KR101652774B1

KR101652774B1 - 공작 기계 장치

Info

Publication number: KR101652774B1
Application number: KR1020140093117A
Authority: KR
Inventors: 김홍주
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2014-07-23
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2016-08-31
Also published as: KR20160011877A

Abstract

본 발명의 공작 기계 장치는 대상물을 절삭하는 공작부 및 상기 공작부에 의해 절삭되는 대상물의 온도를 제1 설정값으로 유지하는 유지부를 포함할 수 있다.

Description

공작 기계 장치{MACHINE TOOL}

본 발명은 대상물을 가공하는 공작 기계에 관한 것이다.

공작 기계는 대상물을 절삭하는 것으로 초기 설계된 완성물을 생성할 수 있다.

그런데, 절삭 과정에서 마찰열로 인한 대상물의 열변형이 문제될 수 있다. 아울러, 보다 정밀한 작업이 가능한 환경이 제공되는 것이 바람직하다.

한국등록특허 제0575433호에는 윤활제를 분출하는 공작 기계가 개시되고 있으나, 대상물의 열변형에 대한 개선책은 나타나지 않고 있다.

한국등록특허 제0575433호

본 발명은 대상물을 정밀하게 절삭할 수 있는 공작 기계 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 공작 기계 장치는 대상물을 절삭하는 것에 의해 기설계된 완성물을 생성하는 공작부 및 상기 공작부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 대상물을 1차 가공하는 제1 모드로 상기 공작부를 움직이고, 상기 1차 가공된 대상물을 2차 가공하는 제2 모드로 상기 공작부를 움직일 수 있다.

본 발명의 공작 기계 장치는 공작부에 의해 절삭되는 대상물의 온도를 적절하게 유지하는 유지부를 포함할 수 있다. 이를 통해 대상물의 상 변화, 형태 변화 등을 포함하는 열변형을 방지할 수 있다. 그 결과 초기 설계값에 따라 절삭 가공된 완성물을 위 초기 설계값에 정밀하게 매칭시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 공작 기계는 대상물을 러프(rough)하게 가공하는 제1 모드, 제1 모드로 가공된 대상물을 정밀하게 가공하는 제2 모드로 동작할 수 있다.

이에 따르면, 마찰열이 대상물의 특정 부위에 집중되는 현상을 방지할 수 있다. 그 결과 열변형을 최대한 방지할 수 있다.

아울러, 공작부에 마련된 공구가 대상물의 특정 부위를 가공할 때 대상물의 다른 부위에 의해 간섭받는 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 공작 기계 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 공작 기계 장치를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 공작 기계 장치의 동작을 나타낸 개략도이다.
도 4 내지 도 6은 공작부에 의해 가공되는 대상물의 상태를 나타낸 개략도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1은 본 발명의 공작 기계 장치를 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 공작 기계 장치는 공작부(10) 및 유지부(130)를 포함할 수 있다.

공작부(10)에는 대상물(30)이 고정되는 공작대(19), 공작대(19)에 고정된 대상물(30)을 절삭하는 공구(11)가 마련될 수 있다. 필요에 따라 공작부(10)에는 대상물(30)을 따라 공구(11)를 이동시키는 액추에이터, 절삭을 위해 공구(11)를 회전시키는 스핀들 모터 등이 마련될 수 있다.

공작부(10)에 마련된 공구(11)는 대상물(30)에 접촉한 상태로 대상물(30)을 깎아나가는데, 이때 마찰열이 발생할 수 있다.

공작부(10)는 캐드(CAD) 등 설계 툴을 이용하여 초기 설계된 완성물의 형상대로 대상물(30)을 절삭할 수 있다. 공작부(10)에서 초기 설계된 수치대로 대상물(30)을 절삭한다 하더라도 열변형에 의해 완성물의 수치가 틀려질 수 있다. 일예로, 마찰열에 의해 부피가 증가한 대상물(30)을 초기 설계값대로 절삭한 경우, 공작 완료 후 완성물이 본래 상태로 냉각되면 부피가 줄어들 수 있다. 그 결과 초기 설계값보다 작은 부피를 갖는 완성물을 획득하게 된다. 즉, 형태 변화에 따라 정밀한 완성물을 획득하기 어렵다.

