KR102350150B1 - 워크 가공 장치 - Google Patents

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KR102350150B1
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고우타로 마츠모토
겐조 다나카
다케시 무라키
가즈시게 모로즈미
요시미치 우다
다이키 이시즈카
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엔슈 주식회사
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Abstract

피가공물에 대한 가공 내용 또는 피가공물의 종류의 제약을 작게 하여 보다 광범한 가공 내용 및 피가공물에 대해서 가공을 실행할 수 있는 워크 가공 장치를 제공한다. 워크 가공 장치(100)는 테이블 회전 구동 원동기(125)에 의해 회전 구동하는 회전 베이스(120) 상에 테이블 변위 기구(103)를 거쳐서 워크 테이블(101)이 지지되어 있는 동시에, 웨이트 변위 기구(103)를 거쳐서 웨이트 보지구(110)가 지지되어 있다. 테이블 변위 기구(103)는 워크 테이블(101)을 도시된 X축방향으로 변위시키는 랙 앤드 피니언 기구를 구비하고 있다. 테이블 변위 기구(114)에는 테이블 변위 기구 구동 장치(130)로부터 구동력을 입력하는 동력 입력부(108)가 마련되어 있다. 테이블 변위 기구 구동 장치(130)는 구동원 변위 장치(132)에 의해 동력 입력부(108)에 대해서 접속 또는 분리된다.

Description

워크 가공 장치
본 발명은 주로, 피가공물에 대해서 용사 가공 또는 클래드 가공을 실행하는 워크 가공 장치에 관한 것이다.
종래부터, 금속 재료로 이루어지는 피가공물에 대해서 용사 가공 또는 클래드 가공("빌드업 가공"이라고도 함)을 실행하는 워크 가공 장치가 있다. 예를 들면, 하기 특허문헌 1에는 엔진의 실린더 헤드를 피가공물로 하여 밸브 시트부에 클래드 가공을 실행하는 레이저 가공 장치가 개시되어 있다. 이 레이저 가공 장치는 회전 구동하는 회전 베이스 상에 피가공물을 탑재하는 탑재대가 X축 슬라이더 및 Y축 슬라이더를 거쳐서 서로 직교하는 X축방향 및 Y축방향으로 변위 가능한 상태로 지지되어 있다.
일본 특허 공개 제 평10-286687 호 공보
그렇지만, 상기 특허문헌 1에 나타난 레이저 가공 장치에 있어서는, 회전 베이스 상에 지지된 X축 슬라이더 및 Y축 슬라이더가 각각 구비하는 X축 모터 및 Y축모터의 배선의 얽힘을 피하기 위해, 회전 베이스는 일방향으로 연속된 회전을 할 수 없어 피가공물에 대한 가공 내용 또는 피가공물의 종류의 제약이 크다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제에 대처하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 피가공물에 대한 가공 내용 또는 피가공물의 종류의 제약을 작게 하여 보다 광범한 가공 내용 및 피가공물에 대해서 가공을 실행할 수 있는 워크 가공 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 특징은 피가공물에 대해서 가공을 실행하는 가공 헤드에 대향 배치되며 피가공물을 보지하는 워크 테이블과, 워크 테이블을 가공 헤드의 배치방향에 직교하는 방향으로 변위시키기 위한 테이블 변위 기구와, 테이블 변위 기구를 구동하기 위한 구동력을 발생시키는 테이블 변위 기구 구동 장치와, 워크 테이블 및 테이블 변위 기구를 일체적으로 회전 구동 가능하게 지지하는 테이블 회전 구동 장치와, 테이블 변위 기구 구동 장치 및 테이블 회전 구동 장치의 작동을 각각 제어하는 제어 장치를 구비한 워크 가공 장치에 있어서, 테이블 변위 기구 구동 장치를 테이블 변위 기구에 대해서 접근 또는 이격시켜 테이블 변위 기구에 대해서 테이블 변위 기구 구동 장치를 접속 또는 분리하는 구동원 변위 장치를 구비하는 것이다.
이와 같이 구성한 본 발명의 특징에 의하면, 워크 가공 장치는 테이블 회전 구동 장치 상에 지지된 테이블 변위 기구에 대해서, 이 테이블 변위 기구에 구동력을 부여하는 테이블 변위 기구 구동 장치를 구동원 변위 장치에 의해 접속 또는 분리시키도록 구성했기 때문에, 테이블 변위 기구 구동 장치의 배선을 고려하는 일이 없이 워크 테이블을 회전시킬 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따른 워크 가공 장치는 워크 테이블을 1회전 초과하여 정회전 또는 역회전할 수 있는 동시에 고속 회전시키는 것도 가능해져, 피가공물에 대한 가공 내용 또는 피가공물의 종류의 제약을 작게 하여 보다 광범한 가공 내용 및 피가공물에 대해서 가공을 실행할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 특징은 상기 워크 가공 장치에 있어서, 테이블 회전 구동 장치는, 또한 웨이트 보지구를 회전 구동 가능하게 지지하고 있으며, 웨이트 보지구는, 워크 테이블의 위치에 대해서 테이블 회전 구동 장치의 회전 중심축을 거친 반대측에 카운터 웨이트를 보지하는 것이다.
이와 같이 구성한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 워크 가공 장치는 워크 테이블의 위치에 대해서 테이블 회전 구동 장치의 회전 중심축을 거친 반대측에 카운터 웨이트를 보지하고 있기 때문에, 피가공물을 보지하는 워크 테이블의 회전 구동시에 있어서의 평형을 확보하여 워크 테이블의 회전 구동을 안정화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 특징은 상기 워크 가공 장치에 있어서, 추가로, 웨이트 보지구를 테이블 회전 구동 장치에 있어서의 회전 중심축에 대해서 직경방향으로 변위시키기 위한 웨이트 변위 기구를 구비하는 것이다.
이와 같이 구성한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 워크 가공 장치는 카운터 웨이트를 보지하는 웨이트 보지구를 테이블 회전 구동 장치에 있어서의 회전 중심축에 대해서 직경방향으로 변위시키는 웨이트 변위 기구를 구비하고 있기 때문에, 피가공물의 질량 또는 워크 테이블의 회전수에 따라서 카운터 웨이트가 발생시키는 원심력을 임의로 설정 또는 변경할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 특징은 상기 워크 가공 장치에 있어서, 웨이트 변위 기구는 테이블 변위 기구 구동 장치에 의해 구동되는 것이다.
이와 같이 구성한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 워크 가공 장치는 웨이트 변위 기구가 테이블 변위 기구 구동 장치에 의해 구동되기 때문에, 구동원을 공통화하여 장치 구성의 복잡화 및 대형화를 방지하고 간단화 및 소형화할 수 있다. 또한, 워크 가공 장치는 테이블 변위 기구 및 웨이트 변위 기구의 구동원이 공통화되어 있기 때문에, 워크 테이블을 변위시킨 양과 동일한 양 또는 대응한 양으로 웨이트 보지구를 변위시키기 쉬워 카운터 웨이트가 발생시키는 원심력을 정확하게 설정하기 쉽게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 특징은 상기 워크 가공 장치에 있어서, 웨이트 보지구는 테이블 회전 구동 장치와 워크 테이블 사이에 배치되어 있는 것이다.
이와 같이 구성한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 워크 가공 장치는 웨이트 보지구가 테이블 회전 구동 장치와 워크 테이블 사이에 배치되어 있기 때문에, 워크 테이블 상의 공간이 확보되어 보지 가능한 피가공물의 종류를 늘릴 수 있는 동시에 워크 테이블로의 피가공물의 착탈 작업을 용이화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 워크 가공 장치에 의하면, 워크 테이블과 웨이트 보지구가 동일 평면 상에 배치되지 않기 때문에 각각의 변위의 스트로크를 길게 설정할 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 특징은 상기 워크 가공 장치에 있어서, 추가로, 테이블 회전 구동 장치에 마련되며 유압, 공압, 전력 및 전기 신호 중 적어도 1개를 입출력하는 테이블측 입출력부와, 테이블측 입출력부에 대해서 유압, 공압, 전력 및 전기 신호 중 적어도 1개를 입출력하는 본체측 입출력부와, 본체측 입출력부를 테이블측 입출력부에 대해서 접근 또는 이격시켜 테이블측 입출력부에 대해서 본체측 입출력부를 접속 또는 분리하는 입출력부 변위 장치를 구비하는 것이다.
