KR102602751B1

KR102602751B1 - 공작 기계

Info

Publication number: KR102602751B1
Application number: KR1020207023832A
Authority: KR
Inventors: 요슈케 고바야시
Original assignee: 시티즌 도케이 가부시키가이샤; 시티즌 마쉬나리 가부시키가이샤
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2023-11-15
Also published as: EP3778079A4; JP7195305B2; EP3778079A1; WO2019188220A1; CN111712343B; TW201941867A; JPWO2019188220A1; TWI768194B; CN111712343A; US20210008630A1; KR20200135943A

Abstract

주축(4)와, 주축(4)를 X 축 방향으로 이동시키는 주축 X 축 이동기구와, 공작물 W를 가공하는 절삭 공구(12)가 장착된 공구대(10)와, 공구대(10)를 X 축 방향으로 이동시키는 공구대 X 축 이동기구를 구비하고, 공구대(10)에 절삭 공구(12)를 선회시키는 선회기구를 설치한 공작 기계(1)에 있어서, 절삭 공구(12)를 원하는 회전 각도(α)로 회전 시켰을 때의 절삭 공구(12)의 X 축 방향 이동 거리(XA)를 산출하는 산출 수단(20)과, 이동 거리(XA)에 따라 절삭 공구(12)에 추종하여 주축(4)가 X 축 방향으로 이동하도록 주축 X 축 이동기구의 작동을 제어하는 제어 수단(20)을 구비하는 것을 특징으로 하는 공작 기계(1)

Description

공작 기계

본 발명은, 공작물을 절삭 공구에 의하여 가공하는 공작 기계에 관한 것이다.

종래, 공작물을 절삭 공구에 의하여 가공하는 공작 기계로서, 공작물 핸들링 장치에 의하여 파지된 공작물을 절삭 공구인 회전 공구에 의하여 가공하고, 회전 공구를 공작물에 대하여 선회시킴으로써 공작물에 대하여 경사 방향으로 가공을 할 수 있는 것이 알려져 있다 (예를 들면 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1] 일본특허공개 2009-107078 호 공보

주축에 파지된 공작물을 공구대에 장착된 절삭 공구를 선회시킴으로써 공작물에 대하여 경사진 방향으로 가공을 할 수 있는 소형 공작 기계를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

본 발명의 공작 기계는, 공작물을 파지하는 주축과, 상기 주축을 해당 주축의 축선에 평행한 Z 축 방향에 직교하는 X 축 방향으로 이동시키는 주축 X 축 이동기구와, 상기 공작물을 가공하는 절삭 공구가 장착된 공구대와, 상기 공구대를 X 축 방향으로 이동시키는 공구대 X 축 이동기구를 구비하고, 상기 공구대에 상기 절삭 공구를 회전시키는 회전기구를 설치한 기계이며, 상기 회전기구에 의하여 상기 절삭 공구를 원하는 회전 각도로 회전 시켰을 때의 상기 절삭 공구의 X 축 방향의 이동 거리를 산출하는 산출 수단과, 상기 산출 수단에 의하여 산출 된 상기 이동 거리에 대하여 상기 절삭 공구에 추종하여 상기 주축이 X 축 방향으로 이동하도록 상기 주축 X 축 이동기구의 작동을 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 공작 기계는, 상기 구성에 있어서, 상기 이동 거리에 대응한 상기 주축의 X 축 방향으로의 이동 시 상기 제어 수단이 상기 공구대를 X 축 방향으로 이동시키도록 상기 공구대 X 축 이동기구의 작동을 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명의 공작 기계는 상기 구성에 있어서, 상기 주축이 정면 주축에 대향하는 배면 주축이고, 상기 공구대에, 상기 정면 주축에 파지된 공작물을 가공하기 위한 정면측 절삭 공구가 상기 절삭 공구에 대하여 칼끝을 반대편으로 향하여 장착하고 있고, 상기 선회기구의 선회축이 상기 정면측 절삭 공구의 칼끝에 설정되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 산출 수단에 의하여 산출된 절삭 공구의 X 축 방향 이동 거리에 따라 절삭 공구에 추종하여 주축이 X 축 방향으로 이동하도록 주축 X 축 이동기구의 작동이 제어됨으로써, 공구대의 X 축 방향의 스트로크를 억제할 수 있고, 주축에 파지된 공작물을 경사 방향으로 가공할 수 있는 소형 공작 기계를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 공작 기계의 구성을 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 2 (a) ~ (c)는, 각각 후면 주축에 파지된 공작물을 공구대와 함께 선회시킨 절삭 공구에 의하여 가공하는 단계를 나타내는 설명도이다.
도 3 (a) ~ (d)는, 각각 후면 주축에 파지된 공작물을 공구대와 함께 보다 큰 선회각도로 선회시킨 절삭 공구에 의하여 가공하는 단계를 나타내는 설명도이다.
도 4는, 공구대의 선회각도에 따른 후면 주축과 공구대의 X 축 방향으로의 이동을 판단하기 위한 순서도이다.

