KR20070119557A - 정밀 롤 선반 - Google Patents

Abstract

롤의 표면에, 삼각 피라미드나 사각 피라미드의 입체 형상 패턴을 높은 정밀도로 가공할 수 있도록 하는 정밀 롤 선반을 제공한다. 이 정밀 롤 선반에서는, 베드(10) 상에 설치되어, 소재(피가공물)인 롤(W)의 일단을 척으로 보유지지하면서 이 롤에 회전을 부여하는 주축(18)을 가진 주축대(12)에, 롤(W)의 원주방향의 인덱스를 실행하기 위한 제어와, 소정의 회전수로 주축을 연속 회전시키기 위한 제어의 쌍방의 제어를 실행하는 C축 제어수단을 설치하여 롤(W)을 인덱스하는 제어와, 주축(18)의 연속 회전의 제어 중 선택적으로 한쪽의 제어로 절환될 수 있도록 한다.

Description

정밀 롤 선반 {PRECISION ROLL TURNING LATHE}

도 1은, 본 발명의 롤 가공방법을 실시하기 위한 정밀 롤 선반의 측면도,

도 2는, 동 정밀 롤 선반의 평면도,

도 3은, 동 정밀 롤 선반의 주축대의 종단면도,

도 4는, 동 정밀 롤 선반의 절삭날 선회대의 일부 단면 정면도.

도 5는, 동 정밀 롤 선반이 구비하고 있는 절삭날 선회대의 사시도,

도 6은, 본 발명의 롤 가공방법에 의해 가공되는 사각 피라미드의 요철 패턴을 나타낸 도면,

도 7a와 도 7b 및 도 7c는, 사각 피라미드를 가공하는 순서의 설명도,

도 8은, 본 발명의 롤 가공방법에 의해 가공되는 삼각 피라미드의 요철 패턴을 나타낸 도면,

도 9a와 도 9b 및 도 9c는, 삼각 피라미드를 가공하는 순서의 설명도이다.

본 발명은 삼각추나 사각추가 종횡으로 배열되는 요철 패턴을 롤의 외주면에 가공할 수 있는 정밀 롤 선반에 관한 것이다.

롤을 가공하는 공작기계에는 롤 연삭반이나 롤 선반이 있다. 롤 연삭반은 주축대, 심압대, 왕복대를 갖추고 있고, 왕복대에는 연삭용 지석(砥石)이 설치되어 있다.

종래의 롤 연삭반에서는, 롤의 외주면을 지석으로 연삭하는 가공 외에, 외주면에 홈을 가공하는 것이 실행되고 있다. 특허문헌 1에는, 홈을 절삭하는 절삭날을 가진 홈 가공장치를 왕복대에 설치한 롤 연삭반이 기재되어 있다.

롤 선반은, 다이아몬드 비트를 부착한 절삭날대를 왕복대에 설치한 선반이다. 주축대로 롤을 회전시켜 왕복대를 전후방향(X축)으로 보내면서 원주방향의 홈을 가공하는 것이 기본적인 사용법이다. 축 방향으로 홈을 가공하는 경우는, 주축대(C축)로 롤을 인덱스하면서, 왕복대를 좌우방향(Z축)으로 고속이동시킴으로써, 축 방향으로 홈을 만들어낼 수가 있다.

근래, 기계 제어기술의 진보에 따라, 선반에 의한 초정밀 가공이 실현되고 있다. 이에 따라, 선반에서도 광학렌즈를 성형하는 금형을 가공할 수 있게 되어 있다. 예컨대, 본 출원인은, 프레넬 렌즈 성형용 금형을 가공하는 입선반(立旋盤)을 제안하였다(특허문헌 2). 이 입선반에서는, 프레넬 렌즈 성형 금형의 V자형 렌즈 홈을 높은 정밀도로 가공할 수 있다.