이와 같이 구성한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 워크 가공 장치는 테이블 회전 구동 장치측에서 유압, 공압, 전력 및 전기 신호 중 적어도 1개를 입출력하는 테이블측 입출력부에 대해서 유압, 공압, 전력 및 전기 신호 중 적어도 1개를 입출력하는 본체측 입출력부를 접속 또는 분리하는 입출력부 변위 장치를 구비하고 있기 때문에, 테이블 회전 구동 장치 상에 있어서 여러 가지 기능을 발휘하도록 구성할 수 있다. 예를 들면, 워크 가공 장치는 유압 또는 공압을 이용하여 워크 테이블 또는 웨이트 보지구의 위치의 고정, 워크 테이블 상에서의 피가공물의 클램프 또는 웨이트 보지구에 의한 카운터 웨이트의 클램프를 실행할 수 있다. 또한, 워크 가공 장치는 예를 들면, 전력의 공급 또는 전기 신호의 송수를 통하여 워크 테이블 또는 웨이트 보지구의 위치의 검출, 또는 피가공물 또는 카운터 웨이트의 질량의 검출 등의 각종 센싱을 실행할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 특징은 상기 워크 가공 장치에 있어서, 제어 장치는 테이블 회전 구동 장치에 의해 회전 구동하는 워크 테이블의 회전 구동을 정지시킬 때, 테이블 변위 기구에 있어서의 테이블 변위 기구 구동 장치와의 접속 부분이 동(同) 테이블 변위 기구 구동 장치에 있어서의 테이블 변위 기구로의 접속 부분에 대향하는 위치에서 정지하도록 테이블 회전 구동 장치의 작동을 제어하는 것이다.
이와 같이 구성한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 워크 가공 장치는 테이블 회전 구동 장치에 의해 회전 구동하는 워크 테이블의 회전 구동을 정지시킬 때, 제어 장치는 테이블 변위 기구에 있어서의 테이블 변위 기구 구동 장치와의 접속 부분이 동 테이블 변위 기구 구동 장치에 있어서의 테이블 변위 기구로의 접속 부분에 대향하는 위치에서 정지하도록 테이블 회전 구동 장치의 작동을 제어하고 있다. 이에 의해, 워크 가공 장치는 워크 테이블의 회전 구동이 정지했을 때에 테이블 변위 기구에 대해서 테이블 변위 기구 구동 장치를 직진시키는 것만으로 신속하게 접속할 수 있는 동시에, 테이블 변위 기구 구동 장치의 분리시에 있어서도 신속하게 분리시킬 수 있어서, 피가공물의 가공 시간을 단축할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 워크 가공 장치의 주요부의 외관 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 일부 파단 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 워크 가공 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 시스템의 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 워크 가공 장치가 구비하는 랙 앤드 피니언 기구의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 4는 도 1에 도시하는 워크 가공 장치에 있어서 테이블 회전 구동 원동기가 동력 입력부를 거쳐서 테이블 변위 기구에 접속되는 동시에 본체측 입출력부가 테이블측 입출력부에 접속된 상태의 외관 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 사시도이다.
이하, 본 발명에 따른 워크 가공 장치의 일 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 워크 가공 장치(100)의 주요부의 외관 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 사시도이다. 또한, 도 2는 도 1에 도시한 워크 가공 장치(100)의 작동을 제어하기 위한 제어 시스템의 블록도이다. 또한, 본 명세서에 있어서 참조하는 도면은, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 일부의 구성 요소를 과장하여 도시하는 등 모식적으로 도시하고 있다. 이 때문에, 각 구성 요소간의 치수나 비율 등은 상이한 경우가 있다.
이 워크 가공 장치(100)는 왕복 기관(도시하지 않음)에 있어서의 실린더 블록으로 이루어지는 피가공물(WK)에 대해서 컴퓨터 제어에 의해 용사 가공을 실행하는 기계 가공 장치이다. 여기에서, 용사 가공은 피가공물(WK)의 표면에 용융 또는 반용융된 재료를 공급하여 적층시키는 것에 의해 피막 또는 보강층을 형성하는 표면 처리 가공이다.
(워크 가공 장치(100)의 구성)
워크 가공 장치(100)는 워크 테이블(101)을 구비하고 있다. 워크 테이블(101)은 워크 가공 장치(100)의 가공 대상인 피가공물(WK)을 클램프(102)와 협동하여 착탈 가능하게 보지하는 부품으로서, 주물재를 평판형상으로 형성하여 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 워크 테이블(101)은 도시된 X축방향으로 연장되는 평면에서 보아 장방형 형상으로 형성되어 있다. 이 워크 테이블(101)은 후술하는 가공 헤드(140)에 대향하는 위치에 수평인 자세로 테이블 변위 기구(103) 상에 지지되어 있다.
클램프(102)는 워크 테이블(101) 상에 탑재된 피가공물(WK)을 워크 테이블(101) 상에 고정하기 위한 부품으로서, 피가공물(WK)의 일부를 가압하는 클로가 유압에 의해 구동하는 유압 클램프로 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는 클램프(102)는 워크 테이블(101) 상에 4개 마련되어 있다.
테이블 변위 기구(103)는 워크 테이블(101)을 직선형상으로 왕복 변위시키기 위한 기계 장치로서, 주로, 가이드 지지 측벽(104), 테이블측 랙(106), 피니언(107) 및 동력 입력부(108)를 각각 구비하여 구성되어 있다. 가이드 지지 측벽(104)은 리니어 가이드(105)를 거쳐서 워크 테이블(101)을 지지하는 부품으로서, 수직방향으로 기립하는 2개의 판형상체로 구성되어 있다. 이 가이드 지지 측벽(104)은 워크 테이블(101)의 2개의 장변의 하방에 동 장변을 따라서 연장되는 상태로 후술하는 회전 베이스(120) 상에 고정되어 있다. 또한, 2개의 가이드 지지 측벽(104) 중 한쪽과 워크 테이블(101) 사이에는, 리니어 스케일(104a)이 마련되어 있다.
리니어 스케일(104a)은 워크 테이블(101)의 도시된 X축방향 상의 위치를 전기적으로 검출하여 동 위치에 대응하는 전기 신호를 출력하는 검출기이다. 이 리니어 스케일(104a)은, 후술하는 테이블측 입출력부(126) 및 본체측 입출력부(127)를 각각 거쳐서 제어 장치(150)에 전기적으로 접속되어 있다.
리니어 가이드(105)는 워크 테이블(101)을 도시된 X축방향으로 미끄럼 운동 가능하게 지지하는 부품으로서, 가이드 지지 측벽(104)의 상면에 마련되는 레일과 워크 테이블(101)의 하면에 마련되며 상기 레일 상을 미끄럼 운동하는 슬라이더로 구성되어 있다.
테이블측 랙(106) 및 피니언(107)은 도 3에 도시하는 바와 같이, 워크 테이블(101)을 도시된 X축방향으로 왕복 변위시키는 부품이다. 보다 구체적으로는, 테이블측 랙(106)은 직선형상으로 연장되는 판형상체 상에 피니언(107)에 치합되는 톱니가 직선형상으로 형성되어서 구성되어 있으며, 워크 테이블(101)의 하면에 길이방향으로 연장되어서 마련되어 있다. 한편, 피니언(107)은 원반체의 외주면 상에 테이블측 랙(106) 및 후술하는 웨이트측 랙(117)에 치합되는 톱니가 원환상으로 형성된 치차로 구성되어 있으며, 동력 입력부(108)의 출력축(108a)에 마련되어 있다.
