 지그의 전체적인 강성을 증대시킴으로써, 워크의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이며, 또 워크 가공부분에 공급되는 냉각재가 액상이거나 미스트상인 것에 상관없이 절삭칩이 베이스 상에 퇴적되는 것을 방지해서 절삭칩의 열이 베이스에 전달되기 어렵게 함으로써 워크의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이다.

도 1은 제 1 발명에 따른 제 1 실시예의 세로형 머시닝 센터의 일부를 생략한 사시도이다.

도 2는 상기 제 1 실시예의 세로형 머시닝 센터의 측면도이다.

도 3은 상기 제 1 실시예의 베이스 및 지그를 변형한 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도이다.

도 4는 제 1 발명에 따른 제 2 실시예의 베이스 및 지그를 변형한 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도이다.

도 5는 상기 제 1 실시예의 지그 등을 변형한 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도이다.

도 6은 상기 제 1 실시예의 지그 등을 변형한 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도이다.

도 7은 상기 제 2 실시예의 세로형 머시닝 센터의 일부를 생략한 사시도이다.

도 8은 상기 제 1 실시예의 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도이다.

도 9는 상기 제 2 실시예의 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도이다.

도 10은 상기 제 2 실시예의 세로형 머시닝 센터의 변형예를 나타내는 사시도이다.

도 11은 상기 제 2 실시예의 지그에 테이블을 설치한 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도이다.

도 12는 상기 제 1 실시예의 베이스의 앞면에 지그로서의 테이블을 설치한 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도이다.

도 13은 상기 제 1 실시예에 있어서 가공시에 발생하는 힘의 전달경로를 나타내는 측면도이다.

도 14는 6대의 상기 세로형 머시닝 센터를 열지어 설치한 상태를 나타내고, A는 평면도이며 B는 측면도이다.

도 15는 6대의 상기 세로형 머시닝 센터를 열지어 설치한 다른 상태를 나타내고, A는 평면도이며 B는 일부를 생략한 측면도이다.

도 16은 종래의 공작기계에 있어서 가공시에 발생하는 힘의 전달경로를 나타내는 측면도이다.

도 17은 제 2 및 제 3 발명에 따른 제 3 실시예의 세로형 머시닝 센터의 일부를 생략한 사시도이다.

도 18은 상기 제 3 실시예의 세로형 머시닝 센터의 측면도이다.

도 19는 도 17에 나타내는 세로형 머시닝 센터로부터 베이스 좌우방향 중간 앞부를 분리한 상태를 나타내는 사시도이다.

도 20은 도 17중의 지그를 변형한 상태의 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도이다.

도 21은 도 17중의 지그를 변형한 상태의 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도이다.

도 22는 도 17중의 지그를 변형한 상태의 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도이다.

도 23은 도 17의 세로형 머시닝 센터에 호퍼부 등을 설치한 상태를 나타내는 사시도이다.

도 24는 도 22의 세로형 머시닝 센터에 외주 커버를 설치한 상태를 나타내는 사시도이다.

도 25는 상기 세로형 머시닝 센터를 이것의 지그를 생략한 상태에서 비스듬히 하방에서 본 도이다.

도 26은 도 24의 세로형 머시닝 센터에 내측 커버를 설치한 상태를 나타내는 사시도이다.

도 27은 도 26의 세로형 머시닝 센터의 지그에 테이블을 구비한 것으로 한 상태를 나타내는 사시도이다.

도 28은 상기 세로형 머시닝 센터의 공구교환장치 등의 평면으로 본 설명도이다.

도 29는 상기 공구교환장치의 측면으로 본 작동 설명도이다.

도 30은 상기 세로형 머시닝 센터의 워크 가공시의 힘의 전달상태를 나타내는 설명도이다.

도 31은 도 22의 세로형 머시닝 센터의 베이스 전후방향 중간 앞부를 분리한 상태를 나타내는 사시도이다.

도 32는 도 31의 세로형 머시닝 센터를 나타내는 측면도이다.

도 33은 도 23의 세로형 머시닝 센터의 베이스 전후방향 중간 앞부를 분리한 상태를 나타내는 사시도이다.

도 34는 도 20의 세로형 머시닝 센터의 베이스 전후방향 중간 앞부를 분리한 상태를 나타내는 사시도이다.

도 35는 도 21의 세로형 머시닝 센터의 베이스 전후방향 중간 앞부를 분리한 상태를 나타내는 사시도이다.

도 36은 도 27의 세로형 머시닝 센터의 베이스 전후방향 중간 앞부를 분리한 상태를 나타내는 사시도이다.

도 37은 도 33중의 지그를 변형한 상태의 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도이다.

도 38은 6대의 상기 세로형 머시닝 센터를 열지어 설치한 상태를 나타내고, A는 평면도이며 B는 측면도이다.

도 39는 6대의 상기 세로형 머시닝 센터를 열지어 설치한 다른 상태를 나타내고, A는 평면도이며 B는 일부를 생략한 측면도이다.

도 40은 종래의 공작기계에 있어서 가공시에 발생하는 힘의 전달경로를 나타 내는 측면도이다.

(부호의 설명)

100:베이스

100A:베이스 좌우방향 단부 앞부

100B:베이스 좌우방향 중간 앞부

101:안내구동수단

102:가공 헤드

1a:베이스(100)의 측면

1b:베이스(100)의 측면

1c:베이스(100)의 앞면

1d:베이스(100)의 후면

1e:베이스(100)의 하면

1f:베이스(100)의 상면

2:지지부재

3, 33A:공구교환장치

4:제 1 새들

5:제 1 안내부

6:제 1 구동부

7:제 2 새들

8:제 2 안내부

9:제 2 구동부

10:제 3 안내부

11:제 3 구동부

12, 22:가이드 레일

13:가이드 블록

14:제 1 나사축

15:제 1 서보모터

16, 21:너트체

17a:하측 가이드 레일

17b:상측 가이드 레일

18:가이드 블록

19:제 2 나사축

20:제 2 서보모터

23:헤드 본체부

24:제 3 서보모터

26A:세로회전 구동축

27:스핀들 모터

28:지그

29:절삭칩 컨베이어

29a:절삭칩 입구

29b:절삭칩 출구

29c:무한 반송 벨트

29d:케이싱

29e:탱크

30:호퍼부

31:외주 커버

31a, 31b:외주 커버의 측면벽

31c:외주 커버 앞면벽

31d:외주 커버의 종면벽

31e:주름상자형상 수평면벽

31g:슬라이딩 벽면

31h:안내 레일

32a, 32b, 32c:내측 커버

33:용기

34:동력반송장치

34A:서보모터

35:워크 임시 거치대

35A:구동부

36:원반

37:클로부

T:공구

w:워크

X좌우방향

Y:전후방향

Z:상하방향

a2:오목 홈부

a3:앞면부분

t:테이블

L1:전후방향 길이

L2:좌우방향 길이

Y1:전방

우선 본원의 제 1 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 서술한다.

도 1∼도 13은 본원의 제 1 발명에 따른 공작기계로서의 세로형 머시닝 센터를 나타내는 것이며, 도 1은 제 1 실시예의 세로형 머시닝 센터의 일부를 생략한 사시도, 도 2는 제 1 실시예의 세로형 머시닝 센터의 측면도, 도 3은 제 1 실시예의 베이스 및 지그를 변형한 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도, 도 4는 제 2 실시예의 베이스 및 지그를 변형한 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도, 도 5 및 도 6은 모두 제 1 실시예의 지그 등을 변형한 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도, 도 7은 제 2 실시예의 세로형 머시닝 센터의 일부를 생략한 사시도, 도 8 은 제 1 실시예의 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도, 도 9는 제 2 실시예의 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도, 도 10은 제 2 실시예의 세로형 머시닝 센터의 변형예를 나타내는 사시도, 도 11은 제 2 실시예의 지그에 테이블을 설치한 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도, 도 12는 제 1 실시예의 베이스의 앞면에 지그로서의 테이블을 설치한 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도, 도 13은 제 1 실시예에 있어서 가공시에 발생하는 힘의 전달경로를 나타내는 측면도이다.

도 1 및 도 2에 나타내듯이, 본 발명에 따른 세로형 머시닝 센터는 베이스(100), 안내구동수단(101) 및 가공 헤드(102)를 구비하고 있다.

베이스(100)는 바닥면에 정치되는 것으로 대략 사각형체로 이루어지며, 좌우의 각 측면(1a, 1b)이 좌우방향(X축방향)과 직교한 단일 평면으로 됨과 아울러 앞면(1c) 및 후면(1d)의 대부분이 전후방향(Y축방향)과 직교한 단일 평면으로 되어 있다.

베이스(100)의 하부는 바닥면에 지지되는 베드부(a1)로 되어 있고, 상기 베드부(a1)의 하면(1e)의 네모서리 근방에는 높이 조정 가능하게 이루어진 지지부재(2)가 설치되어 있으며, 또 하면(1e)에는 Y축방향으로 연장되는 오목 홈부(a2)가 형성되어 있다. 그리고, 베이스(100)의 안쪽이며 베드부(a1)의 상측 부분에는 상면이 개방된 도시가 생략된 공간이 형성되어 있으며, 상기 공간내에 공구교환장치(3)가 장착되어 있다.

또, 베이스(100)는 도 3 또는 도 4에 나타내듯이 베드부(a1) 상에 좌측부(100a)와 우측부(100b)를 형성함으로써, 상면, 앞면 및 후면의 각각의 일부가 개 방된 것으로 할 수도 있다.

안내구동수단(101)은 제 1 새들(4), 제 1 안내부(5) 및 제 1 구동부(6)와, 제 2 새들(7), 제 2 안내부(8) 및 제 2 구동부(9)와, 제 3 안내부(10) 및 제 3 구동부(11)로 이루어져 있다.

또한 구체적으로 설명하면 제 1 새들(4)은 측면으로 볼 때 대략 사다리꼴의 블록으로 이루어지고 베이스(100)의 상면(1f) 상에 배치되는 것으로, 하면(4a) 및 상면(4b)이 수평면으로 되고, 앞면(4c)이 Y축방향과 직교한 평면으로 되고, 높이 중앙부분이 측면으로 볼 때 오목형상으로 되고, 후면(4d)이 X축방향으로 평행하게 후측 하방을 향하는 경사면으로 되어 있다.

