KR20190087794A

KR20190087794A - 공작기계의 연속 가공 방법 및 이를 수행하기 위한 공작기계

Info

Publication number: KR20190087794A
Application number: KR1020180006041A
Authority: KR
Inventors: 김재휘; 하종수
Original assignee: 두산공작기계 주식회사
Priority date: 2018-01-17
Filing date: 2018-01-17
Publication date: 2019-07-25
Also published as: KR102493822B1

Abstract

공작기계의 연속 가공 방법에 있어서, 축선 방향을 따라 전후 이동 가능하도록 설치되고 관통홀을 통해 공급되는 소재를 클램핑 및 언클램핑할 수 있는 주축을 제공한다. 상기 주축의 후방으로 기 설정된 거리만큼 이격된 소재 공급기로부터 상기 소재를 상기 주축의 관통홀을 통해 상기 주축으로 공급한다. 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 클램핑 동작 개시 위치로 설정한다. 상기 클램핑 동작 개시 위치로 상기 주축을 후방으로 이동한다. 상기 소재를 클램핑한 상태에서 상기 복수 회의 단품 가공을 연속적으로 수행한다.

Description

공작기계의 연속 가공 방법 및 이를 수행하기 위한 공작기계{CONTINUOUS PROCESSING METHOD FOR MACHINE TOOL AND MACHINE TOOL FOR PERFORMING THE SAME}

본 발명은 공작기계의 연속 가공 방법 및 이를 수행하기 위한 공작기계에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 메인 스핀들을 이송하여 소재를 공급하는 공작기계에서의 연속 가공 방법 및 이를 수행하기 위한 공작기계에 관한 것이다.

스위스 턴과 같이 메인 스핀들을 이송하여 소재를 공급하는 복합 선반에 있어서, 가늘고 기다란 봉 형상의 소재를 여러 개의 단품으로 가공할 수 있다. 한번의 단품 가공을 위해 상기 메인 스핀들의 콜렛 척은 한번의 클램핑 및 언클램핑 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 복수 개의 단품 가공마다 클램핑 및 언클램핑 동작을 수행하므로, 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명의 일 과제는 생산성을 향상시킬 수 있는 공작기계의 연속 가공 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 과제는 상술한 연속 가공 방법을 수행하기 위한 공작기계를 제공하는 데 있다.

상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 공작기계의 연속 가공 방법에 있어서, 축선 방향을 따라 전후 이동 가능하도록 설치되고 관통홀을 통해 공급되는 소재를 클램핑 및 언클램핑할 수 있는 주축을 제공한다. 상기 주축의 후방으로 기 설정된 거리만큼 이격된 소재 공급기로부터 상기 소재를 상기 주축의 관통홀을 통해 상기 주축으로 공급한다. 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 클램핑 동작 개시 위치로 설정한다. 상기 클램핑 동작 개시 위치로 상기 주축을 후방으로 이동한다. 상기 소재를 클램핑한 상태에서 상기 복수 회의 단품 가공을 연속적으로 수행한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 클램핑 동작 개시 위치를 설정하는 것은 단품 가공을 위한 단품 가공 길이와 상기 소재의 길이를 비교하여 수행 가능한 상기 단품 가공들의 횟수를 산출하고, 그리고 상기 소재의 가공 시작 위치로부터 단품 가공 길이의 상기 복수 배의 거리만큼 떨어진 위치를 상기 클램핑 동작 개시 위치로 결정하는 것을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방법은, 상기 복수 회의 단품 가공이 종료된 후 상기 주축의 전단으로부터 돌출된 소재의 길이와 단품 가공 길이를 비교하고, 상기 돌출된 소재의 길이가 상기 단품 가공 길이보다 작을 경우 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 새로운 클램핑 동작 개시 위치로 설정하고, 그리고 상기 새로운 클램핑 동작 개시 위치로 상기 주축을 후방으로 이동하는 것을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방법은, 상기 복수 회의 단품 가공이 종료된 후 단품 가공 길이와 상기 소재의 잔재 길이를 비교하고, 상기 단품 가공 길이가 상기 소재의 잔재 길이보다 작을 경우 하나의 단품 가공 또는 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 새로운 클램핑 동작 개시 위치로 설정하고, 그리고 상기 새로운 클램핑 동작 개시 위치로 상기 주축을 후방으로 이동하는 것을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방법은, 상기 복수 회의 단품 가공이 종료된 후 상기 소재를 언클램핑하는 것을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 소재 공급기로부터 상기 소재를 상기 주축으로 공급하는 것은 상기 주축의 전단으로부터 상기 소재의 전단이 돌출되도록 상기 소재의 가공 시작 위치로 상기 소재를 공급하는 것을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방법은, 상기 소재의 잔재 길이를 측정하는 것을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 주축은 상기 소재를 클램핑 및 언클램핑하는 콜렛 척을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 소재 공급기는 상기 소재의 후단을 회전 가능하게 클램핑할 수 있는 핑거 척을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 주축을 이동시키는 것은 상기 설정된 클램핑 동작 개시 위치가 파라미터로 입력된 CNC의 구동 프로그램을 수행하는 것을 포함할 수 있다.

