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KR20100000546A - Laser milling hybrid machine - Google Patents

Laser milling hybrid machine Download PDF

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KR20100000546A
KR20100000546A KR1020080060085A KR20080060085A KR20100000546A KR 20100000546 A KR20100000546 A KR 20100000546A KR 1020080060085 A KR1020080060085 A KR 1020080060085A KR 20080060085 A KR20080060085 A KR 20080060085A KR 20100000546 A KR20100000546 A KR 20100000546A
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laser
milling
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KR1020080060085A
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홍국선
박광서
김인식
소범식
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주식회사 넥스메카
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Abstract

PURPOSE: A laser milling hybrid machine is provided to reduce the processing time by performing a cutting work with laser and a milling work at the same time. CONSTITUTION: A laser milling hybrid machine comprises a base(10), a worktable(11), a plate(13), and lifting plates(15,16). The worktable is transferred to the Z axis on the base. The plate is moved to the Y axis. The lifting plate is moved to the X axis. A main axis head(19) and a laser generator(20) are formed on the lifting plates. A cutting work and a milling work are consecutively performed to a material placed on the worktable.

Description

레이저 밀링 하이브리드 가공머신{Laser milling hybrid machine}Laser milling hybrid machine

본 발명은 레이저 밀링 하이브리드 가공머신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작업대 상측에 올려진 가공물을 레이저 가공을 통하여 절단함과 동시에 다양한 밀링작업의 절삭가공을 병행할 수 있도록 구성한 레이저 밀링 하이브리드 가공머신에 관한 것이다. The present invention relates to a laser milling hybrid processing machine, and more particularly, to a laser milling hybrid processing machine configured to simultaneously cut a workpiece placed on the work table through laser processing and simultaneously perform cutting processing of various milling operations. will be.

일반적으로 밀링머신이라 함은, 회전하는 날 끝을 가진 밀링커터를 사용하여 다양한 절삭가공을 수행하는 공작기계를 말하는 것으로, 최근에는 컴퓨터를 통해 제어되는 CNC 밀링머신이 상용화되고 있으며, 이러한 밀링머신은 주축모터와, X,Y,Z 축 서보모터와 연결된 컴퓨터 제어수단에 의해 작동된다.In general, the milling machine refers to a machine tool that performs various cutting operations using a milling cutter having a rotating blade end. Recently, a CNC-controlled CNC milling machine has been commercialized. It is operated by the computer control means connected to the main shaft motor and the X, Y, Z axis servo motor.

한편, 공업적으로 이용되고 있는 CO2 레이저나 YAG 레이저는 가공대상물로서의 작업물을 가열 용해할 수 있으며, 주로 작업물의 절단이나 용접 등의 가공에 의해 사용되고 있다. 이와 같이 레이저가공을 위해 사용되는 레이저 가공용 광학장치는 통상 레이저를 발진하는 레이저발전기, 이 발전기로부터의 레이저빔을 가공 헤드에 인도하는 전송 광학계 및 레이저 빔을 높은 에너지 밀도로 집광해서 피가공물 의 가공부분을 조사하기 위하여 가공 헤드 내부에 설치되는 집광 광학계를 구비하고 있다.On the other hand, the CO 2 laser and YAG laser which are industrially used can melt | dissolve the workpiece | work as a process object, and is mainly used by cutting, welding, etc. of a workpiece | work. As described above, the laser processing optical apparatus used for laser processing usually includes a laser generator that oscillates a laser, a transmission optical system that directs a laser beam from the generator to a processing head, and a laser beam, which concentrates the laser beam at a high energy density to process the workpiece. The light converging optical system is provided inside the processing head to irradiate the light.

상기와 같은 밀링머신과 레이저 가공장치는 비교적 가격이 고가이고, 또한 밀링 작업과 레이저가공 작업은 현장에서 분리되어 있는바, 작업현장에서는 1차적으로 레이저로 가공물을 절단하여 이동시킨 후, 다시 2차적으로 밀링머신 작업대에 올려 밀링 가공을 통하여 하나의 공작물을 완성하고 있다. 즉, 레이저 절단 작업과 밀링작업이 각각으로 진행되면서 작업의 연속성이 떨어지면서 레이저가공과 밀링 가공에 소요되는 시간이 길어지는 단점이 있고, 절단 비용과 밀링작업 비용을 각각으로 부담하여야 하는 문제점이 있다.The milling machine and the laser processing apparatus as described above are relatively expensive, and the milling and laser processing operations are separated in the field. At the work site, the workpiece is first cut and moved by laser, and then secondarily. It is then placed on a milling machine workbench to complete a workpiece through milling. That is, as the laser cutting and milling operations are performed in each case, the continuity of the work decreases and the time required for the laser processing and the milling process is lengthened, and there is a problem in that the cutting and milling costs must be borne by each. .

