KR20230023581A - 선반, 및 그 절단 바이트 파손 검출 방법 - Google Patents

Abstract

[해결하려고 하는 과제] 연속 가공 중의 가공 시간을 길게 할 필요가 없고, 절단 바이트 파손을 검출하는 정밀도를 향상시키는 것이 가능한 선반을 제공한다.
[해결 수단] 선반(1)은 주축(11), 대향 주축(16), 공구대(30), 제어부(70), 및 접촉형 파손 검출부(40)를 구비한다. 제어부(70)는, 주축(11)이 파지하고 있는 봉재(B1)를 대향 주축(16)이 파지하고 있는 상태에서 절단 동작이 행해진 직후의 제1 검출 타이밍(ST3)에 있어서, 주축(11)과 대향 주축(16) 중 적어도 한쪽을 제어하기 위한 제어 파라미터에 기초하여 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 처리를 행한다. 또한, 제어부(70)는, 제1 검출 타이밍(ST3)과는 상이한 제2 검출 타이밍(ST6)에 있어서, 접촉형 파손 검출부(40)에 의한 검출 결과에 따라서 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 처리를 행한다.

Description

선반, 및 그 절단 바이트 파손 검출 방법{LATHE AND METHOD OF DETECTING CUT-OFF TOOL BREAKAGE}

본 발명은, 절단 바이트의 파손을 검출하는 수단을 구비하는 선반, 및 그 절단 바이트 파손 검출 방법에 관한 것이다.

선반으로서, 급재기(給材機)에 의해 공급된 봉재(棒材)로부터 반복하여 공작물을 잘라내어 제품을 연속하여 형성하는 NC(수치 제어) 선반이 알려져 있다. NC 선반은, 정면 주축에 파지되어 있는 봉재의 선단부의 정면 가공을 공구대에 장착되어 있는 공구로 행하고, 정면 가공 후의 봉재의 선단부를 배면 주축으로 파지하고, 공구대에 장착되어 있는 절단 바이트로 봉재를 절단한다. 이로써, 배면 주축에 파지되어 있는 정면 가공 후의 공작물이 봉재로부터 분리된다. 또한, NC 선반은, 공작물의 배면 가공을 공구대에 장착되어 있는 공구로 행하고, 얻어지는 제품을 배출한다.

절단 바이트가 파손되면, 봉재로부터 공작물을 분리할 수 없게 된다. 그래서, NC 선반은 절단 바이트의 파손을 검출하는 수단을 구비하고 있다.

특허문헌 1에 개시된 2주축 대향 선반은, NC 장치로부터의 위치 지령과, 이동측 주축대(主軸臺)의 주축대 이송 모터의 펄스 인코더 등에 의해 검출되는 위치 피드백 신호의 차(差) 신호인 위치편차를 검출하는 위치편차 검출 수단을 구비하고 있다. 해당 2주축 대향 선반은, 고정측 주축대와 이동측 주축대를 서로 저속 격리시키는 지령을 부여하고, 이 때 검출되는 위치편차가 설정값을 초과하면 공작물이 분리되어 있지 않다고 판단하여 경보를 발하여 장치를 정지시킨다. 절단 바이트가 파손되어 있는 경우, 위치편차가 커지므로, 경보가 발령되어 장치가 정지한다.

전술한 절단 바이트 파손 검출 수단은, 절단 동작 후에 봉재의 선단부가 잔존하고 있으면 진출 시에 해당 선단부에 접촉하는 검출자(檢出子)를 사용하지 않으므로, 비메커니즘식 파손 검출 수단이라고 말할 수 있다.

일본공개특허 평5-245740호 공보

급재기로부터 새로운 봉재가 정면 주축에 공급되었을 때나 연속 가공을 재개했을 때, 봉재를 위치 결정하기 위하여, 배면 주축이 봉재의 선단부를 파지하고 있지 않은 상태에서 절단 바이트에 의해 봉재의 선단부를 잘라내는 탑 컷 처리를 행하는 경우가 있다. 이 경우에 있어서, 절단 바이트가 파손되어 있으면, 봉재에 있어서 잘라내어져야 할 선단부가 잔존하고, 나중의 가공 동작에 영향을 준다. 그러나, 전술한 비메커니즘식 파손 검출 수단은, 정면 주축이 파지하고 있는 봉재를 배면 주축이 파지하고 있지 않은 상태에서 절단 동작이 행해진 경우, 절단 바이트의 파손을 검출할 수 없다.

또한, 탑 컷 처리를 행하지 않는 경우라도, 연속 가공을 개시할 때 정면 주축이 파지하고 있는 봉재를 배면 주축이 파지하고 있지 않은 경우가 있다. 이 경우도, 전술한 비메커니즘식 파손 검출 수단은 절단 바이트의 파손을 검출할 수 없다.

여기에서, 비메커니즘식 파손 검출 수단 대신, 절단 동작 후에 봉재의 선단부가 잔존하고 있으면 진출 시에 해당 선단부에 접촉하는 검출자를 구비하는 메커니즘식 파손 검출 수단을 사용하는 것을 상정한다. 메커니즘식 파손 검출 수단은, 탑 컷 처리의 직후 등에서도 절단 바이트 파손을 검출할 수 있다. 그러나, 메커니즘식 파손 검출 수단은 검출자를 이동시키는 시간이 필요하므로, 연속 가공 시간이 길어져 버린다.

본 발명은, 연속 가공 중의 가공 시간을 길게 할 필요가 없고, 절단 바이트 파손을 검출하는 정밀도를 향상시키는 것이 가능한 선반, 및 그 절단 바이트 파손 검출 방법을 개시하는 것이다.

본 발명의 선반은,

봉재를 해방 가능하게 파지하는 주축과,

상기 주축으로부터 전방으로 나와 있는 상기 봉재의 선단부를 해방 가능하게 파지하는 대향 주축과,

상기 주축에 파지되어 있는 상기 봉재를 절단하는 절단 바이트가 장착된 공구대와,

상기 주축, 상기 대향 주축, 및 상기 공구대의 동작을 제어하는 제어부와,

상기 절단 바이트에 의해 상기 봉재를 절단하는 절단 동작 후에 상기 봉재의 선단부가 잔존하고 있으면 해당 선단부에 접촉하는 진출 위치에 진퇴 가능한 검출자를 가지고, 상기 진출 위치에 진출한 상기 검출자가 상기 봉재의 선단부에 접촉하면 상기 절단 바이트가 파손되어 있다고 검출하는 접촉형 파손 검출부를 구비하고,

상기 제어부는,

상기 주축이 파지하고 있는 상기 봉재를 상기 대향 주축이 파지하고 있는 상태에서 상기 절단 동작이 행해진 직후의 제1 검출 타이밍에 있어서, 상기 주축과 상기 대향 주축 중 적어도 한쪽을 제어하기 위한 제어 파라미터에 기초하여 상기 절단 바이트가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 처리를 행하고,

상기 제1 검출 타이밍과는 상이한 제2 검출 타이밍에 있어서, 상기 접촉형 파손 검출부에 의한 검출 결과에 따라서 상기 절단 바이트가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 처리를 행하는, 태양(態樣)을 포함한다.

또한, 본 발명의 선반의 절단 바이트 파손 검출 방법은,

봉재를 해방 가능하게 파지하는 주축과,

상기 주축으로부터 전방으로 나와 있는 상기 봉재의 선단부를 해방 가능하게 파지하는 대향 주축과,

상기 주축에 파지되어 있는 상기 봉재를 절단하는 절단 바이트가 장착된 공구대와,

상기 절단 바이트에 의해 상기 봉재를 절단하는 절단 동작 후에 상기 봉재의 선단부가 잔존하고 있으면 해당 선단부에 접촉하는 진출 위치에 진퇴 가능한 검출자를 가지고, 상기 진출 위치에 진출한 상기 검출자가 상기 봉재의 선단부에 접촉하면 상기 절단 바이트가 파손되어 있다고 검출하는 접촉형 파손 검출부를 구비하는 선반의 절단 바이트 파손 검출 방법으로서,

상기 주축이 파지하고 있는 상기 봉재를 상기 대향 주축이 파지하고 있는 상태에서 상기 절단 동작이 행해진 직후의 제1 검출 타이밍에 있어서, 상기 주축과 상기 대향 주축 중 적어도 한쪽을 제어하기 위한 제어 파라미터에 기초하여 상기 절단 바이트가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 제1 공정과,

상기 제1 검출 타이밍과는 상이한 제2 검출 타이밍에 있어서, 상기 접촉형 파손 검출부에 의한 검출 결과에 따라서 상기 절단 바이트가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 제2 공정을 포함하는 태양을 가진다.

본 발명에 의하면, 연속 가공 중의 가공 시간을 길게 할 필요가 없고, 절단 바이트 파손을 검출하는 정밀도를 향상시키는 선반, 및 그 절단 바이트 파손 검출 방법을 제공할 수 있다.

[도 1] 가이드 부시(guide bush)가 장착되어 있는 선반의 구성예를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
[도 2] 가이드 부시가 분리되어 있는 선반의 구성예를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
[도 3] 절단 바이트의 파손을 검출하는 접촉형 파손 검출부가 형성된 공구대의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
[도 4] 연속 가공 시에 절단 바이트가 봉재를 절단하는 절단 동작의 예를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
[도 5] 탑 컷 처리 시에 절단 바이트가 봉재를 절단하는 절단 동작의 예를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
[도 6] 선반의 전기 회로의 구성예를 모식적으로 나타내는 블록도이다.
[도 7] 정면 주축대의 제어계의 예를 모식적으로 나타내는 블록도이다.
[도 8] 가공 처리의 예를 모식적으로 나타내는 플로차트다.
[도 9] 메커니즘식 파손 검출 처리의 예를 모식적으로 나타내는 플로차트다.
[도 10] 비메커니즘식 파손 검출 처리의 예를 모식적으로 나타내는 플로차트다.

이하, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 물론, 이하의 실시형태는 본 발명을 예시하는 것에 지나지 않고, 실시형태에 나타내는 특징의 전부가 발명의 해결 수단에 필수가 된다고는 한정되지 않는다.

(1) 본 발명에 포함되는 기술의 개요:

먼저, 도 1∼10에 나타내어지는 예를 참조하여 본 발명에 포함되는 기술의 개요를 설명한다. 그리고, 본원의 도면은 모식적으로 예를 나타내는 도면이며, 이들 도면에 나타내어지는 각 방향의 확대율은 상이한 경우가 있고, 각 도면은 정합하고 있지 않은 경우가 있다. 물론, 본 기술의 각 요소는, 부호에서 나타내어지는 구체예에 한정되지 않는다.

