KR20100089842A

KR20100089842A - 공작 기계

Info

Publication number: KR20100089842A
Application number: KR1020107009932A
Authority: KR
Inventors: 히로시 카스야
Original assignee: 시티즌 마쉬나리 가부시키가이샤
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-08-12
Also published as: US20100268371A1; EP2206570A1; WO2009060580A1; CN101861222A; JP5227329B2; EP2206570A4; JPWO2009060580A1

Abstract

본 발명의 과제는 워크 생산 효율을 향상시키는 동시에 기계 전체의 콤팩트화를 달성하는 공작 기계를 제공하는 것이다. 이를 해결하기 위한 수단은, 복수의 주축(111)과 복수의 도물대(120)를 구비한 공작 기계에 있어서, 각 도물대(120)를 주축(111)의 상기 단면측에 배치하고, 인접하는 2개의 도물대(120)의 적어도 일측에 워크 홀딩 수단(130)을 설치하며, 워크 홀딩 수단(130)을 갖는 도물대(120)의 이동 범위를 양 주축(111)과 워크 홀딩 수단(130)이 대향하는 위치에 이르는 범위로 설정하되, 상기 인접 주축(111)에 대응하는 도물대(120)가 상기 도물대(120)의 이동 범위와 적어도 일부가 중복되도록 이동 범위가 설정되며, 도물대(120)끼리의 당접을 피하는 위치로 슬라이드 이동하도록 구성된 공작 기계를 제공하는 것이다.

Description

공작 기계 {MACHINING TOOL}

본 발명은 워크를 절삭 가공하는 공작 기계에 관한 것이다.

종래, 상호 평행한 상태로 소정 간격만큼 이간되어 설치되는 제1 주축 및 제2 주축과, 이들 제1 주축 및 제2 주축에 대응하는 제1 도물대(Tool Rest) 및 제2 도물대와, 제1 주축 및 제2 주축에 대향하여 설치되며 양 주축의 축심을 연결하는 방향과 양 주축에 대하여 접근 이간되는 방향으로 상대 이동 가능한 배면 주축을 구비한 공작 기계가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1 : 일본 특개평8-112738호 공보(특허청구범위, 도 3)

그러나, 특허문헌 1과 같은 종래의 공작 기계는 일측 주축으로 유지하여 가공한 미완성 상태인 워크를 타측 주축으로 건네어 절삭 가공하는 경우, 배면 주축을 통해 제1 주축과 제2 주축 사이에서 미완성 상태인 워크를 넘길 수 있기는 하지만, 배면 주축을 기능시키기 위해서는 배면 주축대, 스핀들 모터, 가이드 레일 등이 필요하게 되어 공작 기계의 장치 구성이 복잡화 및 대형화된다는 문제가 있다.

또한, 제1 도물대와 제2 도물대가 제1 주축 및 제2 주축의 상하에 각각 배치되어 있기 때문에 상하 방향으로 넓은 도물대 설치 스페이스를 필요로 하여 공작 기계 전체의 높이가 증대된다는 문제가 있다.

청구항 1에 따른 본 발명은, 일측 단면측에 워크를 유지하는 복수의 주축과, 각 주축에 대응하는 복수의 도물대를 구비하되, 각 주축을 워크 유지측의 단면을 동일 방향으로 향하게 하고, 축선 방향인 Z축 방향에 대하여 직교하는 X축 방향으로 병설하며, 각 도물대를 상기 X축 방향으로 이동 자재로 설치하고, 도물대의 X축 방향으로의 이동과, 주축과 도물대의 상대적인 Z축 방향으로의 이동을 통해 상기 주축에 유지된 워크를 도물대에 장착된 공구로 가공하는 공작 기계에 있어서, 각 도물대를 각각 대응하는 주축의 상기 단면측에 주축에 대향하도록 배치하고, 인접하는 2개의 도물대의 적어도 일측에 워크를 유지하는 워크 홀딩 수단을 설치하며, 상기 워크 홀딩 수단을 갖는 도물대의 이동 범위를 상기 도물대에 대응하는 주축과 상기 주축에 인접하는 인접 주축 사이에서 워크 홀딩 수단을 통한 워크의 주고받음을 수행할 수 있도록 양 주축과 워크 홀딩 수단이 대향하는 위치에 이르는 범위로 설정하되, 상기 인접 주축에 대응하는 도물대가 상기 도물대의 이동 범위와 적어도 일부가 중복되도록 이동 범위가 설정되며, 인접 주축과 워크 홀딩 수단 사이에 워크를 주고받을 시에 도물대끼리의 당접을 피하는 위치로 슬라이드 이동하도록 구성되었다.

