KR101749289B1

KR101749289B1 - 공작 기계

Info

Publication number: KR101749289B1
Application number: KR1020157008301A
Authority: KR
Inventors: 사카에 나카자와; 아키라 한다; 소우젠 야나카와
Original assignee: 시티즌 도케이 가부시키가이샤; 시티즌 마쉬나리 가부시키가이샤
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2017-06-20
Also published as: TW201429580A; TWI610737B; US9527180B2; JPWO2014065123A1; KR20150046338A; CN109531235A; EP2913146A4; EP2913146A1; EP2913146B1; WO2014065123A1; CN104755224B; JP6184418B2; CN104755224A; ES2740991T3; EP3590655A1; US20150258649A1

Abstract

워크(11)를 세트하는 세트 수단을 개폐가 자유로운 척(8)을 전단측에 구비한 주축(4)의 후방에 설치하고, 척(8)의 척 중심축선(C1)과 워크(11)의 워크 중심축선(C2)을 일직선상에 위치시켜 워크(11)를 지지하도록 배치되고, 세트 수단(41)과 상기 주축(4)의 사이에서 워크(11)의 반송을 행하는 반송 수단(56)의 워크(11)를 유지하는 유지 수단(53)의 자세를, 워크(11)를 상기 세트 수단(41)과의 사이에서 수수할 때와, 상기 척(8)과의 사이에서 수수할 때에 동일하게 되도록 하였다.

Description

공작 기계 {MACHINE TOOL}

본 발명은 공작 기계에 관한 것이다.

종래 개폐가 자유로운 척을 전단측에 구비한 주축과, 워크의 반송을 행하는 반송 수단을 구비하고, 상기 반송 수단이 워크를 유지하는 유지 수단을 가지며, 상기 주축의 전방에서 상기 척의 척 중심축선과 상기 워크의 워크 중심축선을 일직선상에 위치시키고, 상기 척(주축)과 상기 유지 수단과의 사이의 워크의 수수(授受)를 실시하도록 구성된 공작 기계가 공지되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1: 재공표 특허 WO2008/050912호

상기 공작 기계 등에 있어서, 워크를 세트하는 세트 수단, 주축과의 사이에서 간단하게 워크를 수수하여 반송할 수 있는 반송 장치를 구비한 구성으로 된 것을 필요로 해왔다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 공작 기계는 개폐가 자유로운 척(8)을 전단측에 구비한 주축(4)과, 워크(11)를 세트하는 세트 수단(41)과, 상기 세트 수단(41)과 상기 주축(4)과의 사이에서 워크(11)의 반송을 행하는 반송 수단(56)을 구비하고, 상기 반송 수단(56)이 워크(11)를 유지하는 유지 수단(53)을 가지며, 상기 주축(4)의 전방에서 상기 척(8)의 척 중심축선(C1)과 상기 워크(11)의 워크 중심축선(C2)을 일직선상에 위치시키고, 상기 척(8)과 상기 유지 수단(53)과의 사이의 워크(11)의 수수를 행하도록 구성된 공작 기계에 있어서, 상기 세트 수단(41)이 상기 주축(4)의 후방에 설치되고, 상기 척 중심축선(C1)과 상기 워크 중심축선(C2)을 일직선상에 위치시켜 워크(11)를 지지하도록 배치되며, 상기 워크(11)를 상기 세트 수단(41) 또는 상기 척(8)과의 사이에서 수수할 때의 상기 유지 수단(53)의 자세를 동일하게 한 것을 제1 특징으로 한다.

둘째, 상기 주축(4)의 전방측과 후방측의 사이를 미끄러지며 이동하는 슬라이드체(43)와, 상기 유지 수단(53)을 지지하는 암(49)과, 상기 암(49)을 선회가 자유롭도록 지지하는 선회 지지 수단(47)을 설치하고, 상기 선회 지지 수단(47)이 상기 슬라이드체(43)에 설치되며, 상기 암(49)이 상기 워크(11)의 수수를 행할 때의 횡와(橫臥) 자세(B)와, 상기 세트 수단(41)측과 상기 주축(4)측과의 사이에서 워크(11)의 반송을 행할 때의 기립 자세(A)로, 자세를 바꾸는 것을 특징으로 한다.

셋째, 상기 주축(4)을 축선 방향을 따라서 전후 이동 가능하게 설치하고, 상기 주축(4)의 전방에, 워크의 가공용 공구(15)를 이동이 자유롭게 지지하는 지지체(12)를 설치하고, 상기 지지체(12)의 전방에 상기 공구(15)를 배치하여, 상기 지지체(12)의 전방을 워크(11)의 가공 영역(Al)으로 하고, 상기 지지체(12)에, 상기 주축(4)이 삽입되는 삽입부(14)를 설치하고, 상기 주축(4)의 이동 범위를, 상기 주축(4)이 상기 삽입부(14)에 삽입되어 상기 워크(11)를 상기 가공 영역(Al) 내에 배치하는 위치로부터, 상기 지지체(12)의 후방측에 상기 유지 수단(53)과 상기 척(8)과의 사이에서 워크(11)의 수수를 행하기 위한 공간(16)을 형성하는 위치까지로 한 것을 특징으로 한다.

