KR20090125751A

KR20090125751A - 공작 기계

Info

Publication number: KR20090125751A
Application number: KR1020097015906A
Authority: KR
Inventors: 타다시 마키야마; 히로아키 키소
Original assignee: 호코스 가부시키가이샤
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2009-12-07
Also published as: EP2138265A1; KR101430532B1; JP5161468B2; EP2138265A4; US8690499B2; TW200920538A; CN101622096A; EP2138265B1; CN101622096B; US20100074703A1; JP2008221413A; WO2008111571A1

Abstract

종래의 선회 테이블을 불필요하게 되고 정치 본체부(1)의 상면으로부터 회전 주축(17)의 공구에 의한 워크 가공 위치까지의 거리를 비교적 작게 해서 워크 지지를 위한 강성을 높여 고정밀도의 가공을 행하도록 한다. 정치 본체부(1)의 X축 방향으로 떨어진 2위치 각각을 통과하여 X축 방향과 직교하는 Z축 방향의 한 쌍의 안내 궤도(28a, 28b) 각각에 이송대(30a, 30b)를 독립 이동 가능하게 안내시키고, 이들 각 안내 궤도(28a, 28b)의 이송대(30a, 30b) 사이에 지지 이송 선회 출력 부재(25)를 다리를 놓는 형상으로 걸어 부착하고, 한쪽의 이송대(30a)와 지지 이송 선회 출력 부재(25)는 X축 방향 및 Z축 방향 쌍방에 직교하는 Y축 방향 선 둘레의 상대 회전이 가능하게 결합되고, 다른쪽의 이송대(30b)와 지지 이송 선회 출력 부재(25)는 Y축 방향 선 둘레의 상대 회전이 가능하고 또한 쌍방의 이송대(30a, 30b)의 위치에 관련된 특정 방향의 상대 변위가 가능하게 결합되는 외에, 상기 특정 방향의 상대 변위를 규제하기 위한 변위 규제 수단(35)을 설치한다.

공작 기계, 정치 본체부, 이송대, 지지 이송 선회 출력 부재, 워크 고정대

Description

공작 기계{MACHINE TOOL}

본 발명은 크랭크 샤프트 등의 축형상 워크에 경사진 구멍을 가공함에 있어서 특히 적합한 공작 기계에 관한 것이다.

베드의 수평한 상면 개소 상에 전후 방4향의 회전 주축을 서로 직교한 3축 방향(전후 방향, 좌우 방향, 상하 방향)으로 이동 가능하게 설치하고, 한쪽으로는 회전 주축과 전후 방향 상에서 대향하는 상기 상면 개소에 상하 방향 축 둘레로 선회되는 선회 테이블을 상방으로의 돌출 형상으로 설치하고, 상기 선회 테이블의 상면에 워크 고정대를 고정시킨 구조의 공작 기계는 이미 존재하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 2 참조).

이 공작 기계에 의해 크랭크 샤프트의 오일 구멍과 같은 경사진 구멍을 가공할 때는 워크 고정대의 상면에 워크 지지 가로축 둘레 산출 수단을 통해서 워크를 수평 형태로 유지하고, 다음에 필요에 따라 선회 테이블을 상하 방향의 선회 축(B축) 둘레로 선회시킴과 아울러 워크 지지 회전 수단의 작동에 의해 워크를 그 기준 축선 둘레로 회전시킴으로써 가공해야 할 경사진 구멍을 회전 주축과 같은 전후 방향으로 향하게 하고, 이 후 가공해야 할 경사진 구멍의 위치에 회전 주축의 회전 중심을 마주 대하게 함과 아울러 상기 회전 주축 및 이 선단에 고정된 공구를 회전 시키면서 전진 이동시키도록 행하여진다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2004-195586호 공보

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2006-123011호 공보

상기한 종래의 공작 기계에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있다.

(1) 워크 고정대와 베드 사이에 선회 테이블이 있기 때문에 베드의 상면으로부터 회전 주축의 공구에 의한 워크 가공 위치까지의 거리가 비교적 크게 되어 워크 지지를 위한 강성을 높일 수 없고, 워크 가공 중의 공구의 절삭 저항에 의해 워크가 비교적 변위되기 쉬운 상태가 되어 고정밀도한 가공을 행함에 있어서 불리하게 된다.

(2) 선회 테이블의 상면에 비교적 긴 워크 고정대의 길이 방향 중앙 개소를 고정할 경우가 있지만, 이 때 워크 고정대의 길이 방향 각 단부가 선회 테이블의 상면으로부터 과도하게 돌출된 상태로 되는 것을 회피하기 위해서는 선회 테이블의 평면에서 본 크기를 비교적 크게 하는 것이 필요하게 되어 이것이 제조 비용을 증대시키는 요인이 된다.

(3) 비교적 큰 것으로 된 선회 테이블은 선회 축(B축) 둘레의 선회 동작에 있어서의 관성 모멘트를 크게 하는 것으로부터 선회 테이블을 고속 운동시킬 때 큰 구동력이 얻어지는 구동원(모터)이 필요하게 되어 구동 장치가 대형화됨과 아울러 구동 장치에 공급해야 할 에너지도 커지게 된다.

(4) 선회 테이블을 고속 운동시키기 위해서 선회 테이블의 구동원을 대형화했을 때 그 운동부의 관성이 증대되기 때문에 빈번하게 동작의 발정(發停)이 반복되는 경우에는 필연적으로 움직임이 완만하게 되어 선회 테이블의 효과적인 고속화가 실현되지 않고, 비절삭 시간이 도리어 길어지는 불이익이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 공작 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본원의 제 1 발명에 따른 공작 기계는 정치(定置) 본체부의 X축 방향으로 떨어진 2위치 각각을 통과하여 X축 방향과 교차한 Z축 방향의 한 쌍의 안내 궤도 각각에 이송대를 독립 이동 가능하게 안내시키고, 이들 각 안내 궤도의 이송대 사이에 지지 이송 선회 출력 부재를 다리를 놓는 형상으로 배치하고, 한쪽의 이송대와 지지 이송 선회 출력 부재는 X축 방향 및 Z축 방향 쌍방에 직교하는 Y축 방향 선 둘레의 상대 회전이 가능하게 결합되고, 다른쪽의 이송대와 지지 이송 선회 출력 부재는 Y축 방향 선 둘레의 상대 회전이 가능하고 또한 쌍방의 이송대의 위치에 관련된 특정 방향의 상대 변위가 가능하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다. 본 발명의 구성중에 있어서, 「X축 방향과 교차한 Z축 방향」으로 한 이유는 Z축 방향은 X축 방향과 직교한 것이 바람직하지만 X축 방향과 임의 각도로 교차한 것이어도 본 발명은 성립할 수 있기 때문이다.

또한, 제 2 발명에 따른 공작 기계는 상기 제 1 발명을 전제로 하는 것으로서, 정치 본체부 상에 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 이루어지고 또한 Z축 방향 선 둘레로 회전 구동되는 회전 주축을 구비하고, 또한 상기 회전 주축과 Z축 방향으로 대향하는 위치에 설치된 상기 지지 이송 선회 출력 부재가 워크 고정대로 이루어진 구성으로 한다.

또한, 제 3 발명에 따른 공작 기계는 상기 제 1 또는 제 2 발명을 전제로 하는 것으로서, 상기 특정 방향의 상대 변위를 규제하기 위한 변위 규제 수단을 설치한 구성으로 한다.

또한, 제 4 발명에 따른 공작 기계는 상기 제 1 발명을 전제로 하는 것으로서, 정치 본체부 상에 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 된 워크 고정대를 구비하고, 또한 상기 워크 고정대와 Z축 방향으로 대향하는 위치에 설치된 상기 지지 이송 선회 출력 부재에 회전 주축을 설치한 구성으로 한다.

또한, 제 5 발명에 따른 공작 기계는 상기한 제 1, 제 2, 또는 제 4 발명을 전제로 하는 것으로서, X축 방향을 좌우 방향으로 또한 Y축 방향을 상하 방향으로 또한 Z축 방향을 전후 방향으로 대응시킨 구성으로 이루어져 있거나, 또는 X축 방향을 좌우 방향으로 또한 Y축 방향을 전후 방향으로 또한 Z축 방향을 상하 방향으로 대응시킨 구성으로 이루어져 있는 것으로 한다.

또한, 제 6 발명에 따른 공작 기계는 상기한 제 1, 제 2, 또는 제 4 발명을 전제로 하는 것으로서, X축 방향을 좌우 방향으로 또한 Y축 방향을 상하 방향으로 또한 Z축 방향을 전후 방향으로 대응시키고, 또한 정치 본체부 중 상기 한 쌍의 안내 궤도의 사이가 되는 개소를 Y축 방향의 투과 구멍으로 하고, 상기 투과 구멍 내에 이송대를 Z축 방향으로 이동시키기 위한 이송 기구를 배치한 구성으로 한다.

또한, 제 7 발명에 따른 공작 기계는 상기한 제 1, 제 2, 또는 제 4 발명을 전제로 하는 것으로서, X축 방향을 좌우 방향으로 또한 Y축 방향을 상하 방향으로 또한 Z축 방향을 전후 방향으로 대응시키고, 또한 정치 본체부에 Y축 방향의 투과 구멍을 형성하고, 상기 투과 구멍은 단면적이 하방으로 점차 축소되는 내주 안내면부를 구비하고, 또한 상기 투과 구멍의 상단 근방 개소에 정치 본체부의 일부로서의 한 쌍의 궤도 지지부를 Z축 방향의 다리를 놓는 형상으로 설치하고, 이들 한 쌍의 궤도 지지부 각각에 상기 한 쌍의 안내 궤도 각각을 지지시키고, 또한, 상기 투과 구멍 내에 이송대를 Z축 방향으로 이동시키기 위한 이송 기구를 배치한 구성으로 한다.

또한, 제 8 발명에 따른 공작 기계는 상기한 제 2 또는 제 4 발명을 전제로 하는 것으로서, 워크 고정대의 워크 고정면의 Y축 방향 상의 위치가 회전 주축을 X축 방향으로 안내하기 위한 안내 궤도의 Y축 방향 상의 위치와 개략 일치하고 있는 구성으로 한다.

또한, 제 9 발명에 따른 공작 기계는 상기한 제 1 또는 제 2 발명을 전제로 하는 것으로서, 정치 본체부의 Y축 방향의 일정 깊이 개소의 Z축 방향 개소에 이송대 각각을 Z축 방향으로 이동시키기 위한 구동 기구를 배치한 구성으로 한다.

<발명의 효과>

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 얻어진다.

