KR20150088246A

KR20150088246A - 공작 기계

Info

Publication number: KR20150088246A
Application number: KR1020157012065A
Authority: KR
Inventors: 유지 카네히라; 노부히토 오키; 야스오 하세가와; 히사키 이타바시
Original assignee: 코마츠 엔티씨 가부시끼가이샤
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2015-07-31
Also published as: KR102046577B1; JPWO2014084376A1; EP2926945B1; US9561570B2; CN104837591B; EP2926945A1; MX360286B; WO2014084376A1; MX2015006470A; CN104837591A; EP2926945A4; JP6326374B2; US20150266153A1

Abstract

주축 장치(101)와, 가공실(WR)의 위쪽에 설치된 공구 매거진(103)과 가공실(WR)과의 사이에 설치된 개폐 자유로운 셔터(105a)와, 공구 교환 장치(106)와, 공구 매거진(103)의 공구 검지 위치에 인덱스된 공구(Tw)의 절손 여부를 검지하는 공구 절손 검지 장치(1)를 구비하며, 공구 교환 장치(106)에 의해 제1의 공구를 공구 매거진(103)에 반환하는 반환 스텝과, 제2의 공구를 주축 장치(101)에 장착하는 장착 스텝과, 셔터(105a)를 닫은 뒤, 공구 절손 검지 장치(1)에 의해 공구 매거진(103)에 반환한 제1의 공구를 공구 검지 위치로 회전 이동해서 절손을 검지하는 절손 검지 스텝을 실행한다. 이 구성으로는, 잘못된 검지를 방지하고 공작 기계의 가동 효율을 향상시킬 수 있다

Description

공작 기계 {MACHINE TOOL}

본 발명은 공작 기계에 관한 것으로 특히 공구 매거진에 반환(返却)된 공구의 절손(折損)을 검지(檢知)하는 공구 절손 검지 장치를 구비한 공작 기계에 관한 것이다.

종래, 머시닝 장치에 있어서 가공 후에 공구의 절손을 검지하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1~3). 특허문헌 1에는, 다축(多軸) 헤드에 장착된 복수의 공구의 측방에 각각 복수의 검지 장치를 마련해서 공구의 절손을 검지하는 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 2에는 주축에 장착된 공구를 공구 매거진에 수납하는 공구 수수(주고받음) 장치에 있어서 공구의 이동 도중에 직선 이동 영역을 마련하고, 이 직선 이동 영역에 공구 절손 검출 장치를 설치한 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 3에는 공구 스토커에 저장되어 있는 공구에 대해서 절손 검지를 행하는 공구 접근부 및 검출기가 개시되어 있다.

일본공개특허공보 특개평05-146953호(단락 0011, 도 3) 일본공개특허공보 특개2000-280139호(청구항 1, 단락 0028, 도 1~도 4) 일본공개특허공보 특개2010-131719호(단락 0011, 도 3)

그러나, 특허문헌 1에 기재된 공구 절손 검지 장치에서는, 각 공구에 각각 대응한 공구 절손 검지 장치(접촉 스위치, 접촉자)를 두고 있기 때문에 구성이 복잡해져 부품 점수가 증대하는 동시에 공구 절손 검지 장치의 조정이 번잡해져 작업공수가 증대되는 문제가 있었다.

특허문헌 2에 기재된 공구 절손 검지 장치에서는, 주축에 장착된 공구를 공구 매거진까지 반환하는 도중에 공구의 절손을 검지하기 위해 구성이 복잡해지고 부품수가 증대하는 동시에 공구의 절손 검지에 요구되는 시간이 공작 기계 가동 시간을 압박하는 문제가 있었다.

특허문헌 3에 기재된 공구 절손 검지 장치에서는, 공구 스토커를 가공실로부터 칸막이하는 셔터를 마련해 두지 않아서, 예를 들면 가공 중에 절손 검지를 하면 가공실로부터 공구 스토커로 냉각제나 절삭 가루 등이 들어와서, 검지하는 환경에 냉각제 등이 부유하여 잘못 검지할 우려가 있다. 또, 공구 스토커에 공구를 저장해 두고서, 다른 공구에 의한 다음 공정의 가공이 한창 이루어지는 중에 절손 검지를 실시하면 전공정(前工程)에서 사용된 공구가 절손되어 있는 경우에는 다음 공정에 차질이 생겨 연쇄적으로 공구의 절손을 유발하는 경우가 있다.