본 발명의 일 실시예인 공작 기계(1)은, CNC 선반으로 구성된 것이며, 기대(2) 위에 배치된 정면 주축(3)과, 정면 주축(3)에 소정의 간격을 두고 대향하는 주축으로서의 배면 주축(4)를 구비하고 있다.

정면 주축(3)은 선단에 척(3a)를 구비하고, 척(3a)에 의하여 공작물(W)을 파지 할 수 있다. 정면 주축(3)은, 예를 들어 전기 모터 등의 구동원(미도시)에 의하여 회전 구동되고, 공작물 W와 함께 회전한다.

배면 주축(4)는 선단에 척(4a)을 구비하고, 정면 주축(3)에서 가공된 공작물 W를 받아, 척(4a)으로 파지 할 수 있다. 배면 주축(4)는, 예를 들어 전기 모터 등의 구동원(미도시)에 의하여 회전 구동되어, 공작물 W와 함께 회전한다.

정면 주축(3)의 전방에 소정의 간격을 두고 가이드 부시(5)가 설치되어 있다. 가이드 부시(5)는 정면 주축(3)과 동축으로 배치되어 기대(2)에 고정되어 있고, 정면 주축(3)에 파지되어 있는 공작물 W의 선단 측의 부분을 회전 가능하게 지지한다.

정면 주축(3)이 배치되는 정면 주축대(6)는 정면 주축(3)의 축선에 평행한 Z 축 방향을 따라 배치된 Z 축 가이드 레일(6a)를 통하여 기대(2)에 탑재되어 있다. 정면 주축대(6)과 기대(2) 사이에는 볼 스크류 및 전기 모터 등을 갖춘 구동기구(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 정면 주축대(6)은 구동기구에 의하여 구동되어, Z 축 가이드 레일(6a)을 따라서 Z 축 방향으로 이동할 수 있다. 정면 주축대(6)가 Z 축 방향으로 이동하여 정면 주축(3)의 Z 축 방향의 위치가 변경된다.

배면 주축(4)이 배치되는 배면 주축대(7)은 배면 주축(4)의 축선에 평행한 Z 축 방향을 따라 배치된 Z 축 가이드 레일(7a)를 통하여 기대(2)에 탑재되어 있다. 배면 주축대(7)과 기대(2) 사이에는 볼 스크류 및 전기 모터 등을 갖춘 구동기구(미도시)가 설치되어 있고, 배면 주축대(7)은 구동기구에 의하여 구동되어 Z 축 가이드 레일(7a)을 따라서 Z 축 방향으로 이동할 수 있다. 배면 주축대(7)이 Z 축 방향으로 이동하여 배면 주축(4)의 Z 축 방향의 위치가 변경된다.

배면 주축(4)는, Z 축 방향에 직교하는 X 축 방향을 따라 배치된 X 축 가이드 레일(7b)을 통하여 배면 주축대(7)에 탑재되어 있다. 배면 주축(4)와 배면 주축대(7) 사이에는 볼 스크류 및 전기 모터 등을 갖춘 구동기구(미도시)가 설치되어 있고, 배면 주축(4)는 구동기구에 의하여 구동되어 X 축 가이드 레일(7b)을 따라서 X 축 방향으로 이동하여 X 축 방향의 위치가 변경된다. 즉, 본 실시 예에서는, X 축 가이드 레일(7b)와 구동기구에 의하여, 배면주축(4)를 X 축 방향으로 이동시키는 주축 X 축 이동기구가 구성되어 있다.

