KR101953579B1 - Apparatus for correcting table position error and method thereof - Google Patents

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KR101953579B1 KR1020120132859A KR20120132859A KR101953579B1 KR 101953579 B1 KR101953579 B1 KR 101953579B1 KR 1020120132859 A KR1020120132859 A KR 1020120132859A KR 20120132859 A KR20120132859 A KR 20120132859A KR 101953579 B1 KR101953579 B1 KR 101953579B1
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Abstract

본 발명은 레이져 장비 등 별도의 장비를 사용하지 않고 스핀들헤드에 터치센서와 테이블에 위치검출블록을 부가하여 자체적으로 원시적 또는 후발적으로 발생하는 볼스크류의 피치 에러를 검출 및 보정하는 장치 및 방법을 제공함으로서 가공 신뢰도 향상, 제품 제작 비용 감소, 내구성 증가 등의 효과가 있다.The present invention provides an apparatus and method for detecting and correcting a pitch error of a ball screw, which is generated in a primitive or later manner, by adding a touch sensor to a spindle head and a position detecting block on a table without using any additional equipment such as a laser equipment As a result, there is an effect such as improvement of processing reliability, reduction of manufacturing cost, and increase of durability.

Description

테이블 위치 오차의 보정 장치 및 방법{APPARATUS FOR CORRECTING TABLE POSITION ERROR AND METHOD THEREOF}[0001] APPARATUS FOR CORRECTING TABLE POSITION ERROR AND METHOD THEREOF [0002]

본 발명은 공작기계에 있어서 모재를 이송시키는 테이블 위치 오차의 보정 장치 및 방법에 관한 것이며, 구체적으로 상기 테이블을 이송시키는 볼스크류의 변형에 의해 발생한 테이블 위치 오차의 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for correcting a table position error for transferring a base material in a machine tool, and more particularly, to an apparatus and method for correcting a table position error caused by a deformation of a ball screw for transferring the table.

공작기계는 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재(이하 모재)를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하던가 또는 더욱 정밀한 가공을 추가할 목적으로 사용되는 기계를 말한다.A machine tool is a machine that is used for machining metal or nonmetal materials (hereinafter referred to as "base material") into shapes and dimensions by using various cutting or non-cutting machining methods, or for adding more precise machining.

구체적으로 이러한 공작기계는 모재를 가공하는 방식에 따라, 칩(chip)이 발생하는 방식의 절삭가공과 칩이 발생하지 않는 비절삭 방식의 성형가공으로 대별된다. 따라서, 가공 과정 중 칩이 발생하는 공작기계를 절삭공작기계라 하고, 가공 과정 중 칩이 발생하지 않는 비절삭 공작기계를 성형공작기계라고 한다.Specifically, such a machine tool is roughly divided into a cutting method in which chips are generated and a non-cutting type forming process in which chips are not generated, depending on the method of processing the base material. Therefore, a machine tool in which chips are generated during machining is called a cutting machine tool, and a non-cutting machine tool in which chips are not generated during a machining process is called a molding machine tool.

상기 절삭공작기계는 크게 모재가 회전하고 고정된 공구가 이동하여 가공하는 터닝센터(Turning Center)와, 공구가 회전하고 모재가 이동하여 가공하는 머시닝센터(Machining Center)로 구분할 수 있다.The cutting machine tool can be roughly classified into a turning center where a base material rotates and a fixed tool is moved and processed, and a machining center where a tool rotates and a base material moves.

이러한 절삭공작기계는 모재를 고정하고 이동하기 위한 주축대와 모재를 가공하기 위한 공구대를 포함한다.Such a cutting machine machine includes a main shaft for fixing and moving the base material and a tool base for machining the base material.

일반적으로, 상기 주축대는 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같은 구성을 가지고 있다. 도 1은 모재를 가공하기 위한 스핀들헤드(10)와, 모재를 고정하고 이송하기 위한 이송부(20)를 도시한 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 이송부(20)에서 테이블(25)이 제거된 도면이다.Generally, the main shaft has a configuration as shown in Figs. 1 and 2. 1 is a view showing a spindle head 10 for machining a base material and a transferring part 20 for fixing and transferring the base material. Fig. 2 is a cross-sectional view of the transferring part 20 shown in Fig. FIG.