본 발명은 이런 배경을 감안하여 이루어진 것이며, 검지 정밀도를 향상시켜서 잘못된 검지를 방지하면서 가동 효율을 더 향상시킬 수 있는 공구 절손 검지 장치를 구비한 공작 기계를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은, 워크를 가공하는 공구가 장착되는 주축(主軸) 장치와, 상기 공구에 의한 가공 영역을 덮는 가공실과, 이 가공실의 위쪽에 설치되고 복수의 공구를 수용하는 회전 원반식의 공구 매거진과, 이 공구 매거진과 상기 가공실 사이에 설치된 개폐 자유로운 셔터와, 상기 공구 매거진에 수납된 공구와 주축 장치에 장착된 공구 사이에서 공구를 교환하는 공구 교환 장치와, 상기 공구 매거진의 공구 검지 위치에 인덱스(분할,割出)된 공구의 절손(折損) 유무를 검지하는 공구 절손 검지 장치와, 상기 주축 장치, 상기 공구 교환 장치 및 상기 공구 절손 검지 장치의 동작을 제어하는 제어 장치를 구비한 공작 기계이며, 이 제어 장치는, 상기 공구 교환 장치에 의해, 상기 주축 장치에 장착되고 전공정에서 사용한 제1의 공구를 상기 공구 매거진에 반환하는 반환 스텝과, 다음 공정에서 사용할 제2의 공구를 상기 공구 매거진으로부터 받아서 상기 주축 장치에 장착하는 장착 스텝과, 상기 셔터를 닫은 뒤, 상기 검지 수단에 의해 상기 공구 매거진에 반환된 제1의 공구를 상기 공구 검지 위치로 회전 이동해서 절손을 검지하는 절손 검지 스텝을 실행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 1에 관련된 공작 기계는, 공구 절손 검지 장치에 의해 셔터가 닫힌 상태에서 공구의 절손을 검지하는 것으로 워크에 냉각제를 뿌리면서 가공하는 가공 중이라도 가공실로부터 공구 매거진으로 냉각제나 절삭 가루 등이 진입하는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 공구의 절손을 검지하는 공구 매거진의 주위에 냉각제 등이 체류하는 것을 억제함으로써 잘못된 검지를 회피할 수 있다.

또한, 상기 공구 매거진의 공구 검지 위치에 인덱스된 공구의 절손 여부를 검지하는 공구 절손 검지 장치를 갖춤으로써 공구 매거진에 수용된 공구마다 공구 절손 장치를 마련할 필요가 없기 때문에 구성을 간소화할 수 있다.

이렇게 해서, 본 발명에 관련한 공작 기계는, 상기 공구 절손 검지 장치를 구비함으로써, 워크의 가공 중이라 해도, 오류 검지를 방지해서 검지 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 워크의 가공 중에 공구 매거진에 수용된 공구의 절손을 검지함으로써 가동 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 청구항 2에 관한 발명은, 청구항 1에 기재된 공작 기계이며, 상기 제어 장치는, 상기 제1의 공구에 의한 상기 워크의 가공 부위와 상기 제2의 공구에 의한 가공 부위가 같은 부위인지를 판정하여, 같은 부위인 경우에는 상기 절손 검지 스텝에 의해 상기 제1 공구의 절손이 없음을 확인한 뒤에 상기 주축 장치에 장착한 상기 제2의 공구에 의한 상기 워크 가공의 실행 명령을 주는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면, 상기 제1의 공구에 의한 상기 워크의 가공부위와 상기 제2의 공구에 의한 가공 부위가 같은 부위인 경우에는, 상기 제1의 공구의 절손이 없음을 확인하고서 상기 제2의 공구에 의한 워크의 가공을 실행하기 때문에, 전공정(下穴加工)에서 사용된 제1의 공구(드릴)의 절손에 따른 다음 공정의 제2의 공구(리이머, 탭)의 연쇄적인 절손을 회피해서, 공작 기계의 가동 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 청구항 3에 관련된 발명은, 청구항 1에 기재된 공작 기계이며, 상기 제어 장치는, 상기 제1의 공구에 의한 상기 워크의 가공 부위와 상기 제2의 공구에 의한 가공 부위가 같은 부위인지 아닌지를 판정하여, 같은 부위가 아닌 경우에는 상기 제2의 공구에 의한 상기 워크 가공의 실행 명령을 주고서, 상기 절손 검지 스텝을 실행하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면, 상기 가공 부위가 다른 경우에는, 제2 공구에 의한 다음 공정의 가공 중에 절손 검지 스텝을 실행함으로써 공작 기계의 가동 효율을 더 향상시킬 수 있다.

