KR100809108B1 - 자동 선반, 자동 선반 제어 방법 및 자동 선반 제어 장치 - Google Patents

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시티즌 홀딩스 가부시키가이샤
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Abstract

적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대를 구비한 자동 선반의 제어 방법은 이하의 단계를 포함한다. 우선, 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대에 관하여 일련의 가공 프로그램에서 요구되는 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 캠 회전량의 함수로서 이동 위치를 지시하는 캠 기준 데이터의 형태로 준비한다. 또한, 각각 임의의 펄스열을 발생시키는 복수의 펄스열 발생원을 준비한다. 다음으로, 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관하여, 캠 기준 데이터의 하나의 성분인 캠 회전량을 규정하는 펄스열을 발생시키는 펄스열 발생원을, 복수의 펄스열 발생원들 중에서 선택하여 지정한다. 그 후, 캠 기준 데이터의 형태로 준비한 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 지정된 펄스열 발생원이 발생시키는 펄스열을 이용하여 처리하여, 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대의, 일련의 가공 프로그램에서의 상대적 이송 동작을 제어한다.
자동 선반, 주축, 공구대, 캠 기준 데이터, 입력부, 표시부

Description

자동 선반, 자동 선반 제어 방법 및 자동 선반 제어 장치{AUTOMATIC LATHE, AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME AND DEVICE FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 자동 선반 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
자동 선삭(旋削) 가공을 실시할 수 있는 선삭 기계(본 명세서에서 자동 선반으로 총칭)는, 주축에 파지된 봉상 또는 원반형의 피가공 소재에 대하여, 공구대에 부착된 여러 공구를 상대적으로 이송시켜, 여러 종류의 선삭 가공을 순서대로, 또한 필요에 따라서 동시에 자동적으로 실시할 수 있다. 최근, 캠 회전 각도의 함수로서 공구 위치를 연속적으로 지시하는 캠 기준 데이터를 이용한 가공 지령에 의해, 피가공 소재 즉 주축과 공구 즉 공구대와의 상대적 이송 동작을 제어하는 형식(이른바 전자 캠식)의 자동 선반이 제안되어 있다.
전자 캠식의 자동 선반에서는, 전통적인 캠식 자동 선반에서의 기계적 캠 동작 대신에, 미리 정해진 캠 곡선에 따른 전기적 동작 지령을 이용함으로써, 주축과 공구대와의 상대적 이송 동작이 자동 제어된다. 따라서, 전자 캠식 자동 선반은, 종래의 캠식 자동 선반과 마찬가지로, 복수의 공구대에 부착된 공구가 각각 고유의 캠 곡선을 따라 동작함으로써, 비교적 단순한 가공 절차를 단시간에 실행할 수 있다는 이점을 갖는다. 특히, 전자 캠 방식에 의하면, 제품 형상에 대응한 여러 종류 의 기계식 캠을 준비할 필요가 없고, 초기 설정에 필요한 시간과 노력을 현저히 삭감할 수 있으므로, 종래의 캠식 자동 선반에 비하여 여러 종류의 제품을 극히 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
또한, 전자 캠식의 자동 선반에서는, 주축과 공구대를 상대적으로 동작시키는 제어축을 복수 개 구비하는 기계 구성의 경우에도, 각각의 제어축마다의 캠 선도(cam diagram)를 공통의 기준(즉, 캠 회전 각도) 상에 작성할 수 있으므로, 이러한 제어축들간의 동기(同期) 지령을 프로그래밍하는 것이 용이해진다는 이점도 있다. 또한, 복수의 제어축의 동작을 개별적으로 자유로이 제어할 수 있으므로, 예를 들면 복수의 공구를 이용하여 여러 가공 공정을 연속적으로 실시하는 경우에, 공구들을 시간적으로 중복시켜 동작시키는 것이 용이해지고, 따라서 피가공 소재의 전체 가공 공정(즉 1 가공 사이클)에 필요한 시간을 현저히 단축할 수 있다. 반면, 종래의 일반적인 NC 선반에서는, 하나의 공구에 의한 가공 공정이 종료한 후에, 그 공구가 대기 위치에 도달하기까지는, 다른 공구에 의한 가공 공정을 실시하는 것이 기계 구성 및 제어 상 곤란하기 때문에, 1 가공 사이클에 필요한 시간이 공구의 공전(空轉) 시간을 필연적으로 포함하게 된다.
전술한 전자 캠식의 자동 선반에서는, 캠 선도의 작성 기준이 되는 캠 회전 각도를 주축의 회전수에 의해 규정할 수 있다. 결국, 주축의 미리 정해진 회전수를 캠의 1회전(360도)에 상당하는 것으로 정의하여, 공구 위치를 주축 회전수에 대응하여 연속적으로 지시함으로써, 각 제어축의 동작을 제어할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 자동 선반의 기계적 동작 요소인 주축의 회전수(통상은 주축 구동원의 회전수)를 공통의 기준으로 하여, 복수의 제어축의 동작을 개별적으로 제어할 수 있다.
그러나, 이러한 구성에서는, 주축이 회전하지 않는 동안에는, 제어축의 동작을 제어할 수가 없다. 따라서, 주축 회전수 기준의 전자 캠식 제어를 행하는 자동 선반에서는, 예를 들면 종래의 다기능형의 수치 제어(NC) 선반에서 실시 가능한 주축 정지 중의 2차적 공정(예를 들면 회전 공구에 의한 절삭 가공 공정)을 실시하는 것이 곤란해진다.
또한, 주축의 회전수는 일반적으로, 선삭 가공 중의 절삭 저항 등에 의해 주축에 미치는 가공 부하로 인하여 변동할 수 있다. 특히, 주축 구동원으로부터의 구동력을 벨트/활차 등의 전달 기구를 통해 주축에 전달하는 구성에 있어서는, 가공 부하에 기인하여 구동력 전달 기구에서 미끄러짐이 발생하였을 경우에, 주축 구동원의 회전수와 실제의 주축 회전수가 달라지게 된다. 이러한 경우에, 주축 구동원의 회전수를 기준으로 하는 전자 캠식 제어에서는, 피가공 소재의 실제 가공 진척 상황에 상관없이 주축 구동원의 회전수에 의해 주축과 공구대를 상대적으로 이송시키므로, 가공 정밀도가 저하할 가능성이 있다.
본 발명이 목적은, 주축과 공구대의 상대적 이송 동작을 전자 캠 방식으로 제어할 수 있고, 또한 주축 정지 중의 2차적 가공을 실시할 수 있는 다기능성을 발휘할 수 있는 자동 선반 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 주축과 공구대의 상대적 이송 동작을 전자 캠 방식 으로 제어할 수 있고, 또한 주축 회전수의 변동의 영향을 받지 않은 상태로 고정밀도 가공을 실시할 수 있는 자동 선반 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하나의 태양(態樣)에서, 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대를 구비한 자동 선반의 제어 방법에 있어서, 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대에 관하여 일련의 가공 프로그램에서 요구되는 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 캠 회전량의 함수로서 이동 위치를 지시하는 캠 기준 데이터의 형태로 준비하고, 각각 임의의 펄스열을 발생시키는 복수의 펄스열 발생원을 준비하고, 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관하여, 캠 기준 데이터의 하나의 성분인 캠 회전량을 규정하는 펄스열을 발생시키는 펄스열 발생원을, 복수의 펄스열 발생원들 중에서 선택하여 지정하고, 캠 기준 데이터의 형태로 준비한 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 지정한 펄스열 발생원이 발생시키는 펄스열을 이용하여 처리하여, 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대의, 일련의 가공 프로그램에서의 상대적 이송 동작을 제어하는 제어 방법을 제공한다.
바람직한 실시 형태에서는, 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대가 복수의 제어축을 따라 상대적 이송 동작을 실행할 수 있고, 펄스열 발생원을 지정하는 단계는, 복수의 제어축 각각에 대하여, 복수의 이동 위치 데이터의 각각에 관한 펄스열 발생원을 지정하는 것을 포함하는 제어 방법이 제공된다.
바람직한 실시 형태에서는, 일련의 가공 프로그램에서의 복수의 이동 위치 데이터의 시계열적(時系列的) 배치를 지정하는 단계를 또한 구비하고, 이동 위치 데이터를 처리하는 단계는, 캠 기준 데이터의 형태로 준비한 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 지정한 시계열적 배치에 따라 처리하는 것을 포함하는 제어 방법이 제공된다.
또한, 캠 기준 데이터의 형태로 준비한 복수의 이동 위치 데이터 각각을 변위 선도(變位 線圖)에 표시하는 단계를 또한 구비하는 것이 유리하다.
이러한 구성에서, 펄스열 발생원을 지정하는 단계는, 변위 선도와 관련하여, 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관한 펄스열 발생원을 지정하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 변위 선도 상에 일련의 가공 프로그램에서의 복수의 이동 위치 데이터의 시계열적 배치를 지정하는 단계를 또한 구비하고, 이동 위치 데이터를 처리하는 단계는, 캠 기준 데이터의 형태로 준비한 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 변위 선도 상에 지정한 시계열적 배치에 따라 처리하는 것을 포함하는 제어 방법이 제공될 수 있다.
이 경우, 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대가 복수의 제어축을 따라 상대적 이송 동작을 행할 수 있고, 시계열적 배치를 지정하는 단계는, 변위 선도 상에, 복수의 제어축을 각각 동작 제어하는 복수의 이동 위치 데이터간의 동기(同期)를 지정하는 것을 포함하는 구성으로 할 수 있다.
복수의 펄스열 발생원은, 적어도 하나의 주축의 회전에 대응한 펄스열을 발생시키는 주축 펄스 발생원을 포함할 수 있다.
또한, 복수의 펄스열 발생원은, 자동 선반의 동작에 무관한 펄스열을 발생시키는 외부 펄스열 발생원을 포함할 수 있다.
본 발명은 다른 태양에서, 선반 베드, 선반 베드 상에 설치된 적어도 하나의 주축, 선반 베드 상에 설치된 적어도 하나의 공구대, 선반 베드 상에서의 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대의 동작을 제어하는 제어 장치, 및 각각 임의의 펄스열을 발생시키는 복수의 펄스열 발생원을 구비하고, 제어 장치는, 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대에 관하여 일련의 가공 프로그램에서 요구되는 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 캠 회전량의 함수로서 이동 위치를 지시하는 캠 기준 데이터의 형태로 입력할 수 있고, 또한 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관하여 캠 기준 데이터의 하나의 성분인 캠 회전량을 규정하는 펄스열을 발생시키는 펄스열 발생원을, 복수의 펄스열 발생원들 중에서 선택하여 지정할 수 있는 입력부와, 입력부에서 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 입력부에서 지정된 펄스열 발생원이 발생시키는 펄스열을 이용하여 처리하고, 이로 인하여, 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대의, 일련의 가공 프로그램에서의 상대적 이송 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하는 처리부를 구비하는 자동 선반을 제공한다.