스핀들헤드(10)는 전방에 모재를 가공하기 위한 각종 공구를 클램핑 또는 언클램핑하며, 모재를 가공하기 위해 선택된 공구가 클램핑된 채 회전하여 모재를 가공한다.The spindle head 10 clamps or unclamps various tools for machining the base material in front and rotates the selected tool to process the base material in order to machine the base material.

이러한 스핀들헤드(10)는 미도시된 컬럼에 의해 상, 하 방향으로 이동가능하며, 새들에 의해 전, 후 방향으로 이동가능하다.The spindle head 10 is movable upward and downward by a column (not shown), and is movable in forward and backward directions by saddles.

한편, 이송부(20)의 테이블(25)은 모재를 고정하여 좌, 우 방향으로 이동되기 위해, 외주면에 나사산이 형성된 볼스크류(23)와, 상기 볼스크류(23) 일단에 체결되어 상기 볼스크류(23)를 회전시키는 서보모터(21)와, 상기 볼스크류(23)에 체결되어 상기 볼스크류(23) 회전에 의해 이동되는 너트(24)를 구비하고 있다.The table 25 of the transfer unit 20 includes a ball screw 23 having a thread formed on an outer circumferential surface thereof to be moved in the left and right direction by fixing the base material and a ball screw 23 which is fastened to one end of the ball screw 23, A servo motor 21 for rotating the ball screw 23 and a nut 24 fastened to the ball screw 23 and moved by rotation of the ball screw 23.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 서보모터(21)의 회전력을 효율적으로 전달 받기 위해, 상기 서보모터(21)와 볼스크류(23)는 커플링(22)으로 연결될 수 있다.2, the servo motor 21 and the ball screw 23 may be connected to each other through a coupling 22 in order to efficiently transmit the rotational force of the servo motor 21. [

이러한 이송부(20)의 구조에 있어서, 테이블(25)을 이송하기 위한 구체적인 방법은 다음과 같다.In this structure of the transfer unit 20, a concrete method for transferring the table 25 is as follows.

제어부에서 지령된 이송 거리는 펄스(pulse) 형태의 신호로 변환되어 서보모터(21)로 전달되고, 전달된 펄스량만큼 상기 서보모터(21)는 회전하게 되며, 서보모터(21)에 고정된 볼스크류(23)는 모터 회전에 따라 회전하게 되고, 볼스크류(23)에 올려져 있는 너트(24) 및 테이블(25)은 상기 볼스크류(23)가 1 회전할 때마다 1 피치 거리만큼 이동하게 된다.The feed distance instructed by the control unit is converted into a pulse type signal and transmitted to the servo motor 21. The servo motor 21 rotates by the amount of transmitted pulse, The screw 23 rotates in accordance with the rotation of the motor and the nut 24 and the table 25 mounted on the ball screw 23 move by one pitch each time the ball screw 23 makes one revolution do.

이 경우, 제어부는 서보모터(21)에 구비된 엔코더(26)로써 기록된 서보모터(21)의 회전량을 수신받아 볼스크류(23) 피치 정보를 상기 테이블(25)의 이송 거리로 변환하여 디스플레이부(미도시)에 표시한다.In this case, the control unit receives the rotation amount of the servo motor 21 recorded by the encoder 26 provided in the servo motor 21 and converts the pitch information of the ball screw 23 into the transfer distance of the table 25 And displays it on the display unit (not shown).

요컨대, 디스플레이부에 표시된 좌표는 실제 테이블(25)이 이송된 거리가 아니라, 서보모터(21)의 회전수 또는 볼스크류(23)의 회전수와 피치간격을 고려하여 테이블의 이송 거리로 환산한 값인 것이다.In other words, the coordinates displayed on the display unit are not the distances to which the actual table 25 is transferred, but are converted into the transfer distances of the table in consideration of the rotation speed of the servo motor 21 or the rotation speed and pitch interval of the ball screw 23 Value.