본 발명에 관련된 공구 절손 검지 장치는, 검지 정밀도를 향상시켜서 오류 검지를 방지하면서 게다가 공작 기계의 가동 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시형태와 관련한 공구 절손 검지 장치를 갖춘 수평형(橫形) 머시닝 센터의 구성을 나타내는 사시도이고,
도 2는, 본 발명의 실시형태와 관련한 공구 절손 검지 장치의 검지 수단과 이동 수단의 구성을 나타내는 도 1의 뒤쪽에서 본 부분 사시도이고,
도 3은, 본 발명의 실시형태와 관련한 공구 절손 검지 장치를 갖춘 공작 기계의 동작을 설명하기 위한 도면이며, (a)는 공구 매거진 주변의 부분 정면도, (b)는 광센서의 이동 전을 나타내는 평면도, (c)는 광센서의 이동 후의 검지 완료를 나타내는 평면도이며,
도 4는, 본 발명의 실시형태와 관련한 공구 절손 검지 장치를 갖춘 공작 기계의 동작을 설명하기 위한 공정도로서, (a)는 제1 공구의 반환, (b)는 제2 공구의 지급, (c)는 제1 공구의 절손 검지의 동작 완료, (d)는 광센서의 퇴피 동작, (e)는 제2 공구의 반환을 위한 ATC 동작의 준비 완료를 나타내며,
도 5는, 본 발명의 실시형태와 관련한 공구 절손 검지 장치를 갖춘 공작 기계의 동작의 흐름도이다.

본 발명의 실시형태와 관련한 공구 절손 검지 장치(1)를 구비한 공작 기계인 수평형 머시닝 센터(100)에 관해서 적절하게 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

공구 절손 검지 장치(1)를 갖춘 수평형 머시닝 센터(100)는, 도 1과 같이 도시하지 않은 베드에 입설(立設)된 프레임(100a)과, 공구(Ta)가 장착되는 주축장치 (101)와, 가공 영역을 구획하는 가공실(WR)과, 가공 영역을 덮고 가공실(WR)을 형성하는 가공실 커버(102)와, 가공실(WR)의 위쪽에 설치되고 다수의 공구(Tb)를 수용하는 회전 원반식 공구 매거진(103)과, 공구 매거진(103)을 덮는 매거진 커버 (104a)와, 공구 매거진(103)과 가공실(WR)사이에 설치된 셔터(105a)를 개폐하는 셔터 장치(105)와, 공구 매거진(103)에 수납된 공구(Tb)와 주축 장치(101)에 장착된 공구(Ta) 사이에서 공구(Tb)를 교환하는 공구 교환 장치(106)와, 공구의 절손 여부를 검지하는 공구 절손 검지 장치(1)와, 주축 장치(101), 셔터 장치(105), 공구 교환 장치(106) 및 공구 절손 검지 장치(1)의 동작을 제어하는 제어 장치(4)를 구비한다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 공구 절손 검지 장치(1)를 수평형 머시닝 센터(100)에 적용했지만 이에 한정되는 것이 아니며 수직형(立形) 머시닝 센터 및 트랜스퍼 머신 등 여러 가지의 공작 기계에 적용할 수 있다. 이 때문에 수평형 머시닝 센터(100)의 구성은 특별히 한정되는 것은 아니므로, 도 1에 있어서, 설명에 필요한 구성 요소만을 도시하고 다른 구성 요소의 도시 및 설명은 생략한다. 또, 도 1은 설명의 편의상, 가공실(WR)에 비해서 매거진실(MR)을 과장해서 확대하여 표시했다.

주축 장치(101)는, 선단부에 장착되는 공구(Ta)를 회전 구동하는 장치이며, 도시되지 않은 주축 이동 장치에 의해 예를 들어 좌우 방향(X축 방향), 상하 방향(Y축 방향) 및 전후 방향(Z축 방향)으로 자유롭게 이동하도록 구성되고, 주축 장치(101)의 선단부가 가공실(WR) 내에 진입한 상태에서 공구(Ta)에 의해 가공실(WR) 내에 클램핑된 워크(미도시)를 가공하도록 이루어져 있다.

또한, 수평형 머시닝 센터(100)에 사용되는 공구는, 공구(Ta) 및 공구(Tb)와 같이 구별해서 표시하는 경우가 있는데, 특별히 구별할 필요가 없는 경우에는 공구 (T)로서 표시할 경우가 있다. 공구(T)는, 공구 매거진(103)에 수용된 복수의 공구 (Tb), 주축 장치(101)에 장착된 공구(Ta), 공구 검지 위치의 피 검지 공구(Tw)를 포함한 공구의 총칭이다.

