KR101787347B1 - Control method of numerical control machine tool - Google Patents

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KR101787347B1
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이동윤
박경희
윤주성
이주연
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한국생산기술연구원
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Abstract

본 발명의 실시간 보정되는 기준절삭부하에 기초한 공작기계의 제어방법은 공구종류, 피가공물의 정보, 가공경로 및 이송속도에 따른 기준절삭부하를 도출하는 단계, 공작기계를 통해 피가공물을 가공 시 공구로 입력되는 절삭부하를 계측하는 실제절삭부하 계측 단계, 기준절삭부하와 실제절삭부하를 대비하여 공구의 손상을 판단하는 단계 및 공구의 손상을 판단하는 단계를 통해 도출된 공구의 손상 판단결과 및 기준절삭부하와 실제절삭부하를 대비 시 발생되는 오차의 증감에 따라 공작기계의 작동을 제어하는 단계를 포함하고, 공구의 손상을 판단하는 단계는 기준절삭부하를 기준으로 정상구역, 파손구역, 마모구역으로 구분하여 공구의 손상을 판단한다.A method of controlling a machine tool based on a real-time corrected reference cutting load of the present invention includes deriving a reference cutting load according to a tool type, information on a workpiece, a machining path and a feed rate, An actual cutting load measuring step of measuring the cutting load inputted to the cutting tool, a step of judging the damage of the tool in comparison with the reference cutting load and the actual cutting load, and a step of judging the damage of the tool, And controlling the operation of the machine tool in accordance with an increase or decrease in error occurring when the cutting load and the actual cutting load are compared. The step of determining the damage of the tool includes a step of determining, based on the reference cutting load, To determine the damage of the tool.

Description

실시간 보정되는 기준절삭부하에 기초한 공작기계의 제어방법{CONTROL METHOD OF NUMERICAL CONTROL MACHINE TOOL}Technical Field [0001] The present invention relates to a control method of a machine tool based on a reference cutting load,

본 발명은 수치제어 공작기계의 공구 손상을 모니터링하여 공작기계를 제어하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실시간으로 보정되는 기준절삭부하를 기초로하여 공구의 손상을 판단하고 그 결과에 따라 공작기계의 작동을 제어하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of controlling a machine tool by monitoring a tool damage of a numerically controlled machine tool, and more particularly, to a method of controlling a machine tool by detecting a tool damage based on a reference cutting load corrected in real time, To a method for controlling the operation of the apparatus.

일반적으로 NC공작기계라고도 하는 수치제어공작기계(numerical control machine tool)를 통해 가공을 수행함에 있어 공구와 피가공물은 견고하게 고정된 상태로 회전 또는 이송된다.In performing a machining operation through a numerical control machine tool, commonly referred to as an NC machine tool, the tool and the workpiece are rotated or transported in a firmly fixed state.

수치제어장치는 공작기계를 목표값에 맞추어 동작하도록 지시하고 목표값과 검출값을 비교하여 목표값과 다를 경우 정정동작이 자동적으로 이루어진다.The numerical control device instructs the machine tool to operate in accordance with the target value, compares the target value with the detected value, and corrects the operation automatically when the target value is different from the target value.

공작기계가 작동되어 공구 및 피가공물이 접하여 가공이 수행될 때, 공구의 마모 또는 파손이 발생하게 되면 가공을 위한 목표값과는 큰 가공오차가 발생된다.When the tool is operated and the tool and the work are in contact with each other to perform machining, when the tool is worn or damaged, a large machining error is generated from the target value for machining.

공구의 마모 또는 파손의 발생 시 공작기계의 동작을 적절하게 제어하지 못하게 되면 피가공물에 손상이 발생되거나 공작기계의 오작동으로 이어질 수 있어 공구의 마모 또는 파손에 대한 다양한 모니터링 방법 및 공작기계의 제어방법들이 실시되고 있다.Failure to appropriately control the operation of the machine tool in the event of abrasion or breakage of the tool can result in damage to the workpiece or lead to malfunction of the machine tool. Various monitoring methods for tool wear or breakage and control of the machine tool .