넷째, 상기 가공 영역(Al)과 상기 지지체(12)의 후방측의 영역을 구획하도록 상기 삽입부(14)를 폐색하는 셔터(17)를 개폐가 자유롭게 설치한 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 구조에 의하면, 상기 세트 수단에 의하여 워크가 상기 주축의 후방에서, 상기 척 중심축선과 상기 워크 중심축선이 일직선상에 위치한 상태에서 지지를 받기 때문에, 상기 유지 수단을 상기 주축의 전방과 후방에서 동일한 자세로 하여, 상기 유지 수단과 상기 주축 또는 상기 세트 수단과의 사이에 워크의 수수를 행하는 것이 가능해진다. 이에 의하여 상기 유지 수단과 상기 주축 또는 상기 세트 수단과의 사이에 워크의 수수를 행할 때의 상기 유지 수단의 자세를 간단하게 조절할 수 있다고 하는 효과가 있다.

예를 들면 상기 주축의 전방측과 후방측의 사이를 미끄러지며 이동하는 슬라이드체와, 상기 유지 수단을 지지하는 암과, 상기 암을 선회가 자유롭게 지지하는 선회 지지 수단을 설치하고, 상기 선회 지지 수단을 상기 슬라이드체에 설치하고, 상기 암을, 상기 워크의 수수를 행할 때의 횡와 자세와, 상기 세트 수단측과 상기 주축측의 사이에서 워크의 반송을 행할 때의 기립 자세로 자세를 바꾸도록 구성하고, 상기 유지 수단과 상기 주축 또는 상기 세트 수단과의 사이에서의 워크의 수수를 동일하게 횡와 자세에서 실시할 수 있다.

이 경우 횡와 자세일 때의 암의 선회 각도를 조절하고 정함으로써, 상기 주축 및 상기 세트 수단과의 사이에서 워크의 수수를 행할 때의 상기 유지 수단의 자세를 간단하게 조절할 수 있고, 또 하나의 조정 수단으로 조정이 가능하게 함으로써 반송 수단의 컴팩트 경량화도 도모할 수 있다.

또한, 공급 대상의 워크가 주축 후방으로부터 중공의 주축에 대하여 차례로 이송하는, 예를 들면 스위스형 자동 선반인 경우에는, 2.5 m, 4.0 m 등 긴 봉재 워크의 경우와, 상기 반송 수단에 의하여 주축의 전방측에 반송하는 워크의 경우에, 상기 세트 수단을 공통 사용 가능한 구조로 할 수 있다. 또한, 긴 봉재의 경우의 예를 들면 이송 가이드 구조와, 상기 반송 수단에 의하여 워크를 공급하는 경우의 상기 세트 수단을 교체하여, 워크 공급을 변경하는 구성으로 함으로써, 긴 봉재 워크의 공급과 소형재 워크의 공급을 동일 영역에 공급 수단을 배치한 구성으로 할 수 있는 등의 효과도 있다.

또한, 상기 주축이 축선 방향을 따라서 전후 이동 가능하게 설치되고, 상기 주축의 전방에 워크의 가공용 공구를 이동이 자유롭게 지지하는 지지체가 설치되며, 이 지지체의 전방에 상기 공구가 배치되고, 상기 지지체의 전방이 워크의 가공 영역으로서 설정되며, 상기 지지체에 상기 주축이 삽입되는 삽입부가 형성되는 구성의 공작 기계의 경우에는, 상기 주축의 이동 범위를, 상기 삽입부에 삽입되어 상기 워크를 상기 가공 영역 내에 배치하는 위치로부터 상기 지지체의 후방측에 상기 유지 수단과 상기 척과의 사이에서 워크의 수수를 행하기 위한 공간을 형성하는 위치까지로 함으로써, 상기 지지체의 후방측에서 상기 유지 수단과 상기 척과의 사이에서 용이하게 워크의 수수를 행할 수 있다.

특히, 상기 가공 영역과, 상기 지지체의 후방측의 영역을 구획하도록 상기 삽입부를 폐색하는 셔터를 개폐가 자유롭게 설치함으로써, 가공 영역에 비산하는 절삭유나 절삭 조각 등이 상기 지지체의 후방측의 영역에 침입하는 것을 방지할 수 있어서, 상기 유지 수단과 상기 주축 또는 상기 세트 수단과의 사이에서 워크를 수수할 때, 비교적 깨끗한 환경에서 행하는 것이 가능해진다.