바람직한 실시 형태에서는, 적어도 하나의 주축과 적어도 하나의 공구대가 선반 베드 상에서 복수의 제어축을 따라 상대적 이송 동작이 가능하고, 제어 장치의 입력부는, 복수의 제어축 각각에 대하여, 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관한 펄스열 발생원을 지정할 수 있는 선반이 제공된다.
바람직한 실시 형태에서는, 제어 장치의 입력부는, 일련의 가공 프로그램에서의 복수의 이동 위치 데이터의 시계열적 배치를 지정할 수 있고, 제어 장치의 처 리부는, 입력부에서 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 입력부에서 지정된 시계열적 배치에 따라 처리하는 자동 선반이 제공된다.
제어 장치는, 입력부에서 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 변위 선도의 형태로 표시하는 표시부를 또한 구비하는 것이 유리하다.
이러한 구성에서, 제어 장치의 입력부는, 표시부에 표시된 변위 선도와 관련하여, 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관한 펄스열 발생원을 지정할 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 제어 장치의 입력부는, 표시부에 표시되는 변위 선도 상에, 일련의 가공 프로그램에서의 복수의 이동 위치 데이터의 시계열적 배치를 지정할 수 있고, 제어 장치의 처리부는, 입력부에서 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 변위 선도 상에 지정된 시계열적 배치에 따라 처리하는 구성으로 할 수 있다.
이 경우, 적어도 하나의 주축과 적어도 하나의 공구대가 선반 베드 상에서 복수의 제어축을 따라 상대적 이송 동작이 가능하고, 제어 장치의 입력부는, 표시부에 표시되는 변위 선도 상에, 복수의 제어축을 각각 동작 제어하는 복수의 이동 위치 데이터간의 동기를 지령할 수 있는 것이 바람직하다.
복수의 펄스열 발생원은, 적어도 하나의 주축의 회전에 대응한 펄스열을 발생시키는 주축 펄스 발생원을 포함할 수 있다.
또한, 복수의 펄스열 발생원은, 자동 선반의 동작에 무관한 펄스열을 발생시 키는 외부 펄스 발생원을 포함할 수 있다.
본 발명은 또 다른 태양에서, 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대를 구비하는 자동 선반에서 사용하는 제어 장치에 있어서, 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대에 관하여 일련의 가공 프로그램에서 요구되는 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 캠 회전량의 함수로서 이동 위치를 지시하는 캠 기준 데이터의 형태로 입력할 수 있고, 또한 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관하여, 캠 기준 데이터의 하나의 성분인 캠 회전량을 규정하는 펄스열을 발생시키는 펄스열 발생원을, 미리 준비한 복수의 펄스열 발생원들 중에서 선택하여 지정할 수 있는 입력부와, 입력부에서 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 입력부에서 지정된 펄스열 발생원이 발생시키는 펄스열을 이용하여 처리하고, 이로 인하여, 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대의, 일련의 가공 프로그램에서의 상대적 이송 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하는 처리부를 구비하는 제어 장치를 제공한다.
바람직한 실시 형태에서, 입력부는, 일련의 가공 프로그램에서의 복수의 이동 위치 데이터의 시계열적 배치를 지정할 수 있고, 처리부는, 입력부에서 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 입력부에서 지정된 시계열적 배치에 따라 처리하는 제어 장치가 제공된다.
또한, 입력부에서 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 변위 선도의 형태로 표시하는 표시부를 또한 구비하는 것이 유리하다.
이 경우, 입력부는, 표시부에 표시된 변위 선도와 관련하여, 복수의 이동 위 치 데이터 각각에 관한 펄스열 발생원을 지정할 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 입력부는, 표시부에 표시되는 변위 선도 상에, 일련의 가공 프로그램에서의 복수의 이동 위치 데이터의 시계열적 배치를 지정할 수 있고, 처리부는, 입력부에서 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 변위 선도 상에 지정된 시계열적 배치에 따라 처리하는 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 상기 목적과 그 밖의 목적, 특징 및 이점은, 첨부 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 형태의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 의한 자동 선반 제어 방법의 수순을 나타내는 흐름도.
도 2a는 도 1의 제어 방법에서 사용되는 캠 기준 데이터의 일례를 나타내는 변위 선도.
도 2b는 도 1의 제어 방법에서 사용되는 캠 기준 데이터의 또 다른 예를 나타내는 변위 선도.
도 3a는, 도 2a와 도 2b의 캠 기준 데이터를 합성한 변위 선도.
도 3b는, 도 3a와 도 2b의 캠 기준 데이터를 합성한 또 다른 변위 선도.
도 4는 도 1의 제어 방법에서 사용되는 캠 기준 데이터의 캠 회전량의 규정 방법을 나타내는 블록도.
도 5는, 도 1의 제어 방법에서 사용된 캠 기준 데이터의 캠 회전량의 또 다른 규정 방법을 나타내는 블록도.
도 6a 및 도 6b는, 도 1의 제어 방법에서의 데이터 개입(interruption) 정보의 지시 수순을 나타내는 화면 표시도.
도 7은 도 1의 제어 방법을 실시할 수 있는 본 발명의 하나의 실시 형태에 의한 자동 선반의 구성을 나타내는 개략도.
도 8은 도 7의 자동 선반에 설치되는 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 9는 도 7의 자동 선반에 탑재되는 제 1 공구대의 확대 정면도.
도 10은 도 7의 자동 선반에 탑재되는 제 2 공구대의 확대 정면도.
도 11은 도 7의 자동 선반에서 실시되는 가공 순서의 일례를 나타내는 개략도.
도 12는 도 11의 가공 순서에서 사용되는 2 개의 제어축의 캠 기준 데이터를 나타내는 변위 선도.
도 13은 도 11의 가공 순서에서 사용되는 또 다른 1 개의 제어축의 캠 기준 데이터를 나타내는 변위 선도.
도 14는 도 11의 가공 순서에서 사용되는 또 다른 2 개의 제어축의 캠 기준 데이터를 나타내는 변위 선도.
도 15는 도 11의 가공 순서에 사용되는 그 밖의 1 개의 제어축의 캠 기준 데이터를 나타내는 변위 선도.
도 16은, 도 12 및 도 14의 변위 선도를 조합한 복축 변위 선도.
도 17은, 도 16의 복축 변위 선도에 도 13 및 도 15의 변위 선도를 개입시킨 후의 상태를 나타내는 변위 선도.
도 18은, 도 16의 복축 변위 선도의 작성 중의 상태를 나타내는 변위 선도.
도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 실시 형태에 의한 자동 선반 제어 방법의 처리 수순을 나타내는 흐름도이고, 도 2 내지 도 3b는 이러한 제어 방법에서 이용되는 복수의 이동 변위 데이터의 일례를 나타내는 변위 선도이다.
본 발명과 관계된 자동 선반 제어 방법은, 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대를 구비한 자동 선반에 있어서, 피가공 소재로부터 하나의 제품을 절삭 가공하기 위한 일련의 가공 프로그램에 따라 실행되는 주축 및 공구대의 상대적 이송 동작을 제어하는 방법이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 우선, 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대에 관하여 일련의 가공 프로그램에서 요구되는 복수의 이동 변위 데이터(즉, 이동 궤적 데이터) 각각을, 캠 회전량의 함수로서 이동 위치를 지시하는 캠 기준 데이터의 형태로 준비한다(단계 S1). 또한, 각각 임의의 펄스열을 발생시키는 복수의 펄스열 발생원을 준비한다(단계 S2).
다음으로, 단계 1에서 준비한 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관하여, 캠 기준 데이터의 하나의 성분인 캠 회전량을 규정하는 펄스열을 발생시키는 펄스열 발생원을, 단계 2에서 준비한 복수의 펄스열 발생원들 중에서 선택하여 지정한다(단계 S3). 그리고, 단계 S1에서 준비한 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 단계 S3에서 지정한 펄스열 발생원이 발생시키는 펄스열을 이용하여 처리하여(단계 S4), 적어도 하나의 주축과 적어도 하나의 공구대의, 일련의 가공 프로그램에서의 상대적 이송 동작을 제어한다(단계 S5).
여기서, 자동 선반의 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대가 선반 베드 상에서 복수의 제어축을 따라 상대적 이송 동작을 행할 수 있는 구성을 갖는 경우에, 펄스열 발생원을 지정하는 단계(단계 S3)는, 복수의 제어축 각각에 대하여, 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관한 펄스열 발생원을 지정하는 것을 포함한다.
전술한 단계 S1에서 준비되는 캠 기준 데이터는, 자동 선반의 임의의 기계적 동작 요소로부터 얻어지는 소정의 동작량 및/또는 자동 선반의 외부 신호 발생 요소로부터 얻어지는 소정의 신호량을, 캠 1 회전에 상당하는 것으로 정의하여, 주축 또는 공구대의 이동 위치를 동작량 및/또는 신호량에 대응하여 연속적으로 지시한다. 따라서, 단계 S2에서 준비된 복수의 펄스열 발생원은, 이와 같은 자동 선반의 임의의 기계적 동작 요소로부터 얻어지는 동작량 및/또는 자동 선반의 외부 신호 발생 요소로부터 얻어지는 신호량을, 각각 임의의 펄스열의 형태로 변환하여 출력할 수 있다면 바람직하다. 이와 같이, 캠 기준 데이터의 하나의 성분인 캠 회전량을 펄스열로 규정하도록 하면, 단계 S4에서의 데이터 처리가 용이해진다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
단계 S3에서는, 일련의 가공 프로그램에 의한 각종 공정을 소위 전자 캠 방식의 제어 하에 확실히 실시할 수 있도록, 각각의 공정에 대응하는 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관하여, 캠 기준 데이터를 처리하기 위한 펄스열을 발생시키는 펄스열 발생원을, 상기 복수의 펄스열 발생원들 중에서 적절히 선택하여 지정한다. 그 후, 단계 S4 및 단계 S5에서는, 이러한 각종 공정들에서의 주축과 공구의 상대 적 이송 동작이, 각각 지정된 펄스열 발생원을 유효하게 사용함으로써, 전자 캠 방식으로 확실히 제어된다.
