KR20100076007A

KR20100076007A - 공작 기계

Info

Publication number: KR20100076007A
Application number: KR1020107009931A
Authority: KR
Inventors: 히로시 카스야
Original assignee: 시티즌 마쉬나리 가부시키가이샤
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-07-05
Also published as: WO2009060579A1; JPWO2009060579A1; US20100262274A1; EP2206571A4; EP2206571A1; CN101873904A

Abstract

본 발명의 과제는 복수의 주축간에 워크의 주고받음의 신속화를 달성하는 동시에 기계 전체의 콤팩트화 및 주축의 보수 유지 작업 등의 용이화를 달성하는 공작 기계를 제공하는 것이다.
이를 해결하기 위한 수단으로, 복수의 주축(111)과 복수의 도물대(130)를 구비하되, 각 주축(111)을 X축 방향으로 이동 가능하게 병설하고, 각 도물대(130)를 주축(111)의 단면측에 배치하며, 주축(111)의 X축 방향으로의 이동과 주축(111)과 도물대와의 상대적인 Z축 방향으로의 이동을 통해 워크(W)를 공구(131)로 가공하고, 인접하는 2개의 주축(111) 사이에 워크 홀딩 수단(140)을 설치하며, 인접하는 주축(111)의 X축 방향의 이동 범위를 양 주축(111)과 워크 홀딩 수단(140)간에 워크(W)의 주고받음을 수행할 수 있도록 양 주축(111)이 워크 홀딩 수단(140)에 대향하는 위치에 이르는 범위로 설정한 공작 기계(100)를 제공한다.

Description

공작 기계 {MACHINING TOOL}

본 발명은 워크를 절삭 가공하는 공작 기계에 관한 것이다.

종래 워크를 유지하는 제1 주축 및 제2 주축과, 제1 주축 및 제2 주축에 대응하여 설치된 여러 종류의 절삭 공구를 갖는 터릿과, 제1 주축과 제2 주축간에 워크의 주고받음을 수행하는 제1 로더 및 제2 로더를 구비하는 다축 선반 시스템이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

또한, 수직이며 하향으로 배치된 제1 주축과, 이 제1 주축보다 하방에 위치하고 수직이며 상향으로 배치된 제2 주축과, 이들 제1 주축 및 제2 주축에 대응하여 배치된 고정식 제1 도물대 및 제2 도물대를 구비하는 공작 기계가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).

특허문헌 1 : 일본 특허 제2993383호 공보(특허청구범위, 도 1)

특허문헌 2 : 일본 특허1-228701호 공보(특허청구범위, 도 1)

특허문헌 1과 같은 종래의 다축 선반 시스템에서는 복잡하고 큰 제1 로더 및 제2 로더를 이용하여 제1 주축과 제2 주축간의 워크의 주고받음을 수행하기 때문에 이 제1 로더 및 제2 로더를 설치한 만큼 장치 구성이 복잡해지고 대형화된다는 문제가 있었다.

특허문헌 2와 같은 종래의 공작 기계에서는 제1 주축과 제2 주축을 대향시켜 배치할 필요가 있기 때문에 주축의 축선 방향(Z축 방향)으로 넓은 주축 설치 공간을 필요로 하여 장치 구성이 대형화된다는 문제가 있다.

또한, 제1 주축과 제2 주축이 각각 별개의 방향으로 면해 있기 때문에 이들 제1 주축과 제2 주축을 동일 방향의 작업 구역에서 취급할 수 없으므로, 주축의 보수 유지 작업이나 툴링이 용이하지 않다는 문제가 있었다.

청구항 1에 따른 본 발명은, 복수의 주축과 각 주축에 대응하는 복수의 도물대를 구비하되, 각 주축을 축선 방향인 Z축 방향에 대하여 직교하는 X축 방향으로 이동 가능하게 병설하고, 각 도물대를 각각 대향하는 주축의 단면측에 주축에 대향하도록 배치하며, 주축의 X축 방향으로의 이동과 주축과 도물대와의 상대적인 Z축 방향으로의 이동을 통해 주축의 상기 단면측에 유지되어 있는 워크를 도물대에 장착된 공구로 가공하는 공작 기계에 있어서, 인접하는 2개의 주축 사이에 워크를 유지하는 워크 홀딩 수단을 설치하고, 상기 인접하는 주축의 X축 방향의 이동 범위를 양 주축과 워크 홀딩 수단간에 워크의 주고받음을 수행할 수 있도록 양 주축이 워크 홀딩 수단에 대향하는 위치에 이르는 범위로 설정하였다.

청구항 2에 따른 본 발명은, 청구항 1에 기재된 구성에 더하여, 워크의 유지측 단면이 동일 방향을 향하도록 각 주축을 배치하였다.