또한, 마찰열에 따르면 대상물(30)의 상 변화가 가속화될 수 있다. 절삭 대상물(30)이 얼음, 나무 등과 같이 열에 취약한 경우, 마찰열에 의하면 형태 변화는 물론이고, 고체 상태의 대상물(30)이 액체 상태로 급속하게 변할 수 있다. 나무의 경우에는 마찰열에 의해 탈 수 있다.

이와 같이 마찰열에 의해 대상물(30)이 열변형될 때, 다시 말해 형태 변화 또는 상 변화되면 공작부(10)의 절삭 결과물인 완성물이 초기 설계값과 달라질 수 있다. 이러한, 문제는 마찰열을 감소시키는 것에 의해 해소될 수 있다. 본 발명에서는 이를 위해 유지부(130)를 이용할 수 있다.

유지부(130)는 공작부(10)에 의해 절삭되는 대상물(30)의 온도를 제1 설정값으로 유지할 수 있다.

제1 설정값은 적어도 대상물(30)이 마찰열에 의해 열변형이 이루어지지 않는 안전 범위 내에서 결정될 수 있다. 위 안전 범위는 대상물(30)의 종류, 특성에 따라 달라질 수 있다.

대체로, 마찰열은 절삭 전 상태의 대상물(30)의 온도를 증가시키므로, 유지부(130)에는 대상물(30)을 냉각시키는 냉풍을 생성할 수 있다. 이를 위해 유지부(130)에는 대상물(30)을 향해 바람을 토출하는 팬(fan)이 마련될 수 있다. 보다 신속한 냉각이 요구될 경우 유지부(130)에는 에어컨과 같이 증발, 압축, 응축, 팽창 공정의 냉동 사이클이 반복되는 냉각 수단이 마련될 수 있다.

대상물(30)에서 공작부(10)에 의해 절삭되는 가공 부위는 온도가 상승할 수 있다. 이때, 유지부(130)는 대상물(30)에서 공작부(10)에 의해 절삭되지 않는 대기 부위의 온도가 가공 위의 온도와 동일하도록 가공 부위를 냉각시킬 수 있다.

유지부(130)의 냉각 동작이 원활하지 못하면 마찰열을 충분하게 감소시킬 수 없다. 만약, 유지부(130)의 냉각 동작이 너무 과하면, 대상물(30)이 심각하게 냉각되어 오히려 역효과가 발생할 수 있다.

따라서, 유지부(130)는 대상물(30)의 온도가 제1 설정값보다 높으면 대상물(30)의 온도를 낮추고, 대상물(30)의 온도가 제1 설정값보다 낮으면 대상물(30)의 온도를 상승시킬 필요가 있다. 이를 위해 공작 기계 장치에는 측정부(110) 및 제어부(150)가 마련될 수 있다.

측정부(110)는 대상물(30)의 온도를 측정할 수 있다. 구체적으로 측정부(110)는 대상물(30)에 접촉된 상태로 대상물(30)의 온도를 직접 측정할 수 있다.

또는 측정부(110)는 대상물(30)에 이격된 상태로 대상물(30)이 배치된 공간의 온도를 측정할 수 있다. 이에 따르면 대상물(30)의 온도를 간접적으로 측정할 수 있다. 유지부(130)의 정확한 동작을 위해 측정부(110)는 마찰열이 발생하는 부분, 즉 대상물(30)에서 공작부(10)에 의해 절삭되는 가공 부위의 온도를 측정하는 것이 좋다. 그러나, 대상물(30)을 따라 이동하는 공구(11)를 회피하여 가공 부위에 측정부(110)를 설치하기 어렵다. 더욱이 공작부(10)가 대상물(30) 전체를 절삭하는 경우 측정부(110)는 대상물(30) 어디에도 직접 설치될 수 없다.

따라서, 현실적으로 측정부(110)는 대상물(30)에 이격된 상태에서 대상물(30)과 측정부(110) 사이에 존재하는 대기 등의 열전도 매질의 온도를 측정하고, 이를 통해 대상물(30)의 온도를 간접적으로 파악할 수 있다.

제어부(150)는 측정부(110)에서 측정된 온도를 이용하여 유지부(130)를 제어할 수 있다. 특히, 대상물(30)의 보호를 위해 제어부(150)는 대상물(30)의 온도가 제2 설정값을 만족하면 공작부(10)의 동작을 제한할 수 있다. 이때, 제2 설정값은 제1 설정값보다 높거나 낮을 수 있다.

