KR102391258B1

KR102391258B1 - 공작 기계

Info

Publication number: KR102391258B1
Application number: KR1020160014234A
Authority: KR
Inventors: 고지 후지모토; 다츠히코 구리야; 슈지 미야이리; 마사요시 다나카
Original assignee: 디엠지 모리 가부시키가이샤; 가부시키가이샤 아루프스츠루
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2022-04-26
Also published as: US9901987B2; US20160229012A1; KR20160098063A; DE102016200887A1; JP6480744B2; JP2016144853A

Abstract

공작 기계는, 복수의 공구가 장착되는 하부 공구대(131)와, 하부 공구대(131)에 설치되고, 하부 공구대(131)에 회전 공구가 장착된 경우에 회전 공구를 회전시키기 위한 모터(211)와, 하부 공구대(131)에 설치되고, 공구를 착탈 가능하게 보유 지지하는 공구 홀더(136)를 구비한다. 공구 홀더(136)는, 모터(211)에서 발생한 동력이 전달됨으로써, 공구를 클램프하는 클램프 상태와, 공구를 언클램프하는 언클램프 상태 사이에서 작동하는 클램프 기구부(26)를 갖는다. 이러한 구성에 의해, 공구대 상의 공구 홀더에 보유 지지된 공구를 자동적으로 클램프, 언클램프하기 위한 클램프 기구부가, 간이한 구성에 의해 설치되는 공작 기계를 제공한다.

Description

공작 기계{MACHINE TOOL}

본 발명은 일반적으로는, 공작 기계에 관한 것으로, 더 특정적으로는, 회전 공구의 구동용 모터가 내장된 공구대를 구비하는 공작 기계에 관한 것이다.

종래의 공작 기계에 관해, 예를 들어 일본 실용신안 출원 공개 소60-117001호 공보에는, ATC의 동작의 단순화를 실현함과 함께, 툴의 교환 시간의 단축화를 도모하는 것을 목적으로 한, 자동 공구 교환 장치가 구비된 수치 제어 선반이 개시되어 있다.

일본 실용신안 출원 공개 소60-117001호 공보에 개시된 수치 제어 선반은, 공구대 상의 터릿과, 툴 매거진 사이에서 공구를 자동 교환하기 위한 자동 공구 교환 장치를 구비한다.

또한, 일본 특허 출원 공개 소60-123243호 공보에는, 직선의 왕복 이동으로 툴 블록을 자동 교환할 때, 각 가이드면의 청소를 하기 쉽고, 구조가 간단하고 또한 확실하게 조작하고, 또한 신속한 청소 수단을 구비하는 것을 목적으로 한, 공구 교환 장치가 구비된 공작 기계가 개시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 소60-123243호 공보에 개시된 공작 기계는, 공구대 상의 터릿 헤드와, 공구 매거진 사이에서 공구를 자동 교환하기 위한 교환 수단을 구비한다.

또한, 일본 특허 출원 공개 평6-238539호 공보에는, 터릿에 설치되어 있는 공구 홀더로부터 공구 유닛을 터릿의 중심축선에 평행하게 탈착하거나, 직각으로 탈착하는 것을 목적으로 한, 공구 교환 장치가 개시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 평6-238539호 공보에 개시된 공구 교환 장치에서는, 터릿의 근방에, 구동 박스를 터릿의 중심축선에 직각 방향 및 평행 방향으로 이동 가능하게 보유 지지하는 X-Z 스테이지가 설치되어 있다. 구동 박스에는, 공구 유닛을 파지하는 툴 핸드를 구비한 공구 교환 박스가 선회 가능하게 설치되어 있다.

상술한 특허문헌에 개시되는 바와 같이, 공구대(터릿) 상의 공구 홀더에 보유 지지된 공구를 자동 교환하기 위한 자동 공구 교환 장치(ATC:Auto Tool Changer)를 구비한 공작 기계가 알려져 있다. 이러한 공작 기계에 있어서는, 공구의 자동 교환 시에 공구를 자동적으로 클램프, 언클램프하기 위한 클램프 기구부를, 간이한 구성에 의해 공구 홀더에 설치하는 것이 요구된다.

따라서 본 발명의 목적은, 상기한 과제를 해결하는 것이며, 공구대 상의 공구 홀더에 보유 지지된 공구를 자동적으로 클램프, 언클램프하기 위한 클램프 기구부가, 간이한 구성에 의해 설치되는 공작 기계를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 공작 기계는, 복수의 공구가 장착되는 공구대와, 공구대에 설치되고, 공구대에 회전 공구가 장착된 경우에 회전 공구를 회전시키기 위한 모터와, 공구대에 설치되고, 공구를 착탈 가능하게 보유 지지하는 공구 홀더를 구비한다. 공구 홀더는, 모터에서 발생한 동력이 전달됨으로써, 공구를 클램프하는 클램프 상태와, 공구를 언클램프하는 언클램프 상태 사이에서 작동하는 클램프 기구부를 갖는다.

본 발명에 따르면, 공구대 상의 공구 홀더에 보유 지지된 공구를 자동적으로 클램프, 언클램프하기 위한 클램프 기구부가, 간이한 구성에 의해 설치되는 공작 기계를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 공작 기계를 도시하는 정면도.
도 2는 도 1 중의 공작 기계에 있어서, 하부 공구대에 장착된 공구의 자동 교환 시의 가공 영역 내의 상태를 도시하는 측면도.
도 3은 도 2 중의 하부 공구대 및 공구 홀더를 도시하는 단면도.
도 4는 도 3 중의 하부 공구대 및 공구 홀더의 내부 구조를 도시하는 사시도.
도 5는 도 4 중의 화살표 V로 나타내는 방향에서 본 하부 공구대의 상면도.
도 6은 도 3 중의 2점 쇄선 VI로 둘러싸인 범위를 확대하여 도시하는 단면도.
도 7은 도 6 중의 VII-VII선 상을 따른 공구 홀더를 도시하는 단면도.
도 8은 클램프 상태에 있어서의 키부의 위치를 도시하는 단면도.
도 9는 언클램프 개시 시의 키부의 위치를 도시하는 단면도.
도 10은 도 1 중의 공작 기계에 있어서, 하부 공구대에 장착된 공구의 자동 교환 시의 공구 주축 및 로봇 아암의 움직임을 도시하는 측면도.
도 11은 도 1 중의 공작 기계에 있어서, 하부 공구대에 장착된 공구의 자동 교환 시의 공구 주축 및 로봇 아암의 움직임을 도시하는 측면도.
도 12는 도 1 중의 공작 기계에 있어서, 하부 공구대에 장착된 공구의 자동 교환 시의 공구 주축 및 로봇 아암의 움직임을 도시하는 측면도.
도 13은 도 1 중의 공작 기계에 있어서, 하부 공구대에 장착된 공구의 자동 교환 시의 공구 주축 및 하부 공구대의 동작 플로우를 나타내는 도면.