청구항 3에 따른 본 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 구성에 더하여, 각 주축이 각각 회전 자재로 각각의 주축대에 지지되고, 베드상에는 X축 방향으로 이동 자재로 이송대를 장착하며, 상기 각 주축대를 Z축 방향으로 이동 자재로 각각의 이송대에 장착하고, 상기 베드상에 각 도물대를 고정적으로 장착하였다.

청구항 4에 따른 본 발명은, 청구항 1 내지 3에 기재된 구성에 더하여, 양 주축이 X축 방향으로 연장된 공통의 궤도상에 이동 자재로 설치되었다.

청구항 5에 따른 본 발명은, 청구항 1 내지 3에 기재된 구성에 더하여, 양 주축이 X축 방향으로 연장된 별개의 궤도상에 각각 이동 자재로 설치되었다.

청구항 6에 따른 본 발명은, 청구항 1 내지 5에 기재된 구성에 더하여, 상기 워크 홀딩 수단이 상기 인접하는 양 주축에 대응하는 양 도물대의 사이에 설치되었다.

청구항 7에 따른 본 발명은, 청구항 1 내지 5에 기재된 구성에 더하여, 상기 워크 홀딩 수단이 도물대에 일체적으로 장착되었다.

청구항 8에 따른 본 발명은, 청구항 1 내지 7에 기재된 구성에 더하여, 상기 워크 홀딩 수단이 X축 방향 및 Z축 방향과 직교하는 축심을 중심으로 선회 가능하게 장착되었다.

본 발명의 공작 기계에 따르면, 인접하는 양 주축의 X축 방향의 이동 범위가 모두 워크 홀딩 수단과의 사이에서 워크의 주고받음을 수행할 수 있도록 중복되어 있기 때문에 워크 홀딩 수단을 통해 주축간의 워크의 주고받음을 수행할 수 있으므로, 복수의 주축간에 워크를 주고받으면서 각 주축에서 동시에 워크를 절삭 가공하여 워크의 생산 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 종래의 다축 선반 시스템과 같이 복잡하고 큰 로더가 필요하지 않기 때문에 복수의 주축간에 워크를 주고받으면서 동시에 가공을 수행할 수 있는 공작 기계를 전체 높이의 증대를 억제하면서 간단하고 콤팩트하게 구성할 수 있다.

또한, 복수의 주축 중 가장 앞의 가공을 담당하는 주축에 가공 소재인 워크를 공급한 후에 워크 홀딩 수단을 통해 후가공을 담당하는 복수의 주축에 상기 워크를 순서대로 주고받아 가공하면 되므로, 주축에 신규 워크를 공급하는 워크 공급 수단을 복수의 주축마다 설치하지 않고 하나의 워크 공급 수단을 설치하는 것만으로 각 주축에서 순서대로 워크를 가공할 수 있다.

워크의 유지측 단면이 동일 방향을 향하도록 각 주축을 배치함으로써, 모든 주축을 동일 방향의 작업 구역에서 취급할 수 있으므로, 툴링이나 주축의 유지 보수 작업 등을 용이하게 수행할 수 있다.

주축을 Z축 방향으로 대향시킬 필요가 없으므로, Z축 방향으로의 대형화를 회피할 수 있다.

양 주축을 X축 방향으로 연장된 공통의 궤도상에 각각 이동 자재로 설치함으로써, Z축 방향으로 필요한 궤도 설치 공간을 최소한으로 억제할 수 있으므로, 본 공작 기계의 Z축 방향으로의 대형화를 회피할 수 있다.

단, 양 주축을 각각 X축 방향으로 연장된 별개의 궤도상에 각각 이동 자재로 설치할 수도 있다.

워크 홀딩 수단을 양 도물대 사이의 스페이스에 설치함으로써, 워크 홀딩 수단과 관계없이 도물대에 다종 다양한 공구를 설치할 수 있다.

단, 워크 홀딩 수단을 도물대에 부설함으로써, 워크 홀딩 수단을 장착하기 위한 스페이스를 베드상에 설치할 필요가 없을 뿐만 아니라 워크 홀딩 수단과 도물대를 일체적으로 용이하게 취급할 수 있다.

