KR100967455B1 - 터릿 공구대의 공구 선택 동작 제어 방법 및 제어장치 - Google Patents

Abstract

회전 공구를 장착 가능한 터릿 공구대에 있어서, 가공 프로그램의 내용에 따라 터릿의 공구 선택 동작을 최적화하는 방법이다. 먼저, 터릿에 장착한 여러 가지 공구에, 회전 공구가 포함되어 있는지 여부를 판단하고 (스텝 101), 포함되어 있는 경우에는 터릿에 장착한 회전 공구의 회전 운동의 위상을 회전 공구가 인덱싱 위치에 배치될 때마다 동일 위상이 되도록 맞출지 여부를 선택한다 (스텝 102). 회전 공구의 회전 운동의 위상 맞춤을 실시하는 경우에는 터릿의 선회 인덱싱 운동이 동일한 선회 방향으로의 누적으로 1회전 미만이 되는「1회전 미만 제어」를 실행한다 (스텝 103). 장착공구에 회전 공구가 포함되어 있지 않은 경우 및 회전 공구가 포함되어 있어도 회전 운동의 위상 맞춤을 하지 않는 경우에는 터릿의 개개의 선회 인덱싱 운동이 어느 선회 방향으로도 반회전 이하가 되는「180°이하 회전 제어」를 실행한다 (스텝 104).

터릿, 터릿 공구대, 회전 공구, 선회 인덱싱 운동

Description

터릿 공구대의 공구 선택 동작 제어 방법 및 제어장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING TOOL SELECTING OPERATION OF TURRET TOOL POST}

본 발명은 공작기계의 공구 선택 기술에 관한 것으로, 특히, 임의의 공구 장착부에 회전 공구를 장착할 수 있는 터릿 공구대의 공구 선택 동작의 제어 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 그와 같은 공구 선택 동작 제어 방법을 실시하기 위한 제어장치에 관한 것이다.

최근, 공작기계 분야에서는, 복잡하고도 다채로운 형상의 공작물을 자동 가공할 수 있도록 하기 위하여, 바이트, 드릴, 프레이즈(fraise) 등의 여러 종류의 공구를 공구대에 교환 가능하게 장치하여, 선삭 가공, 구멍 가공, 프레이즈 가공 등의 다양한 가공 공정을 실시할 수 있도록 하는 복합 기계화가 진행되고 있다. 또한 그와 같은 복합 기계화된 수치 제어(NC) 선반 등의 선반(본 명세서에서는 자동 선반이라 총칭한다)에 있어서는 가공 시간의 단축을 도모하도록, 하나의 선반기대에 각각 서로 다른 제어축을 따라서 동작할 수 있는 하나 이상의 주축 및 하나 이상의 공구대를 집약적으로 탑재하고, 동일한 피가공 소재에 대한 이종(예를 들면 외경 절삭과 보링) 동시 가공이나, 다른 피가공 소재에 대한 동시 가공을 실시할 수 있도록 한 다기능형의 자동 선반이 여러가지로 제안되어 있다.

이와 같은 종류의 다기능형 자동 선반에 장비되는 공구로서, 복수의 공구 장착부를 둘레방향으로 인덱싱 각도마다 설치한 터릿을 구비하고, 바이트 등의 선삭공구와 프레이즈 등의 회전 공구를 터릿의 소망하는 공구 장착부에 선택적으로 장착할 수 있는 터릿 공구가 주지되어 있다. 이 터릿 공구대는 일반적으로 터릿을 선회 인덱싱 운동(즉, 공구 선택 동작)시키는 인덱싱 구동 기구와, 회전 공구를 회전 운동(즉 가공 동작)시키는 회전 구동 기구를 서로 독립적으로 구비하고 있다. 그러나, 터릿의 선회 인덱싱 운동 중에도 회전 공구가 휴지중인 회전 구동 기구에 작용적으로 계속 연결되는 것에 기인하여, 선회 인덱싱 운동에 따라 회전 공구가 수동식으로 회전되는 기계 구성을 가지는 경우가 있다. 이와 같은 기계 구성에서는 터릿의 회전수와 회전 공구의 회전수의 관계가 회전 구동 기구와 회전 공구의 사이에 형성되는 톱니바퀴 열의 회전수 비에 의존하고, 어느 한 쪽이 다른 쪽의 정수배가 되지 않는 것도 많다.

