KR20230051242A

KR20230051242A - 공작기계

Info

Publication number: KR20230051242A
Application number: KR1020237008567A
Authority: KR
Inventors: 카즈토시 키타자와
Original assignee: 시티즌 도케이 가부시키가이샤; 시티즌 마쉬나리 가부시키가이샤
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2023-04-17
Also published as: EP4201559A1; JP2022035083A; CN115956010A; TW202212043A; US20230286058A1; WO2022038985A1

Abstract

공구 유닛 주위에 큰 공간을 확보할 필요가 없고, 또한, 이 공구 유닛의 선회 각도를 제한할 필요가 없는 공작기계를 제공하기 위해, 자동 선반(100)은, 워크(W)를 유지하는 정면 주축(20)과, 둘레면이 복수의 터릿면(31n, 31c, …, 31k)으로 분할되고, 이러한 터릿면(31n, 31c, …, 31k)에 공구(40, 61, 62, 63, 64, 65)가 장착되어 Z축 둘레로 선회함으로써 선택된 어느 하나의 공구에 의해 워크(W)에 가공을 실시하는 터릿(31)을 구비하고, 터릿(31)은 터릿면 중 적어도 하나의 터릿면(31n)이 나머지의 다른 터릿면(31c~31k)에 비해 Z축으로부터의 거리가 짧게 설정되어 있다.

Description

공작기계

본 발명은 터릿을 구비한 공작기계에 관한 것이다.

둘레면(周面)이 복수의 부착면(取付面)으로 분할되고, 각 부착면에 공구 장착부를 구비한 터릿과, 워크를 유지하는 주축(主軸)을 구비한 공작기계가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이 공작기계는 터릿이 선택된 어느 하나의 공구 장착부에 장착된 공구로 주축에 유지된 워크를 가공할 수 있도록 선회 가능하게 설치되어 있다.

또한, 공구 장착부에 주축에 대한 각도를 변화시키는 분할(割出, indexing)을 실시할 수 있는, 소위 B축 선회(Y축을 중심으로 한 회전)의 공구 유닛을 부착한 공작기계도 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).

일본 공개특허 특개 2003-225802호 공보 일본 공개특허 특개 2013-226611호 공보

그러나, B축 선회의 공구 유닛은, 그 공구 유닛이 부착되어 있는 부착면의 축(부착면에 직교하는 Y축) 둘레로 선회하기 때문에, 공구 유닛이 선회함에 의해 주위(예를 들면, 주축이나 커버 등)와 간섭하지 않도록 주위에 큰 공간을 확보할 필요가 있다.

또한, 이러한 큰 공간을 확보할 수 없는 공작기계에서는 B축 선회의 공구 유닛의 선회하는 각도를 주위와 간섭하지 않는 범위로 제한할 필요가 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 공구 유닛의 주위에 큰 공간을 확보할 필요가 없고, 또한 이 공구 유닛의 선회하는 각도를 제한할 필요가 없는 공작기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 워크를 유지하는 주축(主軸)과, 선회축(旋回軸) 둘레(回)의 둘레면(周面) 및 상기 선회축에 직교하는 단면(端面)을 갖고, 상기 둘레면이 복수의 부착면(取付面)으로 분할되고, 상기 복수의 부착면에 공구가 장착되어 상기 선회축 둘레로 선회함으로써 선택된 선회 위치에서 임의의 상기 공구에 의해 상기 워크에 가공을 실시하는 터릿을 구비하고, 상기 터릿은 상기 부착면 중 적어도 하나의 부착면이 나머지의 다른 상기 부착면에 비해 상기 선회축으로부터의 거리가 짧게 설정되어 있는 공작기계이다.

본 발명에 따른 공작기계에 의하면, 공구 유닛의 주위에 큰 공간을 확보할 필요가 없고, 또한 이 공구 유닛의 선회하는 각도를 제한할 필요가 없다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태인 자동 선반의 주요 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 제1 터릿 칼날대의 Z축에 따른 단면도이다.
도 3은 제1 터릿 칼날대를 제1 터릿 칼날대의 Z축 방향의 전방으로부터 본, 후방을 본 정면도이다.
도 4는 정면 주축, 제1 터릿 칼날대, 배면 주축 및 제2 터릿 칼날대의 각 일부를 포함하는 공간을 가공실로서 구획한 모습을 모식적으로 나타낸 평면도이며, 제1 터릿 칼날대가 정면 주축으로부터 멀어진 상태를 나타낸다.
도 5는 정면 주축, 제1 터릿 칼날대, 배면 주축 및 제2 터릿 칼날대의 각 일부를 포함하는 공간을 가공실로서 구획한 모습을 모식적으로 나타낸 평면도이며, 제1 터릿 칼날대가 정면 주축에 가까워진 상태를 나타낸다.
도 6은 터릿이 통상 포지션에 있을 때, 상측 포지션에 있을 때 및 하측 포지션에 있을 때의, 공구로 가공할 수 있는 가공 가능 범위를 나타내는 모식도이다.

