KR100265914B1 - 인덱스 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

기초대(基台)(10)와, 이 기초대(10)에 대하여 소정의 회전중심을 중심으로 하여서 인덱스 회전하는 터릿(11)과, 기초대(10)와 터릿(11)과의 사이에 형성되고, 적어도 한 쪽이 경사한 치형(齒形)을 가지며, 축방향의 상대이동에 의하여 이 치형에 대하여 걸어맞춤 및 이탈하기 가능한 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재(27)를 갖추고 있다. 상기 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재(27)의 적어도 한 쪽에 누름력을 부여함으로써 치형의 걸어맞춤상태를 유지한다. 그리고, 터릿(11)이 부하를 받았을때, 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재(27) 사이에 생기는 위치어긋남을 검출하고, 이 검출결과에 의거하여 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재(27)에 대한 누름력을 조정한다.

Description

인덱스 장치 및 그 제어방법

공작기계, 특히 선반은, 가공작업의 자동화, 고속화를 실현함과 동시에, 다품종 소량생산에 대응하기 위하여 근년, 터릿 장치를 갖춘 NC선반의 수요가 증대하여 오고 있다.

터릿 장치는, 기초대(基台)(공구이송대)에 설치된 터릿이라고 불리는 통상 5∼12개의 인덱스 위치를 가진 회전반이 인덱스 회전하는 구성으로 되어 있다. 터릿의 외주 또는 끝단면에는, 공구장착부가 형성되어 있으며, 이 공구장착부에 각각 바이트, 드릴 등의 각종 공구를 장착하고, 가공내용에 따라서 적절한 공구를 선택하여 가공작업위치에 인덱스 회전하도록 구성되어 있다.

그래서, 터릿등의 인덱스 장치에 있어서는, 선택된 공구를 소정의 인덱스 위치에 인덱스 회전시킴과 동시에, 인덱스 위치에 배치한 공구를 이 위치에 위치결정하여 고정하여 두기 위하여, 걸어맞춤 및 이탈시키기 가능한 1쌍의 위치결정 걸어 멈춤부재를 갖추고 있다.

이들 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재는, 기초대와 터릿의 상호간에 설치되어 있으며, 이 위치결정 걸어멈춤부재를 걸어맞춤 및 이탈시킴으로써 터릿을 인덱스회전 자유롭게 하거나, 또 소정의 인덱스 위치에 위치결정하여 고정하기도 한다.

NC선반의 터릿 장치에서는, 이 위치결정 걸어멈춤부재로서 커픽커플링등, 경사진 치형(齒形)을 가진 크라운기어를 상호맞물리는 형식의 커플링이 일반적으로 사용되고 있다.

이러한 종류의 위치결정 걸어멈춤부재는, 치형의 맞물림에 의한 걸림상태를 유지하기 위하여 축방향으로 큰 누르는 힘을 부여할 필요가 있었다. 이 축방향의 누르는 힘이 작으면, 터릿에 작용하는 부하, 예컨대, 터릿에 장착한 공구에 부하로 작용하는 절삭저항에 의하여, 경사진 치형의 치면(齒面)을 따라서 한 쪽의 위치결정 걸어멈춤부재가 부상(浮上)하여 버리는 일이 생긴다.

그래서, 종래에는 위치결정 걸어멈춤부재에 대하여 충분히 큰 축방향의 누르는 힘을 부여하고, 부하에 의하여 위치결정 걸어멈춤부재가 부상하는 일이 없도록 하고 있었다.

그러나, 터릿에 부하가 작용하고 있지 않을때(예컨대, 터릿에 장착한 공구가 절삭작업을 하고 있지 않을 때)나, 동 부하가 작을때에도, 위치결정 걸어멈춤부재에 충분히 큰 축방향의 누르는 힘을 부여하는 것은, 에너지의 낭비이다. 더구나, 이와 같은 큰 누르는 힘의 부여는, 위치결정 걸어멈춤부재의 치면간에 큰 면압(面壓)을 줌으로써 마모의 원인이 되고, 누르는 힘의 구동원이 고온으로 되어 발열에 의한 열변형의 원인으로도 되고 있었다.

이 발명은, 이와 같은 사정에 비추어서 하게 된 것으로서, 위치결정 걸어멈춤부재에 부여하는 누르는 힘을 회전반에 작용하는 부하에 따라서 적절하게는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 공작기계등에 사용되는 인덱스 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히, 선반에 사용되는 터릿 장치에 적용하는데에 적합한 인덱스 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

제1도는 터릿형 NC선반의 외관구성을 나타낸 사시도이다.

제2도는 이 발명의 인덱스 장치를 적용한 터릿 장치를 나타낸 평면단면도이다.

제3도는 위치결정 걸어멈춤부재가 걸어맞춤하고, 한편, 클러치편이 이탈하고 있는 상태를 확대하여 나타낸 평면단면도이다.

제4도는 위치결정 걸어멈춤부재가 이탈하고, 한편, 클러치편이 걸어맞춤하고 있는 상태를 확대하여 나타낸 평면단면도이다.

제5도는 터릿 장치의 제어계를 나타낸 블록도이다.

제6도는 제5도에 나타낸 제어계에 있어서의 제어부의 더욱 상세한 구성을 나타낸 블록도이다.

제7도는 제5도에 나타낸 제어계에 의한 터릿 장치의 제어동작을 나타낸 플로우챠트이다.

제8도는 터릿 장치에 있어서의 위치어긋남에 의한 누름력의 제어동작을 나타낸 플로우챠트이다.

제9a도는 위치결정 걸어멈춤부재의 치형형상을 확대하여 나타낸 단면도이다.

제9b도는 같이 맞물림상태에 있는 위치결정 걸어멈춤부재의 치형형상을 확대하여 나타낸 단면도이다;

제10a 및 제10b도는, 위치결정 걸어멈춤부재의 치면에 작용하는 힘의 벡터를 나타낸 도면이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기초대와, 기초대에 대하여 소정의 회전중심을 중심으로 하여서 인덱스 회전하는 회전반과, 기초대와 회전반과의 사이에 형성되고, 적어도 한 쪽이 경사진 치형을 가지며, 축방향의 상대이동에 의하여 이 치형에 대하여 걸어맞춤 및 이탈 가능한 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재와, 이 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재의 적어도 한 쪽을 축방향으로 눌러서 다른쪽의 위치결정 걸어멈춤부재에 걸어맞춤하는 누름수단을 구비한 인덱스 장치에 있어서, 회전반이 부하를 받았을 때, 치형의 경사를 따른 미끄럼에 의하여 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재 사이에 생기는 위치어긋남을 검출하는 위치어긋남검출수단과, 이 위치어긋남검출수단의 출력에 의거하여, 누름수단의 누르는 힘을 제어하는 누름력 제어수단을 갖춘 구성으로 하고 있다.