그런데, 액정표시장치의 보급에 따라, 액정패널의 백라이트(backlight)에 사용되는 렌즈 시트의 수요가 증대하고 있다. 이런 종류의 렌즈 시트에는, 앞에서 설 명한 프레넬 렌즈 외에, 렌티큘러 렌즈 시트, 크로스 렌티큘러 렌즈 시트, 프리즘 시트 등이 있다.

최근에는, 전사 롤을 이용해서, 렌티큘러 렌즈 시트, 크로스 렌티큘러 렌즈 시트, 프리즘 시트를 압출 성형으로 성형하는 것이 검토되고 있다.

렌티큘러 렌즈 시트를 제조하는 전사 롤의 경우에는, 롤의 외주면에 원주방향의 홈을 일정한 피치로 정밀하게 가공하면 되기 때문에, 롤 선반으로도 가공을 할 수가 있다.

이에 대해, 크로스 렌티큘러 렌즈나 프리즘 시트용의 전사 롤인 경우에는, 사각추(사각 피라미드), 삼각추(삼각 피라미드)의 형상 패턴을 가공해야만 한다.

이 중, 사각추의 형상 패턴을 가공하기 위해, 롤의 표면에 원주방향 홈과 축 방향 홈을 종횡으로 절삭하는 것이 검토되고 있다. 또, 삼각추의 형상 패턴을 가공하는 방법으로서, 롤의 외주면에 축 방향으로 뻗은 홈과 나선모양으로 뻗은 홈을 조합해서 가공하는 것이 검토되고 있다.

그러나, 종래의 롤 선반에서는, 이들의 초정밀 가공에 잘 대응할 수가 없었다. 예컨대, 종래의 롤 선반의 주축대는, 모터로 롤에 회전운동을 부여하여도, 롤 회전과 롤의 인덱스 기능의 양쪽 기능을 갖도록 하고 있지 않기 때문에, 롤에 축 방향 홈을 가공할 수가 없었다.

또, 삼각 피라미드의 패턴을 롤에 가공하는 데에는, 홈을 나선모양으로 높은 정밀도로 가공할 필요가 있으나, 고정밀도의 나선 홈 가공을 할 수 있는 롤 선반은 지금까지는 없었다.

이에 본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래의 기술이 가진 문제점을 해소하여, 롤의 표면에 삼각 피라미드나 사각 피라미드의 입체 형상 패턴을 높은 정밀도로 가공할 수 있도록 하는 정밀 롤 선반을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 베드와, 이 베드 상에 설치되어, 소재인 롤의 일단을 척으로 보유지지하면서 이 롤에 회전을 부여하는 주축을 가진 주축대와, 이 주축대에 대향해서 상기 베드 상에 배치되어, 상기 롤의 일단을 자유로이 회전할 수 있게 지지하는 심압대와, 상기 롤의 길이방향(Z축)을 이동할 수 있게 상기 베드 상에 설치하도록 된 새들과, 롤의 길이방향과 직각의 방향(X축)으로 이동할 수 있게 상기 새들 상에 설치된 테이블과, 이 테이블 상에 설치되고서 복수의 비트가 부착된 절삭날대를 가진 절삭날 선회대와, 상기 롤의 원주방향의 인덱스를 실행하기 위한 제어수단과, 소정의 회전수로 주축을 연속 회전시키기 위한 제어수단을 겸용하는 C축 제어수단 및, 상기 롤을 인덱스하는 제어와 주축의 연속 회전의 제어 중 선택적으로 한쪽의 제어로 절환하는 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 의하면, 주축대로 롤을 연속 회전시켜 세로 홈(원주방향 홈)을 절삭할 수 있음은 물론, 주축대에 의해 롤의 원주방향을 등분 (等分)으로 인덱스하면서 가로 홈(축 방향의 홈)에 대해서도 고정밀도의 가공을 실행할 수 있게 된다. 또, 나선홈과 가로 홈을 조합시키는 롤 가공을 하는 경우에도, 주축대가 나선홈의 가공 개시 위치를 인덱스해서 롤을 정확한 회전수로 연속 회전시킬 수가 있기 때문에, 왕복대를 이송하면서 나선홈을 가공할 수가 있다. 이와 같은 주축대를 가짐으로써, 사각 피라미드 및 삼각 피라미드가 종횡으로 연속하는 패턴을 롤에 정밀하게 가공할 수가 있게 된다.