즉, 디스플레이부에 표시되는 좌표치는 테이블(25)의 실제 이송 거리를 나타내지 않고 단순히 서보모터(21)의 회전량을 좌표치로 표시하기 때문에, 볼스크류(23) 외주면에 형성된 나사산의 각각의 피치가 완벽하게 균등하지 않거나, 사용에 의한 열변형(늘어나는 경우)이 발생한다면, 지령된 테이블의 이동 거리(좌표치)와 실제 이동 거리가 다르게 된다.That is, since the coordinate value displayed on the display unit does not indicate the actual distance traveled by the table 25 but simply indicates the rotation amount of the servomotor 21 as the coordinate value, the pitch of each thread formed on the outer circumferential surface of the ball screw 23 becomes If it is not perfectly uniform, or when thermal deformation (expansion) occurs due to use, the moving distance (coordinate value) of the instructed table is different from the actual moving distance.

이러한 현상을 피치 에러(pitch error)라고 한다.This phenomenon is called a pitch error.

이러한 피치 에러는 볼스크류(23)의 나사산 간의 거리, 즉 피치가 원시적으로 불균일하거나, 사용에 의한 변형에 의해 불균일한 경우에는 테이블(25) 이송 거리를 부정확하게 하므로, 모재의 가공정밀도를 저감시키며, 제품의 수명에 영향을 미치게 한다.This pitch error makes the distance of the table 25 inaccurate when the distance between the threads of the ball screw 23, that is, the pitch is uneven in a primitive manner or is uneven due to deformation due to use, , Which will affect the life of the product.

이러한 피치 에러를 측정하는 종래의 방법은 다음과 같다.A conventional method of measuring such a pitch error is as follows.

먼저, 볼스크류(23)의 회전축에서 실제 스트로크(테이블 이송에 사용되는 볼스크류 길이)를 정의하고, 상기 스트로크를 적어도 두 개 이상의 구간으로 구획한다.First, an actual stroke (a length of a ball screw used for table transfer) is defined on the rotational axis of the ball screw 23, and the stroke is divided into at least two or more sections.

이 후, 제어부(미도시)에서 지령한 축 이송 거리(모터 회전수와 볼스크류(23) 피치를 이용해 계산한 거리)와 공작기계와는 별도로 구비된 레이져 장비(미도시)에서 측정된 실제 이송 거리를 검출한다.Thereafter, the axis feed distance (the distance calculated by using the motor rotation number and the pitch of the ball screw 23) commanded by the control unit (not shown)) and the actual feed measured by the laser equipment (not shown) provided separately from the machine tool The distance is detected.

이 후, 검출된 거리에서 오차가 발생한 경우, 레이져 장비에서 측정된 실제 이송 거리를 기준으로 실제 이송 거리와의 오차를 산출하여 서보모터(21)의 회전수를 제어할 수 있는 보정값을 메모리에 입력하고 이를 근거로 볼스크류(23)의 회전수(엄밀하게 서보모터(21)의 회전수)에 대한 제어를 수행하는 것이다.Thereafter, when an error occurs in the detected distance, a correction value that can control the number of revolutions of the servo motor 21 is calculated by calculating an error with the actual distance of travel based on the actual distance traveled by the laser equipment (Strictly speaking, the number of revolutions of the servomotor 21) of the ball screw 23 based on the input.

그러나, 종래에는 별도의 레이져 장비를 구비하여 볼스크류(23)의 변형률을 파악해야 하는 문제점이 있으며, 이를 고려한 보정값을 다시 제어부에 입력하여 테이블(25) 이송 거리를 제어해야 하는 불편함이 있다.However, in the related art, there is a problem that the strain of the ball screw 23 must be grasped by providing a separate laser equipment, and it is inconvenient to control the feed distance of the table 25 by inputting the correction value considering this into the control unit .