또한 본 발명은, 기초대와, 기초대에 대하여 소정의 회전중심을 중심으로 하여서 인덱스 회전하는 회전반과, 기초대와 회전반과의 사이에 형성되고, 적어도 한쪽이 경사진 치형을 가지며, 축방향의 상대이동에 의하여 이 치형에 대하여 걸어맞춤 및 이탈 가능한 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재를 구비한 인덱스 장치의 제어방법을 제공한다.

즉, 이 인덱스 장치의 제어방법은, 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재의 적어도 한 쪽에 누름력을 부여함으로써 상기 치형에 대한 걸어맞춤상태를 유지함과 동시에, 회전반이 부하를 받았을 때, 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재 사이에 생기는 위치 어긋남을 검출하고, 이 검출결과에 의거하여 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재에 대한 누름력을 조정한다.

1쌍의 위치결정 길이멈춤부재는, 누름수단에 의한 축방향의 누름에 의하여 치형에 걸어맞춤하고, 회전반을 위치결정하여 고정한다. 이와 같이 위치결정되어 고정된 회전반에 부하가 걸리면, 치형의 경사를 따른 미끄럼에 의하여 위치결정 걸어멈춤부재 사이에 위치어긋남이 생긴다.

이 위치결정 걸어멈춤부재 사이의 위치어긋남을 위치어긋남검출수단으로 검출한다. 그리고, 이 위치어긋남검출수단의 출력에 의거하여, 누름력 제어수단이 누름수단의 출력(누름력)을 제어한다.

예컨대, 초기설정에 있어서 누름수단의 누름력을 약하게 설정하여 놓고, 위치어긋남검출수단에 의하여 검출된 위치어긋남의 크기에 의거하여, 적당히 누름수단의 누름력을 크게하여 가면, 회전반이 받는 부하에 따른 적정한 누름력으로 조정할 수 있다.

또한 본 발명은, 걸어맞춤상태에 있는 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재 사이에 생기는 위치어긋남을 시간경과에 따른 변화율로 산출하여서, 이 위치어긋남에 증가 경향이 있을 때는 누름력을 증가시키고, 이 위치어긋남에 감소경향이 있을 때는 누름력을 감소시키도록 하여도 좋다.

이와 같이 구성하면, 회전반이 받는 부하가 시간경과에 따라 변화할 경우에도, 위치결정 걸어멈춤부재 사이에 생기는 위치어긋남의 시간경과에 따른 변화율에 의하여 이 부하에 의한 위치어긋남의 변화를 판별하여서, 적정한 누름력으로 조정할 수 있다.

이 인덱스 장치의 제어방법은, 걸어맞춤상태에 있는 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재 사이에 생기는 위치어긋남에 허용한계치를 설정하고, 이 허용한계치를 넘지 않도록 소정의 범위에서 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재 상호의 누름력을 조정하고, 이들 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재 사이에 생기는 위치어긋남이 상기 허용한계치를 넘든가 또는 상기 누름력이 소정의 범위의 상한을 넘었을 때에는, 회전반에 걸리는 회전방향의 부하를 감소시키도록 할 수도 있다.

이와 같이 구성하면, 회전반에 대하여 부하가 과대하게 작용하여서 장치의 파손을 일으킬 염려가 있을 것 같은 경우에, 회전반으로의 부하발생원 그 자체를 제어하여서, 이 과대한 부하를 제거할 수 있고, 장치의 파손을 미연에 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 인덱스 장치를 터릿형 NC선반의 터릿 장치에 적용한 경우의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 터릿형 NC선반의 외관구성을 나타낸 사시도이다. 동 도면에 나타낸바와 같이, 터릿형 NC선반은, 주축대(1) 및 터릿 장치(2)를 갖추고 있다. 주축대(1)에는 공작물을 끼워 고정하는 처크(3)를 장착하고 있고, 이 처크(3)에 고정된 공작물을 내장된 주축모터(도시하지 않음)에 의해 회전시키는 기능을 가지고 있다.

터릿 장치(2)에는, 절삭가공에 필요한 각종 공구를 장착할 수 있고, 이들 공구를 적당히 선택하여서, 주축대(1)의 처크(3)에 끼운 공작물을 절삭가공하는 터릿(11)(도면에서는 공작물을 끼운 2개)이 설치되어 있다. 절삭가공은, 터릿 장치(2)에 설치된 공구이송대(4)를 주축중심선(Z축)방향 및 주축중심선과 직교하는 X축방향으로 이동함으로써 행하여진다.

도 2는 본 발명의 인덱스 장치를 적용한 터릿 장치를 나타낸 평면단면도이다.

터릿 장치(2)는, 공구이송대(4)에 설치된 기초대(10) 및 기초대(10)에 회전 가능하게 설치된 터릿(회전반)(11)을 갖추고 있다. 공구이송대(4)는, 도시하지 않은 공구이송대 구동장치에 의하여 Z축, X축의 각 방향으로 구동된다.

터릿(11)의 앞끝단 바깥둘레 가장자리부에는, 복수의 공구장착부(12)가 소정의 인덱스 각도마다 설치되어 있다. 이 공구장착부(12)는, 공구홀더(15)에 부착한 바이트등의 절삭공구(13)나, 다른 공구홀더(16)에 부착한 드릴등의 회전공구(14)를 공구홀더(15),(16)와 함께 장착가능하게 되어 있다.

절삭공구(13)의 공구홀더(15)는, 동 홀더(15)에 형성한 돌출부(15a)를 공구 장착부(12)에 형성한 장착구멍(12a)에 삽입하여 위치결정하고, 도시하지 않은 볼트등의 체결구에 의하여 단단히 고정된다.

또, 회전공구(14)의 공구홀더(16)는, 홀더본체(16a)의 중심부를 관통하여 회전가능한 공구회전축(17)을 가지고 있으며, 이 공구회전축(17)의 선단부에 회전공구(14)를 잡기 위한 공구처크(18)가 설치되어 있다. 또한, 공구회전축(17)의 기단부에는, 공구회전기어(19)가 형성되어 있다.

회전공구(14)의 공구홀더(16)는, 터릿(11)의 공구장착부(12)에 뚫어 놓은 장착구멍(12a)에 홀더본체(16a)를 끼워넣고, 도시하지 않은 볼트등의 체결구에 의하여 단단히 고정된다. 이때, 공구회전축(17)의 기단부에 형성한 공구회전기어(19)는, 터릿(11)을 관통하여서 후방으로 돌출한다.

또한, 이들 터릿(11)에 있어서의 공구장착부(12) 및 공구의 구성은, 상술한 구성 외에도 공작기계에 적용되고 있는 주지의 터릿 및 장착공구와 마찬가지로 구성하여도 좋다.

터릿(11)의 작은 지름에 형성된 기단부(11a)는, 기초대(10)의 중공부(10a)내에 형성된 미끄럼축받이부(20)를 개재하여서, 회전중심(0)을 중심으로 하여서 회전이 자유로움과 동시에, 회전중심(0)을 따라서 직선이동이 자유롭게 기초대(10)에 장착되어 있다.

또, 기초대(10)의 중공부(10a)내에는, 볼나사(21)가 구름베어링(22)을 개재하여 상기 회전중심(0)과 동축상에 설치되어 있다. 이 볼나사(21)의 기단부에는, 동력전달기어(23)가 부착되어 있다.