본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하에서 참조하는 도면에서는, 동일 또는 그것에 상당하는 부재에는, 동일한 번호가 부여되어 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 공작 기계를 도시하는 정면도이다. 도 1 중에는, 공작 기계의 외관을 이루는 커버체를 투시함으로써, 공작 기계의 내부가 도시되어 있다.

도 1을 참조하여, 공작 기계(100)는, 고정 공구를 사용한 선삭 기능과, 회전 공구를 사용한 밀링 기능을 갖는 복합 가공기이다. 우선, 공작 기계(100)의 전체 구조에 대해 설명하면, 공작 기계(100)는, 베드(141)와, 제1 주축대(111)와, 제2 주축대(116)와, 공구 주축(121)과, 하부 공구대(131)를 갖는다.

베드(141)는, 제1 주축대(111), 제2 주축대(116), 공구 주축(121) 및 하부 공구대(131)를 지지하기 위한 베이스 부재이며, 공장 등의 설치면에 설치되어 있다.

제1 주축대(111) 및 제2 주축대(116)는, 수평 방향으로 연장되는 Z축 방향에 있어서, 서로 대향하여 설치되어 있다. 제1 주축대(111) 및 제2 주축대(116)는, 각각, 고정 공구를 사용한 선삭 가공 시에 워크(가공물)를 회전시키기 위한 주축(112) 및 주축(117)을 갖는다. 주축(112)은, Z축에 평행한 중심축(201)을 중심으로 회전 가능하게 설치되고, 주축(117)은, Z축에 평행한 중심축(202)을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 있다. 주축(112) 및 주축(117)에는, 워크를 착탈 가능하게 보유 지지하기 위한 척 기구가 설치되어 있다.

공구 주축(상부 공구대)(121)은, 회전 공구를 사용한 밀링 가공 시에 회전 공구를 회전시킨다. 공구 주축(121)은, 연직 방향으로 연장되는 X축에 평행한 중심축(203)을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 있다. 공구 주축(121)에는, 회전 공구를 착탈 가능하게 보유 지지하기 위한 클램프 기구가 설치되어 있다.

공구 주축(121)은, 도시하지 않은 컬럼 등에 의해 베드(141) 상에 지지되어 있다. 공구 주축(121)은, 컬럼 등에 설치된 각종 이송 기구나 안내 기구, 서보 모터 등에 의해, X축 방향, 수평 방향으로 연장되고, Z축 방향에 직교하는 Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 공구 주축(121)에 장착된 회전 공구에 의한 가공 위치는, 3차원적으로 이동한다. 공구 주축(121)은, 또한, Y축에 평행한 중심축을 중심으로 선회 가능하게 설치되어 있다.

공구 주축(121)은, 에어를 공급 가능한 에어 공급부(도시하지 않음)를 갖는다. 대표적인 예로서, 에어 공급부는, 공구 주축(121)에 장착된 회전 공구에 에어를 공급하기 위한 기구(센터 스루 에어 블로우)로서 설치되어 있다.

하부 공구대(131)는, 선삭 가공을 위한 복수의 고정 공구를 장착한다. 하부 공구대(131)는, 소위 터릿형이며, 복수의 고정 공구가 방사상으로 설치되고, 선회 인덱싱을 행한다.

보다 구체적으로는, 하부 공구대(131)는, 선회부(132)를 갖는다. 선회부(132)는, Z축에 평행한 중심축(204)을 중심으로 선회 가능하게 설치되어 있다. 중심축(204)을 중심으로 그 주위 방향으로 간격을 둔 위치(본 실시 형태에서는, 10개소)에는, 고정 공구를 보유 지지하기 위한 공구 홀더가 설치되어 있다. 선회부(132)가 중심축(204)을 중심으로 선회함으로써, 공구 홀더에 보유 지지된 고정 공구가 주위 방향으로 이동하고, 선삭 가공에 사용되는 고정 공구가 인덱싱된다.

하부 공구대(131)는, 도시하지 않은 새들 등에 의해 베드(141) 상에 지지되어 있다. 하부 공구대(131)는, 새들 등에 설치된 각종 이송 기구나 안내 기구, 서보 모터 등에 의해, X축 방향 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다.

하부 공구대(131)에는, 회전 공구를 회전시키기 위한 모터(상세한 구조에 대해서는, 후술함)가 내장되어 있다. 모터로부터의 회전력이 공구 홀더에 보유 지지된 회전 공구에 전달됨으로써, 하부 공구대(131)에 있어서의 회전 공구의 사용이 가능해진다.

도 2는 도 1 중의 공작 기계에 있어서, 하부 공구대에 장착된 공구의 자동 교환 시의 가공 영역 내의 상태를 도시하는 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 공작 기계(100)는, 자동 공구 교환 장치(ATC:Auto Tool Changer)(10) 및 공구 스토커(156)를 갖는다. 자동 공구 교환 장치(10)는, 하부 공구대(131)에 장착된 공구를 자동 교환한다. 공구 스토커(156)는, 하부 공구대(131)에 장착하는 교환용의 공구를 수납하는 공구 수납부로서 설치되어 있다.

공작 기계(100)는, (ATC용) 공구 홀더(136)를 갖는다. 공구 홀더(136)는, 하부 공구대(131)[선회부(132)]에 설치되어 있다. 공구 홀더(136)는, 공구를 착탈 가능하게 보유 지지하기 위한 클램프 기구부를 내장한다. 자동 공구 교환 장치(10)는, 하부 공구대(131)에 장착된 복수의 공구 중 공구 홀더(136)에 보유 지지된 공구와, 공구 스토커(156)에 수납된 공구를 자동 교환한다. 하부 공구대(131)에의 공구의 장착 시, 공구는, 공구 홀더(136)에 대해 Z축에 평행한 방향으로부터 삽입된다.

또한, 도 1 중에는 도시되어 있지 않지만, 공작 기계(100)는, 제1 주축대(111)의 주변에, 공구 주축(121)에 장착된 공구를 자동 교환하기 위한 자동 공구 교환 장치와, 공구 주축(121)에 장착하는 교환용의 공구를 수용하는 공구 매거진을 갖는다.

