KR20180055873A

KR20180055873A - 공작 기계 및 공작 기계에 의한 가공 방법

Info

Publication number: KR20180055873A
Application number: KR1020187011067A
Authority: KR
Inventors: 히카루 다카하시
Original assignee: 시티즌 도케이 가부시키가이샤; 시티즌 마쉬나리 가부시키가이샤
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2018-05-25
Also published as: US10661349B2; JPWO2017086238A1; EP3363567A1; WO2017086238A1; US20180369920A1; KR102124098B1; CN108367362B; JP6833710B2; EP3363567A4; CN108367362A; TW201729924A; EP3363567B1; ES2927011T3; TWI694878B

Abstract

공작 기계 및 공작 기계에 의한 가공 방법에 있어서, 간단한 설정으로, 편심한 형상의 가공을 하기 위해, 자동 선반(1)(공작 기계의 하나의 예)은, 워크(50)를 축심(C1) 둘레로 회전시키는 주축(2)과, 워크(50)를 가공하는 바이트(6)(공구의 하나의 예)와, 바이트(6)를 이동시키는 이송 기구(4)와, 편심한 거리(D) 및 반경(R)의 입력을 접수하는 입력 접수부(8)와, 거리(D)를 반경으로 하는 가상원(V1)을 설정하고, 가상원(V1)을, 워크(50)의 축심(C1)으로부터 워크(50)의 반경 방향으로 입력 접수부(8)에서 접수된 반경(R)만큼 오프셋하여 오프셋 가상원(V2)을 설정하고, 바이트(6)를, 주축(2)에 의한 워크(50)의 회전과 관련시켜 오프셋 가상원(V2)의 원주를 따라 이동시키도록, 이송 기구(4)에 의한 이동을 제어하는 제어부(7)를 구비하고, 축심(C1)에 대해 거리(D)의 위치에 반경(R)의 구멍(60)(편심 부분의 하나의 예)을 가공한다.

Description

공작 기계 및 공작 기계에 의한 가공 방법

본 발명은, 공작 기계 및 공작 기계에 의한 가공 방법에 관한 발명이다.

선반 등의 공작 기계는, 원형봉(圓型棒) 등의 피공작물(이하, 워크라고 함)을 주축에 파지하고, 주축의 선단으로 돌출한 워크를 그 축심 둘레로 회전시키면서 바이트 등의 공구를 접촉시켜 가공한다. 공구는, 이송 기구에 의해 구동된다. 그리고, 워크의 회전이나 축방향으로의 이동, 이송 기구에 의한 공구의 이동은, 제어부에 의해 제어되고 있다.

이러한 공작 기계에 의해, 워크에, 워크의 축심으로부터 반경 방향으로 편심(偏心)한 형상의 부분(이하, 편심 부분이라고 함)을 형성함에는, 공구를, 워크의 회전에 관련시켜 움직이게 하면 된다(특허문헌1).

[특허문헌1]일본 공개특허공보 특개2002-066802호

상술한 선행기술문헌에 기재된 선반에 의한 편심 위치 선삭(旋削)가공 방법은, NC선반에서는, 공구의 위치를 계산에 의해 하나하나 산출해 내고, 그 산출해 낸 위치를 이용한 복잡한 프로그램에 의해 제어할 필요가 있다.

본 발명은, 상기 문제에 착안해 이루어진 것이며, 간단한 설정으로, 편심한 형상의 가공을 진행할 수 있는 공작 기계 및 공작 기계에 의한 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 수단은, 워크를 축심 둘레로 회전시키는 주축과, 상기 워크를 가공하는 공구와, 상기 공구를 이동시키는 이송 기구와, 편심한 거리(D) 및 반경(R)의 입력을 접수하는 입력 접수부와, 상기 입력 접수부에서 접수된 상기 거리(D)를 반경으로 하는 가상원을 설정하고, 상기 가상원의 중심을, 상기 워크의 축심으로부터 상기 워크의 반경 방향으로 상기 입력 접수부에서 접수된 상기 반경(R)만큼 오프셋한 오프셋 가상원을 설정하고, 상기 공구를, 상기 주축에 의한 상기 워크의 회전과 관련시켜 상기 오프셋 가상원의 원주를 따라 이동시키도록, 상기 이송 기구에 의한 이동을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 워크의 축심에 대해 상기 거리(D)의 위치에 상기 반경(R)의 편심 부분을 가공하는 공작 기계이다.