한편, 기초대(10)상에는 서보모터로 이루어진 커플링모터(24)가 탑재되어 있다. 도시하지 않았으나, 이 커플링모터(24)의 회전축에는, 상기 동력전달기어(23)와 맞물리는 구동기어가 부착되어 있고, 이 구동기어 및 동력전달기어(23)를 개재하여서, 커플링모터(24)의 회전구동력을 볼나사(21)에 전달하고, 볼나사(21)를 회전구동한다.

볼나사(21)에는 너트(25)가 나사맞춤하고 있으며, 너트(25)는 터릿(11)의 기단부(11a)에 고정하고 있다. 따라서, 볼나사(21)의 회전에 따라 너트(25)가 회전중심(0)을 따라서 직선이동하고, 터릿(11)은 너트(25)와 일체로 회전중심(0)을 따라서 직선이동한다. 즉, 볼나사(21) 및 너트(25)에 의하여, 터릿(11)을 직선이동 시키는 나사이송기구(26)를 구성하고 있다.

본 실시형태에서는, 이 나사이송기구(26)와 커플링모터(24)로 후술하는 위치결정 걸어멈춤부재(27)를 걸어맞춤 및 이탈시키기 위한 누름수단을 구성하고 있다.

또, 터릿(11)에는, 니들축받이(28)를 개재하여서 회전중심(0)과 동축상에 고리형상기어(29)가 장착되어 있다. 이 고리형상기어(29)의 외주면에는, 공구회전축(17)의 공구회전기어(19)와 후술하는 인덱스모터(32)의 구동력을 전달하는 기어의 양쪽에 맞물리는 기어가 형성되어 있고, 내주면에 니들축받이(28)에 의하여 회전이 자유롭게 지지되어 있다.

니들축받이(28)의 내륜은, 터릿(11)의 외주면에 형성한 오목부(30)로서 형성하고 있으며, 터릿(11)에 대하여 회전이 가능하고, 회전중심(0)방향의 이동이 저지되어 있다. 따라서, 니들축이(28)는, 터릿(11)이 회전중심(0)을 따라서 직선이동하였을때, 터릿(11)과 일체로 동방향으로 이동한다.

한편, 고리형상기어(29)는, 도 3 및 도 4에 확대하여 나타낸 바와 같이, 후단부에 형성한 원주방향의 홈(29a)이, 기초대(10)에 형성한 돌기(10b)에 걸어맞춤되어 있으며, 이 홈(29a)과 돌기(10b)와의 걸어맞춤에 의하여, 일정위치에 유지되어 있다.

또, 기초대(10)의 중공부(10a)내는 단턱부(10c)를 경계로 선단부쪽이 큰지름으로 되어 있고, 한편, 터릿(11)도 단턱부(11b)를 경계로 선단부쪽이 큰지름으로 되어 있다. 그리고, 기초대(10)의 단턱부(10c)와 터릿(11)의 단턱부(11b)의 면에는, 각각 커픽커플링의 기초대쪽 커플링(27a)과 터릿쪽 커플링(27b)으로 이루어진 위치결정 걸어멈춤부재(27)가 설치되어 있다.

이들 커플링(27a),(27b)은, 주지하는 바와 같이 크라운기어 형상으로 형성한 치형이 상호 맞물림으로써 위치결정하는 것으로서, 도 9a 및 도 9b에 나타낸 바와 같이, 각각 경사진 치형(27c)이 같은 일정피치로 형성되어 있다. 그리고, 터릿(11)의 직선이동에 따라, 터릿(11)에 고정한 터릿쪽 커플링(27b)이 도시한 a 방향으로 이동하여서, 이들 대향하는 기초대쪽 커플링(27a)의 치형(27c)과 터릿쪽 커플링(27b)의 치형(27c)이 상호 맞물리고 또는 이탈한다.

또, 고리형상기어(29)의 후단 가장자리 및 터릿(11)에 설치한 위치결정 걸어멈춤부재(27)의 터릿쪽 커플링(27b)의 전면에는, 각각 클러치부재(31)를 구성하는 클러치편(31a),(31b)이 대향하여 형성하고 있다. 이들 클러치편(31a),(31b)에는, 각각 대향하는 면에 상술한 커플링(27a),(27b)과 마찬가지의 경사진 치형이 일정 피치로 형성되어 있다. 그리고, 터릿(11)의 회전중심(0)을 따른 직선이동에 따라서 이들 치형이 맞물리고 또는 이탈한다.

상기 클러치편(31a),(31b)이 걸어맞춤 및 이탈하는 것과, 상술한 커플링(27a),(27b)이 걸어맞춤 및 이탈하는 것은 서로 반대의 관계로 되어 있다. 즉, 기초대(10)에 대하여 터릿(11)이 도 2의 우측방향으로 상대이동하여가면, 커플링(27a),(27b)은 맞물리고, 클러치편(31a),(31b)은 이탈한다.

도 3은 위치결정 걸어멈춤부재(27)의 커플링(27a),(27b)이 맞물리고, 터릿(11)의 회전을 저지함과 동시에, 클러치부재(31)의 클러치편(31a),(31b)이 이탈하고 있는 상태를 확대하여 나타내고 있다.

동 도면에 나타낸 상태에서는, 터릿(11)은, 커플링(27a),(27b)의 맞물림에 의하여 회전이 저지되어 있으므로, 인덱스 회전할 수는 없다. 그리고, 기초대(10)에 대하여 터릿(11)이 볼나사(21)의 회전에 의하여 도 2의 좌측방향으로 상대 이동하여 가면, 커플링(27a),(27b)은 이탈하고, 이어서 클러치편(31a),(31b)이 서로 맞물린다.

도 4는 커플링(27a),(27b)이 이탈하고, 클러치편(31a),(31b)이 서로 맞물린 상태를 확대하여 나타내고 있다.

동 도면에 나타낸 바와 같이, 고리형상기어(29)에는, 터릿(11)의 공구장착부(12)에 장착한 회전공구용의 공구홀더(16)에 형성된 공구회전기어(19)가 맞물리고 있다.

또, 기초대(10)에는 서보모터로 이루어진 인덱스모터(32)가 탑재되어 있으며, 기어기구(33)를 개재하여 이 인덱스모터(32)의 회전구동력을 고리형상기어(29)에 전달하고, 이 고리형상기어(29)를 회전시키는 구성을 갖추고 있다.

따라서, 인덱스모터(32)는, 도 3에 나타낸 상태에서는, 기어기구(33)를 개재 하여서 고리형상기어(29)를 회전하고,이 회전에 의하여 공구홀더(16)에 설치된 공구회전축(17)만을 회전하여, 회전공구(14)를 회전구동한다. 한편, 인 텍스모터(32)는, 도 4에 나타낸 바와 같이 커플링(27a),(27b)이 이탈하고, 클러치편(31a),(31b)이 걸어맞춤하고 있을 때에는, 고리형상기어(29)의 회전이 터릿(11)에 고정된 커플링(27b)에 전달되어, 터릿(11)을 인덱스 회전시킨다.

