무주형 주조 성형기

申请号 KR1020137033535 申请日 2011-05-18 公开(公告)号 KR101640653B1 公开(公告)日 2016-07-18
申请人 어드밴스드 매뉴팩츄어 테크놀로지 센터, 차이나 아카데미 오브 머시너리 사이언스 앤드 테크놀로지; 发明人 샨종데; 리우펭; 리우리민; 리시웬; 첸샤오카이;
摘要 본발명은무주형주조성형기를제공하는데최소한 X축운동시스템(10), Y축운동시스템(30), Z축운동시스템(50)을포함하는다수축의운동시스템과, 다수축의운동시스템의하방에위치하는테이블을포함하고, 무주형주조성형기는테이블의하방에설치된이동작업대시스템(60)을더 포함하고, 그이동작업대시스템은 X축에평행되는방향에따라왕복이동가능한이동지지대를포함하고, 이동지지대에는이동지지대와연동하는테이블을지지하여상승시키는상승장치가설치된다. 본발명의무주형주조성형기에의하면들어올리는도구가필요없이테이블을이동시킬수 있어사이즈가크고복잡한캐비티의주형을가공할수 있고환경오염이적다.
权利要求
  • 최소한 X축 운동시스템(10), Y축 운동시스템(30), Z축 운동시스템(50)을 포함하는 다수 축의 운동시스템과, 상기 다수 축의 운동시스템의 하방에 위치하는 테이블(20)을 포함하는 무주형 주조 성형기에 있어서,
    상기 X축에 평행되는 방향에서 왕복이동가능하고, 상기 테이블(20)을 지지하여 상승시키는 상승 장치(63)가 설치된 이동지지대(61)를 포함하며, 상기 테이블(20)의 하방에 설치되는 이동작업대 시스템(60)을 더 포함하고, 상기 상승 장치(63)가 상기 테이블(20)과 상기 이동지지대(61)를 연동시키며,
    상기 X축 운동시스템(10)은 평행되게 설치된 제1 X축 운동시스템(13) 및 제2 X축 운동시스템(15)을 포함하고, 상기 제1 X축 운동시스템(13)은 제1 지지대(41)에 지지되고, 상기 제2 X축 운동시스템(15)은 제2 지지대(42)에 지지되며, 상기 제1 지지대(41)와 상기 제2 지지대(42)는 소정 거리 떨어져 있고,
    상기 Y축 운동시스템(30)의 양단은 각각 상기 제1 X축 운동시스템(13) 및 제2 X축 운동시스템(15)과 슬라이트 가능하게 결합되고,
    상기 Z축 운동시스템(50)은 상기 Y축 운동시스템(30)과 슬라이트 가능하게 결합되며,
    상기 이동지지대(61)는 상기 제1 지지대(41)와 상기 제2 지지대(42) 사이에 설치되며,
    상기 제1 지지대(41)와 상기 제2 지지대(42)에 수축형의 주조사 락하 홈(43)이 설치되는 것을 특징으로 하는 무주형 주조 성형기.
  • 삭제
  • 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 지지대(41)의 상기 제2 지지대(42)를 향한 측에 제1 받침대(410)가 설치되고, 상기 제2 지지대(42)의 상기 제1 지지대(41)를 향한 측에 제2 받침대(420)가 설치되며, 상기 제1 받침대(410)와 상기 제2 받침대(420)가 결합되어 상기 테이블(20)을 지지하는 것을 특징으로 하는 무주형 주조 성형기.
  • 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 X축 운동시스템(13)이 상기 제1 지지대(41)에 장착되는 제1 X축 슬라이드레일(131)과, 상기 제1 X축 슬라이드레일(131)에 설치되는 제1 X축 슬라이더(133)와, 상기 제1 X축 슬라이더(133)를 구동하는 제1 X축 구동장치(137)를 포함하고,
    상기 제2 X축 운동시스템(15)이 상기 제2 지지대(42)에 장착되는 제2 X축 슬라이드레일(151)과, 상기 제2 X축 슬라이드레일(151)에 설치되는 제2 X축 슬라이더(153)와, 상기 제2 X축 슬라이더(153)를 구동하는 제2 X축 구동장치를 포함하며, 상기 제1 X축 구동장치와 상기 제2 X축 구동장치는 동기 운동하고,
    상기 Y축 운동시스템(30)이 Y축 슬라이드레일(31)과, 상기 Y축 슬라이드레일(31)에 설치되는 Y축 슬라이더(33)와, 상기 Y축 슬라이더(33)를 구동하는 Y축 구동장치(35)를 포함하고, 상기 Y축 슬라이드레일(31)의 양단이 각각 상기 제1 X축 슬라이더(133)와 제2 X축 슬라이더(153)에 연결되고,