이와 같은 구성에 의하면, 일련의 가공 프로그램에 의한 각종 모든 공정에서 전자 캠식의 제어가 행하여지므로, 자동 선반에서의 복수의 제어축이 동작을 개별적으로 자유로이 제어할 수 있고, 따라서 공구의 공전 시간을 용이하게 배제하여, 일반적인 NC 선반에 비하여 1 가공 사이클에 필요한 시간을 효과적으로 단축할 수 있다. 또한, 각 공정에서, 복수의 제어축들마다의 변위 선도(캠 선도)를 공통의 기준(즉, 캠 회전량) 상에 작성할 수 있으므로, 제어축들간의 동기 지령을 프로그래밍하는 것이 용이해진다.
특히, 본 발명에 의하면, 일련의 가공 프로그램에 의한 각종 공정을, 각각의 공정에 대응하는 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관하여 지정된 펄스열 발생원을 유효하게 사용함으로써, 전자 캠식 제어 하에서 확실히 실시할 수 있다. 따라서, 예를 들면 주축을 정지시킨 상태에서 실시하는 2차적 공정(예를 들면, 회전 공구에 의한 절삭 가공 공정)에 대해서도, 주축 이외의 다른 기계적 동작 요소로부터 얻어지는 동작량 및/또는 자동 선반 외부의 신호 발생 요소로부터 얻어지는 신호량을 임의의 펄스열의 형태로 변환하여 출력하는 소망의 펄스열 발생원을 지정함으로써, 캠 기준 데이터에 기초하여 확실히 실시할 수 있다는 현저한 효과가 나타난다.
본 발명에 의한 전술한 제어 흐름에서는, 펄스열 발생원을 지정하는 단계 S3과 관련하여, 일련의 가공 프로그램에서의 복수의 위치 이동 데이터의 시계열적 배치를 지정하는 단계를 추가하여 설정할 수 있다. 이러한 단계에 의하면, 각각에 소 망의 펄스열 발생원을 지정한 복수의 이동 위치 데이터에 대응하는 각종 공정을, 가공 프로그램을 효율적으로 실시하기 위한 최적의 순서로 배열할 수 있다. 그 후, 단계 S4 및 S5에서, 캠 기준 데이터의 형태로 준비한 복수의 이동 위치 데이터 각각을 지정된 시계열적 배치에 따라 처리함으로써, 최적의 순서로 배열된 각종 공정 각각에 있어서, 그 순서에 따라, 주축과 공구대의 상대적 이송 동작이 제어된다.
또한, 본 발명에 의한 전술한 제어 흐름에서는, 이동 위치 데이터를 준비하는 단계 S1과 관련하여, 캠 기준 데이터의 형태로 준비한 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 이동 위치의 궤적(예를 들면, 공구 경로)을 나타내는 변위 선도(캠 선도)에 표시하는 단계를 추가하여 설정할 수 있다. 이 경우에, 펄스열 발생원을 지정하는 단계 S3에서는, 변위 선도와 관련하여, 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관한 펄스열 발생원을 지정할 수 있도록 하는 것이 유리하다. 또한, 일련의 가공 프로그램에서의 복수의 이동 위치 데이터의 시계열적 배치를 지정하는 전술한 단계는, 표시한 변위 선도 상에 시계열적 배치를 지정할 수 있도록 하는 것이 유리하다.
도 2a 및 도 2b는, 캠 기준 데이터의 형태로 준비한 2개의 서로 다른 이동 위치 데이터의 예를 각각 표시하는 변위 선도(캠 선도)이다. 여기서, 도 2a에 나타낸 제 1 캠 기준 데이터를 처리하기 위한 펄스열을 발생시키는 제 1 펄스열 발생원이, 도 2a의 변위 선도와 관련하여 지정되어 있다. 마찬가지로, 도 2b에 나타낸 제 2 캠 기준 데이터를 처리하기 위한 펄스열을 발생시키는 제 2 펄스열 발생원이, 도 2b의 변위 선도와 관련하여 지정되어 있다. 이 예에서는, 일련의 가공 프로그램의 대부분(Q0 ~ QE)이 제 1 캠 기준 데이터에 기초하여 실행되고, 특정 프로그램만(Q1 ~ Q2)이 제 2 캠 기준 데이터에 기초하여 실행된다.
그 후, 이러한 2개의 이동 위치 데이터의 시계열적 배치를 어느 한 쪽의 변위 선도 상에 지정할 수 있다. 도시한 예에서는, 도 2a의 변위 선도 상에, 도 2b의 변위 선도를 표시하는 제 2 캠 기준 데이터를 개입시키는 장소를 지정한다. 도 3a는, 이와 같이 하여 펄스열 발생원이 다른 캠 기준 데이터의 개입을 지정한 후의, 일련의 가공 프로그램에서의 이동 위치 데이터의 합성 변위 선도의 일례를 나타낸다.
따라서, 이러한 가공 순서의 예에서, 캠 회전량이 Q0에서 Q1에 이를 때까지는, 제 1 펄스열 발생원을 사용하여 처리되는 제 1 캠 기준 데이터에 따라 주축과 공구대의 상대적 이송 동작이 제어되고, 캠 회전량이 Q1에서 Q2에 이를 때까지는, 제 2 펄스열 발생원을 사용하여 처리되는 제 2 캠 기준 데이터에 따라 주축과 공구대의 상대적 이송 동작이 제어되며, 그 후, 캠 회전량이 Q2에서 QE에 이를 때까지는, 다시 제 1 캠 기준 데이터를 따라 주축과 공구대의 상대적 이송 동작이 제어된다. 이와 같이 하여, 제 1 가공 사이클이 완료한다.
또한, 상기 가공 순서의 예에서, 제 1 캠 기준 데이터에 기초하여 동작 제어되는 제어축과 제 2 캠 기준 데이터에 기초하여 동작 제어되는 제어축이 서로 다를 경우에는, 도 3a에 나타낸 바와 같이, 제 2 캠 기준 데이터를 표시하는 변위 선도는, 제 1 캠 기준 데이터의 변위 선도 상의 개입 장소에서의 이동 위치 P1과는 무관하게 배치될 수 있다. 반면에, 제 1 캠 기준 데이터로의 제 2 캠 기준 데이터의 개입이 동일한 제어축에 관하여 실행되는 경우에는, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 제 2 캠 기준 데이터를 표시하는 변위 선도는 제 1 캠 기준 데이터의 변위 선도 상의 개입 장소에서의 이동 위치 P1에 연속하도록 배치된다.
전술한 가공 순서의 예에서, 제 1 펄스열 발생원은, 예를 들면 자동 선반의 적어도 하나의 주축에 대응한 펄스열을 발생시키는 주축 펄스 발생원에 의해 구성될 수 있다. 또한, 제 2 펄스열 발생원은, 예를 들면 자동 선반의 적어도 하나의 공구대에 설치된 회전 공구의 회전에 대응한 펄스열을 발생시키는 공구 펄스열 발생원에 의해 구성될 수 있다.
주축 펄스 발생원으로서는, 예를 들면 도 4에 나타낸 바와 같이, 주축 모터(M1)에 설치되는 부호기(encoder)(E)를 이용할 수 있다. 이 경우에, 자동 선반에 설치되는 제어 장치(C)가, 부호기(E)로부터 출력되는 펄스열을 피드백 데이터로서 주축 회전 제어에 사용하는 한편, 전술한 전자 캠 제어에서의 캠 기준 데이터 처리에도 사용하도록 구성되면 바람직하다. 이러한 구성에서는, 제어 장치(C)는, 캠 기준 데이터에 의해 지시되는 이동 위치를, 부호기(E)로부터 전송된 펄스열을 이용하여 연산처리하고, 이에 기초하여 이동을 지령하는 제어축 모터(M2)의 동작을 제어한다. 마찬가지로, 공구 펄스 발생원으로, 도시되지 않은 공구 회전용 구동 모터에 설치되는 부호기를 이용할 수 있다.
또한, 주축 모터(M1)로부터의 구동력을 벨트/활차 등의 전달 기구를 통해 주축에 전달하는 구성에서는, 예를 들면 선삭 가공 중의 가공 부하에 기인하여 전달 기구에 미끄럼이 발생하는 경우에, 부호기(E)에 의해 검출되는 주축 모터(M1)의 회전수와 피가공 소재를 파지하는 주축의 실제 회전수가 달라지게 된다. 이와 같은 경우에, 주축 모터(M1)의 회전수를 기준으로 하는 전자 캠식 제어에서는, 피가공 소재의 실제 가공 진척 상황과는 무관하게 주축 모터(M1)의 회전수에 따라 주축과 공구대의 상대적 이송 동작을 실행시키므로, 가공 정밀도가 저하할 가능성이 있다.
이와 같은 가능성을 배제하기 위해서는, 도 5에 나타내 바와 같이, 주축 S의 실제 회전수를 검출하는 회전 검출기(D)를 주축 펄스 발생원으로서 사용하여, 전자 캠 제어용 펄스열을 회전 검출기로부터 취득하는 것이 유리하다. 이러한 구성에서는, 제어 장치(C)는, 캠 기준 데이터에 의해 지시되는 이동 위치를, 회전 검출기(D)로부터 취득한 펄스열을 이용하여 연산 처리하고, 이에 기초하여 이동 지령을 내리는 제어축 모터(M2)의 동작을 제어하다. 따라서, 예를 들면 선삭 가공 중의 가공 부하에 의해, 벨트/활차 등의 전달 기구(T)에 미끄럼이 발생한 경우라도, 회전 검출기(D)로부터 취득한 펄스열은 피가공 소재(W)의 실제 회전수에 대응하게 된다. 그 결과, 주축 회전수 기준의 전자 캠식 제어를 실시하는 경우에, 주축과 공구대의 상대적 이송 동작은 피가공 소재(W)의 실제의 가공 진척 상황에 정확히 합치하게 되고, 높은 가공 정밀도를 유지할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같은 전자 캠 제어에서 필요로 하는 복수의 펄스열 발생원의 적어도 하나를, 자동 선반 자체의 제어 장치나 자동 선반 외부의 퍼스널 컴퓨터 등에 내장되는 클락(clock) 발진기(미도시)와 같은, 자동 선반이 동작에 무관한 펄스열을 발생시키는 외부 펄스 발생원에 의해 구성할 수도 있다. 이 경우에, 자동 선반의 기계적 동작 요소의 동작 상황에 무관하게 발생되는 일정한 외부 펄스열(예를 들면, 클락 펄스열)을 이용하여, 캠 기준 데이터를 처리한다.