그리고 제 1 안내부(5)는 베이스(100)의 상면의 좌우측에 고정 설치되고 Y축방향으로 직선상으로 된 한쌍의 가이드 레일(12)과, 제 1 새들(4)의 하면(4a)의 좌우측의 전후위치에 고정 설치되어 대응하는 1개의 가이드 레일(12)에 슬라이딩 변위 가능하게 끼워맞춰진 가이드 블록(13)으로 이루어져 있다.

그리고 제 1 구동부(6)는 베이스(100)의 상면(1f)과 제 1 새들(4)의 하면(4a) 사이에서 X축 방향 중앙위치에 Y축방향을 따라 위치되고 베어링을 통해 베이스(100)의 상면(1f)의 특정 위치에서 회동 가능하게 유지된 제 1 나사축(14)과, 상기 제 1 나사축(14)을 회전 구동하는 제 1 서보모터(15)와, 제 1 새들(4)의 하면에 고정되어 제 1 나사축(14)을 나사결합한 너트체(16)로 이루어지고, 제 1 서보모터(15)가 도시가 생략된 수치제어에 의한 제어장치(NC 제어장치)로부터의 지령에 의해 회전 작동됨으로써 제 1 새들(4)이 베이스(100) 상에서 Y축방향으로 이동되는 것으로 되어 있다.

또 제 2 새들(7)은 세로방향 대략 사각형 판형상의 블록으로 이루어져 있고 제 1 새들(4)의 앞면에 근접해서 배치된 것으로, 상부 및 하부와 이들간을 결합한 중앙부를 구비하고, 상부 및 하부의 좌우단이 중앙부의 좌우단으로부터 조금 좌우측으로 돌출된 상태로 됨과 아울러 상부가 중앙부 및 하부보다 후방으로 돌출되어 있는 것이다.

그리고 제 2 안내부(8)는 제 1 새들(4)의 앞면(4c)의 아래부분에 고정 설치되어 X축방향으로 직선형상으로 된 하측의 가이드 레일(17a)과, 제 1 새들(4)의 상면(4b) 앞부분에 고정 설치되어 X축방향으로 직선형상으로 된 상측의 가이드 레일(17b)과, 각각의 가이드 레일(17a, 17b)에 슬라이딩 변위 가능하게 끼워맞춰져서 안내되는 좌우 한쌍의 가이드 블록(18)으로 이루어져 있다.

그리고 제 2 구동부(9)는 제 1 새들(4)의 앞면(4c)과 제 2 새들(7)의 후면 사이에서 이들 Z축 방향 중앙위치에 X축 방향을 따라 위치되어 베어링을 통해 제 1 새들(4)의 앞면(4c)의 특정 위치에서 회동 가능하게 유지된 제 2 나사축(19)과, 상기 제 2 나사축(19)을 회전 구동하는 제 2 서보모터(20)와, 제 2 새들(7)의 후면에 고정되어 제 2 나사축(19)을 나사 결합한 너트체(21)로 이루어지고, 제 2 서보모터(20)가 도시가 생략된 NC 제어장치로부터의 지령에 의해 회전 작동됨으로써 제 2 새들(7)이 제 1 새들(4)의 앞면(4c) 상에서 X축 방향으로 이동되는 것으로 되어 있다.

또 제 3 안내부(10)는 상측 헤드 본체부(23b) 및 하측 헤드 본체부(23a)로 이루어지는 헤드 본체부(23)의 후면의 좌우측에 고정 설치되어 Z축 방향으로 직선형상으로 된 한쌍의 가이드 레일(22)과, 제 2 새들(7)의 앞면의 좌우측의 상하 위치에 고정 설치되어 대응하는 1개의 가이드 레일(22)에 슬라이딩 변위 가능하게 끼워맞춰져 안내되는 가이드 블록(b1, b2)으로 이루어져 있다.

그리고 제 3 구동부(11)는 제 2 새들(7)의 앞면과 상측 헤드 본체부(23b)의 후면 사이에서 이들 X축 방향 중앙에 Z축 방향을 따라 위치되어 베어링을 통해 제 2 새들(7)의 앞면의 특정 위치에서 회동 가능하게 유지된 도면에 나타내지 않은 제 3 나사축과, 상기 제 3 나사축을 회전 구동하는 제 3 서보모터(24)와, 상측 헤드 본체부(23b)의 후면에 고정되어 상기 제 3 나사축을 나사 결합한 도시되지 않은 너트체로 이루어지고, 제 3 서보모터(24)가 도면에 나타내지 않은 NC 제어장치로부터의 지령에 의해 회전 작동됨으로써 가공 헤드(102)가 제 2 새들(7)의 앞면 상에서 Z축 방향으로 이동되는 것으로 되어 있다.

가공 헤드(102)는 상측 헤드 본체부(23b) 및 하측 헤드 본체부(23a)로 이루어지는 헤드 본체부(23)와, 하단에 공구(T)를 고정해서 헤드 본체부(23)에 베어링을 통해 회전만 가능하게 지지된 세로회전 구동축(26A)과, 상측 헤드 본체부(23b)에 고정되어 세로회전 구동축(26A)을 회전시키는 스핀들 모터(27)를 구비하고 있다.

상기한 구성에 있어서, 베이스(100)의 앞면(1c)에는 워크(w)를 고정형상으로 지지하기 위한 지그(28)가 설치되어 있다. 상기 지그(28)는 워크(w)를 나사부재 등을 통해 고정형상으로 지지 가능하게 된 평판체로 되어 있고, 또 베이스(100)의 X 축 방향 중앙위치 상에서의 지그(28)의 높이를 복수 부분의 임의 위치로 변경하기 위한 수단이 형성되어 있는 것이며, 구체적으로는 베이스(100)의 앞면(1c)에 다수의 나사구멍(c1)이 Z축 방향으로 열지어 형성되어 있고, 지그(28)를 고정하기 위한 나사부재(c2)를 나사 결합해야 할 나사구멍(c1)을 변경함으로써 지그(28)가 그 나사구멍(c1)에 대응한 높이로 변경되도록 되어 있다. 지그(28)는 도 5에 나타내는 갈고리형상 판으로 해도 좋고, 또는 도 6에 나타내는 직육면체 블록으로 해도 좋다.

이 때, 앞면(1c)에는 지그(28)를 베이스의 앞면에 고정하기 위한 예를 들면 도 3 및 도 4에 나타내는 판부재(28a)를 설치하는 것이나, 지그(28)를 Z축 방향으로 안내하는 볼록형상 또는 오목형상의 안내궤도 등을 설치하는 것은 지장을 주지 않는다. 여기에, 판부재(28a)는 지그(28)의 일부를 이루는 것이다. 또 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 앞면(1c)의 일부에 오목부(a3)가 형성되는 것도 본 발명상, 앞면(1c)이 단일 평면이다라는 구성을 일탈하지 않는 것으로 한다.

지그(28)는 워크 지지부를 NC 제어장치에 의한 위치 변경 조정 가능하게 지지하는 구성으로 할 수도 있는 것이며, 예를 들면 도 7에 나타내듯이, 베이스(100)의 앞면(1c)의 좌우부분에 구동장치가 구비된 베어링부(d1)와 단순한 베어링부(d2) 를 전방으로의 돌출형상으로 고정 설치하고, 이들 베어링부(d1, d2) 사이에 X축 방향의 회전 지지축을 통해 워크 지지부(d3)를 설치하고, 상기 워크 지지부(d3)의 상기 회전 지지축 둘레의 위치가 NC 제어장치로부터의 지령에 의해 변화되는 것으로 해도 좋으며, 또 이 대신에, 워크 지지부에 고정된 워크(w)의 좌우 경사 자세가 NC 제어장치로부터의 지령에 의해 변화되는 것으로 하거나, 또는 워크 지지부에 고정된 워크(w)가 NC 제어장치로부터의 지령에 의해 Z축 방향의 특정 축둘레로 변화되는 것으로 하는 것도 가능하다. 이러한 지그(28)에 대해서도 이 높이를 변경 조정 가능하게 하는 것은 필요에 따라 임의로 할 수 있는 것이다. 예를 들면 서보모터의 회전에 연동해서 지그(28)를 특정 궤도상에서 Z축 방향으로 평행 이동시키는 기구를 형성하는 것도 지장을 주지 않는다. 또 워크를 회전 변위 또는 상하 변위시키기 위한 기구는 수동 핸들의 조작에 의한 것이어도 또는 유압이나 공기압에 의해 작동되는 실린더의 구동에 의한 것이어도 좋다.

베이스(100)의 하측에는, 일반적으로, 지그(28)에 고정된 워크(w)가 절삭되었을 때에 생기는 절삭칩을 특정 장소로 반송하기 위한 절삭칩 컨베이어(29)가 설치된다. 상기 절삭칩 컨베이어(29)는 지그(28)의 바로 아래에 절삭칩 입구(29a)를 위치시킴과 아울러 절삭칩 출구(29b)를 절삭칩 반출에 적합한 장소에 위치시키는 것이며, 절삭칩 컨베이어(29)의 절삭칩 반송방향은 현장의 상황에 따라 적당히 결정되는 것이며, 도면에 나타내는 바와 같이 Y축 방향을 향하거나, 또는 X축 방향 등을 향하는 일도 있다. 절삭칩 컨베이어(29)는 절삭칩을 상면에 적재한 상태로 이동시키는 무한 반송 벨트(29c)를 구비함과 아울러, 상기 무한 반송 벨트(29c)의 외 주 둘레를 케이싱(29d)으로 액밀상으로 둘러싼 상태로 되어 케이싱(29d)안이 냉각재의 통로로서 사용됨과 아울러, 케이싱(29d)의 길이방향 중간부분에 냉각재를 저장하기 위한 탱크(29e)가 형성되어 있다.