공작 기계(100)는, 측면 커버(142)를 갖는다. 측면 커버(142)는, 제2 주축대(116)에 대해 제1 주축대(111)의 반대측에 설치되어 있다. 측면 커버(142)에 의해, 가공 영역(200)의 내외가 이격되어 있다. 측면 커버(142)에는, 개폐 가능한 셔터(143)가 설치되어 있다. 공구 스토커(156)는, 가공 영역 밖에 설치되어 있다.

자동 공구 교환 장치(10)는, 로봇 아암(31) 및 이동 기구부(21)를 갖는다. 로봇 아암(31)은, 공구를 파지 가능하도록 설치되어 있다. 이동 기구부(21)는, 로봇 아암(31)을 가공 영역(200)의 내외의 사이에서 이동시킨다. 이동 기구부(21)는, 로봇 아암(31)을, 가공 영역 내의 공구 교환 위치(31A)와, 가공 영역 밖의 대기 위치(31B)와, 가공 영역 밖의 스토커 위치(31C) 사이에서 이동시킨다.

이동 기구부(21)는, 로봇 아암(31)을 직선 왕복 이동시키기 위한 기구로서, 베이스 부재(23), 리니어 가이드(22), 랙 피니언(25), 서보 모터(도시하지 않음) 및 지주(24)를 갖는다.

베이스 부재(23)는, 플레이트재로 이루어지고, 로봇 아암(31) 및 서보 모터가 설치되어 있다. 리니어 가이드(22) 및 랙 피니언(25)은, 지주(24)에 의해, 공작 기계(100)의 설치면으로부터 일정한 높이에 설치되어 있다. 리니어 가이드(22)는, 베이스 부재(23)를 Z축에 평행한 방향으로 안내하는 안내 기구로서 설치되어 있다. 랙 피니언(25)은, 서보 모터로부터 출력된 회전을 직선 운동으로 변환하여, 베이스 부재(23)를 Z축 방향으로 이동시킨다.

로봇 아암(31)은, 아암부(33) 및 파지부(36)를 갖는다. 아암부(33)는, 이동 기구부(21)로부터 파지부(36)를 향해 아암 형상으로 연장되는 형상을 갖는다. 아암부(33)는, 회동축을 통해 서로 연결된 복수의 가동부로 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 로봇 아암(31)이, 6축(3개의 회동축 및 3개의 회전축)을 독립적으로 제어 가능한 로봇 아암으로서 설치되어 있다.

파지부(36)는, 아암부(33)의 선단에 설치되어 있다. 파지부(36)는, 갈고리부(37)를 갖는다. 갈고리부(37)는, 공구에 결합 가능한 갈고리 형상을 갖는다. 파지부(36)는, 갈고리부(37)에 의해 공구를 착탈 가능하게 파지한다.

또한, 도 2 중에는, 동시에 1개의 공구를 파지 가능한 싱글 아암 타입의 파지부(36)가 도시되어 있지만, 동시에 2개의 공구를 파지 가능한 더블 아암 타입의 파지부가, 아암부(33)에 설치되어도 된다.

하부 공구대(131)에 장착된 공구의 자동 교환 시의 로봇 아암(31)의 움직임에 대해 설명한다.

워크의 가공 중, 로봇 아암(31)은, 공구를 파지하지 않는 상태에서, 대기 위치(31B)에 대기한다. 워크의 가공이 종료되고, 하부 공구대(131)에 장착된 공구의 교환이 필요해지면, 셔터(143)를 개방 상태로 한다. 로봇 아암(31)은, 측면 커버(142)에 발생한 개구부를 통해 가공 영역 내에 진입하고, 아암부(33)를 요동시키면서 공구 교환 위치(31A)까지 이동한다. 로봇 아암(31)은, 또한 Z축 방향(도면 중의 좌측 방향)으로 이동함으로써, 공구 홀더(136)에 보유 지지된 공구를 파지한다.

공구를 파지한 로봇 아암(31)은, 공구 교환 위치(31A)로부터 스토커 위치(31C)까지 이동한다(공구 반송). 로봇 아암(31)은, 아암부(33)의 6축이 적당히 제어됨으로써, 하부 공구대(131)로부터 제거한 공구를 공구 스토커(156)로 되돌리고, 공구 스토커(156)에 준비된 교환용의 공구를 새롭게 파지한다.

로봇 아암(31)은, 스토커 위치(31C)로부터 공구 교환 위치(31A)까지 이동한다(공구 반송). 로봇 아암(31)은, 먼저 설명한 공구의 제거 시와 동일한 움직임에 의해, 교환용의 공구를 공구 홀더(136)에 장착한다. 로봇 아암(31)이 공구 교환 위치(31A)로부터 대기 위치(31B)로 이동하고, 셔터(143)를 폐쇄 상태로 함으로써, 자동 공구 교환 장치(10)에 의한 공구 교환이 완료된다.

도 3은 도 2 중의 하부 공구대 및 공구 홀더를 도시하는 단면도이다. 도 3을 참조하여, 공작 기계(100)는, 하부 공구대(131)에 회전 공구(도시하지 않음)가 장착된 경우에 회전 공구를 회전시키기 위한 모터(211)를 갖는다.

모터(211)는, 하부 공구대(131)에 내장되어 있다. 모터(211)는, 로터(212) 및 스테이터(213)로 구성되어 있다. 로터(212)는, 로터축(214)을 갖는다. 로터축(214)은, 중심축(301)의 축선 방향을 따라 샤프트 형상으로 연장된다. 중심축(301)은, Z축 방향에 직교하고, 또한 X축 방향에 평행하다. 로터축(214)은, 모터(211)의 구동에 수반하여, 중심축(301)을 중심으로 회전한다.

공구 홀더(136)는, 블록(137)과, 공구를 착탈 가능하게 보유 지지하기 위한 클램프 기구부(26)를 갖는다.

블록(137)은, 금속제의 블록체로 형성되어 있다. 블록(137)은, 측면(137a)을 갖는다. 측면(137a)은, Z축에 직교하는 평면(X-Y 평면)으로 구성되어 있다. 측면(137a)은, Z축 방향에 있어서, 제1 주축대(111) 및 제2 주축대(116) 중 제1 주축대(111)에 면하는 측에 설치되어 있다.

클램프 기구부(26)는, 블록(137)에 내장되어 있다. 클램프 기구부(26)는, 모터(211)에서 발생한 동력이 전달됨으로써, 공구를 클램프하는 클램프 상태와, 공구를 언클램프하는 언클램프 상태 사이에서 작동한다.