예를 들어, 유지부(130) 또는 공작부(10)에 이상이 발생하여, 대상물(30)은 제1 설정값을 초과하여 가열될 수 있다. 이때, 지나치게 가열된 대상물(30)은 절삭시 심각하게 훼손될 수 있다. 이를 방지하기 위해 제어부(150)는 제1 설정값보다 높은 제2 설정값을 설정하고, 대상물(30)의 온도가 제2 설정값을 만족하면 공작부(10)의 구동을 정지시킬 수 있다. 또는 제어부(150)는 공작부(10)에 마련된 공구(11)의 회전 속도 또는 이동 속도를 줄일 수 있다.

이에 따르면 마찰열이 줄어들게 되므로, 지나친 마찰열로 인한 대상물(30)의 훼손을 방지할 수 있다.

다른 예로, 유지부(130)의 이상 동작에 의해 대상물(30)은 제1 설정값 미만으로 냉각될 수 있다. 지나친 냉각에 의해 공작시 대상물(30)에 균열이 발생할 수 있다. 또는 대상물(30)이 냉각에 의해 수축된 상태에서 절삭이 이루어질 수 있다. 수축된 상태에서 절삭이 이루어지면 대상물(30)이 본래 온도로 복귀했을 때의 팽창에 의해 초기 설계값과 다른 상태를 가질 수 있다.

이를 방지하기 위해 제어부(150)는 제1 설정값보다 낮은 제2 설정값을 설정하고, 대상물(30)의 온도가 제2 설정값을 만족하면 유지부(130)의 구동을 정지시킬 수 있다. 만약, 유지부(130)에 열풍을 생성할 수 있는 수단이 마련된 경우라면, 제어부는 유지부(130)로부터 열풍이 토출되도록 할 수 있다.

공작부(10)에 의해 대상물(30)로부터 떨어져 나온 찌꺼기에 의해 주변 환경 오염, 대상물(30)의 상 변화 등을 방지하기 위해 공작 기계 장치에는 챔버(200)가 마련될 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 공작 기계 장치를 나타낸 개략도이다.

챔버(200)에는 외부와 격리된 내부 공간이 형성될 수 있다.

챔버(200)의 내부 공간에는 대상물(30), 공작부(10) 및 유지부(130)가 배치될 수 있다.

이때, 유지부(130)는 챔버(200)에 형성된 내부 공간의 온도를 조절할 수 있다. 그리고, 내부 공간의 온도에 의해 대상물(30)은 제1 설정값을 유지할 수 있다.

이를 위해 챔버(200)의 내부 공간에는 측정부(110)가 함께 배치될 수 있다. 다만, 제어부(150)는 챔버(200)의 내부 공간이 아닌 다른 곳에 배치되도 무방하다. 내부 공간의 공간 활용도를 개선하기 위해 유지부(130) 및 측정부(110)는 챔버(200)의 내벽면에 설치되는 것이 좋다.

한편, 대상물 전체 온도를 고르게 유지하기 위해 유지부(130)는 복수의 위치에 마련될 수도 있다.

도 2의 환경은 특히 가열에 의해 상 변화가 일어나는 얼음 등을 절삭할 때 유용할 수 있다.

한편, 본 발명의 공작 기계 장치는 절삭에 의해 대상물(30)의 열변형을 방지하고, 정밀한 절삭을 위해 공작부(10)를 복수의 동작 모드(mode)로 구동시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 공작 기계 장치의 동작을 나타낸 개략도이다.

본 발명의 공작 기계 장치에는 대상물(30)을 절삭하는 것에 의해 기설계된 완성물을 생성하는 공작부(10)를 포함할 수 있다. 또한, 공작부(10)를 제어하는 제어부(150)를 포함할 수 있다. 완성물은 절삭에 의해 대상물(30)이 변형된 것일 수 있다. 대상물(30)은 공작대(19) 상에 고정될 수 있다.

이때, 제어부(150)는 대상물(30)을 1차 가공하는 제1 모드로 공작부(10)를 움직이고, 1차 가공된 대상물(30)을 2차 가공하는 제2 모드로 공작부(10)를 움직일 수 있다.

도 3에서 절삭 전 대상물 ⓐ의 외면 좌표를 P1으로, 절삭이 완료된 완성물 ⓑ의 외면 좌표를 P2로, P1과 P2 사이의 좌표를 P3로 나타내기로 한다.