전술한 터릿 공구대에는 예를 들면 기어 절삭용의 호브나 폴리곤 가공용의 폴리곤 커터 등의 피가공 소재를 소정 속도로 회전시키면서 절삭 공정을 수행하는 회전 공구를 장착할 수 있다. 이 때 터릿 공구대가 전술한 바와 같이 터릿의 회전수와 회전 공구의 회전수가 비정수배의 관계에 있는 기계 구성을 가지는 경우에는, 인덱싱 위치에서 하나의 공작물의 절삭 공정을 실시한 회전 공구가 다음의 다른 공작물에 대한 동일한 절삭 공정에서 다시 인덱싱 위치에 배치되기까지, 터릿이 동일한 방향으로 선회 인덱싱 운동의 누적으로 1회전(360°) 이상 선회하면, 그 두 번의 인덱싱 위치에서 회전 공구 날의 위치(즉, 회전 운동의 위상)가 서로 어긋나게 된다. 그 결과, 호브나 폴리곤 커터에 의하여 절삭 가공된 피가공 소재는 절삭 공정 완료시의 절삭 부위(톱니바퀴의 톱니나 다각 기둥의 측면)의 위치(좌표)가 두번의 절삭 공정에서 서로 어긋나게 배치되는 경우가 있다. 절삭 공정 완료시의 피가공 소재의 절삭 부위가 이와 같이 공정마다 위치가 어긋나면, 당해 절삭 공정의 다음에 프레이즈 가공 등의 다른 2차적 가공 공정을 실시하려고 할 때에, 그 가공 위치(좌표)가 피가공 소재상에서 이전의 절삭 부위(톱니바퀴의 톱니나 다각 기둥의 측면)에 대하여 상대적으로 변동하여, 목표로 하는 공작물이 얻어지지 않는 결과로 이어질 수 있다.

이와 같은 염려를 없애기 위하여, 공작물의 가공 프로그램에서 사용하는 여러가지 공구를 터릿 공구대에 장착할 때에, 그 공구들을 터릿의 순회전 방향(예를 들면 시계 방향)을 따라 가공 공정의 순서대로 정렬하여 장착하고, 하나의 공작물에 대한 가공 프로그램이 완료된 후에는, 다음 가공 프로그램의 절차로서 터릿을 역회전시켜 최초의 공구를 선택하도록, 공구 선택 동작을 제어하는 방법을 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 터릿은 동일 방향으로의 선회 인덱싱 운동의 누적으로 1회전 이상은 선회하지 않게 된다. 그러나, 이 방법에서는 동일한 공구를 사용하는 가공 공정이 가공 프로그램에 복수회 포함되어 있는 경우에, 터릿에 누적 1회전 이상의 선회 운동을 일으키지 않는 것을 전제 조건으로 하면, 가공 도중에도 터릿을 역회전시켜야 한다. 그 결과, 가공 프로그램이 복잡하게 되어, 작업자의 부담이 증가할 우려가 있다. 또한 이 때, 현재 사용중인 현재의 선택 공구와 다음에 사용할 다음 지정 공구가 터릿을 순회전시키면, 180° 이하의 회전 동작으로 다음 지정 공구를 선택할 수 있는 위치 관계에 있어도, 일부러 터릿 역회전에 의한 180°를 초과하는 회전 동작을 수행하여야 하는 경우도 생긴다. 그 결과, 가공 프로그램의 사이클 시간이 불필요하게 증가될 우려가 있다.

본 발명의 목적은 임의의 공구 장착부에 회전 공구를 장착할 수 있는 터릿 공구대에 있어서, 터릿에 장착한 공구의 종류나 회전 공구에 의한 절삭 공정후의 2차적 가공 공정의 유무 등의 가공 프로그램의 내용에 따라, 터릿의 공구 선택 동작을 최적화할 수 있고, 따라서 가공 프로그램의 복잡화를 회피하여 작업자의 부담을 경감시킬 수 있는 동시에 사이클 시간이 불필요하게 증가하는 것을 가급적 방지할 수 있는 공구 선택 동작 제어 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 바와 같은 공구 선택 동작 제어 방법을 공작기계에 있어서 실시하기 위한 제어장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수의 공구 장착부를 둘레방향으로 인덱싱 각도마다 설치한 터릿을 구비하고, 터릿의 선회 인덱싱 운동에 따라, 임의의 상기 공구 장착부에 장착한 회전 공구가 수동식으로 회전하는 터릿 공구대의 공구 선택 동작 제어 방법으로서, 터릿의 임의의 공구 장착부에 장착한 회전 공구의 회전 운동 위상을 회전 공구가 인덱싱 위치에 배치될 때마다 동일한 위상이 되도록 맞출 것인 지를 선택하고, 회전 공구의 회전 운동 위상을 맞추는 경우에는 터릿을 터릿의 선회 인덱싱 운동이 동일 선회 방향으로의 누적으로 1회전 미만이 되도록 선회 인덱싱 운동시키는 것과, 회전 공구의 회전 운동 위상을 맞추지 않는 경우에는 터릿을 터릿 개개의 선회 인덱싱 운동이 어느 선회 방향에서도 반회전 이하가 되도록 선회 인덱싱 운동시키는 것을 포함하는 공구 선택 동작 제어 방법을 제공한다.

