KR20000057014A - 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치와 스핀들 위치 교환방법 - Google Patents

스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치와 스핀들 위치 교환방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치는, 베드상에 제공되며 수평방향으로 가동하는 종방향 테이블과, 종방향 테이블상에 배치되고 이에 직교하는 방향으로 가동하는 횡방향 테이블과, 횡방향 테이블상에 직립하고 수평면내에서 회전가능한 칼럼과, 칼럼을 따라 수직하게 가동하는 제 1 스핀들 헤드와, 제 1 스핀들 헤드의 위치와 다른 위치(제 1 스핀들 헤드의 위치에 대해 180°이격된 위치 또는 그에 반대되는 위치)에 배치되고, 제 1 스핀들 헤드에 독립적으로 칼럼을 따라 수직하게 가동하는 제 2 스핀들 헤드와, 제 1 스핀들 헤드 및 제 2 스핀들 헤드에 각기 부착된 제 1 주 스핀들 및 제 2 주 스핀들과, 제 2 주 스핀들내의 공구를 교환하는 공구 교환 아암과, 많은 공구를 수납하기 위해 칼럼의 상부 위치상에 장착된 공구 매가진을 포함한다. 이 가공 장치와, 가공 장치내에서 스핀들 위치를 교환하는 방법은 주 스핀들의 회전을 멈추는 동안 공구를 교환하는데 걸리는 시간을 삭감한다.

Description

스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치와 스핀들 위치 교환 방법{MACHINING DEVICE EQUIPPED WITH SPINDLE POSITION INTERCHANGER AND METHOD FOR INTERCHANGING SPINDLE POSITIONS}
본 발명은 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치와, 스핀들 위치 교환 방법에 관한 것이다.
종래의 가공 장치의 일 예가 도 8과 도9에 대략 도시된다. 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이, 이 가공 장치는 베드(01)상에 설치되고, 수평방향으로 이동가능한 종방향 테이블(02)과 직교하는 방향으로 이동가능한 횡방향 테이블(03)과, 이 횡방향 테이블(03)상에 설치된 칼럼(04)과, 이 칼럼(04)을 따라 상하 이동가능한 주 스핀들 헤드(05)와, 이 주 스핀들 헤드(05)에 부착된 주 스핀들(06)과, 이 주 스핀들(06)내의 공구(070)를 교환하는 공구 교환 칼럼(08)과, 다수의 공구(09)를 수용하고 있는 공구 매가진(010)을 포함한다. 도 9에서, 참조부호(031)는 베드용 베이스판을, 참조부호(032)는 볼 스크류와 지지 베어링을, 참조부호(033)는 X-축 슬라이드 커버를, 참조부호(034)는 Z-축 후방 슬라이드 커버를, 참조부호(035)는 스핀들과 모터를, 참조부호(036)는 ATC 모터를, 참조부호(037)는 스트러트를, 참조부호(038)는 제어 패널을 나타낸다.
전술한 종래의 가공 장치는 주 스핀들(06)과, 이에 대응하는 공구 교환 아암(08)과, 공구(09)를 저장하는 매가진(010)을 가진다. 따라서, 이 가공 장치는 주 스핀들(06)내의 공구(07)를 공구 매가진(010)내의 공구(09)로 공구 교환 아암(08)을 사용하여 교환하면서, 여러 가지 가공을 차례로 수행할 수 있다. 이러한 공구 교환은 스핀들 헤드(05)를 소정의 공구 교환 위치로 이동하고, 주 스핀들(06)의 회전을 멈추고, 주 스핀들(06)내의 공구(07)와 공구 매가진(010)내의 공구(09)를 모두 파지하고, 공구 교환 아암(08)을 선회시킴으로써 수행된다. 이 공구 교환이 완료된 후, 주 스핀들(06)이 재가동된다. 주 스핀들(06)이 소정의 회전속도에 도달할 때까지 기다린 후 차후 가공 동작이 수행된다.
공구 교환과 관련하여, 주 스핀들(06)에 대해 이하의 작동 즉, ① 주 스핀들(06)의 정지(감속), ② 주 스핀들(06)내의 공구(07)로부터 공구 매가진(010)내에서 선택된 공구(09)로 교환, ③ 공구 교환후 주 스핀들(06)의 재가동(가속)이 일어난다. 이들 작동에 필요한 시간은 순차적으로 가산된다.
양산 가공라인에 있어서 고능률화와 생산성 향상을 도모하기 위해서 각각의 동작 시간을 단축하는 방법이 검토되어 오고 있지만, 주 스핀들이 1 개의 장소에 있기 때문에, 고속으로 회전하는 주 스핀들을 정지할 필요가 있다. 따라서 공구 교환에 필요한 시간의 단축화가 곤란하였다. 특히, 공구 교환 빈도가 클 때, 이 공구 교환 시간이 축적되어 생산 효율의 저하가 발생한다. 가공 시간을 단축하기 위해서, 가능한 한 빨리 주 스핀들을 회전시키는 것이 필요하다. 그러나, 감속 및 가속에 필요한 시간이 길어지기 때문에 공구 교환 시간 단축 요구를 충족할 수 없다.
이 때문에, 종래의 가공 장치에 있어서, 도 10에 도시한 바와 같이, 가공측에 2개의 주 스핀들을 사용하고 이들 주 스핀들을 개별적으로 제어 및 이동시키는 것이 제안되어 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 이 가공 장치는 이송 모터(021, 022)에 의해 칼럼(023, 024)을 따라 상하이동가능한 2개의 스핀들 헤드(025, 026)를 가지며, 스핀들 헤드(025, 026)에 설치된 주 스핀들(027, 028)을 가진다. 공구 매가진(029)은 주 스핀들(027, 028)에 공통되며, 공구 매가진(029)의 인덱싱과 전후운동에 의해서 각각의 공구를 교환하도록 되어 있다. 피가공물이 테이블(030)상에 장착된다.
이러한 가공 장치에 있어서, 공구를 교환하는 경우, 가공측에 2개의 주 스핀들이 설치되어 있기 때문에, 공구 교환시의 공구의 운동이 피가공물과 간섭을 일으켜 공구 교환의 타이밍을 제한한다. 게다가, 이들 스핀들 헤드(025, 026)가 각기 칼럼(023, 024)용으로 제공되기 때문에, 가공 장치 전체가 대형화되며, 장치의 설치 면적이 커진다. 또한, 2개의 주 스핀들 사이의 거리가 피가공물에 대한, 유효 이동거리를 감소시킨다.