전술한 가공 순서의 예에 따라 설명한 바와 같이, 일련의 가공 프로그램에서 의 복수의 캠 기준 데이터의 시계열적 배치 및/또는 각 캠 기준 데이터의 처리에 이용되는 펄스열 발생원을 변위 선도 상에 지정할 경우에는, 예를 들면 자동 선반의 제어 장치와 관련하여 장착된 표시 화면에 소요 변위 선도를 표시하는 것이 유리하다. 이 경우에, 도 6에 나타낸 바와 같이, 미리 펄스열 발생원을 결정한 제 1 캠 기준 데이터의 변위 선도를 표시하는 화면상에, 개입시키려는 제 2 캠 기준 데이터의 처리에 이용되는 펄스열 발생원(펄스 종류)을, 화면상의 소정 공란에 기술하여 지정함과 더불어, 제 2 캠 기준 데이터를 개입시키려는 장소를 캠 회전 각도, 펄스수, 공정 번호(예를 들면, 공구 번호) 등의 수치 데이터의 입력에 의해 표시할 수 있다.
그 결과 얻어지는 합성 변위 선도를, 도 6에 나타낸 바와 같이, 마찬가지로 화면에 표시할 수 있다. 도 6b의 합성 변위 선도에 있어서, 캠 회전량이 (I)인 영역에서는, 캠 기준 데이터를 처리할 경우에, 제 1 펄스열 발생원이 발생시키는 펄스열로 계수된 펄스수에 의해 캠 회전량이 규정된다.
또한, 전술한 변위 선도의 작성 작업은, 자동 선반에 미리 설치된 제어 장치에서 행할 수도 있거나, 또는 외부 컴퓨터에서 행할 수도 있다.
다음으로, 본 발명에 의한 자동 선반 제어 방법을 수행할 수 있는, 본 발명의 실시 형태에 의한 자동 선반(10)(도 6 참조) 및 자동 선반(10)에 장착되는 제어 장치(12)(도 8 참조)의 구성을 설명한다. 자동 선반(10)은, 공통의 선반 베드(14) 상에 2개의 주축(16, 18)들 및 2개의 공구대(20, 22)들을 집약적으로 탑재하고, 바이트, 드릴 등의 선삭 공구(24)와 프레이즈(fraise) 등의 회전 공구(26)를 포함한 각종 공구에 의하여 동일 피가공 소재에 대한 이종(예를 들면, 외경 절삭과 개구 굴삭) 동시 가공이나 여러 피가공 소재에 대한 동시 가공을 실시할 수 있도록 한 다기능 구조를 구비한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 자동 선반(10)은, 선반 베드(14), 선반 베드(14) 상에 설치되고 회전축선(16a)을 갖는 제 1 주축(16), 선반 베드(14) 상에 설치되고 복수의 공구(24, 26)들을 병렬로 수용할 수 있는 제 1 공구대(20), 선반 베드(14) 상에 설치되고 복수의 공구(24, 26)들을 원주 방향으로 분배하여 수용할 수 있는 제 2 공구대(22), 선반 베드(14) 상에 설치되고 제 1 주축(16)의 회전축선(16a)에 평행한 회전축선(18a)을 구비하여 제 1 주축(16)에 대향 배치될 수 있는 제 2 주축(18), 및 선반 베드(14) 상에서의 제 1 및 제 2 주축(16, 18)과 제 1 및 제 2 공구대(20, 22)의 동작을 제어하는 제어 장치(12)를 구비한다.
선반 베드(14)는, 제 1 주축(16), 제 2 주축(18), 제 1 공구대(20) 및 제 2 공구대(22)를 각각 미리 설정된 직교 좌표계에서 이동이 가능하도록 독립적으로 구비한다.
제 1 주축(16)은, 선반 외부로부터 공급된 봉상의 피가공 소재(이하, 봉재라고 칭함)(W)를 파지하여 회전하는 주요한 (또는, 정면측의) 주축이고, 도시되지 않은 베어링 장치를 통해 제 1 주축대(28)에 회전 가능하도록 내장된다. 제 1 주축(16)은 중공 통상의 구조를 갖고, 그 전단(前端) 영역에 후단측으로부터 공급된 봉재(W)를 강고히 파지할 수 있는 척(미도시)이 설치된다. 선반 베드(14)에는, 선반 베드(14) 상의 직교 3축 좌표계에 있어서, 제 1 주축(16)의 회전축선(16a)에 평행한 제 1 이송 제어축(Z1축이라고 칭함)을 따라 제 1 주축대(28)를 직선 이동시키는 제 1 주축 구동 기구(30)(도 7)가 설치된다.
제 1 주축 구동 기구(30)는, Z1축 구동원(예를 들면, AC 서보 모터)(32), 도시되지 않은 Z1축 안내 부재(예를 들면, 미끄럼 안내부) 및 이송 나사 장치(예를 들면, 볼 나사)로 구성된다. 따라서, 제 1 주축(16)은, 제 1 주축 구동 기구(30)의 동작에 의해, 그 자체의 회전축선(16a)에 평행한 제 1 이송 제어축(Z1축)을 따라 제 1 주축대(28)와 함께 직선 왕복 동작을 할 수 있다.
제 1 주축대(28)에는 또한, 제 1 주축(16)을 회전 구동시키는 회전 구동원(34)(도 8)으로서, 예를 들면 내장형 AC 서보 모터가 설치된다. 또한, 제 1 주축(16)은, 회전 각도 제어축(C1축이라고 칭함)을 가질 수 있고, 회전 구동원(34)을 제어하여 얻어지는 C1축의 위치 결정 분할 동작에 의해, 소망의 공구대(20, 22)들에 장착된 회전 공구(26)를 이용하여, 척에 파지된 봉재 W의 말단면이나 외주면의 소망 위치에 다양한 2차적 가공을 실시할 수 있다.
선반 베드(14)에는, 제 1 주축대(28)로부터 축선 방향 전방으로 이격된 소정 위치에, 제 1 주축(16)에 파지된 봉재(W) 선단의 피가공 부위 근방에서 봉재(W)를 지지하는 보조 지지 장치로서의 안내 부시(36)가 설치된다. 안내 부시(36)는, 제 1 주축(16)에 대하여 동축상(同軸狀)으로 배치되고, 선삭 가공 중에 봉재(W)의 피가공 부위에 진동이 발생하지 않도록 봉재(W)를 중심 정렬의 상태로 지지한다.
제 1 공구대(20)는, 선반 베드(14) 상에, 제 1 주축(16)의 축선 방향 전방에 설치된 안내 부시(36)로부터 측방으로 후퇴한 위치에 배치된다. 선반 베드(14)에 는, 선반 베드(14) 상의 직교 3축 죄표계에서, 제 1 주축(16)의 회전축선(16a)[즉, 제 1 이송 제어축(Z1축)]에 직교하는 제 2 이송 제어축(X1축이라고 칭함)을 따라 제 1 공구대(20)를 직선 이동시키는 제 1 공구대 구동 기구(38)(도 8)가 설치된다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 제 1 공구대 구동 기구(38)는, 제 1 이송 제어축(Z1축) 및 제 2 이송 제어축(X1축)의 쌍방에 직교하는 제 3 이송 제어축(Y1축이라고 칭함)을 따라 제 1 공구대(20)를 직선 이동시킬 수도 있다.
제 1 공구대 구동 기구(38)는, X1축 구동원(예를 들면, AC 서보 모터)(40), 도시되지 않은 X1축 안내 부재(예를 들면, 미끄럼 안내부)와 이송 나사 장치(예를 들면, 볼 나사), Y1축 구동원(예를 들면, AC 서보 모터)(42)(도 8), 및 도시되지 않은 Y1축 안내 부재(예를 들면, 미끄럼 안내부)와 이송 나사 장치(예를 들면, 볼 나사)로 구성된다. 따라서, 제 1 공구대(20)는, 제 1 공구대 구동 기구(38)의 동작에 의하여, 제 2 이송 제어축(X1축) 및 제 3 이송축(Y1축)을 따라 직선 왕복 동작이 가능하다.
제 1 공구대(20)는 복수의 공구(24, 26)들을 병렬 배치로 수용할 수 있는 소위 빗살형 공구대이다. 따라서, 제 1 공구대(20)는, Y1축 이동에 의해 분할 선택된 소망의 공구(24, 26)들의 날끝을, 후술하는 가공 프로그램에 의한 제 1 공구대(20) 자체의 X1축 이송 동작과 전술한 가공 프로그램에 의한 제 1 주축(16)의 Z1축 이송 동작의 공동 작용에 의하여, 지정된 공구 경로를 따라 이동시킬 수 있다. 이에 의하여, 제 1 공구대(20) 상의 소망의 공구(24, 26)들을 이용하여, 제 1 주축(16)에 파지된 봉재(W)를 소망 형상으로 가공할 수 있다.
제 2 공구대(22)는, 도시된 실시 형태에서 선반 베드(14) 상에, 제 1 주축(16)의 회전축선(16a)에 관하여 제 1 공구대(20)의 반대측에 배치되어 있다. 선반 베드(14)에는, 선반 베드(14) 상의 직교 2축 좌표계에서, 제 1 주축(16)의 회전축선(16a)[즉, 제 1 이송 제어축(Z1축)]에 직교하는 제 4 이송 제어축(X2축이라고 칭함)과 제 1 이송 제어축(Z1축)에 평행한 제 5 이송 제어축(Z2축이라고 칭함) 각각을 따라 제 2 공구대(22)를 직선 이동시키는 제 2 공구대 구동 기구(44)(도 8)가 설치된다.
제 2 공구대 구동 기구(44)는, X2축 구동원(예를 들면, AC 서보 모터)(46), 도시되지 않은 X2축 안내 부재(예를 들면, 미끄럼 안내부)와 이송 나사 장치(예를 들면, 볼 나사), Z2축 구동원(예를 들면, AC 서보 모터)(48), 및 도시되지 않은 Z2축 안내 부재(예를 들면, 미끄럼 안내부) 및 이송 나사 장치(예를 들면, 볼 나사)로 구성된다. 따라서, 제 2 공구대(22)는, 제 2 공구대 구동 기구(44)의 동작에 의해, 제 4 이송 제어축(X2축) 및 제 5 이송 제어축(Z2축)을 따라 직선 왕복 동작을 할 수 있다.
