KR101074299B1 - 공작 기계 - Google Patents

Abstract

피가공물(2)에 대하여 가공을 행하는 가공 수단(5)을 구비하고, 전면측에서 피가공물(2)의 가공을 행하는 공작 기계(3)는, 피가공물(2)의 가공을 행하는 공작 기계(3)의 전면측과 공작 기계(3)의 후면측의 사이에서 피가공물(2)을 이동시키는 Y 축 이동 테이블(8)을 구비하고 있다.

가이드 레일, 선반, 부착 브래킷, 이동 테이블, 송출용 모터

Description

공작 기계{MACHINE TOOL}

본 발명은 피가공물에 대하여 소정의 가공을 행하는 공작 기계에 관한 것이 다.

종래로부터, 피가공물에 대하여 소정의 가공을 행하는 공작 기계가 인접하도록 복수 배치된 기계 가공 시스템이 자동차 산업, 정밀 기계 산업 등의 여러 가지 산업분야에서 사용되고 있다. 이 기계 가공 시스템에서는, 각 공작 기계에서의 소정의 가공 공정을 거쳐 소정의 부품이 제조된다. 또, 이 기계 가공 시스템을 구성하는 공작 기계에서는, 일반적으로 기계의 전면측(前面側)에서 피가공물의 가공이 진행된다.

일반적으로, 공작 기계가 복수 배치된 기계 가공 시스템에서는, 피가공물의 가공이 진행되는 공작 기계의 전면측에 피가공물을 반송하기 위한 반송 로봇이 설치되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조). 특허문헌 1에 기재된 기계 가공 시스템에서는, 이 반송 로봇을 통하여 전공정(前工程)의 가공을 마친 피가공물이 소정의 공작 기계의 전면측에 반송되거나, 가공후의 피가공물이 그 공작 기계로부터 후공정(後工程)의 가공을 진행하는 공작 기계로 반송된다.

또, 특허문헌 1에 기재된 기계 가공 시스템에서는, 공작 기계의 전면측에서 의 작업성, 반송 로봇의 조작성 등을 고려하여, 복수의 공작 기계의 전면으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에 반송 로봇을 반송 방향으로 안내하는 가이드 경로가 설치되어 있다. 그리고, 피가공물을 유지한 반송 로봇이 가이드 경로에 따라 이동하여 각 공작 기계의 상호 간에서 피가공물을 반송한다.

특허문헌 1 : 일본 공개 특허 2005-46917호 공보

공작 기계에서는, 피가공물의 가공시에 금속 부스러기 등의 가공 부스러기가 생긴다. 즉, 피가공물의 가공이 진행되는 공작 기계의 전면측에서는, 피가공물의 가공시에 가공 부스러기가 발생한다. 때문에, 특허문헌 1에 기재된 기계 가공 시스템과 같이 공작 기계의 전면측에 반송 로봇이 배치되면, 반송 로봇의 이동 및 동작에 따라 미세한 금속 부스러기 등의 가공 부스러기가 비산(飛散)할 우려가 있다. 전공정의 가공을 마친 피가공물이 공작 기계의 전면측에 반송될 때와, 후공정의 가공을 행하는 공작 기계로 피가공물이 반송될 때에, 가공 부스러기가 비산하면, 피가공물에 가공 부스러기가 부착된다. 그 결과, 피가공물의 가공시에 가공 부스러기에 기인하는 상처가 피가공물에 발생하거나, 혹은 가공 부스러기의 영향으로 피가공물의 소정의 치수 정밀도가 확보되지 못하는 문제점이 발생한다.

여기서, 본 발명의 과제는 가공 부스러기에 기인하여 생기는 피가공물의 문제점을 억제할 수 있는 구성을 구비한 공작 기계를 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 피가공물에 대하여 가공을 행하는 가공 수단을 구비하고, 전면측에서 피가공물의 가공을 진행하는 공작 기계에 있 어서, 피가공물의 가공을 진행하는 전면측 위치와 피가공물의 적어도 일부가 공작 기계의 후면측에 배치되는 후면측 위치와의 사이에 피가공물을 이동시키는 이동 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 공작 기계는, 피가공물의 가공을 행하는 전면측 위치와 피가공물의 적어도 일부가 공작 기계의 후면측에 배치되는 후면측 위치와의 사이에 피가공물을 이동시키는 이동 수단을 구비하고 있다. 때문에, 예를 들면, 어느 부품을 제조하는 기계 가공 시스템에서 공작 기계가 복수 배치된 경우에는, 공작 기계의 후면측에서 피가공물을 각 공작 기계간에 반송할 수 있다. 즉, 본 발명의 공작 기계에서는, 이동 수단을 통하여 피가공물의 적어도 일부가 공작 기계의 후면측에 배치되도록 피가공물을 후면측으로 이동시킬 수 있기 때문에, 후면측에 배치된 피가공물을 소정의 반송 수단을 통하여 들어올려 각 공작 기계간에 반송할 수 있다. 따라서, 피가공물의 가공이 행해지지 않는 공작 기계의 후면측에서, 각 공작 기계간에 피가공물을 반송시킬 수 있다. 그 결과, 가공 부스러기에 기인하여 생기는 피가공물의 문제점을 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서, 공작 기계는, 피가공물의 가공시에 피가공물 혹은 가공 수단의 어느 한쪽을 유지하고 적어도 수직 방향으로 이동이 가능한 이동 헤드를 구비하고, 이동 수단은 피가공물의 가공시에 피가공물 혹은 가공 수단의 다른 한쪽이 위에 올려지고, 공작 기계의 전후 방향으로 이동이 가능한 이동 테이블인 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 피가공물의 가공에서 사용하는 이동 테이블을 이용하여 피가공물을 후면측으로 이동시킬 수 있기 때문에, 별도의 이동 수단을 설치할 필요가 없어진다. 때문에, 공작 기계의 구성을 간소화할 수 있고, 기계의 소형화 및 공간 절약화가 가능하다.

본 발명에 있어서, 공작 기계는 이동 헤드를 수직 방향으로 이동 가능하게 지지하는 지지 수단을 구비하고, 지지 수단에는 공작 기계의 전후 방향으로 관통하는 통과구가 형성되며, 이동 테이블은 통과구를 통과하여 피가공물을 공작 기계의 후면측까지 이동시키는 것이 바람직하다. 이렇게 구성하면, 이동 테이블이 지지 부재의 측방을 통과하는 경우와 비교하여, 공작 기계의 전후 방향에 직교하는 옆방향(橫方向)에서 공작 기계를 더욱더 소형화할 수 있다.

본 발명에 있어서, 이동 테이블에는 피가공물의 가공시에 생기는 가공 부스러기를 낙하시키는 개구부가 수직 방향으로 관통하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 공작 기계의 전면측에서 발생하는 가공 부스러기가 후면측으로 이동하는 것이 억제되어, 더욱 효과적으로 가공 부스러기에 기인하여 생기는 피가공물의 문제점을 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서, 공작 기계는 공작 기계의 후면측에 설치되는 동시에, 공작 기계의 후면측까지 이동된 피가공물을 들어올려 소정 방향으로 반송하는 반송 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 공작 기계의 후면측에 반송 수단을 설치함으로써, 공작 기계가 복수 배치된 기계 가공 시스템에서는, 반송 수단도 포함된 전체의 공간 절약화를 도모할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 관계되는 공작 기계는, 가공 부스러기에 기인하여 생기는 피가공물의 문제점을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관계되는 기계 가공 시스템의 개략구성을 후면측으로부터 나타내는 배면도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 공작 기계의 구성을 일부 투시한 상태에서 측면으로부터 나타내는 측면 설명도이다.

도 3은 도 2의 E-E 방향으로부터 공작 기계의 구성을 일부 투시한 상태에서 나타내는 정면 설명도이다.

도 4는 도 2에 나타낸 Y축 이동 테이블을 상면으로부터 나타내는 평면도이다.

도 5는 도 2의 F-F 방향으로부터 반송 수단의 구성을 일부 투시한 상태에서 나타내는 배면 설명도이다.

도 6은 도 5의 G-G 방향으로부터 반송 수단의 구성을 일부 투시한 상태에서 나 타내는 상면 설명도이다.

도 7은 도 5에 나타내는 반송체가 피가공물을 반송할 때의 상태를 나타내며, (A)는 공작 기계의 측면으로부터 반송 수단의 구성을 일부 투시한 상태에서 나타내 는 측면 설명도이고, (B)는 도 2의 F-F 방향으로부터 반송 수단의 구성을 일부 투시한 상태에서 나타내는 배면 설명도이다.