국내공개특허 제1997-0033320호 "자동심압대에서 퀼(quill) 제어 방법"에는 수치제어 선반의 자동 심압대에서 솔레노이드 밸브를 통해 퀼에 공급되는 압력조건을 모니터하여 압력 저하가 발생되면 경보를 발하고 회전을 중지시키는 기술이 개시되어 있다.Korean Patent Application No. 1997-0033320, entitled " Quill Control Method in Automatic Depressor ", monitors the pressure conditions supplied to a quill through a solenoid valve in an automatic tailstock of a numerical control lathe, And stopping the rotation.

하지만, 공작물의 지지상태를 감지하여 공작기계의 동작을 제어하는 기술에 관련된 것으로 공구의 손상을 파악할 수는 없었고, 단순 압력저하 상태만을 감지하므로 다양한 공구와 공작물의 상태를 두루 파악할 수 없다는 단점이 있었다.However, there is a disadvantage in that it can not grasp the damage of the tool related to the technology for controlling the operation of the machine tool by detecting the support state of the workpiece, and it can not grasp the state of various tools and the workpiece because it detects only the pressure drop state .

또는, 공작기계의 공구가 떨리는 현상인 채터링(chattering)을 측정하여 정상상태의 입력값을 벗어날 경우 공구의 회전량을 조절하여 채터링을 감소시키거나 작동을 중지하여 공구를 체크하는 방법들이 실시되고 있으나, 오차가 커 공구에 직접 발생된 마모 또는 파손을 감지해내고 이에따라 공작기계를 제어한다는 것은 어려웠다.Alternatively, when chattering, which is the phenomenon of the tool shaking in the machine tool, is measured and the tool is out of the steady-state input value, methods of checking the tool by reducing the chattering or stopping the operation are performed However, it is difficult to control the machine tool by detecting the abrasion or damage directly caused by the tool due to the error.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.Therefore, a method for solving such problems is required.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 산술적으로 계산된 공구의 절삭부하를 실시간 계측되는 이송속도(feed rate)를 대입하여 보정함으로 공구의 손상여부를 보다 정확하게 판단하고 이에따라 공작기계를 제어하기 위한 것으로, 공구를 통해 계측되는 절삭부하의 값 뿐만 아니라 그 증감, 증감폭을 두루 모니터링하여 공작기계를 제어하는 방법을 제공하기 위함이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is conceived to solve the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a method of accurately determining a damage of a tool by correcting a cutting load of an arithmetically calculated tool by substituting a feed rate measured in real time Accordingly, the present invention is intended to provide a method for controlling a machine tool by monitoring not only the value of the cutting load measured through the tool, but also the increase / decrease and the increase / decrease width thereof.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시간 보정되는 기준절삭부하에 기초한 공작기계의 제어방법은 공구종류, 피가공물의 정보, 가공경로 및 이송속도에 따른 기준절삭부하를 도출하는 단계, 공작기계를 통해 피가공물을 가공 시 공구로 입력되는 절삭부하를 계측하는 실제절삭부하 계측 단계, 기준절삭부하와 실제절삭부하를 대비하여 공구의 손상을 판단하는 단계 및 공구의 손상을 판단하는 단계를 통해 도출된 공구의 손상 판단결과 및 기준절삭부하와 실제절삭부하를 대비 시 발생되는 오차의 증감에 따라 공작기계의 작동을 제어하는 단계를 포함하고, 공구의 손상을 판단하는 단계는 기준절삭부하를 기준으로 정상구역, 파손구역, 마모구역으로 구분하여 공구의 손상을 판단한다.In order to achieve the above object, a method of controlling a machine tool based on a real-time corrected reference cutting load of the present invention includes deriving a reference cutting load according to a tool type, information on a workpiece, a machining path and a feed rate, The actual cutting load measurement step of measuring the cutting load inputted to the tool during the machining of the workpiece, the step of judging the damage of the tool in comparison with the reference cutting load and the actual cutting load, and the step of determining the damage of the tool, And controlling the operation of the machine tool in accordance with an increase or decrease in an error occurring in comparing the reference cutting load and the actual cutting load, wherein the step of determining the damage of the tool includes determining a normal Determine damage to the tool by dividing it into zones, breakage zones, and wear zones.