가공실(WR)은, 가공 중에 냉각제나 절삭 가루 등이 비산(飛散)하지 않도록 가공실 커버(102)로 구획된 워크의 가공 영역이다. 가공실(WR) 내에는 가공실 커버(102)의 후면 커버(102a)에서 주축 장치(101)의 선단부가 진입하게 배설되어 있다. 가공실 커버(102)의 후면 커버(102a)는, 주축 장치(101)가 자유자재로 이동할 수 있도록 주름형태 등 추종 자유로운 차폐(遮蔽) 부재가 이용될 수 있다.

공구 매거진(103)은, 주축 장치(101)에 장착하는 다수의 공구(T(Tb,Tw))를 수용하는 장치이며, 공구(T)를 유지하는 유지 손톱(103a)이 원주 방향을 따라서 복수 배치되어 있다. 유지 손톱(103a)은, 공구(T)를 끼워두는(挾持) 방향으로 스프링(미도시)에 의한 유지력(保持力)을 가지며, 공구(T)를 밀어넣어서 유지할 수 있고, 유지된 공구(T)를 빼냄으로써 유지한 공구(T)를 개방하도록 이루어져 있다.

매거진 커버(104a)는, 공구 매거진(103)이나 공구 매거진(103)에 수용된 공구(Tb) 등에 절삭 가루나 스케일 등이 부착하지 않도록 공구 매거진(103)을 커버하도록 수용해서 매거진(MR)을 구획하는 케이스이며, 매거진 커버(104a)의 하부는 개폐 자유로운 셔터(105a)가 장착되고, 매거진 커버(104a)의 상부에는 방진 후드(104b)가 설치되어 있다.

셔터 장치(105)는, 도 1에서와 같이, 매거진실(MR)과 가공실(WR) 사이를 셔터(105a)로 개폐 자유롭게 간막이 하는 장치이며, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 매거진 커버(104a)의 하부의 개구부에 설치된 슬라이드 자유로운 셔터(105a)와, 이 셔터(105a)를 수평 방향으로 슬라이드 자유롭게 안내하는 직선 가이드 기구(105b)와, 셔터(105a)를 슬라이드 이동하는 액츄에이터인 에어 실린더(미도시)를 구비한다. 이 에어 실린더는, 냉각제 등이 부착하지 않도록 매거진 커버(104a)의 후부(後部)에 설치되어 있지만, 방진 대책을 세워서 매거진실(MR) 내에 설치할 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

이러한 구성에 의해, 셔터 장치(105)는, 공구 교환 장치(106)에 의해 공구 (Ta)를 교환할 때는 셔터(105a)를 열어서 매거진실(MR)과 가공실(WR)을 도통시키고 가공실(WR) 내에서의 가공 중은 닫아서 매거진실(MR)과 가공실(WR)을 차폐하도록 이루어져 있다.

이에 따라, 셔터 장치(105)는, 가공 중이라도 가공실(WR)에서 매거진실(MR)에 냉각제 등이 진입하는 것을 방지함으로써 공구의 절손을 검지하는 매거진실(MR)에 냉각제 등이 체류하는 것을 억제해서 공구 절손 검지 장치(1)에 의한 잘못된 검지를 회피할 수 있다.

공구 교환 장치(106)는 주축 장치(101)에 장착한 공구(T)를 다른 공구(T)로 교환하는 장치로 여러 가지 형태가 있으며 특별히 한정되지 않지만, 본 실시형태에서는 주축 장치(101)의 이동 장치(미도시)에 의해 주축 장치(101)를 이동시켜서 공구(T)를 교환한다.

[ATC 동작]

공구 교환 장치(106)의 동작(ATC동작)에 관해서, 도 3 (a), 및 도 4 (a)와 (b)를 참조하면서 설명한다. 도 3 (a)는, ATC 동작에서의 공구 교환 대기 위치(P1)를 나타내는 정면도이다. 주축 장치(101)의 공구 교환 대기 위치(P1)에서는, 주축 장치(101)에 장착된 공구(Ta)가 공구 매거진(103)의 중심축(C)의 바로 아래에 위치하고, 셔터(105a)가 개방된 상태이다. 공구 교환 대기 위치(P1)에서 주축 장치(101)를 위쪽으로 이동한 위치(공구 교환 위치 P0)에서 주축 장치(101)와 공구 매거진(103) 사이에서 공구(Ta(T1))를 교환한다. 도 4 (a)와 (b)는, ATC 동작을 나타내는 모식적 정면도이다.