도 1 및 도 2에 나타내는 세로형 머시닝 센터에서는, 일반적으로, 도 8에 나타내듯이, 지그(28)의 하측이며 베이스(100)의 앞면(1c)부분에, 지그(28)에 고정된 워크(w)를 절삭했을 때에 생성되는 절삭칩이나 공구(T)에 의한 워크(w)의 절삭부분 등에 공급되는 냉각재를 수용하여 하단개구를 통해 절삭칩 컨베이어(29)의 절삭칩 입구(29a)내에 낙하시키는 것으로 한 호퍼부(30)가 형성된다. 그리고, 호퍼부(30)의 상측인 베이스(100) 앞측 공간과, 베이스(100)의 상측 공간을 포위하기 위한 외주 커버(31)가 설치된다. 도 8 및 도 9에 각각 나타내어지는 세로형 머시닝 센터에 있어서의 외주 커버(31)는 좌우의 측면벽(31a, 31b)과, 앞면벽(31c)과, 가공 헤드(102)에 고정된 상부 X축 방향 종면벽(31d)을 구비하는 외에, 상부 X축 방향 종면벽(31d)의 하단 가장자리와 앞면벽(31c) 상부 내면을 결합해서 Y축방향의 신축 변형 가능하게 이루어진 주름상자형상 수평면벽(31e) 등을 구비한 것으로 된다. 이 때, 주름상자형상 수평면벽(31e)의 좌우의 각 끝가장자리는 좌우의 측면벽(31a, 31b)의 내면에 근접된다. 또, 앞면벽(31c)이나 좌우의 측면벽(31a, 31b)에는 필요에 따라 워크(w)를 외주 커버(31)내에 반입하거나 또는 외주 커버(31)내로부터 반출하기 위한 개폐부가 형성된다.

또 도 10에 나타낸 바와 같이 필요에 따라 외주 커버(31)의 안쪽에도 베어링부(d1, d2)의 주위를 포위하는 내측 커버(32a, 32b)가 설치되는 것이며, 이들 내측 커버(32a, 32b)는 베어링부(d1, d2)의 상대 슬라이딩면에 절삭칩이 들어가거나 베어링부(d1, d2)의 주변에 냉각재가 비산해서 부착되는 것을 저지하는 데에 기여한다. 또 도 11에 나타낸 바와 같이 화살표 방향(f1)으로 회전하는 테이블(t)을 워크 지지부(d3) 상에 설치하거나, 또는 도 12에 나타낸 바와 같이 화살표 방향(f2)으로 회전하는 테이블(t)을 베이스(100)의 앞면(1c)에 설치하는 일이 있지만, 이 경우에 테이블(t)의 구동장치를 포위하는 내측 커버(32c)를 외주 커버(31)의 안쪽에 설치하고, 워크 가공영역과 테이블(t)용의 구동장치를 이 구동장치를 포위한 내측 커버(32c)로 액밀상으로 차단하여, 테이블(t)용의 구동장치에 냉각재나 절삭칩이 쏟아져 내리지 않도록 이루어진다.

다음에 상기한 도 8∼도 10에 나타내는 세로형 머시닝 센터로 워크(w)를 가공하는 경우의 사용예 및 작용에 대해서 설명한다.

작업자는 외주 커버(31)의 외측에 존재하는 워크(w)를 지그(28)의 워크 지지부에 반입해서 고정하는 것이며, 또 워크(w)의 가공이 종료된 후, 지그(28)로부터 워크(w)를 분리하여 외주 커버(31)의 외측으로 반출한다. 이 때, 베이스(100)의 앞면(1c)이 단일 평면이며 또한 상기 단일 평면의 높이 중간에 지그(28)를 설치한 구성이기 때문에, 외주 커버(31)의 안쪽에서 지그(28) 앞측 및 좌우측으로 되는 부분에 세로형 머시닝 센터의 구성부재가 존재하지 않게 되고, 따라서 워크(w)는 외주 커버(31)의 외측으로부터 앞면벽(31c)의 개폐구를 통해서 지그(28)의 앞측으로부터 Y축방향으로 이동됨으로써, 또는 좌우의 측면벽(31a, 31b)의 개폐구를 통해서 지그(28)의 좌우측으로부터 X축방향으로 이동됨으로써 비교적 용이하게 지그(28) 상 에 반입되고, 또 지그(28) 상으로부터 앞면벽(31c)의 개폐구를 통해서 Y축방향으로 이동됨으로써, 또는 좌우의 측면벽(31a, 31b)의 개폐구를 통해서 X축방향으로 이동됨으로써 비교적 용이하게 외주 커버(31)의 외측으로 반출되게 되는 것이며, 또 베이스(100)의 앞면(1c)이 단일 평면이며 또한 상기 단일 평면의 높이 중간에 지그(28)를 설치한 구성은 지그(28)에 고정할 수 있는 워크(w)의 X축방향의 치수범위를 비교적 크게 하는 데에 있어서도 기여하는 것이다.

또 워크(w)의 크기가 변경되는 등에 의해 공구(T)에 의한 가공영역을 변화시킬 필요가 생겼을 때에는, 도 8에 나타내는 세로형 머시닝 센터에서는 나사부재(c2)를 나사 결합하는 나사구멍(c1)을 변경하거나 해서 지그(28)의 높이를 변경한다. 이 때, 지그(28)의 바닥면으로부터의 높이를 작게 하면, 지그(28)로부터 초기 위치의 가공 헤드의 공구(T)에 이르기까지의 Z축방향 거리가 증대되어서 가공 가능범위의 높이가 증대되는 것이며, 반대로 지그(28)의 높이를 크게 하면, 지그(28)로부터 초기 위치의 가공 헤드의 공구(T)에 이르기까지의 Z축방향 거리가 감소되어서 가공 가능범위의 높이가 감소되는 것이다.

또 지그(28)에 고정된 워크(w)를 가공할 때는 도면에 나타내지지 않은 NC 제어장치의 작동을 개시시키는 것이며, 이것에 의해 NC 제어장치는 미리 입력된 프로그램에 기초하여 제 1∼제 3 서보모터(15, 20, 24)를 적당하게 작동시켜서 가공 헤드(102)를 Y축방향, X축방향 및 Z축방향으로 이동시킴과 아울러, 스핀들 모터(27)를 작동시켜서 세로회전 구동축(26A) 및 이것에 장착된 공구(T)를 회전시키는 것이며, 또 필요에 따라 공구교환장치(3)를 작동시켜서 가공 헤드(102)의 공구(T)를 교 환시키거나, 도면에 나타내지 않은 냉각재 공급수단을 적시에 작동시켜서 냉각재의 공급을 실행시킨다.

이러한 도면에 나타내지 않은 NC 제어장치의 제어 작동에 의해, 공구(T)가 워크(w)를 예정 형상으로 가공하게 되는 것이며, 이 가공시에 있어서 공구(T)에 작용하는 힘은 도 13에 나타낸 바와 같이 가공 헤드(102), 제 2 새들(7), 제 1 새들(4), 베이스(100), 지그(28) 및 워크(w)를 거쳐 루프(L1)를 그리도록 전달된다. 이 때, 지그(28)가 베이스(100)의 앞면(1c)에 전방으로 돌출되는 형상으로 고정 설치되어 있는 구성이 상기 루프(L1)의 길이를 짧게 해서 가공 헤드(102), 제 2 새들(7), 제 1 새들(4), 베이스(100) 및 지그(28)의 전체적인 강성을 증대시킴에 있어서 효과적으로 기여하고, 워크(w)의 가공 정밀도를 향상시키는 것이다.

가공 헤드(102)에 의한 워크(w)의 가공중에는 공구(T)에 의한 워크(w)의 절삭을 원활하게 하고 또한 절삭부분을 냉각하기 위해서 냉각재 공급수단으로부터 냉각재가 공급되는 것이며, 한편 공구(T)는 워크(w)를 절삭해서 절삭칩을 생성시키는 것이며, 이들 냉각재나 절삭칩은 공구(T)의 회전에 의해 주위로 비산되면서 중력작용에 의해 낙하한다. 비산된 냉각재나 절삭칩은 외주 커버(31)(앞면벽(31c), 좌우의 측면벽(31a, 31b), 주름상자형상 수평면벽(31e) 등)나 베이스(100) 등에 의해 바깥쪽으로의 비산이 저지된 후, 호퍼부(30)의 안쪽으로 낙하한다. 냉각재는 공구(T)에 의한 절삭부분에 액상으로 공급될 때에는 절삭칩을 씻어 내리도록 유하하고, 또 미스트형상으로 공급될 때에는 절삭칩에 부착된 상태로 낙하한다.

이렇게 해서 호퍼부(30)내에 낙하한 냉각재나 절삭칩은 중력작용에 의해 호 퍼부(30)내의 저부에 모여지고, 그 하단 개구로부터 절삭칩 컨베이어(29)의 절삭칩 입구(29a)내에 낙하한다. 이 때, 냉각재나 절삭칩은 베이스(100)의 앞면(1c)이 Z축방향을 따른 단일 평면으로 되어 있기 때문에, 베이스(100) 표면에 퇴적되지 않고 원활하게 절삭칩 입구(29a)내에 낙하하는 것이며, 따라서 마찰열로 고온이 된 절삭칩이 베이스(100)에 퇴적해서 베이스(100)를 가열하는 종래의 현상은 발생하지 않게 되고, 베이스(100)는 절삭칩에 의한 열변형이 억제되어 가공 정밀도를 양호하게 유지한다.

절삭칩 입구(29a)내에 도달한 냉각재 및 절삭칩 중 냉각재는 무한 반송 벨트(29c)의 간극을 통과하여 케이싱(29d)내의 저부에 도달하고 상기 저부를 거쳐 탱크(29e)내에 유입되는 것이며, 또 절삭칩은 무한 반송 벨트(29c) 상에 적재상으로 지지되어 무한 반송 벨트(29c)의 이동에 의해 절삭칩 출구(29b)를 향해서 반송되는 것이며, 절삭칩에 부착된 냉각재는 절삭칩이 무한 반송 벨트(29c)로 반송되는 과정에서 중력작용에 의해 분리되어 케이싱(29d)내의 저부에 낙하해서 탱크(29e)내에 유입된다. 탱크(29e)내에 저장된 냉각재는 다시 사용되는 것이며, 또 절삭칩 출구(29b)로부터 배출된 절삭칩은 절삭칩 출구(29b) 하방에 배치된 용기에 수용된다.

다음에 상기한 세로형 머시닝 센터의 다른 사용예에 대해서 설명한다. 도 14 및 도 15의 각각은 6대의 상기 세로형 머시닝 센터를 열지어 설치한 상태를 나타내고, A는 평면도이며 B는 측면도이다. 또, 도 15의 측면도에서는 일부가 생략되어 있다.