제 2 공구대(22)는, 복수의 공구(24, 26)들을 원주 방향으로 분배하여 수용할 수 있는 소위 터릿(turret) 공구대이고, 도 10에 도시한 바와 같이, 분할 구동원(50)(예를 들면, AC 서보 모터)의 구동에 의해, Z2축에 평행한 회전 분할 제어축(TI축이라고 칭함)을 중심으로 분할 회전한다. 따라서, 제 2 공구대(22)는, 그 자체의 TI축 회전에 의해 분할 선택된 소망의 공구(24, 26)의 날끝을, 후술하는 가공 프로그램에 의한 제 2 공구대(22) 자체의 X2축 이송 동작과 Z2축 이송 동작의 공동 작용에 의하여, 지정된 공구 경로를 따라 이동시킬 수 있다. 이에 의하여, 제 2 공구대(22) 상의 소망의 공구(24, 26)들을 이용하여, 제 1 또는 제 2 주축(16, 18)에 파지된 봉재(W)를 소망 형상으로 가공할 수 있다.
제 2 주축(18)은, 선반 베드(14) 상에서, 제 1 주축(16)의 회전축선(16a)에 평행한 회전축선(18a)을 갖고, 제 1 주축(16)의 축선 방향 즉 안내 부시(36)의 축선 방향의 전방에 동축상으로 대향할 수 있도록 배치된다. 제 2 주축(18)은, 제 1 주축(16)으로부터 전달받은 일부 가공 완료의 봉재(W')를 파지하여 회전하는 보조적인 (또는, 배면측의) 주축이고, 도시되지 않은 베어링 장치를 통하여 제 2 주축대(52)에 회전 가능하도록 내장된다. 제 2 주축(18)은 중공 통상의 구조를 갖고, 대향하는 가이드 부시(36)로부터 송출된 봉재(W')를 강고히 파지할 수 있는 척(미도시)이 제 2 주축(18)의 전단 영역에 설치된다.
선반 베드(14)에는, 선반 베드(14) 상의 직교 2축 좌표계에서, 제 1 주축(16)의 제 1 이송 제어축(Z1축)에 직교하는 제 6 이송 제어축(X3축이라고 칭함)과 제 1 이송 제어축(Z1축)에 평행한 제 7 이송축(Z3축이라고 칭함) 각각을 따라, 제 2 주축대(52)를 직선 이동시키는 제 2 주축 구동 기구(54)(도 8)가 설치된다.
제 2 주축 구동 기구(54)는, X3축 구동원(예를 들면, AC 서보 모터)(56), 도시되지 않은 X3축 안내 부재(예를 들면, 미끄럼 안내부)와 이송 나사 장치(예를 들면, 볼 나사), Z3축 구동원(예를 들면, AC 서보 모터)(58), 및 도시되지 않은 Z3축 안내 부재(예를 들면, 미끄럼 안내부)와 이송 나사 장치(예를 들면, 볼 나사)로 구 성된다. 따라서, 제 2 주축(18)은, 제 2 주축 구동 기구(54)의 작동에 의해, 제 6 이송 제어축(X3축)과 제 7 이송 제어축(Z3축) 각각을 따라, 제 2 주축대(53)와 함께 직선 왕복 동작을 할 수 있다.
제 2 주축대(52)에는 또한, 제 2 주축(18)을 회전 구동시키는 회전 구동원(60)(도 8)으로서, 예를 들면 내장형 AC 서보 모터가 설치된다. 또한, 제 2 주축(18)은, 회전 각도 제어축(C2축이라고 칭함)을 가질 수 있고, 회전 구동원(60)을 제어하여 얻을 수 있는 C2축의 위치 결정 분할 동작에 의해, 제 2 공구대(22)에 장착된 회전 공구(26)를 이용하여, 척에 파지된 봉재(W')의 말단면이나 외주면의 소망 위치에 다양한 2차적 가공을 실시할 수 있게 된다.
자동 선반(10)은, 제어 장치(12)의 제어 하에, 상기 구성을 갖는 2개의 공구대(20, 22)들 상에서 선택된 소망의 공구(24, 26)를 사용하여, 정면측 및 배면측의 양 주축(16, 18)에 파지된 봉재(W, W')를 각각 자동 가공할 수 있도록 구성된다. 도 8은, 이와 같은 자동 가공을 수행하기 위한 제어 장치(12)의 구성을 나타낸다.
제어 장치(12)는, 입력부(62), 표시부(64), 연산 제어부(66) 및 서보 제어부(68)를 구비한다. 입력부(62)는, 도시되지 않은 키보드 또는 포인팅 장치를 구비하고, 표시부(64)에 표시된 각종 화면을 참조하면서 작업자가 대화식의 지시나 데이터 입력을 행할 수 있도록 되어 있다. 자동 선반(10)에는, 제 1 및 제 2 주축(16, 18)과 제 1 및 제 2 공구대(20, 22) 각각의 동작을 제어하기 위한 필요 데이터(공구의 선택, 제품의 형상 치수, 주축 회전수, 공구의 이송 속도 등)가 입력부(62)로부터 입력된다. 표시부(64)는, 도시되지 않은 CRT(브라운관) 또는 LCD( 액정 표시) 등의 표시 장치를 구비하고, 작업자에 의한 대화식 입력이 가능하도록, 후술하는 데이터 입력 화면이나 작성한 가공 프로그램을 표시한다.
연산 제어부(66)는, 기억부를 구성하는 RAM(수시 입출력 가능 메모리)(70) 및 ROM(읽기 전용 메모리)(72)과, 처리부를 구성하는 CPU(중앙 처리 장치)를 구비한다. 입력부(62)에서 입력된 각종 데이터는, CPU(74)의 지시에 의해 RAM(70) 또는 ROM(72)에 격납된다. 또한, ROM(72)에는, 제 1 및 제 2 주축(16, 18)과 제 1 및 제 2 공구대(20, 22)를 구동시키기 위한 제어 프로그램이 미리 격납되어 있다. CPU(74)는, RAM(70) 또는 ROM(72)에 기억된 데이터, 후술하는 수순에 의해 작성된 가공 프로그램, 및 ROM(72)에 격납된 제어 프로그램에 기초하여, 서보 제어부(68)에 제어 지령을 출력한다.
서보 제어부(68)는, 제 1 주축 이동 제어부(76), 제 1 주축 회전 제어부(78), 제 1 공구대 이동 제어부(80), 제 2 공구대 이동 제어부(82), 제 2 주축 이동 제어부(84) 및 제 2 주축 회전 제어부(86)를 구비한다. 제 1 주축 이동 제어부(76)는, CPU(74)의 지령에 기초하여 제 1 주축 구동 기구(30)의 Z1축 구동원(32)을 작동시켜, 제 1 주축대(28)와 함께 제 1 주축(16)을 Z1축 방향으로 이동시킨다. 제 1 주축 회전 제어부(78)는, CPU(74)의 지령에 기초하여 회전 구동원(34)을 작동시켜, 제 1 주축(16)을 제 1 주축대(28) 내에서 C1축 중심으로 회전시킨다. 또한, 선삭 가공일 경우의 제 1 주축(16)의 고속 회전은, 회전수 등의 데이터에 기초하여, 도시되지 않은 별도의 제어 회로를 통하여 제어된다.
제 1 공구대 이동 제어부(80)는, CPU(74)의 지령에 기초하여, 제 1 공구대 구동 기구(38)의 X1축 구동원(40) 또는 Y1축 구동원(42)을 작동시켜, 제 1 공구대(20)를 X1축 또는 Y1축 방향으로 이동시킨다. 제 2 공구대 이동 제어부(82)는, CPU(74)의 지령에 기초하여, 제 2 공구대 구동 기구(44)의 X2축 구동원(46) 또는 Z2축 구동원(48)을 작동시켜, 제 2 공구대(22)를 X2축 또는 Z2축 방향으로 이동시킨다.
제 2 주축 이동 제어부(84)는, CPU(74)의 지령에 기초하여, 제 2 주축 구동 기구(54)의 X3축 구동원(56) 또는 Z3축 구동원(58)을 작동시켜, 제 2 주축(18)을 X3축 또는 Z3축 방향으로 이동시킨다. 제 2 주축 회전 제어부(86)는, CPU(74)의 지령에 기초하여, 회전 구동원(60)을 작동시켜, 제 2 주축(18)을 제 2 주축대(52) 내에서 C2축 중심으로 회전시킨다. 또한, 선삭 가공일 경우의 제 2 주축(18)의 고속 회전은, 회전수 등의 데이터에 기초하여, 도시되지 않은 별도의 제어 회로를 통하여 제어된다.
또한, 도 8의 블록도에 나타낸 제어 장치(12)의 구성은, 일반적인 수치 제어(NC) 장치의 구성에 준하는 것이다. 그러나, 본 발명에 의한 제어 장치는, 이러한 블록도에 한정되지 않고, 다른 여러 구성을 구비할 수도 있다.
상기 제어계를 구성하는 제어 장치(12)는, 본 발명에 의한 자동 선반 제어 방법을 수행하여, 자동 선반(10)에 본래 갖추어져 있는 다기능성을 충분히 발휘함과 더불어, 봉재(W, W')에 대한 일련의 가공 프로그램의 실시 시간을 이른바 전자 캠 제어 방식으로 확실히 실시할 수 있도록 하기 위하여, 이하의 특징적 구성을 채용하고 있다.
즉, 입력부(62)는, 자동 선반(10)의 제 1 및 제 2 주축(16, 18)과 제 1 및 제 2 공구대(20, 22)에 관하여 일련의 가공 프로그램에서 요구되는 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 캠 회전량의 함수로서 위치 이동을 지시하는 캠 기준 데이터의 형태로 입력할 수 있다. 또한, 입력부(62)는, 이러한 입력 위치 데이터 각각에 관하여, 캠 기준 데이터의 하나의 성분인 캠 회전량을 규정하는 펄스열을 발생시키는 펄스열 발생원을, 미리 준비한 복수의 펄스열 발생원으로부터 선택하여 지정할 수 있다.
특히, 제어 장치(12)에서, 입력부(62)는, 자동 선반(10)의 복수의 제어축(X1, Y1, Z1, X2, Z2, X3, Z3)들 각각에 대하여, 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관한 펄스열 발생원을 지정할 수 있도록 되어 있다. 입력부(62)에서는, 일련의 가공 프로그램에 의해 실시되는 복수의 공정들 각각에 대하여, 각 제어축에서 요구되는 이동 위치 데이터를 처리하기 위한 펄스열을 당해 공정 중에 연속적으로 확실히 취득할 수 있다는 전제하에, 펄스열 발생원을 적절히 선택하여 지정한다.