워크 홀딩 수단을 X축 및 Z축과 직교하는 축선을 중심으로 선회 가능하게 장착함으로써, 복수의 주축간에 워크를 주고받을 때에 워크를 유지하는 방향을 180도 반전시킬 수 있으므로, 복수의 주축을 통해 워크에 다양한 가공을 실시할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 공작 기계의 전체 개요도,
도 2는 도 1의 C부분의 요부 확대도,
도 3은 도 2의 상방에서 본 도면,
도 4는 도 3의 F4-F4선 위치에서 화살표 방향으로 본 도면,
도 5는 공작 기계의 워크 가공 동작을 도시한 설명도,
도 6은 도 5에 도시된 스타팅 동작에서의 제1 단계의 설명도,
도 7은 도 5에 도시된 스타팅 동작에서의 제2 단계의 설명도,
도 8은 도 5에 도시된 스타팅 동작에서의 제3 단계의 설명도,
도 9은 도 5에 도시된 스타팅 동작에서의 제4 단계의 설명도,
도 10은 도 5에 도시된 스타팅 동작에서의 제5 단계의 설명도,
도 11은 도 5에 도시된 스타팅 동작에서의 제6 단계의 설명도,
도 12는 도 5에 도시된 통상 동작에서의 제2 단계의 설명도,
도 13은 도 5에 도시된 통상 동작에서의 제3 단계의 설명도,
도 14는 도 5에 도시된 통상 동작에서의 제4 단계의 설명도,
도 15는 도 5에 도시된 통상 동작에서의 제5 단계의 설명도,
도 16은 도 5에 도시된 엔딩 동작에서의 제4 단계의 설명도,
도 17은 도 5에 도시된 엔딩 동작에서의 제5 단계의 설명도,
도 18은 도 5에 도시된 엔딩 동작에서의 제6 단계의 설명도,
도 19는 양 주축이 별개의 궤도상에 각각 이동 자재로 설치된 변형예를 도시한 도면,
도 20은 선회 가능하게 설치된 워크 홀딩 수단의 설명도,
도 21은 워크 홀딩 수단의 선회 동작의 설명도.

도 1에 도시된 본 실시 형태의 공작 기계(100)는 C부분 내에, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 주축(111A)을 회전 자재로 지지하는 제1 주축대(110A)와, 제2 주축(111B)을 회전 자재로 지지하는 제2 주축대(110B)를 구비하고 있다.

제1 주축대(110A)와 제2 주축대(110B)는 제1 주축(111A)의 축선 방향과 제2 주축(111B)의 축선 방향이 평행하도록 좌우 방향으로 병설되어 있다.

제1 주축(111A) 및 제2 주축(111B)의 일측 단면측에는 워크(W)를 파지하여 유지하는 척이 설치되어 있다.

양 주축(111A, 111B)은 척측의 단면이 같은 방향을 향하도록 배치되어 있다.

제1 주축대(110A)는 제1 이송대(120A)에 탑재되어 있다. 제2 주축대(110B)는 제2 이송대(120B)에 탑재되어 있다. 제1 이송대(120A) 및 제2 이송대(120B)에는 양 주축(111A, 111B)의 축선 방향인 Z축 방향으로 연장된 레일(160A, 160B)이 설치되어 있다. 제1 주축대(110A)는 레일(160A)에 슬라이드 이동 자재로 장착되어 있다. 제2 주축대(110B)는 레일(160B)에 슬라이드 이동 자재로 장착되어 있다. 제1 주축대(110A)는 구동 모터(190A)에 의해 레일(160A)을 따라 Z 방향으로 슬라이드 구동된다. 제2 주축대(110B)는 구동 모터(190B)에 의해 레일(160B)을 따라 Z 방향으로 슬라이드 구동된다.

베드상에는 상기 Z축 방향에 대하여 직교하는 좌우 방향인 X축 방향으로 연장된 레일(170)이 장착되어 있다. 제1 이송대(120A)와 제2 이송대(120B)는 레일(170)에 슬라이드 이동 자재로 장착되어 있다. 제1 이송대(120A)와 제2 이송대(120B)는 각각 개별로 동일한 레일(170)상을 이동 구동된다.

제1 주축대(110A)와 제2 주축대(110B)의 Z축 방향의 이동 구동과, 제1 이송대(120A)와 제2 이송대(120B)의 X축 방향의 이동 구동은 도시되지 않은 제어 수단에 의해 제어된다. 상기 제어 수단에 의한 제1 주축대(110A)와 제2 주축대(110B) 및 제1 이송대(120A)와 제2 이송대(120B)의 이동 구동에 의해 양 주축(111A, 111B)은 각각 Z축 방향 및 X축 방향으로 이동 제어된다.

제1 주축(111A)에 대응되며 제1 주축(111A)의 척측의 단면에 대향하여 제1 도물대(130A)가 베드상에 고정되어 있다. 제2 주축(111B)에 대응되며 제2 주축(111B)의 척측의 단면에 대향하여 제2 도물대(130B)가 베드상에 고정되어 있다. 양 도물대(130A, 130B)는 가공용 공구(131A, 131B)를 상기 X축 방향으로 나열 배치한 빗살 모양 도물대로 이루어진다.

양 주축(111A, 111B)을 각각 Z축 방향 및 X축 방향으로 이동 제어함으로써, 각각 대응하는 도물대(130A, 130B)에 장착된 공구를 통해 각 주축(111A, 111B)의 상기 단면측에 유지된 워크(W)를 절삭 가공할 수 있다.

또한, 도물대(130A, 130B)에 장착된 공구의 선택은 각 주축(111A, 111B)을 X축 방향으로 이동함으로써 수행할 수 있다.