(실시예)

이하, 본 발명에 따른 정밀 롤 선반의 한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 정밀 롤 선반을 나타낸 측면도이고, 도 2는 동 정밀 롤 선반의 평면도이다.

도 1 및 도 2에서, 참조 번호 10은 베드를 나타낸다. 이 베드(10) 상에는, 주축대(12)와 심압대(14) 및 왕복대(16)가 배치되어 있다. 공작물은 롤(W) 형상의 것으로서, 주축대(12)와 심압대(14)에 의해 자유로이 회전할 수 있게 지지되어 있다.

주축대(12)는 베드(10)의 길이방향 일단부에 배치되어 있다. 이 주축대(12)는 본체부(17)와, 주축(18)과, 이 주축(18)의 선단에 부착된 척(19)과, 주축(18)을 구동하는 서보 모터(20)를 포함한다. 주축(18)은 본체부(17)에 내장되어 있는 도시되지 않은 유정압(油靜壓) 베어링에 의해 지지되어 있다. 척(19)은 롤(W)의 축을 파지하고서 주축(18)의 회전을 롤(W)에 전달한다.

도 3은 주축대(12)의 단면을 나타낸다. 주축(18)은 본체부(17)의 내부에서 래디얼 베어링(radial bearing; 21)과 스러스트 베어링(thrust bearing; 22)에 의해 자유로이 회전할 수 있게 지지되어 있다. 이 실시형태에서는, 래디얼 베어링(21)과 주축(18)의 외주면의 사이와, 스러스트 베어링(22)과 주축(18)의 선단측 단면의 사이에는 약 50㎛의 간극이 형성되어, 이들 래디얼 베어링(21)과 스러스트 베어링(22)이 각각 주축(18)의 래디얼 하중 및 스러스트 하중을 화살표로 나타난 압유(壓油)에 의해 지지되는 유정압 베어링을 구성하도록 되어 있다. 유정압 베어링 대신, 고압 공기의 압력으로 스러스트 하중과 래디얼 하중을 지지하는 공기 정압 베어링으로 하여도 좋다.

이 주축대(12)에서는, 주축(18)의 후단에 로터(20a)가 부착되고, 이 로터(20a)는 스테이터(20b)에 느슨하게 끼워져 있다. 이에 따라, 주축(18)을 구동하는 서보 모터(20)는, 주축(18)을 직접 구동하는 빌트인형(built-in type)의 서보 모터로 구성되어 있다. 주축(18)의 회전량은 엔코더(23)에 의해 검출된다. 이 엔코더(23)의 검출신호를 피드백해서 주축(18)의 위치제어 및 속도제어를 실행함으로써, 주축대(12)에는 롤(W)의 원주방향의 인덱스를 실행하는 인덱스 축(C축)으로서의 기능과, 주축(18)을 일정한 회전수(수백 회전까지)로 연속 회전시키는 기능이 부가되어 있다.

다음, 도 1 및 도 2에서, 심압대(14)는 주축대(12)에 대향해서 베드(10) 상에 배치되어 있다. 베드(10)의 상부면에는 도시되지 않은 안내면이 형성되어, 심압대(14)가 이동할 수 있게 설치되어 있다. 심압대(14)는 종래의 일반적인 심압축 대 신에 주축(24)을 갖고 있어서, 이 주축(24)에 부착된 척(25)에 의해 롤(W)의 축을 자유로이 회전할 수 있게 지지한다. 이와 같은 심압대(14)는, 서보 모터를 갖지 않는 점을 제외하고는, 기본적인 구성은 주축대(12)와 마찬가지로 되어 있다.

다음에는, 왕복대(16)에 대해 설명한다.