[도 1] 본 발명에 관한 공작 기계의 평면도이다.
[도 2] 주축 척의 정면도이며, (A)는 벌어진 상태를, (B)는 워크의 파지 상태를 각각 도시한다.
[도 3] 지지대 부분의 요부의 정면 단면도이다.
[도 4] 워크 가공 상태의 지지대 부분의 요부의 정면 단면도이다.
[도 5] 지지대 부분의 요부 측면도이며, (A)는 셔터가 열린 상태를, (B)는 셔터가 닫힌 상태를 각각 도시한다.
[도 6] 본 발명에 관한 공작 기계의 요부 측면도이다.
[도 7] (A)은 세트 수단의 정면도, (B)는 세트 수단의 측면도, (C)는 워크를 지지한 상태의 세트 수단의 정면도이다.
[도 8] (A)은 반송 수단의 정면도, (B)는 반송 수단의 측면도이다.
[도 9] 반송 수단과 세트 수단과의 사이의 워크의 수수 상태를 도시하는 요부 평면도이다.
[도 10] 주축과 세트 수단과의 사이의 워크의 수수 상태를 도시하는 요부 평면도이다.

이하, 도면을 참조하여 공작 기계에 대하여 설명한다. 그러나, 본 발명은 도면 또는 이하에 설명되는 실시 형태에 한정되는 것은 아니라는 것을 이해하여야 한다. 도 1에, 본 발명에 관한 공작 기계의 일례인 자동 선반을 도시한다. 상기 자동 선반은 베드(1)를 구비하고, 베드(1) 위에 3대의 선반 모듈(M)이 탑재되어 구성되어 있다. 2개의 선반 모듈(M)이 병설되고, 1개의 선반 모듈(M)이 병설된 2개의 선반 모듈(M)에 대향하도록, 슬라이드 기구(SL)를 통하여 미끄러짐이 자유롭게 설치되어 있다.

각 선반 모듈(M)은 동일한 구조이며, 베드(1)에 고정되는 베이스(2) 위에 구성되어 있다. 각 선반 모듈(M)의 베이스(2) 위에는 각각 주축대(3)가 설치되어 있다. 주축대(3)에는 회전이 자유롭게 주축(4)이 지지되어 있다. 주축(4)은 주축대(3)의 후방에 설치된 주축 모터(6)에 의하여 회전 구동된다.

베이스(2) 위에는 주축(4)의 축선 방향 (Z축 방향)으로 슬라이드 레일(7)이 설치되어 있다. 슬라이드 레일(7)은 2개가 평행하게 설치되어 있다. 양 슬라이드 레일(7) 위에 주축대(3)가 탑재되어 있다. 주축대(3)는 양 슬라이드 레일(7)의 사이에 설치된 볼 나사(5)에 나사 결합으로 연결되어, 볼 나사(5)의 회전 구동에 의하여 슬라이드 레일(7)을 따라서 이동한다.

주축(4)의 전단면에는 주축 척(8)이 개폐가 자유롭게 설치되어 있다. 주축 척(8)은 복수의 척 조(9)를 구비한다. 도 2(A), (B)에 도시하는 바와 같이, 각 척 조(9)는 주축 척(8)의 척 중심축선(C1)의 둘레에 균등하게 배치되어 있다. 각 척 조(9)는 척 중심축선(C1)을 향하여 이동함으로써 닫힌다.

도 2(A)에 도시하는 벌어진 상태의 척 조(9)의 사이에 워크(11)를 삽입하고, 도 2(B)에 도시하는 바와 같이, 척 조(9)를 닫음으로써 워크(11)가 주축 척(8)에 파지된다. 주축 척(8)은 척 중심축선(C1)과 워크(11)의 중심축선(워크 중심축선)(C2)이 일직선상에 위치하도록 워크(11)를 파지한다. 주축 척(8)은 척 중심축선(C1)과 주축(4)의 축선(C3)이 일직선상에 위치하도록 장착되어 있다(도 1 참조).

주축대(3)의 전방에 지지대(12)가 설치되어 있다. 지지대(12)는 베이스(2)에 고정되어 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 지지대(12)의 전방에는 Z축 방향에 직교하는 2방향 (X축 방향 및 Y축 방향)으로 이동이 자유롭게 공구대(13)가 설치되어 있다.α X축 방향 및 Y축 방향은 서로 직교하고 있다. 공구대(13)에 공구(15)가 장착된다.

도 3 내지 5에 도시하는 바와 같이, 지지대(12)는 주축대(3)가 통과할 수 있도록 게이트 형태로 형성되어 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 주축대(3)는 게이트의 공간(14)을 통하여, 주축(4)에 파지된 워크(11)를 지지대(12)의 전방에 위치시킬 수 있도록, Z축 방향 전방으로의 이동 범위가 설정되어 있다.