본 발명은 종래 기술의 전술한 문제점을 해결하고자 한다.
본 발명의 제 1 특징에 따르면, 종방향 및 횡방향으로 수평하게 이동하는 가동 칼럼상에 수직방향으로 가동하도록 장착된 스핀들 헤드를 갖는, 스핀들 위치 교환기를 구비한 가공 장치에 있어서, 선회 축을 중심으로 회전가능하게 스핀들 헤드에 제공된 터릿 유니트와, 상기 터릿 유니트상에 제공된 복수개의 주 스핀들로서, 이들의 위치는 선회 축을 중심으로 선회함으로써 교환가능한, 복수개의 주 스핀들과, 상기 각각의 주 스핀들에 결합된 스핀들 구동 모터와, 비가공 위치에 배치된 주 스핀들에 대해서 공구 교환을 수행하는 공구 교환기를 포함하는 가공 장치를 제공한다. 따라서, 스핀들 위치 교환을 인덱싱하는 동안에도, 주 스핀들내의 공구가 회전을 계속할 수 있다. 따라서, 어떤 주 스핀들을 사용하여 가공하는 동안, 또 다른 주 스핀들내의 공구가 미리 회전될 수 있어서, 주 스핀들에 대한 인덱싱 후 즉시 가공될 수 있다. 결과적으로, 비 절삭 시간이 감소될 수 있으며, 가공 시간 싸이클이 단축될 수 있어서 가공 장치당 생산효율이 향상된다. 종래의 가공 장치의 수와 같은 수의 본 발명의 가공 장치를 사용하면 가능한 한 생산효율을 증대할 수 있다. 동일량의 피가공물이 가공될 때, 본 발명의 가공 장치를 사용하면 가공 장치의 소망 개수를 줄일 수 있다.
본 발명의 제 2 특징에 따르면, 스핀들 위치 교환기를 구비한 가공 장치에서 스핀들 위치를 교환하는 방법으로서, 상기 가공 장치가 스핀들 구동 모터에 결합된 둘 또는 그 이상의 주 스핀들과, 선회축을 중심으로 회전함으로써 둘 또는 그 이상의 주 스핀들의 위치를 교환하는 스핀들 위치 교환기와 적어도 하나의 주 스핀들에 대해서 공구를 교환하는 공구 교환기를 갖는, 스핀들 위치 교환 방법에 있어서, 상기 주 스핀들중 하나를 사용하여 가공을 수행하는 동안 상기 주 스핀들의 다른 하나에 장착된 공구를 교환하는 단계와, 상기 다른 주 스핀들의 회전을 개시하는 단계와, 상기 선회 축을 중심으로 회전시킴으로써 상기 하나의 주 스핀들과 상기 다른 하나의 주 스핀들의 위치를 교환하는 단계를 포함하는, 스핀들 위치 교환 방법이 제공된다. 게다가, 스핀들 위치 교환 후 다른 주 스핀들내 공구를 사용함으로써 가공이 즉시 기동된다. 따라서, 종래 기술에 비해 주 스핀들의 회전을 멈추는 동안의 공구 교환 시간이 불필요하다. 또한, 현재 가공을 위해서 사용중인 공구를 대체할 수 있는 공구를 갖는 주 스핀들의 회전 속도가 스핀들 위치 교환 전에 소정 회전 속도로 증가하면, 스핀들 위치 교환 후 가공이 즉시 시작될 수 있어서 비가공 시간이 현저히 단축될 수 있다.
본 발명의 제 3 특징에 따르면, 제 2 특징에 개시된 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치에서 스핀들 위치를 교환하는 방법에 있어서, 공구가 교환될 때 가공중의 주 스핀들 중 하나가 다른 주 스핀들과 간섭하지 않도록 제공되는 교환 방법에 제공된다. 따라서, 공구 교환은, 가공이 수행되는 측과 반대 측에서 수행될 수 있다. 공구 교환과 관련된 작동과 피가공물 사이의 간섭이 없기 때문에 교환 타이밍이 제한되지 않는다.
본 발명의 제 4 특징에 따르면, 제 2 특징 또는 제 3 특징에 개시된 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치에서 스핀들 위치를 교환하는 방법에 있어서, 상기 스핀들 위치 교환기는 수직한 선회 축을 중심으로 둘 또는 그 이상의 주 스핀들을 회전시킴으로써 둘 또는 그 이상의 주 스핀들의 위치를 교환하는 스핀들 위치 교환 방법이 제공된다. 따라서, 주 스핀들의 위치를 교환하기 쉬우며, 선회 공간이 좁고, 공간이 절약될 수 있다.
본 발명의 제 5 특징에 따르면, 제 2 특징 또는 제 3 특징에 개시된 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치에서 스핀들 위치를 교환하는 방법에 있어서, 상기 스핀들 위치 교환기는 수평한 선회 축을 중심으로 둘 또는 그 이상의 주 스핀들을 회전시킴으로써 둘 또는 그 이상의 주 스핀들의 위치를 교환하는 스핀들 위치 교환 방법이 제공된다. 따라서, 주 스핀들의 위치는 쉽게 교환될 수 있다.
본 발명의 제 6 특징에 따르면, 제 4 특징 또는 제 5 특징에 개시된 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치에서 스핀들 위치를 교환하는 방법에 있어서, 상기 주 스핀들은 선회 축에 수직하거나 수평한 스핀들 위치 교환 방법이 제공된다. 따라서, 주 스핀들을 배열하기 쉽다.
본 발명의 제 7 특징에 따르면, 제 4 특징 또는 제 5 특징에 개시된 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치에서 스핀들 위치를 교환하는 방법에 있어서, 상기 주 스핀들은 선회 축에 대해서 임의의 각도를 갖는 스핀들 위치 교환 방법이 제공된다. 따라서, 주 스핀들을 배열하기 쉽다.