여기서, 자동 선반(10)에서는, 제 1 및 제 2 주축(16, 18)의 회전 구동원(34, 60)과 임의의 회전 공구(26)의 회전 구동원(88)(도 9)을, 적절히 선택할 수 있는 복수의 펄스열 발생원으로서 기능시킬 수 있다. 이 경우에, 도 4와 관련하여 전술한 바와 같이, 제어 장치(12)의 CPU(74)가 제 1 및 제 2 주축(16, 18)의 회전 구동원(34, 60)인 내장형 AC 서보 모터에 설치된 부호기(90)(도 7) 또는 회전 공구(26)의 회전 구동원(88)인 AC 서보 모터에 설치된 부호기(92)(도 7)로부터 출력되는 펄스열을, 관련된 주축 또는 공구의 회전 제어에 사용하는 한편, 전술 한 전자 캠 제어에서의 캠 기준 데이터의 처리에도 사용할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 구성에서, CPU(74)는, 캠 기준 데이터에 의해 지시되는 이동 위치를, 소망의 부호기(90, 92)들로부터 취득한 펄스열을 이용하여 연산 처리하고, 이에 기초하여 서보 제어부(68)에 이동 지령을 출력한다. 이에 의하여, 각 제어축 구동 기구(30, 38, 44, 54)들의 각 축 구동원(32, 40, 42, 46, 48, 56, 58)의 동작이 캠 기준 데이터에 기초하여 제어된다.
또한, 자동 선반(10)에서는, 도 5와 관련하여 설명한 회전 검출기(9)(도 7)를 구비하는 주축 펄스 발생원과 제어 장치(12)에 내장된 클락 발진기(96)(도 7), 자동 선반 외부의 퍼스널 컴퓨터 등에 내장된 클락 발진기(98)(도 7) 등의 외부 펄스 발생원으로 구성되는 복수의 펄스열 발생원을 미리 준비할 수 있다.
연산 제어부(66)의 CPU(74)는, 입력부(62)에서 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 입력부(62)에서 지정된 펄스열 발생원(90, 92, 94, 96, 98)이 발생시키는 펄스열을 이용하여 처리한다. 이에 의하여, CPU(74)는, 제 1 및 제 2 주축(16, 18)과 제 1 및 제 2 공구대(20, 22)의, 일련의 가공 프로그램에서의 상대적 이송 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 서보 제어부(68)로 출력한다.
또한, 입력부(62)에서는, 자동 선반(10)의 복수의 제어축(X1, Y1, Z1, X2, Z2, X3, Z3) 각각에 대하여, 일련의 가공 프로그램에서의 복수의 이동 위치 데이터의 시계열적 배치를 지정할 수 있도록 되어 있다. 이에 의해, 다른 펄스열 발생원을 이용하여 처리되는 캠 기준 데이터에 따라 복수의 공정이 최적의 순서로 배열된 다. 따라서, 연산 제어부(66)의 CPU(74)는, 각각 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 복수의 제어 위치 데이터 각각을 입력부(62)에서 지정된 시계열적 배치에 따라 처리하고, 제 1 및 제 2 주축(16, 18)과 제 1 및 제 2 공구대(20, 22)의 상대적 이송 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 서보 제어부(68)로 출력한다. 이와 같이 하여, 일련의 가공 프로그램에 의한 복수의 공정이 최적의 순서로 실시된다.
제어 장치(12)의 표시부(64)는, 입력부(62)에서 각각 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 이동 위치의 궤적(예를 들면, 공구 경로)을 나타내는 변위 선도의 형태로 표시할 수 있다. 그리고, 입력부(62)는, 도 6a와 관련하여 설명한 바와 같이, 표시부(64)에 표시되는 어느 하나의 변위 선도 상에, 다른 펄스열 발생원을 이용하는 복수의 캠 기준 데이터의 시계열적 배치를 지정할 수 있다.
이상의 구성에 의해, 제어 장치(12)는, 제 1 주축 구동 기구(30), 제 1 공구대 구동 기구(38), 제 2 공구대 구동 기구(44) 및 제 2 주축 구동 기구(54)를 서로 연관시켜 제어하여, 봉재(W, W')에 대한 일련의 가공 프로그램을, 다른 펄스열 발생원을 이용하여 처리되는 복수의 캠 기준 데이터에 따라, 최적의 순서로 실시할 수 있다.
다음으로, 전술한 일련의 가공 프로그램에서 실현되는 가공 순서의 예를, 도 11을 참조하여 설명한다. 도 11의 가공 순서의 예에서는, 최초의 가공 공정으로서 제 1 공구대(20)에 장착한 선삭 공구(바이트)(24)가, 제 1 주축(16)의 Z1축 이송 동작과 제 1 공구대(20)의 X1축 이송 동작의 공동 작용에 의해, 제 1 주축(16)에 파지된 봉재(W)에 외경 절삭 가공을 실시하고 있다. 또한, 외경 절삭 가공 완료 후에 제 1 주축(16)의 회전을 정지하고, 제 2 공구대(22)에 장착한 회전 공구(26)가, 제 2 공구대(22)의 X2축 이송 동작에 의해, 제 1 주축(16)에 파지된 봉재(W)에 측면 천공 가공을 실시하고 있다.
측면 천공 가공 완료 후에 제 1 주축(16)과 제 2 주축(18)을 동기하여 고속 회전시키고, 이 상태에서 제 2 주축(18)의 Z3축 이송 동작을 실행하여, 제 2 주축(18)의 척에 봉재(W)의 선단 부분을 파지한다. 그 후, 제 1 공구대(20)에 장착된 선삭 공구(바이트)(24)가 제 1 공구대(20)의 X1축 이송 동작에 의해, 양 주축(16, 18)에 파지된 봉재(W)를 절단하여, 반가공품으로서의 봉재(W')와 미가공의 봉재(W)로 분리시킨다. 이와 같이 하여, 피가공 소재를 파지하는 주축이 제 1 주축(16)에서 제 2 주축(18)으로 변경된다. 또한, 측면 천공 가공 완료 후에는, 제 2 공구대(22)를 분할 회전시켜, 다음의 가공 공정에서 사용되는 선삭 공구(드릴)(24)를 작업 위치에 위치 결정하여 둔다. 또한, 절단을 완료한 후에는 제 1 공구대(20)를 원래의 위치로 복귀시키고, 피가공 소재를 파지하는 주축의 변경을 완료 후에는 제 1 주축(16)을 원래의 위치로 복귀시킨다.
다음으로, 제 2 주축(18)을, 그 자체의 X3축 이송 동작과 Z3축 이송 동작의 공동 작용에 의해, 제 2 공구대(22)에 장착된 선삭 공구(드릴)(24)에 대향하는 위치로 이동시킨다. 그 후, 회전하는 제 2 주축(18)에 파지된 봉재(W')에 대하여, 제 2 공구대(22) 장착된 선삭 공구(드릴)(24)가, 제 2 공구대(22)의 Z2축 이송 동작에 의해, 말단면 천공 가공을 실시하고 있다.
또한, 도 11에는, 제 1 공구대(20)에 장착된 선삭 공구(바이트)(24)의 공구 경로가 화살표 TP1로 표시되어 있다. 또한, 제 2 공구대(22)에 장착된 회전 공구(26)의 공구 경로가 화살표 TP2로 표시되어 있다. 또한, 제 2 공구대(22)에 장착된 선삭 공구(드릴)(24)의 공구 경로가 화살표 TP3으로 표시되어 있다.
전술한 가공 순서의 예에서 이용된 복수의 이동 위치 데이터를, 도 12 내지 도 15에 나타낸 변위 선도를 참조하여 설명한다.
도 12에 나타낸 2개의 변위 선도는, 제 1 공구대(20) 상의 선삭 공구(바이트)(24)가 제 1 주축(16)에 파지된 봉재(W)에 외경 절삭 가공을 실시한 후에, 봉재(W)를 절단하고 초기 위치에 복귀하기까지의, 제 1 공구대(20)가 X1축 이송 동작을 제어하기 위한 캠 기준 데이터와 제 1 주축(16)의 Z1축 이송 동작을 제어하기 위한 캠 기준 데이터를 별도의 캠 선도에 나타낸 것이다. 이 변위 선도들에 있어서, 펄스수가 Q0에서 Q3에 이르는 동안은, 제 1 주축(16)과 제 1 공구대(20)의 상대적 이송 동작을 제어하는 제어 계통에서의 캠 1 회전에 상당하고, 제 1 주축(16)은 고속 회전 상태에 있다. 따라서, 이 변위 선도들에서, 캠 기준 데이터를 처리하기 위하여 사용되는 펄스열 발생원은, 제 1 주축(16)의 회전에 대응한 펄스열을 발생시키는 주축 펄스 발생원(예를 들면, 회전 구동원(34)에 내장된 부호기(90))이 지정되어 있다.
도 12의 2개의 변위 선도에 의하면, 펄스수가 Q0에서 Q1에 이르는 동안, 캠 기준 데이터에 의하여, 제 1 주축(16)과 제 1 공구대(20)가 각각의 제어축(Z1축 및 X1축)을 따라 동기되어 이송 동작된다. 이에 의하여, 선삭 공구(바이트)(24)는, 도 11에 나타낸 공구 경로 TP1을 따라 이동하여, 봉재(W)에 외경 절삭 가공을 실시한다. 또한, 펄스수가 Q1에서 Q2에 이르는 동안, 캠 기준 데이터에 의하여, 제 1 주축(16)을 위치 PZ에 유지시킨 상태로 제 1 공구대(20)가 X1축을 따라 이송 동작되고, 이에 의하여 선삭 공구(바이트)(24)가 봉재(W)를 절단한 후에 초기 위치로 복귀한다. 그 후, 펄스수가 Q2에서 Q3에 이르는 동안, 캠 기준 데이터에 의하여, 제 1 주축(16)이 Z1축을 따라 이송 동작되어 초기 위치로 복귀한다.
도 13에 나타낸 변위 선도는, 제 2 공구대(22) 상의 회전 공구(26)가, 정지 중의 제 1 주축(16)에 파지된 봉재(W)에 측면 천공 가공을 실시하는 동안, 제 2 공구대(22)의 X2축 이송 동작을 제어하기 위한 캠 기준 데이터를 캠 선도로 나타낸 것이다. 이 변위 선도에 있어서, 펄스수가 Q4에서 Q5에 이르는 동안은, 제 1 주축(16)과 제 2 공구대(22)의 상대적 동작을 제어하는 제어 계통에서의 캠 1 회전에 상당하고, 제 1 주축(16)은 회전 정지 상태에 있다. 따라서, 이 변위 선도에서, 캠 기준 데이터를 처리하기 위하여 사용되는 펄스열 발생원은, 회전 공구(26)의 회전에 대응한 펄스열을 발생시키는 공구 펄스 발생원(예를 들면, 회전 구동원(88)에 내장된 부호기(92))가 지정되어 있다.