본 발명의 제2 수단은, 주축에 의해 축심의 둘레로 회전하는 워크에 대해, 공구를 상기 축심에 직교하는 방향으로 이동시켜, 상기 축심으로부터 거리(D)만큼 편심한 위치에 반경(R)의 편심 부분을 가공하는 공작 기계에 의한 가공 방법에 있어서, 상기 거리(D) 및 상기 반경(R)의 입력을 접수하고, 접수된 상기 거리(D)를 반경으로 하는 가상원을 설정하고, 상기 가상원의 중심을, 상기 워크의 축심으로부터 상기 워크의 반경 방향으로 접수된 상기 반경(R)만큼 오프셋한 오프셋 가상원을 설정하고, 상기 공구를, 상기 주축에 의한 상기 워크의 회전과 관련시켜 상기 오프셋 가상원의 원주를 따라 이동시키는 공작 기계에 의한 가공 방법이다.

본 발명에 따른 공작 기계 및 공작 기계에 의한 가공 방법에 의하면, 간단한 설정으로, 편심한 형상의 가공을 진행할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태인 자동 선반을 도시하는 모식도이다.
도 2는, 도 1의 화살 방향A으로 본 워크의 선단면의 정면도이다.
도 3a는, NC프로그램에서 설정된 워크와 바이트 칼끝과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이며, 오프셋 가상원의 원주상의 예컨대 12시의 위치(도시한 높이 방향의 최고 위치)에 이동한 상태를 도시한다.
도 3b는, NC프로그램에서 설정된 워크와 바이트 칼끝과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이며, 오프셋 가상원의 원주상의 예컨대 10시반의 위치에 이동한 상태를 도시한다.
도 3c는, NC프로그램에서 설정된 워크와 바이트 칼끝과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이며, 오프셋 가상원의 원주상의 예컨대 9시의 위치(도시한 좌우 방향의 좌단 위치)에 이동한 상태를 도시한다.
도 3d는, NC프로그램에서 설정된 워크와 바이트 칼끝과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이며, 오프셋 가상원의 원주상의 예컨대 6시의 위치(도시한 높이 방향의 최저 위치)에 이동한 상태를 도시한다.
도 3e는, NC프로그램에서 설정된 워크와 바이트 칼끝과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이며, 오프셋 가상원의 원주상의 예컨대 3시의 위치(도시한 좌우 방향의 우단 위치)에 이동한 상태를 도시한다.
도 3f는, NC프로그램에서 설정된 워크와 바이트 칼끝과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이며, 오프셋 가상원의 원주상의 예컨대 12시의 위치에 이동한 상태를 도시한다.
도 3g는, 제어부에 의해 설정된 제2 오프셋 가상원과 워크에 형성된 구멍과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이다.
도 4a는, NC프로그램에서 설정된 워크와 바이트 칼끝과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이며, 오프셋 가상원의 원주상의 예컨대 12시의 위치(도시한 높이 방향의 최고 위치)에 이동한 상태를 도시한다.
도 4b는, NC프로그램에서 설정된 워크와 바이트 칼끝과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이며, 오프셋 가상원의 원주상의 예컨대 10시반의 위치에 이동한 상태를 도시한다.
도 4c는, NC프로그램에서 설정된 워크와 바이트 칼끝과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이며, 오프셋 가상원의 원주상의 예컨대 9시의 위치(도시한 좌우 방향의 좌단 위치)에 이동한 상태를 도시한다.
도 4d는, NC프로그램에서 설정된 워크와 바이트 칼끝과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이며, 오프셋 가상원의 원주상의 예컨대 6시의 위치(도시한 높이 방향의 최저 위치)에 이동한 상태를 도시한다.
도 4e는, NC프로그램에서 설정된 워크와 바이트 칼끝과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이며, 오프셋 가상원의 원주상의 예컨대 3시의 위치(도시한 좌우 방향의 우단 위치)에 이동한 상태를 도시한다.
도 4f는, NC프로그램에서 설정된 워크와 바이트 칼끝과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이며, 오프셋 가상원의 원주상의 예컨대 12시의 위치에 이동한 상태를 도시한다.
도 4g는, 제어부에 의해 설정된 제2 오프셋 가상원과 워크에 형성된 철상 부분과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이다.