그리고, 기준절삭부하를 도출하는 단계는 공구종류, 피가공물의 정보, 가공경로 및 이송속도를 고려하여 산술절삭부하를 산출하는 단계, 가공경로 및 이송속도를 공작기계에 입력하여 피가공물을 가공 시 실제 계측되는 계측이송속도를 도출하는 단계 및 계측이송속도를 통해 산술절삭부하를 실시간으로 보정하는 단계를 포함한다.The step of deriving the reference cutting load includes a step of calculating an arithmetic cutting load in consideration of the type of tool, the information of the workpiece, the machining path and the feed speed, the step of inputting the machining path and the feed speed into the machine tool, Deriving a measured conveying speed actually measured, and correcting the arithmetic cutting load in real time through the measured conveying speed.

또는, 정상구역은 기준절삭부하를 포함하여 기준절삭부하를 기준으로 공차범위내의 구간으로 결정되고, 파손구역은 정상구역보다 저부하구간으로 결정되며, 마모구역은 정상구역보다 과부하구간으로 결정된다.Or, the normal zone is determined as the section within the tolerance range based on the reference cutting load including the reference cutting load, the failure zone is determined as the lower load zone than the normal zone, and the wear zone is determined as the overload zone rather than the normal zone.

그리고, 공작기계의 작동을 제어하는 단계는 실제절삭부하가 파손구역 또는 마모구역에 속하여 기 설정된 시간동안 지속되는 경우 공작기계의 작동을 중단한다.And, the step of controlling the operation of the machine tool stops the operation of the machine when the actual cutting load belongs to the damaged area or the wear area and lasts for a predetermined time.

또는, 공작기계의 작동을 제어하는 단계는 실제절삭부하가 파손구역 또는 마모구역에 속하고, 기준절삭부하 및 실제절삭부하를 대비 시 발생되는 오차가 감소하는 경우 공작기계의 작동을 허가한다.Alternatively, the step of controlling the operation of the machine tool permits the operation of the machine tool when the actual cutting load belongs to a breakage zone or a wear zone and the error produced when contrasting the reference cutting load and the actual cutting load decreases.

그리고, 공작기계의 작동을 제어하는 단계는 기준절삭부하 및 실제절삭부하를 대비 시 발생되는 오차의 증감폭이 기 설정된 값 이상일 경우 공작기계의 작동을 중단한다.In the step of controlling the operation of the machine tool, the operation of the machine tool is stopped when the increase / decrease width of error occurring when comparing the reference cutting load and the actual cutting load is equal to or larger than a predetermined value.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시간 보정되는 기준절삭부하에 기초한 공작기계의 제어방법은 실제 공작기계로부터 계측되는 이송속도를 실시간으로 반영하여 산술적으로 산출된 산출절삭부하를 보정함으로 기준절삭부하의 정확성을 향상시키는 효과가 있고, 공작물의 가공 시 계측되는 실제절삭부하와 기준절삭부하를 대비함에 있어, 실제절삭부하의 값 뿐만 아니라 실제절삭부하와 기준절삭부하간의 오차범위가 증감되는 추이 및 그 증감폭을 반영하여 공구의 손상을 판단하고 그 결과에 따라 공작기계를 제어하여 공작기계의 불필요한 작동 중단을 감소시키는 효과가 있다.In order to solve the above problems, a method of controlling a machine tool based on a real-time corrected reference cutting load of the present invention corrects an arithmetically calculated cutting load by reflecting a feed rate measured from an actual machine tool in real time, And the error range between the actual cutting load and the reference cutting load is increased or decreased not only in the value of the actual cutting load but also in the case of comparing the actual cutting load measured in the machining of the workpiece with the reference cutting load, The damage of the tool is determined by reflecting the increase / decrease width, and the unnecessary operation interruption of the machine tool is reduced by controlling the machine tool according to the result.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 공작기계를 간략화하여 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 제어방법에서 기준절삭부하를 산출하는 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 제어방법의 기준절삭부하를 도식화하여 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 제어방법에서 공구 손상을 판단하는 기준을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 제어방법에서 실제절삭부하가 정상구역을 벗어난 상태의 공작기계 제어를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 제어방법에서 실제절삭부하의 급격한 증감에 따라 공작기계를 제어하는 상태를 나타낸 그래프이다.
1 is a perspective view showing a simplified machine tool.
2 is a flowchart illustrating a method of controlling a machine tool according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a step of calculating a reference cutting load in a method of controlling a machine tool according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph illustrating a reference cutting load of a method of controlling a machine tool according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing a criterion for determining a tool damage in a method of controlling a machine tool according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing control of a machine tool in a state where an actual cutting load is out of a normal region in a method of controlling the machine tool according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph illustrating a state in which a machine tool is controlled according to an abrupt increase or decrease in an actual cutting load in a method of controlling a machine tool according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same designations and the same reference numerals are used for the same components, and further description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 공작기계의 제어방법은 하기 되는 것과 같이 실시될 수 있다.The method of controlling a machine tool according to the present invention can be implemented as follows.