도 8은 도 1의 H부를 확대하여 나타내는 확대도이다.

도 9는 본 발명의 기타 실시형태에 관계되는 공작 기계에 사용되는 공구 홀더를 나타내는 측면 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 피가공물

3 : 공작 기계

4 : 반송 수단

5 : 가공 수단

7 : 이동 헤드

8 : Y축 이동 테이블(이동 수단, 이동 테이블)

8b : 개구부

9 : 칼럼(지지 수단)

9a : 통과구

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

(기계 가공 시스템의 개략 구성)

도 1은 본 발명의 실시형태에 관계되는 기계 가공 시스템(1)의 개략 구성을 후면측으로부터 나타내는 배면도이다.

본 형태의 기계 가공 시스템(1)은 피가공물(2)에 대하여 소정의 가공을 행하 여 소정의 부품을 제조하기 위한 시스템이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 이 기계 가공 시스템(1)에서는, 복수의 공작 기계(3)가 인접하도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 기계 가공 시스템(1)에서는 복수의 공작 기계(3)가 각자의 측면끼리를 밀착시킨 상태에서 인접하도록 배치되어 있다. 특히, 본 형태의 기계 가공 시스템(1)은 탁상에 배치 가능한 소형의 기계 가공 시스템이며, 기계 가공 시스템(1)에서는 예를 들면 너비(도 1의 좌우 방향의 치수) 300㎜, 길이(도 1의 지면 수직 방향의 치수) 660㎜, 높이 820㎜의 크기로 조성된 소형의 공작 기계(3)가 복수 개 인접하도록 배치되어 있다. 또, 기계 가공 시스템(1)은 복수의 공작 기계(3)의 상호 간의 연결 및 분리가 용이하게 되도록 구성되어 있다.

또, 이 기계 가공 시스템(1)은 복수의 공작 기계(3)의 상호 간에서 피가공물(2)을 반송하는 반송 수단(4)을 구비하고 있다. 이 반송 수단(4)은 도 1에 나타낸 바와 같이 복수의 공작 기계(3)의 후면에 설치되어 있다.

또, 이하의 설명에서는, 공작 기계(3)의 좌우 방향(도 1의 좌우 방향)을 X축 방향, 전후 방향(도 1의 지면 수직 방향)을 Y축 방향, 상하 방향(도 1의 상하 방향)을 Z축 방향으로 하며, 특히 도 1의 지면 앞쪽으로 향하는 방향을 Y1 방향, 도 1의 지면 안쪽으로 향하는 방향을 Y2 방향으로 한다. 또, 공작 기계(3)의 Y1 방향측을 후면측, Y2 방향측을 전면측으로 한다.

(공작 기계의 구성)

도 2는 도 1에 나타낸 공작 기계(3)의 구성을 일부 투시한 상태에서 측면으로부터 나타내는 측면 설명도이다. 도 3은 도 2의 E-E 방향으로부터 공작 기계(3)의 구성을 일부 투시한 상태에서 나타내는 정면 설명도이다. 또, 도 2 및 도 3은 공작 기계(3)의 구성요소의 위치관계를 설명하기 위한 설명도이며, 일정한 단면을 나타내는 도면이 아니다.

본 형태의 공작 기계(3)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 피가공물(2)에 대하여 소정의 가공을 행하는 가공 수단(5)을 구비하고 있으며, 전면측(Y2 방향측)에서 피가공물(2)의 가공을 행한다. 구체적으로는, 본 형태의 공작 기계(3)는 복수의 날붙이(6)를 소유한 가공 수단(5)을 이용하여 피가공물(2)에 대하여 선삭(旋削) 등을 행하는 선반(旋盤)이다. 이 공작 기계(3)는, 피가공물(2)을 유지하고 X축 방향 및 Z축 방향으로 이동이 가능한 이동 헤드(7)와, 가공 수단(5)이 올려지고 Y축 방향으로 이동이 가능한 Y 축 이동 테이블(8)과, 이동 헤드(7)를 Z축 방향으로 이동이 가능하게 지지하는 지지 수단으로서의 칼럼(9)과, Y축 이동 테이블(8) 및 칼럼(9)이 설치되는 본체 베이스(10)를 구비하고 있다. 공작 기계(1)에서는, 피가공물(2)을 회전시킨 상태에서 이동 헤드(7)가 X축 방향 혹은 Z축 방향으로 이동함으로써, 날붙이(6)를 이용하여 피가공물(2)에 소정의 선반 가공이 진행된다. 또, 후술하는 바와 같이, 복수의 날붙이(6)는 Y축 방향으로 배열되어 있으며, Y축 이동 테이블(8)이 Y축 방향으로 이동함으로써, 공작 기계(3)에서는, 피가공물(2)의 가공에 사용하는 날붙이(6)를 선택하여 설정할 수 있다.

칼럼(9)은 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본체 베이스(10)로부터 수직으로 세워지도록 본체 베이스(10)의 상면에 고정되어 있다. 이 칼럼(9)의 하단측에는 도 3 등에 나타낸 바와 같이 Y축 방향으로 관통하는 통과구(9a)가 형성되어 있고, Y축 이동 테이블(8)은 이 통과구(9a)를 통과하여 공작 기계(3)의 전면측과 후면측 사이를 이동한다. 즉, 통과구(9a)의 X축 방향의 너비는 Y축 이동 테이블(8)의 X축 방향의 너비보다도 크게 형성되어 있다. 또, 통과구(9a)의 Z축 방향의 높이는, Y축 이동 테이블(8)의 상면에 설치된 후술의 수용 지지대(35)에 피가공물(2) 이 올려진 상태에서 Y축 이동 테이블(8)이 통과할 수 있는 높이로 되어 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 칼럼(9)의 전면의 X축 방향의 양단측에는 각각 이동 헤드(7)를 Z축 방향으로 안내하기 위한 Z축 송출용 가이드 레일(12, 12)이 고정되어 있다. 또, 칼럼(9)의 전면측에 또한 2개의 Z축 송출용 가이드 레일(12, 12)의 X축 방향의 내측에는 각각 이동 헤드(7)를 Z축 방향으로 송출하는 Z축 송출용 볼나사(13, 13)가 배치되어 있다. 구체적으로는, 칼럼(9)의 전면측에는, 2개의 Z축 송출용 볼나사(13, 13)의 각자의 양단측을 회전 가능하게 지지하는 베어링(도시 생략)이 고정되고, 2개의 Z축 송출용 볼나사(13, 13)는 회전 가능하게 이 베어링에 지지되어 있다.

칼럼(9)의 상단에는, 2개의 Z축 송출용 볼나사(13, 13)를 각각 회전 구동하는 Z축 송출용 모터(14, 14)가 고정되어 있다. 구체적으로는, 칼럼(9)의 상단에는 2개의 부착 브래킷(15, 15)이 고정되고, 이 부착 브래킷(15, 15)에 각각 Z축 송출용 모터(14, 14)가 고정되어 있다. 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, Z축 송출용 모터(14, 14)의 출력축은 각각 커플링(16, 16)을 통하여 Z축 송출용 볼나사(13, 13)의 상단에 접속되어 있다.

이동 헤드(7)는, 피가공물(2)을 회전 가능하게 유지하는 회전 유지부(18)와, 회전 유지부(18)가 고정되고 X축 방향으로 이동이 가능한 X축 이동 베이스(19)와, X축 이동 베이스(19)가 X축 방향으로 이동이 가능하게 지지되는 동시에 Z축 방향으로 이동이 가능한 Z축 이동 베이스(20)를 구비하고 있다.

Z축 이동 베이스(20)는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 대략 구형의 판 상 부재(板狀部材)이다. 이 Z 축 이동 베이스(20)의 후면(Y1 방향측의 면)에는, 2개의 Z축 송출용 볼나사(13, 13)에 각각 나사식 결합하는 Z축 송출용 너트(21, 21)를 유지하는 너트 유지부(20a, 20a)가 형성되어 있다. 또, 도 2에서는 1개의 Z축 송출용 너트(21) 및 1개의 너트 유지부(20a)가 도시되어 있다.

또, Z축 이동 베이스(20)의 후면의 4개의 모서리에는 각각 Z축 송출용 가이드 레일(12, 12)과 계합(係合)하는 Z축 송출용 가이드 블록(22)이 고정되어 있다. 구체적으로는, 1 개의 Z축 송출용 가이드 레일(12)에 대하여 2개의 Z축 송출용 가이드 블록(22)이 계합하도록 되어 있고, Z축 이동 베이스(20)의 후면에는 합계 4개의 Z축 송출용 가이드 블록(22)이 고정되어 있다.