    상기 Z축 운동시스템(50)이 Z축 슬라이드레일(51)과, 상기 Z축 슬라이드레일(51)에 설치되는 Z축 슬라이더(53)와, 상기 Z축 슬라이더를 구동하는 Z축 구동장치(55)를 포함하고, 상기 Z축 슬라이더(53)가 상기 Y축 슬라이더(33)에 연결되는 것을 특징으로 하는 무주형 주조 성형기.
  • 청구항 4에 있어서,
    상기 다수 축의 운동시스템은 5개의 축의 운동시스템이고, 이 5개의 축의 운동시스템이
    상기 Z축 슬라이드레일의 하부에 장착되고, C축 회전 부품(711)과 상기 C축 회전 부품(711)을 구동하여 회전시키는 C축 구동장치(712)를 포함하는 C축 운동시스템(71)과,
    상기 C축 회전 부품(711)에 장착되고, A축 회전축과 상기 A축 회전축을 구동하여 회전시키는 A축 구동장치(722)를 포함하는 A축 운동시스템(72)를 더 포함하고,
    회전 플랜지(721)을 통하여 상기 A축 회전축에 연결되는 바이트 시스템(200)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무주형 주조 성형기.
  • 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 X축 슬라이드레일(131)과 상기 제2 X축 슬라이드레일(151)에 가압체(81)이 설치되고, 상기 제1 지지대(41)과 상기 제2 지지대(42)에 베이스 플레이트(83)이 설치되며, 상기 가압체(81)과 상기 베이스 플레이트(83)이 체결 볼트(85)에 의하여 연결되는 것을 특징으로 하는 무주형 주조 성형기.
  • 청구항 1에 있어서,
    상기 이동작업대 시스템(60)이 상기 X축의방향과 평행하게 설치되는 가이드 레일(65)를 더 포함하고, 상기 이동 지지대(61)에 상기 가이드 레일(65)와 결합되는 다수의 롤러(67)가 설치되는 것을 특징으로 하는 무주형 주조 성형기.
  • 청구항 7에 있어서,
    상기 상승 장치(63)이 상기 이동지지대(61)상에 설치되는 실린더인 것을 특징으로 하는 무주형 주조 성형기.
  • 청구항 1에 있어서,
    상기 다수 축의 운동시스템, 상기 제1 지지대(41), 상기 제2 지지대(42)의 외부를 커버하는 선반 보호 커버(90)을 더 포함하고, 상기 선반 보호 커버에 상기 테이블(20)이 상기 다수 축의 운동시스템의 가공 범위로 들어가거나 나오는 앞문(91) 및 뒤문(93)이 설치되는 것을 특징으로 하는 무주형 주조 성형기.
  • 삭제
  • 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 받침대(410)과 상기 제2 받침대(420)에 위치 결정용 핀(430)이 설치되고, 상기 테이블(20)에 상기 위치 결정용 핀(430)에 결합되는 위치 결정용 공이 설치되는 것을 특징으로 하는 무주형 주조 성형기.
  • 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 지지대(41)와 상기 제2 지지대(42)가 가로의 연결봉(45)에 의하여 연결되는 것을 특징으로 하는 무주형 주조 성형기.
  • 청구항 4에 있어서,
    상기 Y축 슬라이드레일(31)은 두개 평행되게 설치한 슬라이드레일이고, 상기 Y축 슬라이더(33)은 슬리브와 상기 슬리브의 양측으로부터 연장된 두개 지지체을 포함하고, 상기 두개 지지체는 각각 상기 두개 평행되게 설치한 상기 Y축 슬라이드레일과 슬라이트 가능하게 결합되며,
    상기 Z축 슬라이드레일(51)은 상기 슬리브내에 삽입되고 상기 Z축 슬라이더가 상기 슬리브에 연결되는 것을 특징으로 하는 무주형 주조 성형기.
  • 청구항 1에 있어서,
    이동가능하게 상기 주조사 락하 홈(43)의 하방에 설치되는 주조사 제거차(49)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무주형 주조 성형기.
  • 说明书全文