[태양 1]

도 1∼3 등에 예시한 바와 같이, 본 기술의 일 태양에 관한 선반(1)은, 주축 [예를 들면, 정면 주축(11)], 대향 주축[예를 들면, 배면 주축(16)], 공구대(30), 제어부[예를 들면, NC 장치(70)], 및 접촉형 파손 검출부(40)를 구비한다. 상기 주축(11)은 봉재(B1)를 해방 가능하게 파지한다. 상기 대향 주축(16)은, 상기 주축(11)으로부터 전방으로 나와 있는 상기 봉재(B1)의 선단부(B1a)를 해방 가능하게 파지한다. 상기 공구대(30)는, 상기 주축(11)에 파지되어 있는 상기 봉재(B1)를 절단하는 절단 바이트(TO3)가 장착되어 있다. 상기 제어부(70)는 상기 주축(11), 상기 대향 주축(16), 및 상기 공구대(30)의 동작을 제어한다. 상기 접촉형 파손 검출부(40)는, 상기 절단 바이트(TO3)에 의해 상기 봉재(B1)를 절단하는 절단 동작 후에 상기 봉재(B1)의 선단부(B1a)가 잔존하고 있으면 그 선단부(B1a)에 접촉하는 진출 위치(P1)에 진퇴 가능한 검출자(41)를 가지고, 상기 진출 위치(P1)에 진출한 상기 검출자(41)가 상기 봉재(B1)의 선단부(B1a)에 접촉하면 상기 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있다고 검출한다. 상기 제어부(70)는, 상기 주축(11)이 파지하고 있는 상기 봉재(B1)를 상기 대향 주축(16)이 파지하고 있는 상태에서 상기 절단 동작이 행해진 직후의 제1 검출 타이밍(예를 들면, 도 4에 나타내는 상태 ST3)에 있어서, 상기 주축(11)과 상기 대향 주축(16) 중 적어도 한쪽을 제어하기 위한 제어 파라미터[예를 들면, 도 7에 나타내는 위치편차(SG2)]에 기초하여 상기 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 처리를 행한다. 해당 제어부(70)는, 상기 제1 검출 타이밍(ST3)과는 상이한 제2 검출 타이밍(예를 들면, 도 5에 나타내는 상태 ST6)에 있어서, 상기 접촉형 파손 검출부(40)에 의한 검출 결과에 따라서 상기 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 처리를 행한다.

주축(11)이 파지하고 있는 봉재(B1)를 대향 주축(16)이 파지하고 있는 상태에서 절단 동작이 행해진 직후의 제1 검출 타이밍(ST3)에 있어서는, 주축(11)과 대향 주축(16) 중 적어도 한쪽을 제어하기 위한 제어 파라미터(SG2)에 기초하여 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지가 판정된다. 이 경우, 진퇴 동작을 수반하는 검출자(41)가 절단 바이트 파손 검출에 사용되지 않으므로, 연속 가공 중의 가공 시간이 길어지지 않는다. 제1 검출 타이밍(ST3)과는 상이한 제2 검출 타이밍(ST6)에 있어서는, 접촉형 파손 검출부(40)에 의한 검출 결과에 따라서 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지가 판정된다. 이로써, 제어 파라미터(SG2)에 기초하여 절단 바이트 파손을 검출할 수 없는 제2 검출 타이밍(ST6)도, 절단 바이트 파손을 검출할 수 있다.

이상으로부터, 상기 태양 1은, 연속 가공 중의 가공 시간을 길게 할 필요가 없고, 절단 바이트 파손을 검출하는 정밀도를 향상시키는 선반을 제공할 수 있다.

여기에서, 주축이 파지하고 있는 봉재를 대향 주축이 파지하고 있는 상태에서 절단 동작이 행해진 직후는, 절단 바이트가 정상인 경우에 봉재를 절단한 시점(時点)으로부터 주축과 대향 주축 중 적어도 한쪽이 주축 중심선을 따라 이동을 개시하는 시점까지를 의미한다.

본원에서의 「제1」 및 「제2」는, 서로 유사점을 가지는 2개의 구성 요소에 포함되는 각 구성 요소를 식별하기 위한 용어이며, 순서를 의미하지 않는다.

전술한 부언은, 이하의 태양에 있어서도 적용된다.

[태양 2]

도 5에 예시한 바와 같이, 상기 제2 검출 타이밍은, 상기 주축(11)이 파지하고 있는 상기 봉재(B1)를 상기 대향 주축(16)이 파지하고 있지 않은 상태에서 상기 절단 동작이 행해진 직후의 타이밍(ST6)이라도 된다. 주축(11)이 파지하고 있는 봉재(B1)를 대향 주축(16)이 파지하고 있지 않은 상태에서 절단 동작을 행하는 탑 컷 처리의 직후에 있어서, 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있으면, 봉재(B1)에 있어서 잘라내어져야 할 선단부(B1a)가 잔존하고, 나중의 가공 동작에 영향을 준다. 본 태양은, 탑 컷 처리의 직후에 있어서도, 절단 바이트 파손을 검출할 수 있다.

또한, 상기 제2 검출 타이밍은, 상기 봉재(B1)의 연속 가공을 개시하는 타이밍이라도 된다. 연속 가공 개시 시에 탑 컷 처리가 행해지지 않는 경우라도, 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는 것에 의해, 봉재(B1)에 있어서 잘라내어져야 할 선단부(B1a)가 잔존하는 경우가 있다. 본 태양은, 연속 가공 개시에 있어서도, 절단 바이트 파손을 검출할 수 있다.

제2 검출 타이밍이 탑 컷 처리 직후와 연속 가공 개시 시 중 적어도 한쪽인 태양은, 절단 바이트 파손을 검출하는 정밀도를 향상시키는 바람직한 예를 제공할 수 있다.

여기에서, 주축이 파지하고 있는 봉재를 대향 주축이 파지하고 있지 않은 상태에서 절단 동작이 행해진 직후는, 절단 바이트가 정상인 경우에 봉재를 절단한 시점으로부터 주축이 주축 중심선을 따라 이동을 개시하는 시점까지를 의미한다. 이 부언은, 이하의 태양에 있어서도 적용된다.

[태양 3]

여기에서, 상기 주축(11)과 상기 대향 주축(16) 중, 한쪽을 제1 주축[예를 들면, 정면 주축(11)]으로 하고, 다른 쪽을 제2 주축[예를 들면, 배면 주축(16)]으로 한다. 도 7, 도 10에 예시한 바와 같이, 상기 제어 파라미터는, 상기 제1 주축(11)에서의 위치 지령(CM1)과 위치 피드백 신호(SG1)의 차 신호인 위치편차(SG2)라도 된다. 상기 제어부(70)는 상기 제1 검출 타이밍(ST3)에 있어서, 정지시키고 있는 상기 제1 주축(11)으로부터 상기 제2 주축(16)을 격리시키는 제어에 의해 상기 위치편차(SG2)가 소정량(예를 들면, 임계값 Td1)을 초과하면 상기 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있다고 판정해도 된다. 해당 제어부(70)는, 상기 위치편차(SG2)가 상기 소정량 Td1을 초과하지 않는 경우에 상기 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있지 않다고 판정해도 된다.

절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는 경우, 제1 주축(11)으로부터 이격되는 제2 주축(16)이 봉재(B1)를 통하여 제1 주축(11)을 인장하는 힘을 제1 주축(11)에 가하므로, 제1 주축(11)을 제어하기 위한 위치편차(SG2)가 커진다. 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있지 않은 경우, 봉재(B1)가 분단되어 있으므로, 제2 주축(16)은 제1 주축(11)에 힘을 가하지 않고, 제1 주축(11)을 제어하기 위한 위치편차(SG2)는 커지지 않는다. 따라서, 정지시키고 있는 제1 주축(11)으로부터 제2 주축(16)을 격리시키는 제어에 의해 위치편차(SG2)가 소정량 Td1을 초과하면 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있다고 판정할 수 있고, 위치편차(SG2)가 소정량 Td1을 초과하지 않는 경우에 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있지 않다고 판정할 수 있다.

또한, 절단 바이트 파손 판정을 위한 위치편차(SG2)는, 정지하고 있는 제1 주축(11)을 제어하기 위한 제어 파라미터이므로, 제1 주축(11)의 이동에 수반하는 위치편차(SG2)의 변동이 발생하지 않는다.

이상으로부터, 상기 태양 3은, 연속 가공 중의 절단 바이트 파손을 검출하는 정밀도를 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 태양 3에는 포함되지 않지만, 제1 검출 타이밍에서의 절단 바이트 파손 검출은, 이하의 수단 a1∼a7 등에 의해 행해져도 된다. 여기에서, 제1 주축이 제1 주축대에 설치되고, 제1 주축대 이송 모터가 제1 주축대를 이동시키고, 제1 주축 회전 모터가 제1 주축을 회전시키고, 제2 주축이 제2 주축대에 설치되고, 제2 주축대 이송 모터가 제2 주축대를 이동시키고, 제2 주축 회전 모터가 제2 주축을 회전시키는 것으로 한다.

(a1) 정지시키고 있는 제1 주축으로부터 제2 주축을 격리시키는 제어에 의해 주축 중심선 방향에서의 제1 주축의 실제의 위치가 지령되고 있는 위치로부터 소정량을 초과하여 벗어나는지 아닌지를 판정하는 수단

(a2) 정지시키고 있는 제1 주축으로부터 제2 주축을 격리시키는 제어에 의해 제1 주축대 이송 모터에 발생시키는 토크가 소정량을 초과하는지 아닌지를 판정하는 수단

(a3) 정지시키고 있는 제2 주축으로부터 제1 주축을 격리시키는 제어에 의해 상기 위치편차가 소정량을 초과하는지 아닌지를 판정하는 수단

(a4) 정지시키고 있는 제2 주축으로부터 제1 주축을 격리시키는 제어에 의해 주축 중심선 방향에서의 제1 주축의 실제의 위치가 지령 위치로부터 소정량을 초과하여 벗어나는지 아닌지를 판정하는 수단

(a5) 정지시키고 있는 제2 주축으로부터 제1 주축을 격리시키는 제어에 의해 제1 주축대 이송 모터에 발생시키는 토크가 소정량을 초과하는지 아닌지를 판정하는 수단

(a6) 제1 주축에 대하여 제2 주축을 상대적으로 회전시키는 제어에 의해 제1 주축의 실제의 회전 위치가 지령되고 있는 회전 위치로부터 소정량을 초과하여 벗어나는지 아닌지를 판정하는 수단

(a7) 제1 주축에 대하여 제2 주축을 상대적으로 회전시키는 제어에 의해 제1 주축 회전 모터에 발생시키는 토크가 소정량을 초과하는지 아닌지를 판정하는 수단

[태양 4]

도 3에 예시한 바와 같이, 상기 접촉형 파손 검출부(40)는, 상기 주축(11)의 중심선[예를 들면, 주축 중심선(AX1)]과 교차하는 방향(예를 들면, X축 방향)으로 상기 검출자(41)를 이동시키는 검출자 구동부[예를 들면, 실린더(42)]를 구비하고 있어도 된다. 해당 접촉형 파손 검출부(40)는, 상기 중심선(AX1)을 향하여 진출시킨 상기 검출자(41)가 상기 봉재(B1)의 선단부(B1a)에 접촉했는지 아닌지를 검출하는 접촉 검출부[예를 들면, 위치 센서(43)]를 구비하고 있어도 된다. 해당 접촉형 파손 검출부(40)는, 상기 중심선(AX1)을 향하여 진출시킨 상기 검출자(41)가 상기 봉재(B1)의 선단부(B1a)에 접촉한 것이 상기 접촉 검출부(43)에 의해 검출되는 것에 의해 상기 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있다고 검출해도 된다. 본 태양은, 탑 컷 처리 직후나 연속 가공 개시 시에 절단 바이트 파손을 검출하는 바람직한 예를 제공할 수 있다.

