KR920008796B1

KR920008796B1 - 공작기계

Info

Publication number: KR920008796B1
Application number: KR1019850005972A
Authority: KR
Inventors: 고오이찌 아사꾸라
Original assignee: 부라더 고오교 가부시기가이샤; 가와시마 가쓰지
Priority date: 1984-09-21
Filing date: 1985-08-19
Publication date: 1992-10-09
Also published as: JPS6176253A; KR860002342A

Abstract

내용 없음.

Description

공작기계

제1도는 청구범위 대응도.

제2도는 본원 발명의 실시예에 의한 공작기계의 구성을 나타낸 블록도.

제3도는 공구정보의 기억내용을 나타낸 공구일람표.

제4도는 공구등록시의 필요한 치수를 각종 공구마다 나타낸 정면도.

제5도는 전(前) 가공공정의 기억내용의 하나를 나타낸 공구패턴 일람표.

제6도는 전가공공정의 기억내용의 2가지를 나타낸 탭하공(下穴)드릴경 일람표.

제7도는 본 실시예에 의한 공작기계의 구조를 나타낸 단면도.

제8도는 상기 공작기계의 외관을 나타낸 사시도.

제9도는 상기 공작기계중의 콤퓨터의 정면도.

제10도는 상기 공작기계를 사용하여 워어크의 가공을 하는 방법을 나타낸 프로우차아트.

제11도는 공구할당을 행하는 플로우차아트.

제12도는 가공프로그램의 실행을 나타낸 플로우차아트.

제13도는 탭의 가공을 행하는 프로그램을 나타낸 플로우차아트.

제14a,b도는 본 실시예에 있어서 설명하는 최종가공을 나타낸 평면도 및 단면도.

제15도는 본 실시예에 있어서의 가공프로그램의 내용을 나타낸 가공프로그램표.

제16도∼제22도는 가공프로그램을 입력하는 모양을 나타낸 콤퓨터화면의 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 공구정보기억수단 2 : 가공프로그램 기억수단

3 : 최종 가공에 대한 전가공공정기억수단 4 : 연산수단

본원 발명은 다수의 공구를 보유하며, 컴퓨터에 의한 제어에 의해 복수종류의 가공을 연속해서 행하는 공작기계에 관한 것이다.

종래, 수치제어공작기계에 있어서 그 가공프로그램을 작성함에 있어서 설계도면에 표시된 최종가공의 종류 및 최종 가공형상으로부터 전(前) 가공공정 및 최종 가공공정에 이르기까지에 필요한 공구를 결정하기 위해서는 도면에서 전가공공정을 이해하고, 어떤 공구에 의해 어떤 순서로 전가공공정 및 최종 가공공정의 가공을 하는지, 또 가공치수는 어떤지 등의 모든 공정 데이터를 컴퓨터에 입력하지 않으면 안되었으므로, 가공프로그램의 입력이 큰 일이었다.

본원 발명은, 상술한 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 최종 가공의 종류 및 형상만을 입력함으로써, 그 전가공공정이 결정되며, 또한 그 가공공정에 필요한 공구를 선택하여 각 가공을 할 수 있는 공작기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본원 발명에 의하면, 제1도에 나타낸 것처럼 다수의 공구에 관한 정보를 기억하는 공구정보기억수단(1)과, 복수종류의 가공의 최종 가공의 가공정보만을 갖는 가공프로그램을 기억하는 가공프로그램기억구단(2)와, 최종 가공에 따른 전가공공정을 기억하는 전가공공정기억수단(3)과 가공프로그램기억수단(2)의 가공프로그램에 따라, 그 가공프로그램의 각 공정의 최종 가공에 필요한 전가공공정을 판독하는 동시에, 그 가공공정에 필요한 공구를 공구정보기억수단(1) 중에서 선택하여 각 가공을 하도록 연산하기 위한 연산수단(4)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 공작기계가 제공된다.