    무주형 주조 성형기 {CONTAINERLESS CASTING FORMING MACHINE}

    본 발명은 기계 가공 분야에 관한 것으로, 특히 무주형 주조 성형기에 관한 것이다.

    기존의 주조물의 제조 공정에 존재하는 제조 주기가 길고 원가가 높으며 자원 소비량이 큰 문제를 해결하기 위하여 무주형 주형(casting mold) 수치 제어 가공 성형 기술이 개발되었다. 무주형 주형 수치 제어 가공 성형 기술은 CAD 기술과, 주조 기술과, 수치 제어 기술과, 절삭 기술 등의 기술을 집성한 것으로 새로운 고속화 주형 제조 기술이다. 이 기술을 이용한 무주형 주조 성형기는 주형을 완전히 사용하지 않고 여러가지 형상의 주조물 사형(砂型,sand mold)을 제조하고 주조물을 하나 혹은 소량 생산을해결하기 위하여 새로운 캐리어를 제공함과 동시에 이 기기를 이용하면 생산 주기를 단축시키고 생산 효율을 향상시킬 수 있고, 특히 대형 그리고 소량의 복잡한 형상의 주형 가공에 적용될 수 있다.

    무주형 주조 성형기는 다수 축(3개와 3개 이상)을 구비한 운동시스템과, 전용 사형 절삭 도구 및 주조사(砂) 제거 시스템(sand discharging system)의 주제부분과, 사형 절삭 공정에 조합되는 전용 제어 소프트로 구성되고 이 기술 및 기기는 이미 앤진 등의 새 제품의 견본 주형의 시험에 성공하였다. 하지만 기존 기술에 따른 무주형 주조 성형기에 있어서 주조사 반제품을 적재하는 테이블은 모두 전용의 들어올리는 도구에 의하여 이동되어 가공 대상인 주조사 반제품을 적재하거나 가공한 주조물 사형을 꺼내거나 하며 들어올리는 도구를 이용하여 테이블을 이동시킬 경우, 그 작업과정은 복잡하고 테이블의 이동 역시 불편하다. 그리고 현재 수치 제어 절삭 가공 기기로 사형을 직접 가공하여 주형을 얻는데 관한 연구가 아주 적고, 주조사 반제품을 절삭하는 주형 수치 제어 절삭 가공 성형기(특허 출원 번호:200710010705.1)에 의하면 기계 구조의 설계상의 원인으로 인하여 주형 구조 사이즈가 크고 주형 캐비티(cavity)의 곡면이 복잡하고 가공 성형하기 힘든 대형이고 복잡한 주조물의 주형을 가공할 수 없다. 한편 이 기기에는 절삭에 의한 주조사 부스러기가 분산되고 운동시스템의 보수가 간단하지 못하고 현장에 먼저가 많고 작업자의 작업 환경이 열악한 문제가 존재한다.

    본 발명은 기존 기술중의 무주형 주조 성형기의 테이블을 전용의 들어올리는 도구로 이동시키고 테이블의 이동이 복잡하고 불편한 문제를 해결할 수 있는 무주형 주조 성형기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 무주형 주조 성형기에 의하면, 기존 기술중의 무주형 주조 성형기가 사이즈가 크고 캐비티의 곡면이 복잡하고 가공 성형하기 힘든 대형이고 복잡한 주조물의 주형을 가공하기 힘든 문제를 해결할 수 있다.

    본 발명의 한 방면에 의하면, 최소한 X축운동시스템, Y축운동시스템, Z축운동시스템을 포함한 다수 축의 운동시스템과, 다수 축의 운동시스템의 하방에 위치하는 테이블을 포함하는 무주형 주조 성형기에 있어서, X축에 평행되는 방향에서 왕복이동가능하고 테이블을 지지하여 상승시키고 테이블과 이동지지대를 연동시키는 상승 장치가 설치된 이동지지대을 포함하고 테이블의 하방에 설치된 이동작업대 시스템을 더 포함하는 무주형 주조 성형기를 제공한다.

    또한, X축 운동시스템은 평행되게 설치한 제1 X축 운동시스템과 제2 X축 운동시스템을 포함하고, 제1 X축 운동시스템은 제1 지지대에 지지되고 제2 X축 운동시스템은 제2 지지대에 지지되며, 제1 지지대와 제2 지지대 사이는 소정 거리 떨어져 있고 Y축 운동시스템의 양단은 각각 제1 X축 운동시스템 및 제2 X축 운동시스템과 슬라이트 가능하게 결합되고 Z축 운동시스템은 Y축 운동시스템과 슬라이트 가능하게 결합되며 이동지지대가 제1 지지대와 제2 지지대 사이에 설치된다.

    또한, 제1 지지대의 제2 지지대를 향한 측에 제1 받침대가 설치되고, 제2 지지대의 제1 지지대를 향한 측에 제2 받침대가 설치되며, 제1 받침대와 제2 받침대가 결합되어 테이블을 지지한다.

    또한, 제1 X축 운동시스템은 제1 지지대에 장착되는 제1 X축 슬라이드레일과, 제1 X축 슬라이드레일에 설치되는 제1 X축 슬라이더와, 제1 X축 슬라이더를 구동하는 제1 X축 구동장치를 포함하고, 제2 X축 운동시스템은 제2 지지대에 장착되는 제2 X축 슬라이드레일과, 제2 X축 슬라이드레일에 설치되는 제2 X축 슬라이더와, 제2 X축 슬라이더를 구동하는 제2 X축 구동장치를 포함하며, 제1 X축 구동장치와 제2 X축 구동장치는 동기 운동하고, Y축 운동시스템은 Y축 슬라이드레일과, Y축 슬라이드레일에 설치되는 Y축 슬라이더와, Y축 슬라이더를 구동하는 Y축 구동장치를 포함하고, Y축 슬라이드레일의 양단은 각각 제1 X축 슬라이더와 제2 X축 슬라이더에 연결되고, Z축 운동시스템은 Z축 슬라이드레일과, Z축 슬라이드레일에 설치되는 Z축 슬라이더와, Z축 슬라이더를 구동하는 Z축 구동장치를 포함하며, Z축 슬라이더는 Y축 슬라이더에 연결된다.