즉, 테이블측 랙(106) 및 피니언(107)은 랙 앤드 피니언 기구를 구성하고 있다. 또한, 도 3에 있어서는 피니언(107)이 한쪽의 회전방향으로 회전 구동한 경우에 있어서의 테이블측 랙(106) 및 웨이트측 랙(117)의 각 회전방향을 각각 파선 화살표로 나타내고 있다.
동력 입력부(108)는 테이블 변위 기구(103)의 외부, 구체적으로는, 테이블 변위 기구 구동 장치(130)로부터 회전 구동력을 입력하는 부분으로서, 가이드 지지 측벽(104)의 외측면으로부터 돌출된 하우징 내에 도시하지 않은 동력 전달 기구를 구비하여 구성되어 있다. 이 경우, 동력 전달 기구는 테이블 변위 기구 구동 장치(130)로부터 회전 구동력을 상기 랙 앤드 피니언 기구에 전달하기 위한 기계 요소로 구성되어 있다.
본 실시형태에 있어서는, 동력 전달 기구는 예를 들면, 테이블 변위 기구 구동 장치(130)의 입력축(131)에 감합하는 내치형상의 스플라인이 형성된 입력통, 이 입력통의 회전수를 감속하는 감속 치차 기구 및 상기 피니언(107)을 구비한 감속 치차 기구의 출력축(108a)으로 구성되어 있다. 이 동력 입력부(108)는 테이블 변위 기구 구동 장치(130)의 입력축(131)에 대향하여 상기 내치형상의 스플라인이 형성된 상기 입력통이 개구되도록 형성되어 있다.
웨이트 보지구(110)는 카운터 웨이트(111)를 착탈 가능하게 보지하는 부품군으로서, 주로, 웨이트 보지 테이블(112) 및 클램프(113)를 각각 구비하여 구성되어 있다. 카운터 웨이트(111)는 피가공물(WK)을 보지한 워크 테이블(101)의 회전 구동시에 작용하는 원심력의 편향을 평형화하기 위한 부품으로서, 피가공물(WK)을 보지한 워크 테이블(101)과 동일한 질량 또는 가까운 질량으로 형성되어 있다. 이 경우, 카운터 웨이트(111)는 반드시 피가공물(WK)을 보지한 워크 테이블(101)과 동일한 질량일 필요는 없으며 원심력의 편향을 억제할 수 있는 질량으로 형성되어 있으면 좋다. 본 실시형태에 있어서는, 카운터 웨이트(111)는 피가공물(WK)을 보지한 워크 테이블(101)보다 비중이 무거운 금속 재료를 직방체 형상으로 형성하여 구성되어 있다.
웨이트 보지 테이블(112)은 카운터 웨이트(111)를 클램프(113)와 협동하여 착탈 가능하게 보지하는 부품으로서, 주물재를 평판형상으로 형성하여 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 웨이트 보지 테이블(112)은 도시된 X축방향으로 연장되는 평면에서 보아 장방형 형상으로 형성되어 있다. 이 웨이트 보지 테이블(112)은 워크 테이블(101)의 하방에 있어서의 2개의 가이드 지지 측벽(104)의 사이에 있으며 웨이트 변위 기구(114) 상에 수평인 상태로 지지되어 있다.
클램프(113)는 웨이트 보지 테이블(112) 상에 탑재된 카운터 웨이트(111)를 웨이트 보지 테이블(112) 상에 고정하기 위한 부품으로서, 클램프(102)와 마찬가지로, 카운터 웨이트(111)의 일부를 가압하는 클로가 유압에 의해 구동하는 유압 클램프로 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 클램프(113)는 웨이트 보지 테이블(112) 상에 4개 마련되어 있다.
웨이트 변위 기구(114)는 웨이트 보지 테이블(112)을 워크 테이블(101)에 있어서의 도시된 X축방향의 변위방향과는 반대방향으로 직선형상으로 왕복 변위시키기 위한 기계 장치로서, 주로, 가이드 지지 베이스(115), 웨이트측 랙(117) 및 피니언(107)을 각각 구비하여 구성되어 있다. 가이드 지지 베이스(115)는 리니어 가이드(116)를 거쳐서 웨이트 보지 테이블(112)을 지지하는 부품으로서, 주물재를 평판형상으로 형성하여 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 가이드 지지 베이스(115)는 도시된 X축방향으로 연장되는 평면에서 보아 장방형 형상으로 형성되어 있다. 이 가이드 지지 베이스(115)는 회전 베이스(120) 상에 고정되어 있다.
리니어 가이드(116)는 상기 리니어 가이드(105)와 마찬가지로, 웨이트 보지 테이블(112)을 도시된 X축방향으로 미끄럼 운동 가능하게 지지하는 부품으로서, 가이드 지지 베이스(115)의 상면에 마련되는 레일과 웨이트 보지 테이블(112)의 하면에 마련되며 상기 레일 상을 미끄럼 운동하는 슬라이더로 구성되어 있다.
웨이트측 랙(117) 및 피니언(107)은 웨이트 보지 테이블(112)을 워크 테이블(101)의 도시된 X축방향의 왕복 변위방향과는 반대방향의 도시된 X축방향으로 왕복 변위시키는 부품이다. 보다 구체적으로는, 웨이트측 랙(117)은 직선형상으로 연장되는 판형상체 상에 피니언(107)에 치합되는 톱니가 직선형상으로 형성되어서 구성되어 있으며, 웨이트 보지 테이블(112)의 상면에 있어서의 테이블측 랙(106)에 대향하는 위치에 길이방향으로 연장되어서 마련되어 있다. 즉, 피니언(107)은 테이블측 랙(106)과 함께 랙 앤드 피니언 기구를 구성하면서 웨이트측 랙(117)과 함께 테이블측 랙(106)의 도시된 X축방향에 있어서의 변위방향과는 반대방향으로 변위하는 랙 앤드 피니언 기구를 구성하고 있다.
회전 베이스(120)는 테이블 변위 기구(103) 및 웨이트 변위 기구(114)를 각각 회전 가능하게 지지하는 부품으로서, 원판체의 상방에 평판체를 지지하는 형상의 주물로 구성되어 있다. 이 회전 베이스(120)는 상면에 2개의 가이드 지지 측벽(104) 및 1개의 가이드 지지 베이스(115)를 각각 지지하는 동시에, 하면이 풀리체(121) 상에 탑재되고 고정되어 있다. 또한, 회전 베이스(120)에는 도시된 X축방향에 있어서의 도시된 좌측으로 돌출된 상태에서 돌출체(122)가 마련되어 있으며, 이 돌출체(122)에 테이블측 입출력부(126)가 마련되어 있다. 또한, 회전 베이스(120)의 내부에는 로터리 엔코더(120a)가 마련되어 있다.
로터리 엔코더(120a)는 회전 베이스(120)의 회전 구동방향에 있어서의 위치를 전기적으로 검출하여 동 위치에 대응하는 전기 신호를 출력하는 검출기이다. 이 로터리 엔코더(120a)는 테이블측 입출력부(126) 및 본체측 입출력부(127)를 각각 거쳐서 제어 장치(150)에 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의해, 제어 장치(150)는 회전 베이스(120)의 연속적인 회전 구동 및 회전 구동방향에 있어서의 정지 위치를 특정한 회전 구동이 가능하게 된다.