이 때, 주축(4)은 주축대(3)에 지지되는 상태에서, 공간(14)을 삽입부로 하여 공간(14)에 삽입된다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 주축대(3)는 지지대(12)의 후방에서, 주축(4)의 전단과 지지대(12)와의 사이에 소정의 공간(16)이 형성되는 퇴피 위치 α로 이동할 수 있도록, Z축 방향 후방으로의 이동 범위가 설정되어 있다.

지지대(12)의 전방은 워크(11)의 가공을 행하는 가공 영역(Al)을 구성하고 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 주축(4)에 파지된 워크(11)를 지지대(12)의 전방으로 돌출시키면, 각 선반 모듈(M)은 각각 독립하여, 주축대(3)의 Z축 방향의 이동과, 공구대(13)의 X축 방향 및 Y축 방향의 이동에 의하여, 가공 영역(Al)에서 공구(15)로 워크(11)를 가공할 수 있다.

공간(16)은 주축대(3)의 이동에 따라 출몰한다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 워크(11)의 가공시에는, 공간(16)은 주축대(3)에 의하여 점유되어 보이지 않는다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 주축대(3)를 퇴피 위치로 이동시키면, 공간(16)이 출현한다.

지지대(12)의 후단면측에는 공간(삽입부)(14)를 폐색하는 플레이트 형태의 셔터(17)가 설치되어 있다. 셔터(17)는 지지대(12)에 고정된 가이드 커버(18)에, 상하 방향으로 승강이 자유롭게 유지되고 있다. 가이드 커버(18)에는 실린더 설치판(19)을 통하여 실린더(21)가 장착되어 있다. 실린더(21)는 실린더 로드(22)가 상하 방향으로 진퇴하도록 장착되어 있다.

실린더 로드(22)는 브라켓(23)을 통하여 셔터(17)에 연결되어 있다. 셔터(17)는 실린더(21)에 의하여 승강 구동된다. 셔터(17)는 실린더 로드(22)의 수축 작동에 의하여 상승하고, 실린더 로드(22)의 연신 작동에 의하여 하강한다. 도 5 (B)에 도시하는 바와 같이, 셔터(17)가 하강함으로써 공간(14)이 폐색된다. 도 5 (A)에 도시하는 바와 같이, 셔터(17)가 상승함으로써 공간(14)이 개방된다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 워크(11)의 가공시에는 주축대(3)가 공간(14) 내에 위치하기 때문에, 셔터(17)는 열린 상태로 유지된다. 주축대(3)가 퇴피 위치α로 이동할 때에는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 주축대(3)측의 구성물이 셔터(17)의 후방으로 이동하면, 셔터(17)가 닫히도록 구성된다. 가공 영역(Al)은 절삭 조각이나 절삭유 등이 비산하는 환경이기 때문에, 셔터(17)가 닫힘으로써 지지대(12)의 후방은 가공 영역(Al)의 환경으로부터 구획된 비교적 깨끗한 환경이 된다.

퇴피 위치 α에 위치하는 주축대(3)보다 후방에 베이스판(24)이 설치되어 있다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 베이스판(24)은 브라켓(25)을 통하여 베드(1)측에 고정되어 있다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 베이스판(24)의 아랫면에는 실린더(26)가 고정되어 있다. 실린더(26)는 실린더 로드(27)가 아래를 향하도록 장착되어 있다.

실린더 로드(27)에는 플레이트(28)가 고정되어 있다. 플레이트(28)에는 전후에 누름 로드(29)가 세워서 설치되어 있다. 각 누름 로드(29)는 윗쪽에 돌출 가능하게 베이스판(24)에 삽입되어 있다. 각 누름 로드(29)의 선단은 실린더 로드(27)의 수축 작동에 의하여 베이스판(24)의 윗쪽으로 돌출된다. 각 누름 로드(29)의 선단은 실린더 로드(27)의 연신 작동에 의하여 베이스판(24)의 아래쪽으로 사라진다.

베이스판(24)의 윗쪽에는 고정 부재(31)를 통하여 스토퍼판(32)이 소정의 높이 위치에 고정되어 있다. 스토퍼판(32)에는 좌우 및 전후에 4개의 로드(33)가 상하 방향으로 미끄러지며 이동이 자유롭게 삽입되어 있다. 좌우의 로드(33)의 하단은 연결판(34)에 의하여 연결되어 있다. 각 로드(33)에는 스토퍼판(32)의 아랫면과 연결판(34)의 윗면과의 사이에 압축 스프링(36)이 끼워져 있다.

각 로드(33)의 선단에 승강판(37)이 고정되어 있다. 도 7 (A), (B)에 도시하는 바와 같이, 승강판(37)은 압축 스프링(36)에 의하여 스토퍼판(32)에 접촉하도록 탄성 지지되어 있다. 승강판(37)의 윗면에는 워크 지지판(38)이, 전후 방향에 대향하여 설치되어 있다. 워크 지지판(38)에는 측면에서 보았을 때, 실질적으로 V자 모양을 이루는 V 홈(39)이 형성되어 있다. 도 6, 도 7 (C)에 도시하는 바와 같이, 워크(11)는 양 워크 지지판(38)의 V 홈(39)에 수용되어 전후 위치에서 지지를 받는다.