상기 구성에 의하면, 기계사용자는 도면에 표시된 최종 가공공정 및 형상을 독해하여 가공프로그램기억수단(2)에 입력하는 것만으로 연산수단(4)이 공구정보기억수단(1) 및 전가공공정기억수단(3)에서 각기 공구정보 및 전가공공정을 판독하여, 전가공을 결정하는 동시에 필요한 공구를 선택해서 각 가공을 하도록 연산한다. 따라서, 가공프로그램의 입력이 매우 용이해진다.

다음에 본원 발명의 실시예의 구성을 도면에 의거하여 설명한다.

제2도는 이 실시예에 의한 공작기계의 구성을 나타낸 블록도이며, 부호(5)는 랜덤엑세스메모리(RAM)이고, 공구정보(1), 가공프로그램(2), 최종 가공에 대한 전가공공정(3)등을 기억하는 것이다. 공구정보(1)의 기억내용은 제3도 도시의 공구일람표에 표시된 것처럼 예를들어 각 공구번호 01∼06마다에 대한 공구명, 필요치수, 공구길이 및 사용잔여시간(분)이다. 제3도 도시의 공구일람표에, 드릴, 센터공드릴, 모떼기공구, 탭 및 시이트부착드릴 등의 각종 공구를 등록할때마다 필요한 필요치수는 상기 각종 공구에 대해 제3도중에 기입되어 있는 것처럼 예를 들어 드릴이라면 선단각 α, 외경 φD, 및 날길이 ℓ 등이 있으며, 시이트부착드릴이면 다시 소경 φd 및 소경길이 ℓ₁가 필요하고, 또 센터공드릴에 대해서는 이들 위에 센터각 θ이 필요하다. 탭에 대해서는 물리는 부분길이 L, 외경, 호칭, 피치, 산수(山數), 날길이 ℓ 및 나사방향이 등록시 필요치수로 된다. 모떼기공구의 필요치수는 소경 φd, 센터각 θ 및 외경 φD 등이다. 이들 공구등록시의 필요치수에 대해서는 제4a~e도에 각기 센터공드릴, 드릴, 탭 모떼기공구 및 시이트부착드릴 등의 각종 공구마다 도시했다.

전(前) 가공공정(3)의 기억내용의 하나는 제5도에 나타낸 공구패턴일람표에 표시된 것처럼 예를 들어 모떼rl있음 및 모떼기없음의 각 경우에 대해, 센터공, 구멍뚫기, 탭, 시이트부착구멍뚫기, 시이트부착탭, 상면깎기, 리이머 및 시이트부착리이머가공 등의 각종 가공(최종 가공)에 필요한 공구패턴을 등록한 것이다. 또, 전가공공정(3)의 기억내용의 둘째로는 제6도에 나타낸 탭하공드릴경 일람표에 표시된 것처럼 예를 들어 미터쿠오스스레드(meter coarse thread)에 대해서는 최종 가공공정시에 있어서의 호칭 및 피치에 대한 하공드릴경의 일람표로서 등록해 기억시켜 두는 것이다.

가공프로그램(2)의 편집은 공구경(구멍의 직경) 등의 도면 데이터를 입력하는 스텝, 가공순을 선정하는 스텝, 공구패턴의 변경스텝, 공구의 할당·변경스텝, 절삭조건의 변경스텝, 프로그램과 메모리의 사용량과 공백표시·삭제·정렬스텝 및 외부프로그램 기억장치와 입출력스텝 등의 각 스텝을, 제2도 도시의 키이보오드(6)를 조작함으로써 행해진다. 제2도에 있어서, 부호(4)는 연산수단을 이루는 중앙처리장치(CPU)이다. (7)은 가공구를 스텝피이드시키려고 이송제어하기 위한 리이드온리메모리(ROM)이며, 또 이 ROM(7)은 가공 프로그램(2)에 따라 CUP(4)를 제어하고, 공구정보(1) 및 최종 가공공정에 대한 전가공공정(3)의 기억내용을 판독하여 각 전(前) 가공 및 최종 가공을 하도록 연산을 시킨다. (8)은 공구이송을 하는 이송모우터, (9)는 공구를 소요의 회전속도로 회전시키기 위한 주축모우터이다.