상기 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 공작기계는 축선 방향을 따라 전후 이동 가능하도록 설치되고 관통홀을 통해 공급되는 소재를 클램핑 및 언클램핑할 수 있는 주축, 상기 주축의 후방으로 기 설정된 거리만큼 이격 설치되고 상기 주축의 관통홀을 통해 상기 주축으로 상기 소재를 공급하기 위한 소재 공급기, 및 단품 가공을 위한 단품 가공 길이와 상기 소재의 길이를 비교하여 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 클램핑 동작 개시 위치로 설정하고 상기 클램핑 동작 개시 위치에서 상기 소재를 클램핑한 상태에서 상기 복수 회의 단품 가공을 연속적으로 수행하도록 상기 주축을 제어하는 제어 장치를 포함한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 단품 가공 길이와 상기 소재의 길이를 비교하여 수행 가능한 상기 단품 가공들의 횟수를 산출하고 상기 소재의 가공 시작 위치로부터 단품 가공 길이의 상기 복수 배의 거리만큼 떨어진 위치를 상기 클램핑 동작 개시 위치로 결정할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 복수 회의 단품 가공이 종료된 후, 상기 주축의 전단으로부터 돌출된 소재의 길이가 상기 단품 가공 길이보다 작을 경우, 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 새로운 클램핑 동작 개시 위치로 설정할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 복수 회의 단품 가공이 종료된 후, 상기 단품 가공 길이가 상기 소재의 잔재 길이보다 작을 경우, 하나의 단품 가공 또는 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 새로운 클램핑 동작 개시 위치로 설정할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 복수 회의 단품 가공이 종료된 후, 상기 소재를 언클램핑하도록 제어할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 소재 공급기는 상기 주축의 전단으로부터 상기 소재의 전단이 돌출되도록 상기 소재의 가공 시작 위치로 상기 소재를 공급할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공작기계는 상기 소재의 길이를 측정하기 위한 센서를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 설정된 클램핑 동작 개시 위치가 파라미터로 작성된 구동 프로그램에 따라 상기 주축을 제어하기 위한 수치 제어 장치를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 단품 가공을 위한 단품 가공 길이와 소재의 잔재 길이를 비교하여 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 클램핑 동작 개시 위치로 설정하고 상기 클램핑 동작 개시 위치에서 상기 소재를 클램핑한 상태에서 상기 복수 회의 단품 가공을 연속적으로 수행하도록 주축을 제어할 수 있다.

따라서, 단품 가공마다 클램핑 및 언클램핑 동작을 수행하지 않고, 한번의 클램핑 및 언클램핑 동작으로 복수 개의 단품 가공들을 연속적으로 수행할 수 있다. 이에 따라, 사이클 타임을 단축함으로써 생산성을 향상시킬 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 공작기계의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 공작기계를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1의 공작기계의 주축에 클램핑된 소재를 가공하는 공구를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 소재 공급기로부터 공급된 소재를 클램핑 및 언클램핑하는 주축을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 1의 공작기계의 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 공작기계의 연속 가공 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7a 내지 도 7e는 도 6의 공작기계의 연속 가공 방법에 따른 주축의 이동을 나타내는 도면들이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