클램프 기구부(26)는, 클램프 샤프트(171)를 갖는다. 클램프 샤프트(171)는, Z축에 평행한 중심축(303)의 축선 방향을 따라 샤프트 형상으로 연장된다. 클램프 샤프트(171)는, 그 중심축(303)의 축선 방향을 따라 연장되는 선단에서, 공구(150)의 섕크부(151)에 결합 가능한 형상을 갖는다. 클램프 샤프트(171)는, 중심축(303)의 축선 방향을 따라 슬라이드 가능하게 설치되어 있다.

계속해서, 공구 홀더(136)에 있어서의 공구의 클램프 기구에 대해 설명한다. 도 4는 도 3 중의 하부 공구대 및 공구 홀더의 내부 구조를 도시하는 사시도이다. 도 3 및 도 4를 참조하여, 공구 홀더(136)는, 클러치축(221)을 더 갖는다.

하부 공구대(131)에 있어서 공구 홀더(136)에 보유 지지된 공구(150)가 가공 공구로서 인덱싱된 상태에서, 클러치축(221)은 로터축(214)에 연결되고, 모터(211)로부터의 회전이 입력된다. 클러치축(221)은 로터축(214)의 연장상에서, 중심축(301)의 축선 방향을 따라 샤프트 형상으로 연장된다. 클러치축(221)은 그 샤프트 형상으로 연장되는 선단에 선단부(222)를 갖는다. 선단부(222)는, 블록(137)으로부터 돌출되어 설치되어 있다.

도 5는 도 4 중의 화살표 V로 나타내는 방향에서 본 하부 공구대의 상면도이다. 도 3 내지 도 5를 참조하여, 하부 공구대(131)는 링 부재(252)를 갖는다. 링 부재(252)는 중심축(204)을 중심으로 하는 링 형상을 갖는다. 링 부재(252)는 복수의 부품이 조합되어, 전체적으로 중심축(204)을 중심으로 링 형상으로 주회하는 형상을 갖는다.

로터축(214)은 중심축(301)의 축선 방향을 따라 샤프트 형상으로 연장되는 선단에서, 링 부재(252)를 관통하고, 공구 홀더(136)의 클러치축(221)과 대향하도록 설치되어 있다. 로터축(214)의 선단부에는, 결합 홈(216)이 형성되어 있다. 결합 홈(216)은 로터축(214)의 선단부의 단부면으로부터 오목하게 들어가고, 일 방향으로 연장되는 홈 형상을 갖는다. 결합 홈(216)에 클러치축(221)[의 선단부(222)]이 결합됨으로써, 클러치축(221) 및 로터축(214)이 서로 연결되어 있다.

링 부재(252)에는, 환상 홈(253)이 형성되어 있다. 환상 홈(253)은, 링 부재(252)의 외주면으로부터 오목하게 들어가고, 중심축(204)을 중심으로 환상으로 주회하는 홈 형상을 갖는다. 결합 홈(216)이 연장되는 방향이 중심축(204)을 중심으로 하는 주위 방향에 일치하도록 로터축(214)의 위상 위치가 맞추어짐으로써, 결합 홈(216) 및 환상 홈(253)이 연속된다. 이때, 클러치축(221)[의 선단부(222)]이 결합 홈(216) 및 환상 홈(253)의 사이에서 이동 가능해지고, 하부 공구대(131)에 장착된 복수의 공구의 선회 인덱싱이 가능해진다.

도 3을 참조하여, 공구 홀더(136)는, 감속 기구부(231) 및 운동 변환 기구부(241)를 더 갖는다.

감속 기구부(231)는 블록(137)에 내장되어 있다. 감속 기구부(231)는, 모터(211)로부터 클램프 기구부(26)에의 동력 전달 경로 상에 있어서, 클러치축(221) 및 운동 변환 기구부(241)의 사이에 설치되어 있다. 감속 기구부(231)는, 클러치축(221)에 입력된 회전을 감속하여 운동 변환 기구부(241)에 출력한다. 감속 기구부(231)는, 복수의 기어가 조합되어 구성되어 있다.

본 실시 형태에서는, 감속 기구부(231)가 유성 기어 기구에 의해 구성되어 있다. 일례를 들면, 감속 기구부(231)의 감속비 R(입력 회전수/출력 회전수)은 10이다.

운동 변환 기구부(241)는 블록(137)에 내장되어 있다. 운동 변환 기구부(241)는, 모터(211)로부터 클램프 기구부(26)에의 동력 전달 경로 상에 있어서, 감속 기구부(231) 및 클램프 기구부(26)의 사이에 설치되어 있다. 운동 변환 기구부(241)는, 감속 기구부(231)에 의해 감속된 회전을 직선 운동으로 변환하여 클램프 기구부(26)에 전달한다.

도 6은 도 3 중의 2점 쇄선 VI로 둘러싸인 범위를 확대하여 도시하는 단면도이다. 도 7은 도 6 중의 VII-VII선 상을 따른 공구 홀더를 도시하는 단면도이다.

도 3, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 실시 형태에서는, 운동 변환 기구부(241)가, 캠 기구를 사용하여 회전 운동을 직선 운동으로 변환한다.

보다 구체적으로 설명하면, 감속 기구부(231)는 출력축(242)을 갖는다. 출력축(242)은 중심축(303)에 직교하고, 중심축(301)에 평행한 중심축(302)의 축선 방향을 따라 샤프트 형상으로 연장된다. 출력축(242)은 감속 기구부(231)에 있어서 감속된 회전을 운동 변환 기구부(241)를 향해 출력한다. 출력축(242)의 선단부에는, 홈부(246)가 형성되어 있다. 홈부(246)는 출력축(242)의 선단부의 단부면으로부터 오목하게 들어가는 홈 형상을 갖는다.

운동 변환 기구부(241)는 회전 입력 부재(243)를 갖는다. 회전 입력 부재(243)는, 중심축(302)의 축선 방향을 따라 연장되는 출력축(242)의 연장상에 설치되어 있다. 회전 입력 부재(243)는, 그 구성 부위로서, 키부(247)를 갖는다. 키부(247)는, 대략 직사각형 단면의 키 형상을 갖는다. 키부(247)가 홈부(246)에 결합됨으로써, 출력축(242) 및 회전 입력 부재(243)가 서로 연결되어 있다. 회전 입력 부재(243)는, 출력축(242)으로부터 입력된 중심축(302)을 중심으로 하는 회전 운동을, 중심축(303)의 축선 방향에 있어서의 직선 운동으로 변환하여 클램프 샤프트(171)에 전달하는 캠 형상을 갖는다.