즉, 상기 제 1 발명에 의하면 정치 본체부의 특정 평면 개소의 X축 방향으로 떨어진 2위치 각각을 통과하여 X축 방향과 교차하는 Z축 방향의 한 쌍의 안내 궤도 각각에 이송대를 독립 이동 가능하게 안내시키고, 이들 각 안내 궤도의 이송대 사이에 지지 이송 선회 출력 부재를 다리를 놓는 형상으로 걸어 부착하고, 한쪽의 이송대와 지지 이송 선회 출력 부재는 X축 방향 및 Z축 방향 쌍방에 직교하는 Y축 방향 선 둘레의 상대 회전이 가능하게 결합되고, 다른쪽의 이송대와 지지 이송 선회 출력 부재는 Y축 방향 선 둘레의 상대 회전이 가능하고 또한 쌍방의 이송대의 위치에 관련된 특정 방향의 상대 변위가 가능하게 결합된 구성을 채용한 것이므로, 정치 본체부로부터 돌출된 종래와 같은 비교적 큰 선회 테이블을 설치하지 않아도 2개의 이송대의 Z축 방향의 이동에 의해 지지 이송 선회 출력 부재를 Z축 방향으로 평행 이동시킬 수 있는 데다가 정치 본체부 상에서 Y축 방향 선 둘레로 선회시키는 것이 가능하게 되고, 또한 지지 이송 선회 출력 부재의 비교적 크게 떨어진 2개소를 2개의 이송대로 지지하는 것이 가능하게 되기 때문에 지지 이송 선회 출력 부재가 비교적 긴 것으로 이루어질 경우에도 각 이송대로부터의 그 오버행(overhang)량을 작게 할 수 있어 지지 이송 선회 출력 부재의 중력에 의한 휨의 감소화를 꾀할 수 있고, 또한 정치 본체부로부터 비교적 가까운 위치에 지지 이송 선회 출력 부재를 위치시키는 것이 가능하게 되고, 지지 이송 선회 출력 부재에 워크 또는 회전 주축을 지지시켰을 경우에 있어서는 워크 가공 중에 받는 칼날 부재로부터의 Z축 방향력에 기인한 지지 이송 선회 출력 부재의 변위의 감소화를 꾀할 수 있고, 또한 지지 이송 선회 출력 부재가 가상 상의 Y축 방향의 선회 축 둘레로 선회할 때의 선회 운동에 연동하는 부재의 질량을 종래의 선회 테이블을 설치하는 구조의 경우와 비교해서 선회 테이블이 존재하지 않는 분만큼 작게 할 수 있기 때문에 상기 선회 운동시에 생기는 관성 모멘트를 감소화시킬 수 있어서 상기 선회 운동을 비교적 고속으로 행하게 할 수 있고, 따라서 지지 이송 선회 출력 부재에 워크 또는 회전 주축을 지지시켰을 경우에 있어서 1개의 워크에 대한 가공 프로그램의 실행 중에 있어서의 칼날 부재의 비절삭 시간을 짧게 해서 능률적인 가공을 실시하는 것을 가능하게 하고, 또한 상기 선회 운동에 필요한 에너지를 비교적 작게 할 수 있어서 이송대를 이동시키기 위한 구동계를 콤팩트 또한 경량화시킬 수 있다.

이어서, 상기 제 2 발명에 의하면 제 1 발명과 마찬가지의 효과가 얻어지는데다가 다음과 같은 효과가 얻어지는 것으로서, 즉 지지 이송 선회 출력 부재가 워크 고정대로 이루어진 것이므로 워크 고정대가 크랭크 샤프트 등의 비교적 긴 축상 워크를 지지하는 것일 경우에 있어서도 워크 고정대의 길이 방향의 비교적 크게 떨어진 2개소를 2개의 이송대로 지지할 수 있어서 각 이송대로부터의 워크 고정대의 오버행량을 작게 할 수 있고, 이 결과 워크 고정대에 작용하는 중력에 의한 휨의 감소화를 꾀할 수 있어서 워크의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있고, 또한 워크를 워크 고정대 상에 있어서 X축 방향 및 Z축 방향 쌍방에 평행한 특정 직선 둘레의 위치 산출 기구를 통해서 지지했을 경우에는 워크의 회전 중심축을 포함하는 반경면 상에 형성된 임의 방향의 직선상 구멍을 능률적 또한 고정밀도로 가공할 수 있게 되고, 이 때 필요에 따라 워크 고정대가 Z축 방향으로 평행 이동되기 때문에 회전 주축을 Z축 방향으로 이동시킬 필요가 없게 된다.

이어서, 상기 제 3 발명에 의하면 제 1 또는 제 2 발명과 마찬가지의 효과가 얻어지는데다가 다음과 같은 효과가 얻어지는 것으로서, 즉 특정 방향의 상대 변위를 규제하기 위한 변위 규제 수단을 설치한 것이므로, 예를 들면 이송대와 지지 이송 선회 출력 부재가 비교적 강성이 작은 안내 수단에 의해 특정 방향으로 안내되는 구조이어도 변위 규제 수단이 이송대와 지지 이송 선회 출력 부재의 상대 변위를 규제함으로써 이들 이송대와 지지 이송 선회 출력 부재의 결합 강성이 비약적으로 크게 되어 정치 본체부 상에 있어서의 지지 이송 선회 출력 부재의 위치의 고정화를 촉진하고, 지지 이송 선회 출력 부재에 워크 또는 회전 주축을 지지시킨 구성으로 했을 경우에 워크의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.

이어서, 상기 제 4 발명에 의하면 제 1 발명과 마찬가지의 효과가 얻어지는데다가 다음과 같은 효과가 얻어지는 것으로서, 즉 지지 이송 선회 출력 부재에 회전 주축을 설치한 것이므로 회전 주축을 Y축 방향의 가상 상의 선회 축 둘레로 선회시킬 수 있는 것이고, 또한 회전 주축이 워크 고정대에 대하여 X축 방향 및 Z축 방향 쌍방에 평행한 특정 방향으로 이루어짐과 아울러 워크 고정대 상에 워크를 X축 방향 및 Z축 방향 쌍방에 평행한 특정 직선(바람직하게는 X축 방향 선) 둘레의 위치 산출 기구를 통해서 지지함으로써 워크의 회전 중심축을 포함하는 반경면 상에 형성된 임의 방향의 직선상 구멍을 능률적 또한 고정밀도로 가공할 수 있게 되고, 이때 필요에 따라 회전 주축이 지지 이송 선회 출력 부재와 동체 형상으로 Z축 방향으로 평행 이동됨과 아울러 Y축 방향의 가상 상의 선회 축 둘레로 선회되기 때문에 워크를 Z축 방향으로 평행 이동시키거나 Y축 방향의 가상 상의 선회 축 둘레로 선회시킬 필요가 없게 된다.

이어서, 상기 제 5 발명에 의하면 제 1, 제 2, 또는 제 4 발명과 마찬가지의 효과가 얻어지는데다가 다음과 같은 효과가 얻어지는 것으로서, 즉 X축 방향을 좌우 방향으로 또한 Y축 방향을 상하 방향으로 또한 Z축 방향을 전후 방향으로 대응시킨 구성으로 되어 있을 경우에는 이송대의 Z축 방향 이동 거리가 커도 설치 높이를 낮게 할 수 있어 안정적으로 정치시킬 수 있고, 또한, 제 2 발명을 전제로 할 경우에는 워크 고정대가 수평면을 따라 전후 방향으로 평행 이동되거나 선회 변위되고, 또한 회전 주축이 전후 방향으로 되어 좌우 방향 및 상하 방향으로 평행 이동되어 전후 방향 선 둘레로 회전되게 되고, 따라서 워크 고정대는 좌우 방향으로 평행 이동되지 않고, 그 좌우 방향 길이가 길 때에 기체 폭을 작게 억제할 수 있는 것이고, 또한 제 4 발명을 전제로 할 경우에는 회전 주축이 수평면을 따라 전후 방향으로 평행 이동되거나 선회 변위되고, 또한, 워크 고정대가 좌우 방향 및 상하 방향으로 평행 이동되게 되고, 따라서 회전 주축은 좌우 방향으로 평행 이동되지 않고, 워크 고정대가 좌우 방향으로 평행 이동되기 때문에 워크의 좌우 방향 길이가 짧을 때에 합리적인 가공을 행해지게 된다.

또한, X축 방향을 좌우 방향으로 또한 Y축 방향을 전후 방향으로 또한 Z축 방향을 상하 방향으로 대응시킨 구성으로 이루어져 있을 경우에는 이송대의 Z축 방향 이동 거리가 커도 전후 방향의 설치 공간을 작게 할 수 있는 것이고, 또한 제 2 발명을 전제로 할 경우에는 워크 고정대가 좌우 방향 및 상하 방향 쌍방을 따라 평면상에서 상하 방향으로 평행 이동되거나 전후 방향의 가상 상의 선회 축 둘레로 선회 변위되고, 또한, 회전 주축이 상하 방향으로 되고 좌우 방향 및 전후 방향으로 평행 이동되어 상하 방향 선 둘레로 회전되게 되고, 따라서 워크 고정대는 좌우 방향으로 평행 이동되지 않고 그 좌우 방향 길이가 길 때에 기체 폭을 작게 억제할 수 있고, 또한, 제 4 발명을 전제로 할 경우에는 회전 주축이 좌우 방향 및 상하 방향 쌍방을 따라 평면 상에서 상하 방향으로 평행 이동되거나 전후 방향의 가상 상의 선회 축 둘레로 선회 변위되고, 또한 워크 고정대가 좌우 방향 및 전후 방향으로 평행 이동되게 되고, 따라서 회전 주축은 좌우 방향으로 평행 이동되지 않고, 워크 고정대가 좌우 방향으로 평행 이동되기 때문에 워크의 좌우 방향 길이가 짧을 때에 합리적인 가공이 행해지게 되고, 또한 제 1, 제 2, 또는 제 4 발명 중 어느 하나를 전제로 하는 것이어도 회전 주축이 지지 이송 선회 출력 부재(워크 고정대)보다 상측이 되도록 배치함으로써 회전 주축이 워크 고정대 상에 고정된 워크를 가공할 때에 생기는 절삭 가루는 정치 본체부 상에 직접적으로 낙하되지 않고 절삭 가루의 배출이 편리하게 행해져 절삭 가루의 열에 의한 폐해도 효과적으로 회피할 수 있게 되고, 특히 워크의 가공 중에 극미량의 쿨란트(coolant)(오일 미스트)를 공급하는 바와 같은 가공 형태를 채용할 경우에 있어서는 쿨란트에 의한 절삭 가루의 씻어 버림 작용이 얻어지지 않기 때문에 그 기여하는 바가 더욱 크게 되는 것이고, 또한 제 2 발명을 전제로 함에 있어서는 회전 주축이 상하 방향으로 되기 때문에 회전 주축이 그 지지 개소로부터 크게 돌출된 것으로 될 경우에도 회전 주축의 회전 중심에 직교하는 방향의 변위는 억제되어 고정밀도의 가공이 행해지게 된다.