터릿의 복수의 공구 장착부에 각각 임의의 선회 방향을 따라서 오름차순으로 정렬되는 툴 번호가 부여되어 있는 터릿 공구대에 관한 상기 방법에 있어서는, 터릿을 1회전 미만으로 선회 인덱싱 운동시킬 때, 터릿에 장착한 모든 공구 중에서, 현재 사용하고 있는 현재의 선택 공구의 공구 장착부의 툴 번호와 다음에 사용할 다음 지정 공구의 공구 장착부의 툴 번호를 비교하여, 선회 방향을 결정할 수 있다.

상기 방법은 회전 공구가 호브인 경우에 적절하게 적용할 수 있다. 또한 상기 방법은 회전 공구가 폴리곤 커터인 경우에 적합하게 적용할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 공구 선택 동작 제어 방법을 실시하기 위한 제어장치로서, 터릿의 임의의 공구 장착부에 장착한 회전 공구가 터릿의 선회 인덱싱 운동에 의하여 인덱싱 위치에 배치될 때의 회전 공구의 회전 운동의 위상을 특정 위상에 맞출 것인 지 여부를 지시할 수 있도록 하는 입력부와 터릿의 선회 인덱싱 운동을 제어하는 구동 제어부와, 입력부에서 회전 공구의 회전 운동 위상을 맞추도록 지시를 받은 때에는, 터릿의 선회 인덱싱 운동이 동일한 선회 방향으로의 누적으로 1회전 미만이 되도록, 구동 제어부에 선회 인덱싱 운동을 제어시키고, 입력부에 회전 공구의 회전 운동의 위상을 맞추지 않도록 지시된 때에는 터릿의 개개의 선회 인덱싱 운동이 어느 선회 방향에서나 반회전 이하가 되도록 구동 제어부에 선회 인덱싱 운동을 제어시키는 처리부를 구비하는 제어장치를 제공한다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부 도면에 관련된 이하의 적합한 실시형태의 설명에 의하여 더욱 명백히 알 수 있다. 동 첨부 도면에 있어서,

도 1은 본 발명에 관한 공구 선택 동작 제어 방법을 적용할 수 있는 터릿 공구대의 구성을 예시하는 단면도이다.

도 2A는 회전 공구의 일례인 호브를 도 1의 터릿 공구대에 장착한 상태로 나타내는 부분 절결 측면도이다.

도 2B는 도 2A에 대응하는 호브의 부분 절결 정면도이다.

도 3A는 회전 공구의 일례인 폴리곤 커터를, 도 1의 터릿 공구대에 장착한 상태로 나타내는 부분 절결 측면도이다.

도 3B는 도 3A에 대응하는 폴리곤 커터의 부분 절결 정면도이다.

도 4는 본 발명의 일실시 형태에 따른 공구 선택 동작 제어 방법을 나타내는 생산 공정도이다.

도 5는 도 4의 공구 선택 동작 제어 방법을 적용하는 터릿을 예시하는 도면이다.

도 6은 도 4의 공구 선택 동작 제어 방법에 있어서 1회전 미만 제어 처리 순서를 나타내는 플로우차트이다.

도 7은 도 4의 공구 선택 동작 제어 방법을 실행할 수 있는 본 발명의 일실시 형태에 따른 제어장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 8은 도 7의 제어장치의 표시부에 표시되는 화면을 예시하는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 도면에 있어서, 동일 또는 유사한 구성 요소에는 공통의 참조 부호를 붙인다.

도면을 참조하면, 도 1은 본 발명에 관한 공구 선택 동작 제어 방법을 적합하게 실시할 수 있는 터릿 공구대(10)의 구성을 나타낸다. 이 터릿 공구대(10)는 NC 선반 등의 자동 선반에 탑재 가능한 구성을 가지는 것이다. 터릿 공구대(10)는 공구대 본체(12)와 공구대 본체(12)에 선회 가능하게 지지되는 터릿(14)과 선회 축선(14a)을 중심으로 터릿(14)을 선회 인덱싱 운동(즉 공구 선택 동작)시키는 인덱싱 구동 기구(16)와 터릿(14)에 장착한 후술하는 회전 공구를 회전 운동(즉, 가공 동작)시키는 회전 구동 기구(18)를 구비한다.

터릿(14)은 원주 또는 각주 형태의 외형을 가지는 중공의 머리부(20)와 머리부(20)의 축선 방향 일단으로부터 축선 방향으로 동심으로 연설되는 중공 원통상의 축부(22)를 구비한다. 터릿(14)의 머리부(20)는 공구대 본체(12)의 전 단면(도에서 오른쪽 끝)으로부터 바깥쪽으로 돌출하여 배치되고, 그 외주면에는 공구를 장착하는 복수의 공구 장착부(24)가 소정의 인덱싱 각도마다 마련된다. 그 공구 장착부(24)에는 바이트 등의 선삭 공구(26)나 드릴, 프레이즈 등의 회전 공구(28)를 선택적으로 장착할 수 있다. 또한 터릿(14)의 축부(22)는 공구대 본체(12)에 관통 형성된 터릿 수용 공동부(30)에 회전 가능하고 또한 축선 방향으로 이동 가능하게 수용된다.