풀리체(121)는 회전 베이스(120)를 회전 구동시키기 위한 부품으로서, 주물재를 원통형으로 형성하여 구성되어 있다. 이 풀리체(121)는 지지 베어링(123)을 거쳐서 회전 가능한 상태에서 워크 가공 장치(100)의 기대(도시하지 않음) 상에 기립한 상태로 지지되어 있다. 또한, 이 풀리체(121)는 벨트(124)를 거쳐서 테이블 회전 구동 원동기(125)에 연결되어 있다. 벨트(124)는 풀리체(121)와 테이블 회전 구동 원동기(125) 사이에 가설되는 것에 의해 테이블 회전 구동 원동기(125)의 회전 구동력을 풀리체(121)에 전달하기 위한 부품으로서, 평판형상의 고무재를 환상으로 형성하여 구성되어 있다. 이 경우, 벨트(124)의 내측면에는 풀리체(121)의 외주면 및 테이블 회전 구동 원동기(125)의 출력축(도시하지 않음)의 외주면에 각각 형성된 외치에 치합되는 내치가 형성되어 있다.
테이블 회전 구동 원동기(125)는 풀리체(121)를 거쳐서 회전 베이스(120)를 회전 구동시키는 회전 구동력을 발생시키는 전동기이다. 본 실시형태에 있어서는, 테이블 회전 구동 원동기(125)는 제어 장치(150)에 의해 작동이 제어되는 서보 모터에 의해 구성되어 있다. 이 테이블 회전 구동 원동기(125)는, 워크 가공 장치(100)의 기대(도시하지 않음) 상에 있어서의 풀리체(121)에 인접하는 위치에 기립한 상태로 지지되어 있다.
테이블측 입출력부(126)는 본체측 입출력부(127)와의 사이에서 유압의 공급 및 전기 신호의 송수신을 실행하여 클램프(102), 클램프(113), 리니어 스케일(104a) 및 로터리 엔코더(120a)에 공급하는 물리적 및 전기적인 접속부이다. 본 실시형태에 있어서는, 테이블측 입출력부(126)는 본체측 입출력부(127)의 조인트 금구(127a, 127b)에 물리적으로 연결되는 조인트 금구(126a, 126b) 및 본체측 입출력부(127)의 전기 전송 커플러(127c)와 전기적으로 비접촉으로 접속되는 전기 전송 커플러(126c)를 구비하여 구성되어 있다. 이 경우, 조인트 금구(126a, 126b)는 클램프(102, 113)에 배관(도시하지 않음)을 거쳐서 연결되어 있다. 또한, 전기 전송 커플러(126c)는 전기 배선(도시하지 않음)을 거쳐서 리니어 스케일(104a) 및 로터리 엔코더(120a)에 각각 접속되어 있다.
본체측 입출력부(127)는 테이블측 입출력부(126)에 대해서 유압의 공급 및 전기 신호의 송수신을 실행하여 클램프(102), 클램프(113), 리니어 스케일(104a) 및 로터리 엔코더(120a)에 공급하는 물리적 및 전기적인 접속부이다. 본 실시형태에 있어서는, 본체측 입출력부(127)는 테이블측 입출력부(126)의 조인트 금구(126a, 126b)에 물리적으로 연결되는 조인트 금구(127a, 127b) 및 테이블측 입출력부(126)의 전기 전송 커플러(126c)와 전기적으로 비접촉으로 접속되는 전기 전송 커플러(127c)를 구비하여 구성되어 있다.
이 경우, 조인트 금구(127a, 127b)는 워크 가공 장치(100)에 있어서의 제어 장치(150)에 의해 작동 제어되는 유압 펌프(도시하지 않음)에 배관(도시하지 않음)을 거쳐서 각각 연결되어 있다. 또한, 전기 전송 커플러(127c)는 제어 장치(150)에 전기 배선(도시하지 않음)을 거쳐서 접속되어 있다. 이 본체측 입출력부(127)는 입출력부 변위 장치(128)에 지지되어 있다.
입출력부 변위 장치(128)는 본체측 입출력부(127)를 테이블측 입출력부(126)에 대해서 접근 또는 이격시켜 테이블측 입출력부(126)에 대해서 본체측 입출력부(127)를 접속 또는 분리하기 위한 기계 장치이다. 본 실시형태에 있어서는, 입출력부 변위 장치(128)는 제어 장치(150)에 의해 작동이 제어되는 유압 펌프(도시하지 않음)가 발생시키는 유압에 의해 피스톤이 상하동하는 유압 실린더에 의해 구성되어 있다. 이 입출력부 변위 장치(128)는 워크 가공 장치(100)의 기대(도시하지 않음) 상에 지지되어 있다.
테이블 변위 기구 구동 장치(130)는 워크 테이블(101) 및 웨이트 보지구(110)를 각각 도시된 X축방향으로 왕복 변위시키는 원동기이다. 본 실시형태에 있어서는, 테이블 변위 기구 구동 장치(130)는 제어 장치(150)에 의해 작동이 제어되는 서보 모터에 의해 구성되어 있다. 이 테이블 변위 기구 구동 장치(130)의 출력축에는, 동력 입력부(108) 내에 내장되어 있는 동력 전달 기구의 상기 입력통에 스플라인 감합되는 입력축(131)이 마련되어 있다. 이 테이블 변위 기구 구동 장치(130)는 입력축(131)이 동력 입력부(108) 내의 입력통에 대향하는 위치에 수평 자세로 구동원 변위 장치(132)에 지지되어 있다.
구동원 변위 장치(132)는 테이블 변위 기구 구동 장치(130)를 동력 입력부(108)에 대해서 접근 또는 이격시켜 동력 입력부(108)에 대해서 테이블 변위 기구 구동 장치(130)를 접속 또는 분리하기 위한 기계 장치이다. 이 구동원 변위 장치(132)는 주로, 가이드(133), 가이드 구동 장치(134) 및 지지대(135)를 각각 구비하여 구성되어 있다.
가이드(133)는 테이블 변위 기구 구동 장치(130)를 동력 입력부(108)에 대해서 접근 또는 이격시키는 도시된 X축방향으로 안내하기 위한 부품으로서, 도시된 X축방향으로 연장되는 이송 나사 기구(도시하지 않음)를 하우징 내에 구비하여 구성되어 있다. 이 가이드(133)는 L자형상으로 형성된 앵글을 거쳐서 테이블 변위 기구 구동 장치(130)를 지지하고 있다.
가이드 구동 장치(134)는, 테이블 변위 기구 구동 장치(130)를 동력 입력부(108)에 대해서 접근 또는 이격시키는 도시된 X축방향으로 왕복 변위시키는 원동기이다. 본 실시형태에 있어서는, 가이드 구동 장치(134)는 제어 장치(150)에 의해 작동이 제어되는 서보 모터에 의해 구성되어 있다. 이 가이드 구동 장치(134)는, 가이드(133)의 길이방향에 있어서의 한쪽의 단부에 연결되어서 지지되어 있으며, 가이드(133) 내의 이송 나사 기구를 회전 구동시키는 것에 의해 테이블 변위 기구 구동 장치(130)를 도시된 X축방향으로 변위시킨다.
지지대(135)는 테이블 변위 기구 구동 장치(130), 가이드(133) 및 가이드 구동 장치(134)를 지지하는 부품으로서, 금속제의 판형상체로 구성되어 있다. 이 지지대(135)는 워크 가공 장치(100)의 기대(도시하지 않음) 상에 기립한 상태로 지지되어 있다.
가공 헤드(140)는 워크 테이블(101) 상에 보지된 피가공물(WK)에 대해서 용사 가공을 실행하기 위한 기계 장치로서, 용사 노즐(141)을 구비하고 있다. 용사 노즐(141)은 금속 재료, 세라믹 재료 또는 서멧(cermet) 등의 용사 재료를 용융 또는 반용융 상태로 분사시키는 부품이다. 본 실시형태에 있어서는, 가공 헤드(140)는 레이저 광을 이용하여 용사 재료를 용융 또는 반용융 상태로 한 입자를 용사 노즐(141)로부터 분사시킨다. 즉, 가공 헤드(140)는 레이저 광을 출력하는 레이저 광원(도시하지 않음) 및 용사 재료를 공급하는 재료 공급 장치(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 이 가공 헤드(140)는 워크 가공 장치(100)가 구비하는 헤드 지지 기구(142)에 의해 워크 테이블(101)의 상방에 지지되어 있다.