이하, 본 발명에 관한 공작기계의 일례인 자동 선반(100)에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태인 자동 선반(100)의 주요 구성을 나타내는 사시도이다. 도시의 자동 선반(100)은, 베드(10), 정면 주축(正面主軸)(20), 제1 터릿 칼날대(刃物台)(30), 배면 주축(背面主軸)(80) 및 제2 터릿 칼날대(90)가 설치되어 있다.

정면 주축(20)은 선단에 콜릿 척(collet chuck)을 구비하고, 이 콜릿 척에 의해 봉상의 워크(W)(후술하는 도 4, 도 5 참조)를 유지한다. 정면 주축(20)은 그 축의 연장된 방향인 Z축 둘레로 회전 가능하고, 이에 의해, 유지한 워크(W)를 축(Z축) 둘레로 회전시킬 수 있다.

배면 주축(80)은 정면 주축(20)의 Z축 방향의 전방(전면 주축(20)의 전단보다 Z축 방향의 앞쪽(제1 터릿 칼날대(30)의 방향))에 대향하여 배치되어 있다. 배면 주축(80)도 선단에 콜릿 척을 구비하고, 이 콜릿 척에 의해 정면 주축(20)에 유지된 워크(W)를 배면 주축(80)이 받아서 유지할 수 있다.

배면 주축(80)도 그 주축의 연장된 방향인 Z축 둘레로 회전 가능하고, 이에 의해, 유지한 워크(W)를 축(Z축) 둘레로 회전시킬 수 있다.

배면 주축(80)은 배면 주축 X축 슬라이드(14b)에 설치되어 있다. 배면 주축 X축 슬라이드(14b)는 배면 주축 Z축 슬라이드(14a)에 설치되어 있다. 배면 주축 Z축 슬라이드(14a)는 베드(10)에 대해서 Z축 방향으로 이동 가능하고, 배면 주축 X축 슬라이드(14b)는 배면 주축 Z축 슬라이드(14a)에 대해서 X축 방향으로 이동 가능하다. X축은 수평면에 대해서 소정의 각도(예를 들면, 약 60[도])만큼 경사져 설정되어 있다.

이에 의해, 배면 주축(80)은 베드(10)에 대해서 Z축 방향과 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다.

제1 터릿 칼날대(30)는 정면 주축(20)의 Z축 방향의 전방(정면 주축(20)의 전단보다 Z축 방향의 앞쪽)에서 배면 주축(80)과 병렬로 배치되어 있다. 제1 터릿 칼날대(30)는 정면 주축(20)에 파지된 워크(W)(도 4 참조)나 배면 주축(80)에 파지된 워크(W)에 대해서 소정의 공구에 의해 기계 가공을 실시한다.

제1 터릿 칼날대(30)는 제1 칼날대 Y축 슬라이드(16)에 설치되고, 제1 칼날대 Y축 슬라이드(16)는 제1 칼날대 X축 슬라이드(15)에 설치되고, 제1 칼날대 X축 슬라이드(15)는 제1 칼날대 Z축 슬라이드(17)에 설치되어 있다.

제1 칼날대 Z축 슬라이드(17)는 베드(10)에 대해서 Z축 방향을 따라 이동 가능하게 설치되어 있다. 제1 칼날대 X축 슬라이드(15)는 Z축 방향에 직교하는 X축 방향을 따라 이동 가능하게 제1 칼날대 Z축 슬라이드(17)에 설치되어 있다. 제1 칼날대 Y축 슬라이드(16)는 Z축 방향 및 X축 방향에 직교하는 Y축 방향을 따라 이동 가능하게 제1 칼날대 X축 슬라이드(15)에 설치된다.