[태양 4']

상기 태양 4의 일례로서, 상기 접촉형 파손 검출부(40)는, 상기 주축(11)의 중심선[예를 들면, 주축 중심선(AX1)]과 직교하는 방향(예를 들면, X축 방향)으로 상기 검출자(41)를 퇴피 가능에 유지하는 실린더(42)를 구비하고 있어도 된다. 해당 접촉형 파손 검출부(40)는, 상기 실린더(42)에 대한 상기 검출자(41)의 위치를 검출하는 위치 센서(43)를 구비하고 있어도 된다. 해당 접촉형 파손 검출부(40)는, 상기 중심선(AX1)을 향하여 진출시킨 상기 검출자(41)의 위치가 상기 중심선(AX1)에 도달하지 않는 위치인 것이 상기 위치 센서(43)에 의해 검출되는 것에 의해 상기 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있다고 검출해도 된다. 본 태양은, 탑 컷 처리 직후나 연속 가공 개시 시에 절단 바이트 파손을 검출하는 더욱 바람직한 예를 제공할 수 있다.

그리고, 상기 태양 4'에는 포함되지 않지만, 접촉형 파손 검출부는 이하의 수단 b1∼b3 등이어도 된다. 여기에서, 공구대 이송 모터가 공구대를 이동시키고, 공구대용 서보앰프(servo amplifier)가 공구대 이송 모터에 토크 지령을 내리는 것으로 한다.

(b1) 회전 구동부(검출자 구동부의 예)에 의해 주축 중심선을 향하여 요동시킨 검출자의 정지 위치를 검출하는 센서(접촉 검출부의 예)에 의해 주축 중심선에 도달한 위치인지 아닌지를 검출하는 수단

(b2) 공구대에 설치된 검출자를 주축 중심선을 향하여 진출시키는 제어에 의해 공구대용 서보앰프(접촉 검출부의 예)가 공구대 이송 모터(검출자 구동부의 예)에 발생시키는 토크가 소정량을 초과하는지 아닌지를 판정하는 수단

상기 수단 b2에 있어서, 토크가 소정량을 초과하면, 검출자가 봉재의 선단부에 접촉하게 되고, 절단 바이트가 파손되어 있다고 검출된다.

(b3) 요동 가능한 검출자, 및 해당 검출자의 요동을 검출하는 센서(접촉 검출부의 예)가 설치된 공구대를 공구대 이송 모터(검출자 구동부의 예)에 의하여, 검출자가 주축 중심선을 향하여 진출하도록 이동시켰을 때 센서에 의해 검출자가 요동했는지 아닌지를 검출하는 수단

상기 수단 b3에 있어서, 검출자가 요동하면 봉재의 선단부에 접촉한 것으로 되므로, 센서가 검출자의 요동을 검출함으로써 절단 바이트가 파손되어 있다고 검출된다.

[태양 5]

또한, 본 기술의 일 태양에 관한 선반(1)의 절단 바이트 파손 검출 방법은, 주축(11), 대향 주축(16), 공구대(30), 및 접촉형 파손 검출부(40)를 구비하는 선반(1)의 절단 바이트 파손 검출 방법으로서, 이하의 공정 (A1), (A2)를 포함한다.

(A1) 상기 주축(11)이 파지하고 있는 상기 봉재(B1)를 상기 대향 주축(16)이 파지하고 있는 상태에서 상기 절단 동작이 행해진 직후의 제1 검출 타이밍(ST3)에 있어서, 상기 주축(11)과 상기 대향 주축(16) 중 적어도 한쪽을 제어하기 위한 제어 파라미터(SG2)에 기초하여 상기 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 제1 공정(예를 들면, 도 8에 나타내는 스텝 S120과 도 10)

(A2) 상기 제1 검출 타이밍(ST3)과는 상이한 제2 검출 타이밍(ST6)에 있어서, 상기 접촉형 파손 검출부(40)에 의한 검출 결과에 따라서 상기 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 제2 공정(예를 들면, 도 8에 나타내는 스텝 S112와 도 9)

상기 태양 5는 연속 가공 중의 가공 시간을 길게 할 필요가 없고, 절단 바이트 파손을 검출하는 정밀도를 향상시키는 선반의 절단 바이트 파손 검출 방법을 제공할 수 있다.

(2) 선반의 구성의 구체예:

도 1은, 가이드 부시(14)가 장착되어 있는 선반(1)의 구성을 모식적으로 예시하는 정면도이다. 도 2는, 가이드 부시(14)가(14)가 분리되어 있는 선반(1)의 구성을 모식적으로 예시하는 정면도이다. 도 3은, 절단 바이트(TO3)의 파손을 검출하는 접촉형 파손 검출부(40)가 설치된 공구대(30)를 가이드 부시(14)가(14) 및 봉재(B1)와 함께 모식적으로 예시하고 있다. 도 3에 있어서 이해하기 쉽게 나타내기 위해, 봉재(B1)에 망점이 넣어져 있다. 도 4는, 연속 가공 시에 절단 바이트(TO3)가 봉재(B1)를 절단하는 모양을 모식적으로 예시하는 평면도이다. 도 5는, 탑 컷 처리 시에 절단 바이트(TO3)가 봉재(B1)를 절단하는 모양을 모식적으로 예시하는 평면도이다.

도 1∼5 등에 있어서, 도면부호 D81은 상방향을 나타내고, 도면부호 D82는 하방향을 나타내고, 도면부호 D83은 좌방향을 나타내고, 도면부호 D84는 우방향을 나타내고, 도면부호 D85는 바로 앞 방향을 나타내고, 도면부호 D86은 안쪽 방향을 나타내고 있다. 그리고, 이들 방향은, 도 1에 나타내는 선반(1)을 보는 방향을 기준으로 하고 있다. 선반(1)의 제어축은, 「X」로 나타내어지는 X축, 「Y」로 나타내어지는 Y축, 및 「Z」로 나타내어지는 Z축을 포함하고 있다. Z축 방향은, 봉재(B1)의 회전 중심으로 되는 주축 중심선(AX1)을 따른 수평 방향이다. X축 방향은, Z축과 직교하는 수평 방향이다. Y축 방향은, Z축과 직교하는 연직 방향이다. 그리고, Z축과 X축은 교차하고 있으면 직교하고 있지 않아도 되고, Z축과 Y축은 교차하고 있으면 직교하고 있지 않아도 되고, X축과 Y축은 교차하고 있으면 직교하고 있지 않아도 된다. 또한, 본 명세서에 있어서 참조되는 도면은, 본 기술을 설명하기 위한 예를 제시하고 있는 것에 지나지 않고, 본 기술을 한정하는 것은 아니다. 각 부의 위치 관계의 설명은 예시에 지나지 않는다. 따라서, 좌우를 반대로 하거나, 회전 방향을 반대로 하는 것 등도, 본 기술에 포함된다. 방향이나 위치 등의 동일은 엄밀한 일치에 한정되지 않고, 오차에 의해 엄밀한 일치에서 벗어나는 것을 포함한다.

선반(1)은 정면 주축대(10), 정면 주축대 구동부(13), 배면 주축대(15), 배면 주축대 구동부(18), 지지대(25), 공구대(30), 공구대 구동부(31), 접촉형 파손 검출부(40), NC(수치 제어) 장치(70) 등을 구비하는 NC 선반이다. 여기에서, NC 장치(70)는 제어부의 예다. 정면 주축대(10)에는, 급재기(20)에 의해 후방으로부터 삽입된 봉재(B1)를 해방 가능하게 파지하는 주축의 예인 정면 주축(11)이 편입되어 있다. 정면 주축(11)의 전단(前端)(11a)은 배면 주축(16)에 대향하고, 정면 주축(11)의 후단(後端)(11b)은 급재기(20)에 대향하고 있다. 정면 주축(11)은 주축 중심선(AX1)을 따라 관통한 관통공(11h)을 가지고 있다. 관통공(11h)에는, 후방으로부터 봉재(B1)가 삽입된다. 배면 주축대(15)에는, 정면 주축(11)의 전단(11a)으로부터 전방으로 나와 있는 봉재(B1)의 선단부(B1a)를 해방 가능하게 파지하는 대향 주축의 예인 배면 주축(16)이 편입되어 있다. 배면 주축(16) 전단(16a)은, 정면 주축(11)의 전단(11a)과 대향하고 있다. 즉, 정면 주축(11)과 배면 주축(16)은 서로 대향하고 있다. 그리고, 정면 주축(11)에 대한 전방은, 봉재(B1)가 정면 주축(11)으로부터 압출(押出)되는 방향을 의미하고, 도 1에 나타내는 예에서는 우방향 D84이다. 정면 주축(11)에 대한 후방은, 정면 주축(11)으로부터 급재기(20)를 향하는 방향을 의미하고, 도 1에 나타내는 예에서는 좌방향 D83이다. 배면 주축(16)에 대한 전방은, 배면 주축(16)이 정면 주축(11) 쪽을 향하는 방향을 의미하고, 도 1에 나타내는 예에서는 좌방향 D83이다. 지지대(25)의 장착공(26)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이 가이드 부시(14)를 장착하는 것이 가능하며, 또한, 도 2에 나타내는 바와 같이 정면 주축(11)의 전부(前部)를 삽입하는 것이 가능하다. 따라서, 선반(1)은 가이드 부시(14)의 유무를 전환 가능한 주축 이동형 선반이다.

정면 주축(11)은, 전단(11a)을 포함하는 부분에 있어서 봉재(B1)를 해방 가능하게 파지하는 파지부(12)를 구비하고, 그 파지부(12)에 의해 봉재(B1)를 해방 가능하게 파지하고, 봉재(B1)와 함께 주축 중심선(AX1)을 중심으로 하여 회전 가능하다. NC 장치(70)는, 도 6에 예시하는 파지용 액추에이터(12a)를 구동시킴으로써 파지부(12)의 파지 상태를 제어한다. 파지부(12)는 예를 들면 콜릿(collet) 등에 의해 구성할 수 있다. NC 장치(70)는, 도시하지 않은 서보모터(예를 들면, 빌트인 모터)에 정면 주축(11)을 회전시키는 제어를 행한다. 정면 주축대 구동부(13)는, 정면 주축(11)이 편입된 정면 주축대(10)를 NC 장치(70)로부터의 지령에 따라서 Z축 방향으로 이동시킨다.

배면 주축(16)은, 전단(16a)을 포함하는 부분에 있어서 정면 가공 후의 봉재(B1)의 선단부(B1a)를 해방 가능하게 파지하는 파지부(17)를 구비하고, 그 파지부(17)에 의해 봉재(B1)의 선단부(B1a)를 해방 가능하게 파지하고, 봉재(B1)와 함께 주축 중심선(AX1)을 중심으로 하여 회전 가능하다. 제품이 되는 공작물(W1)은, 봉재(B1) 중 선단부(B1a)를 포함하는 부분이며, 절단 바이트(TO3)에 의해 봉재(B1)로부터 분리되는 부분이다. NC 장치(70)는 도 6에 예시하는 파지용 액추에이터(17a)를 구동시킴으로써 파지부(17)의 파지 상태를 제어한다. 파지부(17)는 예를 들면 콜릿 등에 의해 구성할 수 있다. NC 장치(70)는, 도시하지 않은 서보모터 (예를 들면, 빌트인 모터)에 배면 주축(16)을 회전시키는 제어를 행한다. 배면 주축대 구동부(18)는, 배면 주축(16)이 편입된 배면 주축대(15)를 NC 장치(70)로부터의 지령에 따라서 Z축 방향으로 이동시킨다. 배면 주축대 구동부(18)는, 배면 주축(16)이 편입된 배면 주축대(15)를 X축 방향과 Y축 방향 중 적어도 한쪽으로 이동시켜도 된다. 봉재(B1)로부터 분리된 공작물(W1)은 배면 가공에 의해 제품으로 된다.