제7도는 이 실시예에 의한 공구자동교환장치를 구비한 공작기계의 구조를 나타내고 있으며, (10)은 이송모우터(8)에 의해 회전되는 이송나사이고, (11)은 이송나사(10)에 의해 왕복구동되는 주축헤드이다. 주축헤드(11)상에는 주축모우터(9)가 부착되어 있으며, (12)는 이 주축모우터(9)에 의해 회전구동되는 주축, (13)은 주축(12)에 부착된 드릴 등의 가공구(加工具)이다. (14)는 공구메거진이며, 프레임(15)에 대해 주축(12)의 축선방향으로 이동 가능하게 지지된 공구지지대(16)상에 회전분할 가능하게 지지되어 있다.

제8도는 상기 공작기계의 외관을 나타낸 사시도이며, (8)은 이송모우터, (9)는 주축 모우터, (14)는 공구메거진이고, 이 공구메거진(14)는 커버가 씌워져 있다. (15)는 프레임이며, 이 프레임(15)에는 키이보오드(6)를 구비한 콤퓨터(17)가 지지아암(18)에 의해 고정되어 있다. 콤퓨터(17) 내부에는 상기 CPU(4), RAM(5), ROM(7) 등이 수납되어 있다.

제9도는 콤퓨터(17)의 정면도이다. 이 콤퓨터(17)에는 키이보오드(6) 및 음극선관(CRT) 화면(19)이 설치되어 있다. 콤퓨터(17)는 화면(19)의 표시를 콘트롤하는 기능도 갖는다. 또 키이보오드(6)에는 프로그램 편집키이(61), 텐키이(62), 및 설정키이(63) 등이 설치되어 있다.

다음에, 이 실시예에 의한 공작기계의 작동을 제9도 도시의 컴퓨터(17)에 프로그램된 제10도, 제11도, 제12도 및 제13도에 표기된 플로우차아트에 의거하여 설명한다. 그리고, 이 실시예에 있어서 설명하는 최종가공은 제14도에 나타낸 바와 같으며, 호칭(M6), 피치(1)의 탭가공과, 구멍의 직경 5mm, 시이트경 8.5mm의 시이트부착구멍뚫기가공을 워어크상의 도시의 치수위치에 행하는 것이다.

이 실시예에 의한 공작기계를 사용하여 워어크의 가공을 하기 위해서는 상기 제10도에 표시된 플로우차아트에 의한 것처럼, 가공프로그램의 입력을 하는 스텝(101), 및 공구의 할당을 실행하는 스텝(102)을 거쳐, 가공개시스텝(103)을 행한다.

이 실시예에 있어서의 가공프로그램은 제15도에 표시된 가공프로그램표에 의한 것처럼, 공정번호 01이라고 표시한 제1공정에 있어서는 도시제원에 의한 탭가공을 하며, 공정번호 02의 제2공정에서는 도시제원에 의한 시이트부착구멍뚫기가공을 하게 된다. 제15도 도시의 가공프로그램을 입력하는 모양을 제16도∼제22도에 나타낸 콤퓨터 화면(19)에 의거하여 설명한다.

상기 가공프로그램의 입력을 하는데는 제9도 도시의 키이보오드(6)에 있어서의 프로그램편집모우드키이(61)가 눌리면 프로그램화면이 선택되며, 제16도에 나타낸 것처럼 화면(19) 상부의 프로그램 표시구역에 7개의 메뉴가 표시된다. 또 입력요구표시구역에 있는 커어솔(cursor)(19a)에서 메뉴번호를 입력할 것이 요구된다. 제15도 도시의 가공프로그램을 입력사기 위해서는 메뉴번호(1)의 가공데이터모우드를 선택해야 하기 때문에, 제9도 도시의 텐키이(62)의 번호(1)를 누르고, 또 설정키이(63)를 눌러 입력을 한다. 가공데이터 모우드를 입력하면 제17도 도시의 표시가 화면(19)에 나타나 커어솔(19a)에서 프로그램 NO.를 요구해 온다. 또 휘점(19b)이 점멸한다.

