KR101412973B1

KR101412973B1 - Reconfigurable machining apparatus capable of multimachining simultaneously

Info

Publication number: KR101412973B1
Application number: KR1020120078734A
Authority: KR
Inventors: 박종권; 이성철; 노승국; 김병섭; 김경한; 장성권
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2014-06-27
Also published as: KR20140012295A

Abstract

2축 회전 및 3축 병진 운동을 통해 회전운동이 극대화된 기구 메커니즘이 적용되어 가공성이 뛰어난 다축 가공 가변 머시닝 장치에 관하여 개시한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 베이스프레임; 구상의 몸체를 가지며, 몸체 내측을 통해 가공 대상물이 배치되는 수용공간이 형성되는 동시에 상기 베이스 프레임의 상부에서 회동하는 회동프레임; 상기 회동프레임의 수직 상단을 관통하여 가공 대상물에 대향 배치되는 레이저 가공 모듈; 상기 레이저 가공 모듈의 일측으로 이격된 위치에서 상기 회동프레임을 관통하여 가공 대상물에 대향 배치되는 밀링 주축; 및 상기 레이저 가공 모듈의 타측으로 이격된 위치에서 상기 회동프레임을 관통하여 가공 대상물에 대향 배치되는 연삭 주축;을 포함하되,
상기 베이스프레임은, 상기 회동프레임과 간격을 두고 외곽 상에 배치되는 고리형의 상단 몸체와, 상기 상단 몸체의 하측으로 돌출된 반구형의 하단 몸체를 포함하는 몸체부; 상기 몸체부를 바닥으로부터 상향으로 입설시켜 지지하는 지지부; 및 상기 몸체부와 상기 지지부 사이에 개재되어 지면으로부터 전달된 진동을 흡수하는 방진부재;로 구성됨을 더 포함하며,
상기 하단 몸체에는, 상기 하단 몸체의 중심으로부터 상기 상단 몸체를 관통하여 상향 돌출된 코어부가 마련되되, 상기 코어부의 상단에는 가공 대상물이 안착되는 작업대가 연결되는 것을 더 포함하는 복합 가공 가변 머시닝 장치가 제공된다.
A multi-axis machining variable machining apparatus having an excellent machinability by applying a mechanism mechanism in which rotational motion is maximized through two-axis rotation and three-axis translational motion is disclosed.
According to an embodiment of the present invention, A rotating frame having a spherical body, a receiving space in which an object to be processed is disposed through the inside of the body, and a rotating frame rotating at an upper portion of the base frame; A laser machining module which penetrates a vertical upper end of the pivot frame and is arranged to face the object to be processed; A milling main spindle passing through the rotating frame at a position spaced apart from the one side of the laser processing module and disposed opposite to the object to be processed; And a grinding spindle arranged to face the object to be processed through the rotating frame at a position spaced apart from the other side of the laser processing module,
Wherein the base frame includes: a body portion including an annular upper body disposed on an outer periphery at an interval from the rotation frame; and a hemispherical lower body protruding downward from the upper body; A supporting portion for supporting the body portion upwardly from the floor; And an anti-vibration member interposed between the body portion and the support portion and absorbing vibration transmitted from the ground,
The lower body is provided with a core portion protruding upward from the center of the lower body through the upper body and a work table on which an object to be processed is seated is connected to the upper end of the core portion, do.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a variable machining apparatus,

본 발명은 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치에 관한 것으로서, 회전운동이 극대화된 기구 메커니즘이 적용된 머시닝 장치를 통해 레이저 가공은 물론 밀링, 연삭 가공까지 동시에 수행할 수 있는 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable machining apparatus capable of simultaneously performing multiple machining operations and, more particularly, to a variable machining apparatus capable of simultaneous multi-machining that can simultaneously perform laser machining as well as milling and grinding machining through a machining apparatus, To a machining apparatus.

가공 대상물의 3차원 입체 가공에 사용되는 대표적인 것으로 레이저 가공 장치와 다축 머시닝 장치가 소개되어 있다. 레이저 가공 장치의 경우 체적이 큰 대상물에 비해 작은 가공 대상물을 가공하는데 주로 이용되며, 이와 달리 다축 머시닝 공작기계의 경우 체적이 상대적으로 큰 가공 대상물의 가공에 주로 이용된다.A typical laser machining apparatus and a multi-axis machining apparatus which are used for three-dimensional machining of an object to be machined are disclosed. In the case of a laser machining apparatus, it is mainly used for machining a small object to be machined in comparison with an object having a large volume. On the other hand, in a multi-axis machining machine, it is mainly used for machining a workpiece having a relatively large volume.