도 5는 상술한 터릿 장치(2)의 제어계를 나타낸 블록도이다.

동 도면에 나타낸 바와 같이, 터릿 장치(2)의 제어계는, 제어부(CPU)(40), ROM/RAM(41), 데이터기억부(42), 입력부(43), 표시부(44), 주축드라이버(45), 커플링모터드라이버 (46), 인덱스모터드라이버(47), 공구이송대드라이버(48), 공구교환위치검출센서(49), 커플링센서(50), 클러치센서(51), 인덱스센서(52), 커플링모터(24)의 회전각도센서(53)를 포함하고 있다.

ROM/RAM(41)에는, 터릿 장치(2)를 구동하기 위한 제어프로그램이 미리 격납되어 있다. 제어부(40)는, 이 제어프로그램에 의거하여 터릿 장치(2)의 각부를 제어한다. 입력부(43)는 키보드 등으로 이루어지고, 터릿 장치(2)의 각부를 제어하기 위하여 필요한 데이터(공구의 선택, 가공할 부품의 형상 칫수, 주축회전수, 공구의 이송속도등)는, 이 입력부(43)로부터 입력된다. 이들 데이터는, 대화방식으로서 표시부(44)에 표시된 표시도면에 수치를 기입함으로써 입력하도록 할 수 있다.

입력부(43)로부터 입력된 데이터를 비릇하여 터릿 장치(2)의 구동제어에 필요한 각종 데이터는, 데이터기억부(42)에 저장된다.

제어부(40)는 ROM/RAM(41)의 제어프로그램, 및 데이터기억부(42)에 기억하고 있는 공구의 선택(터릿의 인덱스 회전)이나 가공데이터에 의거하여 소정의 지령을 출력한다.

주측드라이버(45)는, 제어부(40)의 지령에 의거하여 주축모터를 구동하여서, 주축대(1)의 처크(3)에 끼운 공작물을 회전시킨다. 이 공작물은, 공구이송대(4)의 Z축 및 X축방향으로의 이동과, 필요한때는 인덱스모터(32)에 의한 회전공구(14)의 회전에 의하여 가공된다.

공구이송대드라이버(48)는, 제어부(40)로 부터의 지령에 의거하여 Z축 및 X축의 이송모터를 구동하여서, 터릿 장치(2)의 공구이송대(4)를 Z축, X축의 각 방면으로 구동시킨다.

커플링모터드라이버(46)는, 제어부(40)로 부터의 지령에 의거하여 커플링모터(24)를 구동하여서, 터릿(11)을 위치결정하여 고정하기 위한 커플링(27a),(27b)을 걸어맞춤 및 이탈시킴과 동시에, 클러치편(31a),(31b)의 걸어맞춤 및 이탈을 실행한다.

인덱스모터드라이버(47)는, 제어부(40)로 부터의 지령에 의거하여 인덱스모터(32)를 구동하여서, 터릿(11)의 인덱스 회전 또는 회전공구(14)의 회전구동을 실행한다. 여기서, 회전공구(14)의 회전구동은, 공작물의 가공에 즈음하여서 행하여지며, 한편, 터릿(11)의 인덱스 회전은, 공작물의 가공전후에 있어서의 공구의 선택시에 행하여진다.

공구교환위치검출센서(49)는, 터릿 장치(2)가 공구교환 가능한 위치(즉, 터릿(11)이 인덱스 회전 가능한 공구이송대(4)의 소정의 후퇴위치=공구원점)에 있는 가의 여부를 공구이송대(4)의 현재위치의 좌표에서 검출한다.

커플링센서(50)는, 커플링(27a),(27b)의 걸어맞춤 및 이탈을 감시하고, 동커플링(27a),(27b)의 맞물림이 완료되었을 때, 커플링모터(24)의 회전토오크가 증대하는 것을 검출하고, 커플링 완료신호를 제어부(40)에 출력한다. 클러치센서(51)는, 클러치편(31a),(31b)의 걸어맞춤 및 이탈을 감시하고, 동 클러치편(31a),(31b)이 맞물렸을 때, 마찬가지로 하여서 클러치 완료신호를 제어부(40)에 출력 한다. 또, 인덱스센서(52)는, 터릿(11)의 인덱스 회전의 회전각도를 감시하고, 지령된 각도위치까지 인덱스 회전동작이 완료하였을 때, 제어부(40)에 인덱스 완료신호를 출력한다.

또, 커플링모터 (24)의 회전각도센서 (53)는, 터릿(11)이 회전방향으로 부하를 받았을 때, 커플링(27a),(27b)사이에 생기는 위치어긋남을 검출하는 위치어긋남검출수단으로서의 기능을 가지고 있다.

상술한 바와 같이 이들 센서(49)∼(53)는, 이 실시형태에서는 서보모터의 회전위치 또는 회전토오크의 변동을 검출함으로써 행하도록 구성되어 있으므로, 특별한 센서는 설치되어 있지 않다.

여기서, 커플링(27a),(27b)의 치형(27c),(27c)사이에 작용하는 힘의 관계를, 도 10a 및 도 10b를 참조하여서 설명한다. 즉, 도 9b에 나타낸 바와 같이 서로 맞물리고 있는 커플링(27a),(27b)의 치형(27c),(27c)에 대하여, 둘레방향의 부하(F)가 작용하였을때, 그 치형(27c),(27c) 사이에는 도 10a 또는 도 10b에 나타낸 바와같은 하중이 작용하게 된다.

또, 커플링(27a),(27b)의 서로 맞물리고 있는 치형(27c),(27c)사이에는, 둘레방향의 부하(F)와 함께, 커플링모터(24) 및 나사이송기구(26)에 의하여 구성되는 누름수단으로부터 받는 회전중심(0) 방향의 누름력(P) 및 치형(27c),(27c) 사이의 마찰력(W)이 작용하고 있다.

그리고, 도 10a에 나타낸 바와 같이 둘레방향의 부하(F)가 작고, 동 부하(F)의 치형(27c) 방향의 분력(分力)(Fa)과 마찰력(W)의 합이, 누름력(P)의 치형(27c)방향의 분력(Pa)보다도 작아질 때는, 이 분력(Pa)에 의하여 한 쪽의 커플링(27b)이, 치형(27c)을 따라서 다른쪽의 커플링(27a)쪽으로 잠겨버리고자 하여, 커플링(27a),(27b)사이의 튼튼한 맞물림상태가 형성된다.

반대로, 도 10b에 나타낸 바와 같이 둘레방향의 부하(F)가 크고, 부하(F)의 치형(27c) 방향의 분력(Fa)이, 누름력(P)의 치형(27c) 방향의 분력(Pa)과 마찰력(W)의 합보다도 커질 때는, 이 부하(F)의 분력(Fa)에 의하여 한 쪽의 커플링(27b)이, 치형(27c)을 따라서 부상하여, 나사이송기구(26)를 개재하여서 커플링모터(24)를 역전시키고, 커플링(27b)의 둘레방향의 위치어긋남과 동시에, 회전중심(0)방향의 위치어긋남이 생긴다.