본 발명의 제 8 특징에 따르면, 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치에 있어서, 베드상에서 상하방향과 횡방향으로 수평하게 이동하는 가동 칼럼과, 상기 가동 칼럼상에 수직방향으로 가동하게 장착된 스핀들 헤드와, 선회 축을 중심으로 회전가능하게 스핀들 헤드상에 제공된 터릿 유니트와, 상기 터릿 유니트상에 제공된 복수개의 주 스핀들로서, 이들의 위치는 상기 선회 축을 중심으로 회전함으로써 가공 위치와 비가공 위치 사이에서 교환가능하며, 선회 축에 대해서 비틀린 위치에 배열되는 복수개의 주 스핀들과, 상기 각각의 주 스핀들에 결합된 스핀들 구동 모터와, 상기 비가공 위치에 배치된 주 스핀들에 대해서 공구 교환을 수행하기 위한 공구 교환 아암을 갖는 자동 공구 교환기를 포함하는 가공 장치를 제공한다. 이 특징에 따르면, 주 스핀들 사이의 거리가 작아서 전체 가공 장치의 크기가 감소된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공 장치의 측면도,
도 2는 그 정면도(도 1의 A-A 단면),
도 3은 칼럼의 수평 단면도(도 1의 B-B 단면),
도 4는 칼럼의 선회기구를 도시하는, 칼럼의 하부 단면도(도 1의 C-C 단면),
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가공 장치의 사시도,
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 가공 장치의 사시도,
도 7a는 본 실시예(2개의 스핀들 장치)의 동작 시퀀스의 도면,
도 7b는 종래 장치(2개의 스핀들 장치)의 동작 시퀀스의 도면,
도 8은 종래 기술에 따른 가공 장치의 정면도,
도 9는 가공 장치의 측면도,
도 10은 종래 기술에 따른 2개의 스핀들을 갖는 가공 장치의 측면도,
도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 가공 장치의 설명도,
도 12는 제 4 실시예(스핀들 직접 구동 모터형)에 따른 가공 장치의 설명도,
도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 가공 장치의 설명도(선회 축과 주 스핀들은 평행함),
도 14는 제 5 실시예에 따른 가공 장치의 설명도(선회 축과 주 스핀들은 수직함),
도 15는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 가공 장치의 측면도(선회 축과 주 스핀들은 서로에 대해 비틀린 위치에 있음),
도 16은 제 6 실시예에 따른 가공 장치의 평면도(선회 축과 주 스핀들은 서로에 대해 비틀린 위치에 있음),
도 17은 제 6 실시예에 따른 가공 장치의 정면도(선회 축과 주 스핀들은 서로에 대해 비틀린 위치에 있음).
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 베드 11 : 종방향 테이블
13 : 횡방향 테이블 14 : 칼럼
15 : 제 1 스핀들 헤드 16 : 제 2 스핀들 헤드
17 : 제 1 주 스핀들 18 : 제 2 주 스핀들
21 : 공구 22 : 공구 교환 아암
24 : 공구 매가진
본 발명은 단지 예시적으로 주어지는 것일 분 본 발명을 제한하는 것이 아닌, 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 더 충분히 이해될 것이다.
이하, 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치와 스핀들 위치를 상호교환하는 방법을 청구하는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면에 기초하여 상세히 설명할 것이지만, 본 발명은 이에 의해서 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다.
(제 1 실시예)
본 발명의 제 1 실시예에 따른 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치는 수직한 선회축을 중심으로 주 스핀들을 회전시킴으로써 2개의 주 스핀들의 위치를 교환한다.
도 1은 본 발명에 따른 가공 장치(가공 센터형)의 측면도이다. 도 2는 가공 장치의 정면도(도 1의 A-A선을 따라 취한 단면도)이다. 도 3은 칼럼의 횡단면도(도 1의 B-B선을 따라 취한 단면도)이다. 도 4는 칼럼 하부의 단면도(도 1의 C-C선을 따라 취한 단면도)로서, 칼럼을 회전시키는 기구를 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치는 베드(11)상에 형성되며 수평방향으로 가동하는 종방향 테이블(12)과, 종방향 테이블(12)상에 배치되고 이에 직교하는 방향으로 가동하는 횡방향 테이블(13)과, 횡방향 테이블(13)상에 직립하고 수평면내에서 회전가능한 칼럼(14)과, 칼럼(14)을 따라 수직하게 가동하는 제 1 스핀들 헤드(15)와, 제 1 스핀들 헤드(15)의 위치와 다른 위치(본 실시예에 있어서, 제 2 스핀들 헤드(16)는 제 1 스핀들 헤드(15)의 대해 180°떨어진 위치, 즉 제 1 스핀들 헤드(15)의 위치의 반대편에 배치됨)에 배치되고 제 1 스핀들 헤드(15)에 독립적으로 칼럼(14)을 따라 수직하게 가동하는 제 2 스핀들 헤드(16)와, 제 1 스핀들 헤드(15)와 제 2 스핀들 헤드(16)에 각기 부착된 제 1 주 스핀들(17)과 제 2 주 스핀들(18)과, 제 2 주 스핀들(18)내의 공구(21)를 교환하는 공구 교환 아암(22)과, 많은 공구(23)를 수납하기 위해 칼럼(14)의 상부 위치상에 장착된 공구 매가진(magazine : 24)을 포함한다. 횡방향 테이블(13)이 아래에 배치될 수도 있고 종방향 테이블(12)이 횡방향 테이블(13)보다 위에 배치될 수도 있다. 제 1 주 스핀들(17)과 제 2 주 스핀들(18)은 축에 대해서 대칭이어서 칼럼(14)이 스트러트(strut : 25)를 중심으로 회전한 후 동일 위치에 올 수 있다. 도 1에서, 참조 번호(31)는 피가공물을 나타내며, 참조 번호(32)는 피가공물을 지탱하는 테이블을 나타내며, 참조 번호(33)는 제 1 스핀들 헤드(16)용 이송 모터를 나타내며, 참조 번호(34)는 제 2 스핀들 헤드(16)용 이송 모터를 나타내며, 참조 번호(35)는 회전 수단인 위치설정 모터를 나타낸다. 도 1 및 도 2에서, 참조 번호(27)는 자동 공구 교환기(automatic tool changer : ATC)를 나타내며, 참조 번호(28)는 Z-축(길이방향 축) 슬라이드 커버를 나타내며, 참조 번호(29)는 Y-축(수직 축) 하부 슬라이드 커버를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 스핀들 헤드(15)는 칼럼(14)상에 배치된 가이드(36)에 의해서 안내되면서 이송 모터(33)에 의해서 수직하게 가동된다. 마찬가지로, 제 2 스핀들 헤드(16)는 칼럼(14)상에 배치된 가이드(37)에 의해서 안내되면서 이송 모터(34)에 의해서 수직하게 가동된다. 게다가, 제 1 스핀들 헤드(15)는 이송 모터(33)에 결합된 이송 스크류(38)에 의해서 이송될 수 있다. 마찬가지로, 제 2 스핀들 헤드(16)는 이송 모터(34)에 결합된 이송 스크류(39)에 의해서 이송될 수 있다.