또한, 레이져 장비는 고가이며 별도의 구성으로서 공작기계 사용자는 이러한 레이져 장비의 사용법을 별도로 배워야 하는 문제가 있으며, 사용자가 레이져 장비를 구비하고 있지 아니하면, 레이져 장비를 구비한 공작기계 메이커에게 공작기계를 보내고, 볼스크류(23)의 변형율을 반영할 때까지 비교적 긴 시간 공작기계를 사용할 수 없게 되는 문제가 있다.
In addition, since the laser equipment is expensive and has a separate configuration, the user of the machine tool has to learn how to use the laser equipment separately. If the user does not have the laser equipment, the machine tool maker having the laser equipment There is a problem that a relatively long time machine tool can not be used until the strain rate of the ball screw 23 is reflected.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 장비를 요하지 않고 공작기계 이송부의 테이블 위치 오차의 보정을 자체적으로 수행할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for performing a correction of a table position error of a machine tool transfer unit without requiring any additional equipment.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 외주면에 나사산이 형성된 볼스크류와, 상기 볼스크류 일단에 체결되어 상기 볼스크류를 회전시키는 서보모터와, 상기 볼스크류에 체결되어 상기 볼스크류 회전에 의해 이동되는 너트와, 상기 너트 상측에 고정되어 상기 볼스크류 회전에 의해 이동되며, 모서리 일측에 위치검출블록이 구비된 테이블과, 상기 위치검출블록에 대한 터치센서가 장착된 스핀들헤드와, 상기 서보모터 회전에 따른 테이블 이송거리의 초기값이 저장된 메모리와, 상기 서보모터를 회전시켜 테이블 이송거리를 산출하고 산출된 이송거리와 상기 메모리에 저장된 이송거리 초기값을 비교하여, 산출된 볼스크류의 피치 변형율을 반영한 보정값을 메모리에 저장하고, 상기 저장된 보정값을 반영하여 서보모터의 회전수를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 테이블 위치 오차의 보정 장치를 제공한다.In order to attain the above object, the present invention provides a ball screw, comprising: a ball screw having a thread formed on an outer peripheral surface; a servo motor coupled to one end of the ball screw to rotate the ball screw; A table fixed on the nut and moved by the rotation of the ball screw and provided with a position detecting block on one side of the corner, a spindle head having a touch sensor mounted on the position detecting block, A table transferring distance is calculated by rotating the servomotor, a calculated transferring distance is compared with an initial value of the transferring distance stored in the memory, and the pitch deviation of the calculated ball screw is reflected A control for storing the correction value in the memory and controlling the rotation speed of the servo motor by reflecting the stored correction value Provides a compensating device in the table position error it comprises a.

바람직하게, 상기 보정값은 볼스크류의 기설정된 구간별로 반영되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the correction value is reflected in each predetermined interval of the ball screw.

한편 본 발명은, 모서리 일측에 위치검출블록이 구비된 테이블을 이송부의 일단에 위치시키고, 터치센서가 장착된 스핀들헤드를 상기 테이블의 타측 모서리에 위치시키는 단계와, 이 후, 상기 터치센서와 위치검출블록이 접촉할 때까지 상기 테이블을 이송하여 테이블 이송거리를 산출하는 단계와, 이 후, 메모리에 저장된 테이블 이송거리의 초기값과 상기 산출된 테이블 이송거리를 서보모터 회전수로 변환하여 상기 볼스크류의 피치 변형율을 산출하는 단계와, 이 후, 산출된 볼스크류의 피치 변형율을 반영한 보정값을 메모리에 저장하고, 보정값을 볼스크류의 기설정된 구간별로 반영하여 서보모터의 회전수를 제어하는 단계를 포함하는 테이블 위치 오차의 보정 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a touch sensor, comprising the steps of: positioning a table having a position detection block on one side of a corner thereof at one end of a transfer unit and positioning a spindle head equipped with the touch sensor on the other edge of the table; Calculating an initial value of the table transfer distance stored in the memory and the calculated table transfer distance to the servo motor rotation number to calculate the table transfer distance, Calculating a pitch strain rate of the screw, and thereafter storing a correction value reflecting the pitch strain rate of the calculated ball screw in a memory and controlling the rotation number of the servo motor by reflecting the correction value for each predetermined interval of the ball screw And correcting the table position error.

바람직하게, 상기 피치 변형율을 반영한 보정값은, 상기 볼스크류를 적어도 두 구간 이상 나누고, 상기 서보모터가 장착된 인접 구간에서 먼 구간으로 갈수록 피치 변형율을 크게 적용하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the correction value reflecting the pitch strain rate divides the ball screw by at least two or more sections, and applies the pitch deformation ratio to a farther section from the adjacent section where the servo motor is mounted.

또한 바람직하게, 상기 피치 변형율을 반영한 보정값은, 미리 볼스크류를 열변형시켜 측정된 구간별 피치 변형율을 적용하는 것을 특징으로 한다.
Also, preferably, the correction value reflecting the pitch strain rate is characterized by applying a pitch strain rate per section measured by thermally deforming the ball screw in advance.