정면 주축(11)에 봉재(B1)를 공급하는 급재기(20)는, 예를 들면 주축 중심선(AX1)을 따른 도시하지 않은 레일, 그 레일 상의 봉재(B1)를 정면 주축(11) 쪽(우방향 D84)로 이동시키는 도시하지 않은 구동부 등을 구비하고, 정면 주축(11)의 관통공(11h)에 후방으로부터 봉재(B1)를 삽입한다. 급재기(20)는, 정면 주축(11)에 공급하는 봉재(B1)가 없어졌는지 아닌지를 검출하고, 봉재(B1)가 없어진 것을 나타내는 부재없음 신호를 NC 장치(70)에 송신한다. 급재기(20)에는, 봉재를 파지하여 정면 주축에 보내주는 핑거 타입의 봉재 공급 장치, 봉재를 후방으로부터 누르는 것만으로 정면 주축에 보내주는 푸시풀(push-pull) 타입의 봉재 공급 장치 등을 사용할 수 있다. 봉재(B1)는, 장척의 원기둥형 재료라는 중실(中實)의 재료에 한정되지 않고, 장척의 원통형 재료라는 중공(中空)의 재료라도 된다.

지지대(25)는 Z축 방향에 있어서 정면 주축대(10)와 배면 주축대(15) 사이에 있고, Z축 방향으로 관통한 장착공(26)을 가지고 있다. 도 1에 나타내는 바와 같은 가이드 부시 사용 시, 가이드 부시(14)가 장착공(26)에 삽입되어 지지대(25)에 분리 가능하게 장착된다. 가이드 부시(14)는, 정면 주축(11)의 관통공(11h)로부터 전방으로 돌출한 봉재(B1)를 Z축 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지한다. 봉재(B1) 중 가이드 부시(14)로부터 배면 주축(16) 쪽(우방향 D84)으로 돌출하는 부분이 공구(TO1)에 의해 가공된다. 도 2에 나타내는 바와 같은 가이드 부시 미사용 시, 정면 주축(11)의 전부가 장착공(26)에 삽입된다. 봉재(B1) 중 정면 주축(11)으로부터 전방(우방향 D84)으로 돌출하는 부분이 공구(TO1)에 의해 가공된다.

공구대(30)는 봉재(B1)를 가공하기 위한 복수의 공구(TO1)가 장착되고, X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하다. 공구대 구동부(31)는, NC 장치(70)로부터의 지령에 따라서 공구대(30)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시킨다. 공구대 구동부(31)는 공구대(30)를 Z축 방향으로 이동시켜도 된다. 공구대(30)는 도 3에 나타내는 바와 같이 빗형 공구대라도 되고, 터릿(turret) 공구대 등이어도 된다. 선반(1)은, 배면 주축(16)에 파지되어 있는 공작물(W1)의 배면 가공을 행하는 배면 가공용 공구대를 구비하고 있어도 된다. 복수의 공구(TO1)에는, 절단 바이트(TO3)를 포함하는 바이트(TO2), 회전 드릴이나 엔드밀이라는 회전 공구 등이 포함된다. 도 3에 나타내는 공구대(30)는, 절단 바이트(TO3)가 장착된 공구대(30A), 및 접촉형 파손 검출부(40)가 형성된 공구대(30B)를 포함하고 있다. 공구대(30A)에는, 최하부에 배치되어 있는 절단 바이트(TO3)를 포함하여 복수의 바이트(TO2)가 주축 중심선(AX1)측(내측 방향 D86)으로 돌출하는 상태로 장착되어 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 절단 바이트(TO3)는, 봉재(B1)를 정면 주축(11)과 배면 주축(16) 사이에서 절단함으로써, 배면 주축(16)에 파지되어 있는 봉재(B1)의 선단부(B1a)를 포함하는 공작물(W1)을 봉재(B1)로부터 분리한다. 도 3에 나타내는 공구대(30B)에는, 검출자(41)가 주축 중심선(AX1) 측(바로 앞 방향 D85)으로 돌출하는 상태로 접촉형 파손 검출부(40)가 형성되어 있다.

그리고, 공구대(30A, 30B)는, 일체화되어 단일의 공구대 구동부(31)에 의해 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 되어도 되고, 별개의 공구대 구동부에 의해 적어도 X축 방향에 있어서 서로 독립적으로 이동 가능하게 되어도 된다. 또한, 절단 바이트(TO3)는 공구대(30A) 대신 공구대(30B)에 장착되어도 되고, 접촉형 파손 검출부(40)는 공구대(30B) 대신 공구대(30A)에 장착되어도 된다.

도 4는, 연속 가공 시에 절단 바이트(TO3)가 공작물(W1)을 봉재(B1)로부터 분리하는 절단 동작을 나타내고 있다. 도 4에 있어서, 파지부(12, 17)의 「폐」는, 도 6에 나타내는 파지용 액추에이터(12a, 17a)에 의해 파지부(12, 17)가 체결되어 봉재(B1)를 파지하고 있는 것을 나타내고 있다. 도 4는 가이드 부시 미사용 시의 절단 동작을 나타내고 있지만, 가이드 부시 사용 시에는 가이드 부시(14)가 봉재(B1)를 유지하고 있는 상태에서 절단 동작이 행해진다.

도 4에 나타내는 상태 ST1은, 정면 주축(11)의 파지부(12)가 봉재(B1)를 파지하고 있는 상태에서 배면 주축(16)의 파지부(17)가 봉재(B1)의 선단부(B1a)를 포함하는 공작물(W1)을 파지한 상태이다. NC 장치(70)는, 봉재(B1)를 파지하고 있는 정면 주축(11) 및 배면 주축(16)을 회전시키고 있는 상태에서 절단 바이트(TO3)의 선단(TO3a)을 공구대(30)와 함께 정면 주축(11)과 배면 주축(16) 사이에서 주축 중심선(AX1)을 넘을 때까지 X축 방향(내측 방향D86)으로 이동시키는 제어를 행한다. 이로써, 봉재(B1)가 정면 주축(11)과 배면 주축(16) 사이에서 절단된 상태 ST2, 즉 배면 주축(16)에 파지되어 있는 공작물(W1)이 봉재(B1)로부터 분리된 상태 ST2로 된다. 다음으로, NC 장치(70)는, 절단 바이트(TO3)를 공구대(30)와 함께 공작물(W1)과 봉재(B1) 사이로부터 퇴피시키는 제어를 행한다. 도 4에 나타내는 상태 ST3은, 정면 주축(11)이 파지하고 있는 봉재(B1)를 배면 주축(16)이 파지하고 있는 상태에서 절단 동작이 행해진 직후의 제1 검출 타이밍의 예다.

절단 바이트(TO3)가 파손되면, 봉재(B1)로부터 공작물(W1)을 분리할 수 없게 된다. 그래서, 절단 바이트(TO3)의 파손을 검출하는 것이 요망된다. 본 구체예의 선반(1)은, 연속 가공 시에 있어서 정면 주축(11)을 제어하기 위한 제어 파라미터에 기초하여 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 비메커니즘식 파손 검출 수단을 구비하고 있다. 절단 바이트 파손 검출에 제어 파라미터를 사용함으로써, 연속 가공 시에 있어서 신속히 절단 바이트 파손 검출을 행할 수 있다. 비메커니즘식 파손 검출 수단에 의한 절단 바이트 파손 검출은, 정면 주축(11)이 파지하고 있는 봉재(B1)를 대향 주축(16)이 파지하고 있는 상태에서 절단 동작이 행해진 직후에 한정된다.

절단 동작은 도 5에 나타내는 바와 같이, 배면 주축(16)이 봉재(B1)의 선단부(B1a)를 파지하고 있지 않은 상태에서 절단 바이트(TO3)에 의해 봉재(B1)의 선단부(B1a)를 잘라내는 탑 컷 처리의 직후에도 행해진다. 급재기(20)로부터 공급되는 새로운 봉재(B1)의 선단면은, 정면 주축(11)이나 가이드 부시(14)에 통과하기 쉽게 하기 위한 면취(chamfer)가 행해져 있다. 또한, 봉재(B1)의 도중까지 사용한 상태로부터 연속 가공을 재개할 때는, 봉재(B1)의 선단면의 시간 경과의 변화가 상정된다. 탑 컷 처리를 행하는 것은, 급재기(20)로부터 새로운 봉재(B1)가 정면 주축(11)에 공급되었을 때나 연속 가공을 재개했을 때 봉재(B1)의 선단면을 절삭하여 정밀도 있는 치수를 내거나, 봉재(B1)를 위치 결정하거나 하기 위해서다. 도 5에 나타내는 상태 ST4는, 정면 주축(11)의 파지부(12)가 봉재(B1)를 파지하고 있는 상태에서 배면 주축(16)의 파지부(17)가 봉재(B1)를 파지하고 있지 않은 상태이다. NC 장치(70)는, 봉재(B1)를 파지하고 있는 정면 주축(11)을 회전시키고 있는 상태에서 절단 바이트(TO3)의 선단(TO3a)을 공구대(30)와 함께 정면 주축(11)의 전방의 주축 중심선(AX1)을 넘을 때까지 X축 방향(내측 방향 D86)으로 이동시키는 제어를 행한다. 이로써, 봉재(B1)가 정면 주축(11)의 전방에서 절단된 상태 ST5, 즉 봉재(B1)로부터 선단부(B1a)가 분리된 상태 ST5로 된다. 다음으로, NC 장치(70)는, 절단 바이트(TO3)를 공구대(30)와 함께 정면 주축(11)의 전방의 주축 중심선(AX1)으로부터 퇴피시키는 제어를 행한다. 도 5에 나타내는 상태 ST6은, 정면 주축(11)이 파지하고 있는 봉재(B1)를 배면 주축(16)이 파지하고 있지 않은 상태에서 절단 동작이 행해진 직후의 제2 검출 타이밍의 예다.

탑 컷 처리의 직후에 있어서도, 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있으면, 봉재(B1)에 있어서 잘라내어져야 할 선단부(B1a)가 잔존하고, 나중의 가공 동작에 영향을 준다. 또한, 탑 컷 처리를 행하지 않는 경우라도, 연속 가공을 개시할 때 정면 주축(11)이 파지하고 있는 봉재(B1)를 배면 주축(16)이 파지하고 있지 않은 경우가 있다. 이 경우도, 비메커니즘식 파손 검출 수단은 절단 바이트 파손을 검출할 수 없다.

본 구체예의 선반(1)은 비메커니즘식 파손 검출 수단에 더하여, 도 3에 나타내는 바와 같이, 절단 바이트 파손을 검출하기 위한 접촉형 파손 검출부(40)를 구비하고 있다.

도 3에 나타내는 접촉형 파손 검출부(40)는, 공구대(30B)로부터 주축 중심선(AX1) 측(바로 앞 방향 D85)으로 돌출하는 검출자(41), 공구대(30B)에 편입된 실린더(42), 및 공구대(30B)에 편입된 위치 센서(43)를 구비하고 있다. 여기에서, 실린더(42)는 검출자 구동부의 예고, 위치 센서(43)는 접촉 검출부의 예다. 검출자(41)는, 실린더(42)에 대하여 주축 중심선(AX1)과 직교하는 X축 방향으로 진퇴 가능하게 유지되고 있다. 실린더(42)는 검출자(41)를 X축 방향으로 퇴피가능하게 유지하고, 검출자(41)에 바로 앞 방향 D85로 힘을 가하고 있다. 위치 센서(43)는 실린더(42)에 대한 검출자(41)의 위치를 검출한다. 절단 바이트 파손 검출이 행해질 때, 검출자(41)의 돌출 방향으로 주축 중심선(AX1)이 존재하는 상태에 있어서, 봉재(B1)의 선단부(B1a)가 잔존하고 있지 않으면 검출자(41)의 선단(41a)이 주축 중심선(AX1)을 넘는 위치까지 공구대(30B)가 바로 앞 방향 D85로 이동한다. 따라서, 검출자(41)는, 절단 바이트(TO3)에 의해 봉재(B1)를 절단하는 절단 동작 후에 봉재(B1)의 선단부(B1a)가 잔존하고 있으면 그 선단부(B1a)에 접촉하는 진출 위치(P1)에 진퇴 가능하다. 접촉형 파손 검출부(40)는, 진출 위치(P1)에 진출한 검출자(41)가 봉재(B1)의 선단부(B1a)에 접촉하면 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있다고 검출한다.