출력축(242)은, 모터(211)로부터의 회전이 전달됨으로써, 중심축(302)을 중심으로 정 회전하거나, 반대 회전한다. 출력축(242)이 중심축(302)을 중심으로 정 회전하면, 클램프 샤프트(171)가 도면 중의 좌측 방향으로 슬라이드 이동한다. 이때, 클램프 샤프트(171)가, 공구(150)의 섕크부(151)에 결합하여 공구(150)를 인입함으로써, 공구(150)가 클램프된다. 한편, 출력축(242)이 중심축(302)을 중심으로 반대 회전하면, 클램프 샤프트(171)가 도면 중의 우측 방향으로 슬라이드 이동한다. 이때, 클램프 샤프트(171)와 공구(150)의 섕크부(151)의 결합이 해제됨으로써, 공구(150)가 언클램프된다.

이와 같이 본 실시 형태에서는, 하부 공구대(131)에 장착된 회전 공구를 회전시키기 위한 모터(211)를 사용하여 클램프 기구부(26)를 작동시킨다. 바꿔 말하면, 하부 공구대(131)에 내장된 모터(211)를, 하부 공구대(131)에 장착된 회전 공구의 구동용 모터 및 클램프 기구부(26)의 구동용 모터로서 겸용하고 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 모터(211)가 하부 공구대(131)에 내장된 경우에 대해 설명하였지만, 모터(211)는, 하부 공구대(131)에 대해 외장형으로 설치되어도 된다. 이 경우, 모터(211)는, 예를 들어 하부 공구대(131)에 내장된 회전축[로터축(214)에 대응]에 대해 적당한 동력 전달 기구를 통해 연결된다.

도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 실시 형태에서는, 운동 변환 기구부(241)가, 모터(211)로부터 클러치축(221)에 입력된 회전이 180° 이상일 때에 클램프 기구부(26)를 작동시킨다.

이러한 구성에 의해, 하부 공구대(131)에 장착된 공구의 선회 인덱싱을 실행하기 전에, 로터축(214)을, 모터(211)로부터 클러치축(221)에 회전이 입력된 경우에 클램프 기구부(26)가 작동하지 않는 범위(즉, 180°보다도 작은 각도의 범위)에서 회전시킴으로써, 클램프 기구부(26)에 의한 공구(150)의 클램프 상태를 유지하면서, 결합 홈(216) 및 환상 홈(253)이 주위 방향으로 연속되도록 중심축(301)의 축 둘레에 있어서의 로터축(214)의 위상 위치를 맞출 수 있다. 이에 의해, 클러치축(221)의 선단부(222)가 결합 홈(216) 및 환상 홈(253)의 사이를 이동 가능하게 되어, 하부 공구대(131)에 장착된 공구의 선회 인덱싱을 실행할 수 있다.

도 8은 클램프 상태에 있어서의 키부의 위치를 도시하는 단면도이다. 도 9는 언클램프 개시 시의 키부의 위치를 도시하는 단면도이다. 도 7 내지 도 9를 참조하여, 출력축(242)에 형성된 홈부(246)의 폭이, 중심축(302)으로부터 그 반경 방향으로 이격될수록 커지는 한편, 회전 입력 부재(243)의 키부(247)의 폭은 일정하다. 이에 의해, 키부(247)와, 홈부(246)의 홈벽 사이에는, 출력축(242)의 회전 방향에 있어서의 간극이 형성되어 있다.

홈부(246)의 홈벽과의 사이에 간극이 형성됨으로써, 도 8 중에 도시하는 클램프 상태로부터 도 9 중에 도시하는 언클램프 개시 시까지의 동안에, 모터(211)로부터 클러치축(221)에의 회전의 입력에도 불구하고, 출력축(242)으로부터 회전 입력 부재(243)에 회전이 전달되지 않는다. 즉, 클램프 상태로부터 언클램프 개시 시까지의 동안에, 클램프 기구부(26)를 작동시키지 않는 출력축(242)의 회전 각도가 발생한다.

이때, 도 7 중에 도시하는 키부(247)와, 홈부(246)의 한쪽 및 다른 쪽의 홈벽 사이의 간극의 크기를 중심축(302)을 중심으로 하여 10°로 설정하면, 모터(211)로부터 클러치축(221)에 입력되는 회전이 클램프 기구부(26)를 작동시키지 않는 범위에 있어서의 출력축(242)의 회전 각도 θ가 20°가 된다.

감속 기구부(231)의 감속비를 R(입력 회전수/출력 회전수)로 하였을 때, θ＞180°×1/R의 관계를 만족시킴으로써, 모터(211)로부터 클러치축(221)에 입력된 회전이 180° 이상일 때에 클램프 기구부(26)가 작동하는 구성을 실현할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 감속 기구부(231)의 감속비 R이 10인 경우를 상정하여, θ가 20°로 정해져 있다(θ＝20°＞180°×1/10).

또한, 본 실시 형태에서는, 운동 변환 기구부(241)가, 모터(211)로부터 클러치축(221)에 입력된 회전이 180° 이상일 때에 클램프 기구부(26)를 작동시키는 구성으로 하였지만, 클램프 기구부(26)를 작동시킬 때의 모터(211)로부터 클러치축(221)에의 입력 회전은, 180°×n(n은 2 이상의 정수) 이상이어도 된다. 예를 들어, 모터(211)의 회전 각도 센서의 기준 위치가 1바퀴에 1개만 설정되어 있는 경우에는, n＝2로 하면 된다. 이 경우, 모터(211)로부터 클러치축(221)에 입력되는 회전이 클램프 기구부(26)를 작동시키지 않는 범위에 있어서의 출력축(242)의 회전 각도 θ를, 상기 관계식에 따라 36°보다도 큰 값으로 설정하면, 키부(247)와 홈부(246)의 홈벽 사이의 간극이 지나치게 커져, 키부(247) 및 홈부(246)가 파손될 우려가 있다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로서는, 예를 들어, θ를 20°로 하여, 감속 기구부(231)의 감속비 R을 18보다도 큰 값으로 설정하는 방법을 들 수 있다.