일반적으로 공작 기계는 대상물(30)을 절삭할 때, 초기 대상물 ⓐ의 외면으로부터 완성물 ⓑ의 외면까지 바로 깎아 나간다. 즉, P1의 절삭 작업시 바로 P2까지 절삭이 이루어진다. 이에 따르면 대상물(30)에서 동일한 부분, 예를 들어 절삭되는 부위로부터 전달된 마찰열이 P2 부위에 지속적으로 누적되므로, P2지점의 마찰열이 극대화될 수 있다. 소위, 대상물(30)에 구멍을 뚫는 경우 구멍 내의 마찰열이 급속하게 증가하는 것과 유사하다. 따라서, 완성물의 외면에서 심각한 열변형이 발생할 수 있다.

또한, P1에서 P2까지 공구(11)가 바로 진입할 경우 아직 절삭되지 않은 대상물(30)의 주변 부위가 공구(11) 또는 공구(11)를 지지하는 지그의 작업 경로를 간섭하거나 방해할 수 있다. 이러한 간섭으로 인해 공작부(10)는 완성물을 정밀하게 가공하지 못할 수 있다.

이러한 문제는 공작부(10)를 제1 모드와 제2 모드로 동작시키는 제어부(150)에 의해 해소될 수 있다.

일예로, 제1 모드는 P1으로부터 P3까지 절삭하는 모드일 수 있다. 그리고, 제2 모드는 P3로부터 P2까지 절삭하는 모드일 수 있다. 다시 말해, 제어부(150)에 의해 공작부(10)는 대상물 전체를 대충 깎아서 도 3의 ①과 같이 형성할 수 있다. 이러한 동작 모드가 제1 모드일 수 있다. 그리고, 제1 모드 수행 후 ① 형태의 대상물을 다시 깎아서 완성물 ⓑ를 형성할 수 있다. 이때의 동작 모드가 제2 모드일 수 있다.

한편, 대상물(30)의 동일 지점에 대해 제1 모드를 수행한 후 바로 제2 모드를 수행하면, 종래의 기술과 유사하므로 바람직하지 못하다. 따라서, 제어부(150)는 대상물 전체에 대해 공작부(10)가 제1 모드를 수행한 후 제2 모드를 수행하도록 할 수 있다.

① 형태의 대상물의 외면은 제1 모드시 공작부(10)에 의해 가열될 수 있다. 그러나 이때의 열은 P1으로부터 P2까지 한번에 절삭하는 것과 비교하여 적을 것은 자명하다. 그리고, 제2 모드의 수행 전 대상물 ①의 외면은 유지부(130)에 의해 냉각이 이루어진 상태일 수 있다. 따라서, 완성물 ⓑ의 형성시 외면에 가해지는 마찰열은 P3로부터 P2까지 공구(11)가 진행하면서 생성되는 정도에 불과하다. 물론, 이때의 마찰열도 유지부(130)에 의해 감소될 수 있다.

공작부(10)는 제1 모드 상태에서 x2 위치로부터 x1 위치까지 반시계 방향으로 대상물(30)을 절삭하여 ①을 형성할 수 있다. 이때, 제2 모드의 개시 좌표가 x1이라면, 좌표 x1는 P1으로부터 P3까지 제1 모드로 절삭된 후, 바로 P3로부터 P2까지 절삭될 수 있다. 즉, x1 지점에서 P1으로부터 P2까지 한 번에 절삭되는 상황이 발생할 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위해 공작부(10)는 제1 위치로부터 제2 위치까지 대상물(30)을 제1 모드로 절삭하고, 제1 위치로 복귀한 후 제2 위치까지 제2 모드로 동작할 수 있다.

도 3에서는 제1 위치가 x2이고, 제2 위치가 x1일 수 있다. 다시 말해 공작부(10)는 x2로부터 x1까지 제1 모드로 대상물(30)을 절삭한 후 x2로 복귀하고, 다시 x2로부터 x1까지 제2 모드로 대상물(30)을 절삭할 수 있다.

유지부(130)는 공작부(10)의 절삭에 의해 변동되는 대상물(30)의 온도를 제1 설정값으로 유지할 수 있다. 이때, 제1 설정값은 공작부(10)의 절삭 전 P2 좌표의 온도일 수 있다. P2 좌표는 절삭 후 완성물 ⓑ의 외면을 이루는 좌표일 수 있다. 따라서, 절삭 전 P2의 온도로 절삭되는 부위의 온도를 유지시키면 완성물 ⓑ의 외면이 열변형되는 것을 방지할 수 있다.