청구항 2에 따른 본 발명은, 청구항 1에 기재된 구성에 더하여, 상기 도물대가 X축 방향으로 연장된 공통의 궤도상에 각각 이동 자재로 지지되어 있다.

청구항 3에 따른 본 발명은, 청구항 1에 기재된 구성에 더하여, 상기 도물대가 각각 X축 방향으로 연장된 별개의 궤도상에 각각 이동 자재로 지지되어 있다.

청구항 4에 따른 본 발명은, 청구항 1 내지 3에 기재된 구성에 더하여, 상기 워크 홀딩 수단이 X축 및 Z축과 직교하는 축선을 중심으로 선회 가능하게 장착되었다.

본 발명의 공작 기계에 따르면, 워크 홀딩 수단을 갖는 도물대가 주축으로부터 가공 후의 워크를 워크 홀딩 수단을 통해 건네받고, 상기 주축에 인접하는 인접 주축에 대응하는 도물대가 도물대끼리의 당접을 피하는 위치로 슬라이드 이동함으로써, 상기 인접 주축에 대향하는 위치로 이동하여 워크 홀딩 수단으로부터 인접 주축으로 워크를 인도할 수 있다.

워크 홀딩 수단은 도물대에 일체적으로 설치되고, 상기 도물대와 일체적으로 이동함으로써 워크의 주고 받음을 수행할 수 있다. 이에 따라 워크 홀딩 수단 전용 이동 기구 등이 불필요하므로, 소정의 주축으로부터 인접하는 주축으로의 워크의 인수를 간단한 구조로 수행할 수 있다.

따라서, 인접하는 주축에 순차 워크를 인계하면서 워크의 가공을 수행하는 공작 기계를 간단 또한 콤팩트하게 구성할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 상기 인접 주축에 대응하는 도물대가 도물대끼리의 당접을 피하는 위치로 슬라이드 이동하기 때문에 워크의 주고받음은 원활하게 이루어진다.

그리고, 복수의 주축 중 가장 앞의 가공을 담당하는 주축에 가공 소재로서 신규 워크를 공급한 이후에 워크 홀딩 수단을 통해 후가공을 담당하는 복수의 주축에 상기 워크를 차례로 넘기며 절삭 가공하므로, 주축에 상기 신규 워크를 공급하는 워크 공급 수단을 복수의 주축마다 설치하지 않고 하나의 워크 공급 수단을 설치하는 것만으로 각 주축에서 순서대로 워크를 가공할 수 있다.

또한, 워크의 유지측 단면이 동일 방향을 향한 복수의 주축이 X축 방향으로 병렬 배치된 복수의 도물대에 대하여 각각 마주보는 상태로 X축 방향으로 병렬 배치되어 있기 때문에 모든 주축을 동일 방향의 작업 지역에서 취급할 수 있으므로, 툴링이나 주축의 유지 보수 작업 등을 용이하게 수행할 수 있다.

도물대를 X축 방향으로 연장된 공통의 궤도상에 각각 이동 자재로 지지함으로써, Z축 방향으로 필요한 도물대 설치 스페이스를 최소한으로 억제할 수 있으므로, 공작 기계 전체의 Z축 방향으로의 대형화를 회피할 수 있다.

또한, 도물대를 각각 X축 방향으로 연장된 별개의 궤도상에 각각 이동 자재로 지지할 수도 있다.