이어서, 상기 제 6 발명에 의하면 제 1, 제 2, 또는 제 4 발명과 마찬가지의 효과가 얻어지는데다가 다음과 같은 효과가 얻어지는 것으로서, 즉 투과 구멍이 가공 중에 생기는 절삭 가루를 사람의 수고를 요함이 없이 정치 본체부 하방으로 낙하시킴과 아울러 이송대를 Z축 방향으로 이동시키기 위한 이송 기구를 배치하기 위한 오목부로서도 사용되게 되고, 또한 제 2 발명을 전제로 하는 것에 있어서는 워크 고정대를 투과 구멍 상에 이동시킨 상태에서 워크 고정대 상에 퇴적된 절삭 가루를 투과 구멍 내에 낙하시킬 수 있어서 절삭 가루의 청소가 행하기 쉬운 것으로 된다.

이어서, 상기 제 7 발명에 의하면 제 6 발명과 마찬가지의 효과가 얻어지는데다가 다음과 같은 효과가 얻어지는 것으로서, 즉 한 쌍의 안내 궤도의 반 중앙측으로 낙하된 절삭 가루이어도 투과 구멍 내에 낙하시킬 수 있어서 제 6 발명의 효과를 더욱 촉진시킬 수 있음과 아울러 미스트 형상의 쿨란트 공급에 의한 절삭시의 절삭 가루이어도 정치 본체부 상에 잔류되기 어렵게 되어 고정밀도의 가공이 행해지게 되는 것이고, 또한 정치 본체부의 필요 강성이 한 쌍의 궤도 지지부에 의해 확보될 수 있으므로 강성의 과도한 저하를 초래함이 없이 정치 본체부를 경량화할 수 있다.

이어서, 상기 제 8 발명에 의하면, 제 2 또는 제 4 발명과 마찬가지의 효과가 얻어지는데다가 다음과 같은 효과가 얻어지는 것으로써, 즉 회전 주축의 X축 방향의 안내 궤도가 워크 고정대의 경우와 마찬가지의 정치 본체부에 근접한 것으로 되기 때문에 워크 고정대에 지지되는 워크와 마찬가지로 회전 주축도 정치 본체부에 근접하게 될 수 있어서 정치 본체부 상에서의 워크나 회전 주축의 지지 강성을 크게 이룸에 있어서 기여하는 것이다.

이어서, 상기 제 9 발명에 의하면 제 1 또는 제 2 발명과 마찬가지의 효과가 얻어지는데다가 다음과 같은 효과가 얻어지는 것으로서, 즉 정치 본체부 상의 기계 부품의 배치를 단순화시켜서 절삭 가루의 배출이나 청소의 행함을 쉽게 행할 수 있음과 아울러 회전 주축이나 워크 고정대의 정치 본체부의 지지 개소로부터의 거리를 감소화시킴에 있어서 기여하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 수치 제어 공작 기계의 일종인 머시닝 센터를 경사 진 앞쪽 상방으로부터 본 사시도이다.

도 2는 상기 머시닝 센터를 경사진 뒤쪽 상방으로부터 본 사시도이다.

도 3은 상기 머시닝 센터의 정면도이다.

도 4는 상기 머시닝 센터의 저면도이다.

도 5는 상기 머시닝 센터의 측면에서 본 설명도이다.

도 6은 상기 머시닝 센터의 워크 지지부를 정면으로부터 본 부분 정면도이다.

도 7은 도 6 중의 A-A부를 나타내는 단면도이다.

도 8은 도 6 중의 B-B부를 나타내는 단면도이다.

도 9는 상기 머시닝 센터의 제 2 결합부 주변을 나타내는 확대 평면에서 본 단면도이다.

도 10은 도 6 중의 C-C부를 나타내는 확대 단면도이다.

도 11은 워크의 정면도이다.

도 12는 상기 머시닝 센터에 있어서 워크 고정대(25A)가 Y축 방향 선 둘레로 선회된 상태를 나타내는 평면도이다.

도 13은 상기 머시닝 센터의 컴퓨터 수치 제어 장치에 의한 제어의 일례를 나타내는 플로우챠트이다.

도 14는 도 13의 플로우챠트에 대응한 축부의 이동 설명도로서 A는 B축 선회가 행하여질 경우의 도면이고, B는 B축 선회가 행하여지지 않을 경우의 도면이다.

도 15는 상기 머시닝 센터의 변형예에 따른 것으로서 A는 제 1 변형예의 평면도이고 B는 제 2 변형예의 평면도이다.

도 16은 상기 머시닝 센터의 제 3 변형예에 따라 A는 사시도이고 B는 평면도이다.

도 17은 상기 제 3 변형예에 따라 A는 도 16 중의 A-A부를 나타내는 단면도이고 B는 도 16 중의 B-B부를 나타내는 단면도이다.

도 18은 상기 머시닝 센터의 제 4 변형예를 나타내는 사시도이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 - 정치 본체부(베드) 1fa - 궤도 지지부

1fb - 궤도 지지 8a - 회전 주축(17)의 안내 궤도

8b - 회전 주축(17)의 안내 궤도 17 - 회전 주축

25 - 지지 이송 선회 출력 부재 25A - 워크 고정대

28a - 이송대(30a)의 안내 궤도 28b - 이송대(30b)의 안내 궤도

30a - 이송대 30b - 이송대

31a - 너트체(이송 기구, 구동 수단)

31b - 너트체(이송 기구, 구동 수단)

32a - 볼 나사 축(이송 기구, 구동 수단)

32b - 볼 나사 축(이송 기구, 구동 수단)

33a - 서보 모터[구동 기구(27)] 33b - 서보 모터[구동 기구(27)]

35 - 변위 규제 수단 d1 - 특정 방향

a4 - 투과 구멍 a5 - 투과 구멍

도 1은 본 발명에 따른 수치 제어 공작 기계의 일종인 머시닝 센터를 경사진 앞쪽 상방으로부터 본 사시도, 도 2는 상기 머시닝 센터를 경사진 뒤쪽 상방으로부터 본 사시도, 도 3은 상기 머시닝 센터의 정면도, 도 4는 상기 머시닝 센터의 저면도, 도 5는 상기 머시닝 센터의 측면에서 본 설명도, 도 6는 상기 머시닝 센터의 워크 지지부를 정면으로부터 본 부분 정면도, 도 7은 도 6 중의 A-A부를 나타내는 단면도, 도 8은 도 6 중의 B-B부를 나타내는 단면도, 도 9는 상기 머시닝 센터의 제 2 결합부 주변을 나타내는 확대 평면에서 본 단면도, 도 10은 도 6 중의 C-C부를 나타내는 확대 단면도, 도 11은 워크의 정면도, 도 12는 워크 고정대가 Y축 방향 선 둘레로 선회된 상태를 나타내는 평면도, 도 13은 컴퓨터 수치 제어 장치에 의한 제어의 일례를 나타내는 플로우챠트, 도 14는 도 13의 플로우챠트에 따른 축부의 이동 등을 나타내는 평면에서 본 설명도이다.

도 1∼도 5에 있어서, 1은 정치 본체부를 이루는 베드이고, 상기 베드(1) 상에 칼럼(2), 워크 지지부(4) 및 ATC 장치(5) 등이 설치되어 있다. 6은 베드(1)의 후방측에 배치된 제어 박스이며 컴퓨터 수치 제어 장치나 유압 공기 압력 기기 등이 조립되어 있다.

베드(1)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 하방에서 본 T자형으로 이루어진 다리부(1A)와, 이 상부에 일체 형상으로 형성되어 다리부보다 약간 넓게 이루어진 지지면부(1B)를 구비하고 있다. 이 때 다리부(1A)는 T자형의 상부가 후방측에 배치되어 있다.

지지면부(1B)의 후방부(1a)는 이 전방보다 상면이 한층 높게 되도록 두꺼운 형으로 됨과 아울러 전후 방향(Z축 방향) 길이 도중 개소의 상면에 좌우 방향(X축 방향)으로 향한 단면 사각형의 직선상 홈(a1)이 형성되어 있다. 상기 후방부(1a)보다 전방인 지지면부(1B) 개소는 비교적 넓은 단일 수평면으로 이루어지는 상면(a2)을 구비하고, 상기 상면(a2)의 앞변 개소 및 좌우변 개소에 상기 상면(a2)보다 약간 높게 이루어진 둘러쌈 가장자리부(1b, 1c, 1d)를 형성함과 아울러 상기 상면(a2)의 뒷변 개소를 후방부(1a)의 전단면(a3)으로 둘러싸서 상면(a2)의 전체 주위가 높게 되어 있다. 다리부(1A)의 전방부가 되는 위치의 베드(1) 개소에는 평면에서 본 직사각형의 비교적 큰 투과 구멍(a4)이 상하 방향(Y축 방향)으로 형성되어 있다. 다리부(1A)로부터는 갈고리 형상 지지봉(6a)이 연장되어 있고, 상기 갈고리 형상 지지봉(6a)의 상단에 컴퓨터 수치 제어 장치용 조작 패널(6b)이 고정되어 있다.

칼럼(2)은 평면에서 본 삼각형의 하면판부(2A)와, 측방에서 본 사다리꼴 형상의 우측면판부(2B)와, 좌변 프레임판부(2C) 및 상변 프레임판부(2D)를 일체형으로 결합한 것으로 이루어지고, 베드(1)의 후방부(1a) 상에 X축 방향 안내 수단(7)을 통해서 좌우 방향(X축 방향)으로 이동 가능하게 지지되어 있다. X축 방향 안내 수단(7)은 직선상 홈(a1) 전방측 및 후방측의 후방부(1a) 상면에 설치된 한 쌍의 좌우 방향 안내 궤도(8a, 8b)를 구비함과 아울러 하면부(2A)의 앞쪽 하면의 좌우 2개소에 설치되어 앞측의 좌우 방향 안내 궤도(8a)에 동시에 안내되는 복수개(예를 들면 2개)의 피안내체(9a)와, 하면부(2A)의 뒤쪽 하면의 1개소에 설치된 적어도 1개의 피안내체(9b)(도 5참조)로 이루어져 있다.

칼럼(2)과 직선상 홈(a1) 사이에는 X축 방향 구동 수단(10)이 설치되어 있다. 상기 X축 방향 구동 수단(10)은 직선상 홈(a1)의 좌단에 고정된 서보 모터(11)와, 상기 서보 모터(11)의 출력축에 결합되어 직선상 홈(a1) 내에 좌우 방향으로 배치된 볼 나사 축(12)과, 칼럼(2)의 하면판부(2A)의 하면에 고정되어 볼 나사 축(12)을 나사 결합한 도면에 나타내지 않은 칼럼용 너트체로 이루어지고, 서보 모터(11)가 제어 박스(5) 내의 컴퓨터 수치 제어 장치의 제어 작동에 의해 회전 작동됨으로써 볼 나사 축(12) 및 칼럼용 너트체를 통해서 칼럼(2)을 좌우 방향 안내 궤도(8a, 8b) 상에서 좌우 이동시키는 것으로 되어 있다.

