特許 6162883 数値制御工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6162883

(24)【登録日】2017年6月23日

(45)【発行日】2017年7月12日

(54)【発明の名称】数値制御工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 1/01 20060101AFI20170703BHJP

   B23Q 1/62 20060101ALI20170703BHJP

【ＦＩ】

   B23Q1/01 W

   B23Q1/62 C

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-510615(P2016-510615)

(86)(22)【出願日】2014年4月23日

(65)【公表番号】特表2016-516601(P2016-516601A)

(43)【公表日】2016年6月9日

(86)【国際出願番号】KR2014003528

(87)【国際公開番号】WO2014178559

(87)【国際公開日】20141106

【審査請求日】2015年10月23日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0050013

(32)【優先日】2013年5月3日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】515295854

【氏名又は名称】ミン，ビョン ドク

(74)【代理人】

【識別番号】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(72)【発明者】

【氏名】ミン，ビョン ドク

【審査官】 青山 純

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０２１２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６２３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０７９５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−００９１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５５８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３０１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１１９３１９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １／００ − １／７６

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体に第１ポスト部材が左右側方向にスライディング可能に設置される数値制御工作機械において、
前記本体に、第１ポスト部材のスライディング方向に長くそれぞれ設置されて互いに平行に離隔され、前記第１ポスト部材の一の側とそれぞれ結合されて第１ポスト部材のスライディングをガイドする第１、２水平レールと、
前記第１、２水平レールの間にて、前記第１、２水平レールの駆動中心部を結ぶ線分の中心の位置に、第１ポスト部材のスライディング方向に長く設置されて前記第１ポスト部材に結合され、第１ポスト部材をスライディングさせる第１駆動スクリューと、
前記本体に、第１ポスト部材のスライディング方向に長く設置され、前記第１、２水平レールの駆動中心部を互いに連結する線分についての中心を通る垂線の上に位置して前記第１ポスト部材の他の側と結合され、第１ポスト部材のスライディングをガイドする第３水平レールと、を含み、
前記第１、３水平レールの駆動中心部を互いに連結する線分の長さと、第２、３水平レールの駆動中心部を互いに連結する線分の長さとは同じであることを特徴とする数値制御工作機械。

【請求項2】

前記第１ポスト部材に上下方向にスライディング可能に設置される第２ポスト部材と、
前記第２ポスト部材に上下方向に長く設置され、前記第１ポスト部材の３地点と結合されて第１ポスト部材に対して前記第２ポスト部材の昇降をガイドする第１、２、３垂直レールと、を更に含む請求項１に記載の数値制御工作機械。

【請求項3】

前記第１、２垂直レールは前記第２ポスト部材の両側部に互いに対向して設置され、前記第３垂直レールは第２ポスト部材の前面部に設置されることを特徴とする請求項２に記載の数値制御工作機械。

【請求項4】

前記第２ポスト部材の後方の中心には、前記第２ポスト部材の背面部とねじ結合されて第２ポスト部材を上下方向にスライディングする第２駆動スクリューと、第２駆動スクリューを駆動する第２駆動モータとで構成される、第２駆動部が垂直に長く設置され、前記第３垂直レールと第２駆動スクリューは、前記第２ポスト部材を中心に、反対側に平行に配置されることを特徴とする請求項３に記載の数値制御工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は数値制御工作機械に関するものであり、より詳しくは、被加工物を加工するための加工部材の精密な位置制御が可能な数値制御工作機械に関するものである。

【背景技術】

【0002】

数値制御工作機械とは数値制御装置を使用して運転する工作機械であって、NC工作機械ともいう。数値制御装置は機械に動作を指令する計算機指令器具、機械が果たして指令に従って動いているのか否かを検出する器具、及び目標値と検出値を比較し互いに異なる場合にはそれに応じて訂正動作が自動的に行われる器具などで構成される。