그래서, 프로그램 NO.를 (1000)으로 했을때는 텐키이(62)에 의해 (1000)으로 입력하고, 또 설정키이(63)를 누른다. 프로그램 NO.가 화면(19) 상부의 프로그램표시구역으로 옮겨져, 화면(19)은 제18도 도시로 바뀌고, 가공원점의 X치가 요구되므로, 제15도 도시의 가공프로그램에 의한 것처럼 가공원점의 X치(100)를 텐키이(62)에 의해 입력하며, 또한 설정키이(63)를 누른다. 이어서 가공원점의 Y치가 요구되므로 마찬가지로 Y치(100)를 입력하고, 또 설정키이(63)를 누르면 화면(19)은 제19도 도시로 바뀐다. 여기서는 워어크수의 입력이 요구되기 때문에, 제14도 도시처럼 워어크가 1개의 경우이기 때문에, 텐키이(62)에 의해 개수(1)를 입력하여 설정키이(63)를 누른다. 화면(19)은 제20도 도시로 바뀌고 워어크 재질을 입력할 것이 요구되기 때문에 예를들어 재질이 탄소강 S 45C일 경우에는 화면(19) 하부의 교시(敎示) 데이터표시구역에 있어서는 메뉴에서 번호(1)를 선택하여 텐키이(62)에 의해 번호(1)를 입력하는 동시에 설정키이(63)를 누른다. 화면(9)은 제21도 도시로 바뀌고 화면(19) 하부의 교시데이터표시구역에 도히한 것처럼 가공패턴 일람표가 표시되고, 커어솔(19a)에서 제1공정의 가공의 종류가 센터공가공이냐, 구멍가공이냐, 탭가공이냐, 시이트부착구멍뚫기가공이냐 등을 입력할 것이 요구된다. 제15도 도시의 가공프로그램에 의한 것처럼, 제1공정(공정번호 01)에서는 탭가공을 할 경우이므로, 탭가공의 번호(3) 및 「설정」을 입력한다. 이어서 화면(19)은 제22도 도시로 바뀌고, 나사종류를 입력할 것이 요구된다

미터코오스스레드를 가공할 경우이므로, 그 번호(1)를 입력하고 또한 「설정」을 입력하면, 호칭을 입력할 것이 요구되므로 제15도 도시의 가공프로그램에 따라 「6」및「설정」을 입력하면 프로그램표시구역의 표시 「탭」뒤에「M6」라고 표시되며, 이어서 피치를 입력할 것이 요구되기 때문에, 「1」및「설정」을 입력한다.

이하, 마찬가지로 제15도 도시의 가공프로그램에 따라 화면(19)의 질문에 응해서, 모떼기 「있음」, Z축단「관통공」, 하공의 깊이「30」mm, 가공깊이「25」mm, 워어크높이「40」mm, 복귀높이「45」mm, 및 XY위치에 대해서는 「X=20」,「Y=20」을 입력함으로써 제1공정의 탭가공에 대해 가공프로그램을 입력할 수 있다.

또 제2공정에 대해서도 마찬가지로 제15도 도시의 가공프로그램에 따라 공정번호「02」, 가공방법「시이트부착구멍」, 구멍의 직경「5」mm, 시이트경「8.5」mm, 모떼기「없음」, Z축단「관통구멍」, 가공깊이「25」mm, 워어크높이「40」mm, 복귀높이「45」mm, 시이트깊이「10」mm, XY위치「X=60」,「Y=35」mm를 입력할 수 있고, 프로그램 END로 된다.