도 1은 공작기계를 간략화하여 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.FIG. 1 is a simplified perspective view of a machine tool, and FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of controlling a machine tool according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 제어방법은 공구(10)종류, 피가공물(20)의 정보, 가공경로 및 이송속도에 따른 기준절삭부하를 도출하는 단계(S100), 공작기계를 통해 피가공물(20)을 가공 시 공구(10)로 입력되는 절삭부하를 계측하는 실제절삭부하 계측 단계(S200), 기준절삭부하와 실제절삭부하를 대비하여 공구(10)의 손상을 판단하는 단계(S300), 공구(10)의 손상을 판단하는 단계(S300)를 통해 도출된 공구(10)의 손상 판단결과 및 기준절삭부하와 실제절삭부하를 대비 시 발생되는 오차의 증감에 따라 공작기계의 작동을 제어하는 단계(S400)를 포함하고, 공구(10)의 손상을 판단하는 단계(S300)는 기준절삭부하를 기준으로 정상구역, 파손구역, 마모구역으로 구분하여 공구(10)의 손상을 판단한다.1 and 2, a method of controlling a machine tool according to an embodiment of the present invention is a method for calculating a reference cutting load according to a kind of a tool 10, information on the work 20, a machining path, An actual cutting load measurement step S200 for measuring a cutting load inputted to the tool 10 when the workpiece 20 is machined through the machine tool, a step (S200) for comparing the reference cutting load with the actual cutting load, The damage judgment result of the tool 10 derived through the step S300 of judging the damage of the tool 10 and the result of judging whether the reference cutting load and the actual cutting load are generated (S400) of controlling the operation of the machine tool in accordance with an increase or decrease in error, and the step of determining damage (S300) of the tool (10) is divided into a normal region, a damaged region, and a wear region Thereby judging the damage of the tool 10.

아래에서는 상기된 각각의 단계를 구체적으로 자세하게 설명한다.Each of the above steps will be described in detail below.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 제어방법에서 기준절삭부하를 산출하는 단계를 나타낸 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 제어방법의 기준절삭부하를 도식화하여 나타낸 그래프, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 제어방법에서 공구 손상을 판단하는 기준을 나타낸 그래프이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a step of calculating a reference cutting load in a method of controlling a machine tool according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of controlling a reference cutting load in a method of controlling a machine tool according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a graph showing a criterion for judging tool damage in a control method of a machine tool according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 5에 도시된 바를 참고하여, 기준절삭부하를 도출하는 단계(S100)는 아래와 같다.Referring to FIGS. 3 to 5, step S100 of deriving the reference cutting load is as follows.

먼저, 가공을 위해 사용되는 공구(10)와 피가공물의 재질등과 같은 정보, 가공경로 및 이송속도등을 변수로 하여 산술적으로 공구(10)에 가하여질 절삭부하를 도출하는 산술절삭부하를 산출하는 단계가 수행된다.First, an arithmetic cutting load for deriving a cutting load to be applied to the tool 10 arithmetically is calculated using the information such as the tool 10 used for machining and the material of the workpiece, the machining path, Is performed.

이송속도는 피가공물(20)이 공구(10)와 접하여 가공되며 이송되는 속도이다.The feed rate is the speed at which the workpiece 20 is processed in contact with the tool 10 and transported.