이상으로부터, 이동 직후에 검출자(41)가 주축 중심선(AX1)에 도달한 위치인 것이 위치 센서(43)에 의해 검출되면, 절단 바이트(TO3)는 파손되어 있지 않다고 판정된다. 검출자(41)가 봉재(B1)의 선단부(B1a)에 부딪혀 이동 직후에 검출자(41)가 주축 중심선(AX1)에 도달하지 않는 위치인 것이 위치 센서(43)에 의해 검출되면, 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있다고 판정된다. 접촉형 파손 검출부(40)는 검출자(41)를 이동시키므로, 메커니즘식 파손 검출 수단이라고 할 수 있다.

접촉형 파손 검출부(40)는 공구대(30)와 함께 검출자(41)를 이동시킬 필요가 있으므로, 비메커니즘식 파손 검출 수단보다 절단 바이트 파손 검출에 시간이 걸린다. 그러므로, 연속 가공 시의 절단 바이트 파손 검출에 접촉형 파손 검출부(40)를 사용하면, 연속 가공 시간이 길어진다.

그래서, 본 구체예의 선반(1)은, 비메커니즘식 파손 검출 수단에 의해 절단 바이트 파손을 검출할 수 없는 제2 검출 타이밍에 한정하여 접촉형 파손 검출부(40)에서 절단 바이트 파손 검출을 행하는 것으로 하고 있다. 이로써, 연속 가공 중의 가공 시간을 길게 할 필요가 없어, 절단 바이트 파손을 검출하는 정밀도가 향상된다.

도 6은, NC 장치(70)를 구비하는 선반(1)의 전기 회로의 구성을 모식적으로 예시하고 있다. NC 장치(70)에는 조작부(80), 급재기(20), 정면 주축대 구동부(13), 정면 주축(11)의 회전 구동부(도시하지 않음), 파지용 액추에이터(12a), 배면 주축대 구동부(18), 배면 주축(16)의 회전 구동부(도시하지 않음), 파지용 액추에이터(17a), 공구대 구동부(31), 접촉형 파손 검출부(40)의 위치 센서(43) 등이 접속되어 있다. 파지용 액추에이터(12a)는 도 1, 도 2에 나타내는 정면 주축(11)의 파지부(12)를 구동한다. 파지용 액추에이터(17a)는 도 1, 도 2에 나타내는 배면 주축(16)의 파지부(17)를 구동한다. NC 장치(70)는, 프로세서인 CPU(71), 반도체 메모리인 ROM(72), 반도체 메모리인 RAM(73), 시계 회로(74), I/F(인터페이스)(75) 등을 구비하고 있다. 도 6에서는, 조작부(80), 급재기(20), 정면 주축대 구동부(13), 파지용 액추에이터(12a), 배면 주축대 구동부(18), 파지용 액추에이터(17a), 공구대 구동부(31), 위치 센서(43) 등의 I/F를 통합하여 I/F75로 나타내고 있다. ROM(72)에는, 가공 프로그램(PR2)을 해석하여 실행하기 위한 제어 프로그램(PR1)이 기입되어 있다. ROM(72)은 데이터를 고쳐쓰기 가능한 반도체 메모리라도 된다. RAM(73)에는, 오퍼레이터에 의해 작성된 가공 프로그램(PR2)이 고쳐쓰기 가능하게 기억된다. 가공 프로그램은 NC 프로그램으로도 불린다. CPU(71)은 RAM(73)을 작업 영역으로서 사용하고, ROM(72)에 기록되어 있는 제어 프로그램(PR1)을 실행함으로써, NC 장치(70)의 기능을 실현시킨다.

조작부(80)는 입력부(81) 및 표시부(82)를 구비하고, NC 장치(70)의 사용자 인터페이스로서 기능한다. 입력부(81)는 예를 들면, 오퍼레이터로부터 조작 입력을 접수하기 위한 버튼이나 터치패널로 구성된다. 표시부(82)는 예를 들면, 오퍼레이터로부터 조작 입력을 접수한 각종 설정의 내용이나 선반(1)에 관한 각종 정보를 표시하는 디스플레이로 구성된다. 오퍼레이터는, 조작부(80)나 외부의 컴퓨터(도시하지 않음)를 사용하여 가공 프로그램(PR2)을 RAM(73)에 기억시키는 것이 가능하다.

정면 주축대 구동부(13)는, 정면 주축(11)을 포함하는 정면 주축대(10)를 Z축을 따라 이동시키기 위하여, NC 장치(70)에 접속된 서보앰프(51), 및 해당 서보앰프(51)에 접속된 서보모터(52)를 구비하고 있다. 서보모터(52)는 제1 주축대 이송 모터의 예다. 서보앰프(51)는 NC 장치(70)로부터의 지령에 따라서, Z축 방향에 있어서 정면 주축대(10)의 위치 및 이동 속도를 제어한다. 서보모터(52)는 인코더(53)를 구비하고, 서보앰프(51)로부터의 지령에 따라서 회전하고, Z축 방향에 있어서 도시하지 않은 이송 기구(機構) 및 가이드를 통하여 정면 주축대(10)를 이동시킨다. 이송 기구에는 볼 나사에 의한 기구 등을 사용할 수 있고, 가이드에는 리니어 가이드 등을 사용할 수 있다.

배면 주축대 구동부(18)는, 배면 주축(16)을 포함하는 배면 주축대(15)를 Z축을 따라 이동시키기 위하여, NC 장치(70)에 접속된 서보앰프(61), 및 그 서보앰프(61)에 접속된 서보모터(62)를 구비하고 있다. 서보모터(62)는 제2 주축대 이송 모터의 예다. 서보앰프(61)는 NC 장치(70)로부터의 지령에 따라서, Z축 방향에 있어서 배면 주축대(15)의 위치 및 이동 속도를 제어한다. 서보모터(62)는 인코더(63)를 구비하고, 서보앰프(61)로부터의 지령에 따라서 회전하고, Z축 방향에 있어서 도시하지 않은 이송 기구 및 가이드를 통하여 배면 주축대(15)를 이동시킨다. 이송 기구에는 볼 나사에 의한 기구 등을 사용할 수 있고, 가이드에는 리니어 가이드 등을 사용할 수 있다.

또한, 배면 주축대 구동부(18)는 X축과 Y축 중 적어도 한쪽을 따라 배면 주축대(15)를 이동시키기 위하여, NC 장치(70)에 접속된 도시하지 않은 서보앰프, 및 해당 서보앰프에 접속된 도시하지 않은 서보모터를 구비하고 있어도 된다.

공구대 구동부(31)는 X축과 Y축을 따라 공구대(30)를 이동시키기 위하여, NC 장치(70)에 접속된 도시하지 않은 서보앰프, 및 해당 서보앰프에 접속된 도시하지 않은 서보모터(공구대 이송 모터의 예)를 구비하고 있다. 해당 서보모터는, 서보앰프로부터의 지령에 따라서 회전하고, X축 방향과 Y축 방향에 있어서 도시하지 않은 이송 기구 및 가이드를 통하여 공구대(30)를 이동시킨다.

도 7은, 정면 주축대(10)의 제어계를 모식적으로 예시하고 있다.

NC 장치(70)는 정면 주축(11)의 위치 지령(CM1)을 서보앰프(51)에 출력할 수 있다. 서보앰프(51)의 감산부(54)는 NC 장치(70)로부터 위치 지령(CM1)을 입력하고, 서보모터(52)의 인코더(53)로부터의 출력에 기초하여 위치 피드백 신호(SG1)를 입력하고, 위치편차(SG2)를 포지션 게인(position gain)에 출력한다. 위치편차(SG2)는, 정면 주축(11)에서의 위치 지령(CM1)과 위치 피드백 신호(SG1)의 차 신호이다. 서보앰프(51)는 NC 장치(70)에 위치편차(SG2)를 출력할 수 있다. 포지션 게인은 감산부(54)로부터 위치편차(SG2)를 입력하고, 위치편차(SG2)에 기초하여 속도 지령을 감산부(55)에 출력한다. 감산부(55)는 포지션 게인으로부터 속도 지령을 입력하고, 인코더(53)로부터의 출력에 기초하여 속도 피드백 신호를 입력하고, 속도 지령을 속도 피드백 신호에 기초하여 보정하여 속도 게인에 입력한다. 속도 게인은 감산부(55)로부터 보정된 속도 지령을 입력하고, 그 보정된 속도 지령에 기초하여 서보모터(52)에 토크 지령을 출력한다. 서보모터(52)의 토크는 서보모터(52)에 흐르는 전류에 비례하므로, 토크 지령은 서보모터(52)에 흐르는 전류값에 대응한다.

본 구체예의 NC 장치(70)는, 서보앰프(51)로부터 위치편차(SG2)를 취득하고, 연속 가공 시에 위치편차(SG2)에 기초하여 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 처리를 행한다. 위치편차(SG2)는, 정면 주축(11)을 제어하기 위한 제어 파라미터의 예다.

그리고, 배면 주축대(15)의 제어계도, 정면 주축대(10)의 제어계와 마찬가지다. 공구대(30)의 제어계도, 정면 주축대(10)의 제어계와 마찬가지다.

(3) 가공 처리의 구체예:

도 8은, 도 6에 나타내는 가공 프로그램(PR2)의 실행 시에 행해지는 가공 처리를 모식적으로 예시하고 있다. 가공 처리는 제어 프로그램(PR1)을 실행하는 NC 장치(70)에 의해 행해진다. 가공 처리가 행해지는 전제로서, NC 장치(70)는, 접촉형 파손 검출부(40)를 사용하는지 아닌지를 나타내는 메커니즘식 실행 플래그를 RAM(73)에 준비하고, 이 메커니즘식 실행 플래그를 온(예를 들면, 1)으로 하고 있다.

가공 처리가 개시되면, NC 장치(70)는 연속 가공의 1회째의 가공을 행할지 아닐지를 판단한다(스텝 S102). 이하, 「스텝」의 기재를 생략한다. 연속 가공의 1회째의 가공으로 되는 것은, 선반(1)의 전원을 온으로 한 직후나, 전원 온인채로 연속 가공을 정지한 후에 연속 가공을 재개하는 경우다. 이들의 경우, 정면 주축(11) 측은 도 4에 나타내는 상태 ST2와 같이 절단 바이트(TO3)의 선단(TO3a)이 주축 중심선(AX1)을 넘은 위치에서 정지하고, 배면 주축(16) 측은 도 5에 나타내는 상태 ST5와 같이 배면 주축(16)이 후방의 원점 위치(도시하지 않음)에 퇴피하고 있다. 원점 위치에 퇴피하고 있는 배면 주축(16)의 파지부(17)는, 공작물(W1)을 파지하고 있거나, 개방되어 공작물(W1)을 파지하고 있지 않다. 정면 주축(11)에 파지되어 있는 봉재(B1)가 절단 바이트(TO3)에 부딪치고 있는 경우, 봉재(B1)가 위치결정되어 있으므로, 탑 컷 처리를 행할 필요는 없다.