이 실시형태에서는, 상기 나사이송기구(26)를 개재하여서 커플링모터(24)를역전시킴으로써 생기는 회전각도의 편차(θ)를, 회전각도센서(53)로 검출함으로써, 당해 커플링(27b)에 생기는 위치어긋남을 검출하도록 하고 있다.

즉, 터릿(11)에 설치한 가동측의 커플링(27b)이 둘레방향의 큰 부하를 받아, 커플링(27a),(27b)의 치형에 미끄럼이 생기면, 터릿(11)과 함께 너트(25)가 회전중심(0) 방향으로 이동하기 때문에, 너트(25)에 나사맞춤하는 볼나사(21)가 회전한다. 이 회전은 동력전달기어(23)를 개재하여서 커플링모터(24)에 전해지므로, 동모터(24)에 회전각도의 편차(θ)가 생긴다. 이 회전각도의 편차(θ)를 회전각도센서(53)로 검출한다.

또한, 커플링(27a),(27b)에 형성하는 치형의 압력각은, 통상 20°정도로 되어 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니고, 본 발명에 있어서 커플링(27a),(27b)에 요구되는 기능을 고려하여서 적당히 조정할 수 있다. 에컨대, 동 압력각을 20°보다 큰 것으로 할 수도 있다. 이 경우에는, 도 10b에 나타낸 부하(F)의 분력(Fa)이 더욱 커지기 때문에, 위치어긋남이 생기기 쉽게 된다.

또, 커플링(27a),(27b)중의 한 쪽은, 도 10b에 가상선(100)으로 나타낸 바와 같이, 핀 또는 롤러로 구성하여도 치형의 경우와 마찬가지로 동작한다. 특히, 롤러로 구성한 경우에는, 마찰력(W)이 감소하여서 회전각도센서(53)에 의한 검출정밀도가 향상된다.

도 6은, 도 5에 나타낸 제어계에 있어서의 제어부(40)의 더욱 상세한 구성을 나타낸 블록도이다.

동 도면에 나타낸 바와 같이, 제어부(40)는, 제어계의 각부에 지령을 보내는 중앙제어부(40A)외에, 비교부(40B), 부하제어부(40C), 누름력 제어부(40D)를 포함하고 있다.

이 실시형태에서는, 제 5 도에 나타낸 데이터기억부(42)에, 커플링(27a),(27b) 사이에 생기는 위치어긋남에 관한 적정치 및 허용한계치, 구체적으로는 당해 위치어긋남을 커플링모터(24)의 회전각도(θ)로 환산하여서, 이 회전각도(θ)의 적정치(θ₀) 및 허용한계치(θmax)를 미리 저장하고 있다.

제어부(40)내의 비교부(40B)는, 이 적정치(θ₀) 및 허용한계치(θmax)와 회전각도센서(53)로 검출한 회전각도(θ)(위치어긋남량)과를 비교하는 기능을 가지고 있다. 부하제어부(40C)는, 비교부(40B)에 의한 비교결과에 의거하어서, 회전각도(θ)와 적정치(θ₀)와의 차를 구하고, 이 차에 따라서 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재(27)에 대한 누름력을 증감하는 제어지령을 중앙제어부(40A)를 개재하여서 누름력 제어부(40D)에 출력하고, 혹은 회전각도(θ)가 허용한계치(θmax)를 넘었는가의 여부를 판별하고, 넘었을 경우에는 중앙제어부(40A)에 과부하신호를 출력하고, 이것에 의거하여 중앙제어부(40A)가 공구이송대드라이버(48)에 부하감소지령을 출력한다.

이 부하감소지령에 의하여 부하발생원인 절삭공구(13)의 이송속도를 더디게하고, 또는 칼집 깊이를 얕게 하여서 절삭부하를 감소시켜서 터릿(11)에 작용하는 회전방향의 부하를 감소시킨다. 혹은 허용한계치(θmax)가, 이것을 넘으면 위험하게 될 값으로 설정되어 있을 때에는, 곧 절삭공구(13)를 공작물로부터 이격시켜서 터릿(11)에 작용하는 회전방향의 부하를 제거하도록 하여도 좋다.

누름력 제어부(40D)는, 부하제어부(40C)로부터의 누름력을 증감하는 제어지령에 따라서 커플링모터(24)의 출력토오크를 증감하는 지령을 중앙제어부(40A), 커플링모터드라이버(46)를 개재하여서 커플링모터(24)에 출력하고, 혹은 회전각도센서(53)로 검출한 회전각도로부터 커플링(27a),(27b)사이에 생기는 위치어긋남(즉, 커플링모터의 회전각도θ)에 관한 시간경과에 따른 변화율(dθ)을 산출하고, 이 변화율(dθ)로부터 위치어긋남이 증가경향이 있는가 감소경향이 있는가를 판별하여, 각각의 경향에 따른 제어지령은, 중앙제어부(40A), 커플링모터드라이버(46)를 개재하여서 커플링모터(24)에 출력한다.

또한, 커플링모터(24)의 구동전류(I)에 대해서는, 그 허용최대치(Imnx)(커플링모터(24)의 최대출력)와 허용최소치(Imin)(동 최소출력)를 미리 데이터기억부(42)에 기억하여두고, 이 허용범위 내에서 커플링모터(24)를 제어한다.

도 7은, 상술한 구성의 제어계에 의하여 터릿 장치(2)(인덱스 장치)의 터릿(11)(회전반)의 인덱스 회전, 위치결정고정 및 회전공구(14)의 회전구동을 실행하기 위한 제어동작을 나타낸 플로차트이다. 또한, 이 제어동작은, 주로 제어부(40)로부터의 지령에 의하여 실행된다. 따라서, 이하의 제어동작은, 제어부(40)로부터의 지령을 주체로 하여서 설명하여 간다.

상술한 터릿 장치(2)에 있어서, 인덱스모터(32)는, 터릿(11)의 인덱스 회전과, 회전rhd구(14)의 회전구동을 실행하기 위한 구동원으로 되어 있다. 이들 구동 대상에 따라서, 인덱스모터(32)의 회전속도나 회전방향이 다르기 때문에, 인덱스모터(32)의 제어에 대해서는, 터릿(11)을 인덱스 회전할 때의 모드(T/I모드)와, 회전공구(14)를 회전구동할 때의 모드(T/S모드)로 나누고, 각각의 모드에 대응한 제어 프로그램이 ROM/RAM(41)에 저장되어 있다.

먼저, 절삭가공이 종료하여 다음의 공구를 선택하기 위하여 터릿(11)의 인덱스회전을 실행할 때는, 절삭가공의 완료를 확인하여서 터릿(11)의 인덱스 회전이 공정을 시작하고, 인덱스모터(32)의 제어프로그램을 T/I모드로 전환하고(S1), 계속해서 공구교환 위치검출센서(49)로 부터의 검출신호에 의하여, 현재, 터릿 장치(2)가 공구원점(터릿 장치(2)가 회전하여서 공구교환 가능한 위치)에 있는가의 여부를 확인한다(S2). 공구원점에 없을 경우에는, 공구이송대드라이버(48)에 공구원점으로의 이동지령신호를 출력하고(S3), 공구원점까지 터릿 장치(2)의 공구이송대(4)를 이동시킨다.