13은 칼럼(2)에 상하 방향(Y축 방향)의 이동 가능하게 지지된 주축 장치이다. 상기 주축 장치(13)는 X축 방향 및 Y축 방향에 따른 평판체로 이루어지는 Y축 방향 이동 지지판(14)과, 상기 지지판(14)의 대략 중앙 개소에 전방으로 돌출되는 형상으로 고정된 Z축 방향의 주축 안내통(15)과, 상기 주축 안내통(15) 내에 회전 가능하게 내삽되는 전단에 공구 홀더(16)를 교환할 수 있게 장착되는 회전 주축(17)과, Y축 방향 이동 지지판(14)의 후방측에 이것과 동체 형태로 고정되어 회전 주축(17)의 후단에 회전 구동력을 부여하는 주축 모터(18)로 이루어져 있다. Y 축 방향 이동 지지판(14)은 칼럼(2)의 전면측에 배치되어 있어서, Y축 방향 안내 수단(19)을 통해서 칼럼(2)에 대하여 상하 방향(Y축 방향)으로 이동 가능하게 안내되어 있다. Y축 방향 안내 수단(19)은 우측면판부(2B)의 전단면과 좌변 프레임판부(2C)의 전단면에 설치된 좌우 한 쌍의 상하 방향 안내 궤도(20a, 20b)를 구비함과 아울러 Y축 방향 이동 지지판(14)의 후면 좌단의 상하 복수개 개소(예를 들면, 2개소)에 설치되어 좌측의 상하 방향 안내 궤도(20a)에 동시에 안내되는 복수개(예를 들면, 2개)의 피안내체(21a)와, Y축 방향 이동 지지판(14)의 후면 우단의 상하 복수개 개소(예를 들면, 2개소)에 설치되어 우측의 상하 방향 안내 궤도(20b)에 동시에 안내되는 복수개(예를 들면, 2개)의 피안내체(21b)로 이루어져 있다.

칼럼(2)과 주축 장치(13) 사이에는 Y축 방향 구동 수단(22)이 설치되어 있다. 상기 Y축 방향 구동 수단(22)은 칼럼(2)의 상변 프레임판부(2D)의 상면 우측 개소에 고정된 서보 모터(23)와, 상기 서보 모터(23)의 출력축에 결합되어 상하 방향으로 배치된 볼 나사 축(24)과, Y축 방향 이동 지지판(14)의 후면에 고정되어 볼 나사 축(24)을 나사 결합된 도면에 나타내지 않은 주축 장치용 너트체로 이루어지고, 서보 모터(23)가 제어 박스(6) 내의 컴퓨터 수치 제어 장치의 작동에 의해 회전 작동되는 볼 나사 축(24) 및 주축 장치용 너트체를 통해서 주축 장치(13)를 상하 방향 안내 궤도(20a, 20b) 상에서 상하 이동시키게 되어 있다.

워크 지지부(4)는 좌우 방향(X축 방향)으로 긴 수평상의 평판 부재로 이루어지는 지지 이송 선회 출력 부재(25)인 워크 고정대(25A)와, 상기 워크 고정대(25A)의 상면에 설치된 워크 가로축 둘레 산출 지지 기구(26)로 이루어진다. 워크 가로 축 둘레 산출 지지 기구(26)는 워크 축 둘레 산출 구동 장치(26A)와 테일 스톡(tail stock)(26B)으로 이루어져 있고, 이들 워크 축 둘레 산출 구동 장치(26A)와 테일 스톡(26B)은 워크 고정대(25A)의 상면 좌우단에 마주 대하는 형상으로 고정되어 있다.

이 때, 워크 축 둘레 산출 구동 장치(26A)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 워크 고정대(25A)에 기립 형상으로 고정되어 편측면에 특정 가로축(b1) 둘레로 회전되는 산출 회전 출력부(26b)가 설치된 본체부(26a)와, 산출 회전 출력부(26b)와 동심에 결합되어 동체 회전되는 척부(26c)와, 본체부(26a)에 지지되고 특정 가로축(b1)과 동심에 위치되어 척부(26c)가 파지된 워크(w)의 일단면의 회전 중심에 형성된 센터 구멍에 감합해서 워크(w)를 지지하는 것으로 이루어진 구동측 센터(26d)를 갖고 있는 것으로 되어 있다.

워크 축 둘레 산출 구동 장치(26A)와 테일 스톡(26B) 사이 범위에 있어서 특정 가로축(b1)의 연장선은 워크 고정대(25A)의 상면으로부터 일정 거리만큼 이간되어 있는 것이고, 상기 거리는 가공 대상으로서 예정된 최대의 워크(w)가 워크 고정대(25A)의 상면 상에서 특정 가로축(b1) 둘레로 회전됨에 있어서 필요로 되는 거리보다 크게 되어 있다.

척부(26c)는 척 본체부(c1)의 반경 방향으로 이동 가능하게 이루어져 워크(w)를 특정 가로축(b1) 상에 파지하는 것으로 한 복수개의 클로(c2)를 가짐과 아울러 워크(w)의 특정 가로축(b1) 방향 상의 위치를 위치 결정하기 위한 축 방향 위치 결정 부재(c3)를 척 본체부(c1)에 고정하는 외에, 척 본체부(c1)가 특정 가로 축(b1) 둘레의 기준 위치에 있을 때에 워크(w)의 척부(26c)측의 일단을 안정적으로 임시 유지하기 위한 임시 수납 부재(c4)를 척 본체부(c1)에 고정 설치한 것으로 되어 있다.

테일 스톡(26B)은 워크 고정대(25A)의 상면에 고정된 본체부(26e)와, 상기 본체부(26e)에 슬라이딩 변위 가능하게 지지된 코어 누름 센터(26f)와, 상기 센터(26f)를 특정 가로축(b1) 방향으로 눌러 이동시키는 센터 구동 장치(26g)를 구비하고 있고, 센터 구동 장치(26g)가 코어 누름 센터(26f)를 눌러 이동시킴으로써 워크 축 둘레 산출 구동 장치(26A)의 척부(26c)의 구동측 센터(26d) 및 축 방향 위치 결정 부재(c3)와, 테일 스톡(26B)측의 코어 누름 센터(26f) 사이에 워크(w)를 끼우고, 워크(w)의 테일 스톡(26B)측의 단면의 회전 중심의 센터 구멍에 코어 누름 센터가 감합된 상태로 되어 워크(w)를 압박하여 지지하는 것으로 되어 있다. 또한, 본체부(26e)의 코어 누름 센터(26f) 바로 아래 개소에는 워크(w)의 테일 스톡(26B)측의 단부를 안정적으로 임시 유지하기 위한 임시 수납 부재(c5)가 고정 설치되어 있다.

워크 고정대(25A)는 상하 방향의 가상 상의 선회 축(B축) 둘레의 선회 구동 기능과, Z축 방향 구동 기능과, 워크 고정대(25A)의 상면인 워크 고정면을 X축 방향 및 Z축 방향 쌍방으로 평행하게 유지하는 수평 유지 기능을 구비한 지지 구동 기구(27)에 의해 동작이 제어되게 이루어져 있다. 상기 지지 구동 기구(27)는 도 6∼도 9에도 나타내는 바와 같이, 베드(1)의 상면의 좌우 방향(X축 방향) 상의 떨어진 2위치 각각을 통과하는 전후 방향(Z축 방향)의 한 쌍의 안내 궤도(28a, 28b)와, 이들 안내 궤도(28a, 28b) 각각에 지지되어 Z축 방향 이동 가능하게 안내되는 전후 2개의 피안내체(29a, 29b)와, 마주해서 우측의 안내 궤도(28a)에 2개의 피안내체(29a, 29a)를 통해서 지지되는 이송대(30a)와, 마주해서 좌측의 안내 궤도(28b)에 2개의 피안내체(29b, 29b)를 통해서 지지되는 이송대(30b)와, 이들 이송대(30a, 30b) 각각의 하부에 전후 방향으로 고정된 너트체(31a, 31b)와, 각 이송대(30a, 30b)의 너트체(31a, 31b) 각각에 볼을 통해서 나사 결합되는 볼 나사축(32a, 32b)과, 각 볼 나사 축(32a, 32b)마다 독립적으로 회전을 부여하는 서보 모터(33a, 33b)를 구비하고, 또한 2개의 이송대(30a, 30b) 상에 상기 워크 고정대(25A)가 교차하는 형상으로 배치되어 있고, 한쪽의 이송대(30a)와 워크 고정대(25A)의 일단부가 제 1 결합부(34A)를 통해서 상하 방향(Y축 방향) 선 둘레의 상대 회전이 가능하게 결합됨과 아울러 다른쪽의 이송대(30b)와 워크 고정대(25A)의 타단부가 제 2 결합부(34B)를 통해서 상하 방향(Y축 방향) 선 둘레의 상대 회전이 가능하고, 또한 2개의 이송대(30a, 30b)의 위치에 관련된 특정 방향(d1)의 상대 변위가 가능하게 결합되는 외에 상기 특정 방향(d1)[바람직하게는 특정 가로축(b1) 방향에 합치된다.]의 상대 변위를 규제하기 위한 변위 규제 수단(35)(도 9 참조)이 설치된 것으로 이루어져 있다.

제 1 결합부(34A)는 평면으로 바라봐서 사각 형상의 이송대(30a)의 중앙 개소에 축부(e1)를 돌출 형상으로 형성함과 아울러 워크 고정대(25A)의 하면에 상기 축부(e1)를 내삽하기 위한 축구멍(25a)을 형성하고, 상기 축 구멍(25a)과 축부(e1) 사이에 외륜(36a), 롤러(36b) 및 내륜(36c)으로 이루어지는 롤러 베어링(36)을 압 밀상으로 끼워 부착하고, 축부(e1)로부터 내륜(36c)의 빠짐을 규제하기 위해서 축부(e1)에 나사 결합된 원판(37)과, 축구멍(25a)으로부터 외륜(36a)의 빠짐을 규제하기 위해서 워크 고정대(25A) 하면에 나사 고정된 환상 부재(38)를 통해서 축부(e1)의 하방 빠짐이 규제된 상태로 되고, 이송대(30a)와 워크 고정대(25A)가 축부(e1) 중심선에 있는 상하 하방(Y축 방향) 선(g1) 둘레로만 상대 회전이 가능하게 결합된 것으로 이루어져 있다.