NC 장치(70)는, 연속 가공의 1회째의 가공을 행하는 경우에 메커니즘식 실행 플래그를 온으로 하고 나서(S104) 처리를 S106으로 진행시키고, 연속 가공의 2회째이후의 가공을 행하는 경우에 그대로 처리를 S106으로 진행시킨다.

S106에 있어서, NC 장치(70)는, 탑 컷 처리(도 5 참조)를 행했는지 아닌지를 판단한다. 전술한 바와 같이, 급재기(20)로부터 새로운 봉재(B1)가 정면 주축(11)에 공급되었을 때나 연속 가공을 재개했을 때 봉재(B1)의 위치의 기준을 만들기 위해, 탑 컷 처리가 행해진다. 탑 컷 처리는, 가공 프로그램(PR2)에 있어서 연속 가공 전으로 되는 개소에 기술된 탑 컷 지령이 실행되었을 때에 행해져도 된다. 연속 가공 중은, 절단 동작에 의해 봉재(B1)의 위치가 결정되므로, 탑 컷 처리를 행할 필요가 없다. 가공 프로그램(PR2)에 있어서 연속 가공 중이 되는 개소에는 탑 컷 지령이 기술되지 않는다.

NC 장치(70)는, 탑 컷 처리가 행해진 경우에 메커니즘식 실행 플래그를 온으로 하고 나서(S108) 처리를 S110으로 진행시키고, 탑 컷 처리가 행해지지 않은 경우에 그대로 처리를 S110으로 진행시킨다.

S110에 있어서, NC 장치(70)는, 메커니즘식 실행 플래그가 온인 경우에 S112∼S114의 처리를 행하고 나서 처리를 S116로 진행시키고, 메커니즘식 실행 플래그가 오프인 경우에 그대로 처리를 S116으로 진행시킨다. S112에 있어서, NC 장치(70)는, 접촉형 파손 검출부(40)를 사용하여 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 메커니즘식 파손 검출 처리를 행한다. 메커니즘식 파손 검출 처리가 행해지는 것은, 정면 주축(11)이 파지하고 있는 봉재(B1)를 배면 주축(16)이 파지하고 있는 상태에서 절단 동작이 행해진 직후의 제1 검출 타이밍(도 4에 나타내는 상태 ST3)과는 상이한 제2 검출 타이밍이다. 이 제2 검출 타이밍은 도 5에 나타내는 상태 ST6과 같이, 배면 주축(16)이 후방으로 퇴피하고 있다. 메커니즘식 파손 검출 처리 후, NC 장치(70)는 메커니즘식 실행 플래그를 오프(예를 들면, 0)로 하고(S114), 처리를 S116으로 진행시킨다.

도 9는, 도 8의 S112에 있어서 행해지는 메커니즘식 파손 검출 처리를 모식적으로 예시하고 있다.

메커니즘식 파손 검출 처리가 개시되면, NC 장치(70)는, 도 3에 나타내는 바와 같이 검출자(41)의 돌출 방향으로 주축 중심선(AX1)이 존재하는 상태에 있어서, 봉재(B1)의 선단부(B1a)가 잔존하고 있지 않으면 검출자(41)의 선단(41a)이 주축 중심선(AX1)을 넘는 위치까지 공구대(30B)를 바로 앞 방향 D85로 이동시키는 처리를 행한다(S202). 이 때, NC 장치(70)는 공구대 구동부(31)를 구동시킴으로써 공구대(30B)를 이동시킨다. S202에 있어서, 검출자(41)는 주축 중심선(AX1)을 향하여 진출한다.

다음으로, NC 장치(70)는 위치 센서(43)에 의한 검출자(41)의 검출 위치를 취득하고, 이 검출 위치에 기초하여 검출자(41)가 주축 중심선(AX1)에 도달했는지 아닌지를 판단한다(S204).

절단 바이트(TO3)가 정상인 경우, 즉 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있지 않은 경우, 봉재(B1)의 선단부(B1a)가 잔존하고 있지 않으므로, 검출자(41)는 선단부(B1a)에 접촉하지 않고, 주축 중심선(AX1)에 도달한다. 검출자(41)의 위치가 주축 중심선(AX1)에 도달한 위치인 것이 위치 센서(43)에 의해 검출되면, NC 장치(70)는 절단 바이트(TO3)가 정상이라고 판정하고, 처리를 S206으로 진행시킨다. S206에 있어서, NC 장치(70)는, 검출자(41)를 봉재(B1)의 이동 경로로부터 퇴피시키는 방향으로 공구대(30B)를 이동시키는 처리를 행하고, 메커니즘식 파손 검출 처리를 종료시킨다. 그 후, 도 8에 나타내는 S114에 있어서 메커니즘식 실행 플래그가 오프로 되고, 도 8에 나타내는 S116 이후의 처리가 행해진다.

절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는 경우, 봉재(B1)의 선단부(B1a)가 잔존하고 있으므로, 검출자(41)는 선단부(B1a)에 접촉하고, 주축 중심선(AX1)에 도달하지 않는다. 검출자(41)의 위치가 주축 중심선(AX1)에 도달하지 않는 위치인 것이 위치 센서(43)에 의해 검출되면, NC 장치(70)는 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있다고 판정하고, 처리를 S208로 진행시킨다. S208에 있어서, NC 장치(70)는 절단 바이트(TO3)의 파손을 나타내는 알람을 출력하고, 가공 처리를 정지시킨다. 알람을 출력하는 처리는, 알람을 표시부(82)에 표시시키는 처리, 알람음을 도시하지 않은 스피커로부터 출력시키는 처리, NC 장치(70)에 접속되어 있는 도시하지 않은 컴퓨터에 알람을 출력하는 처리 등으로 할 수 있다. 이 경우, 오퍼레이터는, 파손된 절단 바이트를 파손되어 있지 않은 절단 바이트로 교환함으로써, 도 8에 나타내는 S102로부터 가공 처리를 재개시킬 수 있다.

이상으로부터, 접촉형 파손 검출부(40)는, 진출 위치(P1)에 진출한 검출자(41)가 봉재(B1)의 선단부(B1a)에 접촉하지 않으면 절단 바이트 정상으로 검출하고, 진출 위치(P1)에 진출한 검출자(41)가 봉재(B1)의 선단부(B1a)에 접촉하면 절단 바이트 파손으로 검출한다. NC 장치(70)는, 접촉형 파손 검출부(40)에 의한 검출 결과에 따라서 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 처리를 행한다.

도 8에 나타내는 가공 처리가 계속되는 경우, S116에 있어서, NC 장치(70)는, 정면 주축(11)에 파지되어 있는 봉재(B1)의 선단부(B1a)의 정면 가공을 행하는 처리를 행한다. 이미 정면 가공이 행해진 공작물(W1)을 배면 주축(16)이 파지하고 있는 경우, NC 장치(70)는, 배면 주축(16)에 파지되어 있는 공작물(W1)의 배면 가공을 행하여 제품을 배출하는 처리를 행한다. S116에 있어서, NC 장치(70)는 정면 주축대 구동부(13)를 구동시킴으로써 정면 주축대(10)를 이동시키고, 도시하지 않은 회전 구동부를 구동시킴으로써 정면 주축(11)을 회전시키고, 배면 주축대 구동부(18)를 구동시킴으로써 배면 주축대(15)를 이동시키고, 도시하지 않은 회전 구동부를 구동시킴으로써 배면 주축(16)을 회전시키고, 공구대 구동부(31)를 구동시킴으로써 공구대(30)를 이동시킨다.

봉재(B1)의 정면 가공 후, NC 장치(70)는, 정면 주축(11)에 파지되어 있는 봉재(B1)의 선단부(B1a)를 배면 주축(16)에 파지시켜 봉재(B1)를 절단하는 봉재 절단 처리를 행한다(S118). 먼저, NC 장치(70)는 배면 주축대 구동부(18)에 배면 주축대(15)를 이동시키고, 정면 주축대(10)로부터 전방으로 나와 있는 봉재(B1)의 선단부(B1a)를 배면 주축(16)의 파지부(17)에 파지시킨다. 이 상태가 도 4에 나타내어지는 상태 ST1이다. 다음으로, NC 장치(70)는, 정면 주축(11)과 배면 주축(16)을 같은 회전 속도로 회전시키고, 봉재(B1)의 선단부(B1a)를 포함하는 공작물(W1)이 절단 바이트(TO3)에 의해 봉재(B1)로부터 분리되도록, 공구대 구동부(31)에 공구대(30)를 이동시킨다. 절단 바이트(TO3)는 봉재(B1)를 절단하도록, 즉 공작물(W1)을 봉재(B1)로부터 분리하도록 동작한다. 절단 바이트(TO3)에 의해 공작물(W1)을 분리하는 동작이 완료된 상태가 도 4에 나타내어지는 상태 ST2이다.

봉재 절단 처리 후, NC 장치(70)는, X축 방향에 있어서 공구대 구동부(31)에 공구대(30)를 이동시킴으로써 절단 바이트(TO3)를 봉재(B1)로부터 멀리하고(도 4에 나타내는 상태 ST3), 비메커니즘식 파손 검출 처리를 행한다(S120). 비메커니즘식 파손 검출 처리가 행해지는 것은, 정면 주축(11)이 파지하고 있는 봉재(B1)를 배면 주축(16)이 파지하고 있는 상태에서 절단 동작이 행해진 직후의 제1 검출 타이밍(도 4에 나타내는 상태 ST3)이다. 비메커니즘식 파손 검출 처리는, 가공 프로그램(PR2)에 있어서 연속 가공 중으로 되는 개소에 기술된 비메커니즘식 파손 검출 지령이 실행되었을 때에 행해져도 된다. 연속 가공 전은 정면 주축(11)이 파지하고 있는 봉재(B1)를 배면 주축(16)이 파지하고 있는 상태에서의 절단 동작이 행해지지 않으므로, 가공 프로그램(PR2)에 있어서 연속 가공 전으로 되는 개소에는 비메커니즘식 파손 검출 지령이 기술되지 않는다.

도 10은, 도 8의 S120에 있어서 행해지는 비메커니즘식 파손 검출 처리를 모식적으로 예시하고 있다.

비메커니즘식 파손 검출 처리가 개시되면, NC 장치(70)는 Z축 방향에 있어서, 정지 상태의 정면 주축(11)[정면 주축대(10)]로부터 배면 주축(16)[배면 주축대(15)]를 격리시키는 제어를 개시한다(S302). 이 때, NC 장치(70)는, 배면 주축대 구동부(18)의 서보앰프(61)에 정면 주축(11)으로부터 배면 주축(16)을 이격시키도록 위치 지령을 내린다. NC 장치(70)는, 도 7에 나타내는 정면 주축대 구동부(13)의 서보앰프(51)에는 현재의 정면 주축(11)의 위치를 유지하도록 위치 지령(CM1)을 내리고 있다. 절단 바이트(TO3)가 정상이면 공작물(W1)이 봉재(B1)로부터 분리되어 있으므로, 배면 주축(16)은 정면 주축(11)으로부터 이격되는 방향으로 이동한다. 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있으면 배면 주축(16)이 봉재(B1)를 통하여 정면 주축(11)에 연결되어 있으므로, 배면 주축(16)의 이동이 저해된다. 이 경우, 정면 주축(11)이 설치된 정면 주축대(10)에는, 배면 주축대(15)를 향하는 인장력이 봉재(B1)로부터 가해진다. 서보앰프(51)는, 전술한 인장력에 저항하여 정면 주축(11)을 위치 지령(CM1)으로 나타내어지는 위치에 유지하도록, 서보모터(52)의 인코더(53)로부터의 출력에 기초하여 위치 피드백 신호(SG1)를 감산부(54)에 공급한다. 생성되는 위치 피드백 신호(SG1)는, 위치 지령(CM1)으로 나타내어지는 위치보다 후방(좌방향 D83)으로 되는 위치를 나타낸다. 이로써, Z축 방향에 있어서, 정면 주축(11)이 위치 지령(CM1)으로 나타내어지는 위치에 대략 유지된다.