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 작업대 상측에 올려진 가공물을 레이저 가공을 통하여 절단함과 동시에 다양한 밀링작업의 절삭가공을 병행할 수 있도록 구성한 레이저 밀링 하이브리드 가공머신을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, to provide a laser milling hybrid processing machine configured to simultaneously cut the workpiece placed on the work table through laser processing and at the same time cutting processing of various milling operations. The purpose is.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 베이스 상측에 Z축으로 이송되는 작업대와, Y축으로 이동되는 플레이트와, X축으로 이동하는 승강 플레이트에 있어서, 상기 X축으로 이동하는 승강 플레이트를 복수로 형성시키되, 상기 승강 플레이트에는 각각으로 작동하는 주축 헤드와 레이저 발생기를 형성하여 가공물을 연속적 으로 절단 및 밀링 가공할 수 있도록 구성함에 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of lifting plates moving on the X axis in the work table to be transferred to the Z-axis, the plate to be moved to the Y-axis, and the lifting plate to move to the X-axis above the base. Forming, but the lifting plate is characterized in that it is configured to continuously cut and mill the workpiece by forming a spindle head and a laser generator to operate respectively.

이상과 같이 본 발명은 작업현장에서 레이저로 가공물을 절단하는 작업 및 밀링작업을 동시에 할 수 있는 특징이 있고, 이로 인해 작업의 연속성이 향상되므로 가공에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있는 효과는 물론, 가공비용을 최소화 할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention has the feature of simultaneously cutting and milling a workpiece with a laser at a work site, and as a result, the continuity of the work is improved, thereby greatly reducing the time required for processing. This has the advantage of minimizing the processing cost.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사적인 의미로 한정해서 해석하는 것은 바람직하지 않으며, 발명자의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 할 것이다.The terms or words used in the present specification and claims are not to be construed as being limited to ordinary or private meanings, and the concept of terms may be appropriately defined to explain the inventor's invention in the best way. It should be interpreted to mean and concept in accordance with the technical idea of the present invention.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings as follows.

도 1은 본 발명의 요부가 조립된 상태의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 요부가 조립된 상태의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 요부가 조립된 상태의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 요부가 작동되는 상태를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view of a state in which the main portion of the present invention is assembled, FIG. 2 is a front view of a state in which the main portion of the present invention is assembled, FIG. 3 is a side view of a state in which the main portion of the present invention is assembled, and FIG. It is a perspective view showing a state in which the main portion of the operation.

본 발명은 도 1과 같이 베이스(10) 상측에 Z축으로 이송되는 작업대(11)와, Y축으로 이동되는 플레이트(13)와, X축으로 이동하는 승강 플레이트(15)(16)를 각각으로 형성한다.As shown in FIG. 1, the present invention includes a work table 11 that is moved in the Z-axis above the base 10, a plate 13 that is moved in the Y-axis, and elevating plates 15 and 16 that move in the X-axis, respectively. To form.

상기 X축으로 이동하는 승강 플레이트(15)(16)는 복수로 형성하고, 또한 각 각으로 작동하는 주축 헤드(19)와 레이저 발생기(20)를 함께 형성한다.The elevating plate 15 and 16 moving along the X axis are formed in plural, and the main shaft head 19 and the laser generator 20, which operate in each case, are formed together.

상기 작업대(11)는 Z축 LM 가이드(24)와 조립된 상태에서 볼 스크루(21)와 연결되는 Z축 서보모터(12)의 작동에 의해 전진 및 후진하는 구성이다.The worktable 11 is configured to move forward and backward by the operation of the Z-axis servomotor 12 connected to the ball screw 21 in the assembled state with the Z-axis LM guide 24.

상기 플레이트(13)는 Y축 LM 가이드(25)와 조립된 상태에서 볼 스크루(22)와 연결되는 Y축 서보모터(14)의 작동에 의해 이동할 수 있도록 구성하였다.The plate 13 is configured to be moved by the operation of the Y-axis servomotor 14 connected to the ball screw 22 in the assembled state with the Y-axis LM guide 25.