제 2 결합부(34B)는 평면으로 바라봐서 사각 형상의 이송대(30b)의 중앙 개소에 축부(e2)가 돌출 형상으로 형성됨과 아울러 워크 고정대(25A)의 하면의 홈부(25b) 내에 배치된 슬라이딩 중간체(39)의 하면에 상기 축부(e2)를 내삽하기 위한 축구멍(25c)이 형성되고, 상기 축구멍(25c)과 축부(e2) 사이에 외륜(40a), 롤러(40b) 및 내륜(40c)으로 이루어지는 롤러 베어링(40)을 압밀상으로 감합해서 축부(e2)로부터 내륜(40c)의 빠짐을 규제하기 위해서 축부(e2)에 나사 고정된 원판(41)과, 축구멍(25c)으로부터 외륜(40a)의 빠짐을 규제하기 위해서 워크 고정대(25A) 하면에 나사 고정된 환상 부재(42)를 통해서 축부(e2)의 하방 빠짐이 규제된 상태로 되고, 이송대(30b)와 슬라이딩 중간체(39)가 축부(e2) 중심선인 상하 방향(Y축 방향) 선(g2) 둘레로만 상대 회전이 가능하게 결합된 것으로 이루어져 있고, 또한 슬라이딩 중간체(39)가 홈부(25b) 내의 바닥면에 특정 방향(d1)을 향하게 되어 고정된 안내 궤도(43)와, 상기 슬라이딩 중간체(39)의 상면에 고정되어 안내 궤도(43)에 빠짐이 규제된 상태에서 안내되는 피안내체(44)에 의해 특정 방향(d1)으로 안내되는 구성으로 이루어져 있다.

이 때, 축부(e2) 및 롤러 베어링(40) 등의 지름이 제 1 결합부(34A)의 축부(e1)나 롤러 베어링(36) 등보다 작게 되어 있는 것은 전자의 지지되는 중량이 후자보다 작기 때문이다. 또한, 특정 방향(d1)은 제 1 결합부(34A)의 축부(e1)의 중심과 제 2 결합부(34B)의 축부(e2)의 중심을 연결한 수평상의 직선의 방향을 말하는 것이다. 안내 궤도(43)는 상기 수평상의 직선에 합치되도록 고정하거나 또는 그것에 따르게 해서 고정하는 것으로서, 그 개수는 도시예와 같이 단일로 해도 좋고 복수개로 해도 좋다.

변위 규제 수단(35)은, 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 슬라이딩 중간체(39)에 설치되는 것으로서 피안내체(44)의 가로쪽의 2개소에 압박 록킹 수단(35A, 35B)을 대칭 형상으로 배치한 구조로 되어 있다. 각 압박 록킹 수단(35A, 35B)은 피스톤 삽입 구멍(45)과, 이것에 내삽되어 외주면에 시일링이 외삽된 피스톤(46)과, 피스톤(46)의 선단에 고정된 마찰판(47)을 구비하고, 흐름 방향 스위칭 밸브(48)가 컴퓨터 수치 제어 장치의 지령에 의해 오일 공급 위치로 스위칭되면 피스톤 삽입 구멍(45)과 이에 삽입된 피스톤(46)으로 둘러싸인 밀폐 상태의 실린더 실에 외부의 작동유 급배 장치(49)로부터 작동유가 흐름 방향 스위칭 밸브(48)를 통해서 공급됨으로써, 도 10B에 나타내는 바와 같이, 피스톤(46)이 바깥쪽으로 압출되고, 피스톤(46) 선단의 마찰판(47)이 슬라이딩 중간체(39)의 홈부(25b)의 쌍 형상으로 대향된 2개의 측면(h1, h2)에 압박되고, 마찰판(47, 47)이 발생하는 마찰력에 의해 슬라이딩 중간체(39)의 안내 궤도(43) 상의 변위가 규제되게 되는 한편, 흐름 방향 스위칭 밸브(48)의 흐름 방향이 컴퓨터 수치 제어 장치의 지령에 의해 오일 배출 위치로 스위칭되면 실린더 실내의 작동유가 작동유 급배 장치(49)로 향해서 배출됨으로써 피스톤(46)이 바깥쪽으로 압출되는 힘이 소실되고, 도 10a에 나타내는 바와 같이, 피스톤(46) 선단의 마찰판(47)이 슬라이딩 중간체(39)의 홈부(25b)의 쌍 형상으로 대향된 2개의 측면(h1, h2)에 압박되지 않는 상태가 되고, 마찰판(47, 47)이 발생하는 마찰력이 소실되고, 슬라이딩 중간체(39)의 안내 궤도(43) 상의 변위의 규제가 해제되게 되어 있다.

각 볼 나사 축(32a, 32b)은 투과 구멍(a4) 외에 바깥 베드(1)의 후방부(1a)에 형성된 전후 방향 구멍의 안쪽에 전후 방향으로 되어 배치되고, 후방측 축단 근방이 베드(1)에 고정된 베어링(50a, 50b)을 통해서 회전 가능하게 지지됨과 아울러 전방부가 이송대(30a, 30b)의 너트체(31a, 31b)에 나사 결합되어 지지되어 있다. 이 때, 각 볼 나사 축(32a, 32b)의 전단부를 베드(1)에 고정된 베어링을 통해서 지지하는 것도 지장이 없다. 각 이송 볼 나사 축(32a, 32b)의 후방측이 되는 베드(1) 후면 상부에는 서보 모터(33a, 33b)가 고정되고, 각 서보 모터(33a, 33b)의 출력축은 그 대응하는 볼 나사 축(32a, 32b)의 후단과 커플링(51a, 51b)을 통해서 연결되어 있다. 이 대신에, 각 서보 모터(33a, 33b)를 베드(1)의 전면에 고정하고, 각 서보 모터(33a, 33b)의 출력축을 그 대응하는 볼 나사 축(32a, 32b)과 연결하는 것도 지장이 없다.

또는, 각 서보 모터(33a, 33b)는 베드(1)의 두께 범위 내에 위치시켜도 좋고, 또한 서보 모터(33a, 33b)의 어느 한쪽은 1개의 볼 나사 축(32a 또는 32b) 전방측 단부에, 그리고 다른쪽은 다른 1개의 볼 나사 축(32b 또는 32a)의 후방측 단 부에 연결시켜도 좋다. 또한, 좌우의 서보 모터(33a, 33b) 및 좌우의 볼 나사 축(32a, 32b)은 좌우 각 측에서 다른 높이로 배치하는 것도 지장이 없다. 또한, 볼 나사 축(32a, 32b)의 나사는 우나사 또는 좌나사 중 어느 것이어도 좋고, 이들 나사 종류에 따라 서보 모터(33a, 33b)의 회전 방향도 적절하게 결정된다.

이어서, 상기한 머시닝 센터에 의해 워크(w)의 일종인 도 11에 나타내는 크랭크 샤프트(w)를 가공할 경우의 사용예를 설명한다.

크랭크 샤프트(w)를 워크 고정대(25A) 상에 로딩할 때는 필요에 따라 조작 패널(6b)의 스위치를 조작해서 서보 모터(33a, 33b)를 작동시켜 워크 고정대(25A)를 도 1 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 베드(1) 상의 가장 전방 위치에 위치시키고, 또한 특정 가로축(b1)을 좌우 방향(X축 방향)으로 따르게 한 상태[상기 상태가 워크 고정대(25A)의 기준 상태이다.]로 한다. 상기 상태 하에서, 작업자는 베드(1) 앞측으로부터 워크 가로축 둘레 산출 지지 기구(26)에 접근하고, 수작업에 의해 또는 로봇의 작동에 의해 구동측 센터(26d)와 코어 누름 센터(26f) 사이에 크랭크 샤프트(w)를 위치시켜 임시 적재 부재(c4, c5) 상에 임시로 적재하고, 다음에 센터 구동 장치(26g)의 작동에 의해 코어 누름 센터(26f)를 구동측 센터(26d) 측으로 변위시켜 크랭크 샤프트(w)의 각 단면에 형성된 센터 구멍 각각에 코어 누름 센터(26f)와 구동측 센터(26d)를 감합시켜서 이들 센터(26f, 26d)에 의해 크랭크 샤프트(w)의 양단을 끼움과 동시에 축 방향 위치 결정 부재(c3)에 밀어진 상태로 되고, 이 후 체크부(26c)의 클로(c2)로 변위시켜 상기 클로(c2)로 크랭크 샤프트(w)의 한쪽의 단부의 축부 외주면을 파지시킨다. 이에 따라, 크랭크 샤프트(w)의 저널 부 중심이 특정 가로축(b1)에 합치됨과 아울러 크랭크 샤프트(w)의 저널부 중심 방향의 위치 결정이 행하여진다.

이러한 크랭크 샤프트(w)의 로딩에 있어서 베드(1) 위는 통상, 상자형 케이싱(52)으로 덮여져 있으므로 수작업에 의해 크랭크 샤프트(w)를 로딩할 때는 도 5에 나타내는 상자형 케이싱(52)의 전면(52a)의 개폐구를 일시적으로 개방 상태로 해서 실행하고, 또한, 로봇에 의해 인위 작업을 필요함이 없이 크랭크 샤프트(w)를 로딩할 때는 상자형 케이싱(52)의 상면(52b)의 개폐구를 자동 개방시켜서 로봇 암(53)을 상자형 케이싱(52) 내에 진입시키도록 실행한다.

다음에 조작 패널(6b)의 스위치 조작에 의해 컴퓨터 수치 제어 장치를 작동시켜서 워크 축 둘레 산출 구동 장치(26A)를 작동시켜서 크랭크 샤프트(w)를 회전시킴 등을 해서 크랭크 샤프트(w)의 특정 가로축(b1) 둘레의 회전 각도의 기준 위치를 예를 들면, 일본 공개 특허 평10-244434호 공보에 개시된 바와 같은 종래와 마찬가지의 수법에 의해 결정한다. 이어서, 조작 패널(6b)로부터의 수동에 의한 스위치 조작에 의해 또는 컴퓨터 수치 제어 장치에 입력된 프로그램의 선택에 의한 자동적인 제어에 의해 서보 모터(11, 23, 33a, 33b), 워크 축 둘레 산출 구동 장치(26A), 주축 모터(18) 등을 작동시켜, 크랭크 샤프트(w)의 특정 가로축(b1) 둘레의 위상 각도 및 가상 상의 상하 방향 축인 선회 축(B축) 둘레 위치 및 전후 방향(Z축 방향) 위치, 또한 회전 주축(17)의 상하 좌우 위치를 제어함과 아울러 회전 주축(17)을 적시에 회전시킴 외에 크랭크 샤프트(w) 가공 개소에 쿨란트를 공급하는 상태로 하고, 크랭크 샤프트(w)의 가공을 개시시킨다.

지금 예를 들면, 크랭크 샤프트(w)에 도 11에 나타내는 바와 같은 지름 방향의 오일 구멍(w1, w2)을 가공할 때는 워크 고정대(25A)가 기준 상태에 있는 하에서 2개의 서보 모터(33a, 33b)가 동기 회전되어 이송대(30a, 30b)를 나사 이송 작용에 의해 워크 고정대(25A)와 함께 Z축 방향으로 이동시킴으로써 2개의 축부(e1, e2)의 중심이 동일한 좌우 방향(X축 방향) 선상에 위치한 관계가 유지되어 특정 가로축(b1)을 X축 방향으로 합치시킨 채 크랭크 샤프트(w)를 워크 고정대(25A)와 아울러 전후 방향(Z축 방향)의 필요 위치까지 이동시키게 된다.