유지부(130)에 의한 대상물(30)의 온도 유지는 한 번에 절삭되는 두께에 의해 결정될 수 있는데, 제1 모드 및 제2 모드로 동작하는 공작부(10)에 의하면 해당 두께를 최소화시킬 수 있다. 또한, 이러한 두께의 감소는 대상물(30)에 간섭되는 현상을 줄일 수 있으므로, 공작부(10)는 보다 정밀하게 대상물(30)을 절삭할 수 있다.

한편, 공작부(10)가 대상물(30)에 대해 복수의 모드로 동작하므로, 전체 작업 시간이 증가할 수 있다. 작업 시간을 줄이기 위해 다양한 방안이 마련될 수 있다.

전체 작업 시간은 제1 모드의 작업 시간과 제2 모드의 작업 시간의 합일 수 있다.

전체 작업 시간을 줄이기 위해 먼저 제1 모드의 작업 시간을 줄일 수 있다.

일예로 제1 모드는 공작부(10)가 대상물(30)을 육면체로 절삭하는 모드일 수 있다.

완성물은 서로 직교하는 3개의 x축, y축, z축을 갖는 3차원 공간에 존재하는 물건일 수 있다. 이러한 완성물을 형성하기 위해 공작부(10)에 마련된 공구(11)는 x축, y축, z축의 자유도를 가질 수 있다.

이때, 공구(11)가 가장 신속하게 움직일 수 있는 경로는 위 3개의 축 중 어느 하나의 축을 따라서만 이동하는 것일 수 있다. 도 3의 ①과 같이 원 또는 구를 형성하기 위해 공구(11)는 복수의 축을 따라 움직이거나, 각 축을 회전축으로 하는 회전까지 해야 할 것이다.

그러나, 대상물(30)을 육면체 ②의 형태로 가공하면 제1 모드의 시간을 최소화시킬 수 있다.

예를 들어, z1 위치에서 x축을 따라 대상물(30) 전체를 절삭하고, x1 위치와 x2 위치에서 z축을 따라 대상물(30) 전체를 절삭할 수 있다. 이렇게 형성된 대상물 ②는 도 4와 같이 육면체를 갖게 된다.

정리하면, 공작부(10)에는 2축 이상의 자유도를 갖고 대상물(30)을 절삭하는 공구(11)가 마련될 수 있다. 이때, 제1 모드는 공구(11)가 제1 자유도로 대상물(30) 전체를 절삭한 후 제2 자유도로 대상물(30) 전체를 절삭하는 모드일 수 있다.

다음으로, 제2 모드의 작업 시간을 줄이는 방안을 살펴본다.

먼저, 제1 모드시 P3를 최대한 P2에 가깝게 형성하는 것이 제2 모드에 도움이 될 수 있다. 그러나, 이에 따르면 앞에서 설명된 바와 같이 P3가 구 또는 원의 형태 ①이 되므로, 제1 모드의 작업 시간이 증가할 수 있다.

따라서, 제1 모드는 육면체로 대상물(30)을 형성한 상태에서 제2 모드의 작업 시간을 줄이는 것이 좋다.

일예로, 공작부(10)는 제1 모드에서 완성물의 적어도 일부가 내접하는 육면체를 형성할 수 있다. 이에 따르면, 제2 모드시 절삭될 부분의 두께를 줄일 수 있으며, 더욱이 완성물 ⓑ가 내접한 부위는 다시 절삭하지 않아도 된다.

제1 모드에서 x1, x2, z1은 육면체에서 완성물 ⓑ가 내접하는 위치일 수 있다. 다른 관점에서 보면 완성물이 z0~z1의 높이를 갖고, x1~x2의 폭을 갖는 경우 공작부(10)에서 z0~z1 높이를 갖고, x1~x2의 폭을 갖는 육면체를 형성하는 것으로 볼 수도 있다.

제2 모드시 공작부(10)는 대상물(30)에서 1개의 자유도로 가공할 수 있는 부위를 탐색할 수 있다. 그리고, 탐색된 부위를 타 부위보다 먼저 가공할 수 있다. 이렇게 손쉽게 절삭 가능한 부위를 먼저 잘라냄으로써, 공구(11)가 해당 부위에 간섭받는 현상을 줄일 수 있다.