헤드 지지 기구(142)는 가공 헤드(140)를 도시된 X축방향에 직교하는 도시된 Y축방향 및 도시된 Z축방향으로 각각 변위 가능하게 하는 기계 장치이다. 이 경우, 도시된 Y축방향은 도시된 X축방향을 포함하는 동일 수평면 내에서 도시된 X축방향에 직교하는 방향이며, 도시된 Z축방향은 도시된 X축방향을 포함하는 동일 수직면 내에서 도시된 X축방향에 직교하는 방향(즉, 도시된 상하방향)이다. 이 헤드 지지 기구(142)는 제어 장치(150)에 의해 작동이 제어된다.
제어 장치(150)는 CPU, ROM, RAM 등으로 이루어지는 마이크로 컴퓨터에 의해 구성되어 있으며, 워크 가공 장치(100)의 전체의 작동을 종합적으로 제어하는 동시에, 작업자에 의해 준비되는 도시하지 않은 가공 프로그램(소위 NC(Numerical Control) 프로그램)을 실행하는 것에 의해 피가공물(WK)에 대해서 용사 가공을 실행한다.
구체적으로는, 제어 장치(150)는 리니어 스케일(104a) 및 로터리 엔코더(120a)로부터의 각 검출 신호를 취득하면서 테이블 회전 구동 원동기(125), 입출력부 변위 장치(128), 테이블 변위 기구 구동 장치(130), 가이드 구동 장치(134) 및 헤드 지지 기구(142)의 각 작동을 제어하여 워크 테이블(101) 상의 피가공물(WK)에 대해서 용사 가공을 실행한다. 이 경우, 제어 장치(150)는 상기 레이저 광원 및 상기 재료 공급 장치의 각 작동도 제어하는 것에 의해 피가공물(WK)에 대해서 용사 가공을 실행한다.
이 제어 장치(150)에는 조작 패널(151)이 접속되어 있다. 조작 패널(151)은 작업자로부터의 지시를 받아 제어 장치(150)에 입력하는 스위치군으로 이루어지는 입력 장치 및 제어 장치(150)의 작동 상황을 표시하는 액정 표시 장치로 구성되어 있으며, 워크 가공 장치(100)의 외표면을 구성하는 외장 커버(도시하지 않음)에 마련되어 있다. 여기에서, 외장 커버는 워크 테이블(101)의 주위를 덮는 금속판으로 구성되어 있다.
또한, 이 워크 가공 장치(100)는 테이블 회전 구동 원동기(125), 입출력부 변위 장치(128), 테이블 변위 기구 구동 장치(130), 가이드 구동 장치(134), 헤드 지지 기구(142), 상기 레이저 광원, 상기 재료 공급 장치 및 제어 장치(150)를 각각 작동시키기 위한 전기를 공급하는 전원부 및 제어 장치(150)에 외부 기기를 전기적으로 접속하기 위한 외부 인터페이스 등도 구비하고 있지만, 이들 구성에 대해서는 본 발명에 직접 관련되지 않으므로 그 설명은 생략한다.
(워크 가공 장치(100)의 작동)
다음에, 상기와 같이 구성한 워크 가공 장치(100)의 작동에 대해서 설명한다. 이 워크 가공 장치(100)는 피가공물(WK)을 가공하는 공장 내에 단독으로 배치 또는 가공 라인 내에 조립되며 피가공물(WK)을 가공하는 하나의 공정을 구성한다. 본 실시형태에 있어서는, 피가공물(WK)에 대해서 용사 가공의 가공 공정에 관한 사항에 대해서만 설명하며, 본 발명에 직접 관련되지 않은 다른 가공 공정에 대해서는 설명을 생략한다.
우선, 작업자는 조작 패널(151)을 조작하여 워크 가공 장치(100)의 전원을 ON으로 한다. 이에 의해, 워크 가공 장치(100)는 제어 장치(150) 내의 ROM에 미리 기억되어 있는 도시하지 않은 소정의 제어 프로그램을 실행하는 것에 의해, 워크 테이블(101) 및 가공 헤드(140)를 각각 원점 복귀시킨다.
구체적으로는, 제어 장치(150)는 테이블 회전 구동 원동기(125)의 작동을 제어하여 회전 베이스(120)를 회전시키는 것에 의해 동력 입력부(108)를 테이블 변위 기구 구동 장치(130)에 대향하는 방향으로 위치결정한다. 이 경우, 테이블측 입출력부(126)에 대해서도 본체측 입출력부(127)에 대향하는 방향으로 위치결정된다(도 1 참조). 다음에, 제어 장치(150)는 도 4에 도시하는 바와 같이, 입출력부 변위 장치(128)의 작동을 제어하는 것에 의해 본체측 입출력부(127)를 상승시켜 테이블측 입출력부(126)에 접속시킨다. 이에 의해, 제어 장치(150)는 클램프(102, 113)의 작동을 제어 가능하게 되는 동시에 워크 테이블(101)의 도시된 X축방향 상에서의 위치를 검출 가능하게 된다. 또한, 도 1에 있어서는 2개의 가이드 지지 측벽(104) 중 한쪽(도시된 바로 앞측) 및 리니어 가이드(105)의 각 일부를 파단하여 도시하고 있다.
다음에, 제어 장치(150)는 가이드 구동 장치(134)의 작동을 제어하는 것에 의해 테이블 변위 기구 구동 장치(130)를 동력 입력부(108)측으로 전진시켜 접속시킨다(도 4 참조). 이에 의해, 워크 가공 장치(100)는 테이블 변위 기구(103) 및 웨이트 변위 기구(114)에 있어서의 각 랙 앤드 피니언 기구에 테이블 변위 기구 구동 장치(130)가 연결되는 것에 의해 제어 장치(150)에 의해 워크 테이블(101) 및 웨이트 보지구(110)를 도시된 X축방향으로 변위시킬 수 있는 상태가 된다.
다음에, 제어 장치(150)는 테이블 변위 기구 구동 장치(130)의 작동을 제어하는 것에 의해 워크 테이블(101) 및 웨이트 보지구(110)를 도시된 X축방향의 가동 범위에 있어서의 중심 위치로 위치결정한다(도 4 참조). 또한, 제어 장치(150)는 헤드 지지 기구(142)의 작동을 제어하는 것에 의해 가공 헤드(140)를 워크 테이블(101)로부터 가장 이격된 위치로 위치결정한다. 이에 의해, 제어 장치(150)는 워크 테이블(101) 및 가공 헤드(140)를 각각 원점 위치로 위치결정할 수 있는 동시에, 작업자로부터의 지시를 기다리는 대기 상태가 된다.
다음에, 작업자는 워크 테이블(101) 상에 피가공물(WK)을 탑재하고 조작 패널(151)을 조작하는 것에 의해 클램프(102)를 작동시켜 피가공물(WK)을 워크 테이블(101) 상에 고정한다. 다음에, 작업자는 웨이트 보지 테이블(112) 상에 카운터 웨이트(111)를 세트하기 위해서 웨이트 보지 테이블(112)을 노출시킨다. 구체적으로는, 작업자는 조작 패널(151)을 조작하는 것에 의해 워크 테이블(101)을 도시된 X축방향에 있어서의 가동 범위의 한쪽의 한계 위치로 변위시킨다(도 1 참조). 이 경우, 웨이트 보지 테이블(112)은 웨이트 변위 기구(114)에 의해 워크 테이블(101)과는 반대방향으로 변위되기 때문에, 도시된 X축방향에 있어서의 가동 범위의 다른쪽의 한계 위치로 변위하여 워크 테이블(101)로부터 노출시킨다.