워크 홀딩 수단을 X축 및 Z축과 직교하는 축선을 중심으로 선회 가능하게 설치함으로써, 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 실시 형태인 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 9는 도 5에 도시된 스타팅 동작에서의 제4 단계의 설명도,
도 10은 도 5에 도시된 통상 동작에서의 제1 단계의 설명도,
도 11은 도 5에 도시된 통상 동작에서의 제2 단계의 설명도,
도 12는 도 5에 도시된 통상 동작에서의 제3 단계의 설명도,
도 13은 도 5에 도시된 통상 동작에서의 제4 단계의 설명도,
도 14는 도 5에 도시된 엔딩 동작에서의 제1 단계의 설명도,
도 15는 도 5에 도시된 엔딩 동작에서의 제2 단계의 설명도,
도 16은 도 5에 도시된 엔딩 동작에서의 제3 단계의 설명도,
도 17은 도 5에 도시된 엔딩 동작에서의 제4 단계의 설명도,
도 18은 도물대가 별개의 궤도상에 각각 지지된 변형예를 도시한 도면,
도 19는 선회 가능하게 설치된 워크 홀딩 수단의 설명도,
도 20은 워크 홀딩 수단의 선회 동작의 설명도.

도 1에 도시된 본 실시 형태의 공작 기계(100)는 C 부분 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 방향으로 평행하게 좌우 방향으로 병설되어 있다. 제1 주축(111A) 및 제2 주축(111B)의 일측 단면측에는 워크(W)를 잡고 유지하는 척이 설치되어 있다. 양 주축(111A, 111B)은 척의 단면이 같은 방향을 향하도록 배치되어 있다.

제1 주축대(110A)는 양 주축(111A, 111B)의 축선 방향인 Z축 방향으로 연장되어 있으며 베드상에 고정되어 있는 레일(150A)에 슬라이드 이동 자재로 설치되어 있다. 제2 주축대(110B)는 상기 Z축 방향으로 연장되어 있으며 베드상에 고정되어 있는 레일(150B)에 슬라이드 이동 자재로 설치되어 있다. 제1 주축대(110A)는 구동 모터(170A)에 의해 레일(150A)을 따라 슬라이드 구동된다. 제2 주축대(110B)는 구동 모터(170B)에 의해 레일(150B)을 따라 슬라이드 구동된다.

베드상에는 상기 Z축 방향에 대하여 직교하는 좌우 방향인 X축 방향으로 연장된 레일(160)이 양 주축(110A, 110B)의 척측에 배치되어 설치되어 있다.

상기 레일(160)에는 제1 주축(111A)에 대향하는 제1 도물대(120A)와, 제2 주축(111B)에 대향하는 제2 도물대(120B)가 각각 슬라이드 이동 자재로 장착되어 있다. 제1 도물대(120A)와 제2 도물대(120B)는 각각 개별로 동일 레일(160)상을 이동 구동된다. 도물대(120A, 120B)는 가공용 공구(121A, 121B)를 상기 X축 방향으로 나열하여 배치한 빗살모양 도물대로 이루어진다.

제1 주축대(110A)와 제2 주축대(110B)의 Z축 방향의 이동 구동과, 제1 도물대(120A)와 제2 도물대(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 도물대(120A)와 제2 도물대(120B)의 이동 구동에 의해 양 주축(111A, 111B)이 각별하게 Z축 방향으로 이동 제어되고, 양 도물대(120A, 120B)가 각별하게 X축 방향으로 이동 제어된다.

양 주축(111A, 111B)을 각각 Z축 방향으로 이동 규제하며 양 도물대(120A, 120B)를 X축 방향으로 이동 규제함으로써, 각 주축(111A, 111B)과 각각 대응하는 도물대(120A, 120B)에 장착된 공구에 의해 각 주축(111A, 111B)의 상기 단면측에 유지된 워크(W)가 절삭 가공된다.

또한, 각 도물대(120A, 120B)에 장착된 공구의 선택은 각 주축(111A, 111B)에 대응하는 도물대(120A, 120B)의 X축 방향으로의 이동에 의해 수행될 수 있다.