제1 터릿 칼날대(30)는 제1 칼날대 X축 슬라이드(15)가 제1 칼날대 Z축 슬라이드(17)에 대해서 X축 방향으로 이동함으로써, 정면 주축(20)에 파지되어 정면 주축(20)의 전단으로부터 돌출된 워크(W)에 대해서 X축 방향으로 이동하고, 제1 칼날대 Y축 슬라이드(16)가 제1 칼날대 X축 슬라이드(15)에 대해서 Y축 방향으로 이동함으로써, 정면 주축(20)에 파지되어 정면 주축(20)의 전단으로부터 돌출된 워크(W)에 대해서 Y축 방향으로 이동한다. 배면 주축(80)에 파지되어 배면 주축(80)의 전단으로부터 돌출한 워크(W)에 대해서도 마찬가지이다.

제2 터릿 칼날대(90)는 배면 주축(80)의 Z축 방향의 전방(배면 주축(80)의 전단보다 Z축 방향의 앞쪽)에 대향하여 배치되어 있다. 제2 터릿 칼날대(90)는 배면 주축(80)에 파지된 워크(W)나 배면 주축(80)에 파지된 워크(W)에 공구에 의해 기계 가공을 실시한다.

제2 터릿 칼날대(90)는 제2 칼날대 경사 Y축 슬라이드(13)에 설치되고, 제2 칼날대 경사 Y축 슬라이드(13)는 제2 칼날대 X축 슬라이드(12)에 설치되고, 제2 칼날대 X축 슬라이드(12)는 제2 칼날대 Z축 슬라이드(11)에 설치된다.

제2 칼날대 Z축 슬라이드(11)는 침대(10)에 대해서 Z축 방향을 따라 이동 가능하게 설치되어 있다. 제2 칼날대 X축 슬라이드(12)는 X축 방향을 따라 이동 가능하게 제2 칼날대 Z축 슬라이드(11)에 설치된다. 제2 칼날대 경사 Y축 슬라이드(13)는 Z축 방향에 직교하고, 또한 Y축에 대해서 소정 각도로 교차한 경사 Y축 방향을 따라 이동 가능하게, 제2 칼날대 X축 슬라이드(12)에 설치되어 있다.

제2 터릿 칼날대(90)는 제2 칼날대 X축 슬라이드(12)가 제2 칼날대 Z축 슬라이드(11)에 대해서 X축 방향으로 이동하여 배면 주축(80)에 파지되어 배면 주축(80)의 전단으로부터 돌출한 워크에 대해서 X축 방향으로 이동하고, 제2 칼날대 경사 Y축 슬라이드(13)가 제2 칼날대 X축 슬라이드(12)에 대해서 경사 Y축 방향으로 이동함으로써, 배면 주축(80)에 파지되어 배면 주축(80)의 전단으로부터 돌출된 워크(W)에 대해서 경사 Y축 방향으로 이동한다.

또한, 제2 칼날대 경사 Y축 슬라이드(13)에 의한 경사 Y축 방향으로의 이동과, 제2 칼날대 X축 슬라이드(12)에 의한 X축 방향으로의 이동을 조합하여 실시함으로써, 제2 터릿 칼날대(90)를 마치 Y축 방향으로 움직이는 것처럼 움직일 수 있다.

도 2는 제1 터릿 칼날대(30)의 Z축에 따른 단면도, 도 3은 제1 터릿 칼날대(30)를 제1 터릿 칼날대(30)의 Z축 방향의 전방에서 본, 후방을 본 정면도이다.

제1 터릿 칼날대(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 본체부(35)와 터릿(31)과 연장부(39)를 구비한다. 본체부(35), 터릿(31)과 연장부(39)는 이 순서로 Z축 방향을 따라 전방을 향해 나란히 배치되어 있다.

본체부(35)에는 Z축 방향으로 연장되는 회전축(36a) 및 회전축(36a)과 동축의 선회축(36b)을 구비하고 있다. 회전축(36a) 및 선회축(36b)은 모두 축 둘레로 회전 가능하다. 회전축(36a)과 선회축(36b)은 개별적으로 독립적으로 회전한다.

회전축(36a)은 Z축 둘레로 회전함으로써, 터릿(31)에 부착된 드릴날 등의 회전 공구를 그 회전 공구의 축 둘레로 회전시킨다.

선회축(36b)은, 회전축(36a)의 반경 방향의 외측에 배치된 관 형상으로 형성되어 있다. 선회축(36b)은 축 둘레로 회전함으로써, 터릿(31)을 본체부(35)에 대해서 Z축 둘레로 선회시킨다.