도 3과 도 4에 도시된 스트러트(25)는 횡방향 테이블(13)에 고정되고, 공구 매가진(24)은 스트러트(25)의 상부로부터 현수 지지된다. 이 스트러트(25)를 중심으로, 제 1 스핀들 헤드(15)와 제 2 스핀들 헤드(16)가 칼럼(14)과 함께 회전하고 결과적으로 제 1 주 스핀들(17)의 위치와 제 2 주 스핀들(18)의 위치가 교환된다.
본 발명에 따르면, 공구 교환 아암(22)은 제 2 주 스핀들(18)측에만 제공된다. 그러므로, 회전하지 않는 스트러트(25)의 상부상에 배치된 공구 매가진(24)내에서의 공구(23)의 변경이 비가공 측의 동일 위치에서 수행된다. 도 4에서, 참조 번호(43)는 베어링을 나타내며, 참조 번호(44)는 샤프트를 나타내며 참조 번호(45)는 커플링을 나타낸다.
도 1에서, 제 1 스핀들(17)의 사이트가 가공 위치라면, 제 2 주 스핀들(18)의 사이트가 공구 변경 위치이다. 이 경우에 있어서, 제 1 주 스핀들(17)내의 공구(19)가 피가공물(31)을 가공하며, 제 2 주 스핀들(18)의 공구(21)와, 공구 매가진(24)의 복수개의 공구로부터 선택된 공구(23)가 동시에 파지되어 공구 교환 아암(22)에 의해서 상호교환되는 공구 변경 작업이 수행된다. 공구 변경후, 제 2 주 스핀들(18)이 시동되어 사전결정된 회전 속도에 도달할 때까지 회전한다. 제 1 주 스핀들(17)내의 공구(19)에 대한 가공이 완료시, 칼럼(14)은 180°로 회전하여 제 1 주 스핀들(17)의 위치와 제 2 주 스핀들(18)의 위치가 교환된다.
도 4에서, 횡방향 테이블(13)에 부착된 위치설정 모터(35)는 웜 기어(41)와, 웜 기어(41)에 결합된 웜 휠(42)을 회전시킨다. 웜 휠(42)이 칼럼(14)에 결합되기 때문에, 위치설정 모터(35)의 사전결정된 회전 각도가 칼럼(14)을 180°로 회전시킨다.
본 가공 장치에 있어서, 공구 변경은 제 2 주 스핀들(18)측에서 수행된다. 공구 변경 작업은 "발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술"란에서 설명된 바와 같다. 그러나, 이 변경 작업은 제 1 주 스핀들(17)측의 가공 작업과 나란히 수행된다. 따라서, 공구 변경에 필요한 시간은 제 1 주 스핀들(17)측에 걸리는 가공 시간내에 있다. 다음에 사용될 공구(23)가 제 2 주 스핀들(18)상에 장착되어 사전결정된 회전 속도에 도달할 때까지 구동된다. 이렇게 함으로써, 가공 장치에 의해 걸리는 공구 교환 시간(비가공 시간)은 단지 제 1 주 스핀들(17)과 제 2 주 스핀들(18)의 위치를 교환하기 위한 180°회전 시간으로 감소된다.
이것은 도 7a 및 도 7b에 나타나 있다. 도 7a는 본 실시예(2개의 스핀들 장치)의 작동 순서를 도시하며, 도 7b는 종래 스핀들(1개의 스핀들 장치)의 작동 순서를 도시한다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 종래예에서는 주 스핀들(06)을 멈추는데 1.5 초, 공구 교환 아암(08)에 의해서 공구를 변경하는데 1 초, 주 스핀들(06)을 시동하는데 1.5 초가 걸리며, 즉 비가공 시간(소위 칩 대 칩 공구 변경 시간이라 함)은 총 4초가 걸린다. 따라서, 종래 방법에 의하면, 비가공 시간의 현저한 감소가 어렵다.
한편, 도 7a에 도시된 본 실시예에 따르면, 제 1 주 스핀들(17)측의 가공 시간이 4초 또는 그 이상이면, 칩 대 칩 공구 변경 시간이 명백히 0이 될 것이며, 제 1 주 스핀들(17)과 제 2 주 스핀들(18)에 대한 180° 회전 시간이 단지 비가공 시간일 것이다. 이 180° 선회를 고속화하여 1초 이내로 하면, 대폭적으로 비가공 시간이 단축된다. 공구의 교환 회수가 커지면 그 효과도 증대된다. 또한, 항상 가공측과 반대측에서 공구 교환이 수행된다. 따라서, 피가공물(31)과 공구 교환에 의한 작동간에 간섭이 없고 교환 타이밍이 임의적일 수 있다. 그 외에, 제 1 주 스핀들(17)과 제 2 주 스핀들(18)이 180°선회에 의해서 교환될 때, 이들 주 스핀들이 축 대칭이기 때문에 선회 후에도 동일 가공 위치가 된다. 그 결과, 피가공물에 대한 유효 이동거리가 감소되지 않는다.
본 실시예에 따르면, 제 1 주 스핀들과 제 2 주 스핀들이 서로 180°이격된 위치에 제공되어 있다. 그러나, 본 발명은 이들 위치에 제한되지 않으며, 서로 예를 들어 90° 또는 270°이격된 임의 위치에 설정되어도 좋다. 또한, 주 스핀들의 수는 2개에 제한되지 않으며, 둘 또는 그 이상의 주 스핀들이 제공될 수도 있다.
(제 2 실시예)
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스핀들 위치 교환기를 구비한 가공 장치의 개념도이다. 이 실시예는 공구 매가진 장치의 위치와 공구 교환 아암을 2종류로 설계한 점에서 제 1 실시예와 다르다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스핀들 위치 교환기를 구비한 가공 장치는 베드(11)상에 설치되고, 수평방향으로 이동가능한 종방향 테이블(12)과, 이 종방향 테이블(12)상에 설치되고 이 테이블(12)과 직교하는 방향으로 이동가능한 횡방향 테이블(13)과, 이 횡방향 테이블(13)상에 직립하고, 수평면내에서 선회가능한 칼럼(14)과, 이 칼럼(14)을 따라 상하 이동가능한 제 1 주 스핀들 헤드(15)와, 제 1 주 스핀들 헤드(15)와 다른 위치(본 실시예에 있어서, 제 2 스핀들 헤드(16)는 제 1 스핀들 헤드(15)와 180°반대측에 위치함)에 설치되고, 상기 칼럼(14)에 따라 제 1 스핀들 헤드(15)와는 독립하여 상하이동가능한 제 2 주 스핀들(16)과, 제 1 주 스핀들 헤드(15)와 제 2 주 스핀들 헤드(16)에 각기 부착된 제 1 주 스핀들(17) 및 제 2 주 스핀들(18)과, 제 1 주 스핀들(17)내의 공구(19)를 교환하는 공구 교환 아암(20)과, 제 2 주 스핀들(18)내의 공구(21)를 교환하는 공구 교환 아암(22)과, 상기 칼럼(14)의 상부에 구비되며, 다수의 공구(23)를 수납하기 위해 칼럼(14)의 상부에 장착된 공구 매가진(24)을 포함한다. 횡방향 테이블(13)은 아래에, 종방향 테이블(12)을 그 위에 배치할 수도 있다. 공구 매가진(14)은 칼럼(14)과 일체로 형성되며, 칼럼(14)의 선회에 따라 선회한다. 따라서, 본 실시예에 있어서, 공구 교환 아암은 제 1 주 스핀들(17)측과 제 2 주 스핀들(18)측 각각에 형성된다.