이하, 본 발명에 따른 공작 기계 및 공작 기계에 의한 가공 방법의 실시형태에 관해, 도면을 참조하여 설명한다.

<자동 선반의 구성>

도 1은, 본 발명의 공작 기계의 하나의 실시형태인 자동 선반(NC(Numerical Control;수치 제어)선반)(1)을 도시하는 모식도이다. 도 2는, 도 1의 화살 방향A으로 본 워크(50)의 선단면(51)의 정면도이다.

본 실시형태의 자동 선반(1)은, NC프로그램에 의해 동작이 제어되고, 도 1에 도시한 바와 같이, 선삭 대상인 봉재(棒材)의 워크(50)를 파지하고, 그 축심(C1) 둘레로 회전시키면서 축심(C1)을 따른 Z방향으로 이동시키는 주축(2)을 구비하고 있다. 자동 선반(1)은, 주축(2)의 선단(2a)으로부터 Z방향으로 떨어진 위치에 있어서, 주축(2)으로 돌출한 워크(50)의 외주면에 접촉하는 것으로 워크(50)를 지지하는 가이드 부시(3)를 구비하고 있다.

자동 선반(1)은, 바이트(6)(공구의 하나의 예)가 고정된 공구 홀더(5)를, Z방향에 직교하는 면내에 있어서, 서로 직교하는 두 방향(X방향, Y방향; 도 2 참조)으로 이동시키는 이송 기구(4)를 구비하고 있다. 바이트(6)는, 선단에 형성된 칼끝(6a)이, 가이드 부시(3)에서 Z방향으로 돌출한 워크(50)에 접촉하는 것으로, 워크(50)를 선삭하여 가공한다. 워크(50)에 대한 선삭 가공은, 선단면(51)에서 Z방향으로 연장한 구멍(60)을 형성하는 보링(boring) 가공이다.

구멍(60)은, 선단면(51)에 있어서, 워크(50)의 축심(C1)으로부터 반경 방향으로 거리(D)만큼 편심한 위치를 중심(C3)으로 한 반경(R)의 원으로 되는 원주 모양의 공간이다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 워크(50)의 반경(r), 편심의 거리(D), 구멍(60)의 반경(R)은, (D+R)<r의 대소 관계를 만족한다.

자동 선반(1)은, 상술한 거리(D) 및 반경(R)의 입력을 접수하는 입력 접수부(8)를 구비하고 있다. 자동 선반(1)은, 입력 접수부(8)에서 접수한 거리(D) 및 반경(R)에 기초하여 설정된 NC프로그램을 따라, 주축(2)의 회전 및 Z방향으로의 이송 그리고 이송 기구(4)에 의한 이동을 제어하는 제어부(7)를 구비하고 있다.

NC프로그램은, 구체적으로는, 도 2에 도시한 바와 같이, 거리(D)를 반경으로 하는 가상원(假想圓)(V1)을 설정하고, 가상원(V1)의 중심을 워크(50)의 축심(C1)으로부터 워크(50)의 반경 방향으로 반경(R)만큼 오프셋하여 중심(C2)으로 한 오프셋 가상원(V2)을 설정한다. 그리고, NC프로그램은, 워크(50)의 축심(C1) 둘레의 회전 방향(P1)으로의 회전에 동기하여, 칼끝(6a)을, 오프셋 가상원(V2)의 원주를 따라 회전 방향(P2)으로 이동시키도록 설정된다.

<자동 선반의 동작>

그 다음, 자동 선반(1)의 동작(자동 선반(1)에 의한 가공법)에 대해 설명한다. 우선, 입력 접수부(8)가, 오퍼레이터에 의해 입력된 거리(D) 및 반경(R)을 접수한다. 입력된 거리(D) 및 반경(R)은, 제어부(7)에 의해, NC프로그램에 개서(改書)된다. 이에 인해, NC프로그램은, 도 2에 도시한 바와 같이, 거리(D)를 반경으로 하는 가상원(V1)을 설정하고, 가상원(V1)의 중심을 워크(50)의 축심(C1)으로부터 워크(50)의 반경 방향으로 반경(R)만큼 오프셋하여 중심(C2)으로 한 오프셋 가상원(V2)을 설정한다.