    또한, 다수 축의 운동시스템은 5개의 축의 운동시스템이고, 그 5개의 축의 운동시스템은 Z축 슬라이드레일의 하부에 장착되고 C축 회전 부품과 C축 회전 부품을 구동하여 회전시키는 C축구동장치을 포함하는 C축 운동시스템과, C축 회전 부품에 장착되고 A축 회전축과 A축 회전축을 구동하여 회전시키는 A축구동장치을 포함하는 A축 운동시스템을 더 포함하고, 무주형 주조 성형기는 회전 플랜지를 통하여 A축 회전축에 연결되는 바이트 시스템을 더 포함한다.

    또한, 제1 X축 슬라이드레일과 제2 X축 슬라이드레일에는 가압체가 설치되고, 제1 지지대와 제2 지지대에는 베이스 플레이트가 설치되며, 가압체와 베이스 플레이트는 체결 볼트를 통하여 연결된다.

    또한, 이동작업대 시스템은 X축방향에 평행하게 설치된 가이드 레일을 더 포함하고, 이동지지대에는 가이드 레일에 결합되는 다수의 롤러가 설치된다.

    또한, 상승 장치는 이동지지대상에 설치되는 실린더이다.

    또한, 상기 무주형 주조 성형기는 다수 축의 운동시스템, 제1지지대와 제2지지대의 외부를 커버하는 선반 보호 커버를 더 포함하고, 선반 보호 커버에는 테이블이 다수 축의 운동시스템의 가공 범위로 들어가거나 나오는 앞문 및/혹은 뒤문이 설치된다.

    또한, 제1 지지대와 제2 지지대에 수축형의 주조사 락하 홈이 설치된다.

    또한, 제1 받침대와 제2 받침대에 위치 결정용 핀이 설치되고, 테이블에 위치 결정용 핀에 결합되는 위치 결정용 공이 설치된다.

    또한, 제1 지지대와 제2 지지대는 가로의 연결봉을 통하여 연결된다.

    또한, Y축 슬라이드레일은 두개 평행되게 설치된 슬라이드레일이고 Y축 슬라이더는 슬리브와 슬리브 양측으로부터 연장된 두개 지지체를 포함하고 두개 지지체는 각각 두개 평행되게 설치된 Y축 슬라이드레일과 슬라이트 가능하게 결합되고, Z축 슬라이드레일은 슬리브내에 삽입되고 Z축 슬라이더가 슬리브에 연결된다.

    또한, 무주형 주조 성형기는 이동 가능한 주조사 락하 홈의 하방의 주조사 제거차를 더 포함한다.

    본 발명에 의하면, 테이블의 하방에 설치된 이동작업대 시스템을 이용하여 그 이동작업대 시스템은 X축에 평행되는 방향에서 왕복이동가능한 이동지지대을 포함하고, 또한, 이동지지대에 테이블을 지지하여 상승시키고 테이블과 이동지지대를 연동시키는 상승 장치가 설치된다. 이로하여 테이블상의 주조사 반제품의 가공이 끝난 후 이동작업대 시스템을 조작하여 상승 장치를 통하여 테이블을 상승시켜 X축방향에 따라 테이블을 이동시키고, 예컨대, 테이블을 다수 축의 운동시스템의 절삭 가공 범위외로 이동시켜 가공한 사형을 꺼내거나 가공 대상의 주조사 반제품을 적재하거나 하고, 그 후 X축방향에 따라 다수 축의 운동시스템의 절삭 가공 범위로 진입시켜 대기상태를 회복하고, 혹은 주조사 반제품에 절삭 가공을 수행하고, 테이블의 이동이 편리하고 조작이 간단하다.

    그리고 본 발명에 의하면 다수 축의 운동시스템으로 5개의 축의 운동시스템을 이용하여 바이트 시스템의 회전 및 흔들림의 두개의 운동 자유도를 확대시키고 본 발명에 따른 무주형 주조 성형기에 의하면 사이즈가 크고 복잡한 캐비티 곡면을 가진 주조물 주형을 가공할 수 있고 기존 기술에 있어서 무주형 주조 성형기가 사이즈가 크고 캐비티 곡면이 복잡한 주조물의 주형을 가공하기 힘든 문제를 해결할 수 있다.