터릿(31)은, 도 2, 3에 도시한 바와 같이, Z축 방향의 전방에서 보았을 경우에, 외형이 각기둥 형상으로 형성되어 있다. 터릿(31)은, 그 각기둥의 축을 Z축을 따르게 한 상태에서, Z축 둘레로 선회축(36b)을 회전시킴으로써 선회 가능하게 본체부(35)에 부착되어 있다.

터릿(31)의 선회축(36b)에 직교하는 Z축 방향의 앞쪽에 위치하는 선단면(31z)에는, 선단면(31z)으로부터 Z축 방향으로 돌출한 연장부(39)가 고정되어 있다. 연장부(39)는 터릿(31)과 일체로 선회축(36b) 둘레로 회전한다. 연장부(39)의 내부에는 후술하는 회전 공구 유닛(40)을 선회시키기 위한 동력원인 선회용 모터(38)가 설치되어 있다.

터릿(31)은 각기둥의 축 둘레의 둘레면이 10개의 평탄한 터릿면(31n, 31c, 31d, 31e, 31f, 31g, 31h, 31i, 31j, 31k)으로 분할되어 있다. 터릿면(31c~31k)은 둘레 방향에 따른 길이가 동일하고, 터릿(31)의 선회 중심(Z축)으로부터의 치수도 동일하다.

한편, 터릿면(31n)은 다른 터릿면(31c~31k)에 비해 둘레 방향에 따른 치수가 길고, 또한, 터릿(31)의 선회 중심(Z축)으로부터의 치수가 짧다.

여기서, 다른 9 개의 터릿면(31c~31k)과 다른 1개의 터릿면(31n)에 대해서 상세히 설명한다. 터릿은 일반적으로 선회축 둘레의 중량 밸런스가 균등하게 되도록 모든 터릿면이 둘레 방향에 따른 치수도 선회 중심으로부터의 치수도 동일하게 설정되어 있다. 즉, 일반적인 터릿은 정다각형의 각기둥 형상으로 형성되어 있다.

본 실시형태의 터릿(31)도, 기본적인 구조는 터릿면(31n) 대신에, 도 3에 2점 쇄선으로 나타내는 3개의 가상적인 터릿면(31a, 31b, 31m)을 형성했을 때, 다른 9개의 터릿면(31c~31k)과 함께 정 12각형의 각기둥 형상으로 형성된다.

3 개의 가상 터릿면(31a, 31b, 31m)은 다른 9 개의 터릿면(31c~31k)과 둘레 방향에 따른 길이가 동일하고, 또한 터릿(31)의 선회 중심(Z축)으로부터의 치수도 동일하다.

즉, 본 실시 형태의 터릿(31)은 가상적인 정 12각형의 각기둥 형상의 일반적인 터릿에서 터릿면(31k)과 터릿면(31c) 사이에 형성된 3 개의 터릿면(31m, 31a, 31b) 대신에 단일의 평탄한 터릿면(31n)을 형성한 것이다.

이로 인해, 본 실시 형태의 터릿(31)은 형태적으로는 정 12각형의 각기둥 형상의 일반적인 터릿을 기준으로 한 경우, 각기둥의 둘레 방향으로 연속하는 3개의 터릿면(31m, 31a, 31b)을 하나의 평면에 의해 절개되고, 그 절개된 평면은 단일 터릿면(31n)으로서 형성된 것으로 표현될 수 있다.

그러나, 본 실시 형태의 터릿(31)은 정 12각형의 각기둥 형상을 기준으로 한 외형에 대해서 잘라냈다고 상정하는 형상에 지나지 않고, 실제로는 정 12각형의 각기둥 형상의 터릿을 형성하고, 그 후에, 정 12각형의 일부를 잘라내는 가공을 실시하여 10각형의 각기둥 형상을 형성한 것은 아니다. 덧붙여, 이와 같이, 정 12각형의 각기둥 형상의 터릿을 형성하고, 그 후에, 그 정 12각형의 일부를 잘라내는 가공을 실시하여 10각형의 각기둥 형상을 형성해도 좋다.

10개의 터릿면(31n, 31c~31k) 중, 9개의 터릿면(31c~31k)에는 2점 쇄선의 상상선으로 나타낸 절삭용의 바이트 등의 공구가 장착되는 공구 홀더(61, 62, 63, 64, 65)가 부착된다. 또한, 절삭용 공구 이외의 공구를 부착할 수도 있다.