공작 기계(1)는 공구대(10)을 구비하고 있다. 공구대(10)는 장착부(10a)를 구비하고, 장착부(10a)에는, 정면 주축(3)에 파지된 공작물 W를 가공하기 위한 정면측 절삭 공구(11)과, 배면 주축(4)에 파지된 공작물 W를 가공하기 위한 절삭 공구로서 배면측 절삭공구(12)가 장착되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 정면측 절삭 공구(11)과 배면측 절삭 공구(12)는, 각각 도시하지 않은 전기 모터 등의 구동원에 의하여 회전 구동되는 드릴 등의 회전 절삭 공구(회전 공구)로 되어 있다. 정면측 절삭 공구(11)과 배면측 절삭 공구(12)는, 서로 칼끝(축 방향의 선단)을 반대측으로 향하여 장착부(10a)에 장착되어 있다.

공구대(10)은 이동대(13)에 탑재되어 있다. 이동대(13)는 X 축 방향을 따라 배치된 X 축 가이드 레일(13a)를 통하여 기대(2)에 탑재되어 있다. 이동대(13)와 기대(2) 사이에는 볼 스크류 및 전기 모터 등을 갖춘 구동기구 (도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이동대(13)는 구동기구에 의하여 구동되어 X 축 가이드 레일(13a)을 따라 X 축 방향으로 이동할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 X 축 가이드 레일(13a)와 구동기구에 의하여, 공구대(10)을 X 축 방향으로 이동시키는 공구대 X 축 이동기구가 구성되어 있다. 이동대(13)가 X 축 방향으로 이동하여 공구대(10) 내지 정면측 절삭 공구(11) 및 배면측 절삭 공구(12)의 X 축 방향의 위치가 변경된다.

공구대(10)는 장착부(10a)의 단부로부터 수평 방향으로 연장되는 암부(10b)를 구비하고, 암부(10b)에 있어서 이동대(13)에 선회 가능하게 지지되어 있다. 공구대(10)와 이동대(13) 사이에는 전기 모터와 감속기 등을 갖춘 구동기구(미도시)가 설치되어 있으며, 공구대(10)는 구동기구에 의하여 회전 구동되는 것으로, 이동대(13)에 대하여 Z 축 방향 및 X 축 방향에 수직인 회전축(14)을 중심으로 회전 할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는, 선회축(14)과 구동기구에 의하여, 선회축(14)을 중심으로 하여 공구대(10)와 함께 정면측 절삭 공구(11) 및 배면측 절삭 공구(12)를 B축 선회시키는 선회기구가 구성되어 있다. 공구대(10)이 선회축(14)을 중심으로 선회하여, 정면측 절삭 공구 (11) 및 배면 절삭 공구(12)가 공작물 W에 대하여 이루는 경사 각도가 변경된다.

여기서, 정면측 절삭 공구(11) 및 배면측 절삭 공구(12)가 공작물 W에 대하여 이루는 경사 각도는, 공작물 W의 축선 방향, 즉 Z 축 방향에 대하여 정면측 절삭 공구 (11) 및 배면측 절삭 공구(12)의 축 방향이 이루는 각도이고, 공구대(10)의 선회 각도 α와 동일한 각도로 한다.

본 실시예에서는, 정면측 절삭 공구(11)는 회전축(14)의 축선상에 칼끝이 위치하도록 장착되어 있다. 이것에 의하여, 정면 주축(3)에 파지되어 있는 공작물 W에 대한 정면측 절삭 공구(11)의 경사 각도를 정면측 절삭 공구(11)의 칼끝의 X 축 방향의 위치를 변경하지 않고 변경하는 것을 가능하게 하여, 정면 주축(3)에 파지된 공작물 W를 가공하는 경우의 정면측 절삭 공구(11)의 선회 내지 이동 제어를 용이하게 행할 수 있도록 할 수 있다.

공작 기계(1)는, 제어수단으로서의 제어부(20)를 구비하고 있다. 제어부(20)는, 예를 들면 CPU (중앙연산처리장치) 나 메모리 등의 기억 수단을 구비한 마이크로 컴퓨터로 구성할 수 있다. 정면 주축(3)을 회전 구동하는 구동기구, 배면 주축(4)를 회전 구동하는 구동기구, 정면 주축(3)을 Z 축 방향으로 구동하는 구동기구, 배면 주축(4)를 Z 축 방향으로 구동하는 구동기구, 배면 주축(4)를 X 축 방향으로 구동하는 구동기구, 공구대(10)를 선회시키는 구동기구 및 전면측 절삭 공구(11)과 배면측 절삭 공구(12)를 회전 구동하는 구동원 등은, 각각 제어부(20)로 제어된다.