도물대(120A, 120B)에서의 공구(121A, 121B)의 배치 순서에는 제한이 없지만, 본 실시 형태의 각 도물대(120A, 120B)에는 각각 복수의 공구(121A, 121B)가 제1 주축(111A)으로부터 제2 주축(111B) 방향으로 워크 가공시에 사용되는 공구 순서로 설치되어 있다. 따라서, 양 주축(111A, 111B)은 양 도물대(120A, 120B)의 제2 주축(111B)으로부터 제1 주축(111A)으로 향하는 순 이동 방향으로의 일측 방향으로의 이동에 의해 공구(121A, 121B)를 최단시간에 순서대로 선택할 수 있다.

제1 도물대(120A)에는 워크 홀딩 수단(130)이 고정되어 있다. 워크 홀딩 수단(130)은 워크(W)를 잡고 유지할 수 있는 척으로 이루어진다. 제1 도물대(120A)는 장착되는 각 공구(121A)에 의해 워크(W)의 가공을 수행할 수 있는 동시에 제1 주축(111A)의 축선과 워크 홀딩 수단(130)의 축선이 일치할 때까지 순 이동 방향으로 이동할 수 있으며, 또한 제2 주축(120B)의 축선과 워크 홀딩 수단(130)의 축선이 일치할 때까지 순 이동 방향의 반대 방향이 되는 역 이동 방향으로 이동할 수 있도록 X축 방향의 이동 범위가 설정되어 있다.

상기와 같이 제1 주축(111A) 또는 제2 주축(111B)과 워크 홀딩 수단(130)이 상호 축심이 일치하도록 대향하면, 주축(111A, 111B)의 Z축 방향으로의 슬라이드 이동과, 주축(111A, 111B)과 워크 홀딩 수단(130)의 척의 폐쇄에 의해 주축(111A, 111B)과 워크 홀딩 수단(130)간에 워크(W)의 주고받음을 수행할 수 있다.

또한, 제2 도물대(120B)는 장착된 각 공구(121B)에 의해 워크(W)의 가공이 수행될 수 있는 범위를 이동할 수 있다. 따라서, 제1 도물대(120A)의 이동 범위에서의 순 이동 방향의 상류측(제2 주축대(110B)측)의 일부는 제2 도물대(120B)의 이동 범위와 중복된다. 이로 인해 제2 도물대(120B)는 워크 홀딩 수단(130)과 제2 주축(111B)간에 워크의 주고받음을 수행할 때, 제1 도물대(120A)와 당접하지 않는 위치로 이동하도록 제어된다.

상기 구성에 의해 제1 주축(111A)에 유지된 워크(W)를 제1 도물대(120A)의 공구(121A)를 통해 제1 도물대(120A)를 순 이동 방향으로 이동시켜 공구를 순서대로 선택하면서 절삭 가공을 수행하고, 제1 주축(111A)과 제1 도물대(120A)에 의한 워크의 가공 종료 후, 제1 도물대(120A)를 순 이동 방향으로 이동시켜 제1 주축(111A)으로부터 워크 홀딩 수단(130)으로 워크(W)를 인도할 수 있다. 그 후 제1 도물대(120A)를 역 이동 방향으로 이동시켜 워크 홀딩 수단(130)에 유지된 워크(W)를 제2 주축(111B)에 전달하고, 제2 도물대(120B)의 공구(121B)를 통해 제2 도물대(120B)를 순 이동 방향으로 이동시켜 공구를 순서대로 선택하면서 절삭 가공을 수행할 수 있다.

본 실시 형태의 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 종료시의 엔딩 동작으로 구성된다.

본 공작 기계(100)는 스타팅 동작으로서, 먼저 워크(W)가 워크 공급 수단 등(도시 않음)에 의해 제1 주축(111A)으로 공급된 상태(제1 동작, 도6 참조)에서 제1 주축대(110A) 및 제1 도물대(120A)를 Z축 방향 및 X축 방향으로 이동시키고, 제1 주축(111A)에 유지된 워크(W)를 회전 상태 등을 통해 제1 도물대(120A)의 각 공구(121A)에 순서대로 당접시켜 절삭 가공을 수행한다(제2 동작, 도 7 참조).