상기 승강 플레이트(15)(16)는 각각으로 조립된 X축 LM 가이드(26)와 조립됨과 아울러 각각의 X축 서보모터(17)(18)의 작동으로 주축헤드(19)와 레이저 발생기(20)가 상하로 작동되면서 그 위치를 조정할 수 있다.The elevating plates 15 and 16 are assembled with the X-axis LM guides 26 assembled as well, and the main shaft head 19 and the laser generator 20 are operated by the operation of the respective X-axis servomotors 17 and 18. ) Can be adjusted up and down.

상기 레이저 발생기(20)는 CO2 레이저(적외선 영역 9~11㎛)나 YAG 레이저(근적외선 영역 1.064㎛)를 사용하여 가공물을 절단할 수 있도록 하고, 승강 플레이트(15)에 조립된 주축 헤드(19)는 독립된 서보 모터의 작동으로 절삭공구를 작동시키는 구성이다. 이와 같이 구성되는 장치는 별도의 컨트롤 박스(미도시됨)의 조작부를 통하여 설정테이터를 입력하게 되며, 아울러 일정 작업을 선택하는 모드는 원터치식 스위치로 작업할 수 있다. 즉, 도 4와 작업대(11)에 올려진 가공물은 1차적으로 레이저 발생기(20)로부터 나오는 레이저빔에 의해 절단된 상태로 대기하고, 2차적으로 주축헤드(19)는 절삭공구를 회전시키면서 가공물을 연속적으로 가공할 수 있는 것이다.The laser generator 20 is capable of cutting the workpiece using a CO 2 laser (infrared region 9-11 μm) or a YAG laser (near infrared region 1.064 μm), and the spindle head 19 assembled to the elevating plate 15. ) Is a component that operates the cutting tool by the operation of an independent servo motor. The apparatus configured as described above inputs the setting data through an operation unit of a separate control box (not shown), and a mode for selecting a schedule operation may be performed by a one-touch switch. That is, the workpiece placed on the workbench 11 in FIG. 4 is primarily in a state of being cut by the laser beam emitted from the laser generator 20, and the spindle head 19 is secondarily processed while rotating the cutting tool. Can be processed continuously.

다음, 이와 같은 절단 작업과 밀링 작업이 종료되면, 작업대(11)는 Z축 서보 모터(14)와 연결된 볼스크루(21)가 회전에 의해 Z축 LM 가이드(24)를 타고 다음 작 업 위치로 이동하게 된다. 이때, Y축 서보모터(14)의 작동에 의해 볼스크루(22) 또한 작동하면서 플레이트(13) 부분을 좌,우측으로 이동시키게 되며, 상기 플레이트(13)와 일체로 조립되는 승강 플레이트(15)(16) 역시 동시에 이동하는 것은 당연하고, 레이저 발생기(20)는 다음 작업을 위해서 가공물의 절단 위치로 이동된다.Next, when the cutting and milling operation is completed, the workbench 11 is rotated by the ball screw 21 connected to the Z-axis servo motor 14 to the next working position by the rotation of the Z-axis LM guide 24. Will move. At this time, while the ball screw 22 is also operated by the operation of the Y-axis servomotor 14, the plate 13 is moved to the left and right sides, and the lifting plate 15 is integrally assembled with the plate 13. (16) It is also natural to move simultaneously, and the laser generator 20 is moved to the cutting position of the workpiece for the next operation.

상기의 상황에서 레이저 발생기(20)를 고정시킨 승강 플레이트(16)는 X축 서보모터(18)와 연결된 볼스크루(23)의 작동에 의해 상하방향으로 이동되면서 레이저빔을 최상의 위치에서 주사할 수 있다. 또한, 주축 헤드(19)를 고정한 승강 플레이트(15)는 X축 서보모터(17)와 연결된 볼스크루(23)의 작용에 의해 상하방향으로 이동하면서 가공물의 절삭위치로 이동시키게 된다. 이때, 상하 이동조절은 좌표값을 정확히 인지하거나 기타의 데이터 값으로 인식할 수 있다.In the above situation, the lifting plate 16 fixing the laser generator 20 can move the laser beam at the best position while being moved up and down by the operation of the ball screw 23 connected to the X-axis servomotor 18. have. In addition, the elevating plate 15 fixing the spindle head 19 is moved to the cutting position of the workpiece while moving in the vertical direction by the action of the ball screw 23 connected to the X-axis servomotor 17. At this time, the vertical movement control can recognize the coordinate value accurately or other data value.