도물대(130A, 130B)에서의 공구(131A, 131B)의 배치 순서에는 제한이 없지만, 본 실시 형태에서는 각 도물대(130A, 130B)에 각각 복수의 공구(131A, 131B)가 제1 도물대(130A)에서 제2 도물대(130B)를 향하는 순 이동 방향으로 워크 가공시에 사용되는 공구 순으로 상류측으로부터 장착되어 있다. 따라서, 양 주축(111A, 111B)은 순 이동 방향으로의 일측 방향의 이동을 통해 공구(131A, 131B)를 최단 시간에 순서대로 선택할 수 있다.

제1 도물대(130A)와 제2 도물대(130B) 사이에는 워크 홀딩 수단(140)이 베드측에 고정되어 있다. 워크 홀딩 수단(140)은 워크(W)를 파지하여 유지할 수 있는 척으로 이루어진다.

제1 도물대(130A)의 순 이동 방향 상류측에는 제1 주축(111A)에 워크(W)를 공급하는 로더(180A)가 설치되어 있다. 로더(180A)는 워크(W)를 파지하여 유지할 수 있는 척으로 이루어진다.

제2 도물대(130B)의 순 이동 방향 하류측에는 제2 도물대(130B)의 공구(131B)에 의해 가공 완료된 워크(W)를 제2 주축(111B)으로부터 건네받는 언로더(180B)가 설치되어 있다.

언로더(180B)는 워크(W)를 파지하여 유지할 수 있는 척으로 이루어진다.

제1 주축(111A)은 제1 주축(111A)의 축선과 워크 홀딩 수단(140)의 축선이 일치할 때까지 순 이동 방향으로 이동할 수 있고, 또한 제1 주축(111A)의 축선과 로더(180A)의 축선이 일치할 때까지 순 이동 방향의 역방향인 역 이동 방향으로 이동할 수 있도록 X축 방향의 이동 범위가 설정되어 있다.

제2 주축(111B)은 제2 주축(111B)의 축선과 워크 홀딩 수단(140)의 축선이 일치할 때까지 역 이동 방향으로 이동할 수 있고, 또한 제2 주축(111B)의 축선과 언로더(180B)의 축선이 일치할 때까지 순 이동 방향으로 이동할 수 있도록 X축 방향의 이동 범위가 설정되어 있다.

제1 주축(111A)과 제2 주축(111B)의 X축 방향의 이동 범위는 워크 홀딩 수단(140)과 대향하는 범위에서 중복되어 있다.

제1 주축(111A) 또는 제2 주축(111B)이 워크 홀딩 수단(140)과 상호 축심이 일치하도록 대향하면, 주축(111A, 111B)의 Z축 방향으로의 슬라이드 이동과 주축(111A, 111B)과 워크 홀딩 수단(140)의 척의 개폐에 의해 주축(111A, 111B)과 워크 홀딩 수단(140) 사이에서 워크의 주고받음을 수행할 수 있다.

제1 주축(111A)이 로더(180A)와 상호 축심이 일치하도록 대향하면, 제1 주축(111A)의 Z축 방향으로의 슬라이드 이동과 로더(180A)와 제1 주축(111A)의 척의 개폐에 의해 로더(180A)로부터 주축(111A)으로 워크(W)를 공급할 수 있다.

제2 주축(111B)이 언로더(180B)와 상호 축심이 일치하도록 대향하면, 제2 주축(111B)의 Z축 방향으로의 슬라이드 이동과 언로더(180B)와 제2 주축(111B)의 척의 개폐에 의해 제2 주축(111B)으로부터 언로더(180B)로 워크(W)를 반출할 수 있다.

상기 구성에 의해, 로더(180A)로부터 제1 주축(111A)으로 공급된 워크(W)를 제1 도물대(130A)의 공구(131A)를 통해, 제1 주축(111A)을 순 이동 방향으로 이동시켜 공구를 순서대로 선택하면서 절삭 가공을 수행하고, 제1 주축(111A)과 제1 도물대(130A)에 의한 워크의 가공 종료 후, 제1 주축(111A)을 순 이동 방향으로 이동시켜 제1 주축(111A)으로부터 워크 홀딩 수단(140)으로 워크(W)를 인도할 수 있다.

또한, 워크 홀딩 수단(140)에 유지된 워크(W)를 제2 주축(111B)으로 건네주어 제2 도물대(130B)의 공구(131B)를 통해, 제2 주축(111B)을 순 이동 방향으로 이동시켜 공구를 순서대로 선택하면서 절삭 가공을 수행하고, 제2 주축(111B)과 제2 도물대(130B)에 의한 워크(W)의 가공 종료 후, 제2 주축(111B)을 순 이동 방향으로 이동시켜 제2 주축(111B)으로부터 언로더(180B)로 워크(W)를 반출할 수 있다.