제어부(20)에는, 공구대(10)의 선회 각도 등의 다양한 가공 조건을 입력하는 입력부(30)가 연결되어 있다. 제어부(20)는, 입력부(30)에 입력된 가공 조건에 따라, 상기의 각 기구 등을 CNC 기능을 이용하면서 통합 제어하여, 정면측 절삭 공구(11) 내지 배면측 절삭 공구(12)에 의한 공작물 W의 가공을 수행한다.

제어부 (20)는 산출 수단으로서의 기능을 가지고 있고, 배면 주축(4)에 파지된 공작물 W에 대하여 배면측 절삭 공구(12)에 의한 가공을 할 경우에 있어서, 입력부(30)에 공구대(10)의 선회 각도 α가 입력된 때에, 공구대(10)의 선회 각도 α에 대응한 배면 절삭 공구(12)의 칼끝의 X 축 방향의 기준 위치 P에 대한 X 축 방향으로의 이동 거리 XA를 산출한다.

여기서, 도 1에 도시한 바와 같이, 배면측 절삭 공구(12)의 칼끝의 X 축 방향의 기준 위치 (P)는, 배면 주축(4)에 파지된 공작물 W의 피 가공 부위에 대응한 소정의 X 축 방향 위치로 되어 있고, 도 1에 있어서는, 기준 위치(P)는 Z 축 방향으로 평행한 선으로 표시되어 있다.

또한, 본 실시예에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기준 위치 (P)는 정면 주축(3) 내지 배면 주축(4) 축선에 X 축 방향으로 어긋난 위치로 되어 있으나, 기준 위치 (P)를 정면 주축(3) 내지 배면 주축(4)의 축선에 일치하는 위치로 하는 등, 공작물 W의 가공 위치에 대응하여 기준 위치(P)의 X 축 방향의 위치를 적절히 변경할 수 있다.

제어부(20)에 의하여 산출되는 이동 거리 XA는, 도 1에 도시한 바와 같이, 배면측 절삭 공구(12)의 칼끝이 기준 위치 P보다도 도 1에 있어서 상측으로 위치하도록 공구대(10)를 입력부(30)에 입력된 원하는 선회각도 α로 선회시킨다고 가정(도 1에서 이점 쇄선으로 표시)할 때, 배면 절삭 공구(12)의 날끝(선단)과 기준 위치 P 사이에 발생하는 X 축 방향의 거리이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이동대(13)은, 선회 각도 α가 0도로 되는 배면측 절삭 공구(12)의 칼끝이 기준 위치 (P)에 있는 경우에, 제어부(20)에 있어서, 이동 거리 XA를, 예를 들면, 미리 제어부(20)에 입력된 선회축(14)으로부터 배면측 절삭 공구(12)의 칼끝까지의 거리 x와 선회각도 α으로부터, XA = x ㅇ sinα로 산출 할 수 있다.

제어부(20)는, 상기와 같이 산출한 이동 거리 XA만큼, 원하는 회전각 α로 선회시킨 배면 절삭 공구(12)의 칼끝의 X 축 방향 위치가 기준 위치 P에 위치하도록 주축 X 축 이동기구 및 상기 공구대 X 축 이동기구의 작동, 즉 공구대(10) 및 배면 주축(4)의 X 축 방향으로의 이동을 제어한다.

다음은 공작 기계(1)을 이용한 공작물 W의 가공의 실시에 대하여 설명한다.

정면 주축(3)에 파지된 공작물 W을 Z 축 방향에 대하여 소정 각도로 경사진 방향으로 정면측 절삭 공구(11)에 의하여 가공을 할 경우에는, 입력부(30)에 원하는 회전 각도를 입력 하면, 공구대(10)가 선회하여 정면측 절삭 공구(11)이 Z 축 방향에 대하여 희망하는 회전 각도만큼 경사진 방향으로 향하고, 정면측 절삭 공구(11)가 상기 선회 각도를 유지한 채 정면 주축(3)에 파지되어 있는 공작물 W에 접근하도록 정면 주축(3)의 이동과 공구대(10)의 이동이 제어되며, 정면 주축(3)에 파지된 공작물 W에 정면측 절삭 공구(11)가 눌러 맞춰져 공작물 W에 Z 축 방향에 대하여 경사진 방향의 구멍 가공 등이 행하여진다.