인덱싱 구동 기구(16)는 터릿(14)을 선회시키는 서버 모터(32)와, 터릿(14)과 서보 모터(32)의 사이에 배치되고, 터릿(14)을 서보 모터(32)에 해방 가능하게 작용적으로 연결하는 클러치부(34)와 클러치부(34)를 동작시키는 클러치 구동부(36)와 공구대 본체(12)와 터릿(14)의 사이에 배치되고, 터릿(14)을 공구대 본체(12)에 이탈 가능하게 계합하게 하는 계합부(38)와 서버 모터(32)와 계합부(38)의 사이에 배치되고, 서버 모터(32)의 출력을 계합부(38)에 전달하여 계합부(38)를 동작시키는 출력 전달부(40)를 구비한다. 인덱싱 구동 기구(16)에 있어서는, 클러치 구동부(36)에 의하여 클러치부(34)가 연결 위치에 놓이면, 서보 모터(32)의 토크는 클러치부(34)를 사이에 두고 터릿(14)에 전달됨과 동시에, 출력 전달부(40)를 사이에 두고 계합부(38)를 이탈 위치로 이동시키도록 작용하고, 그로 인하여 터릿(14)이 선회 운동한다. 또한 클러치 구동부(36)에 의하여 클러치부(34)가 해방 위치에 놓이면, 서보 모터 (32)의 토크는 터릿(14)에 전달되지 않는 한편, 서보 모터 (32)가 출력 전달부(40)를 통하여 계합부(38)를 계합 위치로 이동시키기 때문에, 터릿(14)이 공구대 본체(12) 상에서 인덱싱 위치에 고정된다.

회전 구동 기구(18)는 터릿(14)의 축부(22)를 관통하여 회전 가능하고 또한 축선 방향 이동 가능하게 수용되는 구동축(42)과 터릿(14)의 머리부(20) 내에서 구동축(42)에 고정되는 구동 톱니바퀴(44)와 구동축(42)을 회전 구동하는 서보 모터(46)를 구비한다. 회전 공구(28)를 전용 홀더(48)를 이용하여 터릿(14)의 소망하는 공구 장착부(24)에 장착하면, 회전 공구(28)에 연결되는 피동 톱니바퀴(50)가 터릿 머리부(20) 내에 위치하는 구동 톱니바퀴(44)에 물리고, 그것에 의하여 회전 공구(28)가 구동축(42)을 매개해 서보 모터(46)의 출력축에 작용적으로 연결된다. 이 상태로 서보 모터(46)가 작동하면 회전 공구(28)가 소정의 회전수 비로 회전한다. 또한, 도시한 터릿 공구대(10)에서는, 터릿머리부(20) 내에 축선 방향으로 간격을 두고 한 쌍의 구동 톱니바퀴(44)가 설치되어 있고, 각 공구 장착부(24)의 축선 방향으로 다른 두 곳에 회전 공구(28)를 장착할 수 있도록 되어 있다.

상기 구성을 가지는 터릿 공구대(10)에는 터릿(14)의 인덱싱 구동 기구(16)와 회전 공구(28)의 회전 구동 기구(18)가 서로 기능적으로 독립하여 장비되어 있다. 그러나, 터릿(14)이 선회 인덱싱 운동을 하는 사이에, 소망하는 공구 장착부(24)에 장착한 회전 공구(28)는 피동 톱니바퀴(50)를 거쳐, 휴지 중의 회전 구동 기구(18)에 작용적으로 연결된 상태를 유지한다. 따라서, 터릿(14)이 공구대 본체(12)상에서 선회 인덱싱 운동을 하면, 공구대 본체(12)에 대하여 정지상태에 있는 구동 톱니바퀴(44) 위를 회전 공구(28)의 피동 톱니바퀴(50)가 터릿 선회운동에 따라 전동하게 되고 결과적으로 회전 공구(28)가 수동식으로 회전한다. 이러한 기계 구성에서는 터릿(14)의 회전수와 회전 공구(28)의 회전수의 관계가 회전 구동 기구(18)의 구동 톱니바퀴(44)와 회전 공구(28)의 피동 톱니바퀴(50)의 톱니수 비에 의존하여 어느 한쪽이 다른 한쪽의 정수배가 되지 않는 경우가 있다.

터릿 공구대(10)에는 예를 들면 기어 절삭용 호브(52)(도 2A)나 폴리곤 가공용 폴리곤 커터(54)(도 3A) 등의 피가공 소재 W를 소정 속도로 회전시키면서 절삭 공정을 수행하는 회전 공구를 장착할 수 있다. 호브(52)는 전용 홀더(56)를 사용하여 터릿(14)의 소망하는 공구 장착부(24)에 장착되고, 홀더(56)에 내장한 동력 전달 장치(미도시)에 의하여 호브(52)에 연결되는 피동 톱니바퀴(58)가 터릿 머리부(20) 내의 구동 톱니바퀴(44)에 맞물린다. 마찬가지로, 폴리곤 커터(54)는 전용 홀더(60)를 사용하여 터릿(14)의 소망하는 공구 장착부(24)에 장착되고, 홀더(60)에 내장된 동력 전달 장치(미도시)에 의하여 폴리곤 커터(54)에 연결되는 피동 톱니바퀴(62)가 터릿 머리부(20) 중의 구동 톱니바퀴(44)에 맞물린다.