한편, Z축 이동 베이스(20)의 전면(Y2 방향측의 면)에는, 회전 유지부(18) 및 X 축 이동 베이스(19)를 X축 방향으로 안내하기 위한 2개의 X축 송출용 가이드 레일(23, 23)이 고정되어 있다. 또, Z축 이동 베이스(20)의 전면에는, 회전 유지부(18) 및 X축 이동 베이스(19)를 X축 방향으로 송출하는 X축 송출용 볼나사(24)가 2개의 X축 송출용 가이드 레일(23, 23)에 끼워지도록 배치되어 있다. 구체적으로는, Z축 이동 베이스(20)의 전면측에는, X축 송출용 볼나사(24)의 양단측을 회전 가능하게 지지하는 베어링(도시생략)이 고정되고, X축 송출용 볼나사(24)는 이 베어링에 회전 가능하게 지지되어 있다.

또, Z축 이동 베이스(20)의 전면에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, X축 송출용 볼나사(24)를 회전 구동하는 X축 송출용 모터(25)가 고정되는 모터 고정부(20b)가 형성되고, 이 모터 고정부(20b)에 X축 송출용 모터(25)가 고정되어 있다. X축 송 출용 모터(25)의 출력축은 도시를 생략하는 커플링을 통하여 X축 송출용 볼나사(24)에 접속되어 있다.

X축 이동 베이스(19)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 대략 구형의 판상 부재이며, 그 후면(Y1 방향측의 면)에는, X축 송출용 볼나사(24)에 나사식 결합하는 X축 송출용 너트(도시 생략)를 유지하는 너트 유지부(도시 생략)가 형성되어 있다. 또, X축 이동 베이스(19)의 후면의 4개의 모서리에는, X축 송출용 가이드 레일(23, 23)과 계합하는 X축 송출용 가이드 블록(26)이 고정되어 있다. 구체적으로는, 1개의 X축 송출용 가이드 레일(23)에 대하여 2개의 X축 송출용 가이드 블록(26)이 계합하도록 되어 있고, X축 이동 베이스(19)의 후면에는 합계 4개의 X축 송출용 가이드 블록(26)이 고정되어 있다.

회전 유지부(18)는, 피가공물(2)을 유지한 상태에서 회전하는 스핀들(28)과, 스핀들(28)을 회전 구동하는 스핀들 구동 모터(29)를 구비하고 있다.

스핀들(28)은 그 선단측(하단측)에서 피가공물(2)을 유지한다. 이 스핀들(28)에는 피가공물(2)을 유지 및 해방하기 위한 척킹(chucking) 기구(30)가 내장되어 있다. 이 척킹 기구(30)는 회전 유지부(18)의 상단에 고정된 척 개폐용 실린더(31)를 통하여 피가공물(2)을 유지하는 유지 상태 및 피가공물(2)을 해방하는 해방 상태의 두 가지 상태로 구동된다.

스핀들 구동 모터(29)는 로터(32)와 스테이터(33)를 구비하고, 도 2 등에 나타낸 바와 같이 회전 유지부(18)의 상단측에 배치되어 있다. 구체적으로는, 스테이터(33)가 X축 송출용 볼나사(24) 혹은 X축 송출용 모터(25)보다도 상측에 배치되 도록 스핀들 구동 모터(29)가 배치되어 있다. 이렇게, 비교적 큰 직경으로 형성된 스테이터(33)를 X축 송출용 볼나사(24) 혹은 X축 송출용 모터(25)보다도 상측에 배치하는 것을 통하여 Y축 방향에서 회전 유지부(18)를 박형화할 수 있다.

본 형태의 스핀들 구동 모터(29)는 로터(32)의 내주측에 스핀들(28)이 고정된 소위 빌트인 모터이다. 이 스핀들 구동 모터(29)에는, 소정의 냉각매체가 순환하는 냉각용의 재킷(34)이 스테이터(33)의 주위를 둘러싸도록 형성되어 있다. 재킷(34)을 순환하는 냉각매체는, 도시를 생략하는 냉각매체용의 탱크와 재킷(34)을 왕복하여 스핀들 구동 모터(29)의 내부에서 발생한 열을 발산한다.

(Y축 이동 테이블의 구성)

도 4는 도 2에 나타내는 Y축 이동 테이블(8)을 상면으로부터 나타내는 평면도이다.

Y축 이동 테이블(8)은 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 대략 직방체의 블록 형상으로 형성되어 있다. 또, Y축 이동 테이블(8)에는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 피가공물(2)의 가공시에 생기는 금속 부스러기 등의 가공 부스러기를 낙하시키기 위하여 Z축 방향으로 관통하는 구형의 개구부(8b)가 형성되어 있다. 이 Y축 이동 테이블(8)의 상면에는, 상술의 가공 수단(5) 외에, 도 2 등에 나타낸 바와 같이 피가공물(2)이 올려지는 직방체이며 블록 형상의 수용 지지대(35)가 설치되어 있다. 그리고, Y축 이동 테이블(8)은, 도2에 나타낸 바와 같이, 칼럼(9)의 하단측에 형성된 통과구(9a)를 통과하여 피가공물(2)의 가공이 진행되는 공작 기계(3)의 전면측과 공작 기계(3)의 후면측의 사이에서 수용 지지대(35)에 올려진 피가공물(2)을 이 동시킨다. 즉, Y축 이동 테이블(8)은 피가공물(2)의 가공을 진행하는 전면측 위치와 피가공물(2)이 공작 기계(3)의 후면측에 배치되는 후면측 위치와의 사이에서 피가공물(2)을 이동시키는 이동 수단으로 되어 있다. 이 Y축 이동 테이블(8)은 Y축 방향으로 이동할수 있도록 본체 베이스(10)의 상면측에 설치되어 있다.

본체 베이스(10)의 상면에는 도 3에 나타낸 바와 같이, Y축 이동 테이블(8)을 Y축 방향으로 안내하기 위한 2개의 Y축 송출용 가이드 레일(36, 36)이 고정되어 있다. 2개의 Y축 송출용 가이드 레일(36, 36)은, 이 2개의 Y축 송출용 가이드 레일(36, 36)에 각각 계합하는 후술의 Y축 송출용 가이드 블록(42, 42)이 개구부(8b)의 X축 방향 양측에 배치되도록, X축 방향에서 이간(離間)한 상태에서 본체 베이스(10)의 상면에 고정되어 있다.

또, 본체 베이스(10)의 상면에는 도 2에 나타낸 바와 같이, Y축 이동 테이블(8)을 Y축 방향으로 송출하는 2개의 Y축 송출용 볼나사(37, 37)(도 2에서는, 1개의 Y축 송출용 볼나사(37)만을 도시)가 배치되어 있다. 이 Y축 송출용 볼나사(37, 37)는 X축 방향에서 2개의Y축 송출용 가이드 레일(36, 36)의 외측에 각각 1개씩 배치되어 있다. 구체적으로는, 본체 베이스(10)의 상면에는, 2개의 Y축 송출용 볼나사(37, 37)의 각자의 양단측을 회전 가능하게 지지하는 합계 4개의 베어링(38)(도 2에서는, 2개의 베어링(38)만을 도시)이 소정의 부착 브래킷 등을 통하여 고정되어 있다. 그리고, 2개의 Y축 송출용 볼나사(37, 37)는 각각 2개의 베어링(38)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또, 본 형태에서는, Y축 이동 테이블(8)에 가공 부스러기를 낙하시키는 개구부(8b)를 형성하였기 때문에 2개의 Y축 송출용 볼나사(37, 37)를 사용하고 있지만, 개구부(8b)를 형성하지 않은 경우에는 1개의 Y축 송출용 볼나사(37)를 Y축 이동 테이블(8)의 X축 방향의 중심 위치에 배치하여도 좋다.

또, 본체 베이스(10)의 상단에는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 2개의 Y축 송출용 볼나사(37, 37)를 각각 회전 구동하는 Y축 송출용 모터(39, 39)가 고정되어 있다. 구체적으로는, 본체 베이스(10)의 상단에 또한 Y2 방향단에, 소정의 부착 브래킷을 통하여 Y축 송출용 모터(39, 39)가 고정되어 있다. Y축 송출용 모터(39, 39)의 출력축은, 각각 도 2에 나타낸 바와 같이, 커플링(40, 40)(도 2에서는, 1개의 커플링(40)만을 도시)을 통하여 Y축 송출용 볼나사(37, 37)의 Y2 방향단에 접속되어 있다.