그 후, 워크 홀딩 수단(130)의 축선과 제1 주축(111A)의 축선이 일치하는 위치까지 제1 도물대(120A)가 순 이동 방향으로 X선 방향으로 이동하고, 제1 주축(111A)이 워크 홀딩 수단(130)에 근접하고 워크 홀딩 수단(130)의 척에 워크가 삽입되도록 제1 주축대(110A)가 Z축 방향으로 이동하며, 제1 주축(111A)의 척을 열고 워크 홀딩 수단(130)의 척을 닫는다. 이로써, 제1 주축(111A)과 공구(121A)에 의해 절삭 가공된 워크(W)를 제1 주축(111A)으로부터 워크 홀딩 수단(130)으로 인도한다(제3 동작, 도 8 참조).

그 후, 제1 주축(111A)이 워크 홀딩 수단(130)으로부터 멀어지도록 제1 주축대(110A)가 Z축 방향으로 이동하고, 워크 홀딩 수단(130)의 축선과 제2 주축(111B)의 축선이 일치하는 위치까지 제1 도물대(120A)가 역 이동 방향으로 X축 방향으로 이동한다(제4 동작, 도 9 참조).

이와 같이 하여 일련의 스타팅 동작이 완료된다.

또한, 이 스타팅 동작에서 제2 도물대(120B)는 제1 도물대(120A)의 X축 방향으로의 이동을 저해하지 않는 순 이동 방향 상류측의 위치에서 대기하도록 제어된다.

상기 제4 동작에 의해 제2 주축(111B)의 축심과 워크 홀딩 수단(130)의 축심이 일치한 상태(도9)에서 본 공작 기계(100)는 통상 동작으로서, 상기와 마찬가지로 워크(W)가 워크 공급 수단으로부터 제1 주축(111A)으로 공급되는 동시에 제2 주축(111B)이 워크 홀딩 수단(130)에 근접하고 제2 주축(111B)의 척에 워크가 삽입되도록 제2 주축대(110B)가 Z축 방향으로 이동하며, 워크 홀딩 수단(130)의 척을 열고 제2 주축(111B)의 척을 닫는다. 이로써, 워크 홀딩 수단(130)에 홀딩된 워크(W)가 워크 홀딩 수단(130)으로부터 제2 주축(111B)으로 인도된다(제1 동작, 도 10 참조).

이어서, 제1 도물대(120A) 및 제2 도물대(120B)를 순 이동 방향 하류측을 향해 이동시키고, 각각 공구를 선택하면서 제1 주축대(110A) 및 제2 주축대(110B)의 Z축 방향 이동과, 제1 도물대(120A) 및 제2 도물대(120B)의 X축 방향 이동을 통해 제1 주축(111A) 및 제2 주축(111B)에 의해 유지되는 워크(W)를 회전 상태 등으로 제1 도물대(120A)의 선택된 각 공구(121A) 및 제2 도물대(120B)의 선택된 각 공구(121B)에 순서대로 당접시켜 절삭 가공을 수행한다(제2 동작, 도 11 참조).

그 후, 제1 도물대(120A)가 워크 홀딩 수단(130)의 축선과 제1 주축(111A)의 축선이 일치하는 위치까지 순 이동 방향으로 X축 방향으로 이동하고, 또한 제1 주축(111A)이 워크 홀딩 수단(130)에 접근하고 워크 홀딩 수단(130)의 척에 워크가 삽입되도록 Z축 방향으로 이동한다. 그리고, 제1 주축(111A)의 척을 열고, 워크 홀딩 수단(130)의 척을 닫는다. 이로써, 제1 주축(111A)과 공구(121A)로 절삭 가공된 워크(W)가 제1 주축(111A)으로부터 워크 홀딩 수단(130)으로 인도된다. 또한, 제2 주축(111B)을 제2 도물대(120B)로부터 멀어지도록 제2 주축대(110B)가 Z축 방향으로 이동한다(제3 동작, 도 12 참조).