왕복대(16)는 롤(W)의 축 방향으로 이동할 수 있게 베드(10) 상에 설치되어 있는 새들(26)을 포함한다. 이 새들(26)의 위에는 롤(W)의 축 방향과 직각인 방향으로 이동할 수 있게 테이블(28)이 설치되어 있다. 본 실시예의 정밀 롤 선반에서는, 새들(26)을 이송하는 축이 Z축이고, 새들(26) 상에서 테이블(28)을 이송하는 축이 X축이다. 그리고, 이 정밀 롤 선반에서는 X축, Z축 외에, 주축대(12)에는 C축이, 테이블(28)에 설치된 절삭날 선회대(30)에는 B축이 각각 설치되어 있어서, 합계 4축 제어의 공작기계를 이룬다.

도 4는 절삭날 선회대(30)의 정면을 나타낸다. 도 5는 베드(10)나 새들(26)로부터 커버 종류를 벗겨낸 상태로 절삭날 선회대(30)를 나타낸 도면이다. 본 실시예에 따른 절삭날 선회대(30)는 선회대 본체(31)를 포함한다.

천판(32)의 한쪽 편에는 절삭날대(33)가 부착되고, 다른 쪽에 가까운 위치에는 플라이 커터 스핀들 장치(fly cutter spindle device; 34)가 배치되어 있다. 이 경우, 플라이 커터 스핀들 장치(34)는, 절삭날대(33)에 고정된 브래킷(45)에 의해 지지되어 있다. 절삭날대(33)는 대략 반원 기둥의 절삭날대로서, 원주방향으로 소정의 간격으로 다이아몬드 비트(36)가 배열되어 있다.

이 실시예에서는, 3개의 다이아몬드 비트(36)개가 천판(32)과 함께 절삭날 대(33)를 90°씩 선회시킴으로써 인덱스하도록 되어 있으나, 다이아몬드 비트를 4개로 해서 60°씩 선회하여 인덱스하도록 하는 등 여러 가지 형태가 있다. 다이아몬드 비트(36)에는, V자형의 홈을 가공할 수 있는 날 끝이 날카로운 비트가 쓰이고 있다. 절삭날대(33)의 상부면에는, 플라이 커터 스핀들 장치(34)의 중량과 밸런스를 이루도록 하기 위한 카운터 웨이트(37)가 설치되어 있다.

다음에는, 플라이 커터 스핀들 장치(34)에 대해 설명한다. 이 플라이 커터 스핀들 장치(34)는 본체부(34a)와, 서보 모터(35)와, 플라이 커터(39)가 부착된 커터 홀더(38)를 포함한다. 본체부(34a)의 내부에서는, 도시되지 않은 커터 스핀들이 공기베어링에 의해 지지되어 있는바, 이 커터 스핀들은 서보 모터(35)에 의해 직접 구동되어 고속으로 회전을 한다. 커터 스핀들의 선단에 부착되어 있는 커터 홀더(38)는, 주속(周速)을 크게 하기 위한 원판상의 커터 홀더이다. 이 커터 홀더(38)의 외주부에는 다이아몬드 비트로 된 플라이 커터(39)가 1개 보유지지되어 있다. 이 경우, 커터 스핀들 장치(34)는 커터 스핀들을 X축 방향과 Z축 방향에 대해 함께 직각 자세로 지지하고서, 플라이 커터(39)를 X-Z 평면 내에서 고속으로 회전시킨다. 절삭날대(33)에 부착되어 있는 다이아몬드 비트(36)의 날 끝은, 플라이 커터(39)의 회전하는 X-Z 평면과 같은 평면 내에 있다.

도 5에서, 새들(26)의 상부면에는, 역V자형으로 안내면이 형성된 X축 가이드 레일(40)이 뻗어 있고, 이 X축 가이드 레일(40)에는 리테이너에 의해 보유지지된 다수의 롤러베어링이 배열된 유한형(有限型)의 회전 안내수단(41)이 설치되어 있다. 마찬가지로, 베드(10)의 상부면에는, 역V자형으로 안내면이 형성된 Z축 가이드 레일(42)이 뻗어 있는바, 이 Z축 가이드 레일(42)에도 유한형 회전 안내수단(43)이 설치되어 있다.