도 13의 변위 선도에 의하면, 펄스수가 Q4에서 Q5에 이르는 동안, 캠 기준 데이터에 의하여 제 2 공구대(22)가 제어축(X2축)을 따라 이송 동작된다. 이에 의하여, 회전 공구(26)는 도 11에 나타낸 공구 경로 TP2를 따라 이동하여 봉재(W)에 측면 천공 가공을 실시한다.
도 14에 나타낸 2개의 변위 선도는, 측면 천공 가공 완료 후에, 제 2 주축(18)이 제 1 주축(16)으로부터 봉재(W')를 전달받고, 이어서 제 2 공구대(22) 상의 선삭 공구(드릴)(24)에 대향하는 위치로 이동하기까지의, 제 2 주축(18)의 Z3축 이송 동작을 제어하기 위한 캠 기준 데이터와, 제 2 주축(18)의 X3축 이송 동작을 제어하기 위한 캠 기준 데이터를, 별도의 변위 선도로 표시한 것이다. 이 변위 선도들에 있어서, 펄스수가 Q6에서 Q10에 이르는 동안은, 제 1 주축(16)과 제 2 주축(18)의 상대적 이송 동작을 제어하는 제어 계통에서의 캠 1 회전에 상당하고, 제 1 주축(16)은 고속 회전 상태에 있다. 따라서, 이 변위 선도들에서, 캠 기준 데이터를 처리하기 위하여 사용되는 펄스열 발생원은, 제 1 주축(16)의 회전에 대응한 펄스열을 발생시키는 주축 펄스 발생원(예를 들면, 회전 구동원(34)에 내장된 부호기(90))이 지정되어 있다.
도 14의 2개의 변위 선도에 의하면, 펄스수가 Q6에서 Q7에 이르는 동안, 캠 기준 데이터에 의하여, 제 2 주축(18)이 일방의 제어축(X3)을 따라 이송 동작되고, 제 1 주축(16)에 대하여 축선 방향으로 대향하는 위치에 배치됨과 더불어, 그 위치에 유지된다. 또한, 펄스수가 Q7에서 Q8을 거쳐 Q9에 이르는 동안, 캠 기준 데이터에 의하여, 제 2 주축(18)이 타방의 제어축(Z3축)을 따라 제 1 주축(16)에 접근하는 방향으로 이송 동작되어, 척에 봉재(W')를 파지함과 더불어, 그 상태를 유지한다. 또한, 제 2 주축(18)은, 척에 봉재(W')를 파지하기 전에, 제 1 주축(16)과 동일 속도의 고속 회전 상태에 놓인다. 그 후, 펄스수가 Q9에서 Q10에 이른 동안, 캠 기준 데이터에 의하여, 제 2 주축(18)이 X3축과 Z3축 상에서 동기되어 이송 동작되고, 제 2 공구대(22) 상의 선삭 공구(드릴)(24)에 대향하는 위치로 이동한다.
도 15에 나타낸 변위 선도는, 제 2 공구대(22) 상의 선삭 공구(드릴)(24)가, 고속 회전하는 제 2 주축(18)에 파지된 봉재(W')에 말단면 천공 가공을 실시하는 동안의, 제 2 공구대(22)의 Z2축 이송 동작을 제어하기 위한 캠 기준 데이터를 캠 선도로 나타낸 것이다. 이 변위 선도에 있어서, 펄스수가 Q11에서 Q12에 이른 동안은, 제 2 주축(18)과 제 2 공구대(22)의 상대적 이송 동작을 제어하는 제어 계통에서의 캠 1 회전에 상당하고, 제 1 주축(16)은 회전 정지 상태에 있는 한편, 제 2 주축(18)의 회전에 대응한 펄스열을 발생시키는 주축 펄스 발생원(예를 들면, 회전 구동원(60)에 내장된 부호기(90))이 지정되어 있다.
도 15의 변위 선도에 의하면, 펄스수가 Q11에서 Q12에 이르는 동안, 캠 기준 데이터에 의하여, 제 2 공구대(22)가 제어축(Z2축)을 따라서 이송 동작된다. 이에 의하여, 선삭 공구(드릴)(24)는, 도 11에 나타낸 공구 경로 TP3를 따라 이동하여, 봉재(W')에 말단면 천공 가공을 실시한다.
전술한 가공 순서의 예에서 사용되는 각 제어축에 관한 변위 선도(즉, 단축 변위 선도)를, 제어 장치(12)의 표시부(64)에서 표시 화면에 표시할 수 있다. 이 때, 캠 기준 데이터의 처리에 사용되는 펄스열 발생원이 공통하는 복수의 변위 선도를, 하나의 화면상에서 합성하여, 복축 변위 선도로서 표시할 수 있다. 구체적으로는, 도 12에 나타낸 제 1 주축(16)(Z1축) 및 제 1 공구대(20)(X1축)의 이동 위치 데이터를 나타내는 2개의 변위 선도와 도 14에 나타낸 제 2 주축(18)(Z3축, X3축)의 이동 위치 데이터를 나타내는 2개의 변위 선도는, 펄스열 발생원으로서 모두 제 1 주축 펄스 발생원을 지정하고 있으므로, 이 변위 선도들을 합성하여, 도 16에 나 타낸 바와 같이 복수 변위 선도로서 화면 표시할 수 있다. 또한, 도 16의 복수 변위 선도에서는, Z1축/X1축 변위 선도에서의 펄스수 Q0, Q1, Q2 및 Q3와 Z3축/X3축 변위 선도에서의 펄스수 Q6, Q8, Q9 및 Q10이, 각각 일치하고 있고, 이 제어축들간의 동기화가 용이하게 이해될 것이다.
또한, 도 16에 나타낸 복축 변위 선도 상에, 도 13 및 도 15에 나타낸 제 2 공구대(22)(X2축, Z2축)의 이동 위치 데이터를 나타내는 2개의 변위 선도의 개입 정보를 지시할 수 있다. 개입 정보의 지시에 대해서는, 도 6a와 관련하여 전술한 바와 같이, 개입시키려는 복수의 이동 위치 데이터의 처리를 이용하는 펄스열 발생원을, 화면상에 기술하거나 기정(旣定) 그룹 표시에서 선택하여 지정함과 더불어, 이 이동 위치 데이터를 개입시키는 장소를 화살표 등의 화면 표시 또는 회전 각도, 펄스수, 공정 번호(예를 들면, 공구 번호) 등의 수치 데이터의 입력에 의해 지정할 수 있다.
상기 가공 순서의 예에서는, 도 16에 나타낸 바와 같이, 미리 펄스열 발생원을 "제 1 주축 펄스 발생원"으로 지정한 Z1축, X1축, Z3축 및 X3축에 관한 복축 변위 선도를 표시하는 화면상에, 우선 펄스수가 Q1(Q8)인 장소에, X2축에 관한 변위 선도의 개입을 지정함과 더불어, 이 X2축 변위 선도의 연산 기준이 되는 펄스열 발생원으로서 "공구 펄스 발생원"을 지정한다. 다음으로, 같은 화면상에, 펄스수가 Q3(Q10)인 장소에, Z2축에 관한 변위 선도의 개입을 지정함과 더불어, 이 Z2축 변위 선도의 연산 기준이 되는 펄스열 발생원으로서 "제 2 주축 펄스 발생원"을 지정한다.
도 17은, 이와 같이 하여 개입 정보를 지시한 후의, 모든 제어축들에 관한 복축 변위 선도를 나타낸다. 이 복축 변위 선도에 의하면, 도 11에 나타낸 가공 순서의 예가, 아래와 같이 효율적으로 실시된다.
우선, 제 1 공구대(20) 상의 선삭 공구(바이트)(24)에 의한 봉재(W)의 외경 절삭 가공과 제 2 주축(18)의 봉재 파지 변경 준비 동작이 펄스수 R0(도 16의 Q0 및 Q6에 대응)에서 펄스수 R1(도 16의 Q1 및 Q8에 대응)에 이르는 동안에, 제 1 주축 펄스 발생원(I)을 이용하여 실시된다. 그 후, 펄스수 R1에서 제 1 주축(16) 및 제 1 공구대(20)의 이송 동작이 일시적으로 정지되고, 제 2 공구대(22) 상의 회전 공구(26)에 의한 봉재(W)의 측면 천공 가공이, 펄스수 R1(도 13의 Q4에 대응)에서 펄스수 R2(도 13의 Q5에 대응)에 이르는 동안에, 공구 펄스 발생원(Ⅱ)을 이용하여 실시된다.
이어서, 제 1 공구대(20) 상의 선삭 공구(바이트)(24)에 의한 봉재(W)의 절단 작업과, 제 1 주축(16)에서 제 2 주축(18)으로의 봉재 파지 변경 작업과, 제 2 주축(18)의 말단면 가공 준비 동작이, 펄스수 R2(도 16의 Q1 및 Q8에 대응)에서 펄스수 R3(도 16의 Q3 및 Q10에 대응)에 이르는 동안에, 제 1 주축 펄스 발생원(I)을 이용하여 실시된다. 마지막으로, 제 2 공구대(22) 상의 선삭 가공(드릴)(24)에 의한 봉재(W')의 말단면 천공 가공이, 펄스수 R3(도 15의 Q11에 대응)에서 펄스수 RE(도 15의 Q12에 대응)에 이르는 동안에, 제 2 주축 펄스 발생원(Ⅲ)을 이용하여 실시된다. 이와 같이 하여 1 가공 사이클이 완료한다.
또한, 전술한 가공 순서의 예에서, 봉재의 파지 변경 작업을 실시할 때에는, 제 2 주축(18)을 제 1 주축(16)에 접근시키기 위한 Z3축 이송 동작의 개시 시기를, 제 1 주축(16)의 동작과의 관계에서 가장 효율이 양호한 시기에 설정하는 것이, 1 가공 사이클에 필요한 작업 시간을 단축하는 관점에서 유리하다. 종래의 일반적인 NC 선반에서는, 이러한 종류의 시기 설정이 비교적 곤란하고, 작업자의 경험이나 숙련에 의존하는 경향이 있다. 반면, 제어 장치(12)를 탑재한 자동 선반(10)에서는, 이러한 종류의 시기 설정을 변위 선도 상에서 아주 용이하게 행할 수 있다.