산술적으로 특정 피가공물(20)을 공작기계를 통해 가공 시 공구(10)에 가하여지는 절삭부하를 구하는 것은 소량으로 가공되는 가공물을 대상으로 할 때, 선행된 가공정보를 취득할 수 없는 경우에도 공구 손상모니터링을 통해 공작기계의 제어를 실시 할 수 있도록 함이다.In order to obtain the cutting load applied to the tool 10 when the specific workpiece 20 is arithmetically worked through the machine tool, it is necessary to determine the cutting load applied to the tool 10 even if the preceding machining information can not be obtained And to control the machine tool through damage monitoring.

산술절삭부하는 공구의 종류, 피가공물의 재질, 가공경에 따른 절삭량, 이송속도를 변수로 하여 구해지며, 도식화된 제1데이터세트로 산출될 수 있다.The arithmetic cutting load is calculated as a variable of the kind of the tool, the material of the workpiece, the amount of cutting according to the working diameter, and the feeding speed, and can be calculated as a first data set that is schematized.

이는 예시적인 것으로서 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 변수를 사용하여 산술적으로 제1데이터세트가 도출될 수 있다.This is illustrative and the first data set may be arithmetically derived using a variety of variables in accordance with an embodiment to which the invention is applied.

산술절삭부하를 도출함에 있어 변수로 사용되었던 가공경로 및 이송속도를 수치제어공작기계에 입력하여 가공을 수행함에 있어서, 입력된 목표값과 실제 출력되는 이송속도의 출력값인 계측이송속도를 도출하여 데이터 세트화한 제2데이터 세트를 구하는 계측이송속도를 도출하는 단계가 수행된다.In order to perform the machining by inputting the machining path and the feed rate, which were used as variables in deriving the arithmetic cutting load, to the numerically controlled machine tool, the measured feed rate, which is the output value of the input target value and the actually outputted feed rate, A step of deriving a measurement transfer speed for obtaining a second data set that is set is performed.

산술절삭부하는 목표값으로 사용된 이송속도를 변수로 하여 산술적으로 도출된 절삭부하이므로, 수치제어공작기계를 통해 발생되는 목표값 및 출력값의 차이만큼의 오차가 내재되어 있다.Since the arithmetic cutting load is an arithmetically derived cutting load with the feed rate used as the target value as a variable, there is an error as much as the difference between the target value and the output value generated through the numerically controlled machine tool.

따라서, 이러한 오차를 줄이기 위해 제2데이터 세트를 기반으로 산술절삭부하를 실시간으로 보정하는 단계를 거치게 된다.Therefore, in order to reduce this error, the arithmetic cutting load is corrected in real time based on the second data set.

상세하게는, 기 산출된 산술절삭부하인 제1데이터세트를 실시간으로 출력되는 계측이송속도인 제2데이터세트로 실시간 보정하는 단계를 통해 기준절삭부하를 산출하는 단계(S100)가 수행된다.Specifically, a reference cutting load is calculated (S100) through a step of real-time correction of a first data set, which is a pre-computed arithmetic cutting load, with a second data set, which is a measurement feed rate output in real time.

기준절삭부하가 실시간으로 제1데이터세트를 제2데이터세트를 통해 보정하여 도출되는 것은 소량의 가공물을 가공 시 실시간으로 공구(10)에 입력되는 적정한 절삭부하값을 보다 정확하게 도출하기 위한 것이다.The reason why the reference cutting load is derived by correcting the first data set through the second data set in real time is to derive a proper cutting load value inputted to the tool 10 in real time at the time of machining a small amount of workpiece.

실제절삭부하 계측 단계(S200)는 수치제어공작기계를 통해 가공이 수행되며 공구(10)로 입력되는 절삭부하인 실제절삭부하를 계측하는 단계로서, 공구(10)에 직접 입력되는 절삭부하를 직접적으로 계측한 값을 도출하며, 공구(10)에 적용되는 토크센서 또는 전류센서를 통하여 측정될 수 있다.The actual cutting load measurement step S200 is a step of measuring the actual cutting load, which is a cutting load that is machined through the numerical control machine tool and input to the tool 10, and directly measures the cutting load directly inputted to the tool 10 And can be measured through a torque sensor or a current sensor which is applied to the tool 10.