도 4 내지 도 6은 공작부(10)에 의해 가공되는 대상물(30)의 상태를 나타낸 개략도이다.

도 4에는 제1 모드가 수행된 상태의 대상물(30)이 개시된다. 앞에서 설명된 바와 같이 제1 모드에 의해 대상물(30)은 완성물 ⓑ에 내접하는 육면체로 가공될 수 있다.

다음으로 제어부(150)는 초기 설계값을 분석하고 제2 모드에서 1개의 자유도로 절삭할 수 있는 부위를 탐색할 수 있다.

도 3의 완성물 ⓑ를 살펴보면 x2와 x3까지의 사선 구간을 1개의 자유도로 가공할 수 있다. 공구(11)가 x축을 따라 움직일 때, 해당 공구(11)를 y축을 중심으로 회전시키면 공구(11)는 위 사선 구간을 따라 움직일 수 있다. 이렇게 잘려나간 부위는 공구(11) 또는 공구(11)를 지지하는 지그를 간섭하지 않게 되므로, 공구(11)는 보다 자유롭게 움직일 수 있다.

도 5에는 제2 모드에서 공작부(10)에 의해 사선 구간이 절삭된 대상물(30)이 개시된다. 살펴보면, x2에서 x3까지의 사선 구간이 공작부(10)에 의해 절삭된 상태임을 알 수 있다.

그리고, 공작부(10)는 도 6과 같이 나머지 부위를 절삭해서 완성물 ⓑ를 형성할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10...공작부 11...공구
19...공작대 30...대상물
110...측정부 130...유지부
150...제어부 200...챔버

Claims

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대상물을 절삭하는 것에 의해 기설계된 완성물을 생성하는 공작부; 및
상기 공작부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는 상기 대상물을 1차 가공하는 제1 모드로 상기 공작부를 움직이고, 상기 1차 가공된 대상물을 2차 가공하는 제2 모드로 상기 공작부를 움직이며,
상기 공작부에는 상기 대상물이 고정되는 공작대, 회전에 의해 상기 공작대에 고정된 상기 대상물을 절삭하는 공구, 상기 대상물을 따라 상기 공구를 이동시키는 액추에이터가 마련되고,
회전되는 상기 공구는 상기 대상물에 접촉한 상태로 상기 대상물의 외면을 깎아나가며,
상기 대상물의 외면 좌표가 P1이고, 상기 완성물의 외면 좌표가 P2이며, 상기 P1과 상기 P2 사이의 좌표가 P3일 때, 상기 P3는 상기 P2로부터 이격되고,
상기 대상물은 얼음 또는 나무를 포함하며,
상기 공구와 상기 대상물 간의 마찰열로 인한 상기 대상물의 열변형이 방지되도록, 상기 제1 모드는 상기 대상물의 외면 좌표 P1으로부터 상기 완성물의 외면 좌표 P2까지 바로 깎아 나가는 대신 상기 P1으로부터 상기 P3까지 절삭하며 상기 완성물과 다른 형상을 형성하는 모드이고,
상기 제2 모드는 상기 P3로부터 상기 P2까지 절삭해서 상기 완성물을 형성하는 모드이며,
상기 공작부는 제1 위치로부터 제2 위치까지 상기 대상물을 상기 제1 모드로 절삭하고, 상기 제1 위치로 복귀한 후 상기 제2 위치까지 제2 모드로 동작하는 공작 기계 장치.
삭제
제6항에 있어서,
상기 공작부의 절삭에 의해 변동되는 상기 대상물의 온도를 제1 설정값으로 유지하는 유지부;를 포함하고,
상기 제1 설정값은 상기 공작부의 절삭 전 상기 P2의 온도인 공작 기계 장치.
삭제
제6항에 있어서,
상기 제1 모드는 상기 공작부가 상기 대상물을 육면체로 절삭하는 모드이고,
상기 육면체에는 상기 완성물의 적어도 일부가 내접하는 공작 기계 장치.
제6항에 있어서,
상기 공작부에는 2축 이상의 자유도를 갖고 상기 대상물을 절삭하는 공구가 마련되고,
상기 제1 모드는 상기 공구가 제1 자유도로 상기 대상물 전체를 절삭한 후 제2 자유도로 상기 대상물 전체를 절삭하는 모드인 공작 기계 장치.