제1 터릿 칼날대(30)는 제1 칼날대 X축 슬라이드(15)에 의해 X축 방향으로 이동하고, 제1 칼날대 Y축 슬라이드(16)를 Y축 방향으로 이동하고, 제1 칼날대 Z축 슬라이드(17)를 Z축 방향으로 이동하고, 선회축(36b) 둘레로 터릿(31)이 선회함으로써 선택된 선회 위치에서, 터릿면에 부착된 공구를 정면 주축(20)에 유지되어 회전하는 워크(W)에 접촉시키고, 이로 인해 공구가 워크(W)를 가공한다.

여기서, 터릿(31)의 선단면(31z)으로부터, Z축 방향의, 정면 주축(20) 방향으로 돌출된 연장부(39)에는 터릿면(31n)에 이어지는 연장 터릿면(39a)이 형성되어 있다. 연장 터릿면(39a)은 터릿(31)의, Z축 방향의 정면 주축(20)의 측에, 터릿면(31n)이 연장된 바와 같이, 터릿면(31n)과 동일한 면 내에 형성되어, 연장부(39)의 면에서 있다.

그리고, 터릿면(31n)과 연장 터릿면(39a)에 걸쳐서, 회전 공구 유닛(40)이 부착되어 있다. 즉, 회전 공구 유닛(40)은 다른 터릿면에 부착된 공구보다, 터릿의 선단면(31z)측에 오프셋된 위치에 부착되어 있다. 회전 공구 유닛(40)은 터릿면(31n) 및 연장 터릿면(39a)에 직교하는 축 B 둘레로 선회 가능하다. 여기서, 축 B는 Y축에 평행한 축이다.

회전 공구 유닛(40)은 연장부(39)의 내부에 설치된 선회용 모터(38)에 의해, 동일한 연장부(39) 내에 설치된 회전 부재(37b)가 축 B 둘레로 회전함으로써, 축 B 둘레로 선회한다. 즉, 회전 공구 유닛(40)은 소위 B축 선회의 공구 유닛이다.

그리고, 회전 공구 유닛(40)은 회전축(36a)과 연장부(39) 내에 설치된 회전축(37a)이 상시 연결되고, 또한 회전축(37a)과 상시 연결되는 전달 기구(41)를 통해 회전 공구(42)를 회전 공구(42)의 축(C0)의 둘레를 회전시킨다.

이에 의해, 회전 공구 유닛(40)은 정면 주축(20)이나 배면 주축(80)에 유지된 워크(W)에 대해서, 소위 B축 선회에 의한 가공을 실시할 수 있다.

이상과 같이 구성된 자동 선반(100)은, B축 선회하는 회전 공구 유닛(40)이, 터릿(31)의 선회 중심인 Z축으로부터의 치수(거리)가 다른 터릿면(31c~31k)에 비해 짧게 설정된 터릿면(31n) 및 연장 터릿면(39a)에 부착되어 있다. 따라서, 터릿면(31n)은 다른 터릿면(31c~31k)에 비해 터릿(31)의 둘레 방향의 치수가 길게 형성된다.

따라서, 터릿면(31n)(및 연장 터릿면(39a))에 설치된 회전 공구 유닛(40)은 다른 터릿면(31c~31k)에 설치된 것에 비해, 인접하는 터릿면에 설치된 공구와의 거리를 길게 확보할 수 있다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 터릿면(31n)에 회전 공구 유닛(40)이 설치되어 있을 때, 터릿면(31n)에 인접한 것은 터릿면(31c, 31k)이다. 한편, 회전 공구 유닛(40)이, 예를 들면 다른 터릿면(31e)에 설치되어 있는 경우, 이 터릿면에 인접하는 것은 터릿면(31d, 31f)이다.

그리고, 터릿면(31n)에 설치되었을 때의 회전 공구 유닛(40)과, 인접하는 터릿면(31c, 31k)에 설치된 공구(61, 65)와의 거리는, 터릿면(31e)에 설치되었을 때의 회전 공구 유닛(40)과, 인접하는 터릿면(31d, 31f)에 설치된 공구(62)와의 거리보다 분명히 길다.