도 14에 나타내는 것에서는, 각 세로형 머시닝 센터(M1∼M6)는 그 Y축방향을 가공라인(k)과 직교하도록 배치됨과 아울러 각 세로형 머시닝 센터(M1∼M6)의 생성된 절삭칩을 Y축방향으로 반송하기 위한 독립된 절삭칩 컨베이어(29)를 구비하고 있고, 각 세로형 머시닝 센터(M1∼M6)에서 생성된 절삭칩은 그 대응하는 독립된 절삭칩 컨베이어(29)로 베이스(100)의 뒤측으로 반출되어 용기(33)내에 수집되는 구성으로 되어 있다. 또 가공라인(k) 상에는 워크(w)를 X축방향 및 Z축방향으로 반송할 수 있는 동력 반송장치(34)가 설치되어 있다. e1 및 e2는 측면벽(31a, 31b)에 형성된 동력 개폐구이며, 또 35는 워크 임시 거치대이다.

한편, 도 15에 나타내는 것에 있어서는, 4대의 세로형 머시닝 센터(M1∼M4)가 각각의 세로형 머시닝 센터(M1∼M4)에서 생성된 절삭칩을 X축방향으로 반송하는 공통된 단일의 절삭칩 컨베이어(29)를 구비함과 아울러, 다른 2대의 세로형 머시닝 센터(M5, M6)가 각각의 세로형 머시닝 센터(M5, M6)의 생성된 절삭칩을 X축방향으로 반송하는 공통된 다른 단일의 절삭칩 컨베이어(29)를 구비한 구성으로 되어 있다. 이 때, 각 세로형 머시닝 센터(M1∼M6)에서 생성된 절삭칩은 그 대응하는 절삭칩 입구(29a) 내에 낙하하고, 그 대응하는 절삭칩 컨베이어(29)로 반출되어 용기(33)내에 수집된다. 그 밖의 구성은 도 14에 나타내는 것과 변함없다.

도 14 및 도 15의 어느 것에 나타내는 것에 있어서나, 동력 반송장치(34)는 워크(w)를 가공라인(k) 상에서 X축방향으로 전진 반송함으로써 각 세로형 머시닝 센터(M1∼M6)의 지그(28)의 워크 지지부에 동력으로 순서대로 위치시킬 수 있는 것이며, 따라서 각 워크(w)는 가공라인 상을 도면중 좌측으로 간헐적으로 반송되고, 6대의 세로형 머시닝 센터(M1∼M6)에서 순서대로 자동적으로 가공되게 된다.

다음에 본원의 제 2 및 제 3 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 서술한다.

도 17∼도 39는 본원의 제 2 및 제 3 발명에 따른 공작기계로서의 세로형 머시닝 센터를 나타내는 것이며, 도 17은 제 1 실시예의 세로형 머시닝 센터의 일부를 생략한 사시도, 도 18은 상기 세로형 머시닝 센터의 측면도, 도 19는 도 17에 나타내는 세로형 머시닝 센터로부터 베이스 좌우방향 중간 앞부를 분리한 상태를 나타내는 사시도, 도 20은 도 17중의 지그를 변형한 상태의 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도, 도 21은 도 17중의 지그를 변형한 상태의 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도, 도 22는 도 17중의 지그를 변형한 상태의 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도, 도 23은 도 17의 세로형 머시닝 센터에 호퍼부 등을 설치한 상태를 나타내는 사시도, 도 24는 도 22의 세로형 머시닝 센터에 외주 커버를 설치한 상태를 나타내는 사시도, 도 25는 상기 세로형 머시닝 센터를 이것의 지그를 생략한 상태에서 비스듬히 하방에서 본 도, 도 26은 도 24의 세로형 머시닝 센터에 내측 커버를 설치한 상태를 나타내는 사시도, 도 27은 도 26의 세로형 머시닝 센터의 지그에 테이블을 구비한 것으로 한 상태를 나타내는 사시도, 도 28은 상기 세로형 머시닝 센터의 공구교환장치 등의 평면에서 볼 때의 설명도, 도 29는 상기 공구교환장치의 측면에서 볼 때의 작동 설명도, 도 30은 상기 세로형 머시닝 센터의 워크 가공시의 힘의 전달상태를 나타내는 설명도, 도 31은 도 22의 세로형 머시닝 센터의 베이스 전후방향 중간 앞부를 분리한 상태를 나타내는 사시도, 도 32는 도 31의 세로형 머시닝 센터를 나타내는 측면도, 도 33은 도 23의 세로형 머시닝 센터의 베이스 전후방향 중간 앞부를 분리한 상태를 나타내는 사시도, 도 34는 도 20의 세로 형 머시닝 센터의 베이스 전후방향 중간 앞부를 분리한 상태를 나타내는 사시도, 도 35는 도 21의 세로형 머시닝 센터의 베이스 전후방향 중간 앞부를 분리한 상태를 나타내는 사시도, 도 36은 도 27의 세로형 머시닝 센터의 베이스 전후방향 중간 앞부를 분리한 상태를 나타내는 사시도, 도 37은 도 33중의 지그를 변형한 상태의 세로형 머시닝 센터를 나타내는 사시도, 도 38은 6대의 상기 세로형 머시닝 센터를 열지어 설치한 상태를 나타내고, A는 평면도이며 B는 측면도, 도 39는 6대의 상기 세로형 머시닝 센터를 열지어 설치한 다른 상태를 나타내고, A는 평면도이며 B는 일부를 생략한 측면도이다.

도 17∼도 19에 나타내듯이, 본 발명에 따른 세로형 머시닝 센터는 베이스(100), 안내구동수단(101) 및 가공 헤드(102)를 구비하고 있다.

베이스(100)는 바닥면에 정치되는 것으로 전체 형상을 좌우방향(X축방향) 길이가 대략 1.4m∼2.8m정도, 전후방향(Y축방향) 길이가 대략 2m∼4m정도, 상하방향(Z축방향) 길이가 1m∼3m정도인 대략 사각형체로 이루어지고, 또 좌우의 각 측면(1a, 1b)을 좌우방향과 직교한 단일 평면으로 함과 아울러 앞면(1c) 및 후면(1d)의 대부분이 전후방향과 직교한 단일 평면으로 되어 있다.

베이스(100)의 하부는 바닥면에 지지되는 베드부(a1)로 되어 있고, 상기 베드부(a1)의 하면(1e)의 네모서리 근방에는 높이 조정 가능하게 이루어진 지지부재(2)가 설치되어 있다. 이 때, 앞측의 좌우 한쌍의 지지부재(2, 2)는 베드부(a1)의 앞면 하단부의 좌우단부분에 전방(Y1)으로 돌출시킨 돌출 부가부(2a)를 설치하고, 이 돌출 부가부(2a)에 세로 나사부재(2b)를 나사 결합하고, 이 세로 나사부 재(2b)의 하단에 이 세로 나사부재(2b)를 지지하도록 결합되고, 베이스(100)의 좌우 각 측면(1a, 1b)보다 좌우방향의 바깥쪽으로 돌출되지 않도록 위치되어 있다. 그리고 뒤측의 좌우 한쌍의 지지부재(2, 2)는 베드부(a1)의 후면 하단부의 좌우단부분에 측면으로 볼 때 ㄷ자형의 오목부(2c)를 형성하고, 이 오목부(2c)의 하측부위(2d)에 세로 나사부재(2b)를 나사 결합하고, 이 세로 나사부재(2b)의 하단에 이 세로 나사부재(2b)를 지지하도록 결합되고, 베이스(100)의 좌우 측면(1a, 1b)으로부터 좌우방향의 바깥쪽으로 돌출되지 않도록 또한 베이스(100)의 후면(1d)으로부터 후방(Y2)으로 돌출되지 않도록 위치되어 있다.

베이스(100)의 앞부는 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A)와 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)로 이루어져 있다. 그리고, 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A)의 각각은 베이스(100)의 앞면(1c)의 좌우 단부의 상하방향 전체 길이부분(또는 상하방향 대략 전체 길이부분)을 포함하고, 또한 전후방향 길이(L1)를 대략 200mm∼300mm정도로 하고 또한 좌우방향 길이(L2)를 대략 100mm정도이상(바람직하게는 대략 200mm∼300mm정도)으로 하고 있으며, 또 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)는 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A) 사이에 위치한 베이스(100) 앞부분을 이루는 것이며, 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A)의 전단면(a3)인 앞면부분의 사이에 위치한 앞면(1c)부분을 전단면(a4)으로 한 것으로 이루어져 있다.

여기에, 전후방향 길이(L1)가 대략 200mm∼300mm정도인 것 및 좌우방향 길이(L2)가 대략 100mm정도이상인 것은 세로형 머시닝 센터에 의한 워크 가공시에 베이스(100)에 작용하는 외력에 대하여 베이스(100)(특히 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A)의 주변부분)의 강성을 충분한 크기로 유지하기에 충분한 것이다. 또 좌우방향 길이(L2)가 대략 200mm∼300mm정도인 것은 상기 외력이 더욱 큰 것으로 되어도 베이스(100)의 강성을 충분한 크기로 유지하는 것을 가능하게 하는 것이다.

베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)는 이것을 포함하지 않는 베이스(100)부분에 대하여 탈착 가능하게 되어 있고, 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)의 장착상태에서는 볼트에 의해 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)를 포함하지 않는 베이스(100)부분에 체결 고정된 상태로 되고, 좌우 측면부분을 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A)의 각각의 안쪽측의 측면에 밀접되고, 후면부분이 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)를 제거한 베이스(100)부분에 밀접된 상태로 되는 것이며, 또 분리함에 있어서는 예를 들면, 가공 헤브(102)를 후방(Y2)으로 이동시킨 상태 하에서, 크레인 등으로 상방으로 빼내어지는 것으로 하는 것이 좋다.
베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)가 빼내어진 후의 베이스(100)는 도 17, 도 18, 도 23, 도 25 등으로부터 명백하듯이, 앞면(1c)의 대략 전체를 전후방향에 대해서 직교한 단일 평면으로 한 후에, 이 앞면(1c) 중 상기 앞면(1c)을 덮는 외주 커버(31)의 안쪽이 되는 범위부분의 좌우 단부의 상하방향 전체 길이부분으로 이루어지는 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A) 사이를 이루는 좌우방향 중간 앞부(100B)의 상하방향 전체 길이부분을 상기 단일 평면에 걸쳐 절제된 형태로 된다.