NC프로그램은, 워크(50)를 등각 속도로 축심(C1) 둘레로 회전 방향(P1)으로 회전시켰을 때, 워크(50)의 회전에 동기하여 칼끝(6a)이 오프셋 가상원(V2)의 원주를 따라 회전 방향(P2)으로 1회전하도록, 워크(50)의 각 회전 위치에 있어서의 칼끝(6a)의 좌표 위치(x, y)를 산출한다.

도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 3d, 도 3e 및 도 3f는, NC프로그램에서 설정된 워크(50)와 칼끝(6a)과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이다. 제어부(7)는, 워크(50)를 축심(C1) 둘레로 회전 방향(P1)으로 등각 속도로 회전시키도록 주축(2)을 제어함과 동시에, 도 3a∼도 3f에 도시한 바와 같이, NC프로그램이 설정한 워크(50)의 각 회전 위치에 있어서의 좌표 위치(x, y)에 칼끝(6a)이 이동하도록, 이송 기구(4)를 제어한다.

구체적으로는, 도 3a에 도시한 바와 같이, 워크(50)가 회전 방향(P1)으로 등각 속도로 회전 중의 어느 순간에 있어서, 제어부(7)는, 칼끝(6a)을, 오프셋 가상원(V2)의 원주상(圓周上)의 예컨대 12시의 위치(도시한 높이 방향의 최고 위치)에 이동시키도록 이송 기구(4)를 제어한다.

그 후, 워크(50)는, 도 3b∼도 3f에 도시한 바와 같이, 워크(50)가 회전 방향(P1)으로 회전하고, 제어부(7)의 제어에 의해 이송 기구(4)가, 칼끝(6a)을, 워크(50)의 회전에 동기시켜 회전 방향(P2)으로 오프셋 가상원(V2)의 원주상을 이동시킨다. 또한, 도 3a∼도 3f에 있어서, 워크(50)의 회전 위치를 나타내기 위해, 도 3a에 도시한 상태에 있어서, 워크(50)의 외주면 가운데서, 높이 방향의 최고 위치의 부분에 부호52를 첨부하고 있다. 그리고, 제어부(7)가 주축(2)을 Z방향(도 1 참조)으로 이동시키는 것으로, 워크(50)에 칼끝(6a)이 접촉하고, 워크(50)의 회전에 따라, 도 3b∼도 3f에 있어서 실선으로 도시한 구멍(60)으로 되는 내주면(61)이 형성된다.

이상과 같이 구성된 자동 선반(1) 및 자동 선반(1)에 의한 가공 방법에 의하면, 워크(50)에, 축심(C1)으로부터 반경 방향으로 거리(D)만큼 편심한 위치를 중심(C3)으로 한 반경(R)의 구멍(60)을 형성할 때에, 입력 접수부(8)가, 거리(D), 반경(R)의 입력을 접수하는 것만의 간단한 설정으로, 편심한 구멍(60)의 가공을 진행할 수 있다. 또한, 자동 선반(1)에 의하면, 입력 접수부(8)가 접수하는 거리(D)와 반경(R)에 의해, 구멍(60)의 편심량(거리(D))이나 반경(R)을 간단히 변경할 수 있고, 편심량이나 반경(R)이 변경될 적마다, 칼끝(6a)의 시계열(時系列)의 좌표 위치를 다시 입력할 필요가 없어, 품을 대폭으로 경감할 수 있다.

또한, 자동 선반(1)에 의하면, 기존의 자동 선반에 대해, 제어부(7)에 의한 제어의 내용을 변경하는 것만이고, 고가(高價)인 스핀들을 필요로 하지 않기 때문에, 비용의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 자동 선반(1)에 의하면, 재료 중심으로부터 편심한 위치의 내경(內徑) 가공에 있어서, 내부에 단차(段差)가 있는 테이퍼 형상을 가지는 부분을 형성하거나, 통상의 내경용의 나사골을 내는 바이트를 이용하면, 내부에 나사골의 가공을 진행할 수도 있다.