따라서, 본 실시 형태의 자동 선반(100)에 의하면, 터릿면(31n)(및 연장 터릿면(39a))에 설치된 회전 공구 유닛(40)의 주위에, 다른 터릿면(31c∼31k)에 회전 공구 유닛(40)이 설치된 것에 비해, 인접하는 터릿면(31c, 31k)에 설치된 공구(61, 65)와의 간극을 충분히 확보할 수 있고, 또한 회전 공구 유닛(40)의 선회 범위를 제한할 필요도 없다.

또한, 자동 선반(100)은 워크(W)를 회전 공구(42)로 가공함으로써 발생하는 칩(切粉)의 비산 범위를 한정하고, 또한 절삭에 의해 발생하는 워크(W) 및 회전 공구(42)의 열을 냉각하거나, 워크(W)와 회전 공구(42) 사이의 마찰을 저감하거나 하는 등의 목적으로 분사하고 있는 쿨런트액의 비산 범위를 한정하기 위해서, 구획된 가공실을 가지고 있다.

도 4는, 정면 주축(20), 제1 터릿 칼날대(30), 배면 주축(80) 및 제2 터릿 칼날대(90)의 각 일부를 포함하는 공간을 가공실로서 구획한 모습을 모식적으로 나타낸 평면도이며, 제1 터릿 칼날대(30)가 정면 주축(20)으로부터 멀어진 상태를 나타낸다.

도 5는, 정면 주축(20), 제1 터릿 칼날대(30), 배면 주축(80) 및 제2 터릿 칼날대(90)의 각 일부를 포함하는 공간을 가공실로서 구획한 모습을 모식적으로 나타낸 평면도이며, 제1 터릿 칼날대(30)가 정면 주축(20)에 가까워진 상태를 나타낸다.

예를 들면, 도 4에 도시하는 바와 같이, 정면 주축(20)에 유지된 워크(W)와, 회전 공구 유닛(40)이 부착된 연장부(39) 및 터릿(31)은 구획된 가공실의 내부에 배치된다.

칩이나 쿨런트액의 비산 범위를 가능한 한 한정하는 구성에서는 가공실을 구획하는 구획판(仕切板)(51, 52)이, Z축 방향으로 터릿(31)의 직후(정면 주축(20)측을 전방으로 한 경우, 터릿(31)의 후방 중 터릿(31)의 바로 옆(直近)의 위치)에 배치된다.

종래와 같이, 터릿(31)의 통상의 터릿면(31c~31k)에 회전 공구 유닛(40)이 설치되어 있으면, 회전 공구 유닛(40)이 B축 선회했을 때에 회전 공구 유닛(40)이 구획판(51) 등에 간섭할 수 있다.

그러나, 본 실시 형태의 자동 선반(100)은 회전 공구 유닛(40)이 터릿면(31n)과 연장 터릿면(39a)에 걸친 위치에 설치되어 있기 때문에, 터릿면(31n)에만 설치되어 있는 경우에 비해 Z축 방향의 정면 주축(20)측(선단면(31z)측)에 편향되어(오프셋하여) 배치되어 있다.

그 결과, 회전 공구 유닛(40)과 터릿(31)의 후방에 위치하는 구획판(51)과의 거리(Z축 방향에 따른 치수)를, 통상의 터릿면(31c∼31k)에 설치되어 있는 것에 비해 크게 확보할 수 있다.

따라서, 본 실시 형태의 자동 선반(100)에 의하면, 터릿면(31n) 및 연장 터릿면(39a)에 설치된 회전 공구 유닛(40)의 주위에, 다른 터릿면(31c~31k)에 회전 공구 유닛(40)이 설치된 것에 비해 구획판(51, 52)과의 간극을 충분히 확보할 수 있고, 또한 회전 공구 유닛(40)의 선회 범위를 제한할 필요도 없다.

제1 터릿 칼날대(30)는 X축 방향으로 이동 가능하기 때문에, 제1 터릿 칼날대(30)에 X축 방향에 따라 연결되는 구획판(51, 52)은 제1 터릿 칼날대(30)의 X축 방향으로의 이동에 따라 신축하도록 구성된다.

즉, 도 4에서, 제1 터릿 칼날대(30)의 X축 방향의 도시 상방에 배치되어 있는 구획판(52)은, X축 방향으로 2매로 분할된 구획판편(52a, 52b)이 중첩되어 줄어든 상태로 배치되고, 제1 터릿 칼날대(30)의 X축 방향의 도시 하방에 배치되어 있는 구획판(51)은, X축 방향으로 3매로 분할된 구획판편(51a, 51b, 51c)이 X축 방향의 위치를 서로 어긋나게 늘어난 상태로 배치되어 있다.