이에 의해, 작업자는 웨이트 보지 테이블(112) 상에 카운터 웨이트(111)를 탑재하여 조작 패널(151)을 조작하는 것에 의해 클램프(113)를 작동시켜 카운터 웨이트(111)를 웨이트 보지 테이블(112) 상에 고정한다. 이 경우, 작업자는 카운터 웨이트(111)의 회전 구동에 의해 발생시키고 싶은 원심력의 크기에 따른 카운터 웨이트(111)의 질량 및 웨이트 보지 테이블(112) 상에서의 위치를 적절히 결정한다. 또한, 이 카운터 웨이트(111) 세트 작업은 동일한 피가공물(WK)을 복수 가공하는 경우에는 최초에 1회만 실행하면 된다.
다음에, 작업자는 조작 패널(151)을 조작하여 제어 장치(150)에 대해서 피가공물(WK)에 대한 용사 가공의 개시를 지시한다. 이 지시에 응답하여, 제어 장치(150)는 도시하지 않은 용사 가공용의 제어 프로그램을 실행하는 것에 의해 피가공물(WK)에 대해서 용사 가공 처리를 실행한다.
우선, 제어 장치(150)는 테이블 변위 기구 구동 장치(130)의 작동을 제어하여 피가공물(WK)의 가공시에 있어서의 회전 중심축의 위치를 회전 베이스(120)의 회전 중심축의 위치로 위치결정한다. 본 실시형태에 있어서는, 피가공물(WK)을 구성하는 실린더 블록에 형성된 4개의 실린더 중 첫번째의 실린더의 중심 위치를 회전 베이스(120)의 회전 중심축의 위치로 위치결정한다. 이에 의해, 카운터 웨이트(111)를 보지한 웨이트 보지 테이블(112)은 웨이트 변위 기구(114)에 의해 워크 테이블(101)과는 반대측에 워크 테이블(101)과 동일한 양만큼 변위된 위치로 위치결정된다.
다음에, 제어 장치(150)는 헤드 지지 기구(142)의 작동을 제어하는 것에 의해 가공 헤드(140)의 용사 노즐(141)을 피가공물(WK)에 있어서의 가공 대상 위치로 위치결정한다. 다음에, 제어 장치(150)는 가이드 구동 장치(134)의 작동을 제어하는 것에 의해 테이블 변위 기구 구동 장치(130)를 동력 입력부(108)로부터 이격되는 방항으로 후진시켜 분리시킨다(도 1 참조). 이 경우, 테이블 변위 기구 구동 장치(130)는 회전 베이스(120)의 회전 구동에 의해 회전 베이스(120)와 일체적으로 회전 구동하는 워크 테이블(101) 등의 부품과 물리적으로 간섭하지 않는 위치까지 후퇴한다. 이에 의해, 워크 테이블(101) 및 웨이트 보지 테이블(112)은 위치가 고정된다. 또한, 도 1에 있어서는 피가공물(WK)에 있어서의 가공 대상 위치로 위치결정된 가공 헤드(140)를 이점쇄선으로 나타내고 있다.
또한, 제어 장치(150)는 입출력부 변위 장치(128)의 작동을 제어하는 것에 의해 본체측 입출력부(127)를 하강시켜 테이블측 입출력부(126)로부터 분리시킨다(도 1 참조). 이에 의해, 클램프(102, 113)에 의한 피가공물(WK) 및 카운터 웨이트(111)의 보지가 고정된다.
다음에, 제어 장치(150)는 테이블 회전 구동 원동기(125)의 작동을 제어하는 것에 의해 회전 베이스(120)를 회전 구동시키는 동시에 가공 헤드(140)에 있어서의 용사 노즐(141)로부터 용사 재료를 분사시켜 용사 가공을 개시시킨다. 이 경우, 제어 장치(150)는 테이블 변위 기구 구동 장치(130) 및 본체측 입출력부(127)가 동력 입력부(108) 및 테이블측 입출력부(126)로부터 각각 분리되어 있기 때문에, 회전 베이스(120)의 회전방향 및 회전수를 자유롭게 설정 또는 변경할 수 있다. 또한, 도 1에 있어서는 회전 베이스(120)가 지지하는 워크 테이블(101), 테이블 변위 기구(103), 웨이트 보지구(110) 및 웨이트 변위 기구(114)의 회전 구동방향의 일 예를 파선 화살표로 나타내고 있다.
본 실시형태에 있어서는, 제어 장치(150)는 회전 베이스(120)를 500rpm의 속도로 회전시킬 수 있다. 또한, 이 경우, 회전 베이스(120)는 회전 중심축에 대해서 피가공물(WK)의 중심이 편심된 위치로 위치결정되어 있지만, 카운터 웨이트(111)에 의해 피가공물(WK)과의 사이에서 평형이 확보되어 있기 때문에 안정적으로 회전 구동할 수 있다.
다음에, 피가공물(WK)에 있어서의 첫번째의 실린더로의 용사 가공이 종료된 경우에는 제어 장치(150)는 용사 노즐(141)로부터의 용사 재료의 분사를 정지시키는 동시에 헤드 지지 기구(142)의 작동을 제어하여 가공 헤드(140)를 피가공물(WK)로부터 일시적으로 퇴피시킨다. 또한, 제어 장치(150)는 테이블 회전 구동 원동기(125)의 작동을 제어하는 것에 의해 회전 베이스(120)의 회전 구동을 정지시킨다. 이 경우, 제어 장치(150)는 동력 입력부(108)가 테이블 변위 기구 구동 장치(130)에 대향하는 위치에서 정지하도록 테이블 회전 구동 원동기(125)의 작동을 제어한다.
다음에, 제어 장치(150)는 상기와 마찬가지로 하여, 입출력부 변위 장치(128) 및 가이드 구동 장치(134)의 작동을 제어하는 것에 의해 본체측 입출력부(127)를 테이블측 입출력부(126)에 접속하는 동시에 테이블 변위 기구 구동 장치(130)를 동력 입력부(108)에 접속한다. 그리고, 제어 장치(150)는 테이블 변위 기구 구동 장치(130)의 작동을 제어하여 피가공물(WK)의 다음의 가공 대상 부분의 가공시에 있어서의 회전 중심축의 위치를 회전 베이스(120)의 회전 중심축의 위치로 위치결정한다.
본 실시형태에 있어서는, 피가공물(WK)을 구성하는 실린더 블록에 형성된 4개의 실린더 중 2번째의 실린더의 중심 위치를 회전 베이스(120)의 회전 중심축의 위치로 위치결정한다. 이에 의해, 카운터 웨이트(111)를 보지한 웨이트 보지 테이블(112)은 웨이트 변위 기구(114)에 의해 워크 테이블(101)과는 반대측에 워크 테이블(101)과 동일한 양만큼 변위된 위치로 위치결정된다.
다음에, 제어 장치(150)는 헤드 지지 기구(142)의 작동을 제어하는 것에 의해 가공 헤드(140)의 용사 노즐(141)을 피가공물(WK)에 있어서의 가공 대상 위치로 위치결정한다. 또한, 제어 장치(150)는 가이드 구동 장치(134)의 작동을 제어하는 것에 의해 테이블 변위 기구 구동 장치(130)를 동력 입력부(108)로부터 분리시키는 동시에, 입출력부 변위 장치(128)의 작동을 제어하는 것에 의해 본체측 입출력부(127)를 테이블측 입출력부(126)로부터 분리시킨다. 그리고, 제어 장치(150)는 상기와 마찬가지로 하여, 피가공물(WK)에 있어서의 다음의 가공 대상 위치에 대해서 용사 가공을 실행한다. 즉, 제어 장치(150)는 피가공물(WK)에 있어서의 가공 대상 위치마다 피가공물(WK)의 위치결정을 실행하면서 전체 가공 대상 위치에 대해서 용사 가공을 실행한다.