본 발명은 별도의 장비를 필요로 하지 않고 신속하게 테이블 이송거리에 대한 오차를 조정할 수 있으며, 공정시간 단축, 제품 단가 감소의 효과가 있다.
The present invention can quickly adjust the error to the table transfer distance without requiring any additional equipment, and it is effective to shorten the process time and the product unit cost.

도 1은 모재를 가공하기 위한 스핀들헤드와, 모재를 고정하고 이송하기 위한 이송부를 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 이송부에서 테이블이 제거된 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 테이블 위치 오차를 보정하기 위한 장치가 장착된 스핀들헤드와 이송부를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이송부를 측면에서 바라본 개략도.
도 5는 볼스크류의 중앙을 원점으로 정의하여 측정된 보정값의 일실시예.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 테이블 이송거리 보정 방법을 도시한 플로우 차트.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing a spindle head for machining a base material, and a transfer part for holding and transporting the base material. Fig.
Fig. 2 is a view of the table removed from the transfer part shown in Fig. 1; Fig.
3 is a view showing a spindle head and a transfer unit equipped with an apparatus for correcting a table position error according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view of a transfer part according to an embodiment of the present invention, viewed from the side; FIG.
5 is an example of a correction value measured by defining the center of a ball screw as an origin.
6 is a flowchart illustrating a table transfer distance correction method according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.Unless defined otherwise, all terms used herein are the same as the generic meanings of the terms understood by those of ordinary skill in the art, and where the terms used herein contradict the general meaning of the term, they shall be as defined herein.

다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것을 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.It is to be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

본 발명은 종래와 같이 레이져 장비 등 별도의 장비를 구비하지 않고 자체적으로 볼스크류의 원시적인 하자 또는 후발적인 하자를 감지하여 이로 발생하는 테이블 이송거리의 오차를 보정하는 것에 주요한 기술적 특징이 있으며, 이러한 특징을 이하 중점적으로 설명한다.The present invention has major technical features in that it does not have any other equipment such as a laser device and detects a primitive defect or a later defect of the ball screw itself and corrects an error of a table transferring distance caused thereby. The features will be described below.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 테이블(250) 위치 오차를 보정하기 위한 장치가 장착된 스핀들헤드(100)와 이송부(200)를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이송부(200)를 측면에서 바라본 개략도이다.3 is a view showing a spindle head 100 and a transfer unit 200 equipped with an apparatus for correcting a position error of a table 250 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view of a conveyance unit 200 according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명은 볼스크류(230), 서보모터(210), 너트(240), 테이블(250), 스핀들헤드(100)와, 미도시된 메모리 및 제어부를 포함한다.3 and 4, the present invention includes a ball screw 230, a servo motor 210, a nut 240, a table 250, a spindle head 100, a memory and a control unit .

스핀들헤드(100)는 전방에 모재를 가공하기 위한 각종 공구가 클램핑 또는 언클램핑되며, 모재를 가공하기 위해 선택된 공구가 클램핑된 채 회전하여 모재를 가공한다. 이러한 스핀들헤드(100)는 미도시된 컬럼에 의해 상, 하 방향으로 이동가능하며, 새들에 의해 전, 후 방향으로 이동가능하다.In the spindle head 100, various tools for machining the base metal are clamped or unclamped in the forward direction, and the selected tool is rotated while being clamped to machine the base metal. The spindle head 100 is movable in the upward and downward directions by the unillustrated column, and is movable in the forward and backward directions by the saddle.

종래 기술과 달리 상기 스핀들헤드(100)에는 터치센서(110)가 일측에 장착될 수 있으며, 또한 상기 터치센서(110)는 볼스크류(230)의 피치 에러를 측정할 때에만 사용되므로 공구와 같이 스핀들헤드(100)에 클램핑될 수 있게 별도로 구비될 수 있다.The touch sensor 110 may be mounted on one side of the spindle head 100 and the touch sensor 110 may be used only to measure a pitch error of the ball screw 230, And may be separately provided so as to be clampable to the spindle head 100.

한편, 상기 서보모터(210)는 외주면에 나사산이 형성된 볼스크류(230) 일단에 체결되어 상기 볼스크류(230)를 회전시킨다. 또한, 상기 서보모터(210)의 회전력을 상기 볼스크류(230)에 효율적으로 전달하기 위해, 상기 서보모터(210)와 볼스크류(230)는 커플링(220)으로 연결될 수 있다.Meanwhile, the servo motor 210 is coupled to one end of a ball screw 230 having a thread formed on the outer circumferential surface thereof to rotate the ball screw 230. The servo motor 210 and the ball screw 230 may be coupled to each other through a coupling 220 in order to efficiently transfer the rotational force of the servo motor 210 to the ball screw 230.