전후의 각 연결판(34)의 아랫면의 실질적으로 중앙에 전후의 각 누름 로드(29)의 선단이 접촉한다. 실린더 로드(27)를 수축 작동시켜, 압축 스프링(36)의 탄성력에 저항하여 각 누름 로드(29)에 의하여 각 연결판(34)을 윗쪽으로 압압함으로써, 승강판(37)이 상승한다. 실린더 로드(27)를 연신 작동시킴으로써, 압축 스프링(36)의 탄성력에 의하여 승강판(37)이 하강한다.

승강판(37)의 하강에 의하여 워크 지지판(38)이 하강한 상태에서, 워크 지지판(38)에 대하여 워크(11)를 공급하고, 양 워크 지지판(38)에 의하여 워크(11)를 지지할 수 있다. 승강판(37)의 상승에 의하여 워크 지지판(38)을 상승시킴으로써, 양 워크 지지판(38)에 의하여 지지된 워크(11)를 들어 올릴 수 있다. 양 워크 지지판(38)은 워크(11)를 들어올리면, 워크 중심축선(C2)이 척 중심축선(C1)과 일직선 상에 위치하도록 미리 설정되어 있다(도 1, 도 3 참조).

베이스판(24), 실린더(26), 플레이트(28), 누름 로드(29), 스토퍼판(32), 로드(33), 압축 스프링(36), 연결판(34), 승강판(37), 워크 지지판(38) 등에 의하여 워크(11)를 세트하는 세트 수단(41)이 구성되어 있다. 세트 수단(41)은 워크(11)를 양 워크 지지판(38)에 의하여 들어올려, 척 중심축선(C1)과 워크 중심축선(C2)이 일직선상에 위치하도록 지지한다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 베드(1)측에 테이블(40)이 일체적으로 고정되어 있다. 테이블(40) 위에는 Z축 방향에 평행한 가이드 레일(42)이 고정되어 있다. 가이드 레일(42)은 주축대(3)에 대하여 나란히 설치되어 있다. 가이드 레일(42) 위에 베이스대(43)가 탑재되어 있다.

테이블(40) 위에 볼 나사(44)가 설치되어 있다. 볼 나사(44)는 가이드 레일(42)에 대하여 나란히 설치되어 있다. 베이스대(43)는 볼 나사(44)에 나사 결합으로 연결되어, 볼 나사(44)의 회전 구동에 의하여, 슬라이드체로서 가이드 레일(42)을 따라서 미끄러지며 이동한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 베이스대(43)가 공간(16)에 인접하는 위치(P1)와, 세트 수단(41)에 인접하는 위치(P2)와의 사이에서 이동할 수 있도록 설정되어 있다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 베이스대(43) 위에는 브라켓(46)을 통하여 로터리 액츄에이터(47)가 고정되어 있다. 로터리 액츄에이터(47)의 회전 구동 축(48)에는 암(49)이 일체적으로 고정되어 있다. 로터리 액츄에이터(47)는 선회 지지 수단으로서 암(49)을 선회가 자유롭도록 지지한다.

도 8(B)에 도시하는 바와 같이, 암(49)은 로터리 액츄에이터(47)에 의하여, 실질적으로 연직 상방으로 뻗어나오는 기립 자세(A)와, 실질적으로 수평 방향으로 주축대(3)측을 향하는 횡와 자세(B)로 자세가 변경된다. 암(49)에는 실린더(51)가 설치되어 있다. 실린더(51)의 실린더 로드(52)에는 반송 척(53)이 장착되어 있다.

반송 척(53)은 실린더 로드(52)의 이동에 의하여, 암(49)의 길이 방향으로 진퇴 이동한다. 반송 척(53)은 암(49)으로부터 돌출된 돌출 위치(X)와, 암(49) 측에 위치하는 초기 위치(Y)로 위치가 변경된다. 반송 척(53)의 선단에는 개폐가 자유로운 척 조(54)가 대향하여 설치되어 있다. 양 척 조(54)는 반송 척(53)의 척 중심축선(C4)에 대하여 균등하게 배치되어 있다.