그리고, 도 5에 도시하는 바와 같이, 제1 터릿 칼날대(30)의 X축 방향의 도시 하방으로 이동했을 때에는 X축 방향의 도시 상방측에 배치된 2매의 구획판편(52a, 52b)은 서로 X축 방향의 위치가 어긋나고, X축 방향의 상방측에서의 길이가 늘어난 상태가 되어 구획판(52)에 의한 구획 상태를 확보하고 있다.

한편, X축 방향의 도시 하방측에 배치된 3장의 구획판편(51a, 51b, 51c)은 서로 중첩되고, X축 방향의 하방측에서의 길이가 줄어든 상태가 되어 구획판(52)에 의한 구획 상태를 확보하고 있다.

본 실시 형태의 자동 선반(100)에 대해서, 정면 주축(20)에 유지된 워크(W)나 배면 주축(80)에 유지된 워크(W)와의 관계에서, 주로, 제1 터릿 칼날대(30)에 대해서 설명했지만, 배면 주축(80)에 유지된 워크(W)나 정면 주축(20)에 유지된 워크(W)를 가공하는 제2 터릿 칼날대(90)에 대해서도 제1 터릿 칼날대(30)와 동일하게 구성되어 있어도 좋다.

본 실시형태의 자동 선반(100)은, B축 선회하는 회전 공구 유닛(40)이 터릿면(31n)과 연장 터릿면(39a)에 걸쳐 설치되어 있지 않아도 좋고, 회전 공구 유닛(40)은 터릿면(31n)에는 걸리지 않고 연장 터릿면(39a)에만 설치되어도 좋고, 터릿면(31n)에만 설치되어도 좋다.

즉, 자동 선반(100)은 B축 선회하는 회전 공구 유닛(40)이 적어도, 터릿(31)의 선회 중심인 Z축으로부터의 치수(거리)가 다른 터릿면(31c~31k)에 비해 짧게 설정된 터릿면(31n)(또는 연장 터릿면(39a))에 부착되어 있으면 좋다.

덧붙여, 회전 공구 유닛(40)이 터릿면(31n)에만 설치된 구성의 경우, 회전 공구 유닛(40)의 선회 중심(축 B)은 다른 터릿면(31c~31k)에 부착된 공구의 부착 위치와 같아도 좋지만, 다른 터릿면(31c~31k)에 부착된 공구의 부착 위치보다 Z축 방향에서 정면 주축(20)에 가까운 쪽인 것이 바람직하다.

도 6은 터릿(31)이 통상 포지션(P1)(선택된 선회 위치에 상당)에 있을 때, 상측 포지션(P2)(선택된 선회 위치와 다른 위치에 상당)에 있을 때 및 하측 포지션(P3)(선택된 선회 위치와는 다른 위치에 상당)에 있을 때의, 회전 공구(42)로 가공할 수 있는 가공 가능 범위를 나타내는 모식도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태의 자동 선반(100)은 회전 공구 유닛(40)의 회전 공구(42)로 워크의 가공을 실시하는 경우, 통상 포지션(P1)에서의 제1 칼날대 X축 슬라이드(15)와 제1 칼날대 Y축 슬라이드(16)를 이동시킴으로써 회전 공구(42)가 도달하는 범위인 가공 가능 범위는 실선으로 나타낸 범위 S1이다.

한편, 터릿(31)을 상측으로 선회시킨 상측 포지션(P2)에서 제1 칼날대 X축 슬라이드(15)와 제1 칼날대 Y축 슬라이드(16)를 이동시킴으로써 회전 공구(42)가 도달하는 범위인 가공 가능 범위는 파선으로 나타낸 범위 S2이며, 터릿(31)을 하측으로 선회시킨 하측 포지션(P3)에서 제1 칼날대 X축 슬라이드(15)와 제1 칼날대 Y축 슬라이드(16)를 이동시킴으로써 회전 공구(42)가 도달하는 범위인 가공 가능 범위는 2점 쇄선으로 나타낸 범위 S3이다.

따라서, 본 실시 형태의 자동 선반(100)에 의하면, 터릿(31)을 통상 포지션(P1) 이외의 상측 포지션(P2)이나 하측 포지션(P2) 에서도 회전 공구(42)를 회전시킬 수 있으면, 가공 가능 범위를 범위 S1로부터 범위 S2~S1~S3까지 넓힐 수 있다.