다만, 다축 머시닝 장치는 대다수 몸체 부피가 큰 편이며, 가공 대상물의 3차원 입체 가공을 위하여 테이블 상에 위치 고정된 가공 대상물의 주변으로 공구가 상하, 전후 및 좌우로 이동하면서 가공을 수행해야 했기에, 공구의 이동거리가 늘어남에 따라 가공오차가 커져 정교하고 복잡한 형상의 제품을 가공하기 위해서는 다소 무리가 따랐다. However, since the multi-axis machining apparatus has a large body volume, machining has to be performed while moving the tool up and down, back and forth, and left and right to the periphery of the object fixed on the table for three- As the travel distance of the tool increases, the machining error becomes larger, so that it is somewhat difficult to process a sophisticated and complicated shape product.

나아가, 다축 머시닝 장치의 경우 대부분 다축 병진 운동만으로 가공 대상물의 가공을 수행하는 까닭에 비교적 구조가 복잡하며, 이에 포함되는 부품 수도 많아 고가의 가격대를 형성하고 있다. 또한, 복잡한 형상의 제품을 가공하기 위해서는 공구의 움직임이 더 많이 요구되므로, 불필요하게 에너지 소모가 심해지는 단점도 있었다. Furthermore, in the case of a multi-axis machining apparatus, since the machining object is processed only by the multi-axis translation motion, the structure is relatively complicated, and the number of components included therein is high, thereby forming an expensive price. In addition, since the movement of the tool is required to process a product having a complicated shape, energy consumption is unnecessarily increased.

이 같은 불편을 해결하기 위하여, 회전운동이 극대화된 구동 메커니즘을 갖는 머시닝 장치에 대한 관심이 고조되고 있는데, 더 나아가 차세대 BT 및 IT 마이크로 가공 분야에까지 활용할 수 있도록 단일의 머시닝 장치 내에서 레이저 가공은 물론, 밀링 및 연삭 가공까지 동시 또는 개별적으로 수행할 수 있는 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치에 대한 개발이 요구되는 바이다.
In order to solve this inconvenience, there is a growing interest in a machining apparatus having a drive mechanism with a maximized rotational motion. Furthermore, in order to utilize it in the next generation BT and IT micro machining fields, It is required to develop a variable machining apparatus capable of simultaneously performing multiple machining operations, which can be performed simultaneously or individually, up to milling and grinding machining.

본 발명은 기존의 직선 운동 기반의 기구적 메커니즘에서 벗어나 회전운동이 극대화된 기구 메커니즘을 적용한 머시닝 장치를 통해 레이저 가공은 물론 밀링, 연삭 가공까지 동시에 수행할 수 있는 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치를 제공한다.
The present invention relates to a variable machining apparatus capable of simultaneously performing multiple machining operations, such as laser machining, milling and grinding, as well as laser machining, through a machining apparatus to which a mechanism mechanism with a maximized rotational motion is deviated from a conventional mechanical mechanism based on a linear motion Lt; / RTI >

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned here can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일실시예에 따르면, 베이스프레임; 구상의 몸체를 가지며, 몸체 내측을 통해 가공 대상물이 배치되는 수용공간이 형성되는 동시에 상기 베이스 프레임의 상부에서 회동하는 회동프레임; 상기 회동프레임의 수직 상단을 관통하여 가공 대상물에 대향 배치되는 레이저 가공 모듈; 상기 레이저 가공 모듈의 일측으로 이격된 위치에서 상기 회동프레임을 관통하여 가공 대상물에 대향 배치되는 밀링 주축; 및 상기 레이저 가공 모듈의 타측으로 이격된 위치에서 상기 회동프레임을 관통하여 가공 대상물에 대향 배치되는 연삭 주축;을 포함하되,
상기 베이스프레임은, 상기 회동프레임과 간격을 두고 외곽 상에 배치되는 고리형의 상단 몸체와, 상기 상단 몸체의 하측으로 돌출된 반구형의 하단 몸체를 포함하는 몸체부; 상기 몸체부를 바닥으로부터 상향으로 입설시켜 지지하는 지지부; 및 상기 몸체부와 상기 지지부 사이에 개재되어 지면으로부터 전달된 진동을 흡수하는 방진부재;로 구성됨을 더 포함하며,
상기 하단 몸체에는, 상기 하단 몸체의 중심으로부터 상기 상단 몸체를 관통하여 상향 돌출된 코어부가 마련되되, 상기 코어부의 상단에는 가공 대상물이 안착되는 작업대가 연결되는 것을 더 포함하는 복합 가공 가변 머시닝 장치가 제공된다. According to an embodiment of the present invention, A rotating frame having a spherical body, a receiving space in which an object to be processed is disposed through the inside of the body, and a rotating frame rotating at an upper portion of the base frame; A laser machining module which penetrates a vertical upper end of the pivot frame and is arranged to face the object to be processed; A milling main spindle passing through the rotating frame at a position spaced apart from the one side of the laser processing module and disposed opposite to the object to be processed; And a grinding spindle arranged to face the object to be processed through the rotating frame at a position spaced apart from the other side of the laser processing module,
Wherein the base frame includes: a body portion including an annular upper body disposed on an outer periphery at an interval from the rotation frame; and a hemispherical lower body protruding downward from the upper body; A supporting portion for supporting the body portion upwardly from the floor; And an anti-vibration member interposed between the body portion and the support portion and absorbing vibration transmitted from the ground,
The lower body is provided with a core portion protruding upward from the center of the lower body through the upper body and a work table on which an object to be processed is seated is connected to the upper end of the core portion, do.