즉, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 공작기계의 일부를 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1의 공작기계를 나타내는 평면도이다. 도 3은 도 1의 공작기계의 주축에 클램핑된 소재를 가공하는 공구를 나타내는 사시도이다. 도 4는 도 1의 소재 공급기로부터 공급된 소재를 클램핑 및 언클램핑하는 주축을 나타내는 단면도이다. 도 5는 도 1의 공작기계의 제어 장치를 나타내는 블록도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 공작기계(10)는 베드(100) 상에 배치되며 소재(W)의 일단부를 클램프하고 축선(C) 상에서 회전시키는 주축(110), 소재(W)를 가공하기 위한 복수 개의 공구들(142)이 장착되는 공구대(140), 주축(110)으로 소재(W)를 공급하기 위한 소재 공급기(200), 및 소재(W)를 클램핑한 상태에서 복수 회의 단품 가공을 연속적으로 수행하도록 주축(110)을 제어하는 제어 장치를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 공작기계(10)는 스위스 턴(swiss turn)과 같은 수치제어 자동 선반일 수 있다. 공작기계(10)는 2주축 대향 복합 선반일 수 있다. 이 경우에 있어서, 공작기계(10)는 베드(100) 상에서 주축(110)과 대향하도록 배치되는 서브축(120)을 더 포함할 수 있다. 상기 복합 선반에는 주축 이송 좌표계(A), 서브축 이송 좌표계 및 공구대 이송 좌표계가 설정될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 베드(100)는 직육면체 형상을 갖는 프레임일 수 있다. 베드(100)는 수평 방향의 상부면과 수직 방향의 전면을 가질 수 있다. 이하에서는, 베드(100)의 상기 상부면 상에서 수직 방향을 X축 방향이라 하고, 베드(100)의 상기 전면 상에서 수직 방향을 Y축 방향이라 하고, X축 방향 및 Y축 방향에 직교하는 방향을 Z축 방향이라 하기로 한다. Z축 방향은 작업자가 보았을 때 좌우 방향일 수 있다.

주축(110) 및 서브축(120)은 베드(100)의 상기 상부면 상에서 서로 대향 배치될 수 있다. 주축(110)는 베드(100)의 상기 상부면 상에서 작업자로가 보았을 때 우측에 배치되고, 서브축(120)는 베드(100) 상에서 좌측에 배치될 수 있다.

주축(110)는 주축 이송 좌표계(X1, Y1, Z1)에서 적어도 하나의 축 방향으로 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 예를 들면, 주축(110)는 이송 모터에 의해 베드(100) 상에서 Z1축 방향으로 이동 가능할 수 있다. 따라서, 주축(110)은 축선(C) 상에서 전후 방향을 따라 전후 이동 가능하도록 설치될 수 있다.

주축(110)은 관통홀(114)을 통해 공급되는 소재(W)를 클램핑 및 언클램핑하는 콜렛 척(112)을 포함할 수 있다. 콜렛 척(112)은 주축(110)의 일단부에 구비될 수 있다. 따라서, 주축(110)은 소재(W)의 일단부를 클램핑하고 소재(W)를 Z1축 방향으로 이동시키고 C1축 방향으로 회전시킬 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 공작기계(10)는 주축(110))에 의해 회전하는 소재(W)의 중간 부위를 지지하는 가이드 부시(130)를 더 포함할 수 있다. 가이드 부시(130)는 베드(100) 상에 주축(110) 및 서브축(120) 사이에 배치되어 소재(W)가 관통하도록 지지할 수 있다.

공구대(140)는 베드(100) 상에서 가이드 부시(130)의 상방 및 측방에 설치되는 복수개의 공구대들의 조합으로 구성된 복합 공구대일 수 있다. 상기 복합 공구대는 선삭용 공구대 및 밀링용 공구대를 포함할 수 있다. 상기 공구대에는 선삭용 공구, 밀링용 공구, 밀링용 회전 공구 등이 장착될 수 있다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 소재 공급기(200)는 주축(110)의 후방으로 기 설정된 거리(XE)만큼 이격 설치되고 주축(110)의 관통홀(114)을 통해 주축(110)으로 소재(W)를 공급할 수 있다. 소재 공급기(200)는 봉 형상의 소재(W)를 연속적으로 공급할 수 있다. 소재 공급기(200)는 단품 가공의 개시를 위하여 주축(110)의 전단으로부터 소재(W)의 전단이 소재(W)의 가공 시작 위치(X0)로 돌출하도록 소재(W)를 공급할 수 있다.