【0003】

工作図面から工作物の模様・寸法、加工条件としての加工順序・切削速度及び切削工具などの種類や大きさなどを特殊な数字の記号に翻訳し、この記号を制御装置に入力すると工作機械に指令が下されて切削工具がその指令通りに作動して自動的に切削する。

【0004】

多重の部品を製造するために製作されたものであって、ミリングマシンによるカム切削やボーリングマシンで穴を開ける位置の自動位置決定などに応用される。現在は旋盤などにも数値制御式が採択されて一般化されている。半導体技術とコンピュータの発展でＮＣ工作機械内にコンピュータを内装したＮＣ工作機械をＣＮＣ工作機械という。

【0005】

従来のＣＮＣ工作機械の例が特許文献１、特許文献２に開示されている。

【0006】

特許文献１のＣＮＣ旋盤によると、被加工材を加工するための主軸スピンドル束が上下左右に移動するように形成されることで被加工材を加工するチャックの位置が自動的に決定される。この際、主軸スピンドル束を左右方向に移動するための一対のガイドが左右方向に長く設置されるが、２つのガイドは上下に離隔設置される。一対のガイドには主軸スピンドル束の背面部がスライディング可能に結合される。

【0007】

このような構造を有する先行文献１のＣＮＣ旋盤によると、主軸スピンドル束の背面部のみがガイドによって支持されて前面部は支持されないため、主軸スピンドル束が左右にスライディングされる過程で荷重が前に傾いてスライディングが円滑に行われず、結果的にチャックの正確な位置制御が難しい。

【0008】

特許文献２のＣＮＣ工作機械によると、３つの駆動部が上下にスライディングするように形成されることで工作物を加工するカッターの位置が自動的に決定される。この際、３つの駆動部を上下にスライディングするための一対のガイドがポスト部材の前面に上下方向に長く設置される。２つのガイドは上下に離隔設置される。一対のガイドに３つの駆動部を支持するスライディング部材の背面部がスライディング可能に結合される。

【0009】

このような構造を有する特許文献２のＣＮＣ工作機械によると、特許文献１と同じくスライディング部材の背面部のみがガイドによって支持されて前面部は支持されない。よって、スライディング部材が上下にスライディングされる過程で荷重が前に傾いてスライディングが円滑に行われず、結果的にカッターの正確な位置制御が難しい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】大韓民国特許公報第１９９６−００１３１７１号

【特許文献2】大韓民国特許公報第２００９−００３２６７５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明の目的は上述したような従来の問題点を解消するために案出されたものであって、加工部材の位置を制御するためにスライディングされるポスト部材の荷重が一方に傾くことを防止することでポスト部材のスライディングが円滑に行われ、加工部材を正しい位置に正確に位置することができる数値制御工作機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の数値制御工作機械は、本体に左右側方向にスライディング可能に設置される第１ポスト部材と、本体に左右方向に長く設置されて第１ポスト部材の背面部の２地点及び前面部の１地点とそれぞれ結合されて第１ポスト部材のスライディングをガイドする第１、２、３水平レールと、を含む。

【0013】

第１、２水平レールは第１ポスト部材の後方に上下に離隔されて設置され、第３水平レールは第１ポスト部材の前方に設置される。

【0014】

第３水平レールの設置高さは第１、２水平レールの高さの間に位置する。

【0015】

第１、２水平レールの間には第１ポスト部材をスライディングするために第１駆動モータと第１駆動スクリューで構成される第１駆動部が配置されるが、第１駆動スクリューは第１、２水平レールの駆動中心部を結ぶ線分の中心に位置し、第３水平レールは第１、２水平レールの駆動中心部を結ぶ線分の中心に垂直な線の上に位置する。