ATC 동작은, 주축 장치(101)에 장착되어 전공정에서 사용한 제1의 공구(T1)를 공구 매거진(103)에 수용하는 「공구 매거진으로의 공구 반환 스텝」(도 4 (a) 참조)과, 다음 공정에서 사용할 제2의 공구(T2)를 공구 매거진(103)에서 선정해서 주축 장치(101)에 장착하는 「주축 장치로의 공구 장착 스텝」(도 4(b) 참조)을 구비한다.

[공구 매거진으로의 제1의 공구의 반환 스텝]

주축 장치(101)에 장착된 공구(Ta(T1))를 공구 매거진(103)에 반환할 경우는, 도 3 (a)에 나타내는 바와 같이 셔터(105a)를 연 상태에서 주축 장치(101)의 공구 교환 대기 위치(P1)에서 주축 장치(101)를 위쪽의 공구 교환 위치(P0)로 이동해서 공구 매거진(103)의 공구 교환 위치(P0)에 설치된 빈 유지 손톱(103a)에 주축 장치(101)에 장착되어 전공정에서 사용한 제1의 공구(T1)를 밀어 넣고(도 4(a) 참조), 주축 장치(101)에 설치된 클램프 장치(미도시)에 의해 제1의 공구(T1)를 언클램핑하여 주축 장치(101)를 후퇴시켜서 공구 매거진(103)으로 반환한다.

[주축 장치로의 제2 공구의 장착 스텝]

공구 매거진(103)에 수용되어 다음 공정에서 사용할 제2의 공구(T2)를 주축 장치(101)에 장착할 경우는, 제2의 공구(T2)를 도 4 (a)에 나타내는 위치에서 θ1도만큼 시계 방향으로 회전시켜서 공구 매거진(103)의 공구 교환 위치(P0)(공구 매거진의 중심축의 바로 아래의 위치)로 인덱스한다(도 4(b) 참조).

그리고, 공구(T)가 장착되지 않은 빈 주축 장치(101)를 전진시켜서 공구 매거진(103)의 공구 교환 위치(P0)에 설치된 제2의 공구(T2)를 주축 장치(101)에 삽입하고, 주축 장치(101)에 설치된 클램프 장치(미도시)에 의해 제2의 공구(T2)를 클램핑해서 주축 장치(101)에 장착하고 공구 교환 위치(P0)로부터 주축 장치(101)를 아래로 이동한다.

공구 절손 검지 장치(1)는, 도 2에서 나타내는 바와 같이, 피 검지 공구 (Tw)(도 1, 도 3(a) 참조)의 절손 여부를 검지하는 검지 수단인 광센서(2)와, 이 광센서(2)를 공구 검지 위치(Tw)(도 1 및 도 3(a)의 위치)에 설치된 피 검지 공구(Tw)의 축선 방향을 따라서 이동하는 이동수단(3)을 구비한다.

피 검지 공구(Tw)는, 도 3 (a)에서 나타내는 바와 같이, 공구 절손 검지 장치(1)에 의해 절손을 검지하는 대상인 공구이며, 공구 매거진(103)의 공구 교환 위치(P0)인 회전 중심(C)의 바로 아래의 위치에서 시계 방향으로 90도 회전시킨 회전 중심(C)의 바로 옆 위치에 있는 공구이다(도 1을 함께 참조).

도 2에서 나타내는 바와 같이, 광센서(2)는, 검출 광(L)을 조사하는 발광부 (21)와, 조사된 검출광(L)을 수광하는 수광부(22)와, 수광부(22)에 의해 검출 광(L)을 수광했는지 여부를 판정하는 판정 수단(미도시)을 구비한다. 이 판정 수단은, 기억 장치, 연산 장치, 광 검출 회로 등에 의해 구성되고, 발광부(21)에서 조사된 검출광(L)이 피 검지 공구(Tw)에 가려진 상태(도 3(c) 참조)와 미리 기억된 정상적인 상태의 피 검지 공구(Tw)의 데이터(공구의 길이와 지름 등)를 비교해서 피 검지 공구(Tw)의 절손 유무를 판정할 수 있도록 되어 있다.

덧붙여, 본 실시형태에 있어서는 비접촉식의 광센서(2)를 채용했지만, 이에 한정되는 것이 아니라 접촉자가 공구에 접촉함으로써 공구의 절손을 검지하는 접촉식 검지 수단을 채택할 수도 있다.