소재 공급기(200)는 소재(W)의 후단을 회전 가능하게 클램핑할 수 있는 핑거 척(210)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 핑거 척(210)은 주축(110)의 상기 축선 상에서 전후 이동하는 가압봉(도시되지 않음)의 전단에 구비될 수 있다. 상기 가압봉의 핑거 척(finger chuck)(210)은 서보 모터와 같은 구동부(220)에 의해 상기 축선 상에서 전방으로 이동하여 소재(W)를 주축(110)에 공급할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 복수 회의 단품 가공을 연속적으로 수행하기 위하여 주축(110)의 이동 및 클램핑/언클램핑 동작을 자동으로 제어할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제어 장치는 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 클램핑 동작 개시 위치로 설정하기 위한 연산 장치(300) 및 상기 설정된 클램핑 동작 개시 위치로 주축(110)을 이동시키고 상기 복수 개의 단품 가공들을 수행하도록 제어하는 수치 제어 장치(CNC)(400)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어 장치는 소재(W)의 길이(잔재 길이)에 대한 소재 위치 데이터를 획득하기 위한 센서(230)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 센서(230)는 상기 서보 모터의 위치를 검출하여 소재(W)의 잔재 길이를 측정할 수 있다. 이와 다르게, 센서(230)는 상기 핑거 척의 위치 또는 상기 소재의 후단의 위치를 검출하기 위한 근접 센서를 포함하여 상기 소재의 위치 데이터를 획득할 수 있다.

연산 장치(300)는 상기 소재 위치 데이터 및 가공 데이터를 수신하는 데이터 수신부(310), 및 단품 가공을 위한 단품 가공 길이, 상기 소재 위치 데이터와 상기 가공 데이터에 기초하여 주축(110)의 상기 클램핑 동작 개시 위치를 설정하기 위한 연산부(320)를 포함할 수 있다.

상기 가공 데이터는 상기 단품 가공 길이에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 수신부(310)는 주축(110), 가이드 부시(130) 및 소재 공급기(200) 사이의 상대 위치 데이터를 수신할 수 있다.

연산부(320)는 상기 단품 가공 길이와 소재(W)의 길이(잔재 길이)를 비교하여 수행 가능한 상기 단품 가공들의 횟수(N)를 산출하고 소재(W)의 가공 시작 위치(X0)로부터 상기 단품 가공 길이의 상기 복수(N) 배의 거리만큼 떨어진 위치를 주축(110)의 상기 클램핑 동작 개시 위치로 결정할 수 있다.

연산부(320)는 상기 복수 회의 단품 가공이 종료된 후, 주축(W)의 전단으로부터 돌출된 소재(W)의 길이가 상기 단품 가공 길이보다 작을 경우, 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 새로운 클램핑 동작 개시 위치로 설정할 수 있다.

또한, 연산부(320)는 상기 복수 회의 단품 가공이 종료된 후, 상기 단품 가공 길이가 소재(W)의 잔재 길이보다 작을 경우, 하나의 단품 가공 또는 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 새로운 클램핑 동작 개시 위치로 설정할 수 있다.

연산 장치(300)는 상기 연속 가공 기능을 위한 인터페이스부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 작업자는 상기 인터페이스부를 통해 상기 가공 데이터, 상기 상대 위치 데이터 등의 정보, 상기 연속 가공 기능의 실행 명령, 상기 클램핑 동작 개시 위치 등을 직접 입력할 수 있다. 작업자가 연산 장치(300)에 상기 클램핑 동작 개시 위치를 직접 입력한 경우, 수치 제어 장치(400)는 상기 입력된 클램핑 동작 개시 위치에 따라 주축(110)을 제어할 수 있다.

수치 제어 장치(400)는 상기 설정된 클램핑 동작 개시 위치가 파라미터로 작성된 제어 코드에 따라 주축(110)을 제어할 수 있다. 연상 장치(300)는 상기 수치제어 장치에 구비될 수 있다.