또한, 홈부(246)를, 대향하는 홈벽이 평행해지도록 구성하고, 키부(247)를, 통형 단면의 키 형상이 되도록 구성함으로써, 키부(247)와 홈부(246)의 홈벽 사이에, 출력축(242)의 회전 방향에 있어서의 간극을 형성해도 된다. 또한, 도 3 및 도 4 중의 결합 홈(216) 및 클러치축(221)의 선단부(222)에, 마찬가지의 간극 구조를 형성해도 되고, 운동 변환 기구부(241)에 있어서의 기어간의 유극을 이용하여, 클램프 기구부(26)를 작동시키지 않는 범위를 발생시켜도 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 하부 공구대(131)에 대해 자동 교환되는 공구가 선삭용의 고정 공구인 경우에 대해 설명하였지만, 회전 공구를 자동 교환하는 것도 가능하다. 이 경우, 공구 홀더(136)는, 회전 공구의 클램프, 언클램프를 위해, 모터(211)의 회전을 직선 운동으로 변환하여 클램프 기구부(26)에 전달하는 운동 변환 기구부와, 회전 공구를 회전시키기 위해, 모터(211)의 회전을 회전 공구에 전달하는 회전 취출 기구부와, 모터(211)로부터의 동력의 전달을, 운동 변환 기구부 및 회전 취출 기구부의 사이에서 전환하는 전환 기구부를 가지면 된다.

공작 기계(100)는, 모터(211)의 회전을 제어하는 제어부(도시하지 않음)를 갖는다. 제어부는, 클램프 기구부(26)를 작동시키는 경우의 모터(211)의 상한 출력이, 회전 공구를 회전시키는 경우의 모터(211)의 상한 출력보다도 작아지도록, 모터(211)의 회전을 제어한다.

이러한 구성에 의해, 클램프 기구부(26)의 작동 시에 감속 기구부(231)를 구성하는 기어에 과대한 토크가 작용하는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 하부 공구대(131)에 장착된 공구의 자동 교환 시에 있어서의 에어 블로우 구조 및 공구의 클램프, 언클램프 확인의 구조에 대해 설명한다.

도 3을 참조하여, 블록(137)은 테이퍼면(138)을 갖는다. 테이퍼면(138)은 공구(150)를 구속하기 위한 구속면으로서 설치되어 있다. 테이퍼면(138)은 클램프 샤프트(171)를 그 외주상으로부터 둘러싸도록 설치되어 있다. 테이퍼면(138)은 섕크부(151)의 테이퍼면(152)에 대응하는 테이퍼 형상을 갖는다. 공구 홀더(136)에 의해 공구(150)가 보유 지지된 상태에서, 테이퍼면(138)은 섕크부(151)의 테이퍼면(152)과 면 접촉한다.

블록(137)에는, 에어가 유통 가능한 에어 통로(146)가 형성되어 있다. 에어 통로(146)의 한쪽의 단부는, 측면(137a)에 개구되고, 에어 통로(146)의 다른 쪽의 단부는, 테이퍼면(138)에 개구되어 있다.

블록(137)에는, 플러그(148)가 설치되어 있다. 플러그(148)는, 측면(137a)에 있어서의 에어 통로(146)의 개구부에 설치되어 있다. 플러그(148)는, 후술하는 특수 공구(61)의 공구 선단 블록(66)이 접속 가능한 형상을 갖는다. 공구 선단 블록(66)이 플러그(148)에 접속됨으로써, 특수 공구(61)측의 에어 통로와, 블록(137)측의 에어 통로(146)가 연통된다.

공구 홀더(136)는 도크(172)를 더 갖는다. 도크(172)는 공구 홀더(136)에 있어서의 공구(150)의 클램프에 수반하여 작동하는 작동자로서 설치되어 있다.

도크(172)는 클램프 샤프트(171)에 접속되어 있다. 도크(172)는 중심축(303)의 축선 방향을 따라 연장되는 샤프트 형상을 갖는다. 도크(172)는 블록(137)의 측면(137a)으로부터 돌출되도록 설치되어 있다. 공구(150)의 클램프 시, 도크(172)는, 클램프 샤프트(171)와 함께 도면 중의 좌측 방향으로 슬라이드 이동한다. 이에 의해, 도크(172)의, 측면(137a)으로부터의 돌출 길이가 증대된다.

도 10 내지 도 12는, 도 1 중의 공작 기계에 있어서, 하부 공구대에 장착된 공구의 자동 교환 시의 공구 주축 및 로봇 아암의 움직임을 도시하는 측면도이다.

도 10 내지 도 12를 참조하여, 공작 기계(100)는 특수 공구(61)를 더 갖는다. 자동 공구 교환 장치(10)에 의한 하부 공구대(131)에 장착된 공구(150)의 자동 교환 시, 공구 주축(121)에 특수 공구(61)가 장착된다.

특수 공구(61)는, 섕크부(62)와, 에어 통로 형성부(64)와, 센서부(63)로 구성되어 있다. 섕크부(62)는, 공구 주축(121)에 설치된 클램프 기구(도시하지 않음)에 의해 클램프된다. 에어 통로 형성부(64) 및 센서부(63)는, 섕크부(62)에 설치되어 있다.

에어 통로 형성부(64)는, 에어가 유통 가능한 에어 통로를 형성한다. 에어 통로 형성부(64)는, 배관(68) 및 공구 선단 블록(66)으로 구성되어 있다. 배관(68)은, 공구 주축(121)의 에어 공급부(도시하지 않음)로부터 섕크부(62)에 도입된 에어를, 공구 선단 블록(66)으로 유도하도록 설치되어 있다.

공구 선단 블록(66)은 금속 블록으로 형성되어 있다. 공구 선단 블록(66)은 Y축 방향에서 본 경우에 대략 L자의 형상을 갖는다. 공구 선단 블록(66)은 특수 공구(61)의 선단에 설치되어 있다. 공구 선단 블록(66)에는, 배관(68)으로부터 도입된 에어를, 공구 홀더(136)의 에어 통로(146)[플러그(148)]로 유도하기 위한 에어 통로가 형성되어 있다.

센서부(63)는, 하부 공구대(131)에 장착된 공구(150)의 교환 시에 도크(172)의 작동을 검지한다. 센서부(63)는 프로브(65)를 갖는다. 프로브(65)는 센싱 대상인 도크(172)에 대한 촉침으로서 설치되어 있다. 프로브(65)는 연직 하측 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 센서부(63)는, 프로브(65)에 있어서의 검출 결과[도크(172)와의 접촉, 비접촉]를 무선에 의해 수신기에 송신하는 무선식의 센서이다.

도 13은, 도 1 중의 공작 기계에 있어서, 하부 공구대에 장착된 공구의 자동 교환 시의 공구 주축 및 하부 공구대의 동작 플로우를 나타내는 도면이다.

본 실시 형태에 있어서의 공작 기계(100)에 있어서는, 하부 공구대(131)에 장착된 공구의 자동 교환 시, 공구 주축(121)에 장착된 특수 공구(61)를 공구 홀더(136)에 연결함으로써, 공구 홀더(136)에 있어서의 테이퍼면(138)에의 에어 블로우와, 공구의 클램프, 언클램프의 확인을 행한다. 이하, 이 ATC에 수반하는 공구 주축(121) 및 하부 공구대(131)의 동작 플로우에 대해 설명한다.