터릿 장치(2)가 공구원점에 있는 것을 확인한 후, 커플링모터드라이버(46)에 구동지령을 발생하고, 커플링모터(24)를 정방향으로 회전구동한다(S4). 이 실시형태에서는, 나사이송기구(26)의 너트(25)를 전방(도 2의 좌측방향)으로 이동시키는 커플링모터(24)의 회전방향을「정방향」으로 한다.

커플링모터(24)를 정방향으로 회전시키면, 도 2에 나타낸 동력전달기어(23)를 개재하여, 나사이송기구(26)의 볼나사(21)에 동 모터(24)의 회전구동력이 전달되고, 볼나사(21)가 회전한다. 이 볼나사(21)의 회전에 따라, 너트(25)가 회전중심(0)을 따라서 전방(좌측)으로 직선이동한다.

너트(25)에는 터릿(11)이 고정되어 있기때문에, 너트(25)와 일체로 터릿(11)도 전방으로 직선이동한다. 그 결과, 기초대(10)와 터릿(11)의 사이에 설치되어 있는 위치결정 걸어멈춤부재(27)의 커플링(27a),(27b)이 상호 이탈하여, 터릿(11)이 회전자유롭게 된다.

이때, 볼나사(21)와 너트(25)에 의한 나사이송기구(26)와의 마찰력은, 터릿(11)의 기단부(11a)와 기초대(10)의 미끄럼축받이부(20)와의 사이의 마찰력에 비하여 충분히 작으므로, 터릿(11)은 회전하는 일 없이 전방향으로 직선이동한다.

또한 커플링모터(24)의 정방향으로의 회전을 계속하면, 도 4에 나타낸 바와같이 클러치부재(31)의 클러치편(31a),(31b)이 상호 맞물린다. 이와 같이 하여서, 클러치편(31a),(31b)의 맞물림이 완료하면, 커플링모터(24)의 회전토오크가 급격히 증가하여서 클러치 센서(51)로부터 클러치완료신호가 출력된다(S5).

제어부(40)에는 타이머기능이 갖추어져 있으며, 커플링모터드라이버(46)에 구동지령을 발한 시점으로부터의 시간을 계측하고(S6), 소정시간이 경과하여도 클러치완료신호가 입력되지 않았을 때는, 장치의 이상으로 판단하여 터릿 장치(2)의 동작을 정지시키고 알람을 표시한다(S7).

한편, 소정시간내에 클러치완료신호가 입력하였을때는, 커플링모터(24)의 회전을 정지하고, 계속해서 인덱스모터드라이버(47)에 구동지령을 발생하고(S8), 인덱스모터(32)를 현재의 공구부착위치와 다음에 선택된 공구부착위치로 정해지는 회전방향과 회전각도만큼 회전시킨다. 인덱스모터(32)의 회전구동력은, 기어기구(33), 고리형상기어(29) 및 클러치편(31a),(31b)을 개재하여서 터릿(11)에 전달된다. 이 회전구동력에 의하여 터릿(11)이 다음에 선택된 공구부착위치까지 인덱스 회전한다.

그런데, 인덱스모터(32)의 회전구동력에 의하여 터릿(11)이 인덱스 회전하면, 터릿(11)에 고정하고 있는 나사이송기구(26)의 너트(25)도 일체로 회전한다. 그리고, 너트(25)와 볼나사(21)와의 사이에 상대적인 회전이 생기면, 이 너트(25)의 상대회전에 의하여 볼나사(21)가 회전중심(0)을 따라서 상대적으로 직선이동하게 된다. 그러나, 볼나사(21)는, 구름베어링(22)에 의하여 회전중심(0)방향의 이동이 저지되어 있다. 그 결과, 너트(25)가 이동하고 터릿(11)이 회전중심(0)방향으로 이동하게 된다.

그리고, 이 나사이송기구(26)에 의하여 터릿(11)이 우측방향으로 이동할 때에 는 , 커플링(27b)이 회전하면서 커플링(27a)과 간섭하고, 인덱스모터(32)가 회전 불능으로 되며, 터릿(11)이 좌측방향으로 이동할 때는, 맞물려 있는 클러치편(31a)이 클러치편(31b)에 세게 눌려서, 인덱스모터(32)가 회전불능으로 된다.

그래서, 이 실시형태에서는, 터릿(11)을 인덱스 회전시키기 위한 인덱스모터(32)의 회전에 동기하여서, 나사이송기구(26)의 볼나사(21)와 너트(25)가 상대적으로 회전하지 않도록 커플링모터(24)를 소정의 회전수비로 소정회전의 방향으로 회전시키도록 하고 있다.

이 인덱스모터(32)와 커플링모터(24)와의 회전수비와 회전방향은, 인덱스모터(32)로부터 고리형상기어(29)(터릿(11))까지의 기어의 윤열비(輪列比)와 회전방향 및 커플링모터(24)로부터 볼나사(21)까지의 윤열비와 회전방향에 의하여 정해지는 것이며, 이와 같은 제어프로그램을 ROM/RAM(41)에 기억시켜두면 좋다.

이와 같이 하여서, 터릿(11)의 인덱스 회전이 완료하면, 인덱스모터(32)의 회전위치를 검출하여서 인덱스센서(52)로부터 인덱스완료신호가 출력된다(S9).

제어부(40)는, 인덱스모터드라이버(47)에 구동지령을 발생한시점으로부터의 시간을 계측하고(S10), 소정시간이 경과하여도 인덱스완료 신호를 입력하지 않았을 때는, 장치의 이상으로 판단하여 터릿 장치(2)의 동작을 정지하고 알람을 표시한다(S7).

한편, 소정시간내에 인덱스완료신호가 입력되었을 때는, 인덱스모터(32)의 회전을 정지하고, 커플링모터드라이버(46)에 구동지령을 발생하고, 커플링모터(24)를 역방향으로 회전시킨다(S11).

커플링모터(24)를 역방향으로 회전시키면, 도 2에 나타낸 동력전달기어(23)를 개재하여서, 나사이송기구(26)의 볼나사(21)에 동 모터(24)의 회전구동력이 전해지고, 볼나사(21)가 역회전한다. 이 볼나사(21)의 역회전에 따라, 너트(25)및 터릿(11)이 회전중심(0)을 따라서 후방(도 2의 우측방향)으로 직선이동한다. 그결과, 클러치편(31a),(31b)이 상호 이탈한다.

또한 커플링모터(24)의 역방향으로의 회전을 계속하면, 도 3에 나타낸 바와 같이 커플링(27a),(27b)이 상호 맞물린다. 이와 같이 하여서, 커플링(27a),(27b)의 맞물림이 완료되면, 인덱스모터(32)의 회전토오크가 급격히 증가하여서 커플링센서(50)로부터 커플링완료신호가 출력 된다(S12).