상술한 바와 같이, 공작기계(10)의 상기 제어 장치는 단품 가공을 위한 단품 가공 길이와 소재(W)의 잔재 길이를 비교하여 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 클램핑 동작 개시 위치로 설정하고 상기 클램핑 동작 개시 위치에서 소재(W)를 클램핑한 상태에서 상기 복수 회의 단품 가공을 연속적으로 수행하도록 주축(110)을 제어할 수 있다.

이하에서는, 상술한 공작기계를 이용하여 연속 가공을 수행하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 6은 예시적인 실시예들에 따른 공작기계의 연속 가공 방법을 나타내는 순서도이다. 도 7a 내지 도 7e는 도 6의 공작기계의 연속 가공 방법에 따른 주축의 이동을 나타내는 도면들이다.

도 4, 도 6 및 도 7a를 참조하면, 먼저, 소재 공급기(200)로부터 소재(W)를 주축(110)에 공급할 수 있다(S100).

예시적인 실시예들에 있어서, 먼저, 축선 방향을 따라 전후 이동 가능하도록 설치되고 관통홀(114)을 통해 공급되는 소재(W)를 클램핑 및 언클램핑할 수 있는 주축(110)을 제공할 수 있다. 주축(110)의 후방으로 기 설정된 거리만큼 이격되도록 소재 공급기(200)를 배치시킬 수 있다. 이어서, 소재 공급기(200)로부터 주축(110)의 관통홀(114)을 통해 주축(110)으로 소재(W)를 공급할 수 있다.

소재 공급기(200)는 단품 가공의 개시를 위하여 주축(110)의 전단으로부터 소재(W)의 전단이 소재(W)의 가공 시작 위치(X0)로 가이드 부시(130)로부터 지지된 소재(W)의 전단 위치일 수 있다.

주축(110)은 관통홀(114)을 통해 공급되는 소재(W)를 클램핑 및 언클램핑하는 콜렛 척(112)을 포함할 수 있다. 소재(W)가 소재 공급기(200)로부터 주축(110)에 공급될 때, 콜렛 척(112)은 언클램핑 상태에 있을 수 있다.

도 7b를 참조하면, 이어서, 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 클램핑 동작 개시 위치로 설정하고(S110), 상기 클램핑 동작 개시 위치로 주축(110)을 이동시킬 수 있다(S120).

1회의 단품 가공에 의해 절단되는 소재(W)의 단품 가공 길이(L)와 소재(W)의 길이를 비교하여 수행 가능한 상기 단품 가공들의 횟수(N)를 산출하고 소재(W)의 가공 시작 위치(X0)로부터 단품 가공 길이(L)의 상기 복수(N) 배의 거리만큼 떨어진 위치를 주축(110)의 상기 클램핑 동작 개시 위치로 결정할 수 있다.

도 7c 내지 도 7e를 참조하면, 소재(W)를 클램핑한 상태에서 상기 복수 회의 단품 가공을 연속적으로 수행할 수 있다(S130).

주축(110)의 콜렛 척(112)이 소재(W)를 클램핑한 상태에서, 도 7c 내지 도 7e에 도시된 바와 같이, 3회의 단품 가공들을 각각 수행하여 소재(W)로부터 3개의 단품들(W)로 가공할 수 있다.

이어서, 상기 복수 회의 단품 가공이 종료된 후, 하나의 단품 가공 또는 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 새로운 클램핑 동작 개시 위치로 설정하고, 상기 새로운 클램핑 동작 개시 위치로부터 연속 가공을 수행할 수 있다. 이와 다르게, 상기 복수 회의 단품 가공이 종료된 후, 소재(W)의 잔재 길이가 원하는 잔재 길이일 경우, 가공을 종료하고 새로운 소재로 교환할 수 있다.

일 예로, 소재(W)의 총 길이가 350mm이고, 단품 가공 길이(마진 포함)가 30mm이고, 원하는 소재(W)의 잔재 길이가 50mm일 때, 상기 단품 가공 길이 그리고 주축(110), 가이드 부시(130) 및 소재 공급기(200) 사이의 위치 데이터를 고려하여 클램핑 동작 개시 위치를 소재(W)의 전단 위치(X0)로부터 100mm로 설정할 수 있다. 소재(W)를 언클램핑한 상태에서 주축(110)을 상기 클램핑 동작 개시 위치인 100mm로 이동시킨 후, 소재(W)를 클램핑한 상태에서 3번의 단품 가공들을 연속 수행할 수 있다.