터릿 공구대(10)에 호브(52)를 장착하였을 때, 구동 톱니바퀴(44)와 피동 톱니바퀴(58)의 톱니수 비에 의존하여, 터릿(14)의 선회 인덱싱 운동 회전수와 호브(52)의 수동 회전의 회전수가 비정수배의 관계를 가지는 경우에는 인덱싱 위치에서 하나의 공작물의 기어 절삭 공정을 실시한 호브(52)가 다음 공작물에 대한 동일한 기어 절삭 공정에서 다시 인덱싱 위치에 배치되기까지의 사이에, 터릿(14)이 선회 인덱싱운동의 누계로 1회전 (360°) 이상 선회하면, 그 2번의 인덱싱 위치에서 호브(52)의 날(64)의 위치(즉 회전 운동 위상)가 서로 어긋나게 된다. 그 결과, 호브(52)에 의하여 기어 절삭 가공된 피가공 소재는 기어 절삭 공정 완료시의 공작물 (톱니바퀴)의 톱니군의 위치(좌표)가 2번의 기어 절삭 공정에서 서로 어긋나게 배치되는 경우가 있다. 기어 절삭 공정 완료시의 공작물의 톱니군이 이와 같이 공정마다 위치가 어긋나게 되면, 이 기어 절삭 공정의 다음에 프레이즈 가공 등의 다른 2차적 가공 공정을 실시하려고 할 때에, 그 가공 위치(좌표)가 공작물 상에서 톱니 군에 대하여 상대적으로 변동되어, 목표로 하는 공작물을 완성할 수 없는 결과가 될 수 있다.

마찬가지로, 터릿 공구대(10)에 폴리곤 커터(54)를 장착하였을 때, 구동 톱니바퀴(44)와 피동 톱니바퀴(62)의 톱니수 비에 의존하고, 터릿(14)의 선회 인덱싱 운동 회전수와 폴리곤 커터(54)의 수동 회전 회전수가 비정수배의 관계를 가지는 경우에는, 인덱싱 위치에서 하나의 공작물의 폴리곤 가공 공정을 실시한 폴리곤 커터(54)가 다음 (다른) 공작물에 대한 동일한 폴리곤 가공 공정에서 다시 인덱싱 위치에 배치되기까지의 사이에, 터릿(14)이 선회 인덱싱 운동 누계로 1회전(360°)이상 선회하면, 그 두번의 인덱싱 위치에서 폴리곤 커터(54)의 날(66)의 위치(즉, 회전 운동 위상)가 서로 어긋나게 된다. 그 결과, 폴리곤 커터(54)에 의하여 폴리곤 가공된 피가공 소재는 폴리곤 가공 공정 완료시의 공작물(다각 기둥)의 측면군의 위치(좌표)가 두번의 폴리곤 가공 공정에서 서로 어긋나게 배치되는 경우가 있다. 폴리곤 가공 공정 완료시의 공작물의 측면군이 이와 같이 공정마다 위치가 엇갈리게 되면, 이 폴리곤 가공 공정의 다음에 프레이즈 가공 등의 다른 2차적 가공 공정을 실시하려고 할 때에, 그 가공 위치(좌표)가 공작물 상에서 측면군에 대하여 상대적으로 변동되어, 목표로 하는 공작물을 완성할 수 없는 결과가 될 수 있다.

이와 같은 염려를 없애기 위한, 본 발명의 일실시 형태에 따른 공구 선택 동작의 제어 방법을 도 4를 참조하여 아래에 설명한다. 또한 도시한 플로우차트에 있어서 각 처리는 기본적으로 자동 선반 등의 공작기계에 부설되는 후술하는 제어장치의 처리부(CPU)가 실행하는 것으로 한다. 제어장치의 처리부는 터릿 공구대(10)의 여러 공구 장착부(24)에 장착한 공구의 종류나, 회전 공구를 포함하는 경우가 후술하는 위상 맞춤 작업의 필요 여부 등, 사전에 작업자가 제어장치의 입력부를 통하여 입력한 데이터를 참조하여, 필요한 처리를 할 수 있다.

먼저 제어장치의 처리부는 터릿 공구대(10)의 공구 선택 동작을 제어함에 있어서, 터릿(14)의 복수의 공구 장착부(24)에 장착한 여러 가지 공구에, 회전 공구(드릴(28), 호브(52), 폴리곤 커터(54) 등)가 포함되어 있는지 여부를 판단한다(스텝 101). 또한, 사전에 입력한 데이터로부터 이러한 판단을 할 수 없는 경우에는, 스텝 101을 생략한다. 또한, 회전 공구가 포함되어 있는 경우에는, 스텝 102에서 터릿(14)의 임의의 공구 장착부(24)에 장착한 회전 공구(28,52,54)의 회전 운동 위상을 회전 공구(52,54)가 인덱싱 위치에 배치될 때마다 동일 위상이 되도록 맞출지를 선택한다.