Y축 이동 테이블(8)의 저면에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 2개의 Y축 송출용 볼나사(37, 37)에 각각 나사식 결합하는 Y축 송출용 너트(41, 41)(도 2에서는, 1개의 Y축 송출용 너트(41)만을 도시)를 유지하는 너트 유지부(8a, 8a)(도 2에서는, 1개의 너트 유지부(8a)만을 도시)가 형성되어 있다.

또, Y축 이동 테이블(8)의 저면의 4개의 모서리에는 각각 Y축 송출용 가이드 레일(36, 36)과 계합하는 Y축 송출용 가이드 블록(42)이 고정되어 있다. 구체적으로는, 1개의 Y축 송출용 가이드 레일(36)에 대하여 2개의 Z축 송출용 가이드 블록(42)이 계합하도록 되어 있고, Y축 이동 테이블(8)의 저면에는 합계 4개의 Y축 송출용 가이드 블록(42)이 고정되어 있다. 또, 도 3에서는 Y2 방향측의 2개의 Y축 송출용 가이드 블록(42)만 도시되어 있다.

한편, Y축 이동 테이블(8)의 상면에는 상술한 바와 같이 가공 수단(5) 및 수용 지지대(35)가 설치되어 있다. 구체적으로는, 도 4에 나타내는 개구부(8b)의 하측에 가공 수단(5)이 설치되고, 개구부(8b)의 상측에 수용 지지대(35)가 설치되어 있다.

가공 수단(5)는 복수의 날붙이(6) 외에, 날붙이(6)를 고정하는 날붙이 고정대(44)와, 날붙이(6)를 날붙이 고정대(44)에 고정하는 고정 나사(45)를 구비하고 있다. 본 형태에서는, 도 2 등에 나타낸 바와 같이, 3개의 날붙이(6)가 Y축 방향으로 배열되어 있다. 즉, 본 형태의 날붙이 고정대(44)에서는 날붙이 부착부가 Y축 방향으로 늘어선 상태에서 3개소에 형성되어 있다. 또, 각 날붙이(6)는 3개의 고정나사(45)를 통하여 날붙이 고정대(44)에 고정되어 있다. 또, 날붙이(6)의 수는 3개로 한정되지 않고, 날붙이(6)는 2개 이하이어도 되고, 4개 이상이어도 된다. 날붙이(6)의 수가 많아 도 4의 개구부(8b)의 하측에 전부의 날붙이(6)를 배치할 수 없을 경우에는, 도 4의 개구부(8b)의 상측에 수용 지지대(35)에 인접하는 날붙이 고정대를 별도 설치하고, 이 날붙이 고정대에 날붙이(6)를 고정하여도 된다.

날붙이 고정대(44)에 고정된 날붙이(6)의 선단은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 개구부(8b)의 상방에 배치된다. 그리고, 피가공물(2)의 가공시에 생기는 금속 부스러기 등의 가공 부스러기는 개구부(8b)를 통과하여 본체 베이스(10)의 하방까지 낙하한다. 구체적으로는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 본체 베이스(10)에는 피가공물(2)의 가공 시에 개구부(8b)가 배치되는 위치에 대응하도록 개구부(10a)가 형성되어 있고, 가공 부스러기는 피가공물(2)의 선반가공시에 사용하는 절삭유(切削油)와 함께 이 개구부(10a)를 통과하여 본체 베이스(10)의 하방까지 낙하한다. 또, 본 형태에서는, 피가공물(2)의 가공시에 생기는 가공 부스러기는 도 3의 화살표 V로 나타낸 바와 같이 절삭유와 함께 Y축 이동 테이블(8)의 X축 방향의 양측방을 통과하고, 또, 개구부(10a)를 통과하여 본체 베이스(10)의 하방까지 낙하한다.

또, 예를 들면 본체 베이스(10)의 하측에 피가공물(2)의 선반 가공시에 사용하는 절삭유용의 탱크를 배치하고, 이 탱크에 가공 부스러기를 회수할 수 있다. 또, 이 탱크의 저면에 퇴적된 가공 부스러기는, 컨베이어 등을 사용하여 소정의 버킷까지 반송함으로써 탱크의 저면(底面)으로부터 제거할 수도 있다. 또, 절삭유 탱크의 하방에는 공작 기계(3)를 구동 및 제어하기 위한 전기장치 박스를 배치하여도 된다.

Y축 이동 테이블(8)의 Y축 방향 양측에는, 도 2 등에 나타낸 바와 같이, Y축 이동 테이블(8)을 Y축 방향으로 송출하기 위한 Y축 송출용 가이드 레일(36) 혹은 Y축 송출용 볼나사(37) 등의 각종 기구를 보호하기 위한 접철식 커버(46, 47)가 설치되어 있다. 구체적으로는, Y축 이동 테이블(8)의 Y2 방향에 설치된 접철식 커버(46)의 Y1 방향단은 Y축 이동 테이블(8)에 고정되고, 접철식 커버(46)의 Y2 방향단은 본체 베이스(10)에 고정되어 있다. 또, Y축 이동 테이블(8)의 Y1 방향에 설치된 접철식 커버(47)의 Y2 방향단은 Y축 이동 테이블(8)에 고정되고, 접철식 커버(47)의 Y1 방향단은 본체 베이스(10)에 고정되어 있다. 그리고, Y축 이동 테이블(8)이 공작 기계(3)의 전면측에 있을 때에는, 도 2에 나타낸 바와 같이 접철식 커버(46)가 단축되고, 접철식 커버(47)가 연장된 상태로 된다. 한편, Y축 이동 테이블(8)이 공작 기계(3)의 후면측에 있을 때에는, 접철식 커버(47)가 단축되고, 접 철식 커버(46)가 연장된 상태로 된다.

(반송 수단의 구성)

도 5는 도 2의 F-F 방향으로부터 반송 수단(4)의 구성을 일부 투시한 상태에서 나타내는 배면 설명도이다. 도 6은 도 5의 G-G 방향으로부터 반송 수단(4)의 구성을 일부 투시한 상태에서 나타내는 상면 설명도이다. 도 7은 도 5에 나타내는 반송체(50)가 피가공물(2)을 반송할 때의 상태를 나타내며, (A)는 공작 기계(3)의 측면으로부터 반송 수단(4)의 구성을 일부 투시한 상태에서 나타내는 측면 설명도이고, (B)는 도 2의 F-F 방향으로부터 반송 수단(4)의 구성을 일부 투시한 상태에서 나타내는 배면 설명도이다. 도 8은 도 1의 H부를 확대하여 나타내는 확대도이다. 또, 도 5∼도 7은 반송 수단(4)의 구성 부재의 위치관계를 설명하기 위한 설명도이며, 일정한 단면을 나타내는 도면이 아니다.

반송 수단(4)은 Y축 이동 테이블(8)상의 수용 지지대(35)에 올려져 공작 기계(3)의 후면(배면)측까지 이동된 피가공물(2)을 수용 지지대(35)로부터 들어올려 기계 가공 시스템(1)을 구성하는 기타 공작 기계(3)까지 반송하기 위한 수단이다. 이 반송 수단(4)은, 도 5 혹은 도 6 등에 나타낸 바와 같이, 피가공물(2)을 유지하여 이동하는 반송체(50)를 구비하고 있다. 반송체(50)는 피가공물(2)을 유지하는 핸드부(51)와, 핸드부(51)가 고정되며 Z축 방향으로 승강 가능하게 구성된 승강 베이스(52)와, 승강 베이스(52)가 승강 가능하게 지지되는 동시에 X축 방향으로 이동가능하게 구성된 반송 베이스(53)를 구비하고 있다. 본 형태에서는, 예를 들면 1대의 반송체(50)를 통하여 피가공물(2)이 기계 가공 시스템(1)을 구성하는 전부의 공작 기계(3)로 반송된다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 복수의 공작 기계(3)의 후면(배면)에는 각각 피가공물(2)의 반송 방향으로 되는 X축 방향으로 반송체(50)를 안내하기 위한 2개의 반송용 가이드 레일(54, 54)이 고정되어 있다. 구체적으로는, 도 2에 나타낸 바와 같이 칼럼(9)의 후면에 2개의 반송용 가이드 레일(54, 54)이 고정되어 있다. 직선 모양으로 형성된 반송용 가이드 레일(54)의 양단의 상면 및 하면에는, 도 8에 나타낸 바와 같이, X축 방향의 외측을 향하여 직선상으로 경사진 면취부(面取部)(54a)가 형성되어 있다. 이 반송용 가이드 레일(54, 54)은, 반송 수단(4)의 일부를 구성하는 동시에, 피가공물(2)의 반송방향으로 반송체(50)를 안내하기 위한 고정측 안내부로 되어 있다. 또, 면취부(54a)는 반송용 가이드 레일(54)의 양단의 상면에만 형성되어도 되고, 하면에만 형성되어도 된다.