상기 3번의 단품 가공들이 종료된 후, 주축(110)의 전단으로부터 돌출된 소재(W)의 길이는 10mm이고, 상기 돌출된 소재(W)의 길이가 상기 단품 가공 길이(30mm)보다 작으므로, 새로운 클램핑 동작 개시 위치를 설정할 수 있다. 예를 들면, 상기 클램핑 동작 개시 위치를 이전에 설정된 클램핑 동작 개시 위치와 동일하게 소재(W)의 전단 위치(X0)로부터 100mm로 설정할 수 있다. 소재(W)를 언클램핑한 상태에서 주축(110)을 상기 새로운 동작 개시 위치로 이동시킨 후, 소재(W)를 클램핑한 상태에서 3번의 단품 가공들을 연속 수행할 수 있다.

이 과정을 다시 한번 더 수행하면, 소재(W)의 잔재 길이는 80mm일 수 있다. 이전에 설정된 클램핑 동작 개시 위치(100mm)로 주축(110)을 다시 이동시킬 경우, 주축(110)은 소재 공급기(200)의 핑거 척(210)과 충돌할 수 있다. 따라서, 소재 공급기(200)로부터 보조 신호(Aux. end of bar)를 수신하고, 이전에 설정된 클램핑 동작 개시 위치와 다르게 새로운 클램핑 동작 개시 위치를 설정할 수 있다.

예를 들면, 상기 단품 가공 길이(30mm)가 소재(W)의 잔재 길이(80mm)보다 작고 원하는 소재(W)의 잔재 길이는 50mm이므로, 하나의 단품 가공을 수행할 수 있는 위치를 새로운 클램핑 동작 개시 위치로 설정할 수 있다. 주축(110)을 상기 새로운 동작 개시 위치인 소재(W)의 전단 위치(X0)로부터 30mm로 이동시킨 후, 소재(W)를 클램핑한 상태에서 1번의 단품 가공을 수행할 수 있다. 상기 1번의 단품 가공이 종료된 후, 새로운 소재(W)로 교체할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 공작기계 100: 베드
110: 주축 112: 콜렛 척
114: 관통홀 120: 서브축
130: 가이드 부시 140: 공구대
142: 공구 200: 소재 공급기
210: 핑거 척 220: 구동부
230: 센서 300: 연산 장치
310: 데이터 수신부 320: 연산부
400: 수치 제어 장치