또한, 본 발명의 공작 기계는, 워크의 축심 둘레의 회전에 동기시켜 공구를 편심한 상태에서 회전시켜 가공을 진행하기 때문에, 워크의 회전 속도 등의 조건에 의해서는, 가공시의 공구의 칼끝의 실제 위치가, 가공하려고 설정된 본래의 위치보다 약간(1[mm] 이하) 어긋난 위치로 되는 것이 있다. 본 실시형태의 자동 선반(1)에 있어서는, 예컨대, 워크의 축심 둘레의 회전에 동기하는 좌표 위치(x, y)에 칼끝(6a)을 이동시키기 때문에, X, Y축의 원호 보간 제어(圓弧補間制御)를 이용해 공구의 회전을 제어하고, 설정된 편심 위치에서 반경(R)의 구멍(60)을 가공하면, 실제의 가공에서 형성된 구멍(60)의 편심 위치는, 설정된 편심 위치보다 약간 어긋나는 경우가 있다.

그리고, 가공이 종료하여 공작 기계의 운전 정지와 함께, 공구의 회전도 정지하면, 공구의 칼끝 위치는, 설정된 본래의 위치에로 되돌아간다. 따라서, 공작 기계의 운전이 정지한 위치에 의해서는, 공구의 칼끝이, 형성된 구멍의 가공면이나 철상(凸狀) 부분의 가공면에 간섭하기도 하고 패어들어가기도 하여, 가공면을 손상할 우려가 있다. 또한, 가공면을 손상시키지 않는다고 하여도, 가공 종료후에 공구가 가공면에 접촉한 상태에서 축심방향을 따라 공구를 설정된 본래의 위치로 되돌리는 동작을 할 때에, 접촉에 의한 마찰의 저항이 걸릴 우려가 있다.

그래서, 본 실시형태의 자동 선반(1) 및 자동 선반(1)에 의한 가공 방법은, 제어부(7)가, 워크(50)의 구멍(60)의 가공(가공면의 절삭 동작)이 종료한 후는, 워크(50)의 회전 및 바이트(6)의 이동을 정지하기 전에, 바이트(6)의 칼끝(6a)을 워크(50)의 구멍(60)의 내주면(61)(가공면)에서 떨어진 방향으로 이동시키도록 이송 기구(4)를 제어한다. 예컨대, 가공이 종료한 후의 회전을 정지하기 전에, 제어부(7)가, NC프로그램에 기록되어 있는 반경(R)보다 작은 값(R′)(ΔR=R-R′은, 회전중에 바이트(6)의 칼끝(6a)이 이탈되는 근소한 치수보다 큰 값)의 궤도상에 바이트(6)의 칼끝(6a)을 이동시킬 수 있다.

도 3g는, 제어부(7)에 의해 설정된 제2 오프셋 가상원(V2′)과 워크(50)에 형성된 구멍(60)과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이다. 제어부(7)는, 도 3g에 도시한 바와 같이, 제2 오프셋 가상원(V2′)을 설정한다. 제2 오프셋 가상원(V2′)은, 중심(C2′)이 축심(C1)으로부터 반경(R′)만큼 오프셋한 위치에서, 거리(D)를 반경으로 하는 가상의 원이다. 제2 오프셋 가상원(V2′)은, 도 2에 도시한 오프셋 가상원(V2)을 축심(C1)으로 ΔR만큼 접근시킨 원이다.

제어부(7)는, 칼끝(6a)이 제2 오프셋 가상원(V2′)의 원주를 따라 회전하도록, 이송 기구(4)를 제어한다. 제2 오프셋 가상원(V2′)의 원주를 따른 칼끝(6a)의 궤적은, 동기 회전하는 워크(50)에 형성된 구멍(60)의 내주면(61)(가공면)에서 내방(內方)으로 떨어진 영역내로 되기 때문에, 칼끝(6a)은 내주면(61)에 접촉하는 것 없이 공회전 상태로 된다.