전술한 바와 같이, 가공 장치는 제 1 주 스핀들(17)에서 공구를 변경하기 위한 공구 교환 아암(20)과, 제 2 주 스핀들(18)에서 공구를 변경하기 위한 공구 교환 아암(22)을 가진다. 따라서, 피가공물의 가공을 완료하고, 그 다음 가공을 위한 대기 시간인 경우에는, 제 1 주 스핀들(17)측의 공구 교환 아암(20)이 그 다음 가공에 사용될 공구로 공구 교환하는데 사용될 수도 있다. 칼럼(14)의 선회없이 그 위치에서 공구 교환을 가능하게 할 것이다.
(제 3 실시예)
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 스핀들 위치 교환기를 구비한 가공 장치의 개념도이다. 이 가공 장치는 수평한 선회 축을 중심으로 주 스핀들을 회전시킴으로써 주 스핀들의 위치를 교환하도록 의도된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스핀들 위치 교환기를 구비한 가공 장치는 베드(11)상에 설치되고, 수평방향으로 이동가능한 종방향 테이블(12)과, 이 종방향 테이블(12)상에 설치되고 이 테이블(12)과 직교하는 방향으로 이동가능한 횡방향 테이블(13)과, 이 횡방향 테이블(13)상에 직립하는 칼럼(14)과, 이 칼럼(14)을 따라 상하 이동가능한 제 1 주 스핀들 헤드(15)와, 이 제 1 주 스핀들 헤드(15)와 다른 위치(본 실시예에 있어서, 제 2 스핀들 헤드(16)는 제 1 스핀들 헤드(15)와 180°반대측에 위치함)에 설치된 제 2 주 스핀들(16)과, 제 1 주 스핀들 헤드(15)와 제 2 주 스핀들 헤드(16)에 각기 부착된 제 1 주 스핀들(17) 및 제 2 주 스핀들(18)과, 제 2 주 스핀들(18)내의 공구(21)를 교환하는 공구 교환 아암(22)과, 다수의 공구(23)를 수납하기 위한 공구 매가진(24)을 포함한다.
상기 제 1 스핀들 헤드(15)와 제 2 스핀들 헤드(16)는 서로 일체형으로 분리되지 않으며 선회 축(26)을 중심으로 선회가능하게 칼럼(14)에 의해 지지된다. 일체형으로 형성된 헤드(이후에는 "일체형 헤드"라 칭함)는 수평한 선회 축(26)을 중심으로 선회 수단(도시 안함)에 의해서 선회한다. 제 1 주 스핀들(17)과 제 2 주 스핀들(18)은 선회 후 일체형 헤드가 동일 가공 위치에 오도록 축 대칭으로 배치된다.
공구 매가진(24)은 일체형 헤드의 선회시, 칼럼(14) 상부 위치로 퇴각하여 주 스핀들(17, 18)에 제공된 공구와의 접촉을 피한다. 선회 반경이 작을 경우, 제 1 주 스핀들(17)과 제 2 주 스핀들(18)을 각기 제 1 스핀들 헤드(15)와 제 2 스핀들 헤드(16)내로 후방으로 이동시킴으로써 선회전에 스핀들 헤드(15, 16)의 팁이 철회될 수 있으며, 그 후에 일체형 헤드가 선회될 수도 있다. 게다가, 일체형 헤드의 선회 축(26)은 베드(11)를 향해 하강하여 공구 매가진(24)의 상향 퇴각량이 감소될 수도 있다. 이와 같이, 일체형 헤드의 위치가 조정되어 피가공물의 가공 위치가 높은 경우에 조차 만족스럽게 가공될 수 있다.
전술한 바와 같이, 피가공물(도시 안함)이 제 1 주 스핀들(17)상에서 가공되는 동안, 다른 주 스핀들, 제 2 주 스핀들(18)상의 공구(21)는 공구 교환 아암(22)에 의해서 공구 매가진(24)의 다음 공구(23)로 교환된다. 교환후, 공구(23)는 사전결정된 회전 속도에 도달할 때까지 회전된다. 그 다음, 제 1 주 스핀들(17)내의 공구(19)에 의한 가공이 완료될 때, 일체형 헤드는 즉시 선회하여 회전하고 있는 제 2 주 스핀들(18)내의 공구(23)를 사용하여 다음 가공이 곧 수행될 수 있다. 이것은 주 스핀들의 회전을 정지하여 수행되는 종래의 공구 교환 작업 시간을 불필요하게 한다. 게다가, 양자의 주 스핀들의 교환후에는 제 2 주 스핀들(18)측의 공구를 소정의 회전 속도에 도달하도록 한다. 따라서 가공이 지연없이 개시될 수 있어서 비가공시간이 대폭적으로 감축될 수 있다.
(제 4 실시예)
본 발명의 제 4 실시예에 따른 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치는, 2개의 주 스핀들을 경사 선회축을 중심으로 회전시켜 주 스핀들의 위치를 교환하도록 의도된다. 즉, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명은 피가공물의 종류와 가공 내용에 따라, 복수개의 주 스핀들(101, 102)중에서 적절한 주 스핀들(101, 102)을 가공가능한 위치로 사용하는 터릿(turret) 유니트(103)를 갖는 가공 장치에 적용된다.