다음에, 제10도 도시의 스텝(102) 「공구할당을 실행」을 행한다. 이 스텝(102)을 하는 플로우차아트는 제11도에 나타낸 바와 같다. 제11도에 있어서, 명령(201)에 의해 공구할당을 스타아트시키면, 명령(202)에서는 할당회수 N=0이 등록되며, 명령(203)에서는 할당회수 N=N+1으로 등록된다. 명령(204)에 있어서는 가공프로그램의 N(=1)번호의 가공의 종류(이 실시예에서는 탭가공)을 읽어낸다. 명령(205)에서는 가공의 종류에 따른(제5도에 표시된) 공구패턴일람표에서 (전가공) 데이터를 읽어 넣는다. 이 실시예에 있어서의 제1공정은 모떼기 있음의 탭가공이기 때문에 이 탭가공에 필요한 공구가「1. 센터공드릴」,「2. 드릴」,「3. 모떼기 공구」, 및「4. 탭」이라는 것이 제5도 도시의 공구패턴일람표에서 전가공데이터로서 읽어 넣어진다. 명령(206)에 있어서는 가공의 종류에 따른 공구를 (제3도 도시의) 공구일람표에서 (가공프로그램에 맞추어) 선택하고, 사용공구구역에 (공구정보로서) 기입한다. 분기명령(207)에서는 프로그램엔드인지의 여부가 연산되며, 부정 NO이라는 결과가 얻어지는 명령(203)으로 되돌아가고, 명령(203)에서 명령(206)이 반복해서 실행되며, 이 실시예에서는 제2공정의 시이트부착구멍뚫기가공(모떼기없음)에 대해, 제5도 도시의 공구패턴일람표로부터「1. 센터공드릴」, 및「2. 시이트절삭부착드릴」이 전가공데이터로서 읽어 넣어지고, 제3도 도시의 공구일람표에서 해당되는 공구멍의 공구가 선택되어, 가공프로그램구역에서 가공의 종류에 따른 공구가 공구번호를 사용하여 사용공구구역에서 공구정보로서 기입된다. 그리고, 분기명령(207)에 있어서, 프로그램엔드인지의 여부의 연산에 의해 공정 YES의 결과가 얻어지면, 공구할당 프로그램이 엔드로 된다.

상기와 같이 해서 공구의 할당을 실행하는 스텝(102)이 종료하면, 제10도 도시의 가공개시스텝(103)을 실행할 수 있다.

가공프로그램의 실행(개시)은 제12도에 나타낸 플로우차아트에 의해 이루어진다. 명령(301)에 의해 가공프로그램을 실행하는 프로그램이 스타아트하고, 명령(302)에 있어서 실행회수 N=0이 등록되고, 명령(303)에서는 실행회수 N=N+1으로 등록된다. 명령(304)에 있어서는 N번호의 공정의 가공종류를 판독한다. 명령(305)에서는 그 가공의 종류에 따라 (제5도 도시의) 공구패턴일람표에서 데이터를 판독하고, 전가공공정이 판독된다. 그리고, 명령(306)에서는 가공의 종류에 따라(지정된 공구번호의) 공구를 (제3도 도시의) 공구일람표에서 선택하여 순차 가공을 한다.

분기명령(307)에서는 가공프로그램이 엔드인지의 여부를 연산하고, 부정 NO이라는 결과가 얻어지면 명령(303)으로 되돌아가, 명령(303)에서 명령(307)을 반복해서 행하고, 분기명령(307)에 있어서 프로그램엔드가 공정 YES으로 되면, 가공프로그램의 실행이 종료 END로 된다. 가공프로그램의 실행의 모양은 간결하게 기술하면 이상과 같지만, 탭가공을 실행하는 일례를 다시 제13도 도시의 플로우차아트에 의거하여 설명한다.