다음에, 피가공물(WK)에 있어서의 전체 가공 대상 위치로의 용사 가공이 종료된 경우에는, 제어 장치(150)는 워크 테이블(101) 및 가공 헤드(140)를 각각 원점 복귀시킨다. 이에 의해, 작업자는 조작 패널(151)을 조작하는 것에 의해 클램프(102)에 의한 피가공물(WK)의 고정 상태를 해제하고 피가공물(WK)을 워크 테이블(101) 상으로부터 취출할 수 있다. 그리고, 작업자는 다음의 피가공물(WK)에 대해서 용사 가공을 실행하는 경우에는 상기와 마찬가지로 하여 다음의 피가공물(WK)을 워크 테이블(101) 상에 고정한다.
한편, 작업자는 카운터 웨이트(111)를 웨이트 보지 테이블(112) 상으로부터 취출하는 경우에는, 조작 패널(151)을 조작하는 것에 의해 웨이트 보지 테이블(112)을 상기와 마찬가지로 하여 노출시켜 클램프(113)에 의한 고정 상태를 해제하는 것에 의해 웨이트 보지 테이블(112) 상으로부터 카운터 웨이트(111)를 취출할 수 있다. 이에 의해, 작업자는 피가공물(WK)의 용사 가공을 종료 또는 상이한 형상의 새로운 피가공물(WK)에 대해서 용사 가공을 실행할 수 있다.
상기 작동 설명으로부터도 이해할 수 있도록, 상기 실시형태에 의하면, 워크 가공 장치(100)는 회전 베이스(120) 상에 지지된 테이블 변위 기구(103)에 대해서, 이 테이블 변위 기구(103)에 구동력을 부여하는 테이블 변위 기구 구동 장치(130)를 구동원 변위 장치(132)에 의해 접속 또는 분리시키도록 구성했기 때문에, 테이블 변위 기구 구동 장치(130)의 배선을 고려하는 일이 없이 워크 테이블(101)을 회전시킬 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따른 워크 가공 장치(100)는 워크 테이블(101)을 1회전을 초과하여 정회전 또는 역전할 수 있는 동시에 고속 회전시키는 것도 가능해져, 피가공물(WK)에 대한 가공 내용 또는 피가공물(WK)의 종류의 제약을 작게 하여 보다 광범위한 가공 내용 및 피가공물(WK)에 대해서 가공을 실행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시시에는 상기 실시형태로 한정되는 것이 아닌, 본 발명의 목적을 일탈하지 않는 한 여러 가지의 변경이 가능하다.
예를 들면, 상기 실시형태에 있어서는 테이블 회전 구동 원동기(125)의 회전 구동력을 벨트(124)를 거쳐서 풀리체(121)에 전달하고, 이 풀리체(121) 상에 고정된 회전 베이스(120)를 회전 구동하는 것에 의해 워크 테이블(101) 및 테이블 변위 기구(103)를 일체적으로 회전 구동하도록 구성했다. 즉, 테이블 회전 구동 원동기(125), 벨트(124), 풀리체(121) 및 회전 베이스(120)가 본 발명에 따른 테이블 회전 구동 장치에 상당한다. 그러나, 테이블 회전 구동 장치는 워크 테이블(101) 및 테이블 변위 기구(103)를 일체적으로 회전 구동 가능하게 지지하도록 구성되어 있으면 좋다. 따라서, 예를 들면, 테이블 회전 구동 장치는 풀리체(121)의 위치에 테이블 회전 구동 원동기(125)를 배치하고, 이 테이블 회전 구동 원동기(125)의 출력축 상에 직접 회전 베이스(120)를 장착하여 구성할 수도 있다. 이에 의하면, 워크 가공 장치(100)는 구성을 단순화 및 소형화할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 테이블 변위 기구(103)는 워크 테이블(101)을 도시된 X축방향으로 변위하도록 구성했다. 그러나, 테이블 변위 기구(103)는 워크 테이블(101)을 가공 헤드(140)의 배치방향인 Z축방향에 직교하는 방향으로 변위시키도록 구성되어 있으면 좋다. 따라서, 테이블 변위 기구(103)는 워크 테이블(101)을 가공 헤드(140)의 배치방향인 Z축방향에 직교하는 X축방향 및 Y축방향으로 각각 변위시키도록 구성하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 워크 테이블(101)은 평면에서 보아 사각형의 평판형상으로 형성했다. 그러나, 워크 테이블(101)은 피가공물(WK)을 착탈 가능하게 보지하도록 구성되어 있으면 좋다. 따라서, 워크 테이블(101)은 예를 들면, 2개 또는 3개 이상의 클로로 피가공물(WK)을 보지하도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는 테이블 변위 기구(103) 및 웨이트 변위 기구(114)는 랙 앤드 피니언 기구를 구비하여 구성했다. 그러나, 테이블 변위 기구(103) 및 웨이트 변위 기구(114)는 워크 테이블(101) 및 웨이트 보지 테이블(112)을 각각 변위시키도록 구성되어 있으면 좋다. 따라서, 테이블 변위 기구(103) 및 웨이트 변위 기구(114)는 예를 들면, 이송 나사 기구 또는 볼 나사 기구를 구비하여 구성할 수도 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는 구동원 변위 장치(132)는 테이블 변위 기구 구동 장치(130)를 도시된 X축방향으로 왕복 변위하도록 구성했다. 그러나, 구동원 변위 장치(132)는 테이블 변위 기구 구동 장치(130)를 테이블 변위 기구(103)에 대해서 접근 또는 이격시켜 테이블 변위 기구(103)에 대해서 테이블 변위 기구 구동 장치(130)를 접속 또는 분리할 수 있도록 구성되어 있으면 좋다. 따라서, 구동원 변위 장치(132)는 예를 들면, 테이블 변위 기구 구동 장치(130)를 도시된 X축방향을 대신하여 또는 부가하여 도시된 Y축방향 및 도시된 Z축방향으로 왕복 변위하도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는 워크 가공 장치(100)는 웨이트 보지구(110) 및 웨이트 변위 기구(114)를 구비하여 구성했다. 그러나, 워크 가공 장치(100)는 피가공물(WK)의 회전시에 있어서의 원심력을 무시할 수 있을 정도로 작은 경우 등 카운터 웨이트(111)가 불필요한 경우에는, 웨이트 보지구(110) 및 웨이트 변위 기구(114)를 각각 생략하여 구성할 수 있다. 또한, 워크 가공 장치(100)는 카운터 웨이트(111)의 위치를 정위치로 변경하지 않는 경우에는 웨이트 변위 기구(114)를 생략하여 구성할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 웨이트 변위 기구(114)는 테이블 변위 기구 구동 장치(130)에 의해 구동하도록 구성했다. 그러나, 웨이트 변위 기구(114)는 테이블 변위 기구 구동 장치(130)와는 별개의 전동기 등의 구동원에 의해 구동되도록 하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는 워크 가공 장치(100)는 테이블측 입출력부(126) 및 본체측 입출력부(127)를 각각 구비하여 구성했다. 그러나, 워크 가공 장치(100)는 워크 테이블(101), 테이블 변위 기구(103), 웨이트 보지구(110) 및 웨이트 변위 기구(114)에 대해서 유압, 공압 또는 전력의 공급 또는 전기 신호의 송수신이 불필요한 경우에는 테이블측 입출력부(126) 및 본체측 입출력부(127)를 생략하여 구성할 수 있다. 예를 들면, 워크 가공 장치(100)는 수동 조작에 의해 피가공물(WK) 및 카운터 웨이트(111)의 고정 또는 고정의 해제를 실행하는 클램프(102, 113)를 이용하는 것에 의해 조인트 금구(126a, 126b, 127a, 127b)를 생략할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는 테이블측 입출력부(126) 및 본체측 입출력부(127)는 워크 테이블(101), 테이블 변위 기구(103) 및 웨이트 보지구(110)에 대해서 유압의 공급 및 전기 신호의 송수신을 실행하도록 구성했다. 그러나, 테이블측 입출력부(126) 및 본체측 입출력부(127)는 워크 테이블(101), 테이블 변위 기구(103), 웨이트 보지구(110) 및 웨이트 변위 기구(114)에 필요한 유압, 공압 또는 전력의 공급 또는 전기 신호의 송수신을 실행하도록 구성하면 좋다.