회전 공구(28, 52, 54)의 회전 운동의 위상 맞춤을 행하는 경우에는 스텝 103에서, 터릿(14)의 선회 인덱싱 운동이 동일한 선회 방향으로의 누적으로 1회전 미만이 되는「1회전 미만 제어」를 실행하고, 1회전 미만 제어 하에 터릿(14)에 공구 선택 동작을 하게 한다. 또한 장착 공구에 회전 공구가 포함되어 있지 않은 경우 및 회전 공구가 포함되어 있어도 회전 운동의 위상 맞춤을 실시하지 않는 경우에는, 스텝 104에서 터릿(14) 개개의 선회 인덱싱 운동이 어느 선회 방향으로도 반회전 이하가 되는「180°이하 회전 제어」를 실행하고, 180°이하 회전 제어 하에 터릿(14)에 공구 선택 동작을 하게 한다.

스텝(103)의 1회전 미만 제어를 실행할 때에는, 제어장치의 처리부는 현재 사용중인 현재 선택 공구와 다음에 사용할 다음 지정 공구의 상호 위치 관계를 고려하고, 터릿(14)의 선회 인덱싱 운동이 동일한 선회 방향으로의 누적으로 반드시 360°미만이 되도록, 선회 방향을 적당하게 선정하면서 터릿(14)에 공구 선택 동작을 하게 한다. 따라서, 터릿(14)의 개개의 선회 인덱싱 운동은 180°를 넘어 회전하는 180°초과 회전 동작이 되는 경우가 있다. 한편, 스텝 104의 180°이하 회전 제어를 실행할 때에는 제어장치의 처리부는 현재 선택 공구와 다음 지정 공구와의 상호 위치 관계에 상관없이 터릿(14)의 개개의 선회 인덱싱 운동이 반드시 180°이하의 회전 동작이 되도록, 선회 방향을 적절하게 선정하면서 터릿(14)에 공구 선택 동작을 하게 한다. 따라서, 터릿(14)의 선회 인덱싱 운동은 동일한 선회 방향으로의 누적으로 1회전 이상이 되는 경우가 있다.

이와 같이 상기 공구 선택 동작 제어 방법에 있어서는, 터릿(14)의 2가지 공구 선택 동작 중 어느 하나를 작업자가 의도적으로 선택하여 지정할 수 있다. 또한 제어장치의 처리부는 그 지정에 기초하여, 공구 선택 동작에 있어서의 터릿(14)의 선회 방향을 적절하게 선정한다.

따라서, 상기한 공구 선택 동작 제어 방법에 따르면, 가공 프로그램 상에서 공구 지정에 추가하여 터릿 선회 방향을 지정할 필요가 없어져, 가공 프로그램이 간략화되고, 작업자의 부담이 경감된다. 또한 터릿(14)에 장착한 공구의 종류나 회전 공구에 의한 절삭 공정후의 2차적 가공 공정의 유무 등의 가공 프로그램의 내용에 따라, 터릿(14)의 공구 선택 동작을 최적화할 수 있기 때문에, 가공 프로그램의 사이클 시간이 불필요하게 증가하는 것을 가급적 방지할 수 있다.

상기 공구 선택 동작 제어 방법에 있어서, 제어장치의 처리부가 터릿(14)의 선회 방향을 선정할 때에는, 터릿(14)의 복수의 공구 장착부(26)에 각각 임의의 선회 방향을 따라서 오름차순으로 정렬되는 툴 번호를 붙이고, 그 툴 번호의 지시에 따라 선택 공구를 지정할 수 있는 제어(예를 들면 NC) 방식을 채용하는 것이 유리하다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 그와 같은 제어 방식을 사용한 터릿(14)의 선회 방향 선정 순서의 일례로서, 1회전 미만의 제어에 있어서 선회 방향 선정 순서에 대하여 설명한다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 터릿(14)의 복수의 공구 장착부(24)에는 축선 방향 전단면(도 1에서 오른쪽 끝)(14b)을 향하여 시계 방향으로, 오름차순으로 정렬되는 툴 번호 T20 내지 T29가 붙여져 있다. 이 터릿 공구대(10)에 대하여 l회전 미만의 제어를 실행할 때에는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제어장치의 처리부는 먼저, 터릿(14)에 장착된 모든 공구 중에서 가공 작업에 사용하고 있는 현재의 선택 공구의 공구 장착부(24)의 툴 번호와 다음에 사용할 다음 지정 공구의 공구 장착부(24)의 툴 번호를 비교하여, 양자의 대소를 판단한다(스텝 105). 또한, 현재 선택 공구의 툴 번호가 다음 지정 공구의 툴 번호보다 큰 경우에는, 터릿(14)을 향하여 시계 방향 β(즉 툴 번호가 감소하는 방향)으로 선회시킨다(스텝 l06). 또한, 현재 선택 공구의 툴 번호가 다음 지정 공구의 툴 번호보다 작은 경우는 터릿(14)을 향하여 반시계 방향 α(즉 툴 번호가 증가하는 방향)으로 선회시킨다 (스텝 107). 이와 같은 선회 방향의 선정 순서에 의하여 터릿(14)의 선회 인덱싱 운동은 동일한 선회 방향으로의 누적으로 반드시 360°미만이 된다.