베이스의 하면(1e)에는 Y축방향으로 연장되는 오목 홈부(a2)가 형성되어 있고, 또 베이스(100)의 안쪽이며 베드부(a1)의 상측부분에는 베이스 상면(1f)의 일부가 개방된 공간(a5)이 형성되어 있다.

상기 안내구동수단(101)은 제 1 새들(4), 제 1 안내부(5) 및 제 1 구동부(6)와, 제 2 새들(7), 제 2 안내부(8) 및 제 2 구동부(9)와, 제 3 안내부(10) 및 제 3 구동부(11)로 이루어져 있다.

이것을 더욱 구체적으로 설명하면 제 1 새들(4)은 측면으로 볼 때 대략 사다 리꼴의 블록으로 이루어져 베이스 상면(1f) 상에 배치되는 것이며, 하면이 수평면으로 되고, 앞면이 Y축방향과 직교한 평면으로 되고, 높이 중앙부분이 측면으로 볼 때 오목형상으로 되고, 좌우측부가 측면으로 볼 때 삼각형상으로 되어 있다.

그리고 제 1 안내부(5)는 베이스 상면(1f)의 좌우측에 고정 설치되고 Y축방향으로 직선형상으로 된 한쌍의 가이드 레일(12)과, 제 1 새들(4)의 하면의 좌우측의 전후위치에 고정 설치되어 대응하는 1개의 가이드 레일(12)에 슬라이딩 변위 가능하게 끼워맞춰진 가이드 블록(13)으로 이루어져 있다.

그리고 제 1 구동부(6)는 베이스 상면(1f)과 제 1 새들(4)의 하면 사이에서 X축방향 중앙위치에 Y축방향을 따라 위치되고 베어링을 통해 베이스 상면(1f)의 특정 위치에서 회동 가능하게 유지된 제 1 나사축(14)과, 상기 제 1 나사축(14)을 회전 구동하는 제 1 서보모터(15)와, 제 1 새들(4)의 하면에 고정되어 제 1 나사축(14)을 나사 결합한 도면에 나타내지 않은 너트체로 이루어지고, 제 1 서보모터(15)가 도면에 나타내지 않은 수치제어에 의한 제어장치(NC 제어장치)로부터의 지령에 의해 회전 작동됨으로써 제 1 새들(4)이 베이스(100) 상에서 Y축방향으로 이동되는 것으로 이루어져 있다.

또 제 2 새들(7)은 세로방향 대략 사각형 판상의 블록으로 이루어져 있고 제 1 새들(4)의 앞면에 근접해서 배치된 것이며, 상부 및 하부의 좌우단이 중앙부의 좌우단으로부터 조금 좌우측으로 돌출된 상태로 됨과 아울러 상부가 중앙부 및 하부보다 후방으로 돌출되어 있는 것이다.

그리고 제 2 안내부(8)는 제 1 새들(4)의 앞면의 아래부분에 고정 설치되어 X축방향으로 직선형상으로 된 하측의 가이드 레일(17a)과, 제 1 새들(4)의 상면 앞부분에 고정 설치되어 X축방향으로 직선형상으로 된 상측의 가이드 레일(17b)과, 각각의 가이드 레일(17a, 17b)에 슬라이딩 변위 가능하게 끼워맞춰져 안내되는 좌우 한쌍의 가이드 블록(18)으로 이루어져 있다.

그리고 제 2 구동부(9)는 제 1 새들(4)의 앞면과 제 2 새들(7)의 후면 사이의 Z축방향 중앙위치에 X축방향을 따라 위치되고 베어링을 통해 제 1 새들(4)의 앞면의 특정 위치에서 회동 가능하게 유지된 제 2 나사축(19)과, 상기 제 2 나사축(19)을 회전 구동하는 제 2 서보모터(20)와, 제 2 새들(7)의 후면에 고정되어 제 2 나사축(19)을 나사결합한 너트체로 이루어지고, 제 2 서보모터(20)가 도시가 생략된 NC 제어장치로부터의 지령에 의해 회전 작동됨으로써 제 2 새들(7)이 제 1 새들(4)의 앞면상에서 X축방향으로 이동되는 것으로 되어 있다.

또 제 3 안내부(10)는 상측 헤드 본체부(23b) 및 하측 헤드 본체부(23a)로 이루어지는 헤드 본체부(23)의 후면의 좌우측에 고정 설치되고 Z축방향으로 직선형상으로 된 한쌍의 가이드 레일(22)과, 제 2 새들(7)의 앞면의 좌우 각 측의 상하 위치에 고정 설치되어 상기 1개의 가이드 레일(22)을 슬라이딩 변위 가능하게 끼워맞춰져 상하방향으로 안내하는 가이드 블록(b1, b2)으로 이루어져 있다.

그리고 제 3 구동부(11)는 제 2 새들(7)의 앞면과 상측 헤드 본체부(23b)의 후면 사이에서 이들 X축방향 중앙에 Z축방향을 따라 위치되어 베어링을 통해 제 2 새들(7)의 앞면의 특정 위치에서 회동 가능하게 유지된 도면에 나타내지 않은 제 3 나사축과, 이 제 3 나사축을 회전 구동하는 제 3 서보모터(24)와, 상측 헤드 본체 부(23b)의 후면에 고정되고 상기 제 3 나사축을 나사결합한 도시되지 않은 너트체로 이루어지고, 제 3 서보모터(24)가 도면에 나타내지 않은 NC 제어장치로부터의 지령에 의해 회전 작동됨으로써 가공 헤드(102)가 제 2 새들(7)의 앞면상에서 Z축방향으로 이동되는 것으로 되어 있다.

가공 헤드(102)는 헤드 본체부(23)와, 하단에 공구(T)가 고정되고 헤드 본체부(23)에 베어링을 통해 회전만 가능하게 지지된 세로회전 구동축(26A)과, 상측 헤드 본체부(23b)에 고정되고 세로회전 구동축(26A)을 회전시키는 스핀들 모터(27)를 구비하고 있다.

상기한 구성에 있어서, 베이스(100)의 앞면(1c)에는 워크(w)를 고정형상으로 지지하기 위한 지그(28)가 설치되어 있다. 이 지그(28)는 워크(w)를 나사부재 등을 통해 고정형상으로 지지 가능하게 이루어진 평판체로 되어 있고, 또 베이스(100)의 X축방향 중앙위치 상에서의 지그(28)의 높이를 복수부분의 임의 위치로 변경하기 위한 수단이 형성되어 있는 것이며, 구체적으로는 베이스(100)의 앞면(1c)인 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A)의 앞면부분(a3)과 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)의 앞면부분(a4)에 다수의 나사구멍(c1)이 Z축방향으로 1열로 설치되어 있고, 지그(28)를 고정하기 위한 나사부재(c2)를 나사 결합해야 할 나사구멍(c1, c10)을 변경함으로써 지그(28)가 그 나사구멍(c1, c10)에 대응한 높이로 변경되도록 되어 있다. 지그(28)는 도 20에 나타내는 갈고리형상 판으로 이루어져도 좋고, 또는 도 21에 나타낸 바와 같이 주요부(28c)가 직육면체상으로 된 두꺼운 블록으로 이루어져도 좋다.

이 때, 지그(28)를 고정하기 위해서 예를 들면 베이스(100)의 앞면(1c)과 지그(28) 사이에 도면에 나타내지 않은 비교적 얇은 판부재를 돌출형상으로 설치한 것이나, 지그(28)를 Z축방향으로 안내하기 위해서 볼록형상 또는 오목형상의 안내궤도 등을 설치하는 것도 지장을 주지 않는다. 또 앞면(1c)에는 필요에 따라 비교적 전후방향의 치수가 작은 그 밖의 볼록형상부나 오목형상부를 형성하는 일도 있다. 이렇게 앞면(1c)에 형성되는 비교적 전후방향 치수가 작은 볼록형상부나 오목 상부는 본 발명의 제 2 및 제 3 발명에 있어서, 앞면(1c)이 단일 평면이라다는 구성을 일탈하지 않는다.

지그(28)는 워크 지지부를 NC 제어장치를 통해 임의의 방향으로 이동시키는 것을 가능하게 하도록 지지하는 구성으로 할 수도 있는 것이며, 예를 들면 도 22에 나타내듯이 베이스(100)의 앞면(1c)의 좌우부분에 서보모터가 구비된 베어링부(d1)와 단순한 베어링부(d2)로 이루어지는 틸트 테이블을 전방(Y1)으로의 돌출형상으로 고정 설치하고, 이들 베어링부(d1)와 베어링부(d2) 사이에 X축방향의 회전 지지축을 통해 워크 지지부(d3)를 좌우방향선(O1) 둘레를 선회할 수 있게 설치하고, 상기 워크 지지부(d3)의 좌우방향선 둘레의 위치가 NC 제어장치로부터의 지령에 의해 변화되는 것으로 해도 좋는 것이며, 또 이 대신에 워크 지지부(d3)에 고정된 워크(w)의 좌우 경사 자세가 NC 제어장치로부터의 지령에 의해 변화되는 것으로 되거나, 또는 워크 지지부(d3)에 고정된 워크(w)가 NC 제어장치로부터의 지령에 의해 Z축방향의 특정 축 둘레로 변위되는 것으로 하는 것도 가능하다. 이들 지그(28)에 대해서도 이것의 높이를 변경 조정 가능하게 하는 것은 필요에 따라 임의로 할 수 있는 것이다. 그것에는 예를 들면 서보모터나 유체압 실린더 등의 구동장치의 작동에 연 동해서 지그(28)를 특정 궤도상에서 Z축방향으로 평행 이동시키는 기구를 형성하는 것도 지장을 주지 않는 것이며, 또 워크 지지부(d3)에 고정된 워크(w)의 임의의 특정 방향으로의 이동을 수동 핸들의 조작에 의해 행하게 해도 좋다.

또 상기의 도 17∼도 22에 나타내는 지그는 베이스 좌우방향 단부 앞부의 앞면부분(a3, a3)에 고정되어 있지만, 이 대신에, 베이스 좌우방향 중간부(100B)의 앞면부분(a4)에 고정해도 또는 이들 쌍방의 앞면부분(a3, a4)에 고정하는 것도 지장을 주지 않는다.