Claims

축선 방향을 따라 전후 이동 가능하도록 설치되고 관통홀을 통해 공급되는 소재를 클램핑 및 언클램핑할 수 있는 주축을 제공하고;
상기 주축의 후방으로 기 설정된 거리만큼 이격된 소재 공급기로부터 상기 소재를 상기 주축의 관통홀을 통해 상기 주축으로 공급하고;
복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 클램핑 동작 개시 위치로 설정하고;
상기 클램핑 동작 개시 위치로 상기 주축을 후방으로 이동하고; 그리고
상기 소재를 클램핑한 상태에서 상기 복수 회의 단품 가공을 연속적으로 수행하는 것을 포함하는 가공하는 공작기계의 연속 가공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 클램핑 동작 개시 위치를 설정하는 것은
단품 가공을 위한 단품 가공 길이와 상기 소재의 길이를 비교하여 수행 가능한 상기 단품 가공들의 횟수를 산출하고; 그리고
상기 소재의 가공 시작 위치로부터 단품 가공 길이의 상기 복수 배의 거리만큼 떨어진 위치를 상기 클램핑 동작 개시 위치로 결정하는 것을 포함하는 공작기계의 연속 가공 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 복수 회의 단품 가공이 종료된 후, 상기 주축의 전단으로부터 돌출된 소재의 길이와 단품 가공 길이를 비교하고;
상기 돌출된 소재의 길이가 상기 단품 가공 길이보다 작을 경우, 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 새로운 클램핑 동작 개시 위치로 설정하고; 그리고
상기 새로운 클램핑 동작 개시 위치로 상기 주축을 후방으로 이동하는 것을 더 포함하는 공작기계의 연속 가공 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 복수 회의 단품 가공이 종료된 후, 단품 가공 길이와 상기 소재의 잔재 길이를 비교하고;
상기 단품 가공 길이가 상기 소재의 잔재 길이보다 작을 경우, 하나의 단품 가공 또는 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 새로운 클램핑 동작 개시 위치로 설정하고; 그리고
상기 새로운 클램핑 동작 개시 위치로 상기 주축을 후방으로 이동하는 것을 더 포함하는 공작기계의 연속 가공 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 복수 회의 단품 가공이 종료된 후, 상기 소재를 언클램핑하는 것을 더 포함하는 공작기계의 연속 가공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 소재 공급기로부터 상기 소재를 상기 주축으로 공급하는 것은 상기 주축의 전단으로부터 상기 소재의 전단이 돌출되도록 상기 소재의 가공 시작 위치로 상기 소재를 공급하는 것을 포함하는 공작기계의 연속 가공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 소재의 잔재 길이를 측정하는 것을 더 포함하는 공작기계의 연속 가공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 주축은 상기 소재를 클램핑 및 언클램핑하는 콜렛 척을 포함하는 공작기계의 연속 가공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 소재 공급기는 상기 소재의 후단을 회전 가능하게 클램핑할 수 있는 핑거 척을 포함하는 공작기계의 연속 가공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 주축을 이동시키는 것은 상기 설정된 클램핑 동작 개시 위치가 파라미터로 입력된 CNC의 구동 프로그램을 수행하는 것을 포함하는 공작기계의 연속 가공 방법.
축선 방향을 따라 전후 이동 가능하도록 설치되고 관통홀을 통해 공급되는 소재를 클램핑 및 언클램핑할 수 있는 주축;
상기 주축의 후방으로 기 설정된 거리만큼 이격 설치되고 상기 주축의 관통홀을 통해 상기 주축으로 상기 소재를 공급하기 위한 소재 공급기; 및
단품 가공을 위한 단품 가공 길이와 상기 소재의 길이를 비교하여 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 클램핑 동작 개시 위치로 설정하고 상기 클램핑 동작 개시 위치에서 상기 소재를 클램핑한 상태에서 상기 복수 회의 단품 가공을 연속적으로 수행하도록 상기 주축을 제어하는 제어 장치를 포함하는 공작기계.
제 1 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 단품 가공 길이와 상기 소재의 길이를 비교하여 수행 가능한 상기 단품 가공들의 횟수를 산출하고 상기 소재의 가공 시작 위치로부터 단품 가공 길이의 상기 복수 배의 거리만큼 떨어진 위치를 상기 클램핑 동작 개시 위치로 결정하는 공작기계.
제 11 항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 복수 회의 단품 가공이 종료된 후, 상기 주축의 전단으로부터 돌출된 소재의 길이가 상기 단품 가공 길이보다 작을 경우, 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 새로운 클램핑 동작 개시 위치로 설정하는 공작기계의 제어 장치.
제 11 항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 복수 회의 단품 가공이 종료된 후, 상기 단품 가공 길이가 상기 소재의 잔재 길이보다 작을 경우, 하나의 단품 가공 또는 복수 개의 단품들을 연속 가공할 수 있는 위치를 새로운 클램핑 동작 개시 위치로 설정하는 공작기계.
제 11 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 복수 회의 단품 가공이 종료된 후, 상기 소재를 언클램핑하도록 제어하는 공작기계.
제 11 항에 있어서, 상기 소재 공급기는 상기 주축의 전단으로부터 상기 소재의 전단이 돌출되도록 상기 소재의 가공 시작 위치로 상기 소재를 공급하는 공작기계.
제 11 항에 있어서, 상기 주축은 상기 소재를 클램핑 및 언클램핑하는 콜렛 척을 포함하는 공작기계.
제 11 항에 있어서, 상기 소재 공급기는 상기 소재의 후단을 회전 가능하게 클램핑할 수 있는 핑거 척을 포함하는 공작기계
제 11 항에 있어서, 상기 소재의 길이를 측정하기 위한 센서를 더 포함하는 공작기계.
제 11 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 설정된 클램핑 동작 개시 위치가 파라미터로 작성된 구동 프로그램에 따라 상기 주축을 제어하기 위한 수치 제어 장치를 포함하는 공작기계.