    도면은 본 발명에 대한 이해를 돕기위한 것으로 본 발명의 명세서의 일부분이고 본 발명의 실시예와 본 발명을 해석하기 위한 것으로 본 발명을 한정하는 것이 아니다.
    도 1은 본 발명의 무주형 주조 성형기의 구조를 나타낸 도이다.
    도 2는 본 발명의 무주형 주조 성형기중의 다수 축의 운동시스템과, 제1지지대와, 제2지지대와, 이동작업대 시스템의 구조를 나타낸 도이다.
    도 3은 본 발명의 무주형 주조 성형기중의 다수 축의 운동시스템과, 제1지지대와, 제2지지대와, 이동작업대 시스템과, 선반 보호 커버의 구조를 나타낸 도이다.
    도 4는 본 발명의 무주형 주조 성형기중의 이동작업대 시스템의 구조를 나타낸 도이다.
    도 5는 본 발명의 무주형 주조 성형기중의 제1지지대와 제2지지대의 구조를 나타낸 도이다.
    도 6은 본 발명의 무주형 주조 성형기중의 X축 운동시스템의 구조를 나타낸 도이다.
    도 7은 본 발명의 무주형 주조 성형기중의 Y축운동시스템의 구조를 나타낸 도이다.
    도 8은 본 발명의 무주형 주조 성형기중의 Z축운동시스템의 구조를 나타낸 도이다.
    도 9는 본 발명의 무주형 주조 성형기중의 Z축운동시스템과, C축 운동시스템과 A축 운동시스템의 구조를 나타낸 도이다.
    도 10은 본 발명의 무주형 주조 성형기중의 바이트 시스템의 구조를 나타낸 도이다.
    도 11은 본 발명의 무주형 주조 성형기중의 X축 운동시스템과 제1지지대 혹은 제2지지대와의 연결 구조를 나타낸 도이다.

    아래 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하는데 본 발명을 특허청구범위에 한정하고 커버되는 여러가지 방식으로 실시할 수 있다.

    도 1~도 11에 본 발명에 따른 무주형 주조 성형기의 바람직한 실시예를 나타내였고 도에 도시한 바와 같이 무주형 주조 성형기는 다수 축의 운동시스템과, 바이트 시스템(200)과, 테이블(20)과, 이동작업대 시스템(60)을 포함한다.

    다수 축의 운동시스템은 가공 바이트를 장착하기 위한 것으로 가공 바이트는 바이트 시스템(200)에 의하여 제공된다. 다수 축의 운동시스템의 동작을 조작함으로서 가공 바이트의 절삭 운동을 제어하고 테이블(20)상의 주조사 반제품으로 사형을 제조한다. 다수 축의 운동시스템은 3개의 축 운동시스템이고 또한, 5개의 축 운동시스템일 수도 있으며 도에 도시한 바와 같이 본 바람직한 실시예에 있어서, 다수 축의 운동시스템으로 5개의 축의 운동시스템을 예로 하고 5개의 축의 운동시스템은 X축 운동시스템(10)과, Y축운동시스템(30)과, Z축운동시스템(50)과, C축 운동시스템(71)과, A축 운동시스템(72)를 포함한다.

    X축 운동시스템(10)은 평행되게 설치한 제1 X축 운동시스템(13)과, 제2 X축 운동시스템(15)를 포함하고, 제1 X축 운동시스템(13)은 제1 지지대(41)에 지지되고 제2 X축 운동시스템(15)는 제2 지지대(42)에 지지되며, 제1 지지대(41)과 제2 지지대(42)는 소정 거리 떨어져 있는 것이 바람직하다. 제1 지지대(41)과 제2 지지대(42) 사이의 거리는 테이블(20)의 폭에 근거하여 결정되고 제1 지지대(41)과 제2 지지대(42)의 거리를 크게 설정하고 테이블(20)도 그만큼 확대함으로서 사이즈가 큰 주형의 가공에 필요한 가공 공간을 확보할 수 있다. Y축 운동시스템(30)의 양단은 각각 제1 X축 운동시스템(13) 및 제2 X축 운동시스템(15)와 슬라이트 가능하게 결합된다. Z축 운동시스템(50)과 Y축 운동시스템(30)도 슬라이트 가능하게 결합된다.

    구체적으로 도 6에 도시한 바와 같이 제1 X축 운동시스템(13)은 제1 지지대(41)에 장착되는 제1 X축 슬라이드레일(slide rail)(131)과, 제1 X축 슬라이드레일(131)에 설치되는 제1 X축 슬라이더(slider)(133)과, 제1 X축 슬라이더(133)을 구동하는 제1 X축 구동장치(137)을 포함하고, 예를 들어 연결된 서보 모터와 감속장치를 동력유닛으로 하고, 모터구동되는 동기식 풀리(synchronous pulley) 혹은 모터구동되는 리드 스크루(lead screw)를 전송유닛으로 하여 제1 X축 슬라이더(133)을 구동하여 제1 X축 슬라이드레일(131)에 따라 이동시키는 효과를 실현할 수 있다. 제2 X축 운동시스템(15)는, 제2 지지대(42)에 장착되는 제2 X축 슬라이드레일(151)과, 제2 X축 슬라이드레일(151)에 설치되는 제2 X축 슬라이더(153)과, 제2 X축 슬라이더(153)을 구동하는 제2 X축 구동장치를 포함하고, 제1 X축 구동장치와 제2 X축 구동장치는 동기 운동한다. 제2 구동장치가 제1 X축 구동장치와 동일한 구조를 가지거나 혹은 도 6에 도시한 바와 같이 제2 구동장치와 제1 구동장치가 공동으로 동일한 서보 모터와 감속장치를 동력유닛으로 하고 전달봉(157)를 통하여 전달하여 각 슬라이더의 풀리 혹은 리드 스크루를 구동하여 슬라이더(133)과 슬라이더(153)을 동기 운동시켜 X축 운동시스템의 원가를 절감시키는 것이 바람직하다.