본 실시 형태의 상기 공작 기계(100)의 구체적인 워크 가공 동작은, 도 5에 도시된 바와 같이, 가동 개시시의 스타팅 동작과, 이 스타팅 동작 후에 반복 수행되는 통상 동작과, 가동 종료 후의 엔딩 동작으로 구성된다.

본 공작 기계(100)는 스타팅 동작으로서, 먼저 로더(180A)의 축선과 제1 주축(111A)의 축선이 상호 일치하는 위치까지 제1 이송대(120A)가 X축 방향으로 이동한다(제1 동작, 도 6 참조).

이어서, 제1 주축(111A)의 척에 워크(W)가 삽입되도록 제1 주축대(110A)가 Z축 방향으로 이동하며, 로더(180A)의 척을 열고, 제1 주축(111A)의 척을 닫음으로써, 제1 주축(111A)에 로더(180A)로부터 워크(W)를 공급한다(제2 동작, 도 7 참조).

또한, 로더(180A)에는 미리 워크 공급 장치 등으로부터 워크가 공급된다. 로더(180A)로의 워크의 공급은 종래 공지이기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

그 후, 제1 이송대(120A)의 순 이동 방향으로의 이동을 통해 제1 도물대(130A)의 공구(131A)를 순서대로 선택하고, 제1 이송대(120A)와 제1 주축대(110A)를 이동시키며 제1 주축(111A)에 유지된 워크(W)를 회전 상태 등으로 제1 도물대(130A)의 선택된 각 공구(131A)에 순서대로 당접시켜 가공을 수행한다(제3 동작, 도 8 참조).

그 후, 워크 홀딩 수단(140)의 축선과 제1 주축(111A)의 축선이 상호 일치하는 위치까지 제1 이송대(120A)가 순 이동 방향인 X축 방향으로 이동하는 동시에 제1 주축(111A)이 워크 홀딩 수단(140)에 근접하여 워크 홀딩 수단(140)의 척에 워크가 삽입되도록 제1 주축대(110A)가 Z축 방향으로 이동하며, 제1 주축(111A)의 척을 열고 워크 홀딩 수단(140)의 척을 닫음으로써, 워크 홀딩 수단(140)에 워크(W)를 인도한다(제4 동작, 도 9 참조).

그 후, 제1 주축(111A)이 워크 홀딩 수단(140)으로부터 멀어지도록 제1 주축대(110A)가 Z축 방향으로 이동한다(제5 동작, 도 10 참조).

그 후, 로더(180A)의 축선과 제1 주축(111A)의 축선이 상호 일치하는 위치까지 제1 이송대(120A)가 역 이동 방향인 X축 방향으로 이동하고, 또한 워크 홀딩 수단(140)의 축선과 제2 주축(111B)의 축선이 상호 일치하는 위치까지 제2 이송대(120B)가 X축 방향으로 이동한다(제6 동작, 도 11 참조).

이와 같이 하여 일련의 스타팅 동작이 완료된다.

전술된 제1 동작부터 제5 동작에 있어서, 제2 주축대(110B)는 제1 주축대(110A)의 X축 방향으로의 이동을 저해하지 않는 위치에서 대기한다.

상기 제6 동작에 의해 제1 주축(111A)과 로더(180A)가 대향하고, 제2 주축(111B)과 워크 홀딩 수단(140)이 대향하는 상태(도 11)에서 본 공작 기계(100)는 통상 동작으로서, 제1 주축(111A)이 로더(180A)에 접근하도록 제1 주축대(110A)가 Z축 방향으로 이동하여 전술된 바와 같이 로더(180A)로부터 제1 주축(111A)으로 워크(W)를 공급한다.

또한, 제2 주축(111B)이 워크 홀딩 수단(140)에 접근하여 제2 주축(111B)의 척에 워크가 삽입되도록 제2 주축대(110B)가 Z축 방향으로 이동하며, 워크 홀딩 수단(140)의 척을 열고 제2 주축(111B)의 척을 닫음으로써, 워크 홀딩 수단(140)에서 제2 주축(111B)으로 워크(W)를 공급한다(제1 동작, 도 12 참조).

그 후, 제1 이송대(120A)와 제1 주축대(110A)의 이동에 의해 상기와 마찬가지로 제1 주축(111A)의 워크(W)의 가공이 수행된다. 또한, 제2 이송대(120B)의 순 이동 방향으로의 이동을 통해 제2 도물대(130B)의 공구(131B)를 순서대로 선택하면서 제2 이송대(120B)와 제2 주축대(110B)의 이동에 의해 제2 주축(111B)에 유지된 워크(W)를 회전 상태 등으로 제2 도물대(130B)의 선택된 각 공구(131B)에 순서대로 당접시켜 가공을 수행한다(제2 동작, 도 13 참조).