그 후, 자동 선반(1)은 정지되고, 바이트(6)의 회전도 정지하고, 바이트(6)의 칼끝(6a)은 설정된 본래의 위치로 되돌아가지만, 정지전의 시점에서, 칼끝(6a)은 워크(50)의 내주면(61)에서 떨어져있기 때문에, 회전이 정지하여 칼끝(6a)이 본래의 위치에 되돌아가더라도, 칼끝(6a)은 구멍(60)의 내주면(61)에 접촉하지 않는다. 따라서, 바이트(6)의 칼끝(6a)이, 구멍(60)의 내주면(61)을 손상하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 공작 기계는, 가공의 종료후의 회전 정지전에, 공구의 칼끝을 가공면에서 탈리시키는 제어를 하는 것에 한정하는 것은 아니고, 가공 종료후의 회전 정지시에 공구의 칼끝이 워크의 가공면에 접촉하지 않은 경우는, 이 칼끝을 탈리시키는 제어를 진행할 필요는 없다.

한편, 본 실시형태의 자동 선반(1)은, 워크(50)에 형성하려고 하는 편심한 구멍(60)의, 편심한 거리(D)와 구멍(60)의 반경(R)을 입력하는 것에 의해, 제어부(7)가 바이트(6)의 칼끝(6a)의 궤적으로 되는 오프셋 가상원(V2)을 설정하는 것이지만, 상술한 가공의 종료후의 회전 정지전에 공구의 칼끝을 가공면에서 탈리시키는 제어에 관해서는, 거리(D)와 반경(R)을 입력하는 것에 의해 제어부가 공구의 칼끝의 궤적으로 되는 오프셋 가상원을 설정하는 공작 기계에 한정하는 것은 아니고, 워크의 회전과 동기시켜 공구를 회전시켜, 워크에 편심한 부분을 형성하는 공작 기계라면 적용할 수 있다.

<변형예>

도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d, 도 4e 및 도 4f는, NC프로그램에서 설정된 워크(50)와 칼끝(6a)과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이다.

상술한 실시형태의 자동 선반(1)은, 편심 부분의 하나의 예로서 구멍(60)을 적용한 것이지만, 편심 부분의 다른 예로서, 도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d, 도 4e 및 도 4f에 도시한 바와 같이, 편심한 거리(D) 및 반경(R)의 보스(boss)나 축 등의 철상 부분(70)을 적용할 수도 있다. 이 경우, 칼끝(6a)을 축심(C1)으로부터 외방(外方)을 향한 구멍(60)의 경우와는 달리, 도 4a∼도 4f에 도시한 바와 같이, 칼끝(6a)을, 축심(C1)을 향해 이송 기구(4) 및 주축(2)을 제어하여, 철상 부분(70)의 외주면(71)을 형성하면 된다.

또한, 철상 부분(70)을 형성하는 경우는, 상술한 바와 같이 철상 부분(70)의 반경(R)의 오프셋이 작아질 수 있기 때문에, 워크(50)의 철상 부분(70)의 가공(가공면의 절삭 동작)이 종료한 후는, 워크(50)의 회전 및 바이트(6)의 이동을 정지하기 전에, 바이트(6)의 칼끝(6a)을 워크(50)의 철상 부분(70)의 외주면(가공면)에서 떨어지는 방향으로 이동시키도록 이송 기구(4)를 제어한다. 예컨대, 가공이 종료한 후의 회전을 정지하기 전에, 제어부(7)가, NC프로그램에 기록되어 있는 반경(R)보다 큰 값(R″)(ΔR′=R″-R은, 회전중에 바이트(6)의 칼끝이 이탈되는 근소한 치수보다 큰 값)의 궤도상에 바이트(6)의 칼끝(6a)을 이동시킬 수 있다.

도 4g는, 제어부(7)에 의해 설정된 제2 오프셋 가상원(V2″)과 워크(50)에 형성된 철상 부분(70)과의 위치 관계를 도시하는 도 2에 상당의 정면도이다. 제어부(7)는, 도 4g에 도시한 바와 같이, 제2 오프셋 가상원(V2″)을 설정한다. 제2 오프셋 가상원(V2″)은, 중심(C2″)이 축심(C1)으로부터 반경(R″)만큼 오프셋한 위치에서, 거리(D)를 반경으로 하는 가상의 원이다. 제2 오프셋 가상원(V2″)은, 도 2에 도시한 오프셋 가상원(V2)을 축심(C1)으로부터 ΔR′(=R″-R)만큼 멀리한 원이다.