이 가공 장치에는, 터릿 유니트(103)가 경사 선회축을 중심으로 선회가능하게 설치되며, 그 터릿 유니트(103)에는 상호 직교하는 2개의 주 스핀들(101, 102)이 설치된다. 또한, 선회 축을 중심으로 터릿 유니트(103)를 선회시키도록 헤드 선회 모터(104)가 설치되며, 터릿 유니트(103)를 선회함으로써 주 스핀들(101, 102)이 선회하는 임의의 각도로 주 스핀들(101, 102)을 위치설정하도록 인덱스 장치가 설치된다. 도 11에서, 참조 번호(124)는 기어를 나타내며, 참조 번호(125)는 클러치 샤프트를 나타낸다. 자동 공구 교환기(ATC)(105)가 또한 비가공 위치에 배치된 주 스핀들(102)상에서 공구를 변경하도록 설치된다.
복수개의 주 스핀들(101, 102)의 후방에, 스핀들 구동 모터(106)가 배치되며, 가공 위치에 배치된 주 스핀들(101)에 클러치(107)를 거쳐 결합된다.
본 가공 장치에 있어서, 2개의 주 스핀들(101, 102)은 서로 90°로 배치된다. 따라서, 2개의 주 스핀들(101, 102)은 선회 축을 중심으로 180°선회되며, 2개의 주 스핀들(101, 102)의 위치는 교환된다. 2개의 주 스핀들(101, 102)이 반드시 서로 90°로 배열될 필요는 없다. 그러나, 2개의 주 스핀들(101, 102)은 동일 평면에 있을 필요가 있으며, 선회 축은 2개의 주 스핀들(101, 102) 사이의 각도를 절반으로 나눈다.
상술한 가공 장치에 따르면, 피가공물이 가공 위치에 배치된 주 스핀들(101)내의 공구로 가공되는 동안, 비가공 위치에 배치된 주 스핀들(102)용의 공구는 ATC(105)에 의해서 교환되어, 다음의 가공을 위해서 준비될 수 있다. 그 후, 터릿(103)이 선회 축을 중심으로 선회되어 주 스핀들(102)을 가공 위치로 이동시키며, 그 후 피가공물의 가공이 즉시 계속될 수 있다.
그러나, 가공될 주 스핀들(101)의 위치가 가공을 목적으로 다른 주 스핀들(102)의 위치로 변경된다면, 일련의 작동 즉, 가공될 주 스핀들(101)을 구동하는 스핀들 구동 모터(106)의 회전 정지, 클러치(107) 탈착, 인덱스 장치를 사용하여 가공 위치에 다른 주 스핀들(102)을 배치하도록 터릿 유닛(103)의 선회, 클러치(107)의 결합 및 스핀들 구동 모터(106)의 회전을 수행할 필요가 있다. 따라서, 주 스핀들의 회전 정지 시간, 클러치 탈착 시간, 인덱싱 시간, 클러치 결합 시간 및 주 스핀들의 회전 시동 시간이 손실 시간(비 절삭 시간)으로서 실제 가공시간(실제 절삭 시간)에 부가하여, 초래된다. 이러한 손실 시간을 최소화하기 위해서, 각각의 주 스핀들에 직접 결합되는 구동 모터를 갖는 가공 장치는 도 12에 도시된 바와 같이 제공될 수 있다. 즉, 도 12에 도시된 바와 같이, 가공 장치는 개별적으로 구동되는 복수개의 주 스핀들(101, 102)용 구동 모터(108, 109), 다시말해서 주 스핀들(101, 102)이 직접 구동 모터(108, 109)에 직접 결합되는 구조체를 갖는 터릿 유니트(103)을 가진다. 또한 구동 모터에 직접 연결할 수 있을 뿐만 아니라 벨트를 거쳐 구동하거나 기어를 거쳐 구동하는 것과 같은 다른 종류의 동력 전달 장치를 채용할 수도 있다.
본 실시예에 따르면, ATC(자동 공구 교환기)(105)가 비가공 위치에 배치된 주 스핀들(102)을 위해서 더 설치되어, 가공 위치에서 다른 주 스핀들(101)이 가공되는 동안, 다음에 사용될 공구가 ATC의 매가진으로부터 공급되어 비가공 위치에 배치된 주 스핀들(102)상에 장착된다.
전술한 바와 같이, 도 12에 도시된 가공 장치는 복수개의 주 스핀들(101, 102)을 개별적으로 구동하기 위한 구동 모터(108, 109)를 가지며, 주 스핀들(101 102)은 구동 모터(108, 109)에 직접 접속된다. 따라서, 도 11에 도시된 클러치(107)는 생략될 수 있으며, 주 스핀들(102)에 대한 공구 교환 및 회전 개시는 주 스핀들(101)과 상호 교환을 위해서 인덱싱하는 동안이라도 가능하다. 따라서, 임의의 주 스핀들(101)을 사용하여 가공하는 동안, 또 다른 주 스핀들(102)내의 공구가 미리 회전될 수 있으며 주 스핀들(101)의 인덱싱후 가공에 사용될 수 있다.
그러므로, 가공 작업시 주 스핀들(101)의 회전을 정지시키는 시간, 클러치 탈착시간/결합시간 및 다음에 사용될 주 스핀들의 회전을 위한 시동 시간이 중첩될 수 있다. 분명히, 손실 시간은 주 스핀들의 인덱싱 시간만이어서 비절삭 시간이 현저히 감소될 수 있다.
(제 5 실시예)
본 발명의 제 5 실시예에 따른 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치는 선회축에 평행하거나 수직하게 배열된 2개의 주 스핀들을 가진다.
도 13에 도시된 바와 같이, 2개의 주 스핀들(101, 102)은 선회 축에 평행하게 배치될 수도 있다. 변형예로서, 도 14에 도시된 바와 같이, 2개의 주 스핀들(101, 102)은 선회 축을 갖는 평면상에서 180°선회된 상(phase)으로 배치될 수도 있다.
도 14의 경우에 있어서, 선회 축은 두 개의 주 스핀들을 포함하는 평면과 90°로 교차한다. 또한 도 13에 도시된 가공 장치에 있어서, 구동 모터(107, 108)는 각각의 주 스핀들(101, 102)에 직접 결합되며, 공구 교환을 위한 자동 공구 교환기(ATC)가 비가공 위치에 배치된 주 스핀들(102)을 위해서 제공된다. 이들 도면은 도 6에 도시된 실시예의 단일 스핀들 헤드의 내부를 도시한다. 도 13과 도 14에 있어서, 참조 번호(120)는 베드 본체를 나타내며, 참조 번호(121)는 모터를 나타내며, 참조번호(122)는 기어, 참조 번호(123)는 공구를 나타낸다.
또한, 도 14에 도시된 가공 장치에 있어서, 구동 모터(107, 108)는 각각의 주 스핀들(101, 102)에 직접 결합되며, 공구를 교환하기 위한 공구 교환 아암(105a)을 갖는 자동 공구 교환기(ATC ; 105)는 비가공 위치에 배치된 주 스핀들(102)을 위해서 제공된다.