구체적으로는, 도 16의 복축 변위 선도를 작성할 경우에, 도 18에 나타낸 바와 같이, 제 1 주축(16)의 Z1축 이송 동작을 나타내는 변위 선도와 제 2 주축(18)의 Z3축 이송 동작을 나타내는 변위 선도를, 각각의 펄스수 Q1의 좌표와 펄스수 Q8의 좌표가 동일 펄스수에 정확히 배치되도록 조합하는 것이 바람직하다. 이러한 목적으로, 제어 장치(12)의 입력부(62)는, 표시부(64)의 표시 화면상에, 공통의 펄스열 발생원을 지정하는 복수의 변위 선도를 상대적으로 이동시켜, 상대 위치를 조정할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 변위 선도의 위치 조정은, 전술한 개입 장소의 지정과 마찬가지로, 화살표 등의 화면 표시(이른바 드래그 작업) 또는 캠 회전 각도, 펄스 수, 공정 번호(예를 들면, 공구 번호) 등의 수치 데이터의 입력에 의해 행할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 제 1 주축(16)과 제 2 주축(18)이 동시에 봉재의 파지 변경 위치에 도달하도록, 제 2 주축(18)을 제 1 주축(16)에 접근시키기 위한 Z3축 이송 동작의 개시 시기가, 가장 효율이 양호한 시기에 자동적으로 설정되다. 이에 의하여, 각 주축(16, 18)의 이송 작업의 공전 시간이 배제되고, 1 가공 사이 클에 필요한 작업 시간이 단축된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명하였는데, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않으며, 청구 범위의 개시 내에서 다양한 변경 및 수정을 이루어질 수 있다.

Claims (23)

  1. 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대를 구비한 자동 선반의 제어 방법에 있어서,
    적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대에 관하여 일련(一連)의 가공 프로그램들에서 요구되는 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 캠 회전량의 함수로서 이동 위치를 지시하는 캠 기준 데이터의 형태로 준비하고,
    각각 펄스열을 발생시키는 복수의 펄스열 발생원을 준비하고,
    상기 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관하여, 상기 캠 기준 데이터의 하나의 성분인 상기 캠 회전량을 규정하는 펄스열을 발생시키는 펄스열 발생원을, 상기 복수의 펄스열 발생원들 중에서 선택하여 지정하고,
    상기 캠 기준 데이터의 형태로 준비한 상기 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 지정한 상기 펄스열 발생원이 발생시키는 상기 펄스열을 이용하여 처리하여, 상기 적어도 하나의 주축 및 상기 적어도 하나의 공구대의, 일련의 가공 프로그램들에서의 상대적 이송 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 선반 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 주축과 상기 적어도 하나의 공구대가 복수의 제어축을 따라 상대적 이송 동작이 가능하고,
    상기 펄스열 발생원을 지정하는 단계는, 복수의 제어축 각각에 대하여, 상기 복수의 이동 위치 데이터의 각각에 관한 상기 펄스열 발생원을 지정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 선반 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 일련의 가공 프로그램들에서의 상기 복수의 이동 위치 데이터의 시계열적 배치를 지정하는 단계를 또한 구비하고,
    상기 이동 위치 데이터를 처리하는 단계는, 캠 기준 데이터의 형태로 준비한 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 지정한 시계열적 배치에 따라 처리하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 선반 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 캠 기준 데이터의 형태로 준비한 상기 복수의 이동 위치 데이터 각각을 변위 선도에 표시하는 단계를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 선반 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 펄스열 발생원을 지정하는 단계는, 상기 변위 선도와 관련하여, 상기 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관한 상기 펄스열 발생원을 지정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 선반 제어 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 변위 선도 상에 상기 일련의 가공 프로그램들에서의 상기 복수의 이동 위치 데이터의 시계열적 배치를 지정하는 단계를 또한 구비하고,
    상기 이동 위치 데이터를 처리하는 단계는, 상기 캠 기준 데이터의 형태로 준비한 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 변위 선도 상에 지정한 시계열적 배치에 따라 처리하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 선반 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 주축과 상기 적어도 하나의 공구대가 복수의 제어축을 따라 상대적 이송 동작이 가능하고,
    상기 시계열적 배치를 지정하는 단계는, 상기 변위 선도 상에, 복수의 제어축을 각각 동작 제어하는 상기 복수의 이동 위치 데이터간의 동기를 지정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 선반 제어 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 펄스열 발생원은, 적어도 하나의 주축의 회전에 대응한 펄스열을 발생시키는 주축 펄스 발생원을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 선반 제어 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 펄스열 발생원은, 자동 선반의 동작에 무관한 펄스열을 발생시키는 외부 펄스열 발생원을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 선반 제어 방법.
  10. 선반 베드,
    상기 선반 베드 상에 설치된 적어도 하나의 주축,
    상기 선반 베드 상에 설치된 적어도 하나의 공구대,
    상기 선반 베드 상에서의 상기 적어도 하나의 주축 및 상기 적어도 하나의 공구대의 동작을 제어하는 제어 장치, 및
    각각 펄스열을 발생시키는 복수의 펄스열 발생원을 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 적어도 하나의 주축 및 상기 적어도 하나의 공구대에 관하여 일련의 가공 프로그램들에서 요구되는 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 캠 회전량의 함수로서 이동 위치를 지시하는 캠 기준 데이터의 형태로 입력할 수 있고, 또한 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관하여 캠 기준 데이터의 하나의 성분인 캠 회전량을 규정하는 펄스열을 발생시키는 펄스열 발생원을, 상기 복수의 펄스열 발생원들 중에서 선택하여 지정할 수 있는 입력부와,
    상기 입력부에서 상기 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 상기 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 상기 입력부에서 지정된 상기 펄스열 발생원이 발생시키는 상기 펄스열을 이용하여 처리하고, 이로 인하여, 상기 적어도 하나의 주축 및 상기 적어도 하나의 공구대의, 상기 일련의 가공 프로그램들에서의 상대적 이송 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하는 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 선반.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 주축과 상기 적어도 하나의 공구대가 상기 선반 베드 상에서 복수의 제어축을 따라 상대적 이송 동작이 가능하고,
    상기 제어 장치의 상기 입력부는, 복수의 제어축 각각에 대하여, 상기 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관한 상기 펄스열 발생원을 지정할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 선반.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어 장치의 상기 입력부는, 상기 일련의 가공 프로그램들에서의 상기 복수의 이동 위치 데이터의 시계열적 배치를 지정할 수 있고,
    상기 제어 장치의 상기 처리부는, 상기 입력부에서 상기 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 상기 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 상기 입력부에서 지정된 상기 시계열적 배치에 따라 처리하는 것을 특징으로 하는 자동 선반.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 입력부에서 상기 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 상기 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 변위 선도의 형태로 표시하는 표시부를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 선반.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어 장치의 상기 입력부는, 상기 표시부에 표시되는 변위 선도와 관련하여, 상기 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관한 상기 펄스열 발생원을 지정할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 선반.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어 장치의 상기 입력부는, 상기 표시부에 표시되는 상기 변위 선도 상에, 상기 일련의 가공 프로그램들에서의 상기 복수의 이동 위치 데이터의 시계열적 배치를 지정할 수 있고,
    상기 제어 장치의 상기 처리부는, 상기 입력부에서 상기 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 상기 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 상기 변위 선도 상에 지정된 상기 시계열적 배치에 따라 처리하는 것을 특징으로 하는 자동 선반.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 주축과 상기 적어도 하나의 공구대가 상기 선반 베드 상에서 복수의 제어축을 따라 상대적 이송 동작이 가능하고,
    상기 제어 장치의 상기 입력부는, 상기 표시부에 표시되는 상기 변위 선도 상에, 상기 복수의 제어축을 각각 동작 제어하는 상기 복수의 이동 위치 데이터간의 동기를 지령할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 선반.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 펄스열 발생원은, 상기 적어도 하나의 주축의 회전에 대응한 펄스열을 발생시키는 주축 펄스 발생원을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 선반.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 펄스열 발생원은, 자동 선반의 동작에 무관한 펄스열을 발생시키는 외부 펄스 발생원을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 선반.
  19. 적어도 하나의 주축 및 적어도 하나의 공구대를 구비하는 자동 선반에서 사용하는 제어 장치에 있어서,
    상기 적어도 하나의 주축 및 상기 적어도 하나의 공구대에 관하여 일련의 가공 프로그램들에서 요구되는 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 캠 회전량의 함수로서 이동 위치를 지시하는 캠 기준 데이터의 형태로 입력할 수 있고, 또한 상기 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관하여, 상기 캠 기준 데이터의 하나의 성분인 캠 회전량을 규정하는 펄스열을 발생시키는 펄스열 발생원을, 미리 준비한 복수의 펄스열 발생원들 중에서 선택하여 지정할 수 있는 입력부와,
    상기 입력부에서 상기 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 상기 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 상기 입력부에서 지정된 상기 펄스열 발생원이 발생시키는 상기 펄스열을 이용하여 처리하고, 이로 인하여, 상기 적어도 하나의 주축 및 상기 적어도 하나의 공구대의, 상기 일련의 가공 프로그램들에서의 상대적 이송 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하는 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 선반 제어 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 입력부는, 상기 일련의 가공 프로그램들에서의 상기 복수의 이동 위치 데이터의 시계열적 배치를 지정할 수 있고,
    상기 처리부는, 상기 입력부에서 상기 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 상기 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 상기 입력부에서 지정된 상기 시계열적 배치에 따라 처리하는 것을 특징으로 하는 자동 선반 제어 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 입력부에서 상기 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 상기 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 변위 선도의 형태로 표시하는 표시부를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 선반 제어 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 입력부는, 상기 표시부에 표시된 상기 변위 선도와 관련하여, 상기 복수의 이동 위치 데이터 각각에 관한 상기 펄스열 발생원을 지정할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 선반 제어 장치.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 입력부는, 상기 표시부에 표시되는 상기 변위 선도 상에, 상기 일련의 가공 프로그램들에서의 상기 복수의 이동 위치 데이터의 시계열적 배치를 지정할 수 있고,
    상기 처리부는, 상기 입력부에서 상기 캠 기준 데이터의 형태로 입력된 상기 복수의 이동 위치 데이터 각각을, 상기 변위 선도 상에 지정된 상기 시계열적 배치에 따라 처리하는 것을 특징으로 하는 자동 선반 제어 장치.
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