제어부(40)는, 커플링모터드라이버(46)에 역회전의 구동지령을 발생한 시점으로부터의 시간을 계측하고(S13), 소정시간이 경과하여도 커플링완료신호가 입력되지 않았을 때는, 장치의 이상으로 판단하여 터릿 장치(2)의 동작을 정지시키고 알람을 표시한다(S7).

한편, 소정시간내에 커플링완료신호가 입력되었을 때는, 다음의 공구의 선택이 종료하였으므로, 계속해서 인덱스모터(32)의 제어모드를, 회전공구(14)의 회전구동모드(T/S모드)로 전환함과 동시에(S14), 커플링모터(24)의 출력토오크를 저하시킨다(S15). 이 커플링모터(24)의 출력토오크는, 나사이송기구(26)를 개재하여서, 커플링(27a),(27b)의 상호간에 작용하며, 동 커플링(27a),(27b)사이가 맞물린 상태를 유지하는데에 충분한 정도의 토오크(유지토오크)로까지 감소시킨다. 본 실시형태에서는, 커플링(27a),(27b)이 커픽커플링이며, 터릿(11)의 직선이동을 나사 이송기구(26)로 행하고 있으므로, 유지토오크는 충분히 작은 토오크로 할 수 있다.

이상으로써 공구교환을 위한 일련의 동작이 종료되고, 그 후, 절삭가공이 실행된다.

다음에, 도 8을 참조하여, 절삭공구(13)에 의한 공작물 절삭시에 있어서의 터릿 장치(인덱스 장치)(2)의 제어동작에 대하여 설명한다.

도 8은 터릿 장치(2)의 제어동작을 나타낸 플로우챠트이다.

먼저, 도 5에 나타낸 제어부(40)로부터 주축드라이버(45)에 구동지령을 발생하여 주축대(1)에 내장된 주축모터(도시하지 않음)를 회전구동함과 동시에, 공구이송대드라이버(48)에 구동지령을 발생하여 기초대(10)를 구동하고, 절삭공구(13)에 의한 공작물의 절삭을 개시한다(S20).

도 2에 나타낸 바와 같이 절삭공구(13)가 공작물에 맞닿아서 절삭이 실행되면, 절삭깊이나 절삭공구(13)의 이송속도 등, 여러 가지의 절삭조건에 따라서, 절삭공구(13) 및 동 공구를 유지하는 터릿(11)에 회전방향의 부하가 작용한다. 이 회전방향의 부하는, 터릿(11)에 부착한 커플링(27b)에 전해지고, 상호 맞물리고 있는 커플링(27a),(27b) 사이에 둘레방향의 부하(F)로서 작용한다(도 9b 참조).

이 둘레방향의 부하(F)에 의하여, 터릿(11)에 부착한 커플링(27b)이, 치면(27c)을 따라서 부상하려고 한다. 그 결과, 커플링(27b)과 함께 터릿(11)에 위치어긋남이 생긴다. 이 실싱형태에서는, 상술한 바와 같이 회전중심(0)방향의 위치어긋남에 착안하여 제어를 실행한다.

즉, 터릿(11)이 회전중심(0)방향으로 어긋남을 발생하면, 나사이송기구(26) 및 동력전달기어(23)를 개재하여 커플링모터(24)를 회전시킨다. 이 회전각도(θ)를 도 5에 나타낸 회전각도센서(53)로 검출하고(S21), 그 검출신호를 제어부(40)에 송출한다.

계속해서, 제어부(40) 내의 비교부(40B)(도 6 참조)가, 회전각도센서(53)로 검출한 회전각도(θ)를 데이터기억부(42)에 미리 기억하고 있는 허용한계치(θmax)와 비교하여(S22), 그 비교결과에 의거하여, 회전각도(θ)가 허용한계치(θmax)를 넘고 있는가의 여부를 부하제어부(40c)에서 판별한다(S23).

그리고, 회전각도(θ)가 허용한계치(θmax)를 넘고 있는 경우는, 누름력 제어부(40D)로부터 중앙제어부(40A)를 개재하여 공구이송대 드라이버(48)에, 이송속도를 더디게 하고, 혹은 절삭깊이를 작게하는 지령이 출력되어, 부하발생원인 절삭공구(13)에 의한 절삭량을 감소시켜서, 터릿(11)에 작용하는 부하를 감소시킨다(S24).

한편, 회전각도(θ)가 허용한계치(θmax)를 넘고 있지 않을 경우는, 회전각도센서(53)로 검출한 검출신호로부터 제어부(40)내에 있는 누름력 제어부(40D)에서 회전각도(θ)의 시간경과에 따른 변화율(dθ)을 산출하여(S25), 이 변화율(dθ)로부터 회전각도(θ), 즉 터릿(11)의 위치어긋남이 증가경향이 있는가 감소경향이 있는가를 판별한다.

예킨대, 변화율 dθ=이인 경우는(S26), 회전각도(θ)에 시간경과에 따른 변화가 없고, 그 때는 재차 도 8에 나타낸 스텝(S32)으로 귀환하여 절삭작업이 종료할때까지 제어동작을 속행한다.

한편, 변화율 dθ＞0인 경우는(S27), 회전각도(θ)가 증가경향에 있다고 판단하고, 커플링모터(24)의 구동전류(I)가 허용최대치(Imnx)를 넘지 않는 것을 조건으로(S28), 커플링모터(24)의 구동전류(I)를 증가시켜서, 커플링모터(24)의 역회전방향(커플링(27a),(27b)을 조이는 방향)의 토오크를 올린다(S29). 이에 의하여 커플링(27a),(27b)의 상호간에 작용하는 누름력이 커지고, 위치어긋남이 증가경향이 해소된다. 그 후, 재차 도 8에 나타낸 스텝(S32)으로 귀환하여서 절삭작업이 종료할때까지 제어동작을 속행한다.

회전각도(θ)가 증가경향이 있는 경우의 제어에 있어서, 커플링모터(24)의 구동전류(1)가 허용최대치(Imax)를 넘어버릴 듯한 경우는(S28), 누름력 제어부(40D)로부터 중앙제어부(40A)를 개재하여서 공구이송대 드라이버(48)에, 이송속도를 더디게 하고, 혹은 절삭깊이를 작게하는 지령이 출력되어, 부하발생원인 절삭공구(13)에 의한 절삭량을 감소시켜서, 터릿(11)에 작용하는 부하는 감소시킨다(S24). 그 후, 재차 도 8에 나타낸 스텝(S32)으로 귀환하여서 절삭작업이 종료할 때까지 제어동작을 속행한다.