한편, 배면 주축(4)에 파지된 공작물 W에 대하여 원하는 경사 각도로 경사하는 배면측 절삭 공구(12)에 의하여 가공을 할 경우에는, 제어부 (20)는 도 2, 도 3에 도시한 공정을 수행하도록 도 4에 도시한 순서도에 기초한 제어를 수행하고, 배면측 절삭 공구(12)에 의한 공작물 W의 가공을 수행한다.

먼저, 공작물 W에 대하여 배면측 절삭 공구(12)를 원하는 경사 각도로 경사시킨 상태에서 가공을 행하는 경우, 도 4의 단계 S1과 같이 입력부(30)에 대하여 당해 경사 각도에 대응하는 공구대(10)의 선회 각도 α가 설정되고 입력되면, 단계 S2에서 산출 수단으로서의 기능을 구비하는 제어부(20)에 의하여, 공구대(10)의 선회 각도 α에 대응한 배면측 절삭 공구(12)의 칼끝의 기준 위치 P에 대한 X 축 방향으로의 이동 거리 XA가 산출된다.

다음으로, 도 4의 단계 S3에 도시한 바와 같이, 제어부 (20)는, 산출한 이동 거리 XA를, 공구대(10)의 X 축 방향으로 이동 가능한 최대 거리 XM과 비교한다.

여기에서, 공구대(10)의 X 축 방향으로 이동 가능한 최대 거리 XM은, 도 1과 같이, 공구대(10)가 배면측 절삭 공구(12)의 칼끝의 이동 거리 XA가 산출된 때의 위치를 기점으로 하여 기준 위치 P로부터 이격되는 방향을 향하여 이동기구 상에서 이동할 수 있는 최대 거리이다. 도 1의 경우에는, 최대 거리 XM은, 공구대(10)의 초기 위치(선회 각도 α가 0도이고, 배면측 절삭 공구(12)의 칼끝이 기준 위치 P에 있을 때의 위치)에서 X 축 가이드 레일(13a)의 도면 중 아래 측의 스트로크 단까지의 X 축 방향에 따른 거리이다.

단계 S3에서 제어부(20)에 의하여 산출된 이동 거리 XA가 공구대(10)의 X 축 방향으로 이동 가능한 최대 거리 XM 이하라고 판단되면, 단계 S4에 있어서, 도 2 (a)에 도시한 바와 같이, 제어부(20)는, 공구대(10)를 이동 거리 XA 정도로 X 축 방향으로 이동시킨 후, 도 2 (b)에 나타낸 바와 같이, 공구대(10)을 선회 각도 α가 되도록 회전축 (14)을 중심으로 선회시킨다. 공구대(10)의 선회 각도 α가 되면 배면측 절삭 공구(12)의 칼끝의 X 축 방향 위치가 기준 위치 P에 위치한다.

상기 일련의 순서에 의하여 배면측 절삭 공구(12)의 칼끝의 X 축 방향 위치를 기준 위치 P 상에 일치시킬 수 있기 때문에, 도 2 (c)에 도시한 바와 같이, 제어부(20)는 배면 주축(4)를 Z 축 방향으로 이동시키고, 배면측 절삭 공구(12)를 회전시켜 해당 선회 각도 α를 유지한 채 공작물 W의 가공을 실시함으로, 공작물(W)에 Z 축 방향에 대하여 선회 각도 α만큼 기울어진 방향의 구멍 가공을 할 수 있다.

이와 같이, 입력부(30)에 입력되는 공구대(10)의 선회 각도 α가 소정 값 이하인 경우에는, 제어부(20)에 의하여 산출되는 이동 거리 XA가 공구대(10)의 최대 거리 XM 이하로 되기 때문에, 배면 주축(4)를 정면 주축(3)과 동축 상에 대향하는 위치에 유지하면서 공구대(10)만을 X 축 방향으로 이동시켜 배면측 절삭 공구(12)에 의한 공작물 W의 가공을 할 수 있다.

한편, 입력부(30)에 입력되는 공구대(10)의 선회 각도 α가 소정 값보다 큰 경우에는, 단계 S3에 있어서, 제어부 (20)에 의하여 산출된 이동 거리 XA가 공구대(10)의 초기 위치로부터 X 축 방향으로 이동 가능한 최대 거리 XM보다도 크다고 판단된다.