구체적으로, 상기 서보모터(210)는 제어부(미도시)로부터 받은 이송 지령만큼 회전하여 상기 볼스크류(230)를 회전시키며, 이러한 서보모터(210)의 회전수는 상기 서보모터(210)의 일측에 구비된 엔코더(260)에 의해 측정되어 제어부로 피드백된다.Specifically, the servo motor 210 rotates by the feed command received from a control unit (not shown) to rotate the ball screw 230, and the number of revolutions of the servo motor 210 is set to one side of the servo motor 210 And is fed back to the control unit.

한편, 상기 너트(240)는 상기 볼스크류(230)에 체결되어 상기 볼스크류(230) 회전에 의해 이동되며, 이러한 너트(240) 상측에 테이블(250)이 고정되어 테이블(250)이 이송될 수 있는 것이다. 상기 테이블(250)의 모서리 일측에는 상부로 돌출된 위치검출블록(255)이 구비된다.The nut 240 is fastened to the ball screw 230 and moved by the rotation of the ball screw 230. The table 250 is fixed on the nut 240 so that the table 250 is moved You can. A position detection block 255 protruding upward is provided on one side of the corner of the table 250.

본 발명은 상기 서보모터(210) 회전에 따른 테이블(250) 이송 거리 초기값이 저장된 메모리(미도시)를 포함한다. 이러한 메모리는 공작기계 내부에 구비된다.The present invention includes a memory (not shown) in which an initial value of the distance traveled by the table 250 according to the rotation of the servo motor 210 is stored. Such a memory is provided inside the machine tool.

메모리에 저장된 테이블(250) 이송 거리의 초기값은 공작기계의 제품 출하 전 레이져 장비 등으로 정밀하게 측정되어 서보모터(210)의 회전수가 실제 이송 거리에 맞게 회전하도록 계산된 값이 될 수 있으며, 이러한 초기값은 상술한 종래기술에서 피치 에러를 산출하는 방법과 같다.The initial value of the distance traveled by the table 250 stored in the memory may be a value calculated so as to be accurately measured by a laser equipment or the like before shipment of the machine tool and rotated so that the number of revolutions of the servomotor 210 is matched with the actual distance. This initial value is the same as the method of calculating the pitch error in the above-described conventional technique.

상기 테이블(250) 이송 거리의 초기값의 일실시예는 도 5를 참조하여 설명될 수 있다. 도 5는 볼스크류(230)의 중앙을 원점으로 정의하여 측정된 보정값의 일실시예이다.One embodiment of the initial value of the distance traveled by the table 250 may be described with reference to FIG. 5 is an example of the correction value measured by defining the center of the ball screw 230 as the origin.

먼저, 볼스크류(230)의 회전축에서 실제 스트로크(테이블 이송에 사용되는 볼스크류 길이)를 정의하고, 상기 스트로크를 적어도 두 개 이상의 구간으로 구획한다. 도 5를 참조하면, 볼스크류(230)의 중앙에 테이블(250)이 위치(정확히 말하자면 너트가 위치)할 때를 원점으로 정의하여 각 구간이 넘버링되어 있다.First, an actual stroke (a length of a ball screw used for table transfer) is defined on the rotational axis of the ball screw 230, and the stroke is divided into at least two or more sections. Referring to FIG. 5, when a table 250 is positioned at a center of a ball screw 230 (a nut is located), each section is numbered as an origin.

이 후, 제어부에서 지령한 축 이송 거리(모터 회전수와 볼스크류(230) 피치를 이용해 계산한 거리)와 레이져 장비(미도시)에서 측정된 실제 이송 거리를 검출한다.Thereafter, the control unit detects the axis feed distance (the distance calculated by using the motor rotation number and the pitch of the ball screw 230) and the actual feed distance measured by the laser equipment (not shown).