제어부(7)는, 칼끝(6a)이 제2 오프셋 가상원(V2″)의 원주를 따라 회전하도록, 이송 기구(4)를 제어한다. 제2 오프셋 가상원(V2″)의 원주를 따른 칼끝(6a)의 궤적은, 동기 회전하는 워크(50)에 형성된 철상 부분(70)의 외주면(71)(가공면)에서 외측으로 떨어진 영역내로 되기 때문에, 칼끝(6a)은 외주면(71)에 접촉하는 것 없이 공회전 상태로 된다.

그 후, 자동 선반(1)은 정지되고, 바이트(6)의 회전도 정지하고, 바이트(6)의 칼끝(6a)은 설정된 본래의 위치로 되돌아가지만, 정지전의 시점에서, 칼끝(6a)은 워크(50)의 외주면(71)에서 떨어져 있기 때문에, 회전이 정지하여 칼끝(6a)이 본래의 위치에 되돌아가더라도, 칼끝(6a)은 철상 부분(70)의 외주면(71)에 접촉하지 않는다. 따라서, 바이트(6)의 칼끝(6a)이, 철상 부분(70)의 외주면(71)을 손상하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 가공 종료후의 회전 정지시에 바이트(6)의 칼끝(6a)이 워크(50)의 철상 부분(70)의 외주면(71)에 접촉하지 않은 경우는, 이 칼끝(6a)을 탈리시키는 제어를 진행할 필요는 없다.

상술한 실시형태 및 변형예에 있어서는, 워크(50)의 반경(r), 편심의 거리(D), 구멍(60)의 반경(R)은, (D+R)<r의 대소 관계를 만족하는 것으로 하였지만, 본 발명에 있어서는, 워크(50)의 반경(r), 편심의 거리(D), 구멍(60)의 반경(R)은, 상기 대소 관계에 한정하는 것은 아니다. 즉, 워크(50)의 반경(r), 편심의 거리(D), 구멍(60)의 반경(R)은, (D+R)=r의 대소 관계여도 된다. 따라서, 구멍(60)의 중심(C3)이, 워크(50)의 외주보다 외방에 설정되어도 되고(D>r), 구멍(60)의 반경(R)이 워크(50)의 반경(r)보다 커도 된다(R>r).

이 경우, 워크(50)에는, 정원(正圓)의 구멍(60)은 아니고, 워크(50)의 외주에 구멍(60)의 일부가 개구(開口)한 결구(缺口) 형상의 편심 부분이 형성된다. 단지, (D-R)=r이면 칼끝(6a)이 워크(50)에 접촉하지 않아 결구가 형성되지 않기 때문에, (D-R)<r을 만족할 필요가 있다. 또한, (D-R)=-r이면 칼끝(6a)이 워크(50)의 전면(全面)을 선삭하여 워크(50)의 길이가 짧아지는 것뿐이기 때문에, (D-R)>-r을 만족할 필요가 있다.

이상에 인해, 제어부(7)는, 입력 접수부(8)에 입력된 거리(D) 및 반경(R)에 관해, 워크(50)의 반경(r)과의 관계에서, -r<(D-R)<r의 조건을 만족하는가 아닌가를 판정하고, 조건을 만족하는 경우에만, 주축(2) 및 이송 기구(4)에 대한 상술한 제어를 진행하고, 조건을 만족하지 않는 경우는, 입력값의 에러를 통지하는 등으로 하여, 주축(2) 및 이송 기구(4)에 대한 상술한 제어를 진행하지 않도록 하여도 된다.

본 실시형태의 자동 선반(1)은, 워크(50)의 축심(C1) 둘레의 회전 방향(P1)으로의 1회전에 대해, 칼끝(6a)을, 오프셋 가상원(V2)의 원주를 따라 회전 방향(P2)으로 1회전시키도록, 바이트(6)를 워크의 회전에 관련시켜 이동시키는 것이지만, 본 발명에 따른 공작 기계 및 공작 기계에 의한 가공 방법은, 바이트(6)의 이동을, 워크(50)의 1회전과 관련시키는 것에 한정하는 것은 아니다.