이 경우, 단계 S5에 있어서, 도 3 (a)에 도시한 바와 같이, 제어부 (20)는, 공구대(10)를 최대 거리 XM 만큼 X 축 방향 (도 3에서 아래쪽)으로 이동시킨 후, 도 3 (b)에 도시한 바와 같이, 배면 주축(4)을 공구대(10)의 X 축 이동 방향과는 반대 방향을 향하여 이동 거리 XA - 최대 거리 XM에서 산출되는 거리만큼 이동시킨다. 즉, 제어부(20)에 의하여 산출된 이동 거리 XA가 공구대(10)의 이동 가능한 최대 거리 XM을 초과하는 경우에는, 공구대(10)를 최대 거리 XM 만큼 X 축 방향으로 이동시키는 것과 동시에, 공구대(10)의 이동 가능한 최대 거리 XM을 넘는 부족분의 거리만큼 배면주축(4)을 공구대(10)와는 반대 방향으로 향하여 이동시킨다.

공구대(10) 및 배면 주축(4)을 상기와 같이 X 축 방향으로 이동시킨 후, 도 3 (c)에 도시한 바와 같이, 제어부(20)는, 공구대(10)을 선회 각도 α가 되도록 선회축(14)을 중심으로 선회시킨다. 공구대(10)의 선회 각도 α가 되면, 배면측 절삭 공구(12)의 칼끝의 X 축 방향 위치가 기준 위치 P 상에 위치한다.

상기 일련의 순서에 따라 배면측 절삭 공구(12)의 칼끝의 X 축 방향 위치를 기준 위치 P 상에 일치시킬 수 있기 때문에, 도 3 (d)에 도시한 바와 같이, 후면 주축(4)를 Z 축 방향으로 이동시켜 배면측 절삭 공구 (12)를 회전시킴과 동시에 해당 선회 각도 α를 유지한 채 공작물 W의 가공을 실시함으로, 공작물 W에 Z 축 방향에 대하여 선회 각도 α만큼 기울어진 방향의 구멍 가공 등을 할 수 있다.

이와 같이, 입력부(30)에 입력되는 공구대(10)의 선회 각도 α가 소정 값보다 큰 경우에는, 제어부(20)에 의하여 산출되는 이동 거리 XA가 공구대(10)의 최대 거리 XM보다 커지지만, 공구대(10)을 X 축 방향으로 최대 거리 XM만큼 이동시키고, 이동 거리 XA 중 공구대(10)의 최대 거리 XM의 이동으로는 부족한 이동 분에 대해서는 배면 주축(4)을 공구대(10)와는 반대 방향으로 이동시키는 것에 의하여 보충 할 수 있다. 따라서, 공구대(10)의 X 축 방향의 이동만으로는 가공 할 수 없는 큰 경사 각도로 배면측 절삭 공구(12)를 기울어 지도록 하여도 가공 할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예의 공작 기계(1)에 의하면, 공구대(10)과 배면 주축(4)을 협력하여 X 축 방향으로 이동시키는 제어를 실시하는 것으로, 공구대(10)의 X 축 방향으로의 이동 스트로크를 증가시키지 않고, 공구대(10)의 선회 각도 α가 소정 값보다 큰 경우에도 공작물 W의 가공을 할 수 있다. 따라서, 배면 주축(4)에 파지된 공작물 W를 공구대(10)에 장착된 배면측 절삭 공구(12)에 의하여 가공할 때 선회축(14)을 중심으로 하여 공구대(10)를 선회시킴으로써 Z 축 방향에 대하여 경사지는 여러 방향에서 공작물 W의 가공을 할 수 있도록 한 공작 기계(1)에 있어서, 공구대(10)의 선회 각도 α에 관계없이, 공구대(10)의 X 축 방향의 스트로크를 억제하면서 경사 방향에서 공작물 W 가공을 할 수 있도록 하여, 이 공작 기계(1)을 소형화 할 수 있다.

또한, 입력부(30)에 입력된 회전각 α에 기초하여, 공구대(10)을 선회 각도 α가 되도록 선회시킨 때에 배면측 절삭 공구(12)의 칼끝과 공작물 W의 피 가공 부위와의 사이에 발생하는 X 축 방향 이동 거리 XA를 산출하고, 당해 산출 결과에 대응하여 공구대(10) 및 배면 주축(4)를 X 축 방향의 어느 위치까지 이동시키는지를 미리 결정할 수 있으므로, 공구대(10) 및 배면 주축(4)의 이동제어를 용이하게 할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.