이 후, 검출된 거리에서 오차가 발생한 경우, 레이져 장비에서 측정된 실제 이송 거리를 기준으로 실제 이송 거리와의 오차를 산출하여 서보모터(210)의 회전수를 제어할 수 있는 보정값이 마련되어 메모리에 입력될 수 있다.Thereafter, when an error occurs in the detected distance, a correction value for controlling the number of revolutions of the servo motor 210 is calculated by calculating an error with the actual distance of travel based on the actual distance traveled by the laser equipment, Lt; / RTI >

한편, 제어부는 상기 서보모터(210)를 회전시켜 테이블(250) 이송 거리를 산출하고, 산출된 이송 거리와 상기 메모리에 저장된 이송 거리 초기값을 비교하여 산출된 볼스크류(230)의 피치 변형율을 반영한 보정값을 메모리에 저장하고, 상기 저장된 보정값을 반영하여 서보모터(210)의 회전수를 제어한다. 이에 대하여 구체적으로 설명하자면 다음과 같다.On the other hand, the control unit calculates the pitch distance of the ball screw 230 calculated by calculating the distance traveled by the table 250 by rotating the servomotor 210 and comparing the calculated distance of travel with the initial value of the travel distance stored in the memory, Stores the reflected correction value in the memory, and controls the rotation speed of the servo motor 210 by reflecting the stored correction value. This will be described in detail as follows.

상기 제어부에서 지령된 이송 거리는 펄스(pulse) 형태의 신호로 변환되어 서보모터(210)로 전달되며, 전달된 펄스량만큼 상기 서보모터(210)는 회전하게 된다.The feed distance instructed by the control unit is converted into a pulse type signal and transmitted to the servo motor 210. The servo motor 210 rotates by the amount of the transmitted pulse.

이 후, 서보모터(210)에 고정된 볼스크류(230)는 모터 회전에 따라 회전하게 되고, 볼스크류(230)에 올려져 있는 너트(240) 및 테이블(250)은 상기 볼스크류(230)가 1 회전할 때마다 1 피치 거리만큼 이동하게 된다.Thereafter, the ball screw 230 fixed to the servo motor 210 rotates according to the rotation of the motor, and the nut 240 and the table 250 mounted on the ball screw 230 are rotated by the ball screw 230, Is moved by one pitch distance per one rotation.

이 경우, 제어부는 서보모터(210)에 구비된 엔코더(260)로써 기록된 서보모터(210)의 회전량을 수신받아 볼스크류(230) 피치정보를 상기 테이블(250)의 이송 거리로 변환하여 디스플레이부(미도시)에 표시한다.In this case, the control unit receives the rotation amount of the servo motor 210 recorded by the encoder 260 provided in the servo motor 210 and converts the pitch information of the ball screw 230 into the transfer distance of the table 250 And displays it on the display unit (not shown).

요컨대, 디스플레이부에 표시된 좌표는 테이블(250)이 실제로 이송된 거리가 아니라, 서보모터(210)의 회전수 또는 볼스크류(230)의 회전수를 볼스크류 피치를 고려하여 환산된 값이다. 따라서, 볼스크류(230)가 제품 출하시의 초기 상태와 달리 변형이 일어난 경우에는 테이블(250) 이송 거리가 실제 이송 거리와 달라질 수 있으므로, 본 발명은 이러한 이송 거리 오차를 보정할 수 있는 구체적인 방법을 이하 제안한다.In other words, the coordinates displayed on the display unit are values obtained by converting the rotational speed of the servo motor 210 or the rotational speed of the ball screw 230 into consideration in consideration of the ball screw pitch, not the actual distance that the table 250 is actually transferred. Therefore, when the ball screw 230 deforms unlike the initial state at the time of shipment of the product, the distance traveled by the table 250 may be different from the actual travel distance. Therefore, the present invention can be applied to a specific method Are proposed below.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 테이블(250) 이송 거리 보정 방법을 도시한 플로우 차트이며, 도 4 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 볼스크류(230) 피치 에러 보정 방법을 설명하자면 다음과 같다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of correcting the distance of travel of a table 250 according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 4 and 6, Here's how it works:

먼저, 사용자가 테이블(250) 이송 거리 오차를 보정하기 위해 공작기계의 디스플레이부에 구비된 보정 프로그램을 선택하거나, 또는 별도의 버튼을 누름으로써 볼스크류(230) 피치 에러를 보정하기 위한 제어를 실행한다.First, the user performs a control for correcting the pitch error of the ball screw 230 by selecting a correction program included in the display unit of the machine tool or correcting a pitch error of the ball screw 230 by pressing a separate button do.