제13도에 있어서, 명령(401)에 의해 탭의 가공을 실행하는 프로그램이 스타아트되면, 명령(402)에서는 탭가공의 가공패턴을 제5도 도시의 공구패턴일람표에서 「1. 센터공드릴」,「2. 드릴」,「3. 모떼기공구」,「4. 텝」의 순으로 공구가 필요하다는 것을 판독하고 전가공공정을 판독한다. 명령(403)에서는 텝의 하공의 직경을(제6도 도시의) 탭하공드릴경 일람표에서 구하고, 예를들어 이 실시예에 있어서처럼 호칭 M6, 피치(1)의 미터코오스스레드를 가공할때는 하공드릴직경이 5.0mm라는 것을 전가공(데이터)로서 판독한다. 이어서 명령(404)에서는 센터공드릴의 선단직경이 탭하공직경(5.0mm)보다도 작은 센터공드릴의 공구번호가 03이 라는 것을 공구정보를 나타내는 제3도 도시의 공구일람표안에서 선택하여, 가공프로그램에서 지정된 소정의 위치에 센터공을 가공한다. 명령(405)에 의해 제6도 도시의 상기 탭하공 드릴직경 일람표에서 구한 하공드릴직경(5mm)과 같으며 또한 공구길이가 하공의 깊이(30mm) 보다도 긴 드릴(공구번호 02)을 제3도 도시의 공구일람표에서 선택하여 하공을 가공한다. 명령(406)에 있어서는 하공보다도 외경이 크고 선단경이 하공보다 작으며, 모떼기각이 90°인 모떼기공구(공구번호 04)를 제3도 도시에서 선택하여 모떼기를 한다. 이어서 명령(407)에 있어서는 가공깊이(25mm)보다도 날길이가 길고 호칭(M6)와 같은 탭(공구번호 05)을 제3도 도시에서 선택하여 탭가공을 한다. 명령(408)에 있어서는 복귀높이(45mm)에 맞는 위치에 주축을 이동한다. 이상에 의해 가공프로그램의 제1공정으로서 입력한 탭가공의 실행이 종료 END한다.

상기 실시예에 의하면, 기계사용자는 도면에 표시된 최종 가공공정과 관련치수를 CRT 화면의 질문에 응해 순차 입력하면 가공프로그램의 편집을 할 수 있으므로, 기계사용자에 의한 프로그래밍이 간단해진다고 하는 이점이 있다. 또 최종 가공공정 등의 입력시에 NC 언어를 필요로 하지 않으므로 더욱 프로그래밍이 용이하다. 그리고, 그 가공을 위한 공구의 순서, 공구의 선택 등은 별도로 그 기계의 공구정보기억수단 및 전가공공정 기억수단에 데이터로서 입력할 수 있다.

그리고, 상기 실시예에 있어서는 탭가공 및 시이트부착구멍뚫기가공에 대해 설명했지만, 센터공가공, 드릴가공, 시이트부착탭가공, 상면절삭가공, 리이머가공 및 시이트부착리이머가공 등에 대해서도 본원 발명 기계에 의해 마찬가지로 간단히 가공프로그램을 입력하여 각 전가공 및 최종 가공을 실행할 수 있다. 또 본원 발명은 통상의 NC 공작기계와 기타의 공작기계에 있어서도 본원 발명의 특허청구의 범위에 기재한 구성을 구비함으로써 양호하게 실시할 수 있다.

이상 기술한 바와 같이, 본원 발명에 의한 공작기계는 상기와 같은 구성을 가지므로, 도면에 표시된 최종가공의 종류 및 형상을 입력하는 것만으로 그 전가공이 결정되기 때문에 가공프로그래밍이 용이해진다고 하는 뛰어난 효과가 있다.

Claims

다수의 공구를 보유하며, 복수종류의 가공을 연속해서 행하는 공작기계에 있어서, 상기 다수의 공구에 관한 정보를 기억하는 공구정보기억수단과, 상기 복수종류의 가공의 각 공정의 최종 가공만의 가공정보를 갖는 가공프로그램을 기억하는 가공프로그램기억수단과, 상기 최종 가공에 따른 전(前) 가공공정을 기억하는 전가공공정기억수단과, 상기 가공프로그램기억수단의 가공프로그램에 따라, 그 가공프로그램의 각 공정의 최종 가공에 필요한 전가공공정을 판독하는 동시에, 그 가공공정에 필요한 공구를 공구정보기억수단중에서 선택하여 각 가공을 하도록 연산하기 위한 연산수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 공작기계.