각 척 조(54)는 반송 척(53)의 척 중심축선(C4)을 향하여 이동함으로써 닫힌다. 반송 척(53)은 척 조(54)가 벌어진 상태에서, 양 척 조(54)의 사이에 워크(11)를 삽입하고, 워크(11)가 삽입된 상태에서 척 조(54)를 닫음으로써 워크(11)를 파지할 수 있다. 반송 척(53)이 워크(11)를 파지하여 유지하는 유지 수단을 구성하고 있다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 암(49)의 선회 위치는 횡와 자세(B)일 때에, 양 워크 지지판(38)에 의하여 들어올려져 지지된 워크 중심축선(C2)과, 반송 척(53)의 척 중심축선(C4)과의 높이 위치가 일치하도록 설정되어 있다. 이에 의하여 주축 척(8)의 척 중심축선(C1)과 워크 중심축선(C2)과, 반송 척(53)의 척 중심축선(C4)과의 높이 위치가 일치한다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 베이스대(43)를 위치 P2로 이동시켜, 암(49)을 횡와 자세(B)로 하고, 반송 척(53)을 돌출 위치(X)로 돌출시켜 이동시킴으로써, 양 척 조(54)의 사이에, 양 워크 지지판(38)에 의하여 들어 올려져서 지지되는 워크(11)를 삽입할 수 있다.

이 상태에서 척 조(54)를 닫음으로써, 워크 중심축선(C2)이 주축 척(8)의 척 중심축선(C1)과 일직선상에 위치한 상태인 채로, 반송 척(53)에 의하여 워크(11)를 파지할 수 있다. 워크(11)를 파지한 상태에서, 암(49)을 기립 자세(A)로 하고, 베이스대(43)을 이동시킴으로써, 주축대(3)의 측방 위치에서, 주축(4)의 축선 방향(C3)을 따라서 워크(11)를 반송할 수 있다.

실린더(51)는 암(49)을 기립 자세(A)로 할 때에, 반송 척(53)을 초기 위치 (Y)로 되돌리도록 설정되어 있다. 도 10에 도시하는 바와 같이, 주축대(3)를 퇴피 위치 α로 이동시켜서, 위치 P1에 베이스대(43)를 위치시키고, 암(49)을 횡와 자세(B)로 하고, 반송 척(53)을 돌출 위치(X)로 이동시킴으로써, 공간(16) 내에 있어서, 워크(11)를 반송 척(53)에 파지된 상태에서 주축(4)의 전방에 배치할 수 있다.

가이드 레일(42), 볼 나사(44), 베이스대(43), 로터리 액츄에이터(47), 암(49), 반송 척(53), 실린더(51) 등에 의하여 워크(11)의 반송 장치(56)가 구성되어 있다. 반송 척(53)에 의한 세트 수단(41)과의 사이에서 워크(11)를 수수하는 것은 암(49)을 횡와 자세(B)로 하고, 반송 척(53)을 돌출 위치(X)에 위치시킴으로써, 주축 척(8)의 척 중심축선(C1)과 워크 중심축선(C2)이 일직선상에 위치한 상태인 채로 행해진다.

이 때문에, 주축(4)의 전방 위치에서 암(49)을 횡와 자세(B)로 하고, 반송 척(53)을 돌출 위치(X)에 위치시키면, 워크(11)는 주축 척(8)의 척 중심축선(C1)과 워크 중심축선(C2)이 일직선상에 위치한 상태에서, 주축(4)의 전방 위치에 배치된다. 이에 의하여 주축 척(8)과 반송 척(53)의 사이에서 워크(8)의 수수가 가능해진다.

본 실시 형태에 있어서, 반송 장치(56)는 주축(4)에 워크를 공급하는 로더로서 사용되고 있다. 주축(4)에의 워크(11)의 로딩은 우선 워크 지지판(38)을 하강시켜, 세트 수단(41)에 공급된 워크(11)를 워크 유지판(38)에 의하여 유지시킨다. 다음으로 워크 지지판(38)을 상승시켜 워크(11)를 지지하고, 반송 척(53)에 의하여 워크(11)를 파지한다.

다음으로, 주축대(3)의 퇴피 위치α로의 이동에 의하여 주축(4)의 전단과 지지대(12)와의 사이에 공간(16)이 형성된 상태에서, 주축(4)의 전방으로 워크(11)를 반송한다. 다음으로, 주축 척(8)을 연 상태에서, 주축대(3) 또는 베이스대(43)를 Z축 방향으로 이동시킴으로써 주축 척(8)의 척 조(9)의 사이에 워크(11)를 삽입한다.

다음으로 주축 척(8) (척 조(9))을 닫고 반송 척(53)을 열므로써, 공간(16) 내에서 워크(11)를 주축(4)에 파지시키고, 주축(4)에의 워크(11)의 로딩이 완료된다. 반송 척(53)을 초기 위치(Y)로 돌려보내고, 암(49)을 기립 자세(A)로 변경하여 베이스대(43)를 주축대(3)의 후방으로 이동시킴으로써, 다음 로딩 작업을 개시하는 것이 가능해진다. 또한, 워크 유지판(38)에의 워크(11)의 공급은 종래 공지의 부품 피더 등에 의하여 실시할 수 있으나, 종래 공지이기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

주축 척(8)의 척 중심축선(C1)과 워크 지지판(38)에 들어올려져서 지지되는 워크 중심축선(C2)이 일직선상에 위치하고 있기 때문에, 워크(11)를 세트 수단(41) 또는 주축 척(8)과의 사이에서 수수할 때의 반송 척(53)의 자세를 동일하게 할 수 있다.