이동 수단(3)은, 이른바 이송 나사 기구에 의해 광센서(2)(발광부(21)와 수광부(22))를 피 검지 공구(Tw)의 축선(CL)의 방향을 따라서 이동하는 장치이며, 수평형 머시닝 센터(100)의 프레임(100a)(도 1 참조)에 재치된 지지 브래킷(31)과, 지지 브래킷(31)에 지지된 베이스 부재(32)와, 베이스 부재(32)에 회전 자유롭게 지지된 이송 나사(33)와, 이송 나사(33)를 구동하는 모터(34)와, 이송 나사(33)에 나사 삽입된 너트(미도시)와, 이송 나사(33)와 평행하게 설치된 직선 가이드 기구(35)와, 너트와 직선 가이드 기구(35)를 연결하는 새들(36)과, 새들(36)에 고정되어 광센서(2)를 고정하는 센서 브래킷(37)과, 이동량이나 자기(磁氣) 변화 등을 검출해서 광센서(2)의 위치를 검출하는 위치 검출 수단(미도시)을 구비한다.

이러한 구성에 의해, 이동 수단(3)은, 제어 장치(4)(도 1 참조)에 의해 모터 (34)의 회전을 제어해서 이송 나사(33)의 회전을 새들(36)의 직선 이동으로 변환해서 광센서의 이동량을 조정하면서 현재 위치를 검출할 수 있도록 되어 있다.

제어 장치(4)(도 1참조)는, 기억 수단, 연산 수단, 정보 처리 장치 등의 전자 회로에 의해 구성되고, 주축 장치(101), 셔터 장치(105), 공구 교환 장치(106) 및 공구 절손 검지 장치(1)의 동작을 제어하는 장치이다.

계속해서, 본 발명의 실시형태와 관련한 공구 절손 검지 장치(1)를 갖춘 수평형 머시닝 센터(100)의 동작에 관해서 주로 도 4 (c)와 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 4 (c)는, 절손 검지 스텝의 동작을 나타내는 모식적 정면도이다. 도 5는 수평형 머시닝 센터의 동작을 나타내는 흐름도이다.

덧붙여, 도 4에 있어서, 예를 들면, 공구(T2)를 지급해서 유지 손톱(103a)이 빈 상태는 공구(T2)를 파선으로 도시하고 부호는 T2로 표시한다. 또한, 공구 매거진(103)을 회전시켜서 공구(T1)를 이동한 것을 도시하는 경우는 이동 전을 T1', 이동 후를 T1로 표시한다.

도 5의 왼쪽과 같이 수평형 머시닝 센터(100)는 제어 장치(4)(도 1 참조)에 의해 제1의 공구(T1)(전공정)에 의한 가공 부위와 제2의 공구(T2)(후공정)에 의한 가공 부위가 같은 부위인지 아닌지를 판정(S1)하여, 같은 부위인 경우에는(S1의 Yes), 절손 검지 스텝을 실행한다(S3).

한편, 도 5의 오른쪽과 같이, 같은 부위가 아닌 경우에는(S1의 No), 제2의 공구(T2)에 의한 워크 가공의 실행 명령을 주고서(S12), 절손 검지 스텝을 실행한다(S14).

[절손 검지 스텝]

절손 검지 스텝은, 공구 교환 장치(106)에 의해 전공정인 제1의 가공 공정에 제공된 제1의 공구(T1)를 공구 매거진(103)에 반환하는 반환 스텝(도 4 (a) 참조)과, 후공정인 제2의 가공 공정에 제공하는 제2의 공구(T2)를 주축 장치(101)에 장착하는 장착 스텝(도 4 (b)참조)이 실행되고 셔터(105a)가 닫힌 상태에서 행해져서, 공구 매거진(103)에 반환된 제1의 공구(T1)의 절손 유무를 검지한다(도 4 (c) 참조).

절손 검지 스텝은, 도 4 (c)와 도 5에 나타내는 바와 같이, 피 검지 공구인 제1의 공구(T1)를 공구 검지 위치(도 1에 나타내는 피 검지 공구(Tw)를 참조)까지 이동하는 인덱스(분할,割出) 공정(S2,S13)과, 공구 검지 위치(Tw)에 인덱스된 제1의 공구(T1)의 절손 여부를 검지하는 검지 공정(S3, S14)을 구비한다.

인덱스 공정(S2,S13)은, 셔터(105a)를 닫은 상태에서 제1의 공구(T1)를 도 4(b)에 나타내는 위치에서 θ2도만큼 시계 방향으로 회전시켜서 피 검지 위치에 인덱스하는 공정이다(도 4 (c) 참조).