    도 11에 도시한 바와 같이 제1 X축 슬라이드레일(131)과 제2 X축 슬라이드레일(151)에는 가압체(81)가 설치되고, 제1 지지대(41)과 제2 지지대(42)에는 베이스 플레이트(base plate)(83)이 설치되며, 가압체(81)과 베이스 플레이트(83)이 체결 볼트(85)를 통하여 연결됨으로서 제1 X축 슬라이드레일(131)과 제1 지지대(41)과의 연결이 안정적이고 제2 X축 슬라이드레일(151)과 제2 지지대(42)의 연결이 안정적이다.

    도 7, 도 8, 도 9에 도시한 바와 같이 본 실시예에 있어서, Y축운동시스템(30)은 Y축슬라이드레일(31)과, Y축슬라이드레일(31)에 설치되는 Y축슬라이더(33)과, Y축슬라이더를 구동하는 Y축구동장치(35)를 포함하고, Y축슬라이드레일(31)이 X축방향에 따라 이동하도록 Y축슬라이드레일(31)의 양단은 각각 제1 X축 슬라이더(133)과 제2 X축 슬라이더(153)에 연결된다(예를 들어 연결판과 벨트를 통하여 연결된다). Z축운동시스템(50)은 Z축슬라이드레일(51)과, Z축슬라이드레일(51)에 설치되는 Z축슬라이더(53)과, Z축슬라이더(53)을 구동하는 Z축구동장치(55)를 포함하고, Z축슬라이드레일(51)이 Y축방향 혹은 Z축방향에 따라 슬라이드하도록 Z축슬라이더(53)은 Y축슬라이더(33)에 연결된다.

    Y축구동장치(35)와 Z축구동장치(55) 역시 연결된 서보 모터와 감속장치를 동력유닛으로 하고 모터구동되는 동기식 풀리 혹은 모터구동되는 리드 스크루를 전송유닛으로 하며 Y축 슬라이더(33)이 Y축 슬라이드레일(31)에 따라 이동하고, Z축 슬라이더(53)이 Z축 슬라이드레일(51)에 따라 이동하는 효과를 실현한다. Y축 슬라이드레일(31)이 두개 평행하게 설치한 슬라이드레일로 Y축 슬라이더(33)이 슬리브(sleeve)와 슬리브의 양측으로부터 연장된 두개 지지체를 포함하는 것이 바람직하다. Z축 슬라이드레일(51)은 슬리브내에 삽입되고 Z축 슬라이더(53)은 슬리브에 연결되며, 두 지지체는 각각 두개 평행되게 설치한 Y축슬라이드레일과 슬라이트 가능하게 결합되고 이로하여 Z축슬라이드레일(51)의 운동이 더욱 안정적이다.

    주조사 먼지가 각 슬라이드레일에 떨어져 가공 정밀도에 영향을 받는 것을 방지하기 위하여 X축슬라이드레일(제1 X축 슬라이드레일(131)과 제2 X축 슬라이드레일(151)을 포함)과, Y축슬라이드레일(31)과, Z축슬라이드레일(51)에 보호 커버가 커버되는 것이 바람직하다.

    도 8과 도 9를 참조하면 본 실시예에 있어서, C축 운동시스템(71)은 Z축 슬라이드레일(51)의 하방에 장착되고 C축 회전 부품(711)과, C축 회전 부품(711)을 구동하여 회전시키는 C축 구동장치(712)를 포함한다. C축 구동장치는 서보 모터와 감속장치일 수 있고 C축 회전 부품(711)은 서보 모터와 감속장치의 구동에 의하여 360도 회전하고 본 실시예에 있어서 C축 회전 부품(711)의 회전 축선은 Z축에 평행된다.

    A축 운동시스템(72)는 C축 회전 부품(711)에 장착되고, A축 회전축과 A축 회전축을 구동하여 회전시키는 A축구동장치(722)를 포함한다. A축구동장치는 서보 모터와 감속장치일 수 있고 감속장치의 출력 축은 A축 회전축을 구성하고, 무주형 주조 성형기의 바이트 시스템(200)은 회전 플랜지(flange)(721)을 직접 통하여 A축 회전축에 연결된다. 바이트 시스템(200)은 회전 플랜지(721)을 통하여 C축 회전 부품(711)에 고정되고 바이트 시스템(200) 전체가 A축 서보 모터와 A축 감속장치의 구동에 의하여 A축 회전축 주위에서 흔들리며 흔들리는 각도 범위는 일반적으로 115도로 설정하는데, 실제 작업에 있어서, 흔들리는 각도 범위는 90도이다. 본 실시예에 있어서, A축 회전축의 축방향은 Y축에 평행된다. 도에 도시한 바와 같이 A축구동장치(722)의 외측에 보호 커버(723)이 설치된다.