따라서, 이들 가공장치에 있어서도, 가공 위치에 배치된 주 스핀들(101)을 사용하여 가공하는 동안, 공구 교환이 비가공 위치에 배치된 주 스핀들(102)용 ATC(105)에 의해서 수행될 수 있다. 선회 축을 중심으로 선회시킴으로써 주 스핀들(101, 102)의 위치를 교환할 때, 주 스핀들(101, 102)이 각기 구동 모터(107, 108)에 의해서 구동될 수 있다. 선행 실시예와 마찬가지로, 손실 시간이 최소화될 수 있다.
(제 6 실시예)
본 발명의 제 6 실시예에 따르면 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치는 선회 축에 대해서 비틀려진 위치에 배치된 2개의 주 스핀들을 가진다. 2개의 주 스핀들(101, 102)이 동일 평면에 놓여 있는 도 12의 실시예와 비교하여, 비틀려진 위치는, 두 개의 주 스핀들(101, 102)이 이들 주 스핀들을 포함하는 원평면에 대해 직교하도록 동일 거리만큼 오프셋되어, 서로 반대 방향을 향하게 하는 위치를 칭한다.
즉, 도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 스핀들 헤드(112)는 길이방향과 횡방향으로 수평하게 이동하는 이동 칼럼(111)상에 수직하게 가동할 수 있도록 장착되며, 터릿 유니트(113)은 선회축을 중심으로 회전가능하게 스핀들 헤드(112)상에 배치되며, 복수개의 주 스핀들(114, 115)이 터릿 유니트(113)상에 형성되며, 주 스핀들(114, 115)의 위치는 선회 축을 중심으로 회전함으로써 교환되며, 스핀들 구동 모터(도시 안함)는 직접 각각의 주 스핀들(114, 115)에 접속된다. 도 15 내지 도 17에서, 참조부호(130)는 Z-축 전방 슬라이드 커버, 참조부호(131)는 X-축 슬라이드 커버, 참조부호(132)는 ATC 보조 작동 패널을, 참조부호(133)은 Y-축 균형 실린더, 참조부호(134)는 Y-축 서보 모터를, 참조부호(135)는 CRT 패널을, 참조부호(136)는 배관설비/와이어링 런너 플렉스를, 참조부호(137)는 냉각제 탱크를, 참조부호(138)는 제어 패널을, 참조부호(139)는 스핀들 냉각 오일콘(오일 칠러)를, 참조부호(140)는 ATC 매가진을, 참조부호(141)는 헤드 테일을, 참조부호(142)는 장치-사이드 베드를, 참조부호(145)는 현수 구멍을, 참조부호(146)는 리브를, 참조부호(147)는 장치 커버를, 참조부호(148)는 지그대(jig pedestal)를 나타낸다.
따라서, 2개의 주 스핀들(114, 115)이 선회 축을 중심으로 180°로 선회될 때, 2개의 주 스핀들의 위치는 가공위치와 비가공위치로 교환된다. 가공 장치는 또한 비가공 위치에 배치된 주 스핀들(115)용으로 공구 교환을 수행하는 공구 교환 아암(116a)이 달린 자동 공구 교환기(116)를 구비하며, 복수개의 공구를 저장하는 자동 공구 교환기 매가진(117)을 구비한다. 가동 칼럼(111)은 길이방향 또는 횡방향으로 이동될 필요가 없으며, 대신에 피가공물을 지시하는 작업 테이블이 가동하는 구조체일 수도 있다.
본 발명에 따르면, 공구 교환 아암과 ATC 매가진은 다음 스핀들 헤드를 가동할 수 있다(즉, X-축과 Z-축 방향으로 칼럼과 함께 이동하며, 스핀들 헤드에 이어서 또는 그에 동기적으로 Y-축 방향으로 수직하게 가동함). 따라서, 공구 교환은 X, Y, Z 축중 어디서나 제 2 주 스핀들과 ATC 매가진 사이에서 가능하다.
매가진 장치는 3축 즉 길이방향 축, 횡방향 축 및 수직방향 축중 어느 방향으로나 또는 3축중 단지 한 방향으로만 또는 이들 3축중 2축의 조합으로 운동이 가능한 것일 수도 있다. 주 스핀들의 팁은 JIS 표준의 MAS-BT30, BT40 및 BT50과 같은 임의의 테이퍼 섕크(taper shank), DIN 표준의 HSK에 의해서 규정된 2면 제한 공구 홀더, 또는 공구 제조자에 의한 공구 홀더 표준을 만족하는 것일 수도 있다.
그 외에, 비가공 위치에 배치된 주 스핀들(115)에 대하여 자동 공구 교환기(116)를 장착한다. 따라서, 가공중, 차후 사용될 공구가 ATC 매가진(117)으로부터 제거되고 비가공 위치에 배치된 주 스핀들(115)상에 장착된다. 이러한 공구는 회전되어 차후 가공을 준비한다. 이러한 수단은 자동 공구 교환 사이클이 가공애 평행하게 행해지도록 하므로, 자동 공구 교환 시간이 현저하게 0으로 감소될 수 있다.
또한, 가공 장치는 각각의 주 스핀들 위치에 복수개의 주 스핀들을 갖는 것(소위 다수 스핀들 헤드)일 수도 있다. 또한, 가공 장치는 종축, 횡축, 수직축의 3축상에 이동가능한 것일 수도 있거나 또는, 상기 3개의 축중 하나만이거나 또는 2축의 조합상에서 이동가능한 것일 수 있다.
설명된 본 발명은 분명히 여러 가지 방식으로 변경될 수도 있을 것이다. 이러한 변경은 본 발명의 정신 및 요지를 벗어난 것으로 간주되지 않으며, 당해 기술분야의 숙련자들에게 자명한 모든 변형은 이하 특허청구범위의 요지안에 포함되는 것으로 의도된다.
본 발명의 제 1 특징에 따르면, 스핀들 위치 교환을 인덱싱하는 동안 조차, 주 스핀들내 공구가 회전을 계속할 수 있다. 따라서, 어떤 주 스핀들을 사용하여 가공하는 동안, 또 다른 주 스핀들내의 공구가 전방으로 회전될 수 있어서, 주 스핀들용 인덱싱 후 즉시 가공될 수 있다. 결과적으로, 비 절삭 시간이 감소될 수 있으며, 가공 시간 싸이클이 단축될 수 있어서 가공 장치당 생산효율이 향상된다. 종래의 가공 장치의 수와 같은 수의 본 발명의 가공 장치를 사용하면 가능한 한 생산효율을 증대할 수 있다. 동일량의 피가공물이 가공될 때, 본 발명의 가공 장치를 사용하면 가공 장치의 소망 개수를 줄일 수 있다.