다음으로, 도 7을 참조하여, 상기 공구 선택 동작 제어 방법을 공작기계에 있어서 실시하기 위한 본 발명의 일실시 형태에 의한 제어장치의 구성에 대하여 설명한다. 이 제어장치는 일례로서, 수치 제어(NC) 선반에 장비되는 NC장치(70)의 구성을 가지나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 NC장치와는 다른 제어장치를 사용할 수도 있다.

NC장치(70)는 입력부(72), 표시부(74), 처리부(CPU)(76), 기억부(ROM(78) 및 RAM(80) 및 구동 제어부(82)를 구비한다. 입력부(72)는 예를 들면 수치 키가 부착된 키보드(미도시)를 가지고, NC 선반에 장비된 터릿 공구대(10) 등의 여러가지 복수의 공구대 및 주축(이하, 가동 구조체(84)라 총칭한다)의 동작을 제어하기 위하여 필요한 데이터 (공구의 선택, 공작물의 형상 치수, 주축 회전수, 공구 운반 속도 등)이나, 그 데이터들을 포함하는 각 공구에 관한 가공 프로그램(즉 블록열)이 입력부(72)에 입력된다. 표시부(74)는 CRT(브라운관)이나 LCD(액정 디스플레이) 등의 표시장치(미도시)를 가지고, 입력부(72)에 입력된 데이터나 가공 프로그램을 표시장치에 표시하거나, 대화 방식으로서 표시장치 상에서 시뮬레이션하면서 자동 프로그래밍을 가능하게 하기도 한다.

기억부를 구성하는 ROM(78)에는 가동 구조체(84)를 구동하기 위한 제어 프로그램이 미리 저장되어 있다. 또한 RAM(80)에는 선택 동작 기억 영역(86) 등의 공구 선택 동작 제어 기능에 관련되는 각종 데이터의 기억 영역이 마련되어 있다. 또한, 입력부(72)에 입력된 복수의 공구에 관련되는 데이터나 그것들을 포함하는 가공 프로그램은 CPU(76)의 지시에 의하여 ROM(78) 또는 RAM(80)에 저장된다. CPU(76)는 ROM(78) 또는 RAM(80)에 기억시킨 각종 데이터나 가공 프로그램 및 ROM(78)에 저장된 제어 프로그램에 기초하여, 구동 제어부(82)에 작동 지령을 출력한다. 구동 제 어부(82)는 CPU(76)로부터의 작동 지령에 따라, 터릿 공구대(10)의 인덱싱 구동원(서보 모터)(32) 및 회전 구동원(서보 모터)(46)을 포함하는 여러가지 구동 기구(88)를 각각 제어하고, NC 선반에 설치한 여러가지 가동 구조체(84)를 각각 작동시킨다.

표시부(74)는 예를 들면 도 8에 도시하는 바와 같이, NC 선반의 기계 구성을 작업자가 임의로 추가, 변경할 수 있도록 하기 위한 기계 구성 설정 화면(90)을 표시할 수 있다. 또한, 이 기계 구성 설정 화면(90)에 회전 공구의 회전 운동 위상 맞춤 작업을 실시할지 여부를 작업자가 선택하여 지정할 수 있는 지정란(92)을 만들어 둘 수 있다. 작업자는 표시부(74)의 표시장치에 표시된 기계 구성 설정 화면(90)에 있어서, 터릿(14)의 임의의 공구 장착부(24)에 장착한 회전 공구가 터릿(14)의 선회 인덱싱 운동에 의하여 인덱싱 위치에 배치될 때의, 회전 공구의 회전 운동 위상을 특정 위상에 맞출지 여부를 지정란(92)에 의하여 지시할 수 있다. 또한, 기계 구성 설정 화면(90)을 포함하는 여러 가지 화면은 RAM(80)에 미리 저장된다.