【0016】

第１、３水平レールの駆動中心部を互いに連結する線分と第２、３水平レールの駆動中心部を互いに連結する線分の長さは同じである。

【0017】

本発明の数値制御工作機械は、第１ポスト部材に上下方向にスライディング可能に設置される第２ポスト部材と、第２ポスト部材に上下方向に長く設置され、第１ポスト部材の３地点と結合されて第１ポスト部材に対する第２ポスト部材の昇降をガイドする第１、２、３垂直レールと、を更に含む。

【0018】

第１、２垂直レールは第２ポスト部材の両側部に互いに対向に設置され、第３垂直レールは第２ポスト部材の前面部に設置される。

【0019】

第２ポスト部材の後方の中心には第２ポスト部材の背面部とねじ結合されて第２ポスト部材を上下方向にスライディングする第２駆動スクリューと第２駆動スクリューを駆動する第２駆動モータで構成される第２駆動部が垂直に長く設置され、前記第３垂直レールと第２駆動スクリューは前記第２ポスト部材を中心に反対側に平行に配置される。

【発明の効果】

【0020】

本発明の数値制御工作機械によると、以下のような効果がある。

【0021】

第一に、左右側方向にスライディングされる第１ポスト部材の背面部の２地点と前面部の１地点が第１、２、３水平レールによってスライディング可能に支持されることで、第１ポスト部材の荷重が第２水平レールによって支持されて第１、２水平レールの誤差によって発生し得る第１ポスト部材の荷重による位置変位を最小化する。

【0022】

特に、第１駆動スクリューが第１、２水平レールの駆動中心部を連結する線分の中心に位置し、第３水平レールが第１、２水平レールの高さの間に位置するが、第１、２水平レールを連結する線分の中心から垂直な線の上に位置することで、第１駆動スクリューが回転する際に第３水平レールによって発生し得る力の不均衡を抑制するため、第１ポスト部材が安定的にスライディングされる。それを介し、被加工物を加工するための加工部材の精密な位置制御が可能になる。

【0023】

第二に、第１ポスト部材に３地点と第２ポスト部材に具備される第１、２、３垂直レールがスライディング可能に結合されることで、第２ポスト部材の位置に応じて第２ポスト部材の左右の動きによって発生する第２ポスト部材の左右前後方向の揺れの誤差を最小化するため、第２ポスト部材が垂直方向に安定的で正確にスライディングされる。

【0024】

特に、第３垂直レールが第２ポスト部材を中心に第２駆動スクリューの反対側に平行に配置されると、第２駆動スクリューが回転する際に第２垂直レールによって第１、２垂直レールによって発生し得る力の不均衡を抑制するため第２ポスト部材が安定的で円滑にスライディングされる。それを介し、被加工物を加工するための加工部材の精密な位置制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の好ましい実施例による数値制御工作機械を示す斜視図である。

【図2】第１ポスト部材が上部本体に設置されている様子を示す拡大斜視図である。

【図3】第１ポスト部材と水平レール、そして第１駆動スクリューの関係を示す図である。

【図4】第１、２、３水平レールと第１駆動スクリューとの配置関係を示す図である。

【図5】第２ポスト部材が第１ポスト部材に設置されている様子を示す拡大斜視図である。

【図6】第２ポスト部材と垂直レール、そして第２駆動スクリューの関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の好ましい実施例による数値制御工作機械を添付した図面を参照して詳細に説明する。

【0027】

図１は、本発明の好ましい実施例による数値制御工作機械を示す斜視図である。

【0028】

本発明による数値制御工作機械は、下部本体１０、上部本体２０、第１ポスト部材３０、第１駆動部４０、第２ポスト部材５０、第２駆動部６０及び作業台７０を含む。

【0029】

下部本体１０は上面が平らな面に形成され、上面に作業台７０がレール（図示せず）に沿ってスライディング可能に設置される。

【0030】

上部本体２０は、下部本体１０の上面に設置されて第１ポスト部材３０、第１駆動部４０、第２ポスト部材５０及び第２駆動部６０を支持する。上部本体２０は、前後に離隔設置されて前記構成要素を支持する一対の支持台２１、２２で構成される。前方に位置する前方支持台２１の高さは後方に位置する後方支持台２２の高さより低く形成される。前方支持台２１と後方支持台２２は間隔を置いて設置され、その間に第１ポスト部材３０が左右側方向にスライディング可能に設置される。