예를 들어, 상기 실시예에 있어서는, 공작 기계(1)에는, 회전축(14)을 중심으로 하여 선회하는 공구대(10) 만이 설치되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 공구대(10)과는 별도의 다른 공구대를 구비하고, 당해 다른 공구대에 장착된 절삭 공구에 의하여도 공작물 W의 가공을 할 수 있는 구성으로 할 수도 있다.

상기 실시예에 있어서는, 공작 기계(1)는, 정면 주축(3)과 배면 주축(4)와 한 쌍의 주축을 구비하는 것으로 되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 하나의 주축만을 구비 한 구성으로 할 수도 있다.

상기 실시예에서, 정면측 절삭 공구(11) 및 배면측 절삭 공구(12)는, 각각 회전 절삭 공구로 되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 예를 들면 엔드 밀 등 다른 절삭 공구이어도 좋다.

상기 실시예에서, 선회축(14)은, 그 축선이 정면측 절삭 공구(11)의 칼끝을 통과하는 위치에 설정되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 공구대(10)가 선회할 때에 배면측 절삭 공구(12)의 칼끝의 X 축 방향의 위치가 변화하면, 그 위치는 다양한 변경이 가능하다.

1 공작 기계
2 기대
3 정면 주축
3a 척
4 배면 주축
4a 척
5 가이드 부시
6 배면 주축대
6a Z 축 가이드 레일
7 배면 주축대
7a Z 축 가이드 레일
7b X 축 가이드 레일
10 공구대
10a 장착부
10b 암부
11 정면측 절삭 공구
12 배면측 절삭 공구 (절삭 공구)
13 이동대
13a X 축 가이드 레일
14 선회축
20 제어부 (제어 수단, 산출 수단)
30 입력부
W 공작물
α 선회 각도
P 기준 위치
XA 이동 거리
XM 최대 거리

Claims

공작물을 파지하는 주축과,
상기 주축을 이 주축의 축선에 평행한 Z 축 방향으로 직교하는 X 축 방향으로 이동시키는 주축 X 축 이동기구와,
상기 공작물을 가공하는 절삭 공구가 장착된 공구대와,
상기 공구대를 X 축 방향으로 이동시키는 공구대 X 축 이동기구를 구비하고,
상기 공구대에 상기 절삭 공구를 선회시키는 선회기구를 설치한 기계에 있어서,
상기 선회기구에 의하여 상기 절삭 공구를 원하는 선회 각도로 회전 시켰을 때의 상기 절삭 공구의 X 축 방향의 이동 거리를 산출하는 산출 수단과,
상기 산출 수단에 의하여 산출된 상기 이동 거리에 따라 상기 절삭 공구에 추종하여 상기 주축이 X 축 방향으로 이동하도록 상기 주축 X 축 이동기구의 작동을 제어하는 제어 수단을 포함하고,
상기 제어 수단은,
상기 산출 수단에 의하여 산출된 이동거리 XA가 상기 공구대의 X 축 방향으로의 최대 거리 XM보다 큰 경우에, 상기 공구대를 X 축 방향으로 거리 XM만 이동하고, 상기 주축을 X 축 방향으로 거리(XA-XM)만 이동한 후에 상기 절삭 공구를 선회시키도록 상기 주축 X 축 이동기구, 상기 공구대 X 축 이동기구 및 상기 선회기구의 작동을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
청구항 1에 있어서,
상기 이동 거리 XA에 따라 상기 주축의 X 축 방향으로의 이동 시 상기 제어 수단이 상기 공구대를 X 축 방향으로 이동 시키도록 상기 공구대 X 축 이동기구의 작동을 제어하는 공작 기계.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 주축이 정면 주축에 대향하는 배면 주축이며,
상기 공구대에, 상기 정면 주축에 파지된 가공물을 가공하기 위한 정면측 절삭 공구가 상기 절삭 공구에 대하여 칼끝을 반대 방향으로 향하여 장착되어 있으며,
상기 선회기구의 선회축이 상기 정면측 절삭 공구의 칼끝에 설정되어 있는 공작 기계.