S302의 처리 후, NC 장치(70)는 정면 주축대 구동부(13)의 서보앰프(51)로부터 위치편차(SG2)를 취득한다(S304). 위치편차(SG2)는 위치 지령(CM1)과 위치 피드백 신호(SG1)의 차 신호이다. NC 장치(70)는 위치편차(SG2)의 절대값인 위치편차값 d1을 취득하고, S306 이후에 있어서 위치편차값 d1에 기초하여 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 처리를 행한다.

절단 바이트(TO3)가 정상인 경우, 즉 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있지 않은 경우, 배면 주축대(15)를 향하는 인장력이 정면 주축대(10)에 가해지지 않으므로, 배면 주축(16)의 이격 제어의 제어량이 커져도 위치편차값 d1은 커지지 않는다. 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는 경우, 배면 주축대(15)를 향하는 인장력이 정면 주축대(10)에 가해지므로, 배면 주축(16)의 이격 제어의 제어량이 커지면 위치편차값 d1이 커진다. 그래서, NC 장치(70)는 위치편차값 d1의 취득 후, 위치편차값 d1이 소정량으로서의 임계값 Td1을 초과했는지 아닌지를 판단한다(S306). 그리고, Z축 방향에 있어서 현재의 정면 주축(11)의 위치를 유지시키는 위치 지령(CM1)이 NC 장치(70)로부터 서보앰프(51)에 내려져 있으므로, 위치편차값 d1이 커져도, 정면 주축(11)이 위치 지령(CM1)으로 나타내어지는 위치로부터 거의 움직이지 않는다.

위치편차값 d1이 임계값 Td1을 초과하고 있지 않은 경우, NC 장치(70)는, 배면 주축(16)의 이격 제어의 제어량이 소정의 제어량에 도달했는지 아닌지를 판단한다(S308). 이격 제어의 제어량이 소정의 제어량에 도달하고 있지 않은 경우, NC 장치(70)는 처리를 S306으로 되돌린다. 이격 제어의 제어량이 소정의 제어량에 도달한 경우, NC 장치(70)는 절단 바이트(TO3)가 정상이라고 판정하고, 비메커니즘식 파손 검출 처리를 종료시킨다. 그 후, 도 8에 나타내는 S122 이후의 처리가 행해진다.

위치편차값 d1이 임계값 Td1을 초과한 경우, NC 장치(70)는 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있다고 판정하고, 처리를 S310으로 진행시킨다. S310에 있어서, NC 장치(70)는 절단 바이트(TO3)의 파손을 나타내는 알람을 출력하고, 가공 처리를 정지시킨다. 알람을 출력하는 처리는, 알람을 표시부(82)에 표시시키는 처리, 알람음을 도시하지 않은 스피커로부터 출력시키는 처리, NC 장치(70)에 접속되어 있는 도시하지 않은 컴퓨터에 알람을 출력하는 처리 등으로 할 수 있다. 이 경우, 오퍼레이터는, 파손된 절단 바이트를 파손되지 않고 있는 절단 바이트로 교환함으로써, 도 8에 나타내는 S102로부터 가공 처리를 재개시킬 수 있다.

이상으로부터, NC 장치(70)는 도 4에 나타내는 상태 ST3에 있어서, 정지시키고 있는 정면 주축(11)으로부터 배면 주축(16)을 격리시키는 제어에 의해 위치편차(SG2)가 소정량을 초과하면 절단 바이트 파손으로 판정하고, 위치편차(SG2)가 소정량을 초과하고 있지 않은 경우에 절단 바이트 정상으로 판정한다.

도 8에 나타내는 가공 처리가 계속되는 경우, S122에 있어서, NC 장치(70)는 급재기(20)로부터 봉재(B1)가 없어진 것을 나타내는 부재없음 신호를 수신했는지 아닌지를 판단한다.

NC 장치(70)는 부재없음 신호를 수신하고 있지 않은 경우, 처리를 S102로 되돌린다. 이로써, 가공 처리가 반복되고, 연속 가공 시에 비메커니즘식 파손 검출 처리가 행해진다.

NC 장치(70)는 부재없음 신호를 수신한 경우, 메커니즘식 실행 플래그를 온으로 하고(S124), 잔재(殘材)를 배출하여 새로운 봉재(B1)를 급재기(20)로부터 정면 주축(11)에 공급하는 봉재 교환 처리를 행하고(S126), 탑 컷 처리(도 5 참조)를 행하여(S128), 처리를 S102로 되돌린다. 이 경우, S112에 있어서 메커니즘식 파손 검출 처리가 행해진다. 따라서, 정면 주축(11)이 파지하고 있는 봉재(B1)를 배면 주축(16)이 파지하고 있지 않은 상태에서 절단 동작이 행해진 직후의 타이밍에 있어서, 접촉형 파손 검출부(40)에 의한 검출 결과에 따라서 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 처리가 행해진다.

그리고, 가공 프로그램(PR2)에 있어서 연속 가공 전으로 되는 개소에 탑 컷 지령이 기술되는 경우, S124, S128의 처리를 생략해도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 정면 주축(11)이 파지하고 있는 봉재(B1)를 배면 주축(16)이 파지하고 있는 상태에서 절단 동작이 행해진 직후의 제1 검출 타이밍(도 4에 나타내는 상태 ST3)에 있어서는, 정면 주축(11)을 제어하기 위한 제어 파라미터인 위치편차(SG2)에 기초하여 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지가 판정된다. 이 경우, 진퇴 동작을 수반하는 검출자(41)가 절단 바이트 파손 검출에 사용되지 않으므로, 연속 가공 중의 가공 시간이 길어지지 않는다. 한편, 봉재(B1)의 연속 가공을 개시하는 타이밍이나, 정면 주축(11)이 파지하고 있는 봉재(B1)를 배면 주축(16)이 파지하고 있지 않은 상태에서 절단 동작이 행해진 직후의 타이밍(도 5에 나타내는 상태 ST6)에 있어서는, 접촉형 파손 검출부(40)에 의한 검출 결과에 따라서 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지가 판정된다. 이로써, 제어 파라미터에 기초하여 절단 바이트 파손을 검출할 수 없는 제2 검출 타이밍도, 절단 바이트 파손을 검출할 수 있다.

이상으로부터, 본 구체예는, 연속 가공 중의 가공 시간을 길게 할 필요가 없고, 절단 바이트 파손을 검출하는 정밀도를 향상시킬 수 있다.

(4) 변형예:

본 발명은, 각종 변형예가 고려된다.

예를 들면, 도 9에 나타내는 메커니즘식 파손 검출 처리를 행하는 제2 검출 타이밍은, 탑 컷 처리가 행해진 직후의 타이밍만이라도 되고, 봉재(B1)의 연속 가공을 개시하는 타이밍만이라도 된다.

도 8에 나타내는(S120)의 비메커니즘식 파손 검출 처리에 있어서, NC 장치(70)는, 정면 주축(11)에서의 위치편차(SG2)에 더하여, 배면 주축(16)에서의 위치 지령과 위치 피드백 신호의 차 신호인 위치편차에 기초하여 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 처리를 행해도 된다. 예를 들면, NC 장치(70)는 제1 검출 타이밍에 있어서, 정면 주축(11)에서의 위치편차(SG2)가 제1 소정량을 초과하거나, 배면 주축(16)에서의 위치편차가 제2 소정량을 초과하면, 절단 바이트 파손으로 판정해도 된다.

또한, NC 장치(70)는, 정면 주축(11)에서의 위치편차(SG2)를 사용하지 않고, 배면 주축(16)에서의 위치편차에 기초하여 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 처리를 행해도 된다. 이 경우에 있어서, NC 장치(70)는 도 4에 나타내는 상태 ST3에 있어서, Z축 방향에 있어서 정지시키고 있는 배면 주축(16)으로부터 정면 주축(11)을 격리시키는 제어에 의해 위치편차가 소정량을 초과하면 절단 바이트 파손으로 판정하고, 위치편차가 상기 소정량을 초과하지 않는 경우에 절단 바이트 정상으로 판정해도 된다.

물론, 비메커니즘식 파손 검출 처리는, 전술한 수단 a1∼a7 등에 의해 행해져도 된다. 예를 들면, 정면 주축(11)과 배면 주축(16) 중 적어도 한쪽을 제어하기 위한 제어 파라미터는, 수단 a2, a5의 토크와 같이, 속도 게인이 서보모터에 출력시키는 토크(예를 들면, 도 7에 나타내는 토크 지령)라도 된다. NC 장치(70)는, 토크가 소정량을 초과하면 절단 바이트 파손으로 판정하고, 토크가 상기 소정량을 초과하지 않는 경우에 절단 바이트 정상으로 판정해도 된다.

또한, 제어 파라미터는, Z축 방향에서의 위치편차나 토크에 한정되지 않고, Z축 방향에서의 속도를 제어하기 위한 파라미터, 수단 a6, a7과 같이 정면 주축(11)과 배면 주축(16) 중 적어도 한쪽의 회전을 제어하기 위한 파라미터 등이어도 된다.

도 8에 나타내는 S112의 메커니즘식 파손 검출 처리는, 전술한 수단 b1∼b3 등에 의해 행해져도 된다. 예를 들면, 도 3에 나타내는 검출자(41)가 공구대(30B)에 대하여 진퇴하지 않도록 고정되어 있는 경우, 수단 b2에 의해 메커니즘식 파손 검출 처리가 행해져도 된다. 이 경우, NC 장치(70)는, 검출자(41)의 돌출 방향으로 주축 중심선(AX1)이 존재하는 상태에 있어서, 주축 중심선(AX1)을 향하여 봉재(B1)의 선단부(B1a)가 잔존하고 있으면 그 선단부(B1a)에 검출자(41)의 선단(41a)이 접촉하는 진출 위치(P1)에 검출자(41)를 진출시키는 제어를 공구대(30B)에 행해도 된다. 이 때, NC 장치(70)에 접속된 공구대용 서보앰프(접촉 검출부의 예)는, 공구대 이송 모터(검출자 구동부의 예)에 토크 지령을 내리고, 이 토크 지령에 대응하는 토크값을 NC 장치(70)에 출력한다. 봉재(B1)의 선단부(B1a)가 잔존하고 있는 경우, 그 선단부(B1a)에 검출자(41)의 선단(41a)이 접촉하고, 토크값이 소정값을 초과한다. 봉재(B1)의 선단부(B1a)가 잔존하고 있지 않은 경우, 그 선단부(B1a)에 검출자(41)는 접촉하지 않으므로, 토크값은 소정값을 초과하지 않는다. 따라서, 토크값을 출력하는 공구대용 서보앰프는, 주축 중심선(AX1)을 향하여 진출시킨 검출자(41)가 봉재(B1)의 선단부(B1a)에 접촉했는지 아닌지를 검출하게 된다. NC 장치(70)는, 공구대 구동부(31)의 서보앰프로부터 토크값을 취득하고, 토크값이 소정값을 초과한 경우에 절단 바이트 파손으로 판정하고, 토크값이 소정값을 초과하지 않는 경우에 절단 바이트 정상으로 판정해도 된다.