그 후, 제1 주축(111A)의 축선과 워크 홀딩 수단(140)의 축선이 상호 일치하는 위치까지 제1 이송대(120A)가 순 이동 방향인 X축 방향으로 이동하는 동시에 제1 주축(111A)이 워크 홀딩 수단(140)에 접근하도록 제1 주축대(110A)가 Z축 방향으로 이동하여 워크 홀딩 수단(140)으로 워크(W)를 인도한다. 또한, 제2 주축(111B)의 축선과 언로더(180B)의 축선이 상호 일치하는 위치까지 제2 이송대(120B)가 순 이동 방향인 X축 방향으로 이동하는 동시에 제2 주축(111B)이 언로더(180B)에 접근하여 언로더(180B)의 척에 워크(W)가 삽입되도록 제2 주축대(110B)가 Z축 방향으로 이동하며, 제2 주축(111B)의 척을 열고 언로더(180B)의 척을 닫음으로써 언로더(180B)로 워크(W)를 반출한다(제3 동작, 도 14 참조).

그 후, 제1 주축(111A)이 워크 홀딩 수단(140)으로부터 멀어지도록 제1 주축대(110A)가 Z축 방향으로 이동하고, 또한 제2 주축(111B)이 언로더(180B)로부터 멀어지도록 제2 주축대(110B)가 Z축 방향으로 이동한다(제4 동작, 도 15 참조).

그 후, 도 11에 도시된 바와 같이, 로더(180A)의 축선과 제1 주축(111A)의 축선이 상호 일치하는 위치까지 제1 이송대(120A)가 역 이동 방향인 X축 방향으로 이동하고, 또한 워크 홀딩 수단(140)의 축선과 제2 주축(111B)의 축선이 상호 일치하는 위치까지 제2 이송대(12OB)가 역 이동 방향인 X축 방향으로 이동한다.

이와 같이 해서 일련의 통상 동작이 완료된다.

상기 통상 동작을 워크 가공 수 등에 따라 반복한다.

전술된 통상 동작에서는 제1 이송대(120A)와 제2 이송대(120B)가 동기된 상태로 동작을 수행하는 것으로 설명하였으나, 상호 X축 방향으로의 이동을 저해하지 않는다면 각각 다른 타이밍으로 동작하도록 설정하여도 된다. 또한, 양 주축(111A, 111B)의 X축 방향으로의 이동시에 서로 이동을 저해하지 않도록 제어 수단을 통해 양 이송대(120A, 120B)를 자동적으로 제어하도록 구성할 수도 있다.

상기 통상 동작에서 제1 주축(111A)이 제1 주축(111A)에 의해 가공되는 마지막 워크를 워크 홀딩 수단(140)에 인도하고 로더(180A)와 대향하며, 제2 주축(111B)이 워크 홀딩 수단(140)과 대향한 이후에 본 공작 기계(100)는 엔딩 동작으로서, 제2 주축(111B)이 워크 홀딩 수단(140)에 접근하도록 제2 주축대(110B)가 Z축 방향으로 이동하여 제2 주축(111B)에 워크 홀딩 수단(140)으로부터 워크(W)를 공급한다(제1 동작, 도 16 참조).

그 후, 제2 이송대(120B)의 순 이동 방향으로의 이동을 통해 제2 도물대(130B)의 공구(131B)를 순서대로 선택하면서, 제2 이송대(120B)와 제2 주축대(110B)의 이동에 의해 상기와 마찬가지로 제2 주축(111B)의 워크(W)의 가공을 수행한다(제2 동작, 도 17 참조).

그 후, 상기와 마찬가지로 제2 주축(111B)에 유지된 워크(W)를 언로더(180B)로 인도한다(제3 동작, 도 18 참조).

이와 같이 해서 일련의 엔딩 동작이 완료된다.

상기와 같이 스타팅 동작, 통상 동작, 엔딩 동작 중 어떠한 경우에도 제1 주축(111A)으로부터 워크 홀딩 수단(140)으로 워크를 인도하기까지, 또는 제2 주축(111B)으로부터 언로더(180B)로 워크를 반출하기까지는 제1 이송대(120A) 또는 제2 이송대(120B)를 순차 순 이동 방향으로 이동시켜 공구를 선택하여 워크의 가공이 이루어지기 때문에 공구 선택을 위해 순 이동 방향으로부터 역 이동 방향으로 제1 이송대(120A) 또는 제2 이송대(120B)를 이동시킬 필요가 없으므로, 제1 이송대(120A) 및 제2 이송대(120B)의 이동 효율이 향상된다.

이상과 같이 본 공작 기계는 제1 주축(111A)의 X축 방향의 이동 범위와, 제2 주축(111B)의 X축 방향의 이동 범위가 워크 홀딩 수단(140)과 대향하는 부분에서 중복되기 때문에 제1 주축(111A)에 유지된 워크를 제1 주축(111A)에서 워크 홀딩 수단(140)으로 인도하고, 워크 홀딩 수단(140)에 유지된 워크를 워크 홀딩 수단(140)으로부터 제2 주축(111B)이 건네받음으로써, 양 주축(111A, 111B)의 이동에 의해 워크 홀딩 수단(140)을 통해 양 주축(111A, 111B)간의 워크의 주고받음을 간단한 구조로 수행할 수 있다.