    도 10에 바이트 시스템의 바람직한 실시형태를 도시하였는데, 그 바이트 시스템(200)은전기 메인 축 장착대(201)과, 전기 메인 축(202)와, 회전자(203)과, 클램프(clamp)(204)와, 바이트(205) 등 부품을 포함한다. 메인 축 장착대(201)은 회전 플랜지(721)을 통하여 C축 회전 부품(711)에 고정되고 A축 회전축에 의하여 구동되며 A축에 따라 흔들린다. 전기 메인 축(202)는 볼트에 의하여 전기 메인 축 장착대(201)에 고정된다. 회전자(203)는 베어링을 통하여 전기 메인 축(202)에 장착된다. 클램프(204)는 회전자(203)에 고정된다. 바이트(205)는 클램프(204)에 고정된다.

    상기한 5개의 축 운동시스템을 이용하면 X축 운동시스템(10)에 의하여 바이트 시스템(200)의 X축방향의 이동자유도를 제공하고, Y축운동시스템(30)에 의하여 바이트 시스템(200)의 Y축방향의 이동자유도를 제공하며, Z축운동시스템(50)에 의하여 바이트 시스템(200)의 Z축방향의 이동자유도를 제공하고, C축 운동시스템(71)에 의하여 바이트 시스템(200)의 Z축 주위의 360도 회전을 허략하고 A축 운동시스템(72)에 의하여 바이트 시스템의 전후방향으로의 흔들림이 허락되며, 이로하여 바이트 시스템(200)은 복잡한 주형의 캐비티 곡면을 가공할 수 있고 특히 대형의 복잡한 주조물의 성형 주조에 적합하고 사전에 금형을 제조할 필요가 없고 사형을 직접 절삭 가공하여 캐비티의 정밀도가 높은 주형을 얻을 수 있고, 또한, 금속 주입을 통하여 대형의 복잡한 주조물을 고속으로 얻을 수 있으며, 기존의 대형의 복잡한 주조물의 주형 사이즈가 크고 주형 캐비티 곡면이 복잡하고 가공 성형하기 힘든 것 등등 주형 가공 제조중의 문제를 해결할 수 있고 그다음의 가공을 위하여 인력 및 물적 자원을 절약할 수 있다.

    테이블(20)은 다수 축의 운동시스템의 하방에 위치하고, 가공 대상인 주조사 반제품을 지지한다. 제1 지지대(41)과 제2 지지대(42)의 길이 및 그 사이의 거리를 조절함으로서 테이블(20)의 사이즈를 5m×3m×1m로 설정하여 사이즈가 큰 주형의 가공의 수요를 만족시킬 수 있는 충분한 가공 면적을 제공할 수 있다. 테이블(20)은 절삭 가공중에 다수 축의 운동시스템의 하방에 안정적으로 지지된다.

    도 4에 이동작업대 시스템(60)의 바람직한 실시형태를 나타내였다. 이동작업대 시스템(60)은 테이블(20)의 하방에 설치되고, 가이드 레일(65)과, 이동지지대(61)과, 상승 장치(63)을 포함한다. 가이드 레일(65)는 X축에 평행되는 방향으로 제1 지지대(41)과 제2 지지대(42) 사이에 설치되고, 도에 도시한 바와 같이 가이드 레일(65)는 工자형 들보에 설치되었다. 이동지지대(61)은 여러가지 홈형 강(channel steel,채널형 강)을 용접하여 형성된 것으로 이동지지대(61)에 베어링 밑받침이 설치되어, 다수의 롤러(67)은 베어링을 통하여 베어링 밑받침내에 장착되며, 이동지지대(61)이 X축에 평행되는 방향에 따라 왕복이동하도록 롤러(67)은 가이드 레일(65)와 결합된다. 상승 장치(63)은 이동지지대(61)에 설치되어 테이블(20)을 지지하여 상승시키고, 상승 장치가 테이블(20)과 이동지지대(61)을 연동시킨다. 상승 장치(63)은 이동지지대(61)상에 설치되는 실린더인 것이 바람직하다. 그리고 이동지지대(61)을 X축방향에 따라 이동시킬 수만 있으면 이동작업대 시스템(60)이 기타 실시형태로 실현될 수도 있다.