결과적으로, 작업현장에서 레이저를 통해 가공물의 절단작업 및 밀링작업을 동시에 할 수 있게 되어 가공에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있는 효과가 기대된다.As a result, it is possible to cut and mill the workpieces at the same time through the laser at the work site, which is expected to greatly reduce the time required for processing.

도 1은 본 발명의 요부가 조립된 상태의 사시도. 1 is a perspective view of the main portion of the present invention assembled.

도 2는 본 발명의 요부가 조립된 상태의 정면도. 2 is a front view of the main portion of the present invention assembled.

도 3은 본 발명의 요부가 조립된 상태의 측면도. Figure 3 is a side view of the main portion of the present invention assembled.

도 4는 본 발명의 요부가 작동되는 상태를 나타낸 사시도.Figure 4 is a perspective view showing a state in which the main portion of the present invention operates.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10. 베이스 11. 작업대10. Base 11. Workbench

12. Z축 서보모터 13. 플레이트12. Z-axis Servo Motor 13. Plate

14. Y축 서보모터 15,16. 승강 플레이트14.Y-axis servo motor 15,16. Lifting plate

17,18. X축 서보모터 19. 주축 헤드17,18. X-axis servo motor 19. Spindle head

20. 레이저 발생기 21,22,23. 볼스크루20. Laser generator 21,22,23. Ball screw

24. Z축 LM 가이드 25. Y축 LM 가이드24.Z axis LM guide 25.Y axis LM guide

26. X축 LM 가이드 26.X-axis LM Guide

Claims (3)

작업대에 안착된 가공물을 절삭 가공하도록 X축, Y축, Z축 방향으로 자동 이송시키도록 구성되는 밀링머신에 있어서,In a milling machine configured to automatically feed the workpiece placed on the workbench in the X-axis, Y-axis, Z-axis direction for cutting 베이스(10) 상측에 Z축으로 이송되는 작업대(11)와, Y축으로 이동되는 플레이트(13)와, X축으로 이동하는 승강 플레이트(15)(16)를 각각으로 형성시키되, Above the base 10 to form a work table 11 to be transferred to the Z-axis, a plate 13 to be moved to the Y-axis, and elevating plates 15 and 16 to move to the X-axis, respectively, 상기 X축으로 이동하는 승강 플레이트(15)(16)는 복수로 형성됨과 함께 상기 승강 플레이트(15)(16)에는 각각으로 작동하는 주축 헤드(19)와 레이저 발생기(20)를 형성하여 작업대(11)에 올려진 가공물을 연속적으로 절단 및 밀링 가공할 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 레이저 밀링 하이브리드 가공머신. The lifting plate 15 and 16 moving in the X axis is formed in plural, and the lifting plate 15 and 16 is formed with a spindle head 19 and a laser generator 20 that operate respectively, thereby forming a work table ( 11) Laser milling hybrid processing machine, characterized in that it is configured to continuously cut and mill the workpiece placed on. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 승강 플레이트(15)(16)는 각각으로 조립된 X축 LM 가이드(26)와 조립된 후, X축 서보모터(17)(18)와 연결된 볼 스크루(23) 회전 작동으로 주축헤드(19)와 레이저 발생기(20)를 상하 방향으로 작동시키면서 그 위치를 조정할 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 레이저 밀링 하이브리드 가공머신.The elevating plates 15 and 16 are assembled with the X-axis LM guides 26 assembled therein, and then the spindle head 19 is operated by rotating the ball screw 23 connected to the X-axis servomotors 17 and 18. Laser milling hybrid processing machine, characterized in that configured to adjust the position while operating the laser generator 20 in the vertical direction. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 작업대(11)는 Z축 LM 가이드(24)와 조립된 상태에서 볼 스크루(21)와 연결되는 Z축 서보모터(12)의 작동에 의해 전진 및 후진함과 아울러 플레이트(13) 는 Y축 LM 가이드(25)와 조립된 상태에서 볼 스크루(22)와 연결되는 Y축 서보모터(14)의 작동에 의해 이동할 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 레이저 밀링 하이브리드 가공머신.The worktable 11 is moved forward and backward by the operation of the Z-axis servomotor 12 connected to the ball screw 21 in the assembled state with the Z-axis LM guide 24 and the plate 13 is Y-axis. Laser milling hybrid processing machine, characterized in that configured to be moved by the operation of the Y-axis servomotor (14) connected to the ball screw 22 in the assembled state with the LM guide (25).
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