또, 복수의 공작 기계(3)의 후면에는 각각 피가공물(2)의 반송 방향으로 되는 X축 방향으로 반송체(50)를 구동하기 위한 반송용 랙(55)이 고정되어 있다. 구체적으로는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 칼럼(9)의 후면에 반송용 랙(55)이 고정되어 있다. 반송용 랙(55)의 상면에는 후술의 반송용 피니언(56)이 맞물리는 톱니(齒)가 형성되어 있다. 또, 반송용 랙(55)의 양단의 상면은, 도 8에 나타낸 바와 같이 X축 방향 외측을 향하여 직선상으로 경사진 경사부(55a)로 되어 있다. 때문에, 복수의 공작 기계(3)에 각각 설치된 반송용 랙(55)을 연결하는 연결 부분에 가공 오차 혹은 조립 오차에 기인하는 Z축 방향의 차이가 생겨도, 반송용 피니언(56)은 반송용 랙(55)의 연결 부분을 적절하게 통과할 수 있다. 이 반송용 랙(55)은, 반송 수단(4)의 일부를 구성하는 동시에, 반송체(50)를 구동하기 위한 고정측 구동부로 되어 있다. 또, 도 6에서는 편의상 반송용 랙(55)의 도시를 생략하고 있다.

복수의 공작 기계(3)에 각각 고정된 반송용 가이드 레일(54, 54) 및 반송용 랙(55)은 공작 기계(3)와 함께 X축 방향에서 용이하게 연결될수 있도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 반송용 가이드 레일(54, 54) 및 반송용 랙(55)이 공작 기계(3)에 고정되면, 반송용 가이드 레일(54, 54) 및 반송용 랙(55)의 X축 방향의 양단은 도 8에 나타낸 바와 같이 공작 기계(3)의 X축 방향의 양단보다도 약간 내측으로 들어간 위치에 배치된다. 또, 복수의 공작 기계(3)를 연결하면, 도 8에 나타낸 바와 같이 인접하는 공작 기계(3)에 고정된 반송용 가이드 레일(54, 54) 및 반송용 랙(55)의 X축 방향의 단부(즉, 연결 부분)는 서로 Z축 방향에서 거의 일치한다. 때문에, 반송체(50)는 연결된 복수의 공작 기계(3)의 상호 간에서 자유롭게 들어갈 수 있다. 또, 공작 기계(3)을 분리함으로써, 반송용 가이드 레일(54, 54) 및 반송용 랙(55)도 용이하게 분리할 수 있다.

반송 베이스(53)는, 도 5 혹은 도 6 등에 나타낸 바와 같이, 횡변부(橫邊部)(53a)와 종변부(從邊部)(53b)를 구비한 L자 형상의 판상 부재이다. 도 5 등에 나타낸 바와 같이, 상단측에 배치된 횡변부(53a)의 Y1 방향측의 면에는, 반송용 랙(55)과 맞물리는 반송용 피니언(56)이 출력축에 설치된 반송용 모터(57)가 고정되어 있다. 즉, 반송용 모터(57)의 본체 부분이 반송 베이스(53)의 Y1 방향측에 배치되고, 반송용 피니언(56)이 반송 베이스(53)의 Y2 방향측에 배치되도록, 반송용 모터(57)가 고정되어 있다. 본 형태에서는, 반송용 피니언(56) 및 반송용 모 터(57)가 반송체(50)를 구동하기 위한 이동측 구동부로 되어 있다. 또, 반송용 랙(55)과, 반송용 피니언(56)과, 반송용 모터(57)를 통하여 반송체(50)를 구동하는 구동 수단이 구성되어 있다.

종변부(53b)의 Y2 방향측의 면에는, 2개의 반송용 가이드 레일(54, 54)에 각각 계합하는 반송용 가이드 블록(58, 58)이 고정되어 있다. 반송용 가이드 블록(58)은 반송용 가이드 레일(54)의 면취부(54a)가 형성되어 있지 않은 부분과 적절한 계합 틈을 유지한 상태에서 반송용 가이드 레일(54)에 계합하도록 구성되어 있다. 즉, 본 형태의 반송 수단(4)은, 반송체(50)가 수용 지지대(35)에 피가공물(2)을 올리는 위치 혹은 수용 지지대(35)로부터 피가공물(2)을 들어올리는 위치에 배치되었을 때에는, 반송용 가이드 레일(54)과 반송용 가이드 블록(58)의 계합부의 계합 틈은 적절한 것으로 되며, 반송체(50)가 인접하는 반송용 가이드 레일(54)의 단부(연결 부분)에 배치되었을 때에는, 반송용 가이드 레일(54)과 반송용 가이드 블록(58)의 계합부의 계합틈이 크게 되도록 구성되어 있다. 이 반송용 가이드 블록(58, 58)은 피가공물(2)의 반송 방향으로 반송체(50)를 안내하기 위한 이동측 안내부로 되어 있다. 본 형태에서는, 반송용 가이드 레일(54, 54)과 반송용 가이드 블록(58, 58)을 통하여 반송체(50)를 반송 방향으로 안내하기 위한 안내 수단이 구성되어 있다.

또, 종변부(53b)의 Y1 방향측의 면에는, 승강 베이스(52)를 Z축 방향으로 안내하기 위한 승강용 가이드 레일(59)이 설치되어 있다.

도 5중의 반송 베이스(53)의 좌측면에는, 승강 베이스(52)를 Z축 방향으로 구동하기 위한 승강용 랙(60)이 고정되어 있다. 승강용 랙(60)의 도 5 중의 좌측면에는, 후술의 승강용 피니언(62)이 맞물리는 톱니가 형성되어 있다.

승강 베이스(52)는, 도 5 혹은 도 6 등에 나타낸 바와 같이, 횡변부(52a)와 종변부(52b)를 구비한 L자 형상의 판상 부재이다. 도 5 등에 나타낸 바와 같이, 상단측에 배치되는 횡변부(52a)의 Y1 방향측의 면에는, 승강용 랙(60)과 맞물리는 승강용 피니언(62)이 출력축에 설치된 승강용 모터(63)가 고정되어 있다. 즉, 반송용 모터(57)와 마찬가지로, 승강용 모터(63)의 본체 부분이 승강 베이스(52)의 Y1 방향측에 배치되고, 승강용 피니언(62)이 승강 베이스(52)의 Y2 방향측에 배치되도록 승강용 모터(63)가 고정되어 있다. 또, 종변부(52b)의 Y2 방향측의 면에는, 승강용 가이드 레일(59)에 계합하는 2개의 승강용 가이드 블록(64, 64)이 고정되어 있다.

핸드부(51)는, 도 2 혹은 도 5 등에 나타낸 바와 같이, 승강 베이스(52)에 고정된 블록 상의 고정부(65)와, 피가공물(2)을 유지 및 해방하는 척부(chuck)(66)를 구비하고 있다. 고정부(65)는 승강 베이스(52)의 하단측에 고정되어 있다. 척부(66)는 고정부(65)의 하면에 설치되어 있고, 도시를 생략하는 구동 수단을 통하여 피가공물(2)의 상단측을 유지하며, 또 유지하고 있는 피가공물(2)의 상단측을 해방한다.

도 2 및 도 5에 나타내는 상태는, 승강 베이스(52)가 하강하여 Y축 이동 테이블(8) 상의 수용 지지대(35)로부터 피가공물(2)을 들어올릴 때의 상태이다. 또, 도 7에 나타내는 상태는, 척부(66)에 피가공물(2)을 유지하면서 승강 베이스(52)가 상승하여 기계 가공 시스템(1)을 구성하는 기타 공작 기계(3)에 피가공물(2)을 반송할 때의 상태이다.

(기계 가공 시스템의 개략 동작)

이상과 같이 구성된 기계 가공 시스템(1)의 개략 동작을 이하에 설명한다. 또, 이하에서는, 도 1의 좌측에 배치된 공작 기계(3), 중앙에 배치된 공작 기계(3), 우측에 배치된 공작 기계(3)의 순으로 순차적으로 피가공물(2)의 가공이 진행되는 것으로 하여 기계 가공 시스템(1)의 개략 동작을 설명한다.