또, 변화율 dθ＜0인 경우는(S27), 회전각도(θ)가 감소경향이 있다고 판단하고, 커플링모터(24)의 구동전류(I)가 허용최소치(Imin)보다 낮아지지 않는 범위에는(S30), 커플링모터(24)의 구동전류(I)를 감소시켜서, 커플링모터(24)의 역회전방향(커플링(27a),(27b)을 조이는방향)의 토오크를 내린다(S31). 이에 의하여 커플링(27a),(27b)의 상호간에 작용하는 누름력이 커지고, 위치어긋남의 증가경향이 해소된다. 그 후, 재차 도 8에 나타낸 스텝(S32)으로 귀환하여서 절삭작업이 종료할 때까지의 제어동작을 속행한다.

회전각도(θ)가 감소경향이 있는 경우의 제어에 있어서, 커플링모터(24)의 구동전류(I)가 허용최소치(Imin)보다 작아져 버릴 듯한 경우는(S30), 커플링모터(24)의 구동전류(I)를 조정하는 일 없이 재차 도 8에 나타낸 스텝(S32)으로 귀환하여서 절삭작업이 종료할 때까지 제어동작을 속행한다.

또한, 상술한 실시형태에서는, 커플링(27a),(27b)을 축방향으로 눌러서 맞물리게 하는 누름수단을 나사이송기구(26) 및 커플링모터(24)에 의하여 구성하였으나, 이 누름수단은 유압실린더나 에어실린더 등의 액츄에이터에 의하여 구성할 수도 있다.

또, 상술한 실시형태에서는, 회전각도(θ)가 허용한계치(θmax)를 넘고 있는 경우나, 커플링모터(24)의 구동전류(I)가 허용최대치(Imnx)를 넘어버릴 듯한 경우에, 절삭공구(13)에 의한 절삭량을 감소시켜서, 터릿(11)에 작용하는 부하를 감소 시키도록 하였는데, 이들 경우에 장치의 손상 등, 안전성을 손상할 염려가 있을 때는, 절삭공구(13)를 공작물로부터 이격시켜서, 터릿(11)에 작용하는 부하를 제거하도록 하여도 좋다.

또한, 상술한 실시형태에서는 허용한계치(θmax)에 착목하고, 회전각도(θ)가 이것을 넘고 있는 경우에, 터릿(11)에 작용하는 부하를 감소시키도록 하였으나, 적정치(θω에 착목하여, 회전각도(θ)가 이것을 넘을 경우에, 터릿(11)에 작용하는 부하를 감소시켜도 좋다.

상술한 실시형태의 인덱스 장치 및 그 제어방법에 의하면, 위치결정 걸어멈춤부재(27)에 부여하는 누름력을, 터릿(11)에 작용하는 부하에 따라 적정하게 제어함으로써, 위치결정거림부재(27)의 마모를 감소시킴과 동시에 위치결정 걸어멈춤부재(27)에 누름력을 부여한기 위한 구동원의 발열을 억제할 수 있다.

또, 상술한 실시형태와 같이 본 발명을 터릿 장치에 적용하였을 경우에는, 공정에 따라서 절삭부하가 변하고, 터릿(11)에 가해지는 부하도 변화하지만, 이와같은 경우에도 위치결정 걸어멈춤부재(27)에 부여하는 누름력을 항상 적정한 것을 할 수 있다.

또한, 터릿 장치의 경우, 절삭공구(13)의 절삭량을 감소하고, 혹은 절삭공구(13)의 이송속도를 더디게 하는 것으로 절삭작업을 정지하는 일 없이 위치결정 걸어멈춤부재(27) 사이에 생기는 위치어긋남이 허용한계치를 넘지 않도록 할 수 있고, 가동율의 향상을 도모할 수 있다.

일반적으로는, 절삭공구(13)의 이송속도를 더디게 하는 쪽이, 가공프로그램에서 지정한 절삭공구의 이동경로를 변경하지 않고 해결되기 때문에, 제어가 간단해져 바람직하다. 다만, 나사절삭이나 복수의 가공을 동시에 처리할 경우 등에 있어서는, 절삭공구(13)의 절삭량을 감소하는 것이 바람직한 일도 있다,

본 발명은 선반에 사용되는 터릿 장치 등의 인덱스 장치에 적용함으로써, 특히, 동 장치의 회전반을 고정 또는 회전자유롭게 하는 위치결정 걸어멈춤부재에 부여하는 누름력을 회전반에 작용하는 회전방향의 부하에 따라 적정하게 제어하는 것을 가능하게 한다.

Claims (4)

1. 기초대와, 상기 기초대에 대하여 소정의 회전중심을 중심으로 하여서 인덱스 회전하는 회전반과, 상기 기초대와 회전반사이에 형성되고 적어도 한 쪽이 경사진 치형을 가지며 축방향의 상대이동에 의하여 이 치형에 대하여 걸어맞춤 및 이탈하기 가능한 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재와, 이 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재의 적어도 한 쪽을 축방향으로 눌러서 다른쪽의 위치결정 걸어멈춤부재에 걸어맞춤하는 누름수단을 구비한 인덱스 장치에 있어서,

   상기 회전반이 부하를 받았을 때, 상기 치형의 경사를 따른 미끄럼에 의하여 상기 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재 사이에 발생하는 위치어긋남을 검출하는 위치어긋남검출수단과,

   이 위치어긋남검출수단의 출력에 기초하여, 상기 누름수단의 누름력을 제어하는 누름력 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 인덱스 장치.
2. 기초대와, 상기 기초대에 대하여 소정의 회전중심을 중심으로 하여서 인덱스 회전하는 회전반과, 상기 기초대와 회전반 사이에 형성되고 적어도 한 쪽이 경사진 치형을 가지며 축방향의 상대이동에 의하여 이 치형에 대하여 걸어맞춤 및 이탈하기 가능한 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재를 구비한 인덱스 장치에 있어서,

   상기 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재의 적어도 한 쪽에 누름력을 부여함으로써 상기 치형의 걸어맞춤상태를 유지함과 동시에,

   상기 회전반이 부하를 받았을 때, 상기 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재 사이에 생기는 위치어긋남을 검출하고, 이 검출결과에 기초하여서 상기 1쌍의 위치 결정 걸어멈춤부재에 대한 누름력을 조정하는 것을 특징으로 하는 인덱스 장치의 제어방법.
3. 제 2 항에 있어서, 맞물림상태에 있는 상기 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재 사이에 발생하는 위치어긋남의 시간경과에 따른 변화율을 산출하여서 이 위치어긋남이 증가경향이 있을 때는 상기 누름력을 증가시키고, 이 위치어긋남이 감소경향이 있을 때는 상기 누름력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 인덱스 장치의 제어방법.
4. 제 2 항에 있어서, 맞물림상태에 있는 상기 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재 사이에 생기는 위치어긋남의 허용한계치를 설정하고, 이 허용한계치를 넘지 않도록 소정의 범위에서 상기 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재 상호의 누름력을 조정하고,

   상기 1쌍의 위치결정 걸어멈춤부재 사이에 발생하는 위치어긋남이 상기 허용한계치를 넘든가 또한 상기 누름력이 소정의 범위의 상한을 넘었을 때는, 상기 회전반에 걸리는 부하를 감소시기도록 하는 것을 특징으로 하는 인덱스 장치의 제어방법.

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