검지 공정(S3, S14)은, 도 4 (c)에서와 같이, 이동 수단(3)(도 2 참조)에 의해 광센서(2)를 제1의 공구(T1)(피 검지공구(Tw))의 축선(CL)의 방향을 따라서 이동하면서 발광부(21)(도 2참조)에서 검출광(L)을 조사해서 수광부(22)가 검출광(L)을 수광하는 상태를 근거로 판정수단에 의해 제1의 공구(T1)의 절손 유무를 판정하는 공정이다.

[같은 부위인 경우]

수평형 머시닝 센터(100)는, 도 5의 왼쪽에 나타내는 바와 같이, 제1의 공구 (T1)(전공정)에 의한 가공부위와 제2의 공구(T2)(후공정)에 의한 가공 부위가 같은 부위인지 어떤지를 판정하여(S1), 같은 부위인 경우에는(S1의 Yes), 절손 검지 스텝(S2~S3)에 의해 제1의 공구(T1)가 절손되어 있다고 판단했을 경우에는(S4의 Yes), 제2의 가공 공정의 실행 명령을 내지 않고 수평형 머시닝센터(100)(도 1참조)의 동작을 정지하고 부저나 표시램프 등에 의해 공정 관리자에게 경고한다(S5).

한편, 절손 검지 스텝(S2~S3)에 의해 제1의 공구(T1)가 절손되어 있지 않은 것으로 판단한 경우에는(S4의 No), 제어 장치(4)(도 1참조)에 의해 주축 장치(101)에 장착한 제2의 공구(T2)에 의한 제2의 가공 공정의 실행 명령을 준다(S6).

[같은 부위가 아닌 경우]

도 5의 오른쪽과 같이, 제1의 공구(T1)(전공정)에 의한 가공 부위와 제2의 공구(T2)(후공정)에 의한 가공 부위가 같은 부위가 아닌 경우에는(S1의 No), 제2공구(T2)에 의한 워크의 가공 실행 명령을 주고서(S12), 절손 검지 스텝을 실행하고(S13~S14), 절손 검지 스텝(S13~S14)에 의해 제1의 공구(T1)가 절손되어 있다고 판단했을 경우에는(S15의 Yes), 제2의 가공 공정의 종료 후에 버저와 표시램프 등에 의해 공정 관리자에게 경고한다(S16). 한편, 절손 검지 스텝(S3)에 의해 제1의 공구(T1)가 절손되어 있지 않다고 판단한 경우에는(S15의 No), 절손 검지 스텝을 종료한다.

[제2의 공구(T2)의 반환 준비 동작]

이어서, 수평형 머시닝센터(100)는, 다음 공정에서 사용할 제3의 공구(T3)로 교환하기 위한 제2의 공구(T2)의 반환 준비 동작으로 이행한다(도 4 (d)와 (e)참조).

제2의 공구(T2)의 반환 준비 동작은, 제2의 공구(T2)를 지급한 빈 유지손톱 (103a)(도 1참조)을 도 4(d)에 나타내는 위치에서 θ2도만큼 시계 반대 방향으로 회전시켜서 공구 매거진(103)의 공구 교환 위치(P0)로 인덱스하는 동작이다(도 4(e)참조).

이상과 같이 구성함으로써 본 발명의 실시 형태와 관련한 공구 절손 검지 장치(1)는 다음과 같은 작용 효과를 발휘한다.

공구 절손 검지 장치(1)는, 제1의 공구(T1)(전 공정)에 의한 가공 부위와 제 2의 공구(T2)(후공정)에 의한 가공 부위가 같은 부위인 경우에는(S1의 Yes), 제1의 가공 공정의 완료 후, 제1의 공구(T1)의 절손이 없음을 확인한 뒤에 제2의 공구 (T2)에 의해 제2의 가공 공정을 실행함으로써(S4→S6), 전공정(하혈가공)에서 사용된 제1의 공구(T1)(드릴)의 절손에 의한 다음 공정의 제2의 공구(T2)(리이머, 탭)의 연쇄적인 절손을 회피할 수 있다.

즉, 제1의 공구(T1)를 공구 매거진(103)에 수용하고서 제2의 공구(T2)에 의한 다음 공정의 가공 중에 제1의 공구(T1)의 절손 검지를 행하면, 제1의 공구(T1)가 절손되어 있는 경우에는 전(前)공정에서의 미가공부분이 있거나 제1의 공구(T1)의 절손 조각이 남아 있곤 해서 제2의 공구(T2)에 과도한 부하가 작용해서 제2의 공구(T2)의 연쇄적인 절손을 유발하므로 제1의 공구(T1)의 절손이 없는 것을 확인하도록 한 것이다.