공구의 손상을 판단하는 단계(S300)는 상술하였던 과정에서 도출된 기준절삭부하와 가공을 수행하며 실시간으로 계측되는 실제절삭부하를 대비하여 공구(10)의 마모 또는 파손을 판단하는 단계이다.Step S300 of judging the damage of the tool is a step of judging wear or breakage of the tool 10 in comparison with the actual cutting load measured in real time by performing the reference cutting load and machining derived in the process described above.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 기준절삭부하를 기준값으로 하고 기준절삭부하가 지닐 수 있는 공차(allowance)를 구하여 공구의 손상 여부를 판단하게 된다.As shown in FIGS. 4 and 5, the allowable tolerance of the reference cutting load is determined by using the reference cutting load as a reference value to determine whether the tool is damaged.

기준절삭부하가 지닐 수 있는 공차는 도 4에 도시된 바와 같이 공차상한 보정팩터(T)와 기준절삭부하의 곱으로 도출된 공차상한값과 공차하한 보정팩터(B)와 기준절삭부하의 곱으로 도출된 공차하한값의 사이에 위치하는 구간이 되며, 이 구간을 정상구역으로 정의한다.The allowable tolerance of the reference cutting load is derived by multiplying the tolerance upper limit value and the tolerance lower limit correction factor B and the reference cutting load derived by multiplying the tolerance upper limit correction factor T and the reference cutting load as shown in FIG. The lower limit of tolerance, and this interval is defined as the normal zone.

공구(10)에 마모 또는 이물질의 고착이 발생될 경우 공구(10)로 입력되는 절삭부하가 커지게 되므로 정상구역을 초과하는 구간은 마모구역으로 정의한다.When abrasion or foreign matter adheres to the tool 10, the cutting load inputted to the tool 10 becomes large, so the section exceeding the normal region is defined as a wear region.

공구(10)에 파손이 발생되어 공구(10)의 적어도 일부가 멸실되는 경우에는 공구(10)에 입력되는 절삭부하가 급격하게 감고하게 되므로 정상구역 미만의 구간은 파손구역으로 정의한다.In the case where at least a part of the tool 10 is lost due to breakage of the tool 10, the cutting load inputted to the tool 10 is abruptly closed, so the section under the normal section is defined as the breakage area.

따라서, 실제절삭부하의 값이 정상구역에 속하는 경우 공구(10)의 손상이 없는 정상상태로 인지할 수 있고, 실제절삭부하의 값이 정상구역을 초과한 마모구간에 속할경우 공구(10)의 마모가 발생한 것으로 판단하며, 실제절삭부하의 값이 정상구역 미만인 파손구간에 속할경우에는 공구(10)가 파손된 것으로 판단하게 된다.Therefore, when the value of the actual cutting load belongs to the normal region, it can be recognized that the tool 10 is not damaged. If the value of the actual cutting load belongs to the wear region exceeding the normal region, It is judged that abrasion has occurred. If it is judged that the actual cutting load value belongs to the breakage section which is less than the normal section, it is judged that the tool 10 is broken.

공작기계의 작동을 제어하는 단계(S400)는 상술하였던 공구의 손상을 판단하는 단계(S300)를 통하여 실제절삭부하가 정상구역에 속하는 경우 입력된 정보에 따라 공작기계가 작동이 수행되도록 제어하고, 공구(10)의 마모가 발생한 것으포 판단될 경우 및 공구(10)가 파손된 것으로 판단되는 경우에는 공작기계의 작동을 중단하게 된다.In operation S400 of controlling the operation of the machine tool, if the actual cutting load belongs to the normal region through the step S300 of determining the damage of the tool, the controller controls the machine tool to be operated according to the inputted information, When it is judged that the wear of the tool 10 has occurred and when it is judged that the tool 10 is broken, the operation of the machine tool is stopped.

공작기계의 작동을 중단하는 과정은 아래의 실시예와 같이 구현될 수 있다.The process of stopping the operation of the machine tool can be implemented as in the following embodiments.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 제어방법에서 실제절삭부하가 정상구역을 벗어난 상태의 공작기계 제어를 나타낸 그래프이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 제어방법에서 실제절삭부하의 급격한 증감에 따라 공작기계를 제어하는 상태를 나타낸 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing control of a machine tool in a state where an actual cutting load deviates from a normal region in a method of controlling the machine tool according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a graph showing the control of the machine tool according to an embodiment of the present invention FIG. 2 is a graph showing a state in which the machine tool is controlled according to a sharp increase or decrease in the actual cutting load in the method of FIG.