또한, 공구대(30)의 이동에 토크 리미트를 걸 수 있는 경우, 주축 중심선(AX1)을 향하여 진출시킨 검출자(41)가 설치된 공구대(30)의 위치를 검출함으로써 절단 바이트(TO3)가 파손되어 있는지 아닌지를 판정할 수 있다. 이 경우, NC 장치(70)에 접속된 공구대용 서보앰프(접촉 검출부의 예)는, 공구대(30)의 위치를 NC 장치(70)에 출력하면 된다. 봉재(B1)의 선단부(B1a)가 잔존하고 있는 경우, 주축 중심선(AX1)을 향하여 진출시킨 검출자(41)는 주축 중심선(AX1)에 도달하지 않는 위치로 되고, 이 위치가 공구대용 서보앰프에 의해 검출된다. 봉재(B1)의 선단부(B1a)가 잔존하고 있지 않은 경우, 검출자(41)는 주축 중심선(AX1)에 도달한 위치로 되고, 이 위치가 공구대용 서보앰프에 의해 검출된다. 따라서, 공구대(30)의 검출 위치를 출력하는 공구대용 서보앰프는, 주축 중심선(AX1)을 향하여 진출시킨 검출자(41)가 봉재(B1)의 선단부(B1a)에 접촉되었는지 아닌지를 검출하게 된다. NC 장치(70)는, 공구대 구동부(31)의 서보앰프로부터 공구대(30)의 검출 위치를 취득하고, 이 검출 위치가 주축 중심선(AX1)에 도달하지 않는 위치인 경우에 절단 바이트 파손으로 판정하고, 검출 위치가 주축 중심선(AX1)에 도달한 위치인 경우에 절단 바이트 정상으로 판정해도 된다.

또한, 공구대(30)에 요동 가능한 검출자, 및 상기 검출자의 요동을 검출하는 근접 센서(접촉 검출부의 예)가 설치되어 있는 경우, 수단 b3에 의해 메커니즘식 파손 검출 처리가 행해져도 된다. 근접 센서는, 검출자가 공구대(30)에 대하여 상대적으로 움직이면 반응하고, 검출자가 공구대(30)에 대하여 상대적으로 움직이지 않을 때 반응하지 않는 것으로 한다. 공구대 이송 모터는, 주축 중심선(AX1)과 교차하는 방향에 검출자를 이동시키는 검출자 구동부의 예다. NC 장치(70)는, 주축 중심선(AX1)을 향하여 봉재(B1)의 선단부(B1a)가 잔존하고 있으면 그 선단부(B1a)에 검출자가 접촉하는 진출 위치에 검출자를 진출시키는 제어를 공구대(30)에 행해도 된다. 봉재(B1)의 선단부(B1a)가 잔존하고 있는 경우, 그 선단부(B1a)에 검출자가 접촉하므로, 검출자가 움직이고, 근접 센서가 반응한다. 봉재(B1)의 선단부(B1a)가 잔존하고 있지 않은 경우, 그 선단부(B1a)에 검출자는 접촉하지 않으므로, 검출자는 움직이지 않고, 근접 센서는 반응하지 않는다. NC 장치(70)는 근접 센서가 반응한 경우, 즉 근접 센서가 검출자의 요동을 검출한 경우에 절단 바이트 파손으로 판정하고, 근접 센서가 반응하지 않는 경우, 즉 근접 센서가 검출자의 요동을 검출하지 않는 경우에 절단 바이트 정상으로 판정해도 된다.

공구대(30)가 아니라 주축 중심선(AX1)의 근방에 있어서, 검출자를 요동시키는 회전 구동부(검출자 구동부의 예), 및 주축 중심선을 향하여 요동시킨 검출자의 정지 위치를 검출하는 센서(접촉 검출부의 예)가 설치되어 있는 경우, 수단 b1에 의해 메커니즘식 파손 검출 처리가 행해져도 된다. 봉재(B1)의 선단부(B1a)가 잔존하고 있는 경우, 그 선단부(B1a)에 검출자가 접촉하므로, NC 장치(70)는, 센서의 검출 위치가 주축 중심선(AX1)에 도달하지 않는 위치인 경우에 절단 바이트 파손으로 판정할 수 있다. 봉재(B1)의 선단부(B1a)가 잔존하고 있지 않은 경우, 그 선단부(B1a)에 검출자는 접촉하지 않으므로, NC 장치(70)는, 센서의 검출 위치가 주축 중심선(AX1)에 도달한 위치인 경우에 절단 바이트 정상으로 판정할 수 있다.

또한, 검출자(41)의 이동은, 전동의 단축 직동(直動) 로봇 등에 의해 행해져도 된다.

(5) 결론:

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 각종 태양에 의해, 연속 가공 중의 가공 시간을 길게 할 필요가 없고, 절단 바이트 파손을 검출하는 정밀도를 향상시키는 선반 등의 기술을 제공할 수 있다. 물론, 독립 청구항에 관한 구성 요건만으로 이루어지는 기술이라도, 전술한 기본적인 작용, 효과가 얻어진다.

또한, 전술한 예 중에서 개시한 각 구성을 서로 치환하거나 조합을 변경하거나 한 구성, 공지 기술 및 전술한 예 중에서 개시한 각 구성을 서로 치환하거나 조합을 변경하거나 한 구성 등도 실시 가능하다. 본 발명은 이들 구성 등도 포함된다.

1: 선반,
10: 정면 주축대, 11: 정면 주축(주축의 예), 12: 파지부,
13: 정면 주축대 구동부,
15: 배면 주축대, 16: 배면 주축(대향 주축의 예), 17: 파지부,
18: 배면 주축대 구동부,
20: 급재기,
30, 30A, 30B: 공구대, 31: 공구대 구동부,
40: 접촉형 파손 검출부, 41: 검출자,
42: 실린더(검출자 구동부의 예), 43: 위치 센서(접촉 검출부의 예),
51: 서보앰프, 52: 서보모터, 53: 인코더,
61: 서보앰프, 62: 서보모터, 63: 인코더,
70: NC 장치(제어부의 예),
AX1: 주축 중심선,
B1: 봉재, B1a: 선단부,
CM1: 위치 지령,
P1: 진출 위치,
SG1: 위치 피드백 신호, SG2: 위치편차,
TO1: 공구, TO2: 바이트, TO3: 절단 바이트, TO3a: 선단,
W1: 공작물.

Claims (5)

1. 봉재(棒材)를 해방 가능하게 파지하는 주축;
   상기 주축으로부터 전방으로 나와 있는 상기 봉재의 선단부를 해방 가능하게 파지하는 대향 주축;
   상기 주축에 파지되어 있는 상기 봉재를 절단하는 절단 바이트가 장착된 공구대;
   상기 주축, 상기 대향 주축, 및 상기 공구대의 동작을 제어하는 제어부; 및
   상기 절단 바이트에 의해 상기 봉재를 절단하는 절단 동작 후에 상기 봉재의 선단부가 잔존하고 있으면 상기 선단부에 접촉하는 진출 위치에 진퇴 가능한 검출자(檢出子)를 가지고, 상기 진출 위치에 진출한 상기 검출자가 상기 봉재의 선단부에 접촉하면 상기 절단 바이트가 파손되어 있다고 검출하는 접촉형 파손 검출부;를 구비하고,
   상기 제어부는,
   상기 주축이 파지하고 있는 상기 봉재를 상기 대향 주축이 파지하고 있는 상태에서 상기 절단 동작이 행해진 직후의 제1 검출 타이밍에 있어서, 상기 주축과 상기 대향 주축 중 적어도 한쪽을 제어하기 위한 제어 파라미터에 기초하여 상기 절단 바이트가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 처리를 행하고,
   상기 제1 검출 타이밍과는 상이한 제2 검출 타이밍에 있어서, 상기 접촉형 파손 검출부에 의한 검출 결과에 따라서 상기 절단 바이트가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 처리를 행하는,
   선반.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 검출 타이밍은, 상기 주축이 파지하고 있는 상기 봉재를 상기 대향 주축이 파지하고 있지 않은 상태에서 상기 절단 동작이 행해진 직후의 타이밍과, 상기 봉재의 연속 가공을 개시하는 타이밍 중 적어도 한쪽인, 선반.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 주축과 상기 대향 주축 중, 한쪽을 제1 주축으로 하고, 다른 쪽을 제2 주축으로 했을 때, 상기 제어 파라미터는, 상기 제1 주축에서의 위치 지령과 위치 피드백 신호의 차(差) 신호인 위치편차이며,
   상기 제어부는, 상기 제1 검출 타이밍에 있어서, 정지시키고 있는 상기 제1 주축으로부터 상기 제2 주축을 격리시키는 제어에 의해 상기 위치편차가 소정량을 초과하면 상기 절단 바이트가 파손되어 있다고 판정하고, 상기 위치편차가 상기 소정량을 초과하지 않는 경우에 상기 절단 바이트가 파손되어 있지 않다고 판정하는, 선반.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 접촉형 파손 검출부는,
   상기 주축의 중심선과 교차하는 방향으로 상기 검출자를 이동시키는 검출자 구동부와,
   상기 중심선을 향하여 진출시킨 상기 검출자가 상기 봉재의 선단부에 접촉했는지 아닌지를 검출하는 접촉 검출부를 구비하고,
   상기 중심선을 향하여 진출시킨 상기 검출자가 상기 봉재의 선단부에 접촉한 것이 상기 접촉 검출부에 의해 검출됨으로써 상기 절단 바이트가 파손되어 있다고 검출하는, 선반.
5. 봉재를 해방 가능하게 파지하는 주축;
   상기 주축으로부터 전방으로 나와 있는 상기 봉재의 선단부를 해방 가능하게 파지하는 대향 주축;
   상기 주축에 파지되어 있는 상기 봉재를 절단하는 절단 바이트가 장착된 공구대; 및
   상기 절단 바이트에 의해 상기 봉재를 절단하는 절단 동작 후에 상기 봉재의 선단부가 잔존하고 있으면 상기 선단부에 접촉하는 진출 위치에 진퇴 가능한 검출자를 가지고, 상기 진출 위치에 진출한 상기 검출자가 상기 봉재의 선단부에 접촉하면 상기 절단 바이트가 파손되어 있다고 검출하는 접촉형 파손 검출부;를 구비하는 선반의 절단 바이트 파손 검출 방법으로서,
   상기 주축이 파지하고 있는 상기 봉재를 상기 대향 주축이 파지하고 있는 상태에서 상기 절단 동작이 행해진 직후의 제1 검출 타이밍에 있어서, 상기 주축과 상기 대향 주축 중 적어도 한쪽을 제어하기 위한 제어 파라미터에 기초하여 상기 절단 바이트가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 제1 공정; 및
   상기 제1 검출 타이밍과는 상이한 제2 검출 타이밍에 있어서, 상기 접촉형 파손 검출부에 의한 검출 결과에 따라서 상기 절단 바이트가 파손되어 있는지 아닌지를 판정하는 제2 공정;을 포함하는 선반의 절단 바이트 파손 검출 방법.

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