또한, 컴퓨터 수치 제어 장치는 작업자에 의해 이미 설계 상에서 결정되어 있는 오일 구멍(w1, w2)의 위치 정보를 입력함으로써 상기 위치 정보에 의거하여 각 오일 구멍(w1, w2)이 수평면에 따른 상태로 되기 위한 크랭크 샤프트(w)의 특정 가로축(b1) 둘레의 회전 각도를 산출하는 것이고, 이 후 컴퓨터 수치 제어 장치가 워크 축 둘레 산출 구동 장치(26A)를 이 산출된 회전 각도만큼 회전시켜서 크랭크 샤프트(w)를 척부(26c)를 통해서 동체 형상으로 회전시킨다. 상기 회전 각도는 각 오일 구멍(w1, w2)의 중심선 및 특정 가로축(b1) 쌍방을 포함하는 평면의 특정 가로 축(b1) 둘레의 각도 위치와 크랭크 샤프트(w)의 특정 가로축(b1) 둘레의 현재 위치로부터 산출된다. 이에 따라, 각 오일 구멍(w1, w2)은 수평면에 따른 상태로 또한 회전 주축(17) 방향인 Z축 방향으로 향한 상태가 된다.

한편으로는 서보 모터(11, 23)가 필요에 따라 작동되어 칼럼(2) 및 주축 장치(13)를 동작시키는 것이고, 이에 따라 회전 주축(17)은 필요에 따라 좌우 방향(X축 방향) 및 상하 방향(Y축 방향)으로 이동되고, 공구 홀더(16)에 고정된 칼날 부 재(롱 드릴)(16a)를 가공해야 할 오일 구멍(w1)에 마주 대하게 하는 것이고, 이 후는 변위 규제 수단(35)이 워크 고정대(25A)와 슬라이딩 중간체(39)의 변위를 규제해서 베드(1) 상에서의 워크 고정대(25A)의 위치를 안정화시킨 상태로 됨과 아울러 2개의 서보 모터(33a, 33b)가 또한 동기 회전되어서 크랭크 샤프트(w)를 Z축 방향으로만 이동시키고, 이 이동 중에 칼날 부재(16a)가 크랭크 샤프트(w)의 저널부 또는 크랭크핀부에 충돌 접촉해서 지름 방향의 오일 구멍(w1, w2)을 가공한다.

이어서, 크랭크 샤프트(w)가 도 11에 나타내는 바와 같은, 경사진 형상의 오일 구멍(w3)을 가공할 때는 다음과 같이 실시된다. 즉, 앞에서와 마찬가지로 워크 고정대(25A)가 기준 상태에 위치된 상태 하에서 2개의 서보 모터(33a, 33b)가 같은 방향으로 동기 회전되어 이송대(30a, 30b)를 나사 이송 작용에 의해 워크 고정대(25A)와 함께 Z축 방향으로 이동시키는 것이고, 이에 따라 2개의 축부(e1, e2)의 중심이 동일한 좌우 방향(X축 방향) 선 상에 위치한 상태가 유지되어 특정 가로축(b1)을 X축 방향으로 합치시킨 채 크랭크 샤프트(w)를 워크 고정대(25A)와 함께 전후 방향(Z축 방향)의 필요 위치까지 이동시킨다.

이어서, 2개의 서보 모터(33a, 33b)는 동기가 해제된 상태 하에서 서로 반대 방향으로 회전되어 도 12에 나타내는 바와 같이, 2개의 이송대(30a, 30b)가 나사 이송 작용에 의해 Z축 방향의 반대 방향으로 이동되고, 2개의 축부(e1, e2)가 이들 중심을 연결한 선분의 중간점을 기준점으로 하는 점 대칭 배치에 상기 중간점을 통과하는 X축 방향 선(k)으로부터 Z축 방향으로 같은 거리(L1)만큼 떨어진 상태로 됨으로써 워크 고정대(25A)는 베드(1)에 대하여 상기 중간점을 통과하는 Y축 방향의 가상 상의 선회 축 둘레로, 또한 이송대(30a)에 대해서는 축부(e1) 둘레로 각도(θ1)만큼 수평 선회되고, 특정 가로축(b1)도 워크 고정대(25A)와 같도록 수평 선회된 상태가 된다. 이 워크 고정대(25A)의 수평 선회에 대하여 관성 저항을 생기게 하는 주된 부재는 워크 고정대(25A), 워크 가로축 둘레 산출 지지 기구(26), 크랭크 샤프트(w), 이송대(30a, 30b), 슬라이딩 중간체(39), 볼 베어링(36, 40), 판부재(37, 41) 및 환상 부재(38, 42)이고, 이들 총합 질량은 종래의 선회 테이블을 사용할 경우의 관성 저항에 따른 총합 질량과 비교해서 대폭 작아지는 것이고, 따라서 동일 일과 속도에 대한 관성 저항이 종래보다 대폭 작아져서 비교적 작은 동력으로 워크 고정대(25A)의 동작을 신속화시킬 수 있다.

워크 고정대(25A)가 상기한 바와 같이, 수평 선회될 때 2개의 축부(e1, e2) 사이의 거리가 변화되지만, 이 변화는 슬라이딩 중간체(39)가 안내 궤도(43)에 안내되어서 특정 방향(d1)으로 변위됨으로써 흡수되기 때문에 워크 고정대(25A)는 지장없이 원활하게 수평 선회된다. 이 수평 선회에 있어서의 선회 각도는 이미 설계 상에서 결정되어 있는 오일 구멍(w3)의 경사 각도(θ2)(도 11 참조)로부터 정해지는 것이고, 컴퓨터 수치 제어 장치가 작업자에 의해 상기 경사 각도(θ2)를 입력함으로써 미리 입력된 프로그램에 의해 상기 경사 각도(θ2)에 대응한 선회 각도가 얻어지는 서보 모터(33a, 33b)의 회전량을 산출하고, 이 산출값에 의거하여 서보 모터(33a, 33b)를 작동시켜 워크 고정대(25A)를 오일 구멍(w3)의 경사 각도(θ2)에 대응한 특정 각도만큼 수평 선회시킨다. 상기 특정 각도는 오일 구멍(w3)의 중심선 및 특정 가로축(b1) 쌍방을 포함하는 평면상의 각도(θ2)와 특정 가로축(b1)의 X축 방향에 대한 현재의 각도 위치로부터 산출된다. 이 후, 위치 규제 수단(35)이 워크 고정대(25A)와 슬라이딩 중간체(39)의 상대 변위를 규제해서 베드(1) 상에서의 워크 고정대(25A)의 위치를 고정화시킨다.

또한, 컴퓨터 수치 제어 장치는 작업자에 의해 이미 설계 상에서 결정되어 있는 경사진 오일 구멍(w3)의 위치 정보를 입력함으로써 상기 위치 정보에 의거하여 각 오일 구멍(w3)이 수평면에 따른 상태가 되기 위한 크랭크 샤프트(w)의 특정 가로축(b1) 둘레의 회전 각도를 산출하는 것이고, 이 후 컴퓨터 수치 제어 장치가 워크 축 둘레 산출 구동 장치(26A)를 이 산출된 회전 각도만큼 회전시켜서 크랭크 샤프트(w)를 척부(26c)를 통해서 동체 형상으로 회전시킨다. 상기 회전 각도는 각 오일 구멍(w3)의 중심선 및 특정 가로축(b1) 쌍방을 포함하는 평면의 특정 가로 축(b1) 둘레의 각도 위치와 크랭크 샤프트(w)의 특정 가로축(b1) 둘레의 현재 위치로부터 산출된다. 이에 따라, 각 오일 구멍(w3)은 수평면에 따른 상태로 또한 회전 주축(17) 방향인 Z축 방향으로 향한 상태가 된다.

한편으로는 서보 모터(11, 23)가 필요에 따라 작동되어 칼럼(2) 및 주축 장치(13)를 동작시키는 것으로써 회전 주축(17)은 좌우 방향(X축 방향)이나 상하 방향(Y축 방향)으로 이동되어 공구 홀더(16)에 고정된 칼날 부재(롱 드릴)(16a)를 각 오일 구멍(w3)에 마주 대하게 한다.

이 후, 2개의 서보 모터(33a, 33b)가 동일 방향으로 동기 회전되어 크랭크 샤프트(w)를 Z축 방향으로만 이동시키고, 이 이동 중에 칼날 부재(16a)가 크랭크 샤프트(w)의 크랭크핀부로부터 저널부에 이르는 경사진 형상의 오일 구멍(w3)을 가 공한다.

오일 구멍(w3)의 가공이 종료된 후는 각 부가 지금까지의 역순으로 작동하고, 워크 고정대(25A)는 기준 상태의 위치까지 이동되는 것이고, 이 후 수작업에 의해 또는 로봇에 의한 자동적인 작동에 의해 워크 고정대(25A) 상의 크랭크 샤프트(w)는 상자형 케이싱(52)의 바깥쪽으로 언로딩된다.

컴퓨터 수치 제어 장치에 의한 워크 고정대(25A)의 Z축 방향 및 B축 둘레의 위치 제어는 실제의 가공에 따라 최적인 동작이 되도록 실행되지만 구체적인 제어는, 예를 들면 도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이 행하여진다. 도 13 중, Z1축은 볼 나사 축(32a)에 대응하는 것이고, Z2축은 볼 나사 축(32B)에 대응하는 것이다. 또한, #511이나 #521 등의 수치는 제어 프로그램에 Z1축 상의 축부(e1) 중심 및 Z2축 상의 축부(e2) 중심에 대한 위치 특정용 좌표에 있어서의 좌표점(위치 데이터)이 미리 갖추어져 있는 변수이고, 각 축부(e1, e2) 중심의 임의 시점의 위치를 특별히 정하기 위한 좌표점(위치 데이터)을 일정 기간, 컴퓨터 수치 제어 장치의 기억부에 기억시켜 두어 필요할 때에 판독해서 컴퓨터 상에서의 정보 처리에 이용될 수 있도록 하기 위해서, 좌표점(위치 데이터)에 고유한 이름(이번은 #511, #521이라는 이름)을 주고 있는 것이다. θ는 B축의 선회 각도를 나타내고, L은 Z1축과 Z2축 사이의 거리를 나타내고 있고, 또한「테이블 풀림」은 변위 규제 수단(35)이 비규제 상태로 되는 것이고, 「테이블 체결」은 변위 규제 수단(35)이 규제 상태로 되는 것이다.

이어서 상기 실시예에 있어서의 주요한 구성의 의의에 대해서 설명한다.