    제1 지지대(41)의 제2지지대(42)를 향한 측에 제1받침대(410)이 설치되고, 제2 지지대(42)의 제1 지지대(41)를 향한 측에 제2받침대(420)이 설치되는 것이 바람직하다. 테이블(20)이 가공상태에 처하였을 경우, 제1받침대(410)과 제2받침대(420)이 결합되어 테이블(20)을 지지한다. 테이블의 위치결정의 편이를 위하여 제1받침대(410)과 제2받침대(420)에 위치 결정용 핀(430)이 설치되고, 테이블에 위치 결정용 핀(430)에 결합되는 위치 결정용 공이 설치된다.

    도에 도시한 바와 같이 제1지지대(41)과 제2지지대(42) 사이는 가로의 연결봉(45)에 의하여 연결되고, 제1지지대(41)과 제2지지대(42)의 메인 들보와 세로 들보 사이에 강화판을 용접하여 제1지지대(41)과 제2지지대(42)의 구조 강도를 강화하는 것이 바람직하다.

    이동작업대 시스템(60)을 설치함으로서 테이블(20)이 비 가공상태에 처하였을 경우, 테이블(20)은 이동지지대(61)에 의하여 이동되고, 들어올리는 도구를 사용하지 않고 테이블(20)을 필요한 위치로 이동시키고 테이블(20)에 주조사 반제품을 적재하거나 가공한 사형을 꺼내거나 할 수 있다.

    도 1과 도 3에 도시한 바와 같이 무주형 주조 성형기는 다수 축의 운동시스템과, 제1지지대(41)과, 제2지지대(42)의 외부를 커버하는 선반 보호 커버(90)을 더 포함하고, 선반 보호 커버(90)에 테이블(20)이 다수 축의 운동시스템의 가공 범위로 들어가거나 나오는 앞문(91) 및/혹은 뒤문(93)이 설치되는 것이 바람직하다. 선반 보호 커버(90)을 설치함으로서 주형 수치 제어 성형기 가공중의 배기 먼지 오염이 크고 작업 환경이 열악한 문제를 해결할 수 있다. 선반 보호 커버(90)을 다수개의 스테인리스 강판과 산형강(angle steel) 및 홈형 강을 용접하여 형성하고 보호 커버의 대들보와 보호 커버의 세로 들보 및 보호 커버의 측면 들보를 통하여 제1지지대(41)과 제2지지대(42)에 용접 고정하는 것이 바람직하다. 앞문과 뒤문은 각각 문 고정들보와 문 대들보 및 힌지를 통하여 제1지지대(41)과 제2지지대(42)에 장착된다.

    또한, 제1지지대(41)과 제2지지대(42)에는 모두 수축형의 주조사 락하 홈(43)이 설치되고 본 실시예에 있어서, 주조사 락하 홈은 4개이고 주조사 락하 홈(43)의 하방에 이동 가능한 주조사 제거차(49)가 더 설치되며 절삭 작업에 의하여 락하되는 주조사를 받아서 운송하여 작업 환경을 깨끗하게 할 수 있다.

    아래 본 발명에 따른 무주형 주조 성형기의 가공 프로세스를 설명한다.

    1, 테이블(20)이 다수 축의 운동시스템의 외측에 위치하고, 실린더에 의하여 지지되며 가공 대상인 주조사 반제품을 테이블(20)에 적재한 후 X축방향에 따라 선반 보호 커버(90)내로 이동하도록 이동지지대(61)을 제어한다.

    2, 실린더를 락하시켜 테이블(20)의 위치 결정용 공과 제1받침대(410), 제2받침대(420)상의 위치 결정용 핀(430)을 결합시켜 테이블(20)을 정확하게 위치결정하고 다수 축의 운동시스템에 장착된 바이트 시스템은 테이블(20)상의 주조사 반제품에 절삭 가공을 수행할 수 있고 절삭된 주조사는 주조사 락하 홈(43)에 따라 주조사 제거차(49)에 뜰어진다.

    3, 다수 축의 운동시스템에 의하여 주조사 반제품의 가공을 완성한 후 테이블(20)은 실린더에 의하여 상승되고 그후 이동지지대(61)에 의하여 테이블(20)을 선반 보호 커버(90)의 외측으로 이동시켜, 이로하여 가공한 주형을 꺼낼 수 있다.

    상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 하기 장점이 있다: 테이블의 이동이 간단하고 들어올리는 도구를 생략할 수 있다. 그리고 테이블의 평면 사이즈가 충분히 크고 각 운동시스템의 유효 운행 거리가 충분히 크며 정밀도가 높고 그다음의 가공을 위하여 인력 및 물적 자원을 절약할 수 있다. 또한, 5개의 축의 운동시스템의 설계를 통하여 가공공간이 커지고 복잡한 곡면을 가공할 수 있게되고 대형의 복잡한 주조물의 주형을 얻을 수 있다.

    상기한 내용은 본 발명의 바람직한 실시예로, 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 당업자라면 본 발명에 여러가지 변화를 가져올 수 있다. 본 발명의 정신과 원칙을 벗어나지 않는 범위내에서 수행하는 모든 수정, 동등교체, 개량 등은 본 발명의 보호 범위에 속한다.

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