한편, 새들(26)을 이송하는 Z축 이송 구동장치와, 절삭날 선회대(30)를 탑재한 테이블(28)을 이송하는 X축 이송 구동장치는 모두 리니어모터로 구성되어 있다. 도 3에서, 참조 번호 47은 X축 이송기구의 리니어모터를 구성하는 영구자석 열을 나타내고, 48은 Z축 가이드 레일(42)과 평행하게 뻗은 영구자석 열을 나타낸다.

다음, 도 3에서 참조 번호 52는 NC 장치를 나타낸다. 이 NC 장치(52)는 X축, Z축, B축, C축을 수치제어한다. 주축대(12)의 C축에 대해서는, 롤(W)의 원주방향의 가공 개시 위치(예컨대, 16줄 나선 홈이라면, 원주를 등분으로 16 분할한다)를 인덱스하기 위한 제어와, 소정의 회전수로 주축을 연속 회전시키기 위한 제어의 쌍방을 제어할 수 있도록 되어 있다. C축의 경우, C축 서보기구(54)에는, 위치제어부(55)와 속도제어부(56)를 갖고서 엔코더(56)에 의해 위치제어 루프와 속도제어 루프가 짜 맞춰져 있다. 참조 번호 57은, 롤을 인덱스하는 제어와 주축(18)의 연속 회전 제어를 절환하기 위한 절환부를 나타낸다.

NC 장치(52)로부터 인덱스의 지령이 주어지면, 위치제어부(55)는 엔코더(23)로부터의 위치 피드백을 비교해서, 롤의 원주방향의 위치를 정확하게 인덱스할 수가 있다. 또, NC 장치(52)로부터 주축 연속 회전의 지령이 주어지면, 속도제어부(56)가 엔코더로부터의 속도 피드백과 비교를 해서, 주축의 회전수가 지령 값에 일치하도록 속도제어를 실행한다. 따라서, 주축대(12)에서는, 주축(18)에는 롤을 연속 회전시킨다고 하는 본래의 기능에 더해, 동일 엔코더 그대로인 채 고정밀도 인덱스 축으로서의 기능을 실현하게 된다.

다음에는, 이상과 같이 구성된 정밀 롤 선반을 이용한 롤 가공에 대해 설명한다.

도 6은 롤의 표면에 가공하는 요철 패턴을 나타낸 도면이다. 도 6에 도시된 것과 같이, 사각추, 이른바 사각 피라미드가 종횡으로 배열된 요철 패턴이다.

이와 같은 사각 피라미드의 패턴은, 기본적으로 세로 홈(60)과 가로 홈(62)을 조합해서 가공을 한다. 그리고 세로 홈(60)을 일정한 피치로 연속해서 가공하고, 그 후 세로 홈(60)에 교차하도록 가로 홈(62)을 일정한 피치로 연속해서 가공함으로써, 롤 표면에는 사각 피라미드가 종횡으로 배열된 패턴이 형성된다.

본 실시예의 정밀 롤 선반은, 사각 피라미드의 패턴을 가공하기 위해 다음과 같은 기능을 하도록 되어 있다.

즉, 종래의 롤 선반의 주축대는, 롤을 연속 회전시키는 것만으로는 롤을 인덱스할 수가 없었다. 이에 대해, 본 실시예의 정밀 롤 선반에 의하면, 주축대(12)에는 롤(W)의 연속 회전과 롤의 인덱스를 선택적으로 행할 수 있는 C축이 구비되어 있다.

거기에다, 절삭날 선회대(30)에는 절삭날대(33)와 플라이 커터 스핀들 장치(34)가 설치되어 있기 때문에, 이하와 같이 사용함으로써, 롤(W)을 연속 회전시켜 세로 홈(60; 원주방향 홈)을 절삭할 수 있음은 물론, 롤(W)을 인덱스하면서 가로 홈(62; 축 방향 홈)에 대해서도 고정밀도의 가공을 실행할 수가 있다.