【0031】

第１ポスト部材３０は、上部本体２０に左右側方向にスライディング可能に設置され、その背面部の２地点と前面部の１地点に上部本体２０に設けられた第１、２、３水平レール８０、８１、８２にそれぞれスライディング可能に結合される。

【0032】

第１駆動部４０は、上部本体２０を構成する２つの支持台２１、２２のうち後方支持台２２の前面部に設置され、駆動時に第１ポスト部材３０を側方向に位置移動する。第１駆動部４０は、第１駆動モータ４１と、第１駆動モータ４１に軸結合され、その外側に第１ポスト部材３０の背面部に設けられた後述する第１結合部３３がねじ結合される第１駆動スクリュー４２を含む。

【0033】

第２ポスト部材５０は、第１ポスト部材３０に上下垂直方向にスライディング可能に設置され、その下端に被加工物を加工するための加工部材（図示せず）が装着される。

【0034】

第２駆動部６０は第１ポスト部材３０の背面部に設置され、駆動時に第２ポスト部材５０を垂直方向に位置移動する。

【0035】

作業台７０は下部本体１０の上面に設置され、その上面に被加工物が置かれて加工されるものであって、第３駆動部（図示せず）によって前後方向にスライディング可能に設置される。

【0036】

図２は第１ポスト部材が上部本体に設置されている様子を示す拡大斜視図であり、図３は第１ポスト部材と水平レール、そして第１駆動スクリューの関係を示す図であり、図４は第１、２、３水平レールと第１駆動スクリューとの配置関係を示す図である。

【0037】

上部本体２０を構成する２つの支持台２１、２２に、第１ポスト部材３０のスライディングをガイドする第１、２、３水平レール８０、８１、８２が、左右方向に長く設置される。上述したように、後方支持台２２の上面の高さは前方支持台２１の上面の高さより高く形成される。

【0038】

第１水平レール８０は後方支持台２２の上面に設置され、その上面が上を向いている。第２水平レール８１は、後方支持台２２の前面に第１水平レール８０と距離を置いて設置され、その上面が前方を向いている。第２水平レール８１は第２水平レール８０に比べ前に突出された位置に形成される。第３水平レール８２は前方支持台２１の上面に設置され、その上面が上向いている。

【0039】

第１ポスト部材３０の背面部の２地点と前面部の１地点には、各水平レール８０、８１、８２とそれぞれスライディング可能に噛み合うスライディング部３１がそれぞれ具備される。

【0040】

第３水平レール８２とそれに噛み合うスライディング部３１は、第１ポスト部材３０の前面部に傾く荷重を支持することで、第１ポスト部材３０の安定的な位置を確保する。

【0041】

第１駆動スクリュー４２の設置位置は、第１水平レール８０の駆動中心部と第２水平レール８１の駆動中心部とを連結する仮想の線分Ｌ１の中心に位置する。そして、第３水平レール８２の位置は、第１、２水平レール８０、８１の高さの間に位置するが、第１、２水平レール８０、８１を連結する線分Ｌ１の中心と垂直を成す線の上に位置することが好ましい。そして、第１、３水平レール８０、８２の駆動中心部を連結する仮想の線分Ｌ２と、第２、３水平レール８１、８２の駆動中心部と、を連結する仮想の線分Ｌ３は、同じ高さに形成されることが好ましい。よって、水平レール８０、８１、８２の駆動中心部を連結する線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３によって形成される三角形は二等辺三角形を形成する。これは、第１駆動スクリュー４２が回転する際に第３水平レール８２によって発生するモーメントのために、第１、２水平レール８０、８１に伝達される力の不均衡を解消して安定的にスライディングされるようにするためである。これを介し、被加工物を加工するための加工部材の精密な位置制御が可能になる。