RAM(80)의 선택 동작 기억 영역(86)에는 전술한 1회전 미만 제어 및 180°이하 회전 제어 각각에서의 터릿의 공구 선택 동작 규칙이 사전에 저장된다. CPU(76)는 입력부(72)에서 회전 공구의 회전 운동 위상을 맞추도록 지시된 때에는, 선택 동작 기억 영역(86)에 저장된 1회전 미만 제어의 공구 선택 동작 규칙을 읽어내어, 예를 들면 도 6에 나타내는 연산을 실행하고, 구동 제어부(82)에 터릿(14)의 선회 인덱싱운동이 동일한 선회 방향으로의 누적으로 1회전 미만이 되는 1회전 미만 제어 지령을 보낸다. 또한 CPU(76)는 입력부(72)에서 회전 공구의 회전 운동의 위상을 맞추지 않도록 지시된 때에는 선택 동작 기억 영역(86)에 저장된 180°이하 회전 제어의 공구 선택 동작 규칙을 읽어내어, 구동 제어부(82)에 터릿(14)의 개개의 선회 인덱싱 운동이 어느 선회 방향으로도 반회전 이하가 되는 180°이하 회전 제어 지령을 발표한다.

이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 임의의 공구 장착부에 회전 공구를 장착 가능한 터릿 공구대에 있어서, 터릿에 장착한 공구의 종류나 회전 공구에 의한 절삭 공정후의 2차적 가공 공정의 유무 등의 가공 프로그램의 내용에 따라, 터릿의 공구 선택 동작을 선회 인덱싱 운동의 누계로 1회전 이상은 선회하지 않는 동작과 개개의 선회 인덱싱 운동이 반회전 이하가 되는 동작으로부터 적절하게 선택하여 실행할 수 있게 된다. 따라서 본 발명에 따르면 가공 프로그램의 복잡화를 회피하여 작업자의 부담을 경감할 수 있는 동시에 사이클 시간이 불필요하게 증가하는 것을 가급적 방지할 수 있다.

이상, 본 발명에 관한 몇가지 적절한 실시 형태를 설명하였으나, 본 발명은 이 실시 형태에 한정되지 않고, 청구 범위의 개시 내에서 여러 가지 수정 및 변경을 할 수 있다.

Claims (5)

1. 복수의 공구 장착부를 둘레방향으로 인덱싱 각도마다 설치한 터릿을 구비하고, 상기 터릿의 선회 인덱싱 운동에 따라, 임의의 상기 공구 장착부에 장착한 회전 공구가 수동식으로 회전하는 터릿 공구대의 공구 선택 동작의 제어 방법으로서,

   상기 터릿의 임의의 상기 공구 장착부에 장착한 상기 회전 공구의 회전 운동 위상을 상기 회전 공구가 인덱싱 위치에 배치될 때마다 동일한 위상이 되도록 맞출지 여부를 선택하는 것과,

   상기 회전 공구의 회전 운동 위상을 맞추는 경우에는 상기 터릿을 상기 터릿의 선회 인덱싱 운동이 동일한 선회 방향으로의 누적으로 1회전 미만이 되도록 선회 인덱싱 운동시키는 것과,

   상기 회전 공구의 회전 운동 위상을 맞추지 않는 경우에는, 상기 터릿을 상기 터릿 개개의 선회 인덱싱 운동이 어느 방향으로도 반회전 이하가 되도록 선회 인덱싱 운동시키는 것

   을 포함하는 공구 선택 동작 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 터릿의 상기 복수의 공구 장착부에 각각 임의의 선회 방향을 따라서 오름차순으로 정렬하는 툴 번호가 붙여져 있고, 상기 터릿을 상기 1회전 미만으로 선회 인덱싱 운동시킬 때에는 상기 터릿에 장착한 모든 공구 중에서, 현재 사용하고 있는 현재 선택 공구의 상기 공구 장착부의 상기 툴 번호와, 다음에 사용할 다음 지정 공구의 상기 공구 장착부의 상기 툴 번호를 비교하여 선회 방향을 결정하는 공구 선택 동작 제어 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 회전 공구가 호브인 공구 선택 동작 제어 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 회전 공구가 폴리곤 커터인 공구 선택 동작 제어 방법.
5. 제1항에 기재된 공구 선택 동작 제어 방법을 실시하기 위한 제어장치에 있어서,

   터릿의 임의의 공구 장착부에 장착된 회전 공구가 상기 터릿의 선회 인덱싱 운동에 의하여 인덱싱 위치에 배치될 때의, 상기 회전 공구의 회전 운동의 위상을 특정 위상으로 맞출지 여부를 지시할 수 있도록 하는 입력부와,

   상기 터릿의 선회 인덱싱 운동을 제어하는 구동 제어부와,

   상기 입력부에서 상기 회전 공구의 회전 운동 위상을 맞추도록 지시된 때에는, 상기 터릿의 선회 인덱싱 운동이 동일한 선회 방향으로의 누적으로 1회전 미만이 되도록 상기 구동 제어부에 선회 인덱싱 운동을 제어시키고, 상기 입력부에서 상기 회전 공구의 회전 운동 위상을 맞추지 않도록 지시된 때에는 상기 터릿의 개개의 선회 인덱싱 운동이 어떠한 선회 방향에서도 반회전 이하가 되도록, 상기 구동 제어부에 상기 선회 인덱싱 운동을 제어시키는 처리부를 구비하는 제어장치.

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