삭제delete

여기서, 상기 방진부재는, 상기 지지부가 바닥에 접촉 지지된 위치와 동일 선상에 적어도 하나 이상 배치되는 에어쿠션(air cushion)일 수 있다. Here, the anti-vibration member may be an air cushion disposed on at least one side of the support member in a line with the bottom of the support member.

그리고 상기 상단 몸체의 상면에는, 상기 회동프레임을 회동시키도록 연결된 한 쌍의 구동모터가 장착되되, 상기 한 쌍의 구동모터는, 상기 상단 몸체를 상하 방향으로 관통하여 삽입된 후 브래킷에 의해 고정될 수 있다. A pair of driving motors connected to rotate the rotating frame is mounted on the upper surface of the upper body. The pair of driving motors are inserted through the upper body in the vertical direction and fixed by the brackets .

삭제delete

또한, 상기 하단 몸체에는, 바닥면을 관통하여 가공 중 발생되는 칩을 포함한 이물질을 배출하는 배출공이 마련될 수 있다.
In addition, the lower body may be provided with a discharge hole passing through the bottom surface and discharging foreign matter including chips generated during processing.

상기 회동 프레임은, 수직 상단을 통해 레이저 가공 모듈이 설치되는 제1슬롯; 상기 제1슬롯을 기준으로 일측 방향으로 설정된 각도로 경사지게 이격되어 밀링 주축이 설치되는 제2슬롯; 및 상기 제1슬롯을 기준으로 하여 상기 제2슬롯과 반대 방향을 향해 설정된 각도로 경사지게 이격되어 연삭 주축이 설치되는 제3슬롯;을 포함한다. The pivoting frame comprises: a first slot in which a laser processing module is installed through a vertical top; A second slot in which a milling spindle is installed to be inclined at an angle set in one direction with respect to the first slot; And a third slot spaced obliquely at an angle to the opposite direction of the second slot with respect to the first slot to provide a grinding spindle.

이러한 회동 프레임에는, 작업자로 하여금 상기 수용공간에 배치된 가공 대상물의 가공 상태를 확인할 수 있도록, 상기 회동 프레임의 표면을 절개하여 상기 수용공간을 부분 노출시키는 개방공이 마련될 수 있다.
In such a pivot frame, an opening hole may be provided for cutting the surface of the pivot frame so as to partially expose the accommodating space so that the operator can check the processing state of the object placed in the accommodating space.