【0042】

第１駆動スクリュー４２は第１駆動モータ４１に軸結合され、その外側に第１ポスト部材３０の背面部に設けられた第１結合部３２がねじ結合される。よって、第１駆動モータ４１を駆動すると第１駆動スクリュー４２が回転する際に、第１ポスト部材３０は回転が防止された状態で側方向にスライディングされる。

【0043】

図５は第２ポスト部材が第１ポスト部材に設置されている様子を示す拡大斜視図であり、図６は第２ポスト部材と垂直レール、そして第２駆動スクリューの関係を示す図である。

【0044】

第１ポスト部材３０には第２ポスト部材５０が上下に貫通設置されるように設置空間が設けられる。設置空間の内側には後述する第１、２、３垂直レール９０、９１、９２とそれぞれスライディング可能に噛み合う複数個のスライディングガイド３３が設置される。

【0045】

第２ポスト部材５０は平面から見ると中空であり、背面部が平面状に形成され、前面部及び両側部が曲面に形成される。

【0046】

第２ポスト部材５０の両側部と前面部には、第２ポスト部材５０が垂直方向にスライディングされるようにガイドする垂直レール９０、９１、９２がそれぞれ上下方向に長く設置される。

【0047】

第１、２垂直レール９０、９１は、第２ポスト部材５０の両側部に互いに対向に設置される。これは、第１ポスト部材３０の水平方向の動きによって発生する第２ポスト部材５０の垂直高さの変化による左右揺れを防止するためである。

【0048】

第３垂直レール９２は第２ポスト部材５０の前面部の中心に設置される。これは、第２ポスト部材５０が垂直方向にスライディングする際に発生する第２ポスト部材５０の重心の変化による前後揺れを防止するためである。

【0049】

第２駆動部６０は第２ポスト部材５０の後方の中心に設置される。このような第２駆動部６０は第２駆動モータ６１と、第２駆動モータ６１に軸結合されてその外側に第２ポスト部材５０の背面部に設けられた第２結合部５１がねじ結合される第２駆動スクリュー６２を含む。この際、第２駆動スクリュー６２は第２ポスト部材５０の方向の中心に位置し、第３垂直レール９２は第２ポスト部材５０の前面部の中央に位置し、第３垂直レール９２と第２駆動スクリュー６２は第２ポスト部材５０を中心に反対側に平行に配置される。

【0050】

このように、第３垂直レール９２が第２駆動スクリュー６２と反対側に平行に配置されると、第２駆動スクリュー６２が回転する際に第３垂直レール９２によって発生するモーメントのために第１、２垂直レール９０、９１に伝達される力の不均衡を解消するため、第２ポスト部材５０が安定的で円滑にスライディングされる。それを介し、被加工物を加工するための加工部材の精密な位置制御が可能になる。

【0051】

これまで本発明の数値制御工作機械を好ましい実施例に基づいて説明したが、本発明が特定実施例に限定されることはなく、該当分野の通常の知識を有する者が特許請求の範囲に記載された範疇内で自由に変更してもよい。

【符号の説明】

【0052】

１０：下部本体 ２０：上部本体
２１：前方支持台 ２２：後方支持台
３０：第１ポスト部材 ３１：スライディング部
３２：第１結合部 ３２：スライディングガイド
４０：第１駆動部 ４１：第２駆動モータ
４２：第１駆動スクリュー ５０：第２ポスト部材
５１：第２結合部 ６０：第２駆動部
６１：第２駆動モータ ６３：第２駆動スクリュー
７０：作業台 ８０：第１水平レール
８１：第２水平レール ８２：第３水平レール
９０：第１垂直レール ９１：第２垂直レール
９２：第３垂直レール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】