한편, 제1의 공구(T1)(전공정)에 의한 가공 부위와 제2의 공구(T2)(후공정)에 의한 가공 부위가 같은 부위가 아닌 경우에는(S1의 No), 제2의 공구(T2)에 의한 워크의 가공 실행 명령을 주고나서,(S12), 절손 검지 스텝을 실행함으로써(S13~S14) 제2의 가공 공정 중에 제1의 가공 공정에서의 제1의 공구(T1)의 절손 상황 등을 확인할 수 있어서 수평 머시닝 센터(100)의 가동 효율을 더 향상시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 관해서 설명했지만, 본 발명은 상기한 각 실시 형태에 국한되지 않고 적절히 변경해서 실시하는 것이 가능하다.

예컨대, 본 발명의 실시형태에 있어서는, 공구 절손 검지 장치(1)에 있어서, 광센서(2)를 피 검지 공구(Tw)의 축선 방향을 따라서 이동하는 이동 수단(3)을 설치하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 광센서(2)를 피 검지공구(Tw)의 축선 방향을 따라서 여러 곳에 설치해도 좋다. 또한, 공구의 절손을 검지하는 광센서(2)를 공구 매거진(103)의 중심축의 수평 방향 위치에 설치하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라 수평 방향 위치보다 높은 위치로 할 수도 있고, 공구 매거진의 형상 등에 따라서 적절하게 설정할 수 있다.

1; 공구 절손 검지 장치
2; 광센서(검지 수단)
3; 이동 수단
4; 제어 장치
100; 공작 기계
100; 수평형 머시닝 센터(공작 기계)
101l; 주축 장치
102; 가공실 커버
103; 공구 매거진
103a; 유지(保持) 손톱
104a; 매거진 커버
105; 셔터 장치
105a; 셔터
105b; 직선 가이드 기구
106; 공구 교환 장치
CL; 축선
MR; 매거진실
T1; 제1의 공구
T2; 제2의 공구
Tw; 피 검지 공구
WR; 가공실

Claims

워크를 가공하는 공구가 장착되는 주축(主軸) 장치와,
상기 공구에 의한 가공 영역을 덮는 가공실과,
이 가공실의 위쪽에 설치되고 복수의 공구를 수용하는 회전 원반식의 공구 매거진과,
이 공구 매거진과 상기 가공실 사이에 설치된 개폐 자유로운 셔터와,
상기 공구 매거진에 수납된 공구와 주축 장치에 장착된 공구 사이에서 공구를 교환하는 공구 교환 장치와,
상기 공구 매거진의 공구 검지 위치에 인덱스된 공구의 절손 여부를 검지하는 공구 절손 검지 장치와,
상기 주축 장치, 상기 공구 교환 장치 및 상기 공구 절손 검지 장치의 동작을 제어하는 제어 장치를 구비한 공작 기계이며,
상기 제어 장치는,
상기 공구 교환 장치에 의해, 상기 주축 장치에 장착되어 전(前)공정에서 사용한 제1의 공구를 상기 공구 매거진에 반환(返却)하는 반환 스텝과,
다음 공정에서 사용할 제2의 공구를 상기 공구 매거진으로부터 받아서 상기 주축 장치에 장착하는 장착 스텝과,
상기 셔터를 닫은 뒤, 상기 공구 절손 검지 장치에 의해 상기 공구 매거진에 반환한 제1의 공구를 상기 공구 검지 위치로 회전 이동해서 절손을 검지하는 절손 검지 스텝을 실행하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 제1의 공구에 의한 상기 워크의 가공부위와 상기 제2의 공구에 의한 가공부위가 같은 부위인지 여부를 판정하여,
같은 부위인 경우에는 상기 절손 검지 스텝에 의해 상기 제1의 공구의 절손이 없음을 확인한 뒤에 상기 주축 장치에 장착한 상기 제2의 공구에 의한 상기 워크 가공의 실행 명령을 주는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제 1항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 제1의 공구에 의한 상기 워크의 가공부위와 상기 제2의 공구에 의한 가공부위가 같은 부위인지 여부를 판정하여,
같은 부위가 아닌 경우에는, 상기 제2의 공구에 의한 상기 워크 가공의 실행 명령을 주고서 상기 절손 검지 스텝을 실행하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.