따라서, 테이블측 입출력부(126) 및 본체측 입출력부(127)는 공압을 공급하도록 하여 클램프(102, 113)를 공압으로 작동시키도록 구성하여도 좋으며, 전력을 공급하는 것에 의해 웨이트 변위 기구(114)를 전동기를 작동시켜서 구동하도록 구성하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 제어 장치(150)는 워크 테이블(101)의 회전 구동을 정지시킬 때, 테이블 변위 기구(103)에 있어서의 테이블 변위 기구 구동 장치(130)와의 접속 부분인 동력 입력부(108)가 동 테이블 변위 기구 구동 장치(130)에 있어서의 테이블 변위 기구(103)로의 접속 부분인 입력축(131)에 대향하는 위치에서 정지하도록 테이블 회전 구동 원동기(125)의 작동을 제어했다. 그러나, 제어 장치(150)는 워크 테이블(101)의 회전 구동을 정지시킬 때, 테이블 변위 기구(103)의 동력 입력부(108)가 동 테이블 변위 기구 구동 장치(130)의 입력축(131)에 대향하는 위치 이외의 위치에서 정지하도록 테이블 회전 구동 원동기(125)의 작동을 제어하도록 하여도 좋다. 이 경우, 제어 장치(150)는 테이블 변위 기구(103)에 테이블 변위 기구 구동 장치(130)를 연결할 때에, 테이블 회전 구동 원동기(125)의 작동을 제어하는 것에 의해 테이블 변위 기구(103)의 동력 입력부(108)를 동 테이블 변위 기구 구동 장치(130)의 입력축(131)에 대향하는 위치로 위치결정하도록 하면 좋다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는 웨이트 보지구(110)는 테이블 회전 구동 장치를 구성하는 회전 베이스(120)와 워크 테이블(101) 사이에 배치했다. 그러나, 웨이트 보지구(110)는 워크 테이블(101)과 동일 평면 내에 인접하여 마련하여도 좋으며, 워크 테이블(101)보다 상방에 마련하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는 워크 가공 장치(100)는 피가공물(WK)에 대해서 용사 가공을 실행하도록 구성했다. 그러나, 워크 가공 장치(100)는 피가공물(WK)에 대해서 용사 가공 이외의 가공, 예를 들면, 클래드 가공을 실행하도록 하여도 좋다. 이 경우, 워크 가공 장치(100)는 가공 헤드(140)에 금속 분말을 분사하는 동시에 이 금속 분말을 용융시키는 레이저 광을 조사하는 노즐(도시하지 않음)을 구비하도록 하면 좋다. 또한, 워크 가공 장치(100)는 레이저 광을 이용한 제거 가공, 절단 가공 또는 용접 가공을 실행할 수도 있다. 즉, 워크 가공 장치는 레이저 광을 이용하여 피가공물을 가공하는 레이저 가공 장치에 널리 적용할 수 있다. 또한, 워크 가공 장치(100)는 피가공물(WK)에 대해서 절삭 가공을 실행하도록 하여도 좋다. 이 경우, 워크 가공 장치(100)는 가공 헤드(140)에 피가공물(WK)을 절삭하는 칼날 (도시하지 않음)을 보지하도록 하면 좋다.
WK: 피가공물 100: 워크 가공 장치
101: 워크 테이블 102: 클램프
103: 테이블 변위 기구 104: 가이드 지지 측벽
104a: 리니어 스케일 105: 리니어 가이드
106: 테이블측 랙 107: 피니언
108: 동력 입력부 108a: 출력축
110: 웨이트 보지구 111: 카운터 웨이트
112: 웨이트 보지 테이블 113: 클램프
114: 웨이트 변위 기구 115: 가이드 지지 베이스
116: 리니어 가이드 117: 웨이트측 랙
120: 회전 베이스 120a: 로터리 엔코더
121: 풀리체 122: 돌출체
123: 지지 베어링 124: 벨트
125: 테이블 회전 구동 원동기 126: 테이블측 입출력부
126a, 126b : 조인트 금구 126c: 전기 전송 커플러
127: 본체측 입출력부 127a, 127b: 조인트 금구
127c: 전기 전송 커플러 128 : 입출력부 변위 장치
130: 테이블 변위 기구 구동 장치 131: 입력축
132: 구동원 변위 장치 133: 가이드
134: 가이드 구동 장치 135: 지지대
140: 가공 헤드 141: 용사 노즐
142: 헤드 지지 기구 150: 제어 장치
151: 조작 패널

Claims (7)

  1. 피가공물에 대해서 가공을 실행하는 가공 헤드에 대향 배치되며, 상기 피가공물을 보지하는 워크 테이블과,
    상기 워크 테이블을 상기 가공 헤드의 배치방향에 직교하는 방향으로 변위시키기 위한 테이블 변위 기구와,
    상기 테이블 변위 기구를 구동하기 위한 구동력을 발생시키는 테이블 변위 기구 구동 장치와,
    상기 워크 테이블 및 상기 테이블 변위 기구를 일체적으로 회전 구동 가능하게 지지하는 테이블 회전 구동 장치와,
    상기 테이블 변위 기구 구동 장치 및 상기 테이블 회전 구동 장치의 작동을 각각 제어하는 제어 장치를 구비한 워크 가공 장치에 있어서,
    상기 테이블 변위 기구 구동 장치를 상기 테이블 변위 기구에 대해서 접근 또는 이격시켜 상기 테이블 변위 기구에 대해서 상기 테이블 변위 기구 구동 장치를 접속 또는 분리하는 구동원 변위 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는
    워크 가공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 테이블 회전 구동 장치는 또한, 웨이트 보지구를 회전 구동 가능하게 지지하고 있으며,
    상기 웨이트 보지구는 상기 워크 테이블의 위치에 대해서 상기 테이블 회전 구동 장치의 회전 중심축을 거친 반대측에 카운터 웨이트를 보지하는 것을 특징으로 하는
    워크 가공 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    추가로, 상기 웨이트 보지구를 상기 테이블 회전 구동 장치에 있어서의 회전 중심축에 대하여 직경방향으로 변위시키기 위한 웨이트 변위 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는
    워크 가공 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 웨이트 변위 기구는 상기 테이블 변위 기구 구동 장치에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는
    워크 가공 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 웨이트 보지구는 상기 테이블 회전 구동 장치와 상기 워크 테이블 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
    워크 가공 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로, 상기 테이블 회전 구동 장치에 마련되며 유압, 공압, 전력 및 전기 신호 중 적어도 1개를 입출력하는 테이블측 입출력부와,
    상기 테이블측 입출력부에 대해서 상기 유압, 공압, 전력 및 전기 신호 중 적어도 1개를 입출력하는 본체측 입출력부와,
    상기 본체측 입출력부를 상기 테이블측 입출력부에 대해서 접근 또는 이격시켜 상기 테이블측 입출력부에 대해서 상기 본체측 입출력부를 접속 또는 분리하는 입출력부 변위 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는
    워크 가공 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 테이블 회전 구동 장치에 의해 회전 구동하는 상기 워크 테이블의 회전 구동을 정지시킬 때, 상기 테이블 변위 기구에 있어서의 상기 테이블 변위 기구 구동 장치와의 접속 부분이 동 테이블 변위 기구 구동 장치에 있어서의 상기 테이블 변위 기구로의 접속 부분에 대향하는 위치에서 정지하도록 상기 테이블 회전 구동 장치의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는
    워크 가공 장치.
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