이에 의하여 반송 척(53)과 상기 주축 척(8) 또는 상기 세트 수단(41)과의 사이에서 워크의 수수를 행할 때의 반송 척(53)의 자세를 간단하게 조절하여 설정할 수 있다. 본 실시 형태의 경우, 반송 척(53)이 선회 지지를 받고 있는 암(49)에 설치되어 있기 때문에, 세트 수단(41)으로부터 워크(11)를 파지할 때의 암(49)의 선회 위치와 주축 척(8)에 워크(11)를 공급할 때의 암(49)의 선회 위치를 공통으로 할 수 있다.

이 때문에 암(49)을 옆으로 누일 때의 포지션을 1개의 횡와 자세(B)로 할 수 있고, 로터리 액츄에이터(47)의 선회 각도 조절 등에 의한 암(49)의 선회 위치 결정 기구 등을 간단하게 구성할 수 있기 때문에, 포지션의 위치 조절도 1 포지션으로 용이하게 실시할 수 있다. 예를 들면 암(49)을 스토퍼와의 접촉에 의하여 횡와 자세(B)로 위치 결정하는 경우, 스토퍼가 1개이면 충분하므로, 위치 결정 기구가 간단해진다.

워크(11)의 로딩은 셔터(17)가 닫힌 지지대(12)의 후방에서, 비교적 깨끗한 환경에서 행해진다. 이 때문에 절삭유나 절삭 조각 등에 의한 로딩 불량 등을 방지할 수 있어서 안정적인 로딩을 실시할 수 있다.

본 실시 형태의 세트 수단(41)은 워크(11)를 들어올려 지지하여 워크 중심축선(C2)과 주축 척의 중심축선(C1)을 일직선상에 위치시키도록 구성되어 있다. 이 때문에 워크(11)의 지름이 변경되었을 경우에는, 실린더(26) (실린더 로드(27))의 스트로크를 조절하는 것만으로, 간단하게 워크 중심축선(C2)과 주축 척의 중심축선(C1)을 일직선상에 위치시키도록, 워크(11)를 들어올려 지지할 수 있다. 이 때문에 워크(11)의 지름 변경을 용이하게 실시할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 공작 기계가 예를 들면 스위스형 자동 선반인 경우에는 공급 대상 워크가 중공 주축의 후방으로부터 차례로 이송되어 오는 2.5 m, 4.0 m 등의 긴 봉재 워크의 경우와, 본 실시 형태에서 설명하는 반송 수단(56)에 의하여 주축(4)의 전방측에 반송하는 것이 좋은, 예를 들면 짧은 또는 단차가 있는 형상의 워크인 경우에, 세트 수단(41)을 공통으로 사용할 수도 있다.

또는, 상기 긴 봉재 워크의 경우의 예를 들면 이송 가이드 구조와, 상기 반송 수단에 의한 워크 공급의 경우인 세트 수단(41)을 교체하도록 구성할 수도 있다. 이 경우 워크 중심축선(C2)과, 주축 척(8)의 척 중심축선(C1)이 일직선상에 위치함으로써, 긴 봉재 워크의 공급과 소형재 워크의 공급을 동일한 영역에 배치한 구조로 하는 것이 가능해진다.

또한, 암(49)을 선회시키지 않고, 미리 횡와 상태로 고정하고, 반출 척(53)을 로드리스 실린더(51) 등에 의하여 주축대(3)측을 향하여 진퇴 이동하도록 구성할 수도 있다. 이 경우 반송 척(53)의 돌출 위치를, 워크 지지판(38)으로부터 워크(11)를 파지할 때와 주축 척(8)에 워크(11)를 공급할 때에 공통으로 할 수 있다.

이에 의하여 반송 척(53)의 돌출 위치 결정 기구를 간단하게 구성할 수 있는 동시에, 포지션의 위치 조절도 용이하게 할 수 있다. 또한, 암(49)을 설치하지 않고, 단지 반출 척(53)을 주축대(3)측을 향하여 진퇴 이동 가능하게 설치하도록 구성하여도 좋다.

반송 척(53)을 윗쪽으로부터 하강시켜, 척 조(54)의 사이에 워크(11)를 삽입하도록 반송 장치를 구성할 수도 있다. 이 경우, 반송 척(53)의 하강 위치를 워크 지지판(38)으로부터 워크(11)를 파지할 때와, 주축 척(8)에 워크(11)를 공급할 때, 공통으로 할 수 있다. 이에 의하여, 반송 척(53)의 하강 위치 결정 기구를 간단하게 구성할 수 있는 동시에, 포지션의 위치 조절도 용이하게 할 수 있다.