본 발명의 일실시예에 따른 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치에 의하면, 기존의 직선운동 기반의 기구학적 메커니즘에서 벗어나 회전운동이 극대화된 구동 메커니즘을 적용하는 동시에, 단일의 장치에서 레이저 가공은 물론, 밀링 및 연삭 가공을 동시 또는 개별적으로 수행할 수 있다. 이에 따라, 가공 정도가 복잡하고 정밀한 부품 산업 예를 들면, BT 및 IT 마이크로 가공 분야에까지 활용할 수 있다.
According to the variable machining apparatus capable of simultaneously performing multiple machining operations according to an embodiment of the present invention, it is possible to apply a drive mechanism that maximizes the rotational motion deviating from the conventional linear motion-based kinematic mechanism, and at the same time, Of course, milling and grinding can be performed simultaneously or separately. Accordingly, the present invention can be applied to a component industry, for example, a BT and an IT micro-machining field, which are complicated and highly precise.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치에 의하면, 단일의 장치 내에서 필요한 레이저 가공, 밀링 가공, 연삭 가공을 동시 또는 순차적으로 수행할 수 있어, 가공 오차를 줄여줄 수 있다. 그 결과 가공 정밀도가 향상될 수 있다.
Further, according to the variable machining apparatus capable of simultaneously performing multiple machining operations according to an embodiment of the present invention, required laser processing, milling processing, and grinding processing can be simultaneously or sequentially performed in a single apparatus, You can give. As a result, the machining accuracy can be improved.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치를 간략히 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치를 간략히 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치의 구성 중 베이스프레임을 확대 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치에서 회동프레임 내에 레이저 가공 모듈, 밀링 주축, 연삭 주축이 장착된 모습을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치에서 회동프레임의 구조 및 형상을 확대 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치에서 복합 가공이 이루어지는 동작 형태를 간략히 도시한 작동상태도. 1 is a perspective view schematically showing a variable machining apparatus capable of simultaneously performing multiple machining according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing a variable machining apparatus capable of simultaneously performing multiple machining according to an embodiment of the present invention; FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a variable machining apparatus capable of simultaneously performing multiple machining operations.
FIG. 4 is a view showing a laser machining module, a milling spindle and a grinding spindle mounted in a turning frame in a variable machining apparatus capable of simultaneously performing multiple machining according to an embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view of a structure and a shape of a rotary frame in a variable machining apparatus capable of simultaneously performing multiple machining according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an operating state diagram briefly showing an operation mode in which a complex machining operation is performed in a variable machining apparatus capable of simultaneous multiple machining according to an embodiment of the present invention. FIG.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치에 관하여 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a variable machining apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 여기에서 설명될 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
Brief Description of the Drawings The advantages and features of the present invention, and how to achieve them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited by the embodiments disclosed below but may be embodied in various different forms. The embodiments to be described herein are provided so that the disclosure of the present invention is complete and that those skilled in the art will fully understand the scope of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치를 간략히 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치를 간략히 도시한 분해사시도이다. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a variable machining apparatus capable of simultaneously performing multiple machining according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a variable machining apparatus capable of simultaneously performing multiple machining according to an embodiment of the present invention. FIG.

도 1 및 2를 병행 참조하면, 도시된 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치(100)는 베이스프레임(110)과, 베이스프레임(110)의 상부에서 회동하는 구상의 회동프레임(130)과, 회동프레임의 수직 상단에 설치되는 레이저 가공 모듈(170)과, 이의 양측으로 설정된 각도만큼 이격되어 회동프레임에 각각 설치되는 밀링 주축(180) 및 연삭 주축(190)을 포함한다.
Referring to FIGS. 1 and 2 together, the variable machining apparatus 100 capable of simultaneously performing the combined machining operation includes a base frame 110, a spherical turning frame 130 that rotates at an upper portion of the base frame 110, A laser machining module 170 installed at a vertical upper end of the rotating frame, and a milling spindle 180 and a grinding spindle 190 which are respectively installed on the rotating frame at angles set by angles set on both sides thereof.

베이스프레임(110)은 회동프레임(130)을 바닥으로부터 지탱하여 상향 위치시키는 동시에, 회동프레임(130)의 회동 시 안정적인 자세 유지(예: 진동 감쇠)는 물론, 주변 진동이 지면을 통해 장치 내로 전달되는 현상을 방지하는 역할을 담당한다. 이와 동시에 베이스프레임(110)은 회동프레임(130)에 필요한 구동력을 제공하는 한 쌍의 구동모터(121)의 위치를 고정시켜주는 기능도 제공한다.
The base frame 110 supports the rotating frame 130 from the bottom and positions the rotating frame 130 upward so as to maintain a stable attitude (for example, vibration damping) when the rotating frame 130 rotates and transmit peripheral vibrations To prevent the phenomenon of At the same time, the base frame 110 also provides a function of fixing the position of the pair of driving motors 121, which provide a necessary driving force to the rotating frame 130.

베이스프레임(110)은 그 세부 구성으로서, 몸체부(111)와 지지부(113) 및 방진부재(115)를 포함한다.The base frame 110 includes a body portion 111, a support portion 113, and a vibration preventing member 115 as its detailed configuration.

몸체부(111)는 회동프레임(130)과 간격을 두고 이의 외곽 상에 배치되는 환형의 상단 몸체(111a)와, 상기 상단 몸체의 하측으로 돌출된 반구형의 하단 몸체(111b)를 포함한다. The body part 111 includes an annular upper body 111a disposed on the outer periphery of the rotating frame 130 at an interval therefrom and a hemispherical lower body 111b protruding downward from the upper body.