도 1의 좌측에 배치된 공작 기계(3)에서 피가공물(2)의 가공이 끝나면, 피가공물(2)은 Y축 이동 테이블(8)의 수용 지지대(35)에 올려진다. 구체적으로는, 피가공물(2)의 하면이 수용 지지대(35)의 상면에 맞닿도록, Y축 이동 테이블(8)이 Y축 방향으로 이동하는 동시에 이동 헤드(7)가 X축 방향 및 Z축 방향으로 이동한다. 이 상태에서, 스핀들(28)의 척킹(chucking) 기구(30)가 해방 상태로 되고, 피가공물(2)이 수용 지지대(35)에 올려진다.

피가공물(2)이 수용 지지대(35)에 올려지면, Y축 이동 테이블(8)은 도 2의 실선으로 나타내는 전면측으로부터 도 2의 이점쇄선으로 나타내는 후면측 위치까지 이동한다. 즉, 수용 지지대(35)에 올려진 피가공물(2)은 칼럼(9)의 통과구(9a)를 통과하여 공작 기계(3)의 후면측까지 이동한다. 구체적으로는, 피가공물(2)을 탑재한 수용 지지대(35)가 통과구(9a)를 완전히 통과할 때까지 Y축 이동 테이블(8)은 공작 기계(3)의 후면측을 향하여 이동한다.

그 후, 공작 기계(3)의 후면측까지 이동된 피가공물(2)을 반송체(50)가 수용 지지대(35)로부터 들어올린다. 구체적으로는 도 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 승강 베이스(52)가 하강하여 척부(66)가 피가공물(2)을 유지한 후, 승강 베이스(52)가 상승함으로써 반송체(50)가 수용 지지대(35)로부터 피가공물(2)을 들어올린다. 승강 베이스(52)가 상승시킨 반송체(50)는 도 7에 나타내는 상태로 된다. 또, 반송체(50)가 피가공물(2)을 들어올릴 때, 반송체(50)는 사전에 도 1의 좌측에 배치된 공작 기계(3)의 후면까지 이동하고 있다.

반송체(50)가 피가공물(2)을 들어올리면, 반송용 모터(57)가 구동되고, 반송용 랙(55)과 반송용 피니언(56)을 통하여 반송체(50)는 X축 방향(도 1에서는 우측)으로 이동한다. 반송체(50)는 반송용 가이드 레일(54, 54)에 안내되어 X축 방향으로 이동하고, 도 1에 나타낸 바와 같이 중앙의 공작 기계(3)에 들어간다. 그리고, 반송체(50)는 중앙의 공작 기계(3)의 수용 지지대(35)에 피가공물(2)을 올릴 수 있는 위치에서 정지한다. 한편, 중앙의 공작 기계(3)에서는, Y축 이동 테이블(8)이 사전에 도 2의 이점쇄선으로 나타내는 후면측까지 이동하여 정지하고 있다. 이 상태에서, 승강 베이스(52)가 하강하는 동시에 척부(66)가 피가공물(2)을 해방하여 피가공물(2)이 수용 지지대(35) 상에 올려진다.

피가공물(2)이 수용 지지대(35) 상에 올려지면, Y축 이동 테이블(8)이 공작 기계(3)의 전면측으로 이동하고, 스핀들(28)이 피가공물(2)을 유지할 수 있는 위치에서 Y축 이동 테이블(8)은 정지한다. 그 후, 이동 헤드(7)가 X축 방향 및 Z축 방향으로 이동하는 동시에 스핀들(28)의 척킹 기구(30)가 피가공물(2)을 유지하여 수용 지지대(35)로부터 피가공물(2)을 들어올린다. 그 후, Y축 이동 테이블(8)이 소 정 거리만큼 이동하여 정지함으로써 복수의 날붙이(6) 중으로부터 피가공물(2)의 가공에 사용되는 날붙이(6)가 선택되어 설정된다.

날붙이(6)가 설정되면, 스핀들(28)이 회전하는 동시에 이동 헤드(7)가 X축 방향 및 Z축 방향으로 이동하여 피가공물(2)의 가공이 진행된다(도 3 참조). 여기서, 최초에 설정된 날붙이(6)와 다른 날붙이(6)를 사용하여 다시 피가공물(2)의 가공을 행할 경우에는, Y축 이동 테이블(8)이 Y축 방향으로 소정 거리만큼 이동하여 정지하고, 다른 날붙이(6)가 선택 및 설정되어 피가공물(2)의 가공이 계속된다. 그리고, 피가공물(2)의 가공이 끝나면, 도 1의 좌측에 배치된 공작 기계(3)와 동일한 동작으로 피가공물(2)이 Y축 이동 테이블(8)의 수용 지지대(35)에 올려진다.

피가공물(2)이 수용 지지대(35)에 올려지면, Y축 이동 테이블(8)은 도 2의 실선으로 나타내는 전면측으로부터 도 2의 이점쇄선으로 나타내는 후면측 위치까지 이동한다. 그 후, 반송체(50)는 수용 지지대(35)로부터 피가공물(2)을 들어올려 도 1의 우측에 배치된 공작 기계(3)까지 피가공물(2)을 반송한다. 도 1의 우측에 배치된 공작 기계(3)에서도 동일한 동작으로 피가공물(2)의 가공이 진행된다.

(본 형태의 주요 효과)

이상에서 설명한 것처럼, 본 형태의 공작 기계(3)는, 피가공물(2)의 가공을 진행하는 전면측 위치와 피가공물(2)이 공작 기계(3)의 후면측에 배치되는 후면측 위치와의 사이에서 피가공물(2)을 이동시키는 Y축 이동 테이블(8)을 구비하고 있다. 때문에, 기계 가공 시스템(1)에서는, 공작 기계(3)의 후면측에서 각 공작 기계(3) 사이에서 피가공물(2)을 반송할 수 있다. 즉, Y축 이동 테이블(8)을 통하 여, 피가공물(2)이 공작 기계(3)의 후면측에 배치되도록 피가공물(2)을 공작 기계(3)의 후면측으로 이동시킬 수 있기 때문에, 후면측에 배치된 피가공물(2)을 반송 수단(4)을 통하여 각 공작 기계(3) 사이에서 반송할 수 있다. 따라서, 피가공물(2)의 가공이 진행되지 않은 공작 기계(3)의 후면측에 있어서, 각 공작 기계(3)사이에서 피가공물(2)을 반송시킬 수 있으며, 가공 부스러기에 기인하여 생기는 피가공물(2)의 문제점을 억제할 수 있다.

특히, 본 형태에서는 피가공물(2)을 공작 기계(3)의 후면측으로 이동시키는 이동 수단으로서 피가공물(2)의 가공에 사용되는 날붙이(6)의 설정을 진행하는 Y축 이동 테이블(8)을 사용하고 있다. 때문에, 피가공물(2)을 공작 기계(3)의 후면측으로 이동시키기 위한 이동 수단을 별도 설치할 필요가 없어지며, 공작 기계(3)의 구성을 간소화할 수 있다. 따라서, 공작 기계(3)의 소형화 혹은 공간 절약화가 가능하게 된다.

본 형태에서는, Y축 이동 테이블(8)이 칼럼(9)에 형성된 통과구(9a)를 통과하여 피가공물(2)을 공작 기계(3)의 후면측까지 이동시키고 있다. 때문에, Y축 이동 테이블(8)이 칼럼(9)의 측방을 통과하는 경우와 비교하여 X축 방향에서 공작 기계(3)를 소형화할 수 있다.

본 형태에서는, Y축 이동 테이블(8)에는 피가공물(2)의 가공시에 생기는 가공 부스러기를 낙하시키는 개구부(8b)가 형성되어 있다. 때문에, 공작 기계(3)의 전면측에서 발생하는 가공 부스러기가 후면측으로 이동하는 것이 억제되며, 더욱 효과적으로 가공 부스러기에 기인하여 생기는 피가공물(2)의 문제점을 억제할 수 있다.

본 형태에서는, 기계 가공 시스템(1)은 공작 기계(3)의 후면측에 설치되는 동시에 공작 기계(3)의 후면측까지 이동된 피가공물(2)을 들어올려 X축 방향으로 반송하는 반송 수단(4)을 구비하고 있다. 이와 같이 공작 기계(3)의 후면측에 직접 반송 수단(4)을 설치함으로써, 기계 가공 시스템(1)에서는 반송 수단(4)도 포함된 전체의 공간 절약화를 도모할 수 있다.