상기와 같이 양 주축(111A, 111B)간에 워크의 주고받음을 수행하여 인접하는 주축에 순차 워크(W)를 인계하면서 2개의 주축(111A, 111B)에서 동시에 워크를 가공하므로, 워크의 생산 효율을 향상시킬 수 있다.

특히 종래와 같이 복잡하고 큰 로더가 불필요하고, 또한 주축을 Z축 방향으로 대향시킬 필요가 없기 때문에 복수의 주축을 구비하고, 각 주축간에 워크의 주고받음을 수행할 수 있는 공작 기계를 간단하고 콤팩트하게 구성할 수 있다.

본 실시 형태에서는 각 주축마다 신규 워크를 공급할 필요가 없기 때문에 신규 워크 공급 수단으로서 로더(180A)를 하나 설치하는 것만으로 제1 주축(111A)과 제2 주축(111B)에서 순서대로 워크(W)를 가공하여 반출할 수 있으므로, 워크의 공급 구조가 간단하다. 또한, 제1 주축대(110A)와 제2 주축대(110B)가 X축 방향으로 병렬 배치되어 있기 때문에 Z축 방향으로 넓은 주축 설치 공간을 필요로 하는 종래의 공작 기계에 비해 Z축 방향으로의 대형화를 회피할 수 있다.

본 실시 형태에서는 제1 주축(111A)과 제2 주축(111B)이 척측의 단면이 같은 방향을 향하도록 병렬 배치되어 있기 때문에 제1 주축(111A)과 제2 주축(111B)을 동일 방향의 작업 구역에서 취급할 수 있으므로, 툴링이나 제1 주축(111A)과 제2 주축(111B)의 보수 유지 작업 등을 용이하게 수행할 수 있다.

본 실시 형태에서는 제1 이송대(120A)와 제2 이송대(120B)가 동일 레일(170)에 장착되고, 양 주축(111A, 111B)이 공통의 궤도상에 이동 자재로 설치되어 있기 때문에 Z축 방향으로 필요하게 되는 궤도 설치 공간을 최소한으로 억제할 수 있다.

본 실시 형태에서는 워크 홀딩 수단(140)이 인접하는 양 주축(111A, 111B)에 대응하는 제1 도물대(130A)와 제2 도물대(130B) 사이의 이간 영역에 설치되기 때문에 제1 도물대(130A) 또는 제2 도물대(130B)에 워크 홀딩 수단(140)과 상관없이 다종 다양한 공구(131A, 131B)를 설치할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서 워크 홀딩 수단(140)은 제1 도물대(130A) 또는 제2 도물대(130B)에 장착되어 있지 않지만, 워크 홀딩 수단(140)을 도물대(130A, 130B)에 일체적으로 부설하여도 된다. 이 경우, 워크 홀딩 수단(140)을 장착하기 위한 스페이스를 베드상에 설치할 필요가 없을 뿐만 아니라 워크 홀딩 수단(140)과 도물대(130A, 130B)를 일체적으로 용이하게 취급할 수 있으므로, 워크 홀딩 수단(140)을 도물대(130A, 130B)와 일체적으로 교환할 수 있다.

또한, 각 도물대(130A, 130B)를 일체적으로 구성하고, 하나의 도물대로 제1 도물대(130A)와 제2 도물대(130B)를 공용할 수도 있다.

본 실시 형태에서는 로더(180A), 언로더(180B), 워크 홀딩 수단(140)이 주축(111A, 111B)의 상부에 없으며, 단순히 주축(111A, 111B)간에 워크의 주고받음을 수행할 수 있는 척으로 구성할 수 있기 때문에 양 주축(111A)에 대하여 워크를 주고받는 기구를 높이 방향으로 대형화시킬 필요가 없으므로, 기계 전체 높이를 낮게 억제할 수 있다.

주축(111A, 111B)의 이동 양태에 대해서는 상기와 같이 양 이송대(120A, 120B)를 동일 레일(170)에 장착하는 것 이외에 도 19에 도시된 바와 같이 양 이송대(120A, 120B)를 서로 다른 레일(170A, 170B)에 장착하고, 양 주축(111A, 111B)을 X축 방향으로 연장된 별개의 궤도상에 각각 이동 자재로 설치할 수도 있다. 또한, 주축(111A, 111B)이나 도물대(130A, 130B)의 대수에 대해서는 각각 2대 이상이면 그 구체적인 대수는 어떠한 것이어도 관계없다. 또한, 로더(180A)나 언로더(180B)에 대해서는 어떠한 형상 구조나 배치 형태를 이루는 것이어도 된다.