베이스(100)의 하측에는, 일반적으로, 지그(28)에 고정된 워크(w)가 절삭되었을 때에 발생하는 절삭칩을 특정 장소로 반송하기 위한 절삭칩 컨베이어(29)가 설치된다. 상기 절삭칩 컨베이어(29)는 지그(28)의 바로 아래에 절삭칩 입구(29a)가 위치됨과 아울러 절삭칩 출구(29b)가 절삭칩 반출에 적합한 장소에 위치되는 것이며, 절삭칩 컨베이어(29)의 절삭칩 반송방향은 현장의 상황에 따라 적당히 결정되는 것이며, 도면에 나타내는 바와 같이 Y축방향으로 향해지거나, 또는 X축방향 등으로 향해지는 것이다. 절삭칩 컨베이어(29)는 절삭칩을 상면에 적재한 상태로 이동시키는 무한 반송 벨트(29c)를 구비함과 아울러, 상기 무한 반송 벨트(29c)의 외주 둘레를 케이싱(29d)으로 액밀상으로 둘러싼 상태로 이루어지며, 케이싱(29d)안이 냉각재의 통로로서 사용됨과 아울러, 케이싱(29d)의 길이방향 중간부분에 냉각재를 저장하기 위한 탱크(29e)가 형성되어 있다.

도 17∼도 22에 나타내는 세로형 머시닝 센터에서는, 일반적으로, 도 20, 도 21, 도 23, 도 24에 나타내듯이, 지그(28)의 하측이며 베이스(100)의 앞면(1c)부분 에 지그(28)에 고정된 워크(w)를 절삭했을 때에 생성되는 절삭칩이나 공구(T)에 의한 워크(w)의 절삭부분 등에 공급되는 냉각재를 수용하여 하단개구를 통해 절삭칩 컨베이어(29)의 절삭칩 입구(29a)내에 낙하시키는 것으로 한 호퍼부(30)가 형성된다. 그리고, 호퍼부(30)의 상측인 베이스(100) 앞측 공간과, 베이스(100)의 상측 공간을 포위하기 위한 외주 커버(31)가 설치된다. 도 20, 도 21, 도 23, 도 24에 각각 나타내지는 세로형 머시닝 센터에 있어서의 외주 커버(31)는 좌우의 측면벽(31a, 31b)과, 앞면벽(31c)과, 제 1 새들(4)에 고정된 상부 X축방향 종면벽(31d)을 구비하는 외에, 상부 X축방향 종면벽(31d)의 상부와 앞면벽(31c)의 상부 내면을 결합하고 또한 Y축방향으로 신축 변형 가능하게 이루어진 주름상자형상 수평면벽(31e) 등을 구비한 것으로 된다. 이 때, 주름상자형상 수평면벽(31e)의 좌우의 각 끝가장자리는 좌우의 측면벽(31a, 31b)의 내면에 근접된다. 또, 앞면벽(31c)이나 좌우의 측면벽(31a, 31b)에는 필요에 따라 워크(w)를 외주 커버(31)내에 반입하거나 또는 외주 커버(31)내로부터 반출하기 위한 개폐구가 형성된다. 또 도 25에 나타내듯이, 상부 X축방향 종면벽(31d)의 하단가장자리와 베이스(100)의 전단 상부 가장자리부 사이에서 헤드 본체부(23)의 하단부의 좌우 각 측에는 헤드 본체부(23)의 X축방향 이동에 연동해서 변위하는 슬라이딩 벽면(31g, 31g)이 형성되어 있고, 이 슬라이딩 벽면(31g, 31g)은 헤드 본체부(23)가 X축방향의 임의 위치로 이동해도, 상부 X축방향 종면벽(31d) 하단 가장자리와 베이스(100)의 전단 상부 가장자리부 사이를 절삭칩이나 냉각재의 바깥쪽으로의 비산을 저지하는 상태로 유지하는 것으로 되어 있다. 또 헤드 본체부(23)의 좌우 각 측의 슬라이딩 벽면(31g)은 헤드 본체부(23)가 X축방향으로 크게 변위해도 베이스(100)의 좌우 측면(1a, 1b)의 바깥쪽으로 나오지 않는 구조로 되는 것으로, 구체적으로는 일본 특허공보 제 3168328호에 개시된 기술을 사용하는 것이며, 슬라이딩 벽면(31g)이 헤드 본체부(23)에 의해 크게 X축방향으로 밀렸을 때에 안내 레일(31h)의 안내작용에 의해, 베이스(100)의 좌우 측면(1a, 1b) 근방에서 상승되는 자세로 변경하는 것으로 되어 있다.

또 도 24의 세로형 머시닝 센터의 경우에는, 또한 도 26에 나타낸 바와 같이 필요에 따라서 외주 커버(31)의 안쪽에 베어링부(d1, d2)의 주위를 포위하는 내측 커버(32a, 32b)를 설치하는 것이 좋은 것이며, 이들 내측 커버(32a, 32b)는 베어링부(d1, d2)의 상대 슬라이딩면에 절삭칩이 들어가거나 베어링부(d1)나 베어링부(d2) 주변에 냉각재가 비산해서 부착되는 것을 저지하는 데에 기여한다. 또 지그(28)가 도27에 나타낸 바와 같이 상하방향선 둘레로 회전되는 테이블(d)을 도 24에 나타내어진 워크 지지부(d3) 상에 설치한 것으로 이루어지는 것이 있지만, 이 경우에도, 테이블(d)의 구동부를 포위하는 적당한 내측 커버를 외주 커버(31)의 안쪽에 설치하고, 워크 가공영역과 테이블(d)용의 구동장치의 존재 영역을 이 내측 커버로 액밀상으로 차단하여, 테이블(d)용의 구동장치에 냉각재나 절삭칩이 쏟아져 내리지 않도록 된다.

베이스(100)의 안쪽의 공간(a5) 내에는 공구교환장치(33A)가 형성되어 있다. 공구교환장치(33A)는 여러가지로 형성할 수 있지만, 여기에서는 도 28 및 도 29에 나타내듯이 베이스(100) 내에 서보모터(34A)를 구비한 구동부(35A)를 통해 지지된 원반(36)에 공구(T)를 유지하는 클로부(37)를 설치하고, 서보모터(34A)와 감속기에 의해 공구(T)의 산출을 행하도록 이루어져 있다. 또 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)를 포함하는 베이스(100)의 앞부분에는 공구교환시에 가공 헤드(102)의 세로회전 구동축(26A)이나 이것에 클램프된 공구(T)의 이동을 가능하게 하는 통로(a7)가 형성되어 있다.

그리고, 공구(T)의 교환이 다음과 같이 행해지는 것으로 이루어져 있는 것이며, 즉 가공 가능영역(P1)에 위치하고 있는 세로회전 구동축(26A)이 공구교환 개시위치(P2)로 이동되고, 계속해서 공구교환위치(P3)로 이동되고, 다음에 세로회전 구동축(26A)에 이미 장착되어 있는 공구(T)가 공구교환위치(P3)에 위치된 클로부(37)에 유지된 상태에서, 그 공구(T)의 언클램프 작동이 행해지고, 이 후, 세로회전 구동축(26A)이 상승되고, 다음에 공구(T)를 유지하고 있는 원반(36)이 선회되고, 다음에 장착해야 할 공구(T)가 공구 교환 위치(P3)로 산출된 후, 세로회전 구동축(26A)이 강하해서 공구 교환 위치(P3)에 위치된 공구(T)의 클램프 작동이 행해지고, 그 후에 세로회전 구동축(26A)이 공구교환 개시위치(P2)와 같은 위치인 공구교환 종료위치로 이동되고, 다음의 가공 지령에 대비하는 것으로 되어 있다. 이러한 공구교환장치(33A)이면 베이스(100)의 설치장소 이외에 공구교환장치(33A)를 설치하는 장소가 불필요하게 되어서 기계의 설치 스페이스가 작아도 된다. 상기 공구교환장치(33A)는 기계 전측부, 우측면부, 좌측면부, 안내구동수단(101) 등에 배치하는 것도 지장을 주지 않는다.

다음에 상기한 도 17, 도 18, 도 20∼도 29에 나타내는 세로형 머시닝 센터에 의해, 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)를 베이스(100)로부터 분리되지 않는 상 태하에서 워크(w)를 가공하는 경우의 사용예 및 작용에 대해서 설명한다.

작업자는 외주 커버(31)의 외측에 존재하는 워크(w)를 지그(28)의 워크 지지부(d3) 상에 반입해서 고정하는 것이며, 또 워크(w)의 가공이 종료된 후, 지그(28)로부터 워크(w)를 분리하여 외주 커버(31)의 외측으로 반출한다. 이 때, 베이스(100)의 앞면(1c)이 단일 평면이며 또한 상기 단일 평면의 높이 중간에 지그(28)를 설치한 구성이기 때문에, 특히 도 17∼도 21에 나타내는 지그(28)의 경우에는 외주 커버(31)의 안쪽에서 지그(28) 앞측 및 좌우측이 되는 부분에 세로형 머시닝 센터의 구성부재가 조금도 존재하지 않게 되고, 또 도 22에 나타내는 지그의 경우에는 외주 커버(31)의 안쪽에서 지그(28) 앞측 및 좌우측이 되는 부분에 구동부 및 베어링부 이외에는 세로형 머시닝 센터의 구성 부재가 존재하지 않게 되고, 따라서 워크(w)는 외주 커버(31)의 외측으로부터 앞면벽(31c)의 개폐구를 통해서 지그(28) 앞측에서 Y축방향으로 이동됨으로써, 또는 좌우의 측면벽(31a, 31b)의 개폐구를 통해서 지그(28)의 좌우측에서 X축방향으로 이동됨으로써 비교적 용이하게 지그(28) 상에 반입되게 되고, 또 지그(28) 상으로부터 앞면벽(31c)의 개폐구를 통해서 Y축방향으로 이동됨으로써, 또는 좌우의 측면벽(31a, 31b)의 개폐구를 통해서 X축방향으로 이동됨으로써 비교적 용이하게 외주 커버(31)의 외측으로 반출되게 되는 것이며, 또 도 17∼도 22에 나타내는 각 실시예에 있어서 베이스(100)의 앞면(1c)이 단일 평면이며 또한 상기 단일 평면의 높이 중간에 지그(28)를 설치한 구성은 지그(28)에 고정할 수 있는 워크(w)의 X축방향의 치수범위를 비교적 크게 하는 데에 있어서도 기여하는 것이다.