본 형태에서는, 반송체(50)는 복수의 공작 기계(3)의 상호 간에 들어갈 수 있게 구성되어 있다. 때문에, 적은 수의 반송체(50)(예를 들면, 1대의 반송체(50))를 통하여 피가공물(2)을 각 공작 기계(3)에 반송할 수 있으며, 기계 가공 시스템(1)의 구성을 간소화할 수 있다. 따라서, 기계 가공 시스템(1)을 더욱 소형화할 수 있다.

본 형태에서는, 복수의 공작 기계(3)는 서로 연결 및 분리가 가능하게 구성되고, 반송용 가이드 레일(54, 54) 및 반송용 랙(55)은 공작 기계(3)와 함께 연결 및 분리가 가능하게 구성되어 있다. 때문에, 각 공작 기계(3)를 자유롭게 배치할 수 있다. 따라서, 기계 가공 시스템(1)에서 제조되는 부품의 종류 혹은 각 가공 공정에서의 가공 시간 등을 고려하여 각 공작 기계(3)를 자유롭게 배치할 수 있다. 또, 각 공작 기계(3)의 측면을 밀착시킨 상태에서 각 공작 기계(3)를 배치할 수 있다. 그 결과, 기계 가공 시스템(1)의 공간 절약화를 도모할 수 있다.

본 형태에서는, 반송용 가이드 레일(54)의 양단에는 X축 방향으로 경사진 면취부(54a)가 형성되어 있다. 즉, 반송체(50)가 인접하는 반송용 가이드 레일(54) 의 연결 부분에 배치될 때에는, 반송용 가이드 레일(54)과 반송용 가이드 블록(58)의 계합부의 계합 틈이 크게 되도록 구성되어 있다. 때문에, 복수의 공작 기계(3)에 각각 설치된 반송용 가이드 레일(54)을 연결하는 연결 부분에 가공 오차 혹은 조립 오차에 기인하는 Z축 방향의 차이가 생겨도, 면취부(54a)에서 이 차이를 흡수할 수 있다. 예를 들면, 반송용 가이드 레일(54)의 연결 부분에 도 8의 이점쇄선으로 나타내는 것과 같은 차이가 생겨도, 면취부(54a) 중의 반송용 가이드 레일(54)과 반송용 가이드 블록(58)의 계합부의 계합 틈이 크기 때문에, 반송용 가이드 블록(58)은 어느 한쪽의 반송용 가이드 레일(54)로부터 다른 한쪽의 반송용 가이드 레일(54)로 갈아탈 수 있다. 따라서, 반송용 가이드 레일(54)의 연결 부분에 있어서도, 반송용 가이드 블록(58)의 순조로운 이동이 가능하게 된다. 그 결과, 반송용 가이드 레일(54)과 반송용 가이드 블록(58)으로 구성된 안내 수단을 통하여 피가공물(2)의 반송 방향으로 반송체(50)를 순조롭게 안내할 수 있다.

또, 반송용 가이드 레일(54)의 면취부(54a)가 형성되어 있지 않은 부분과 반송용 가이드 블록(58)사이의 계합 틈이 적절하게 설정되어 있기 때문에, 반송체(50)가 )수용 지지대(35)에 피가공물(2)이 올려질 때, 혹은 수용 지지대(35)로부터 피가공물(2)을 들어올릴 때의 반송체(50)의 흔들림을 방지할 수 있다. 때문에, 수용 지지대(35)와 반송체(50)의 사이에서는 피가공물(2)을 적절하게 교환할 수 있다.

(기타 실시형태)

상술의 형태는 본 발명의 바람직한 형태의 예이지만 이것으로 한정되지 않 고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 각종 변형이 가능하다. 예를 들면, 상술의 형태에서는, 공작 기계(3)는 피가공물(2)에 대하여 선삭(旋削) 등을 행하는 선반이었지만, 공작 기계(3)는 선반으로 한정되지 않고, 머시닝 센터(machining center)이어도 된다. 이 경우에는, 도 9에 나타내는 것과 같은 복수의 공구(71)를 유지하는 공구 홀더(72)를 구비한 자동 공구 교환 장치를 공작 기계(3)에 배치하면 된다. 공작 기계(3)가 머시닝 센터일 경우에는, 척킹 기구(30)를 통하여 스핀들(28)의 선단(하단)에 공구(71)가 유지되는 동시에 Y축 이동 테이블(8) 상에 피가공물(2)이 올려진다. 또, 이 경우에는, 공구(71)가 피가공물(2)에 대하여 가공을 행하는 가공 수단으로 된다. 또, 도 9에서는 2개의 공구(71)를 도시하고 있지만, 실제 2개 이상의 공구(71)가 공구홀더(72)에 유지되어 있다. 또, 머시닝 센터에서는, 통상 공구 홀더(72)는 도시를 생략하는 구동 기구를 통하여 회전 또한 이동이 가능하게 되어 있다.

상술의 형태에서는, 공작 기계(3)는 X축과 Y축과 Z축의 3축을 제어축으로 하 고 있지만, 본 발명의 구성이 적용되는 공작 기계는 Y축과 Z축의 2축만을 제어축 으로 하여도 된다.

상술의 형태에서는, 반송용 랙(55)과 반송용 피니언(56)과 반송용 모터(57)로 구성된 구동 수단을 통하여 반송체(50)를 구동하고 있지만, 반송체(50)를 구동하는 구동 수단은 리니어 모터(linear motor)이어도 된다. 또, 볼나사와 이 볼나사에 나사식 결합하는 너트를 통하여 반송체(50)를 구동하는 구동 수단을 구성하여도 된다.

상술의 형태에서는, 반송 수단(4)이 공작 기계(3)의 후면에 직접 설치되어 있지만, 반송 수단을 공작 기계(3)의 후면측의 임의의 위치에 설치하여도 된다. 이 경우에는, 반송 수단을 통한 피가공물(2)의 반송 방향은 X축 방향으로 한정되지 않고, 예를 들면, 반송 수단을 통하여 피가공물(2)을 Y축 방향으로 반송하여도 된다.

상술의 형태에서는, 피가공물(2)을 공작 기계(3)의 후면측으로 이동시키는 이동 수단으로서 Y축 이동 테이블(8)을 사용하고 있었지만, Y축 이동 테이블(8)과 다른 피가공물(2)을 공작 기계(3)의 후면측으로 이동시키는 이동 수단을 설치하여도 된다. 이 경우에는, 피가공물(2)이 칼럼(9)의 X축 방향의 측방을 통과하도록 반송 수단을 구성하여도 된다.

상술의 형태에서는, Y축 이동 테이블(8)은 피가공물(2)을 탑재한 수용 지지대(35)가 통과구(9a)를 완전히 통과할 때까지 공작 기계(3)의 후면측을 향하여 이동하도록 구성되어 있지만, Y축 이동 테이블(8)은 피가공물(2)의 적어도 일부가 칼럼(9)의 후면측에 배치되는 위치까지 이동하도록 구성되어도 된다. 이 경우에도, 칼럼(9)의 후면측에 배치된 피가공물(2)의 일부를 척부(66)로 유지함으로써, 반송체(50)는 수용 지지대(35)로부터 피가공물(2)을 들어올릴 수 있다.

상술의 형태에서는, 칼럼(9)에 Y축 방향으로 관통하는 통과구(9a)가 형성되고, 피가공물(2)은 이 통과구(9a)를 통과하여 공작 기계(3)의 전면측과 후면측의 사이를 이동하도록 구성되어 있다. 하지만, 통과구(9a)를 대신하여, 칼럼(9)의 X축 방향의 측면으로부터 X축 방향 내측을 향하여 파여진 요부(凹部)를 형성하고, 피가공물(2)이 요부를 통과하여 공작 기계(3)의 전면측과 후면측의 사이를 이동하도록 하여도 된다.

상술의 형태에서는, 1대의 반송체(50)가 기계 가공 시스템(1)을 구성하는 모든 공작 기계(3)에 피가공물(2)을 반송할수 있도록 구성되어 있지만, 반송체(50)의 대수는 1대로 한정되지 않고, 기계 가공 시스템(1)이 2대 이상의 반송체(50)를 구비하도록 하여도 된다.

상술의 형태에서는, 공작 기계(3)의 후면에 2개의 반송용 가이드 레일(54, 54)이 고정되어 있지만, 공작 기계(3)의 후면에 1개만의 반송용 가이드 레일(54)이 고정되어도 되고, 3개 이상의 반송용 가이드 레일(54)이 고정되어도 된다.