상단 몸체(111a)의 상면에는 회동프레임(130)을 회동시키는 한 쌍의 구동모터(121)가 서로 마주보며 배치된다. 이때, 한 쌍의 구동모터(121)는 도 3에 도시된 바와 같이 상단 몸체(111a)를 상하 방향으로 관통하는 설치공(118)을 통해 삽입 장착된다. On the upper surface of the upper body 111a, a pair of driving motors 121 for rotating the rotating frame 130 are disposed facing each other. At this time, as shown in FIG. 3, the pair of driving motors 121 are inserted and mounted through an installation hole 118 which penetrates the upper body 111a in the vertical direction.

베이스프레임(110)의 형상 및 구조는 도 3을 통해 구체적으로 확인할 수 있다. 도 3을 참조하면 상단 몸체(111a)가 환형 즉, 고리형상으로 수평 배치되며, 그 하부에서 하단 몸체(111b)가 반구형으로 밀폐 형성된 모습을 확인할 수 있다. The shape and structure of the base frame 110 can be specifically confirmed with reference to FIG. Referring to FIG. 3, it can be seen that the upper body 111a is horizontally arranged in an annular shape, that is, annular, and the lower body 111b is hermetically closed at the lower portion.

이와 같이, 하단 몸체(111b)는 상단 몸체(111a)의 내경으로부터 하측으로 더 연장되어 볼록하게 돌출된 반구형 부재로서, 가공 대상물로부터 배출되는 가공 부산물(즉, 칩, 분진 등을 포함하는 이물질)을 포집하는 역할을 담당한다. As described above, the lower body 111b is a hemispherical member that protrudes convexly from the inner diameter of the upper body 111a and extends downward. The lower body 111b is formed of a machining byproduct (that is, foreign matter including chips, dust, etc.) It takes charge of collecting.

특히, 하단 몸체(111b)의 바닥 부위에는 이러한 가공 부산물이 배출되는 배출공(117)이 마련된다. 다만, 도시된 배출공(117)은 하나의 예시적 형상에 불과하며, 이와 다른 형상의 구멍 또는 별도의 도어가 장착된 구조 역시 본 발명의 범주에 포함된다. Particularly, a bottom portion of the lower body 111b is provided with a discharge hole 117 through which such processing by-products are discharged. However, the illustrated vent hole 117 is only one exemplary shape, and a structure with a hole of a different shape or a separate door is also included in the scope of the present invention.

그리고 하단 몸체(111b)의 바닥면 중앙으로부터 상단 몸체(111a)를 향하여 상향 돌출된 코어부(119)가 구비되어 있는 모습을 확인할 수 있는데, 상기 코어부(119)의 상단은 가공 대상물이 안착되는 작업대(도 6의 127)와 연결되어, 상기 코어부(119)는 상기 작업대를 구조적으로 지탱해주는 기능을 제공한다. The core portion 119 protrudes upward from the center of the bottom surface of the lower body 111b toward the upper body 111a. Connected to a workbench (127 in FIG. 6), the core portion 119 provides the function of structurally supporting the workbench.

지지부(113)는 몸체부(111)(특히, 상단 몸체(111a))의 하면과 일정한 간격을 사이에 두고 바닥에 지지되는 부재로서, 도시된 바와 같이, 바닥으로부터 입설되는 복수 개(예: 4개)의 다리를 구비하며, 지지부(113)의 끝단 즉, 바닥에 접촉 지지되는 부위에는 높낮이 조절이 가능한 받침대(116)를 구비할 수 있다. 여기서, 받침대(116)는 나사 체결 및 해제를 통해 리드 폭 만큼 높이 조절되는 구조로 이루어질 수 있다. The supporting portion 113 is a member which is supported on the floor with a predetermined gap between the lower surface of the body portion 111 (in particular, the upper body 111a) and a plurality of And a pedestal 116 capable of adjusting the height can be provided at the end portion of the support portion 113, that is, the portion supported by the floor. Here, the pedestal 116 may have a structure in which the height of the pedestal 116 is adjusted by the lead width by screwing and releasing.

방진부재(115)는 몸체부(111)(특히, 상단 몸체(111a))의 하면과 지지부(113)의 상면 사이에 설정된 간격(예: 90도)을 두고 삽입되어 가공 중 발생될 수 있는 진동을 흡수하는 역할을 담당한다. 구체적인 예로, 에어쿠션(air cushion)이 이용될 수 있다. The anti-vibration member 115 is inserted between the lower surface of the body portion 111 (particularly, the upper body 111a) and the upper surface of the support portion 113 at a predetermined interval (e.g., 90 degrees) As shown in FIG. As a specific example, an air cushion may be used.