또 워크(w)의 크기가 변경되는 등에 의해 공구(T)에 의한 가공영역을 변화시킬 필요가 생겼을 때에는 지그(28)를 고정하기 위한 나사부재(c2)를 나사 결합하는 나사구멍(c1)을 변경하거나 해서 지그(28)의 높이를 변경한다. 이 때, 지그(28)의 바닥면으로부터의 높이를 작게 하면, 지그(28)로부터 초기위치에 있는 가공 헤드의 공구(T)에 이르기까지의 상하방향 거리가 증대되어서 상하방향의 가공 가능 범위가 증대되는 것이며, 반대로 지그(28)의 높이를 크게 하면, 지그(28)로부터 초기위치에 있는 가공 헤드의 공구(T)에 이르기까지의 상하방향 거리가 감소되어서 상하방향의 가공 가능 범위가 감소되는 것이다.

또 지그(28)에 고정된 워크(w)를 가공할 때는 도면에 나타내지 않은 NC 제어장치의 작동을 개시시키는 것이며, 이것에 의해 NC 제어장치는 미리 입력된 프로그램에 기초하여 제 1 ∼제 3 서보모터(15, 20, 24)를 적당하게 작동시켜서 가공 헤드(102)를 Y축방향, X축방향 및 Z축방향으로 이동시킴과 아울러, 스핀들 모터(27)를 작동시켜서 세로회전 구동축(26A) 및 이것에 장착된 공구(T)를 회전시키는 것 이외에, 필요에 따라서 도 22에 나타내는 지그(28)의 베어링부(d1)의 서보모터를 회전시켜서 워크 지지부(d3) 및 이것에 고정된 워크(w)를 좌우방향선(O1) 둘레로 선회시키는 것이며, 또 필요에 따라 공구교환장치(33A)를 작동시켜서 가공 헤드(102)의 공구(T)를 교환시키거나, 도면에 나타내지 않은 냉각재 공급수단을 적시에 작동시켜서 냉각재를 공급시킨다.

상술한 도면에 나타내지 않은 NC 제어장치의 제어 작동에 의해, 공구(T)가 워크(w)를 예정 형상으로 가공하는 것으로 되는 것이며, 이 가공시에 있어서 공 구(T)에 작용하는 힘은 도 30에 나타낸 바와 같이 가공 헤드(102), 제 2 새들(7), 제 1 새들(4), 베이스(100), 지그(28) 및 워크(w)를 거쳐 루프(LP1)를 그리도록 전달된다.

가공 헤드(102)에 의한 워크(w)의 가공중에는 공구(T)에 의한 워크(w)의 절삭을 원활하게 하고 또한 절삭부분을 냉각하기 위해서 도면에 나타내지 않은 냉각재 공급수단이 냉각재를 공급하는 것이며, 한편 공구(T)는 워크(w)를 절삭해서 절삭칩을 생성시키는 것이며, 이들 냉각재나 절삭칩은 공구(T)의 회전에 의해 주위로 비산되면서 중력작용에 의해 낙하한다. 비산된 냉각재나 절삭칩은 외주 커버(31)(앞면벽(31c), 좌우의 측면벽(31a, 31b), 주름상자형상 수평면벽(31e) 등)나 베이스(100) 등에 의해 바깥쪽으로의 비산이 저지된 후, 호퍼부(30)의 안쪽에 낙하한다. 그리고 냉각재는 공구(T)에 의한 절삭부분에 액상으로 공급될 때에는 절삭칩을 씻어 내리도록 유하하고, 또 미스트형상으로 공급될 때는 절삭칩에 부착된 상태로 낙하한다.

이렇게 해서 호퍼부(30)내에 낙하한 냉각재나 절삭칩은 중력작용에 의해, 호퍼부(30)내의 바닥에 모아지고, 그 하단 개구로부터 절삭칩 컨베이어(29)의 절삭칩 입구(29a)내에 낙하한다. 이 때, 냉각재나 절삭칩은 베이스(100)의 앞면(1c)이 Z축방향을 따른 단일 평면으로 되어 있기 때문에, 베이스(100) 표면에 퇴적되지 않고 원활하게 절삭칩 입구(29a)내에 낙하하는 것이며, 따라서 마찰열로 고온이 된 절삭칩이 베이스(100)에 퇴적해서 베이스(100)를 가열하는 종래의 현상은 발생하지 않게 되고, 베이스(100)는 절삭칩에 의한 열변형이 억제되어 가공 정밀도를 양호하게 유지한다.

절삭칩 입구(29a)내에 도달한 냉각재 및 절삭칩 중 냉각재는 무한 반송 벨트(29c)의 간극을 통과하여 케이싱(29d)내의 저부에 도달하고 상기 저부를 거쳐 탱크(29e)내에 유입되는 것이며, 또 절삭칩은 무한 반송 벨트(29c) 상에 적재상으로 지지되어 무한 반송 벨트(29c)의 이동에 의해 절삭칩 출구(29b)를 향해서 반송되는 것이며, 절삭칩에 부착된 냉각재는 절삭칩이 무한 반송 벨트(29c)로 반송되는 과정에서 중력작용에 의해 분리되어서 케이싱(29d)내의 저부에 낙하해서 탱크(29e)내에 유입된다. 탱크(29e)내에 저장된 냉각재는 다시 사용되는 것이며, 또 절삭칩 출구(29b)로부터 배출된 절삭칩은 절삭칩 출구(29b) 하방에 배치된 용기에 수용된다.

그런데, 도 26∼도 27에 나타내는 지그(28)를 사용하는 경우, 워크 지지부(d3) 및 이것에 고정된 워크(w)를 좌우방향선(O1) 둘레로 선회시키고 싶은 일이 있지만, 이 때 좌우방향선(O1)으로부터 베이스(100)의 앞면(1c)까지의 거리가 불충분하기 때문에 워크 지지부(d3) 및 워크(w)를 선회시킬 수 없는 일이 생긴다.

이 경우에는, 안내구동수단(101)에 의해 가공 헤드(102)를 후방(Y2)으로 크게 후퇴시켜서 가공 헤드(102)가 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)의 바로 위로부터 뒤측으로 벗어난 상태로 되고, 이 상태하에서 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)를 베이스 본체부에 결합시키고 있는 볼트를 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)를 포함하지 않는 베이스(100)부분(베이스 본체부)으로부터 분리함과 아울러, 천정 크레인 등을 사용함으로써 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)로 끌어 올리는 힘을 부여하고, 이것을 매달라 올림으로써 베이스 본체부로부터 분리된 상태로 한다.

베이스(100)로부터 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)가 분리된 후에는, 도 31 및 도 32에 나타내듯이, 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A) 사이를 이루는 부분은 직육면체형상의 공간(k1)으로 되어 있으며, 따라서 좌우방향선(워크 지지부(d3)의 선회 중심)(O1)과, 베이스 본체부의 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A)사이를 이루는 베이스(100)부분의 전단면(a6)과의 거리(L3)는 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A)의 전후방향 길이(베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)의 전후방향 길이)(L1)만큼 증대되는 것이며, 이것에 의해 좌우방향선(O1) 둘레의 최대 선회 반경은 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)가 분리되기 전보다 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A)의 전후방향 길이(L1)만큼 증대되는 것이며, 지그(28) 및 이것에 고정된 워크(w)는 그 선회 반경이 이 증대된 최대 선회 반경의 범위내에 있는 한 가상 선위치(ka)를 거쳐 좌우방향선(O1) 둘레로 선회할 수 있는 것이 되고, 이들 선회에 의해 가공 가능한 워크(w)의 크기가 증대화되는 것이다.

베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)가 분리된 상태의 세로형 머시닝 센터는 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)가 분리되기 전의 경우에 준해서 사용되는 것이며, 그 사용상태는 예를 들면 도 33∼도 36의 각각에 나타내는 바와 같으며, 설명은 생략한다.

또 도 37은 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)가 분리된 상태의 세로형 머시닝 센터에서만 사용되는 지그(28)를 나타내고 있다. 이 지그(28)는 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A) 사이에 위치되고 또한 앞면부분(a3)의 뒤측에 위치되는 것이며, 구체적으로는, 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A)의 전단면을 이루는 앞면부분(a3)에 좌우 양단을 나사부재(c2)로 고정해서 좌우방향 중앙부(28b)를 후방으로 돌출해서 평면으로 볼 때 ㄷ자형으로 된 고정판(28A)과, 좌우방향 중앙부(28b)의 앞면부분에 고정되어 축선(O2) 둘레로 회전되는 테이블(d)을 구비한 것으로 되어 있고, 좌우방향 중앙부(28b) 및 테이블(d)이 앞면부분(a3)보다 뒤측에 위치되어 있다.

이 지그(28)는 테이블(d)을 사용함에도 불구하고 앞면부분(a3)으로부터의 워크(w) 전방 돌출량을 작게 억제하는 데에 기여하는 것이다.

도 33∼도 37에 나타낸 바와 같이 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)가 분리된 상태의 세로형 머시닝 센터에 의한 가공시에 있어서도, 공구(T)에 작용하는 힘은 도 30에 나타내듯이 가공 헤드(102), 제 2 새들(7), 제 1 새들(4), 베이스(100), 지그(28) 및 워크(w)를 거쳐 루프(LP1)를 그리도록 전달된다. 이 때, 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)가 분리되어 있는지의 여부에 상관없이 루프(LP1)의 길이에 변경은 없다. 또 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A)의 각각이 전후방향 길이(L1)를 대략 100mm∼300mm정도로 함과 아울러 좌우방향 길이(L2)가 대략 100mm정도이상으로 되어 있기 때문에, 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)가 분리되어 있어도, 베이스(100) 및 지그(28)의 전체의 강성은 워크(w)의 가공시에 베이스(100) 등에 통상 상태에서 작용하는 외력에 의해 가공 정밀도가 손상되는 정도까지 저하되지 않게 된다.

다음에 상기한 세로형 머시닝 센터를 복수 배열할 경우의 설치예에 대해서 설명한다. 도 38 및 도 39의 각각은 6대의 상기 세로형 머시닝 센터를 열지어 설치한 상태를 나타내고, A는 평면도이며 B는 측면도이다. 또, 도 39의 측면도에서는 일부가 생략되어 있다.