도 6에 도시된 바와 같이, 실시간으로 계측되는 실제절삭부하의 값이 파손구역 또는 마모구역으로 진입하여 공구(10)가 마모 또는 파손으로 판단된 경우 공구(10)가 마모 또는 파손으로 판단됨과 동시에 공작기계의 작동을 중단하지 않고, 기 설정된 지연시간을 두어 지연시간의 경과 후에도 마모 또는 파손의 판단이 유지될 경우 공작기계의 작동을 중단하도록 구현될 수 있다.6, when the value of the actual cutting load measured in real time enters the damaged area or the wear area and the tool 10 is determined to be worn or damaged, the tool 10 is judged to be worn or damaged The operation of the machine tool may be stopped when the determination of the wear or breakage is maintained even after the lapse of the delay time by keeping the predetermined delay time without interrupting the operation of the machine tool.

그리고, 실제절삭부하의 값이 파손구역 또는 마모구역에 속하여 있으나 기준절삭부하와의 오차값이 감소하는 추세에 있을 경우 공작기계의 중단을 보류하도록 설정될 수 있다.And, if the value of the actual cutting load belongs to the damaged area or the wear area but the error value with respect to the reference cutting load is in a decreasing trend, it can be set to suspend the interruption of the machine tool.

이는 공구의 손상을 판단하는 단계(S300)를 통해 공구(10)의 마모 또는 파손으로 판단이 되어도 가공을 수행함에 있어 발생될 수 있는 다양한 인자로 인해 한시적으로 실제절삭부하가 증가 또는 감소하였다가 정상구역으로 복귀될 수 있는 경우에 대처하기 위함이다.Even if it is determined that the tool 10 is worn or damaged through the step S300 of determining the damage of the tool, the actual cutting load increases or decreases due to various factors that may occur in performing the machining, It is to cope when it can be returned to the area.

또한, 실제절삭부하가 마모구역 또는 파손구역에 한시적으로 속하게 되었으나 실제절삭부하에 영향을 주었던 인자가 제거되어 정상영역으로 복귀하는 과정에서 공작기계가 중단되도록 제어하는 것을 피하기 위함이다.It is also intended to avoid controlling the machine tool to be interrupted in the process of returning to the normal region while the actual cutting load is temporarily attributed to the wear region or the damaged region, but the factor that influenced the actual cutting load is removed.

도 7에 도시된 바와 같이, 기준절삭부하 및 실제절삭부하를 대비하여 발생되는 오차의 증감폭이 급격하게 변화하는 경우 공작기계의 작동을 중단하도록 제어할 수 있다.As shown in FIG. 7, it is possible to control the operation of the machine tool to be stopped when the increase / decrease width of the error generated in comparison with the reference cutting load and the actual cutting load abruptly changes.

이는 실제절삭부하가 정상구역에 속하여 정상판단을 받았더라도 급작스런 공구의 파손으로 인해 기 설정된 오차의 증감폭 이상의 변화량이 계측된다면 공작기계의 작동을 중단하여 공작물 및 공작기계를 보호하기 위함이다.This is to protect the workpiece and the machine tool by stopping the operation of the machine tool if the amount of change exceeding the increase / decrease width of the predetermined error is measured due to the sudden breakage of the tool even if the actual cutting load belongs to the normal region.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be considered as illustrative rather than restrictive, and the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and equivalents thereof.