특히, 방진부재(115)는 지지부(113)가 바닥에 접촉 지지된 위치와 동일 선상, 즉 복수 개의 다리가 위치한 상부에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 위치 관계에 따라 지면으로부터 주변 진동이 장치로 전달되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이는 가공 정밀도 향상의 효과를 가져 온다.
Particularly, it is preferable that the anti-vibration member 115 is disposed on the same line as the position where the support portion 113 is supported on the floor, that is, on the upper portion where a plurality of legs are located. According to this positional relationship, it is possible to effectively prevent the peripheral vibration from being transmitted from the ground to the apparatus. This has the effect of improving the machining accuracy.

이어서, 회동프레임(130)에 관하여 설명하기로 한다. 회동프레임(130)의 구체적인 형상 및 구조는 도 4를 참조하여 확인할 수 있다. 도시된 바와 같이, 회동프레임(130)은 베이스프레임의 상부에서 일측 방향으로 연결되어 회전 구동되는 구성이다. 전체적인 외형으로는 구(球)상의 몸체를 가지며, 몸체 내부로 형성된 빈 공간은 가공 대상물이 안착되어 가공되는 수용공간(또는 작업공간)으로 활용된다.Next, the rotation frame 130 will be described. The specific shape and structure of the rotation frame 130 can be confirmed with reference to FIG. As shown in the drawing, the pivot frame 130 is connected to the upper portion of the base frame in one direction and is rotationally driven. The overall shape includes a spherical body, and an empty space formed inside the body is used as a receiving space (or work space) in which the object to be processed is seated and processed.

이러한 회동프레임(130)은 베이스프레임의 일측으로 연결되며 연결된 방향을 기준으로 회전 구동한다. 이를 위해 구동모터(도 1의 121)의 구동축과 연결되는 축공(137)이 양측으로 대향 배치되며, 상기 축공(137)을 기준으로 그 외곽 상에는 한 쌍의 호형 장공(139)이 양측으로 배치된다. 이러한 호형 장공(139)은 별도의 연결부재(미도시)를 통해 회동프레임(130)의 내부 수용공간으로 배치되는 작업대(도 6의 127)의 위치를 고정시켜 줄 때, 해당 연결부재에 의해 상기 회동프레임(130)의 회동 시 간섭되지 않도록 마련해 둔 것이다. The pivoting frame 130 is connected to one side of the base frame and rotationally driven based on the connected direction. To this end, a shaft hole 137 connected to a driving shaft of a driving motor 121 (see FIG. 1) is disposed opposite to the both sides. A pair of arc-shaped slots 139 are disposed on both sides of the shaft hole 137 . When the position of the work table (127 in FIG. 6) arranged in the internal accommodation space of the rotating frame 130 is fixed through a separate connecting member (not shown), the arc- So as not to interfere with the rotation of the rotation frame 130.

한편, 회동프레임(130)이 구동모터(도 1의 121)와 연결되는 방향에 교차하는 방향(즉, 회동프레임(130)이 회전하는 방향)의 중심선 상에는 다수의 슬롯들(131, 132a, 132b)이 1 열로 배치된다. 즉, 회동 프레임(130)의 수직 상단을 통해 레이저 가공 모듈(도 1의 170)이 설치되는 제1슬롯(131)과, 제1슬롯을 기준으로 일측 방향으로 설정된 각도로 경사지게 이격되어 밀링 주축(도 1의 180)이 설치되는 제2슬롯(132a)과, 제1슬롯을 기준으로 하여 제2슬롯과 반대 방향을 향해 설정된 각도로 경사지게 이격되어 연삭 주축이 설치되는 제3슬롯(132b)을 포함한다. 이들 제1, 2, 3 슬롯 간의 이격된 각도는 굳이 본 발명을 제한하지 않으며, 다양한 실시 형태에 따라 조금씩 달리 적용되어도 무방하다. 그리고 제1, 2, 3 슬롯의 구멍 크기는 각 슬롯을 통해 설치되는 레이저 가공 모듈, 밀링 주축, 연삭 주축의 단면 크기에 대응하여 선정될 수 있다. On the other hand, a plurality of slots 131, 132a, 132b (not shown) are formed on the center line of the direction in which the rotating frame 130 intersects the direction in which the driving motor ) Are arranged in one line. That is, the first slot 131 in which the laser machining module (170 in FIG. 1) is installed through the vertical upper end of the rotation frame 130 and the first slot 131 in which the milling spindle And a third slot 132b in which the grinding spindle is installed at an angle inclined at an angle set to the opposite direction to the second slot with respect to the first slot, do. The spaced angles between the first, second and third slots are not limitative of the present invention, and may be applied little by little according to various embodiments. The hole sizes of the first, second, and third slots may be selected corresponding to the cross-sectional size of the laser machining module, the milling spindle, and the grinding spindle installed through each slot.