그 후, 소정의 워크 반출 수단 등을 통해 제2 주축(111B)으로부터 워크를 반출하는 동시에 제1 주축(111A)을 워크 홀딩 수단(130)으로부터 멀어지도록 제1 주축대(110A)가 Z축 방향으로 이동하고, 워크 홀딩 수단(130)의 축선과 제2 주축(111B)의 축선이 일치하는 위치까지 역 이동 방향으로 제1 도물대(120A)가 X축 방향으로 이동한다. 또한, 제1 도물대(120A)의 X축 방향으로의 이동을 저해하지 않는 위치까지 제2 도물대(120B)가 X축 방향으로 이동한다(제4 동작, 도 13 참조).

이와 같이 하여 일련의 통상 동작이 완료된다.

상기 통상 동작을 워크 가공 수 등에 따라 반복한다.

상기 통상 동작에서 제1 주축(111A)에서 가공되는 마지막 워크를 워크 홀딩 수단(130)으로 인도하고, 제2 주축(111B)이 워크 홀딩 수단과 대향한 이후에 본 공작 기계(100)는 엔딩 동작으로서, 제2 주축(111B)이 워크 홀딩 수단(130)에 접근하도록 제2 주축대(110B)가 Z축 방향으로 이동하고, 상기와 같이 워크(W)를 워크 홀딩 수단(130)으로부터 제2 주축(111B)으로 공급한다(제1 동작, 도 14 참조).

이어서, 제2 도물대(120B)의 X축 방향으로의 이동을 저해하지 않는 위치로 제1 도물대(120A)가 X축 방향으로 이동하고, 제2 도물대(120B)의 순 이동 방향으로의 이동을 통해 제2 도물대(120B)의 공구(121B)를 선택하면서 제2 주축대(110B)와 제2 도물대(120B)의 이동을 통해 상기와 마찬가지로 제2 주축(111B)의 워크(W)의 가공을 수행한다(제2 동작, 도15 참조).

그 후, 제2 주축(111B)을 제2 도물대(120B)로부터 멀어지도록 제2 주축대(110B)가 Z축 방향으로 이동한다(제3 동작, 도 16 참조).

그 후, 제2 주축(111B)의 워크(W)를 제2 주축(111B)으로부터 반출한다(제4 동작, 도 17 참조).

이와 같이 하여 일련의 엔딩 동작이 완료된다.

이상과 같이 본 공작 기계는, 워크 홀딩 수단(130)을 갖는 도물대(120A)가 상기 도물대(120A)에 대응하는 주축(111A)으로부터 가공 후의 워크(W)를 워크 홀딩 수단(130)을 통해 건네받고, 상기 주축(111A)에 인접하는 인접 주축(111B)에 대향하는 위치로 이동하여 워크 홀딩 수단(130)으로부터 인접 주축(111B)으로 워크(W)를 인도함으로써, 인접하는 주축(111B)에 순차 워크(W)를 인계하면서 워크(W)의 가공을 수행할 수 있다.

상기 워크 가공시 스타팅 동작, 통상 동작, 엔딩 동작 중 어떤 경우에도 제1 주축(111A)으로부터 워크 홀딩 수단(130)으로 워크를 인도할 때까지, 또는 제2 주축(111B)에서의 워크의 가공이 완료될 때까지는 제1 도물대(120A) 또는 제2 도물대(120B)를 순차 이동 방향으로 이동시켜 공구를 선택하여 워크의 가공이 수행되기 때문에 공구의 선택을 위해 순 이동 방향에서 역 이동 방향으로 제1 도물대(120A) 또는 제2 도물대(120B)를 이동할 필요가 없으므로, 제1 도물대(120A) 및 제2 도물대(120B)의 이동 효율이 향상된다.