그리하여, 세로 홈(60)의 가공에 대해 설명하면, 세로 홈(60)의 가공은, 통 상적인 롤 선반에서의 가공과 마찬가지로 실행한다. 즉, 도 7a에 도시된 것과 같이, 절삭날대(33)의 다이아몬드 비트(36)를 B축에 의해 인덱스한다. 또, 주축대(12)의 서보 모터(20)로 롤(W)을 연속 회전시킨다.

그리고, 테이블(28)을 X축 방향으로 보내, 다이아몬드 비트(36)가 롤(W)을 파고들게 해서 세로 홈(60)을 선삭(旋削)할 수가 있다. 이후, 다이아몬드 비트(36)를 Z축 방향으로 피치 분만큼 이송하여, 마찬가지로 세로 홈(60)을 연속해서 가공하면 된다.

이렇게 해서 세로 홈(60)을 가공한 후, 절삭날 선회대(33)를 B축에 의해 회전시켜, 플라이 커터 스핀들 장치(34)를 인덱스한다(도 7b). 그리고, 주축대(12)의 C축에 의해 롤(W)의 가로 홈의 가공을 개시해야 할 원주방향의 위치가 정확하게 인덱스되도록 한다.

플라이 커터 스핀들 장치(34)를 기동시켜, 고속으로 회전시키면서 플라이 커터(39)를 X축 방향으로 파고들게 한다. 그리고, 왕복대(16)를 Z축에 의해 이송하면서 가로 홈(62)을 플라이 커팅 방법으로 절삭한다. 이에 따라, 플라이 커터(39)가 단속적으로 롤(W)을 절삭해서 가로 홈(62)을 만들어 간다. 플라이 커터 스핀들 장치(34)의 플라이 커터(39)는 고속으로 회전하고 있기 때문에, 플라이 커터(39)에는 이상적인 절삭속도(약 300m/분)를 부여할 수가 있다.

이후, 순서대로 롤(W)의 원주방향의 절삭 개시 위치를 C축에 의해 인덱스하면서, 가로 홈(62)의 가공을 연속해서 실행한다(도 7c). 이상과 같이 해서, V자형의 세로 홈(60)에 교차하도록 V자형의 가로 홈(62)을 가공함으로써, 도 6에 나타나 있는 것과 같은 사각 피라미드 패턴을 롤(W)의 표면에다 가공할 수가 있다.

이상과 같은 사각 피라미드를 가공함에 있어서는, 종래의 롤 선반에서는 절삭속도가 확보될 수 없어서, 가로 홈(62)에 대해 고정밀도의 가공면이 얻어지지 않는다고 하는 문제가 있었다. 이와 같은 문제에 대해, 본 발명과 같이 플라이 커터 스핀들 장치(34)를 이용하면 이상적인 절삭속도가 얻어질 수 있기 때문에, 고정밀도의 가동 정밀도가 요구되는 것이라도 가공할 수가 있게 된다.

또, 종래의 롤 선반에서는 주축대의 베어링으로 롤 베어링이 사용되고 있어서, 베어링의 내·외륜과 베어링이 직접 접촉하기 때문에, 베어링의 형상 정밀도가 베어링의 운동 정밀도에 영향을 끼쳐, 광학렌즈용의 전사 롤에 요구되는 가동 정밀도를 만족시킬 수가 없었다. 이에 대해, 본 실시예에서는, 주축대(12)의 베어링을 유정압 베어링으로 구성함으로써, 주축(18)과 래디얼 베어링(21) 및 스러스트 베어링(22)의 베어링 면 사이에 형성되는 유막이 형상 오차의 영향을 완화하는 평균화 효과에 의해, 원활한 주축의 회전운동을 실현할 수 있게 된다. 이에 따라, 주축(18)의 흔들림 정밀도 등이 훨씬 향상되기 때문에, 앞에서 설명한 C축 제어와 플라이 커터 스핀들 장치(34)의 효과가 상호 작용을 해서, 초정밀 가공에 대응할 수 있게 된다. 한편, 실시형태에서는, 다이아몬드 비트(36)에 날 끝이 날카로운 비트를 사용하고 있으나, 날 끝에 둥근 절삭선단을 가진 비트를 사용해서 앞에서 설명한 가공을 실행함으로써, 예컨대 크로스 렌티큘러 렌즈 성형용 전사 롤의 가공도 실현할 수가 있다.