또한, 상기 회동프레임(130)에는 표면상에는 적어도 하나 이상, 바람직하게는 2개 이상의 개방공(133)이 마련된다. 이 개방공(133)은 회동프레임(130) 내부 수용공간을 작업자에게 부분 노출시켜 주는 영역으로서, 가공 중 가공 대상물의 가공 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 되어 있다. In addition, at least one, preferably two or more, openings 133 are formed on the surface of the rotating frame 130. This opening 133 is an area for partially exposing the accommodating space in the rotating frame 130 to the operator so that the machining state of the object to be processed can be confirmed in real time during machining.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치에서 회동프레임 내에 레이저 가공 모듈, 밀링 주축, 연삭 주축이 장착된 모습을 보여주는 도면이다. 도시된 바와 같이, 회동 프레임(130)의 양측으로는 한 쌍의 구동모터(121)가 연결 설치되어 회동 프레임(130)에 필요한 회전력을 제공하며, 이 구동모터(121) 각각은 브래킷(123)에 의해 전술한 바와 같이 베이스프레임에 결합된다. FIG. 5 is a view showing a laser machining module, a milling spindle and a grinding spindle mounted in a turning frame in a variable machining apparatus capable of simultaneously performing multiple machining according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, a pair of driving motors 121 are connected to both sides of the rotating frame 130 to provide a rotating force necessary for the rotating frame 130. Each of the driving motors 121 includes a bracket 123, To the base frame as described above.

그리고 회동프레임(130)의 수직 상단에 마련된 제1슬롯(131)을 통해 레이저 가공 모듈(170)이 설치되며, 제2슬롯(132a)을 통해 밀링 주축(180)이 설치되고, 제3슬롯(132b)을 통해 연삭 주축(190)이 설치된 모습을 확인할 수 있다. A laser machining module 170 is installed through a first slot 131 provided at a vertical upper end of the rotation frame 130. A milling spindle 180 is installed through a second slot 132a, 132b to confirm that the grinding main shaft 190 is installed.

작업자의 실시간 지령 또는 기 저장된 프로그램에 연동하여 구동모터(121)가 회전력을 출력하면, 회동프레임(130)에 부속된 레이저 가공 모듈(170)은 물론, 밀링 주축(180) 및 연삭 주축(190)도 함께 회동프레임(130)의 회전 방향으로 위치 및 자세가 변화된다. 이러한 방식으로 단일의 장치 내에서 다양한 가공 성형이 이루어질 수 있다. The laser machining module 170 attached to the rotating frame 130 as well as the milling spindle 180 and the grinding spindle 190 are rotated by the drive motor 121 in response to the real time command of the operator or the pre- The position and attitude of the rotating frame 130 are changed in the rotating direction of the rotating frame 130. In this way, various machining operations can be performed in a single apparatus.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치에서 복합 가공이 이루어지는 동작 형태를 간략히 도시한 작동상태도이다. 6 is an operational state diagram briefly showing an operation mode in which a complex machining operation is performed in a variable machining apparatus capable of simultaneously performing a multiple machining operation according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 복합 가공 가변 머시진 장치를 통해서는 회동프레임의 회동에 연동하여 레이저 가공 모듈(170), 밀링 주축(180) 및 연삭 주축(190)의 위치 및 자세가 회전하는 동시에, 레이저 가공 모듈(170), 밀링 주축(180) 및 연삭 주축(190)은 각각 개별적으로 또는 상호 연동하여 승강 높이가 조절될 수 있다. 한편, 더 나아가 작업대(127) 상부에 안착된 가공 대상물(S)의 경우 회전 동작까지 구현되어도 무방하다. As shown in the drawing, the position and attitude of the laser machining module 170, the milling spindle 180 and the grinding spindle 190 are rotated by interlocking with the rotation of the rotating frame through the complex machining variable machining apparatus, The module 170, the milling spindle 180, and the grinding spindle 190 can be individually or interlocked with each other and the lift height can be adjusted. On the other hand, in the case of the object S placed on the worktable 127, it may be realized up to the turning operation.