10: 공구
20: 피가공물
30: 공구대
T: 공차상한 보정팩터
B: 공차하한 보정팩터
10: Tools
20: Workpiece
30: Tool stand
T: Tolerance upper limit correction factor
B: Tolerance lower limit correction factor

Claims (6)

수치제어 공작기계의 제어방법에 있어서,
공구종류, 피가공물의 정보, 가공경로 및 이송속도에 따른 기준절삭부하를 도출하는 단계;
공작기계를 통해 피가공물을 가공 시 공구로 입력되는 절삭부하를 계측하는 실제절삭부하 계측 단계;
상기 기준절삭부하와 상기 실제절삭부하를 대비하여 공구의 손상을 판단하는 단계; 및
상기 공구의 손상을 판단하는 단계를 통해 도출된 상기 공구의 손상 판단결과 및 상기 기준절삭부하와 상기 실제절삭부하를 대비 시 발생되는 오차의 증감에 따라 공작기계의 작동을 제어하는 단계;를 포함하고,
상기 기준절삭부하를 도출하는 단계는,
상기 공구종류, 상기 피가공물의 정보, 상기 가공경로 및 상기 이송속도를 고려하여 산술절삭부하를 산출하는 단계;
상기 가공경로 및 상기 이송속도를 상기 공작기계에 입력하여 상기 피가공물을 가공 시 실제 계측되는 계측이송속도를 도출하는 단계; 및
상기 계측이송속도를 통해 상기 산술절삭부하를 실시간으로 보정하는 단계;를 포함하며,
상기 공구의 손상을 판단하는 단계는 상기 기준절삭부하를 기준으로 정상구역, 파손구역, 마모구역으로 구분하여 상기 공구의 손상을 판단하되,
상기 정상구역은 상기 기준절삭부하를 포함하여 상기 기준절삭부하를 기준으로 공차범위내의 구간으로 결정되고, 상기 파손구역은 상기 정상구역보다 저부하구간으로 결정되며, 상기 마모구역은 상기 정상구역보다 과부하구간으로 결정되고, 상기 공작기계의 작동을 제어하는 단계는 상기 실제절삭부하가 상기 파손구역 또는 상기 마모구역에 속하여 기 설정된 시간동안 지속되는 경우 상기 공작기계의 작동을 중단하고, 상기 실제절삭부하가 상기 파손구역 또는 상기 마모구역에 속하되 상기 기준절삭부하 및 상기 실제절삭부하를 대비 시 발생되는 오차가 감소하는 경우 상기 공작기계의 작동을 허가하는 실시간 보정되는 기준절삭부하에 기초한 공작기계의 제어방법.
A control method for a numerically controlled machine tool,
Deriving a reference cutting load according to a tool type, information on a workpiece, a machining path, and a feed rate;
An actual cutting load measuring step of measuring a cutting load input to the tool when the workpiece is machined through the machine tool;
Determining a damage of the tool in comparison with the reference cutting load and the actual cutting load; And
And controlling the operation of the machine tool according to an increase or decrease in an error occurring when the reference cutting load is compared with the actual cutting load, and a damage determination result of the tool derived through the step of determining the damage of the tool ,
Wherein deriving the reference cutting load comprises:
Calculating an arithmetic cutting load in consideration of the tool type, the information on the workpiece, the machining path, and the feedrate;
Inputting the machining path and the feed rate to the machine tool to derive a measured feed rate actually measured when the workpiece is machined; And
And correcting the arithmetic cutting load in real time through the measurement transfer rate,
The step of judging damage of the tool may be divided into a normal zone, a damaged zone, and a wear zone based on the reference cutting load,
Wherein said normal zone is determined as a section within a tolerance range based on said reference cutting load including said reference cutting load, said failure zone being determined to be a lower load zone than said normal zone, said wear zone being overloaded Wherein the step of controlling the operation of the machine tool stops the operation of the machine when the actual cutting load belongs to the breakage area or the wear area and lasts for a predetermined time, A control method of a machine tool based on a real time corrected reference cutting load that permits operation of the machine tool when an error generated when the reference cutting load and the actual cutting load are included in the broken area or the abrasion area decreases .
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 공작기계의 작동을 제어하는 단계는,
상기 기준절삭부하 및 상기 실제절삭부하를 대비 시 발생되는 오차의 증감폭이 기 설정된 값 이상일 경우 상기 공작기계의 작동을 중단하는 실시간 보정되는 기준절삭부하에 기초한 공작기계의 제어방법.
The method according to claim 1,
Wherein controlling the operation of the machine tool comprises:
Wherein the reference cutting load and the actual cutting load are compared with each other, and the reference cutting load and the actual cutting load are compared with each other.
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