워크 홀딩 수단(130)은 일측 주축(111A)에 대응하는 도물대(120A)에 일체적으로 설치되고, 상기 도물대(120A)와 일체적으로 이동하기 때문에 도물대(120A, 120B)의 이동에 의해 워크 홀딩 수단(130)과 주축(111A, 111B)을 대향시켜 워크의 주고받음을 수행할 수 있으므로, 워크 홀딩 수단(130) 전용의 이동 기구 등이 불필요하게 되어 상기 워크(W)의 인계를 간단한 구조로 수행할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 제1 도물대(120A)에 워크 홀딩 수단(130)을 일체적으로 설치한 예에 대하여 설명하였으나, 워크 홀딩 수단(130)을 제2 도물대(120B)에 일체적으로 설치하도록 구성할 수도 있다.

단, 이 경우에는 워크 홀딩 수단(130)의 축심과 제1 주축(111A)의 축심이 일치하도록 제2 도물대(120B)를 X축 방향으로 이동시킬 필요가 있기 때문에 워크의 가공 공정에서 제1 도물대(120A)를 제2 도물대(120B)의 X축 방향의 이동을 저해하지 않는 위치로 퇴피 이동시킬 필요가 있다.

워크 홀딩 수단(130)은 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 전체의 높이를 낮게 억제할 수 있다.

워크 홀딩 수단(130)을 갖는 도물대(120A)에 인접하는 도물대(120B)는 상기 인접 주축(111B)에 대응하는 도물대(120B)가 상기 도물대(120A)의 이동 범위와 적어도 일부가 중복되도록 이동 범위가 설정되므로, 인접 주축(111B)과 워크 홀딩 수단(130) 사이에 워크(W)를 주고받을 시에 도물대(120A, 120B)끼리의 당접을 피하는 위치로 슬라이드 이동시키도록 구성되기 때문에 도물대(120A, 120B)끼리의 당접을 회피하여 워크(W)의 주고받음을 원활하게 수행할 수 있다.

그리고, 본 실시 형태에서는 복수의 주축(111A, 111B) 중 제일 앞의 가공을 담당하는 주축(111A)에 가공 소재로서 신규 워크(W)를 공급한 이후에 워크 홀딩 수단(130)을 통해 후가공을 담당하는 복수의 주축(111B)으로 상기 워크(W)를 순서대로 건네어 절삭 가공하는 구성으로 되어 있으므로, 신규 워크(W)를 공급하는 워크 공급 수단을 복수의 주축(111A, 111B)마다 설치하지 않고 하나의 워크 공급 수단을 설치하는 것만으로 각 주축(111A, 111B)을 통해 순서대로 워크(W)를 가공할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 복수의 주축(111A, 111B)이 X축 방향으로 나열 배치된 복수의 도물대(120A, 120B)에 대하여 각각 워크의 유지측의 단면을 동일 방향을 향해 상대되는 상태로 X축 방향으로 병렬 배치되어 있기 때문에 모든 주축(111A, 111B)을 동일 방향의 작업 구역에서 취급할 수 있으므로, 툴링이나 주축(111A, 111B)의 유지 보수 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 도물대(120A, 120B)가 동일 레일(160)상에 장착되고, X축 방향으로 연장되는 공통의 궤도상에 각각 이동 자재로 지지되어 있다. 따라서, Z축 방향으로 필요한 도물대 설치 스페이스가 최소한으로 억제되므로, 기계 전체의 Z축 방향으로의 대형화를 회피할 수 있다. 단, 도 18에 도시된 바와 같이, 도물대(120A, 120B)를 서로 다른 레일(160A, 160B)상에 장착하고, 각각 X축 방향으로 연장되는 별개의 궤도상에 각각 이동 자재로 지지되도록 구성할 수도 있다.

또한, 주축(111A, 111B)이나 도물대(120A, 120B)의 대수에 대해서는 각각 2대 이상이면 그 구체적인 대수는 어떠한 것이어도 상관없다. 그리고, 워크 회수 수단이나 워크 공급 수단에 대해서는 어떠한 형상 구조나 배치 형태를 이루는 것이어도 된다.