상기 실시 형태에서는 반송 장치(56)를, 세트 수단(41)에 세트된 워크(11)를 주축(4)에 공급하는 로더로서 사용한 예를 설명하였지만, 주축 척(8)에 파지된 가공이 끝난 워크를, 반송 척(53)에 의하여 파지시키고, 세트 수단(41)에 반출하는 언로더로서 사용할 수도 있다. 언로더로 하는 경우에는 로더의 동작의 역을 실시하면 되기 때문에, 상세한 동작 설명에 대하여는 생략한다.

반송 장치(56)를 언로더로서 사용함으로써, 주축 척(53)에 파지된 워크(11)를 주축 척(8)의 척 중심축선(C1)과 워크 중심축선(C2)을 일직선상에 위치시키고, 워크 지지판(38)에 지지시킬 수 있다. 1개의 반송 장치(56)를 로더 및 언로더로서 사용할 수 있는 외에, 소정의 선반 모듈(M)의 주축(4)을 따라서 동일 구조의 반송 장치(56)를 배치하여, 한쪽을 로더로서 사용하고, 다른 한쪽을 언로더로서 사용할 수도 있다.

셔터(17)는 지지대(12)의 전단면측에 설치하여도 좋다. 이 경우 공간(14) 내로의 절삭유나 절삭 조각의 진입을 방지할 수 있다. 지지대(12)의 공간(14)을 형성하고 있는 둘레 면에, 주축대(3) 또는 주축(4)에 접하도록 와이퍼를 설치하여도 좋다. 주축대(3)가 후퇴할 때에, 와이퍼에 의하여 주축대(3)나 주축(4)의 둘레 면을 닦음으로써, 주축대(3)나 주축(4)에 부착된 절삭유나 절삭 조각의 청소가 이루어진다. 이에 의하여 절삭유나 절삭 조각 등이 주축대(3)나 주축(4)에 남는 문제가 방지되고, 반송 척(53)과의 사이에서 안정적으로 워크(11)의 수수를 행할 수 있다.

　4 주축
　8 척
　11 워크
　12 지지체
　14 공간(삽입부)
　15 공구
　16 공간
　17 셔터
　41 세트 수단
　43 베이스대 (슬라이드체)
　47 로터리 액츄에이터 (선회 지지 수단)
　49 암
　53 반송 척(유지 수단)
　56 반송 수단
　A 기립 자세
　B 횡와 자세
　Al 가공 영역
　C1 척 중심축선
　C2 워크 중심축선

Claims

개폐가 자유로운 척(8)을 전단측에 구비한 주축(4)과, 워크(11)의 반송을 행하는 반송 수단(56)을 구비하고, 상기 반송 수단(56)이 워크(11)를 유지하는 유지 수단(53)을 가지며, 상기 주축(4)의 전방에서 상기 척(8)의 척 중심축선(C1)과 상기 워크(11)의 워크 중심축선(C2)을 일직선상에 위치시키고, 상기 척(8)과 상기 유지 수단(53)과의 사이의 워크(11)의 수수를 행하도록 구성된 공작 기계에 있어서,
상기 주축(4)을 축선 방향을 따라서 전후 이동 가능하게 설치하고, 상기 주축(4)의 전방에, 워크의 가공용의 공구(15)를 이동이 자유롭게 지지하는 지지체(12)를 설치하며, 상기 지지체(12)의 전방에 상기 공구(15)를 배치하고, 상기 지지체(12)의 전방을 워크(11)의 가공 영역(Al)으로 하고, 상기 지지체(12)에 상기 주축(4)이 삽입되는 삽입부(14)를 설치하고, 상기 주축(4)의 이동 범위를, 상기 주축(4)이 상기 삽입부(14)에 삽입되어, 상기 워크(11)를 상기 가공 영역(Al) 내에 배치하는 위치로부터, 상기 지지체(12)의 후방측에 상기 유지 수단(53)과 상기 척(8)과의 사이에서 워크(11)의 수수를 행하기 위한 공간(16)을 형성하는 위치까지로 한 것을 특징으로 하는 공작 기계.
제1항에 있어서, 상기 주축(4)의 전방측과 후방측의 사이를 미끄러지며 이동하는 슬라이드체(43)와, 상기 유지 수단(53)을 지지하는 암(49)과, 상기 암(49)을 선회가 자유롭도록 지지하는 선회 지지 수단(47)을 설치하고, 상기 선회 지지 수단(47)이 상기 슬라이드체(43)에 설치되며, 상기 암(49)이 상기 워크(11)의 수수를 행할 때의 횡와 자세 (B)와, 워크(11)의 반송을 행할 때의 기립 자세 (A)로 자세를 바꾸는 공작 기계.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가공 영역(Al)과 상기 지지체(12)의 후방측의 영역을 구획하도록 상기 삽입부(14)를 폐색하는 셔터(17)를 개폐가 자유롭게 설치한 공작 기계.
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