베드(1)의 상면의 X축 방향으로 떨어진 2위치 각각을 통과하여 X축 방향과 직교하는 Z축 방향의 한 쌍의 안내 궤도(28a, 28b) 각각에 이송대(30a, 30b)를 독립 이동 가능하게 안내시켜 이들 각 안내 궤도(28a, 28b)의 이송대(30a, 30b) 사이에 지지 이송 선회 출력 부재[워크 고정대(25A)](25)를 다리를 놓는 형상으로 배치하고, 한쪽의 이송대(30a)와 지지 이송 선회 출력 부재[워크 고정대(25A)](25)는 X축 방향 및 Z축 방향 쌍방에 직교하는 Y축 방향 선 둘레의 상대 회전이 가능하게 결합되고, 다른쪽의 이송대(30b)와 워크 고정대(25A)는 Y축 방향 선 둘레의 상대 회전이 가능하고 또한 2개의 이송대(30a, 30b)의 축부(e1, e2)의 중심을 연결하는 특정 직선 방향의 상대 변위가 가능하게 결합된 구성은 베드(1)로부터 돌출된 종래의 비교적 큰 선회 테이블을 설치하지 않아도 지지 이송 선회 출력 부재[워크 고정대(25A)](25)를 베드(1) 상에서 수평 선회시키는 것을 가능하게 되고, 또한 지지 이송 선회 출력 부재[워크 고정대(25A)](25)의 하면에서 특정 가로축(b1) 방향으로 비교적 크게 떨어진 2개소를 2개의 이송대(30a, 30b)로 지지하는 것이 가능하게 되어 이들 지지점으로부터의 오버행량을 작게 할 수 있어 지지 이송 선회 출력 부재(워크 지지대)(25)의 중력에 의한 휨의 감소화를 꾀할 수 있고, 또한 베드(1) 상면으로부터 비교적 낮은 위치에 지지 이송 선회 출력 부재[워크 지지대(25A)](25)를 위치시키는 것이 가능하게 되어 워크 가공 중에 받는 칼날 부재(16a)로부터의 힘에 기인한 지지 이송 선회 출력 부재[워크 지지대(25A)](25)의 변위의 감소화를 꾀할 수 있고, 또한 지지 이송 선회 출력 부재[워크 지지대(25A)](25)가 가상 상의 상하 방향 축 둘레로 수평 선회할 때의 선회 운동에 연동하는 부재의 질량을 종래의 선 회 테이블을 설치하는 구조의 경우와 비교해서 작게 할 수 있어서 상기 수평 선회시에 생기는 관성 모멘트를 감소화시킬 수 있고, 또한 상기 수평 선회를 비교적 고속으로 행하게 할 수 있고, 또한 칼날 부재(16a)의 비절삭 시간을 짧게 해서 능률적인 가공을 실시하는 것이 가능하게 되고, 또한 상기 수평 선회에 요하는 에너지를 비교적 작게 할 수 있어서 서보 모터(33a, 33b) 등의 구동계를 컴팩트 또한 경량화할 수 있다.

또한, 특정 방향(d1)의 상대 변위를 규제하기 위한 변위 규제 수단(35)을 설치한 것은, 예를 들면 이송대(30b)와 지지 이송 선회 출력 부재[워크 지지대(25A)](25)가 비교적 강성이 작은 안내 수단인 안내 궤도(43) 및 피안내체(44)에 의해 특정 방향(d1)으로 안내되는 구조이어도 변위 규제 수단(35)에 의해 이송대(30b)와 지지 이송 선회 출력 부재[워크 지지대(25A)](25)의 상대 변위를 규제함으로써 이들 이송대(30b)와 지지 이송 선회 출력 부재[워크 지지대(25A)](25)의 결합 강성이 비약적으로 크게 되어 베드(1) 상에 있어서의 지지 이송 선회 출력 부재[워크 지지대(25A)](25)의 위치의 고정화를 촉진하고, 지지 이송 선회 출력 부재(워크 지지대)(25)에 지지된 워크(w)의 가공 정밀도를 향상시킴에 있어서 기여하는 것이다.

또한, 베드(1) 상에 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 이루어지고, 또한 Z축 방향 선 둘레로 회전 구동되는 회전 주축(17)을 구비함과 아울러 회전 주축(17)에 Z축 방향으로 대향하는 위치에 설치된 지지 이송 선회 출력 부재(25)를 워크 고정대(25A)로 한 것은 워크 고정대(25A) 상에 특정 가로축(b1) 둘레의 회전 가능하게 지지된 크랭크 샤프트 등의 워크(w)를 가공할 경우에 회전 주축(17)을 Z축 방향으로 이동시킬 필요가 없게 되고, 또한 워크(w)의 Y축 방향 선 둘레의 선회 동작을 행하게 하는 구동 수단[서보 모터(33a, 33b)]에 의해 워크(w)의 Z축 방향 변위를 행하게 할 수 있게 되고, 또한 워크 고정대(25A)를 동작시키기 위한 상술의 구성에 의한 작용도 얻어지게 된다.

또한, 베드(1) 중 한 쌍의 Z축 방향의 안내 궤도(28a, 28b)의 사이가 되는 개소를 Y축 방향의 투과 구멍(a4)으로 하고, 상기 투과 구멍(a4) 내에 이송대(30a, 30b)를 나사 이송 작용에 의해 이동시키기 위한 구동 기구를 배치한 것은 투과 구멍(4a)이 가공 중에 생기는 절삭 가루를 베드(1) 하방으로 낙하시킴에 있어서 기여함과 아울러 나사 이송 기구를 배치하기 위한 오목부로서도 사용되게 하는 것이고, 또한 워크 고정대(25A)를 투과 구멍(a4) 상에 이동시킨 상태에서 워크 고정대(25A) 상에 퇴적된 절삭 가루를 투과 구멍(a4) 내에 낙하시킬 수 있게 되어 절삭 가루의 청소가 용이하게 된다.

워크 고정대(25A)의 워크 고정측의 면의 Y축 방향 위치가 회전 주축(17)의 X축 방향 안내 궤도(8a)의 Y축 방향 위치와 개략 일치하고 있는 구성은 베드(1) 상에 있어서의 워크 고정대(25A)의 워크 고정면이나 주축 장치(13)의 회전 주축(17) 중심을 베드(1)의 상면에 가급적으로 가까이 하는 것을 가능하게 해서 베드(1) 상에서의 워크 고정대(25A)나 주축 장치(13)의 지지 강성을 크게함에 있어서 기여하는 것이다.

베드(1)에 있어서 회전 주축으로부터 떨어지는 측의 Y축 방향으로 근접한 일 정 깊이 개소의 Z축 방향 개소에 이송대(30a, 30b) 각각을 Z축 방향으로 이동시키기 위한 구동 수단을 배치한 것은 베드(1) 상의 기계 부품의 배치를 단순화시켜서 절삭 가루의 배출이나 청소를 용이하게 할 수 있음과 아울러 주축 장치(13)나 워크 고정대(25A)의 베드(1) 상면으로부터의 높이를 감소화시키는 등의 이익을 얻는데에 있어서 기여한다.

다음에 상기 실시예의 변형예에 대해서 설명한다.

도 15는 상기 변형예에 따른 것으로 A는 제 1 변형예의 평면도이고, B는 제 2 변형예의 평면도이고, 도 16은 제 3 변형예에 따른 A는 사시도이고, B는 평면도이고, 도 17은 상기 제 3 변형예에 따른 A는 도 16 중의 A-A부를 나타내는 단면도이고, B는 도 16 중의 B-B부를 나타내는 단면도이고, 도 18은 제 4 변형예를 나타내는 사시도이다. 또한, 각 도면 중 이전의 실시예의 부위에 대응하는 개소에는 동일한 부호가 붙여져 있다.

예를 들면, 다음의 (1)∼(8)의 각 항에 나타내는 바와 같이 변형할 수 있다.

(1) 상기 실시예의 주축 장치(13) 등 대신에, 도 15의 A에 나타내는 바와 같이, 베드(1) 상에서 X축 방향으로만 이동 가능하게 된 워크 고정대(25A)를 설치함과 아울러 상기 워크 고정대(25A)에 대하여 Z축 방향으로 대향하는 위치에 존재한 상기 실시예의 지지 이송 선회 출력 부재(25)에 Y축 방향으로 이동 가능하게 이루어지고 또한 Z축 방향 선 둘레로 회전 구동되는 회전 주축(17)을 설치한다.

즉, 워크 고정대(25A)는 좌우 방향 안내 궤도(8a, 8b)에 의해 X축 방향으로만 이동되게 하고, 또한, 회전 주축(17)을 구비한 주축 장치(13)가 상기 실시예의 지지 이송 선회 출력 부재(25)에 고정된 칼럼(2) 상의 상하 방향 안내 궤도(20a, 20b)에 의해 Y축 방향으로 이동하게 이루어진 머시닝 센터로 한다.

이와 같이 하면, 워크 고정대(25A) 상에서 특정 가로축(b1) 둘레의 회전 가능하게 지지된 크랭크 샤프트 등의 워크(w)를 가공할 경우에 있어서 워크(w)를 Z축 방향으로 이동시키거나 Y축 방향 선 둘레로 선회 동작시킬 필요가 없게 되고, 또한, 지지 이송 선회 출력 부재(25)의 Y축 방향 선 둘레의 선회 동작을 행하게 하는 구동 수단[서보 모터(33a, 33b) 등]에 의해 주축 장치(13)의 Z축 방향 변위를 행하게 할 수 있게 되고, 또한, 지지 이송 선회 출력 부재(25)를 동작시키기 위한 상술의 구성에 의한 작용도 얻어지게 된다.

(2) 상기 실시예의 주축 장치(13) 등 대신에 도 15 중의 B에 나타내는 바와 같이, 베드(1) 상에서 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 된 워크 고정대(25A)를 설치함과 아울러 상기 워크 고정대(25A)에 대하여 Z축 방향으로 대향하는 위치에 존재한 지지 이송 선회 출력 부재(25)에 Z축 방향 선 둘레로 회전 구동되는 회전 주축(17)을 구비한 주축 장치(13)를 설치한다.

즉, 상기 실시예의 지지 이송 선회 출력 부재(25)를 워크 고정대(25A)로서 사용하지 않고 주축 장치(13)의 지지대로서 사용하고, 또한 상기 실시예의 지지판(14)을 주축 장치(13)의 지지 부재로서 사용하지 않고, 워크 고정대(25A)로 이루어진 머시닝 센터로 한다.