본 실시형태의 자동 선반(1)은, 주축(2)이 Z방향으로 이동하여 워크(50)를 축심(C1) 방향으로 이송하는, 소위의 주축대 이동형이지만, 본 발명에 따른 공작 기계 및 공작 기계에 의한 가공 방법은, 주축대 이동형의 공작 기계에 한정하는 것은 아니고, 주축이 Z방향으로 이동하지 않고 공구가 Z방향으로 이동하는, 소위의 주축대 고정형이여도 된다. 또한, 본 발명의 공작 기계 및 공작 기계에 의한 가공 방법은, 선반에 한정하는 것은 아니고, 기타의 공작 기계에도 적용 가능하다.

관련 출원의 상호 참조

본 출원은, 2015년11월17일에 일본국 특허청에 출원된 특허 출원 제2015-225100호에 기초하는 우선권을 주장하며, 그 모든 개시는 완전히 본 명세서에서 참조에 의해 삽입된다.

Claims

워크를 축심 둘레로 회전시키는 주축과,
상기 워크를 가공하는 공구와,
상기 공구를 이동시키는 이송 기구와,
편심한 거리(D) 및 반경(R)의 입력을 접수하는 입력 접수부와,
상기 입력 접수부에서 접수된 상기 거리(D)를 반경으로 하는 가상원을 설정하고, 상기 가상원의 중심을, 상기 워크의 축심으로부터 상기 워크의 반경 방향으로 상기 입력 접수부에서 접수된 상기 반경(R)만큼 오프셋한 오프셋 가상원을 설정하고, 상기 공구를, 상기 주축에 의한 상기 워크의 회전과 관련시켜 상기 오프셋 가상원의 원주를 따라 이동시키도록, 상기 이송 기구에 의한 이동을 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 워크의 축심에 대해 상기 거리(D)의 위치에 상기 반경(R)의 편심 부분을 가공하는 공작 기계.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 편심 부분으로서 구멍을 상기 공구로 가공하도록 제어하는 공작 기계.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 편심 부분으로서 철상 부분을 상기 공구로 가공하도록 제어하는 공작 기계.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한항에 있어서,
상기 워크의 가공이 종료한 후는, 상기 워크의 회전 및 상기 공구의 이동을 정지하기 전에, 상기 제어부가 상기 공구를, 상기 워크를 가공한 가공면에서 떨어지는 방향으로 이동시키는 공작 기계.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 입력 접수부에 입력된 상기 거리(D) 및 상기 반경(R)에 관해, 상기 워크의 반경(r)과의 관계에서, -r<(D-R)<r의 조건을 만족하는가 아닌가를 판정하고, 만족한다고 판정한 경우에만, 상기 이송 기구에 대한 상기 가상원의 원주를 따라서의 이동의 제어를 진행하는 공작 기계.
주축에 의해 축심의 둘레로 회전하는 워크에 대해, 공구를 상기 축심에 직교하는 방향으로 이동시켜, 상기 축심으로부터 거리(D)만큼 편심한 위치에 반경(R)의 편심 부분을 가공하는 공작 기계에 의한 가공 방법에 있어서,
상기 거리(D) 및 상기 반경(R)의 입력을 접수하고,
접수된 상기 거리(D)를 반경으로 하는 가상원을 설정하고,
상기 가상원의 중심을, 상기 워크의 축심으로부터 상기 워크의 반경 방향으로 접수된 상기 반경(R)만큼 오프셋한 오프셋 가상원을 설정하고,
상기 공구를, 상기 주축에 의한 상기 워크의 회전과 관련시켜 상기 오프셋 가상원의 원주를 따라 이동시키는 공작 기계에 의한 가공 방법.
제 6항에 있어서,
상기 워크의 가공이 종료한 후는, 상기 워크의 회전 및 상기 공구의 이동을 정지하기 전에, 상기 공구를, 상기 워크를 가공한 가공면에서 떨어지는 방향으로 이동시키는 공작 기계에 의한 가공 방법.