상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치에 의하면, 기존의 직선운동 기반의 기구학적 메커니즘에서 벗어나 회전운동이 극대화된 구동 메커니즘을 적용하는 동시에, 단일의 장치에서 레이저 가공은 물론, 밀링 및 연삭 가공을 동시 또는 개별적으로 수행할 수 있다. 이에 따라, 가공 정도가 복잡하고 정밀한 부품 산업 예를 들면, BT 및 IT 마이크로 가공 분야에까지 활용할 수 있다. As described above, according to the variable machining apparatus capable of simultaneously performing multiple machining operations according to an embodiment of the present invention, a drive mechanism that maximizes rotational motion deviates from the existing linear motion based kinematic mechanism is applied, It is possible to perform laser processing as well as milling and grinding simultaneously or individually. Accordingly, the present invention can be applied to a component industry, for example, a BT and an IT micro-machining field, which are complicated and highly precise.

또한, 단일의 장치 내에서 필요한 레이저 가공, 밀링 가공, 연삭 가공을 동시 또는 순차적으로 수행할 수 있어, 가공 오차를 줄여줄 수 있다. 그 결과 가공 정밀도가 향상될 수 있다.
In addition, it is possible to perform necessary laser processing, milling processing, and grinding processing simultaneously or sequentially in a single apparatus, thereby reducing machining errors. As a result, the machining accuracy can be improved.

이상에서 본 발명에 따른 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치에 관한 바람직한 실시예에 관하여 살펴보았다. The preferred embodiments of the variable machining apparatus capable of simultaneous multiple machining according to the present invention have been described.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 이 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It is to be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than by the foregoing description, All changes or modifications that come within the scope of the equivalent concept are to be construed as being included within the scope of the present invention.

100: 복합 가공 동시 수행이 가능한 가변 머시닝 장치
110: 베이스프레임
111: 몸체부
110a: 상단 몸체 110b: 하단 몸체
113: 지지부 115: 방진부재
116: 받침대 117: 배출공
121: 구동모터 123: 브래킷
125: 연결부 127: 작업대
130: 회동프레임
131: 제1슬롯 132a: 제2슬롯
132: 제3슬롯 133: 개방공
137: 축공 139: 호형 장공
170: 레이저 가공 모듈
180: 밀링 주축
190: 연삭 주축100: Variable machining device capable of simultaneous execution of multiple machining
110: base frame
111:
110a: upper body 110b: lower body
113: Support part 115: Anti-vibration member
116: pedestal 117: exhaust vent
121: Driving motor 123: Bracket
125: connection 127: worktop
130: rotation frame
131: first slot 132a: second slot
132: third slot 133:
137: shaft hole 139: arc shape slot
170: laser machining module
180: Milling spindle
190: Grinding spindle

Claims

A base frame;
A rotating frame having a spherical body, a receiving space in which an object to be processed is disposed through the inside of the body, and a rotating frame rotating at an upper portion of the base frame;
A laser machining module which penetrates a vertical upper end of the pivot frame and is arranged to face the object to be processed;
A milling main spindle passing through the rotating frame at a position spaced apart from the one side of the laser processing module and disposed opposite to the object to be processed; And
And a grinding spindle which is disposed opposite to the object to be processed through the rotating frame at a position spaced apart from the other side of the laser processing module,

Wherein the base frame includes: a body portion including an annular upper body disposed on an outer periphery at an interval from the rotation frame; and a hemispherical lower body protruding downward from the upper body;
A supporting portion for supporting the body portion upwardly from the floor; And
And an anti-vibration member interposed between the body and the support to absorb vibrations transmitted from the ground,

In the lower end body,
Further comprising a core portion protruding upward from the center of the lower body through the upper body, wherein a work table on which the object is placed is connected to the upper end of the core portion.

delete

The method according to claim 1,
The vibration-
Wherein at least one air cushion is arranged on the same line as the position where the support portion is supported on the floor.

The method according to claim 1,
On the upper surface of the upper body,
And a pair of driving motors connected to rotate the rotating frame, wherein the pair of driving motors are inserted through the upper body vertically and fixed by brackets.

delete

The method according to claim 1,
In the lower end body,
And a discharge hole that penetrates the bottom surface and discharges foreign matter including chips generated during machining.

The method according to claim 1,
The pivoting frame includes:
A first slot in which the laser processing module is installed through the vertical top;
A second slot in which a milling spindle is installed to be inclined at an angle set in one direction with respect to the first slot; And
And a third slot, which is inclined with respect to the first slot at an angle set in a direction opposite to the second slot, and in which a grinding main shaft is installed.

The method according to claim 1,
In the pivot frame,
A variable machining apparatus capable of simultaneously performing a combined machining operation in which an operator is provided with an opening for partially exposing the accommodating space by cutting the surface of the rotating frame so as to confirm the machining state of the object disposed in the accommodating space.