도 8에 도시된 요철 패턴은 3각추, 이른바 삼각 피라미드가 종횡으로 배열된 요철 패턴이다. 이와 같은 삼각 피라미드의 패턴은, 기본적으로 상호 정역 반대방향으로 돌면서 뻗은 V자형 제1나선홈(64) 및 제2나선홈(65)과 가로 홈(62)을 조합해서 가공한다. 이 실시예의 경우, 제1나선홈(64)과 제2나선홈(65)의 비틀려지는 각도가 같게 되어 있다.

이에 제1나선홈(64)의 가공에 대해 설명하면, 도 9a에서 화살표 A 방향으로 롤(W)을 회전시켜 다이아몬드 비트(36)를 롤의 축 방향으로 보내면서 가공을 한다. 즉, 절삭날대(33)의 다이아몬드 비트(36)를 인덱스함과 더불어, 주축대(12)의 서보 모터(20)에서 롤(W)을 연속적으로 회전시킨다. 그리고, 다이아몬드 비트(36)에서 롤(W)에 대해 파고들게 하고서, 왕복대(16)를 Z축에 의해 이송함으로써 제1나선홈(64)을 선삭할 수가 있다.

이후, 예컨대, 16줄의 나사를 형성하는 경우라면, 롤의 원주방향을 16 분할을 해서 설정한 가공 개시 위치 중 다음의 가공 개시 위치를 C축에 의해 인덱스하고, 마찬가지로 제1나선홈(64)을 연속해서 가공하면 된다.

다음, 제2나선홈(65)를 가공함에는, 도 9b에서 화살표 B 방향으로 롤(W)을 역전시켜, 제1나선홈(64)일 때와 마찬가지로 주축대(12)를 Z축에 의해 이송함으로써, 제1나선홈(64)과는 역회전의 제2나선홈(65)을 제1나선홈(64)에 교차하도록 가공할 수 있다.

이렇게 해서, 제1나선홈(64) 및 제2나선홈(65)을 연속해서 가공한 후, 이들 나선홈(64, 65)이 교차하는 부분을 통과하도록 해서 가로 홈(62)을 일정한 피치로 연속해서 가공하면(도 9c), 롤 표면에는 도 8에 도시되어 있는 것과 같은 삼각 피 라미드가 종횡으로 배열된 패턴을 가공할 수 있다. 가로 홈(62)의 가공은, 앞에서 설명한 도 7b와 같이, 플라이 커터 스핀들 장치(34)를 사용하여 이상적인 절삭속도(약 300m/분)를 부여하면서 가공하는 점은 사각 피라미드의 가공과 마찬가지여서, 설명은 생략한다.

이상과 같은 삼각 피라미드 패턴의 가공에서는, 주축대(12)의 C축에 의해 롤(W)의 나선 홈의 가공 개시 위치가 정확하게 인덱스될 수 있음과 더불어, 나선 홈을 형성하는 동안, 정확한 회전수로 롤(W)을 연속 회전할 수가 있다. 더구나, 주축대(12)의 베어링(21, 22)을 유정압 베어링으로 구성함으로 인한 운동 정밀도의 향상과 상호 작용을 해서, 삼각 피라미드 패턴의 초정밀 가공을 실현할 수가 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 주축대로 롤을 연속 회전시켜 세로 홈(원주방향의 홈)을 절삭할 수 있음은 물론, 주축대에 의해 롤의 원주방향을 등분(等分)으로 인덱스하면서 가로 홈(축 방향 홈)에 대해서도 고정밀도의 가공을 실행할 수 있다. 또, 나선홈과 가로 홈을 조합시키는 롤 가공을 하는 경우에도, 주축대가 나선홈의 가공 개시 위치를 인덱스해서 롤을 정확한 회전수로 연속 회전시킬 수가 있기 때문에, 왕복대를 이송하면서 나선홈을 가공할 수가 있다. 이와 같은 주축대를 가짐으로써, 사각 피라미드 및 삼각 피라미드가 종횡으로 연속하는 패턴을 롤에 정밀하게 가공할 수가 있게 된다.