상측 포지션(P2)이나 하측 포지션(P3)에서도 회전 공구(42)를 회전시키기 위해서는 터릿면(31n)이 터릿(31)의 최하면(Y축 방향의 최하면)에 배치된 상태 이외에도, 회전축(36a)과 회전축(37a)이 상시 연결되어 있으면 좋다.

또한, 상측 포지션(P2)이나 하측 포지션(P3)에서는 통상 포지션(P1)에서 범위(S1)에서의 워크를 가공하는 경우에 비해, 워크에 대한 회전 공구(42)의 기울기가 다르지만, 자동 선반(100)의 제어부가 이 회전 공구(42)의 기울기에 대응하여(기울기를 상쇄하도록) 정면 주축(20)을 회전하여 회전 공구(42)에 대한 워크의 위상을 조정함으로써, 워크에 대한 회전 공구(42)의 기울기를 해소한 상태에서, 마치 통상 포지션(P1)에서 워크를 가공하고 있는 것처럼 가공할 수 있다.

상측 포지션(P2)이나 하측 포지션(P3)에 터릿(31)을 선회시킴으로써, 워크(W)와 회전 공구(42)의 선단과의 거리를, 통상 포지션(P1)에서의 거리보다 멀게 하는 것이 가능해지기 때문에, C0 축 방향을 따라 긴 치수를 갖는 회전 공구(42)를 사용할 수 있다. C0 축 방향에 따른 치수가 긴 회전 공구(42)를 사용함으로써 워크(W)의 지름 방향으로 관통하는 구멍을 뚫을 수 있다.

본 발명에 따른 공작기계는 자동 선반에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명에 따른 공작기계는 터릿의 선회 중심으로부터의 치수가 다른 터릿면에 비해 짧게 설정된 터릿면에 부착되는 공구는 B축 선회하는 회전 공구 유닛이 아니어도 좋다.

또한, 본 발명에 관한 공작기계는 터릿의 선회 중심으로부터의 치수가 다른 터릿면에 비해 짧게 설정된 터릿면은 1개에 한정되지 않고, 2개나 3개여도 좋다. 본 발명에 따른 공작기계는 10개의 터릿면을 갖는 것에 한정되지 않는다.

이상, 본 발명의 실시 형태를 도면에 의해 상세하게 설명했지만, 실시 형태는 본 발명의 예시에 지나지 않고, 본 발명은 상술한 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다.

[관련 출원의 상호 참조]

본 출원은 2020년 8월 20일에 일본국 특허청에 출원된 일본 특허 출원 2020-139161에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 모든 개시는 완전하게 본 명세서에서 참조에 의해 포함된다.

Claims

워크를 유지하는 주축과,
선회축 둘레의 둘레면 및 상기 선회축에 직교하는 단면을 갖고, 상기 둘레면이 복수의 부착면으로 분할되고, 상기 복수의 부착면에 공구가 장착되어 상기 선회축 둘레로 선회함으로써 선택된 선회 위치에서 어느 하나의 상기 공구에 의해 상기 워크에 가공을 실시하는 터릿을 구비하고,
상기 터릿은 상기 부착면 중 적어도 하나의 부착면이 나머지의 다른 상기 부착면에 비해 상기 선회축으로부터의 거리가 짧게 설정되어 있는 공작기계.
제1항에 있어서,
상기 다른 부착면에 비해 상기 선회축으로부터의 거리가 짧게 설정되어 있는 부착면에 부착되는 공구는, 상기 다른 부착면에 부착된 공구보다 상기 단면 측에 오프셋된 위치에 부착되는 공작기계.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 다른 부착면에 비해 상기 선회축으로부터의 거리가 짧게 설정되어 있는 부착면에 부착된 공구가, 상기 부착면에 직교하는 축 둘레로 선회하는 회전 공구인 공작기계.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 터릿은 상기 주축의 축 방향에 직교하는 면 내에서 이동 가능하고,
상기 다른 부착면에 비해 상기 축으로부터의 거리가 짧게 설정되어 있는 부착면에 부착된 상기 회전 공구가, 상기 터릿이 상기 선회 위치와는 다른 위치로 선회한 상태로 회전 가능하게 설정되고,
상기 터릿이 선회된 상태에서의 상기 회전 공구의 기울어짐에 대응하여 상기 주축을 회전시켜 상기 워크의 위상을 조정하는 공작기계.