워크 홀딩 수단(140)의 구체적 양태에 대해서는 어떠한 것이어도 된다. 예를 들면 콜릿 척, 진공 척, 3조 스크롤 척, 4조 스크롤 척 등을 사용할 수 있다.

워크 홀딩 수단(140)의 다른 실시 형태로서, 도 20에 도시된 바와 같이, 워크 홀딩 수단(140)을 X축 및 Z축과 직교하는 축선을 중심으로 선회 가능하게 할 수 있다. 이 경우, 워크 홀딩 수단(140)은 제1 주축(111A)으로부터 받은 워크의 가공측 단부가 반 삽입단측으로부터 돌출되도록 구성된다. 예를 들면, 워크 홀딩 수단(140)을, 도 21에 도시된 바와 같이, 중공형의 유지 부분과 척을 설치한 구성으로 할 수 있다. 이 경우, 유지 부분으로부터 워크의 양단을 돌출시킨 상태로 척을 통해 워크를 파지함으로써, 워크의 가공측의 단부가 반 삽입단측으로부터 돌출된 상태로 워크를 유지할 수 있다. 제1 주축(111A)으로부터 인도된 워크를 워크 홀딩 수단(140)을 통해 제2 주축(111B)으로 공급할 때, 워크 홀딩 수단(140)을 180도 선회시켜 제2 주축(111B)이 제1 주축(111A)에서 가공된 가공측을 파지하여 워크를 유지함으로써, 워크의 미 가공측 단부를 제2 주축(111B)에서 가공할 수 있다. 상기와 같이 제1 주축(111A)과 제2 주축(111B)으로 워크의 양단측을 순서대로 가공함으로써 워크(W)에 다양한 가공을 효율적으로 실시할 수 있다.

또한, 워크 홀딩 수단(140)은 워크(W)의 방향을 180도 반전시켜도 확실하게 주축(111A, 111B)에서 주고받을 수 있다면 협지나 흡착, 구멍 삽입 등 어떠한 유지 방법이어도 된다.

또한, 로더(180A)나 언로더(180B)에 대해서도 워크 홀딩 수단(140)과 마찬가지로 X축 및 Z축과 직교하는 축선을 중심으로 선회하도록 구성할 수도 있다.

[산업상의 이용 가능성]

이상과 같이 본 발명의 공작 기계는, 예를 들면 워크의 복수 부분을 복수의 공구로 절삭 가공하는 CNC 다축 선반 시스템 등에 응용하는 것이 적합하다.

100 : 공작 기계
110A : 제1 주축대
111A : 제1 주축
110B : 제2 주축대
111B : 제2 주축
120A : 제1 이송대
120B : 제2 이송대
130A : 제1 도물대
131A : 공구
130B : 제2 도물대
131B : 공구
140 : 워크 홀딩 수단
160 : 레일
170 : 레일
180A : 로더
180B : 언로더
190A : 구동 모터
190B : 구동 모터
W : 워크

Claims

복수의 주축과 각 주축에 대응하는 복수의 도물대를 구비하되, 각 주축을 축선 방향인 Z축 방향에 대하여 직교하는 X축 방향으로 이동 가능하게 병설하고, 각 도물대를 각각 대향하는 주축의 단면측에 주축에 대향하도록 배치하며, 주축의 X축 방향으로의 이동과 주축과 도물대와의 상대적인 Z축 방향으로의 이동을 통해 주축의 상기 단면측에 유지되어 있는 워크를 도물대에 장착된 공구로 가공하는 공작 기계에 있어서, 인접하는 2개의 주축 사이에 워크를 유지하는 워크 홀딩 수단을 설치하고, 상기 인접하는 주축의 X축 방향의 이동 범위를 양 주축과 워크 홀딩 수단간에 워크의 주고받음을 수행할 수 있도록 양 주축이 워크 홀딩 수단에 대향하는 위치에 이르는 범위로 설정한 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1 항에 있어서,
워크의 유지측 단면이 동일 방향을 향하도록 각 주축을 배치하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
각 주축이 각각 회전 자재로 각각의 주축대에 지지되고, 베드상에는 X축 방향으로 이동 자재로 이송대를 장착하며, 상기 각 주축대를 Z축 방향으로 이동 자재로 각각의 이송대에 장착하고, 상기 베드상에 각 도물대를 고정적으로 장착하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,
양 주축이 X축 방향으로 연장된 공통의 궤도상에 이동 자재로 설치되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,
양 주축이 X축 방향으로 연장된 별개의 궤도상에 각각 이동 자재로 설치되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1 항 내지 제 5 항에 있어서,
상기 워크 홀딩 수단이 상기 인접하는 양 주축에 대응하는 양 도물대의 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1 항 내지 제 5 항에 있어서,
상기 워크 홀딩 수단이 도물대에 일체적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1 항 내지 제 7 항에 있어서,
상기 워크 홀딩 수단이 X축 방향 및 Z축 방향과 직교하는 축심을 중심으로 선회 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.