본 발명의 제 2 특징에 따르면, 스핀들 위치 교환기를 구비한 가공 장치에서 스핀들 위치를 교환하는 방법이 제공되어, 주 스핀들의 회전을 멈추는 동안의 공구 교환 시간은 종래 기술에 비해 불필요하다. 또한, 현재 가공을 위해서 사용중인 공구를 대체할 수 있는 공구를 갖는 주 스핀들의 회전 속도가 스피들 위치 교환 전의 소정 회전 속도로 증가하면, 스핀들 위치 교환 후 가공이 즉시 시작될 수 있어서 비가공 시간을 현저히 단축할 수 있다.
본 발명의 제 3 특징에 따르면, 제 2 특징에 개시된 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치에서 스핀들 위치를 교환하는 방법을 제공하여, 공구 교환은, 가공이 수행되는 측과 반대 측에서 수행될 수 있다. 또한 공구 교환과 관련된 작동과 피가공물 사이의 간섭이 없기 때문에 교환 타이밍이 제한되지 않는다.
본 발명의 제 4 특징에 따르면, 제 2 특징 또는 제 3 특징에 개시된 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치에서 스핀들 위치를 교환하는 방법에 있어서, 주 스핀들의 위치를 교환하기 쉬우며, 선회 공간이 좁고, 공간이 절약될 수 있다.
본 발명의 제 5 특징에 따르면, 제 2 특징 또는 제 3 특징에 개시된 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치에서 스핀들 위치를 교환하는 방법에 있어서, 주 스핀들의 위치는 쉽게 교환될 수 있다.
본 발명의 제 6 특징에 따르면, 제 4 특징 또는 제 5 특징에 개시된 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치에서 스핀들 위치를 교환하는 방법에 있어서, 주 스핀들을 배열하기 쉽다.
본 발명의 제 7 특징에 따르면, 제 4 특징 또는 제 5 특징에 개시된 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치에서 스핀들 위치를 교환하는 방법에 있어서, 상기 주 스핀들은 선회 축에 대해서 임의의 각도를 갖는 스핀들 위치 교환 방법이 제공된다. 따라서, 주 스핀들을 배열하기 쉽다.
본 발명의 제 8 특징에 따르면, 주 스핀들 사이의 거리가 작아서 전체 가공 장치의 크기가 작아진다.

Claims (10)

  1. 종방향 및 횡방향으로 수평하게 이동하는 가동 칼럼상에 수직방향으로 가동하도록 장착된 스핀들 헤드를 갖는, 스핀들 위치 교환기를 구비한 가공 장치에 있어서,
    선회 축을 중심으로 회전가능하게 스핀들 헤드에 제공된 터릿 유니트와,
    상기 터릿 유니트상에 제공된 복수개의 주 스핀들로서, 이들의 위치는 선회 축을 중심으로 선회함으로써 교환가능한, 복수개의 주 스핀들과,
    상기 각각의 주 스핀들에 결합된 스핀들 구동 모터와,
    비가공 위치에 배치된 주 스핀들에 대해서 공구 교환을 수행하는 공구 교환기를 포함하는 가공 장치.
  2. 스핀들 위치 교환기를 구비한 가공 장치에서 스핀들 위치를 교환하는 방법으로서, 상기 가공 장치가 스핀들 구동 모터에 결합된 둘 또는 그 이상의 주 스핀들과, 선회축을 중심으로 회전함으로써 둘 또는 그 이상의 주 스핀들의 위치를 교환하는 스핀들 위치 교환기와 적어도 하나의 주 스핀들에 대해서 공구를 교환하는 공구 교환기를 갖는, 스핀들 위치 교환 방법에 있어서,
    상기 주 스핀들중 하나를 사용하여 가공을 수행하는 동안 상기 주 스핀들의 다른 하나에 장착된 공구를 교환하는 단계와,
    상기 다른 주 스핀들의 회전을 개시하는 단계와,
    상기 선회 축을 중심으로 회전시킴으로써 상기 하나의 주 스핀들과 상기 다른 하나의 주 스핀들의 위치를 교환하는 단계를 포함하는 스핀들 위치 교환 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    가공중의 상기 하나의 주 스핀들이, 공구가 교환될 때 상기 다른 주 스핀들과 간섭하지 않도록 제공되는 스핀들 위치 교환 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 스핀들 위치 교환기는, 수직한 선회 축을 중심으로 상기 둘 또는 그 이상의 주 스핀들을 회전시킴으로써 상기 둘 또는 그 이상의 주 스핀들의 위치를 교환하는 스핀들 위치 교환 방법.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 스핀들 위치 교환기는, 수평한 선회 축을 중심으로 상기 둘 또는 그 이상의 주 스핀들을 회전시킴으로써 상기 둘 또는 그 이상의 주 스핀들의 위치를 교환하는 스핀들 위치 교환 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 주 스핀들은 상기 선회 축에 수직하거나 수평한 스핀들 위치 교환 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 주 스핀들은 상기 선회 축에 수직하거나 수평한 스핀들 위치 교환 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 주 스핀들은 상기 선회 축에 대해서 임의의 각도를 갖는 스핀들 위치 교환 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 주 스핀들은 상기 선회 축에 대해서 임의의 각도를 갖는 스핀들 위치 교환 방법.
  10. 스핀들 위치 교환기를 갖는 가공 장치에 있어서,
    베드상에서 종방향과 횡방향으로 수평하게 이동하는 가동 칼럼과,
    상기 가동 칼럼상에 수직방향으로 가동하게 장착된 스핀들 헤드와,
    선회 축을 중심으로 회전가능하게 스핀들 헤드상에 제공된 터릿 유니트와,
    상기 터릿 유니트상에 제공된 복수개의 주 스핀들로서, 이들의 위치는 상기 선회 축을 중심으로 회전함으로써 가공 위치와 비가공 위치 사이에서 교환가능하며, 선회 축에 대해서 비틀린 위치에 배열되는 복수개의 주 스핀들과,
    상기 각각의 주 스핀들에 결합된 스핀들 구동 모터와,
    상기 비가공 위치에 배치된 주 스핀들에 대해서 공구 교환을 수행하기 위한 공구 교환 아암을 갖는 자동 공구 교환기를 포함하는 가공 장치.
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