여기서,상술의 실시형태 및 기타 실시형태로부터 파악할 수 있는 기타 기술적 사상 (1)∼(4)를 이하에 기재한다.

(1) 전면측에서 피가공물에 대하여 소정의 가공을 진행하는 복수의 공작 기계와, 이 복수의 공작 기계의 후면에 설치되고 각 공작 기계의 상호 간에서 상기 피가공물을 반송하는 반송 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기계 가공 시스템.

상술한 바와 같이, 특허문헌 1에 기재된 기계 가공 시스템과 같이 공작 기계의 전면측에 반송 로봇이 배치되면, 반송 로봇의 이동 혹은 동작에 따라 미세한 금속 부스러기 등의 가공 부스러기가 비산할 우려가 있다. 전공정(前工程)의 가공을 마친 피가공물이 공작 기계의 전면측에 반송될 때, 혹은 후공정의 가공을 진행하는 공작 기계로 피가공물이 반송될 때, 가공 부스러기가 비산하면, 피가공물에 가공 부스러기가 부착된다. 그 결과, 피가공물의 가공시에 가공 부스러기에 기인하는 상처가 피가공물에 발생하거나, 가공 부스러기의 영향으로 피가공물의 소정의 치수정밀도가 확보되지 못하는 문제점이 발생한다.

또, 특허문헌 1에 기재된 기계 가공 시스템에서는, 복수의 공작 기계의 전면으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에 반송 로봇을 반송 방향으로 안내하는 가이드 경로가 설치되어 있다. 이 구성은, 공작 기계의 전면측에서의 작업성 혹은 반송 로봇의 조작성 등을 확보하기 위하여 필요하다. 하지만, 이런 구성을 구비한 특허문헌 1에 기재된 기계 가공 시스템에는 시스템의 소형화에 한계가 있다.

이상의 배경으로부터, 피가공물에 대하여 소정의 가공을 진행하는 공작 기계가 복수 배치된 기계 가공 시스템에서는, 가공 부스러기에 기인하여 생기는 피가공 물의 문제점을 억제하는 동시에 소형화가 가능한 구성을 구비한 기계 가공 시스템의 실현이 요망되고 있다.

전술한 (1)의 기계 가공 시스템에서는, 반송 수단이 복수의 공작 기계의 후면에 설치되어 있다. 때문에, 공작 기계의 후면측에서, 각 공작 기계의 사이에서 피가공물을 반송할 수 있다. 즉, 피가공물의 가공이 진행되지 않는 공작 기계의 후면측에서 피가공물을 반송할 수 있기 때문에, 가공 부스러기에 기인하여 생기는 피가공물의 문제점을 억제할 수 있다. 또, 반송 수단이 공작 기계의 후면에 설치되어 있기 때문에, 반송 수단이 공작 기계의 후면으로부터 소정 거리만큼 떨어진 상태에서 배치되어 있는 경우와 비교하여, 기계 가공 시스템의 후면측의 공간 절약화를 도모할 수 있는 동시에 기계 가공 시스템의 전면측에서도 공간 절약화를 도모할 수 있다. 그 결과, 기계 가공 시스템의 소형화를 도모할 수 있다.

이와 같이, (1)의 기계 가공 시스템은 가공 부스러기에 기인하여 생기는 피가공물의 문제점을 억제하는 동시에 소형화를 도모할 수 있다.

(2) 상기 반송 수단은, 상기 피가공물을 유지하여 이동하는 반송체와, 이 반송체를 구동하는 구동 수단과, 상기 반송체를 반송방향으로 안내하는 안내 수단을 구비하고, 상기 반송체는 상기 복수의 공작 기계의 상호 간에 들어갈 수 있게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재한 기계 가공 시스템.

이와 같이 구성된 (2)의 기계 가공 시스템에서는, 더욱 적은 수의 반송체를 통하여 피가공물을 각 공작 기계 간에 반송할 수 있으며, 기계 가공 시스템의 구성을 간소화할 수 있다. 때문에, 기계 가공 시스템을 더욱 소형화할 수 있다.

(3) 상기 구동 수단은 상기 복수의 공작 기계의 후면에 각각 설치된 고정측 구동부와, 상기 반송체에 설치되는 이동측 구동부를 구비하고, 상기 안내 수단은 상기 복수의 공작 기계의 후면에 각각 설치된 고정측 안내부와 상기 반송체에 설치되는 이동측 안내부를 구비하고 있으며, 상기 복수의 공작 기계는 서로 연결 및 분리가 가능하게 구성되고, 상기 고정측 구동부 및 상기 고정측 안내부는 상기 공작 기계와 함께 연결 및 분리가 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 (2)에 기재된 기계 가공 시스템.

이와 같이 구성된 (3)의 기계 가공 시스템에서는, 각 공작 기계를 자유롭게 배치할 수 있다. 때문에, 기계 가공 시스템에서 제조되는 부품의 종류 혹은 각 가공 공정에서의 가공 시간 등을 고려하여 각 공작 기계를 자유롭게 배치할 수 있다. 또, 복수의 공작 기계는 서로 연결 가능하며, 또한 고정측 구동부 및 고정측 안내 부도 연결할 수 있기 때문에, 각 공작 기계끼리의 밀착배치가 가능하다. 따라서, 기계 가공 시스템의 공간 절약화를 도모할 수 있다.

(4) 상기 고정측 안내부는 직선 형상으로 형성된 가이드 레일이고, 상기 이동측 안내부는 상기 가이드 레일과 계합하는 가이드 블록이며, 상기 피가공물의 반송 방향 중의 상기 가이드 레일의 양단에는 상기 피가공물의 반송 방향을 향하여 경사진 면취부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 (3)에 기재된 기계 가공 시스템.

이와 같이 구성된 (4)의 기계 가공 시스템에서는, 복수의 공작 기계에 각각 설치된 가이드 레일을 연결하는 연결 부분에 가공 오차 혹은 조립 오차에 기인하는 가이드 레일 간에 차이가 발생하여도, 면취부에서 이 차이를 흡수할 수 있다. 때문에, 가이드 레일의 연결 부분에 있어서도 가이드 블록의 순조로운 이동이 가능하다. 따라서, 안내 수단은 피가공물의 반송 방향으로 반송체를 순조롭게 안내할 수 있다. 또, 가이드 레일의 면취부가 형성되어 있지 않은 부분과 가이드 블록 사이의 계합 틈을 적절하게 설정함으로써 공작 기계와 반송체의 사이에서 피가공물의 교환을 진행할 때의 반송체의 흔들림을 방지할 수 있다. 때문에, 공작 기계와 반송체의 사이에서는 피가공물의 적절한 교환을 진행할 수 있다.

Claims (5)

1. 피가공물에 대하여 가공을 행하는 가공 수단을 구비하고, 전면측에서 상기 피가공물의 가공을 행하는 공작 기계에 있어서,

   상기 피가공물의 가공을 행하는 전면측 위치와 상기 피가공물의 적어도 일부가 상기 공작 기계의 후면측에 배치되는 후면측 위치와의 사이에 상기 피가공물을 이동시키는 이동 수단; 및

   상기 공작 기계의 후면측까지 이동된 상기 피가공물을 소정 방향으로 반송하는 반송 수단

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
2. 제1항에 있어서,

   상기 피가공물의 가공시에 상기 피가공물 혹은 상기 가공 수단의 어느 한쪽을 유지하고, 적어도 수직 방향으로 이동가능한 이동 헤드를 추가로 구비하고,

   상기 이동 수단은, 상기 피가공물의 가공시에 상기 피가공물 혹은 상기 가공 수단의 다른 한쪽이 올려지고, 상기 공작 기계의 전후 방향으로 이동가능한 이동 테이블인 것을 특징으로 하는 공작 기계.
3. 제2항에 있어서,

   상기 이동 헤드를 수직 방향으로 이동가능하게 지지하는 지지 수단을 추가로 구비하고,

   이 지지 수단에는, 상기 공작 기계의 전후 방향으로 관통하는 통과구가 형성되고,

   상기 이동 테이블은, 상기 통과구를 통과하여 상기 피가공물을 상기 공작 기계의 후면측까지 이동시키는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 이동 테이블에는, 상기 피가공물의 가공시에 생기는 가공 부스러기를 낙하시키는 개구부가 수직 방향으로 관통하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 반송 수단은 상기 공작 기계의 후면에 설치되고, 상기 공작 기계의 후면측까지 이동된 상기 피가공물을 들어올려 소정 방향으로 반송하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.

Images