Claims (10)

1. 베드와,

   이 베드 상에 설치되어, 소재인 롤의 일단을 척으로 보유지지하면서 이 롤에 회전을 부여하는 주축을 가진 주축대와,

   이 주축대에 대향해서 상기 베드 상에 배치되어, 상기 롤의 일단을 자유로이 회전할 수 있게 지지하는 심압대와,

   상기 롤의 길이방향(Z축)을 이동할 수 있게 상기 베드 상에 설치된 새들과,

   롤의 길이방향과 직각인 방향(X축)으로 이동할 수 있게 상기 새들 상에 설치된 테이블과,

   이 테이블 상에 설치되어, 복수의 비트가 부착된 절삭날대를 가진 절삭날 선회대와,

   상기 롤의 원주방향의 인덱스를 실행하기 위한 제어수단과, 소정의 회전수로 주축을 연속 회전시키기 위한 제어수단을 겸용하는 C축 제어수단과,

   상기 롤을 인덱스하는 제어와 주축의 연속 회전의 제어 중 선택적으로 한쪽의 제어로 절환하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 정밀 롤 선반.
2. 제1항에 있어서, 상기 주축대가, 상기 주축을 유체압에 의해 비접촉으로 지지하고, 래디얼 베어링, 스러스트 베어링으로 된 정압 베어링을 가진 것을 특징으 로 하는 정밀 롤 선반.
3. 제1항에 있어서, 상기 주축대가, 상기 주축을 직접 구동하는 빌트인식의 서보 모터와, 상기 주축의 회전량을 검출하여 검출신호를 상기 C축 제어수단으로 출력하는 엔코더를 가진 것을 특징으로 하는 정밀 롤 선반.
4. 제1항에 있어서, 상기 절삭날 선회대에, 상기 플라이 커터를 회전시키는 플라이 커터 스핀들 장치가 설치된 것을 특징으로 하는 정밀 롤 선반.
5. 제4항에 있어서, 상기 플라이 커터 스핀들 장치가, 커터를 외주부에 보유지지하는 원판상의 커터 홀더와, 상기 커터 스핀들을 지지하는 공기베어링을 내장하는 본체와, 상기 커터 스핀들을 직접 구동하는 모터로 이루어진 것을 특징으로 하는 정밀 롤 선반.
6. 제5항에 있어서, 상기 커터 스핀들 장치가, 상기 플라이 커터를 상기 절삭날대의 비트와 같은 높이의 X-Z 평면 내에서 회전시키도록 된 것을 특징으로 하는 정 밀 롤 선반.
7. 제6항에 있어서, 상기 절삭날대가, 대략 반원주형의 절삭날대 본체를 갖고, 절삭날대 본체의 원주방향으로 소정의 간격으로 비트가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 정밀 롤 선반.
8. 제6항에 있어서, 상기 절삭날대 상에는, 플라이 커터 스핀들 장치의 중량과 밸런스를 이루도록 하는 카운터 웨이트가 탑재된 것을 특징으로 하는 정밀 롤 선반.
9. 제1항에 있어서, 상기 왕복대의 이송을 안내하는 Z축 안내면이, 상기 베드의 상부면에 Z축과 평행하게 다수의 롤러가 배열된 회전안내부재로 된 것을 특징으로 하는 정밀 롤 선반.
10. 제1항에 있어서, X축 및 Z축의 이송 구동장치가 각각 리니어모터로 된 것을 특징으로 하는 정밀 롤 선반.

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