도 1, 도 10 및 도 13을 참조하여, 로봇 아암(31)을 대기 위치(31B)로부터 공구 교환 위치(31A)까지 이동시킨다. 그 동안, 하부 공구대(131)를 소정의 공구 교환 위치까지 이동시킨다. 자동 공구 교환 장치(도시하지 않음)에 의해 공구 주축(121)의 ATC를 행하고, 공구 주축(121)에 특수 공구(61)를 장착한다. 공구 주축(121)의 에어 공급부(도시하지 않음)로부터 특수 공구(61)에의 에어 공급을 행하면서 공구 주축(121)을 이동시켜, 특수 공구(61)를 공구 교환 위치에 있는 하부 공구대(131) 상의 공구 홀더(136)에 연결시킨다.

이때, 특수 공구(61)는, 공구 홀더(136)를 사이에 두고 파지부(36)와는 반대측에 위치 결정된다. 즉, 공구 홀더(136)를 사이에 두고, 특수 공구(61)는 제1 주축대(111)측에 위치 결정되고, 파지부(36)는 제2 주축대(116)측에 위치 결정된다. 이러한 구성에 의해, 공구 홀더(136)에 보유 지지된 공구(150)를 향해 이동하는 파지부(36)와, 공구 홀더(136)를 향해 이동하는 특수 공구(61)가 가공 영역 내에서 간섭하는 것을 용이하게 피할 수 있다.

특수 공구(61)가 공구 홀더(136)에 연결되면, 공구 선단 블록(66)이 플러그(148)에 접속된다. 공구 주축(121)의 에어 공급부(도시하지 않음)로부터의 에어가, 특수 공구(61)[섕크부(62), 배관(68) 및 공구 선단 블록(66)]를 통해, 공구 홀더(136)의 에어 통로(146)에 공급된다. 또한, 특수 공구(61)에 설치된 프로브(65)가, 도크(172)에 접촉하여 위치 결정된다.

도 11 및 도 13을 참조하여, 로봇 아암(31)을 도 11 중의 좌측 방향으로 이동시켜, 공구 홀더(136)에 보유 지지된 공구(150)를 파지부(36)에 의해 파지한다. 공구 홀더(136)는, 로봇 아암(31)에 의해 공구(150)가 파지된 타이밍에, 공구(150)를 언클램프한다.

이때, 도크(172)가 도면 중의 우측 방향으로 슬라이드 이동함으로써, 도크(172)의, 측면(137a)으로부터의 돌출 길이가 감소한다. 이에 의해, 프로브(65)가 도크(172)와 비접촉 상태로 되고, 센서부(63)에 있어서 공구(150)의 언클램프가 확인된다.

도 12 및 도 13을 참조하여, 로봇 아암(31)을 도 12 중의 우측 방향으로 이동시켜, 공구(150)를 공구 홀더(136)로부터 제거한다.

이때, 테이퍼면(138)에 있어서의 에어 통로(146)의 개구부가 해방되어, 공구 주축(121)으로부터 에어 통로(146)에 유입되어 있었던 에어가, 테이퍼면(138)과, 공구(150)의 섕크부(151)의 테이퍼면(152)의 간극에 공급된다. 이에 의해, 테이퍼면(138) 상에 칩이나 쿨런트 등의 이물질이 남는 것을 방지한다. 그 후, 공구 주축(121)의 에어 공급부(도시하지 않음)로부터 특수 공구(61)에의 에어 공급을 정지한다.

도 1, 도 12 및 도 13을 참조하여, 교환용의 공구(150´)를 파지한 로봇 아암(31)을 스토커 위치(31C)로부터 공구 교환 위치(31A)까지 이동시킨다. 공구 주축(121)의 에어 공급부(도시하지 않음)로부터 특수 공구(61)에의 에어 공급을 재개한다.

도 11 및 도 13을 참조하여, 로봇 아암(31)을 도 11 중의 좌측 방향으로 이동시켜, 교환용의 공구(150´)를 공구 홀더(136)에 삽입한다. 공구(150)의 제거 시와 마찬가지로, 에어 통로(146)를 흐르는 에어가, 테이퍼면(138)과, 공구(150´)의 섕크부(151)의 테이퍼면(152)의 간극에 공급된다.

공구 홀더(136)는, 로봇 아암(31)에 의해 공구(150´)가 삽입된 타이밍에, 공구(150´)를 클램프한다. 이때, 도크(172)가 도면 중의 좌측 방향으로 슬라이드 이동함으로써, 도크(172)의, 측면(137a)으로부터의 돌출 길이가 증대된다. 이에 의해, 프로브(65)가 도크(172)와 접촉 상태로 되고, 센서부(63)에 있어서 공구(150)의 클램프가 확인된다.

도 10 및 도 13을 참조하여, 로봇 아암(31)을 도 10 중의 우측 방향으로 이동시켜, 파지부(36)를 공구(150´)로부터 퇴피시킨다.

이상에서 설명한, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 공작 기계(100)의 구조에 대해 정리하여 설명하면, 본 실시 형태에 있어서의 공작 기계(100)는, 복수의 공구가 장착되는 공구대로서의 하부 공구대(131)와, 하부 공구대(131)에 설치되고, 하부 공구대(131)에 회전 공구가 장착된 경우에 회전 공구를 회전시키기 위한 모터(211)와, 하부 공구대(131)에 설치되고, 공구를 착탈 가능하게 보유 지지하는 공구 홀더(136)를 구비한다. 공구 홀더(136)는, 모터(211)에서 발생한 동력이 전달됨으로써, 공구를 클램프하는 클램프 상태와, 공구를 언클램프하는 언클램프 상태 사이에서 작동하는 클램프 기구부(26)를 갖는다.

이와 같이 구성된, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 공작 기계(100)에 따르면, 하부 공구대(131)에 장착된 회전 공구를 회전시키기 위한 모터(211)를 사용하여 클램프 기구부(26)를 작동시킨다. 이에 의해, 하부 공구대(131) 상의 공구 홀더(136)에 보유 지지된 공구를 자동적으로 클램프, 언클램프하기 위한 클램프 기구부(26)를 간이한 구성에 의해 설치할 수 있다.

이와 같이 구성된 공작 기계에 따르면, 공구 홀더 상에서 공구를 클램프, 언클램프하는 클램프 기구부가, 회전 공구를 회전시키기 위한 모터를 사용하여 작동되므로, 클램프 기구부를 간이한 구성에 의해 설치할 수 있다.