또한, 워크 홀딩 수단(130)의 구체적 양태에 대해서는 어떠한 것이어도 되는데, 예를 들면 콜릿 척, 진공 척, 3조 스크롤 척, 4조 스크롤 척 등을 사용할 수 있다.

워크 홀딩 수단(130)의 다른 실시 형태로서, 도 19에 도시된 바와 같이, 워크 홀딩 수단(130)을 X축 및 Z축과 직교하는 축선을 중심으로 선회 가능하게 할 수 있다. 이 경우에 워크 홀딩 수단(130)은 제1 주축(111A)으로부터 받은 워크의 가공측의 단부가 반삽입단측으로부터 돌출되도록 구성된다. 예를 들면, 워크 홀딩 수단(130)을 도 20에 도시된 바와 같이 중공형의 유지 부분과 척을 설치한 구성으로 할 수 있다. 이 경우에 유지 부분으로부터 워크의 양단을 돌출시킨 상태로 척을 통해 워크를 파지함으로써, 워크의 가공측의 단부가 반삽입단측으로부터 돌출된 상태로 워크를 유지할 수 있다. 제1 주축(111A)으로부터 워크가 인도된 워크 홀딩 수단(130)을 통해 제2 주축(111B)으로 워크를 공급할 때, 워크 홀딩 수단(130)을 180도 선회시켜 제2 주축(111B)이 제1 주축(111A)에서 가공된 가공측을 파지하여 워크를 유지함으로써, 워크의 미가공측 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(130)은 워크(W)의 방향이 180도 반전되어도 확실하게 주축(111A, 111B)에 건넬 수 있다면 협지나 흡착, 구멍 삽입 등 어떠한 유지 방법이어도 된다.

[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 도물대
121A : 공구
120B : 제2 도물대
121B : 공구
130 : 워크 홀딩 수단
150A : 레일
150B : 레일
160 : 레일
170A : 구동 모터
170B : 구동 모터
W : 워크

Claims

일측 단면측에 워크를 유지하는 복수의 주축과, 각 주축에 대응하는 복수의 도물대를 구비하되, 각 주축을 워크 유지측의 단면을 동일 방향으로 향하게 하고, 축선 방향인 Z축 방향에 대하여 직교하는 X축 방향으로 병설하며, 각 도물대를 상기 X축 방향으로 이동 자재로 설치하고, 도물대의 X축 방향으로의 이동과, 주축과 도물대의 상대적인 Z축 방향으로의 이동을 통해 상기 주축에 유지된 워크를 도물대에 장착된 공구로 가공하는 공작 기계에 있어서, 각 도물대를 각각 대응하는 주축의 상기 단면측에 주축에 대향하도록 배치하고, 인접하는 2개의 도물대의 적어도 일측에 워크를 유지하는 워크 홀딩 수단을 설치하며, 상기 워크 홀딩 수단을 갖는 도물대의 이동 범위를 상기 도물대에 대응하는 주축과 상기 주축에 인접하는 인접 주축 사이에서 워크 홀딩 수단을 통한 워크의 주고받음을 수행할 수 있도록 양 주축과 워크 홀딩 수단이 대향하는 위치에 이르는 범위로 설정하되, 상기 인접 주축에 대응하는 도물대가 상기 도물대의 이동 범위와 적어도 일부가 중복되도록 이동 범위가 설정되며, 인접 주축과 워크 홀딩 수단 사이에 워크를 주고받을 시에 도물대끼리의 당접을 피하는 위치로 슬라이드 이동하도록 구성된 공작 기계.
제 1 항에 있어서,
상기 도물대가 X축 방향으로 연장된 공통의 궤도상에 각각 이동 자재로 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1 항에 있어서,
상기 도물대가 각각 X축 방향으로 연장된 별개의 궤도상에 각각 이동 자재로 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,
상기 워크 홀딩 수단이 X축 방향 및 Z축 방향과 직교하는 축선을 중심으로 선회 가능하게 장착된 것을 특징으로 하는 공작 기계.