도 38에 나타내는 것에서는, 각 세로형 머시닝 센터(M1∼M6)는 그 Y축방향을 가공라인(K)과 직교하도록 배치함과 아울러 각 세로형 머시닝 센터(M1∼M6)의 생성된 절삭칩을 Y축방향으로 반송하기 위한 독립된 절삭칩 컨베이어(29)를 구비하고 있고, 각 세로형 머시닝 센터(M1∼M6)에서 생성된 절삭칩은 그 대응하는 독립된 절삭칩 컨베이어(29)로 베이스(100)의 뒤측으로 반출되어 용기(33)내에 수집되는 구성으로 되어 있다. 또 가공라인(K) 상에는 워크(w)를 X축방향 및 Z축방향으로 반송할 수 있는 동력 반송장치(34)가 설치되어 있다. e1 및 e2는 측면벽(31a, 31b)에 설치된 동력 개폐구이며, 또 35는 워크 임시 거치대이다.

한편, 도 39에 나타내는 것에 있어서는, 4대의 세로형 머시닝 센터(M1∼M4)가 각각의 생성된 절삭칩을 X축방향으로 반송하는 공통된 단일의 절삭칩 컨베이어(29)를 구비함과 아울러, 다른 2대의 세로형 머시닝 센터(M5, M6)가 각각의 생성된 절삭칩을 X축방향으로 반송하는 공통된 다른 단일의 절삭칩 컨베이어(29)를 구비한 구성으로 되어 있다. 이 때, 각 세로형 머시닝 센터(M1∼M6)에서 생성된 절삭칩은 그 대응하는 절삭칩 입구(29a)내에 낙하하고, 그 대응하는 절삭칩 컨베이어(29)로 반출되어 용기(33)내에 수집된다. 그 밖의 구성은 도 22에 나타내는 것과 변함없다.

도 38 및 도 39 중 어느 것에 나타내는 것에 있어서나, 동력 반송장치(34)는 워크(w)를 가공라인(K) 상에서 X축방향으로 전진 반송함으로써 각 세로형 머시닝 센터(M1∼M6)의 지그(28)의 워크 지지부(d3)에 동력에 의해 순서대로 위치시킬 수 있는 것이며, 따라서 각 워크(w)는 가공라인 상을 도면중 좌측으로 간헐적으로 반송되고, 6대의 세로형 머시닝 센터(M1∼M6)에 의해 순서대로 자동적으로 가공되게 된다.

도 38 및 도 39에 나타내는 복수의 세로형 머시닝 센터(M1∼M6)는 좌우 측면을 밀접시킨 상태로 배열되는 경우도 있는 것이며, 이 경우, 베이스(100)의 다리부를 이루는 지지부재(2)가 베이스(100)의 좌우의 측면(1a, 1b)으로부터 돌출되지 않도록 한 점에서 지지부재(2) 상호간의 간섭이 회피되는 것이며, 또 앞측의 좌우 한쌍의 지지부재(2, 2)는 베이스(100)의 앞면(c1)보다 전방(Y1)으로 돌출되어 있으므로, 이렇게 돌출시키지 않는 경우에 비해서 베이스(100)의 보다 안정적인 지지에 기여하는 것이며, 또 뒤측의 좌우 한쌍의 지지부재(2, 2)는 베이스(100)의 후면(1d)보다 후방(Y2)으로 돌출되지 않도록 한 점에서 절삭칩 컨베이어(29)의 탱크(29e)를 베이스(100)의 후면(1d)에 접촉시켜도 탱크(29e)에 간섭되지 않게 된다.

Claims (16)

1. 바닥면에 정치되는 베이스(100)와, 하단부에 공구(T)가 고정되는 세로회전 구동축(26A)을 구비한 가공 헤드(102)와, 상기 베이스(100)의 상면(1f) 상에 형성되고 상기 가공 헤드(102)를 안내부(5, 8, 10)를 통해 전후방향(y), 좌우방향(x) 및 상하방향(z)으로 변위시키는 안내구동수단(101)을 구비한 공작기계에 있어서,

   상기 안내구동수단(101)이 상기 베이스(100)의 상면(1f) 상에서 전후방향(y)으로 안내되는 제 1 새들(4)과, 상기 제 1 새들(4) 상에서 좌우방향(x)으로 안내되고 또한 상기 가공 헤드(102)를 상하방향(z)으로 안내하는 제 2 새들(7)을 구비하고 있고, 또한 상기 베이스(100)의 앞면(1c)을 상기 전후방향(y)에 대해서 직교한 단일 평면으로 함과 아울러, 상기 공구(T)로 가공되는 워크(w)를 고정하기 위한 지그(28)를 상기 단일 평면의 높이 중간부분으로부터 전방으로 돌출시킨 상태로 설치하고, 베이스(100)의 안쪽이며 베드부(a1)의 상측 개방된 공간 내에 공구교환장치(3)를 설치한 것을 특징으로 하는 공작기계.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스(100)의 앞면(1c)의 전체가 전방 돌출형상의 돌출부가 존재하지 않는 단일 평면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 공작기계.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 가공 헤드(102)가 상기 공구(T)에 의한 워크(w)의 가공시에 상기 단일 평면보다 앞측에 위치된 상태에서 상하 변위됨과 아울러, 상기 안내구동수단(101)의 안내부(5, 8, 10)보다 낮은 위치에서 상기 공구(T)에 의한 워크(w)의 가공이 행해지는 구성인 것을 특징으로 하는 공작기계.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 베이스(100)의 상면(1f)이 바닥면으로부터 1.0m∼1.5m 정도 높게 되어 있는 것을 특징으로 하는 공작기계.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 베이스(100)의 앞측 하부로부터 상기 베이스(100)의 뒤측으로 절삭칩을 반출하는 절삭칩 컨베이어(29)를 설치하기 위한 오목 홈부(a2)가 상기 베이스(100)의 하면부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공작기계.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 오목 홈부(a2) 내에 위치된 상기 절삭칩 컨베이어(29)를 바닥면 상에 설치함과 아울러 상기 절삭칩 컨베이어(29)의 절삭칩 입구(29a)가 지그(28)의 바로 아래에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 공작기계.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 베이스(100)의 앞면(1c)에 다수의 나사구멍(c1)이 상하방향으로 열지어 형성되어 있으며, 상기 지그(28)의 고정 높이가 상기 지그(28)를 고정하기 위한 나사부재(c2)가 나사부착되는 상기 나사구멍(c1)에 대응된 위치로 변경되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 베이스(100)의 앞면(1c)에 상하방향으로 긴 한쌍의 판부재(28a)를 상기 지그의 일부로서 좌우배치로 고정하고, 상기 판부재(28a)의 앞면에 상기 지그(28)가 고정되는 것을 특징으로 하는 공작기계.
9. 바닥면에 정치되는 베이스(100)와, 하단부에 공구(T)가 고정되는 세로회전 구동축(26A)을 구비한 가공 헤드(102)와, 상기 베이스(100)의 상면(1f) 상에 형성되고 상기 가공 헤드(102)를 안내부(5, 8, 10)를 통해 전후방향(y), 좌우방향(x) 및 상하방향(z)으로 변위시키는 안내구동수단(101)을 구비한 공작기계에 있어서,

   상기 베이스(100)의 앞면(1c)의 전체를 전후방향(y)에 대하여 직교한 단일 평면으로 하고, 이 앞면의 좌우 단부의 상하방향 전체 길이부분 또는 상하방향 전체 길이부분을 포함하는 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A) 사이를 이루는 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)를 이것 이외의 베이스 부분에 대하여 탈착 가능하게 함과 아울러, 상기 공구(T)로 가공되는 워크(w)를 고정하기 위한 지그(28)를 상기 앞면의 높이 중간부분으로부터 전방으로 돌출시킨 상태로 설치하고, 베이스(100)의 안쪽의 공간(a5) 내에 공구교환장치(33A)를 설치한 것을 특징으로 하는 공작기계.
10. 바닥면에 정치되는 베이스(100)와, 하단부에 공구(T)가 고정되는 세로회전 구동축(26A)을 구비한 가공 헤드(102)와, 상기 베이스(100)의 상면(1f) 상에 형성되고 상기 가공 헤드(102)를 안내부(5, 8, 10)를 통해 전후방향(y), 좌우방향(x) 및 상하방향(z)으로 변위시키는 안내구동수단(101)을 구비한 공작기계에 있어서,

    상기 안내구동수단(101)이 상기 베이스(100)의 상면(1f) 상에서 전후방향(y)으로 안내되는 제 1 새들(4)과, 상기 제 1 새들(4) 상에서 좌우방향(x)으로 안내되고 또한 상기 가공 헤드(102)를 상하방향(z)으로 안내하는 제 2 새들(7)을 구비하고 있고, 또한 상기 베이스(100)의 앞면(1c)의 전체를 전후방향(y)에 대해서 직교한 단일 평면으로 한 후에, 이 앞면의 좌우 단부의 상하방향 전체 길이부분 또는 상하방향 대략 전체 길이부분을 포함하는 좌우 한쌍의 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A) 사이를 이루는 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)가 절제된 형태로 됨과 아울러, 상기 공구(T)로 가공되는 워크(w)를 고정하기 위한 지그(28)가 상기 앞면(1c)의 높이 중간부분으로부터 전방으로 돌출된 상태로 설치되고, 베이스(100)의 안쪽의 공간(a5) 내에 공구교환장치(33A)를 설치한 구성을 특징으로 하는 공작기계.
11. 삭제
12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A)의 전후방향 길이가 100mm∼300mm 정도로 되어 있는 것을 특징으로 하는 공작기계.
13. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 좌우 각 측의 상기 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A)의 좌우방향 길이가 100mm정도 이상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 공작기계.
14. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 지그(28)가 좌우 한쌍의 상기 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A)의 전단면으로부터 전방으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 공작기계.
15. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 지그(28) 상기 베이스 좌우방향 중간 앞부(100B)의 전단면으로부터 전방으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 공작기계.
16. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 지그(28)가 좌우 한쌍의 상기 베이스 좌우방향 단부 앞부(100A, 100A) 사이에 위치되고 또한 상기 앞면의 전방측에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 공작기계.

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