이와 같이 하면, 워크 고정대(25A) 상에서 특정 가로축(b1) 둘레의 회전 가능하게 지지된 크랭크 샤프트 등의 워크(w)를 가공할 경우에 있어서, 회전 주 축(17)을 Y축 방향으로 이동시킬 필요가 없게 되고, 또한 워크(w)를 Z축 방향으로 이동시키거나 Y축 방향 선 둘레로 선회 동작시킬 필요가 없게 되고, 또한, 지지 이송 선회 출력 부재(25)의 Y축 방향 선 둘레의 선회 동작을 행하게 하는 구동 수단[서보 모터(33a, 33b) 등]에 의해 주축 장치(13)의 Z축 방향 변위를 행하게 할 수 있게 되고, 또한, 지지 이송 선회 출력 부재(25)를 동작시키기 위한 상술의 구성에 의한 작용도 얻어지게 된다.

(3) 이송대(30a, 30b)를 나사 이송 기구나 서보 모터(33a, 33b)로 이동시키는 기구로 하지 않고, 리니어 모터에 의해 이동시키는 기구로 한다. 이와 같이 하면, 이송대(30a, 30b)를 구동할 때의 부재 사이의 마찰 접촉이 적어지게 되어 동력의 낭비가 감소된다.

(4) 이 외의 서보 모터도 리니어 모터로 한다.

(5) 이송대(30a, 30b)의 안내 궤도(28a, 28b)나 피안내체(29a, 29b)는 직선 운동을 하는 구름 베어링으로 된 리니어 베어링 구조로 하거나 또는 안내 궤도(28a, 28b)가 복수개의 안내면을 갖는 각이 진 봉형상으로 되고, 또한 피안내체(29a, 29b)가 각이 진 봉형상의 안내 궤도(28a, 28b)의 복수개의 안내면에 밀상(密狀) 또한 슬라이딩 가능하게 접촉한 상태로 감합된 구조인 각(角) 슬라이드 기구로 한다. 이와 같이 하면, 이송대(30a, 30b)를 마찰이나 유극이 적은 상태로 이송하여 이동시킬 수 있다.

(6) 축부(e1, e2)와 이송대(30a, 30b)의 결합 관계를 유압 클램프 기구 등에 의해 상대 변위 불가능하도록 필요시에 고정화시킬 수 있는 구조로 한다. 이와 같 이 하면, 베드(1) 상에서의 지지 이송 선회 출력 부재(25)의 위치 안정성이 증가되어 가공 정밀도가 향상된다.

(7) 2개의 이송대(30a, 30b)를 Z축 방향의 반대 방향으로 동기시켜서 동일 거리만큼 이동시킴으로써 워크 고정대(25A)를 수평 선회시키는 대신에 한쪽의 이송대(30a 또는 30b)만을 Z축 방향으로 이동시켜서 워크 고정대(25A)를 수평 요동시켜도 좋고, 또는 2개의 이송대(30a, 30b)를 동기시키지 않고 다른 거리만큼 Z축 방향으로 이동시켜서 워크 고정대(25A)를 수평 선회시키는 것도 지장이 없다.

(8) 도 16 및 도 17에 나타내는 바와 같이, 정치 본체부(1)에 이전의 실시예의 투과 구멍(a4)과는 다른 형상으로 이루어진 Y축 방향의 투과 구멍(a5)을 형성하고, 상기 투과 구멍(a5)은 통로 단면적이 하방으로 향해 점차 축소되는 깔때기 형상의 내주 안내면부(1e)를 구비한 것으로 하고, 또한, 상기 투과 구멍(a5) 내의 상단 근방 개소에 정치 본체부(1)의 일부로서 한 쌍의 궤도 지지부(1fa, 1fb)를 Z축 방향의 다리를 놓는 형상으로 설치하고, 이들 한 쌍의 궤도 지지부(1fa, 1fb) 각각에 전후 방향의 한 쌍의 안내 궤도(28a, 28b) 중 대응하는 어느 하나를 지지시키고, 또한, 상기 투과 구멍(a5) 내에 상기 이송대(30a, 30b)를 Z축 방향으로 이동시키기 위한 지지 이송 기구(27)[이송대(30a, 30)나, 너트체(31a, 31b)나, 볼 나사 축(32a, 32b)]를 배치한 구성으로 한다. 이 때 궤도 지지부(1fa, 1fb) 각각은 Z축 방향의 임의점에서 대략 동일 단면을 갖는 막대 형상으로 됨과 아울러 Z축 방향의 각 단부를 다리부(1A) 전후부의 비교적 두터운 개소에 동체 형상으로 결합되어 지지된 상태로 된다.

이와 같이 하면, 워크 고정대(25A)에 지지된 워크가 가공될 때에 워크 고정대(25A)의 4주위로부터 낙하되는 절삭 가루의 전체가 한 쌍의 궤도 지지부(1fa, 1fb)의 사이 개소가 되는 투과 구멍 부분이나, 한 쌍의 궤도 지지부(1fa, 1fb)의 가로 바깥쪽 개소가 되는 투과 구멍 부분을 통해서 하방으로 원활하게 낙하하게 되고, 따라서 절삭 가루가 정치 본체부 상에 잔류하기 어렵게 되어 가공 정밀도가 향상됨과 아울러 절삭 가루의 청소의 수고가 경감되는 것이고, 또한 한 쌍의 궤도 지지부(1fa, 1fb)의 주위가 비어있는 곳으로 되어 정치 본체부의 소재 중량이 경감됨과 아울러 한 쌍의 궤도 지지부(1fa, 1fb)가 정치 본체부의 강성을 확보함에 있어서 기여하는 것이 된다.

또한, 도 16 및 도 17과 같은 정치 본체부(1)의 구조가 가능하게 된 것은 종래의 B축 테이블이 없어졌기 때문에 워크 고정대(25A)를 정치 본체부(1) 상 바로 옆에 설치하는 것이 가능하게 되고, 워크 고정대(25A)용 이송 기구를 정치 본체부(1) 중에 깊게 들어가게 할 필요가 없어졌기 때문이고, 이 결과, 정치 본체부(1)의 비교적 상면에 궤도 지지부(1fa, 1fb)를 가로지를 수 있게 되어 궤도 지지부(1fa, 1fb)의 주위를 공간으로 할 수 있었다.

(9) 도 18에 나타내는 바와 같이, 실시예의 머시닝 센터의 X축 방향이 좌우 방향으로 Y축 방향이 전후 방향으로 Z축 방향이 상하 방향으로 된 구성으로 한다. 이 경우, 베드(1)에 투과 구멍(a4)은 형성하지 않는다. 이러한 머시닝 센터는 오일 미스트 공급과 같은 극미량의 쿨란트 공급에 의한 가공을 실시함에 있어서 적절한 것으로 되고, 즉 극미량의 쿨란트는 가공 중에 기계 각 부에 퇴적되는 절삭 가루를 씻어 버리도록 유출시킬 수는 없지만, 이 머시닝 센터에서는 절삭 가루가 베드(1) 상에 퇴적됨이 없이 베드(1)의 바깥쪽으로 낙하되기 쉽게 되어 절삭 가루의 퇴적에 의한 장애가 발생되기 어려워진다. 또한 회전 주축(17)이 지지판(14)으로부터 바로 아래로 연장된 상태가 되어 가로쪽으로 오버행량된 상태가 되지 않기 때문에 지지판(14)으로부터 칼날 부재(16a)의 선단까지가 비교적 길 경우에도 회전 주축(17)의 변형이나 변위의 가공 정밀도에 대한 영향이 적게 고정밀도의 가공을 행할 수 있는 등, 주축 장치(13)가 바로 아래 방향으로 되는 것과 관련된 여러가지의 이익이 얻어진다.

Claims

정치 본체부의 X축 방향으로 떨어진 2위치 각각을 통과하여 X축 방향과 교차한 Z축 방향의 한 쌍의 안내 궤도 각각에 이송대를 독립 이동 가능하게 안내시키고, 이들 각 안내 궤도의 이송대 사이에 지지 이송 선회 출력 부재를 다리를 놓는 형상으로 배치하고, 한쪽의 이송대와 상기 지지 이송 선회 출력 부재는 X축 방향 및 Z축 방향 쌍방에 직교하는 Y축 방향 선 둘레의 상대 회전이 가능하게 결합되고, 다른쪽의 이송대와 상기 지지 이송 선회 출력 부재는 Y축 방향 선 둘레의 상대 회전이 가능하고 또한 쌍방의 이송대의 위치에 관련된 특정 방향의 상대 변위가 가능하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1 항에 있어서,

상기 정치 본체부 상에 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 이루어지며 또한 Z축 방향 선 둘레로 회전 구동되는 회전 주축을 구비하고, 또한 상기 회전 주축과 Z축 방향으로 대향하는 위치에 설치된 상기 지지 이송 선회 출력 부재가 워크 고정대로 이루어진 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 특정 방향의 상대 변위를 규제하기 위한 변위 규제 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1 항에 있어서,

상기 정치 본체부 상에 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 이루어진 워크 고정대를 구비하고, 또한 상기 워크 고정대와 Z축 방향으로 대향하는 위치에 설치된 상기 지지 이송 선회 출력 부재에 회전 주축을 설치한 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

X축 방향을 좌우 방향으로 또한 Y축 방향을 상하 방향으로 또한 Z축 방향을 전후 방향으로 대응시킨 구성으로 이루어져 있거나 또는 X축 방향을 좌우 방향으로 또한 Y축 방향을 전후 방향으로 또한 Z축 방향을 상하 방향으로 대응시킨 구성으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

X축 방향을 좌우 방향으로 또한 Y축 방향을 상하 방향으로 또한 Z축 방향을 전후 방향으로 대응시키고, 또한 정치 본체부 중 상기 한 쌍의 안내 궤도의 사이가 되는 개소를 Y축 방향의 투과 구멍으로 하고, 상기 투과 구멍 내에 이송대를 Z축 방향으로 이동시키기 위한 이송 기구를 배치한 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

X축 방향을 좌우 방향으로 또한 Y축 방향을 상하 방향으로 또한 Z축 방향을 전후 방향으로 대응시키고, 또한 상기 정치 본체부에 Y축 방향의 투과 구멍을 형성하고, 상기 투과 구멍은 단면적이 하방으로 점차 축소되는 내주 안내면부를 구비하고, 또한 상기 투과 구멍의 상단 근방 개소에 상기 정치 본체부의 일부로서의 한 쌍의 궤도 지지부를 Z축 방향의 다리를 놓는 형상으로 설치하고, 이들 한 쌍의 궤도 지지부 각각에 상기 한 쌍의 안내 궤도 각각을 지지시키고, 또한 상기 투과 구멍 내에 상기 이송대를 Z축 방향으로 이동시키기 위한 이송 기구를 배치한 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 워크 고정대의 워크 고정면의 Y축 방향 상의 위치가 상기 회전 주축을 X축 방향으로 안내하기 위한 안내 궤도의 Y축 방향 상의 위치와 개략 일치하고 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 정치 본체부의 Y축 방향의 일정 깊이 개소의 Z축 방향 개소에 상기 이송대 각각을 Z축 방향으로 이동시키기 위한 구동 기구를 배치한 것을 특징으로 하는 공작 기계.