또한 바람직하게는, 공구 홀더는, 모터로부터 회전이 입력되는 클러치축과, 클러치축에 입력된 회전을 감속하는 감속 기구부와, 감속 기구부에 의해 감속된 회전을 직선 운동으로 변환하여 클램프 기구부에 전달하는 운동 변환 기구부를 더 갖는다.

이와 같이 구성된 공작 기계에 따르면, 모터로부터의 회전을, 클러치축, 감속 기구부 및 운동 변환 기구를 통해 클램프 기구부에 전달함으로써, 클램프 기구부를 작동시킬 수 있다.

또한 바람직하게는, 모터는, 클러치축이 결합되는 결합 홈이 형성되고, 감속 기구부를 향해 회전을 출력하는 로터축을 갖는다. 공구대는, 주위 방향으로 연장되고, 결합 홈에 연속되는 환상 홈이 형성되는 링 부재를 갖는다. 공구대에 장착된 복수의 공구의 선회 인덱싱 시, 클러치축은, 결합 홈 및 환상 홈의 사이를 이동 가능하게 설치된다. 운동 변환 기구부는, 모터로부터 클러치축에 입력된 회전이 180° 이상일 때에 클램프 기구부를 작동시킨다.

이와 같이 구성된 공작 기계에 따르면, 로터축을, 모터로부터 클러치축에 회전이 입력된 경우에 클램프 기구부가 작동하지 않는 범위에서 회전시킴으로써, 클램프 기구부에 의한 공구의 클램프 상태를 유지하면서, 결합 홈 및 환상 홈이 연속되도록 로터축을 위치 결정할 수 있다. 이에 의해, 클러치축이 결합 홈 및 환상 홈의 사이를 이동 가능하게 되어, 공구대에 장착된 복수의 공구의 선회 인덱싱이 가능해진다.

또한 바람직하게는, 감속 기구부는, 홈부가 형성되고, 운동 변환 기구부를 향해 회전을 출력하는 출력축을 포함한다. 운동 변환 기구부는, 홈부에 결합되는 키부를 갖고, 출력축으로부터 회전이 입력되는 회전 입력 부재를 포함한다. 키부와, 홈부의 홈벽 사이에는, 출력축의 회전 방향에 있어서 간극이 형성된다.

이와 같이 구성된 공작 기계에 따르면, 키부와, 홈부의 홈벽 사이에 간극이 형성됨으로써, 모터로부터 클러치축에 회전이 입력된 경우라도 클램프 기구부가 작동하지 않는 범위를 발생시킬 수 있다.

또한 바람직하게는, 모터로부터 클러치축에 입력되는 회전이 클램프 기구부를 작동시키지 않는 범위에 있어서의 출력축의 회전 각도를 θ로 하고, 감속 기구부의 감속비를 R(입력 회전수/출력 회전수)로 하였을 때, θ＞180°×1/R의 관계를 만족시킨다.

이와 같이 구성된 공작 기계에 따르면, 클램프 기구부가 작동하기 시작할 때의 모터로부터 클러치축에의 입력 각도를 180° 이상으로 설정할 수 있다.

또한 바람직하게는, 공작 기계는, 모터의 회전을 제어하는 제어부를 더 구비한다. 제어부는, 클램프 기구부를 작동시키는 경우의 모터의 상한 출력이, 회전 공구를 회전시키는 경우의 모터의 상한 출력보다도 작아지도록, 모터의 회전을 제어한다.

이와 같이 구성된 공작 기계에 따르면, 클램프 기구부의 작동 시에 감속 기구부에 과대한 토크가 작용하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 공구대에 장착된 공구의 ATC 기능을 구비하는 공작 기계에 적용된다.

금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아닌 것으로 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허 청구 범위에 의해 나타내어지고, 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims

복수의 공구가 장착되는 공구대와,
상기 공구대에 설치되고, 상기 공구대에 회전 공구가 장착된 경우에 회전 공구를 회전시키기 위한 모터와,
상기 공구대에 설치되고, 공구를 착탈 가능하게 보유 지지하는 공구 홀더를 구비하고,
상기 공구 홀더는, 상기 모터에서 발생한 동력이 전달됨으로써, 공구를 클램프하는 클램프 상태와, 공구를 언클램프하는 언클램프 상태 사이에서 작동하는 클램프 기구부를 갖고,
상기 공구 홀더는, 상기 모터로부터 회전이 입력되는 클러치축과, 상기 클러치축에 입력된 회전을 감속하는 감속 기구부와, 상기 감속 기구부에 의해 감속된 회전을 직선 운동으로 변환하여 상기 클램프 기구부에 전달하는 운동 변환 기구부를 더 갖고,
상기 모터는, 상기 클러치축이 결합되는 결합 홈이 형성되고, 상기 감속 기구부를 향해 회전을 출력하는 로터축을 갖고,
상기 공구대는, 주위 방향으로 연장되고, 상기 결합 홈에 연속되는 환상 홈이 형성되는 링 부재를 갖고, 상기 공구대에 장착된 복수의 공구의 선회 인덱싱 시, 상기 클러치축은, 상기 결합 홈 및 상기 환상 홈의 사이를 이동 가능하게 설치되고,
상기 운동 변환 기구부는, 상기 모터로부터 상기 클러치축에 입력된 회전이 180° 이상일 때에 상기 클램프 기구부를 작동시키는, 공작 기계.
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제1항에 있어서, 상기 감속 기구부는, 홈부가 형성되고, 상기 운동 변환 기구부를 향해 회전을 출력하는 출력축을 포함하고,
상기 운동 변환 기구부는, 상기 홈부에 결합되는 키부를 갖고, 상기 출력축으로부터 회전이 입력되는 회전 입력 부재를 포함하고,
상기 키부와, 상기 홈부의 홈벽 사이에는, 상기 출력축의 회전 방향에 있어서 간극이 형성되는, 공작 기계.
제4항에 있어서, 상기 모터로부터 상기 클러치축에 입력되는 회전이 상기 클램프 기구부를 작동시키지 않는 범위에 있어서의 상기 출력축의 회전 각도를 θ로 하고, 상기 감속 기구부의 감속비를 R(입력 회전수/출력 회전수)로 하였을 때, θ＞180°×1/R의 관계를 만족시키는, 공작 기계.
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 모터의 회전을 제어하는 제어부를 더 구비하고,
상기 제어부는, 상기 클램프 기구부를 작동시키는 경우의 상기 모터의 상한 출력이, 회전 공구를 회전시키는 경우의 상기 모터의 상한 출력보다도 작아지도록, 상기 모터의 회전을 제어하는, 공작 기계.