이 후, 제어부는 모서리 일측에 위치검출블록(255)이 구비된 테이블(250)을 이송부(200)의 일단에 위치시키고, 터치센서(110)가 장착된 스핀들헤드(100)를 상기 테이블(250)의 타측 모서리에 위치시킨다(S100).The control unit then places the table 250 having the position detection block 255 on one side of the corner on one end of the transfer unit 200 and moves the spindle head 100 on which the touch sensor 110 is mounted to the table 250 (S100).

이 후, 제어부는 상기 터치센서(110)와 위치검출블록(255)이 접촉할 때까지 상기 테이블(250)을 이송하여 테이블(250) 이송 거리를 산출한다(S200). 구체적으로, 상기 터치센서(110)와 위치검출블록(255)의 접촉이 일어난 시점에 상기 터치센서(110)는 제어부에 전기 신호를 보내게 되고, 이 신호를 근거로 제어부는 테이블(250)이 얼마나 이송하였는지 기록하게 된다.After that, the control unit transfers the table 250 until the touch sensor 110 and the position detection block 255 make contact with each other to calculate the travel distance of the table 250 (S200). Specifically, when the touch sensor 110 and the position detection block 255 contact each other, the touch sensor 110 sends an electric signal to the control unit. Based on the signal, It records how much it transferred.

이 후, 메모리에 저장된 테이블(250) 이송 거리의 초기값과 상기 산출된 테이블(250) 이송 거리를 비교하고(S300), 상기 비교값을 서보모터(210) 회전수로 변환하여 상기 볼스크류(230)의 피치 변형율을 산출한다(S400).Thereafter, the initial value of the travel distance of the table 250 stored in the memory is compared with the calculated travel distance of the table 250 (S300), and the comparison value is converted into the rotation number of the servo motor 210, 230) (S400).

여기서 기록한 테이블(250) 이송 거리는 실제 측정한 거리가 아니라 모터의 피드백 엔코더(260)에서 모터가 얼마나 회전하였는지를 볼스크류(230) 피치 간 간격을 이용하여 계산한 거리이므로, 테이블(250) 이송 거리로써 피치 변형율을 산출할 수 있다.Since the distance traveled by the table 250 recorded here is not the actual measured distance but the distance calculated by using the distance between the pitches of the screw 230 of the motor in the feedback encoder 260 of the motor, The pitch strain rate can be calculated.

피치 변형율의 산출에 대하여 예를 들자면 다음과 같다.The calculation of the pitch strain rate is as follows.

만약 볼스크류(230)의 피치가 1mm 늘어났다고 가정하고 제어부에 5mm 축 이송을 위해 모터 1 회전이 필요하다는 것이 입력되어 설정된 상태라면, 모터 1 회전시 실제 볼스크류(230)(즉, 볼스크류(230)에 상측에 고정된 테이블(250))는 6mm가 이송하게 되므로, 오차가 발생한다. 이 때, 제어부는 피치 에러가 발생된 볼스크류(230) 구간에서 테이블(250)이 지나갈 때 서보모터(210) 회전을 위해 발생시키는 펄스를 줄여 5/6 바퀴만 모터 회전이 되도록 제어하면 된다.If it is assumed that the pitch of the ball screw 230 is increased by 1 mm and that the control unit requires one rotation of the motor for the movement of 5 mm axes, the actual ball screw 230 (that is, the ball screw 230 (The table 250 fixed on the upper side), an error occurs because 6 mm is fed. In this case, the controller may reduce the pulse generated for the rotation of the servo motor 210 when the table 250 passes the ball screw 230 during the pitch error, and control the motor rotation to be 5/6 of a turn.

한편, 산출된 피치 변형율은 볼스크류(230)가 출하 전 상태에서 기계 이송에 의한 열 현상 및 다른 외부 요인으로 인해 변형이 이루어진 값이며, 이 값만큼 볼스크류(230)의 피치 에러 보정을 해 주면 된다.On the other hand, the calculated pitch strain is a value in which the ball screw 230 is deformed due to a thermal phenomenon caused by mechanical transfer in the pre-shipment state and other external factors, and by correcting the pitch error of the ball screw 230 by this value do.

이 후, 산출된 볼스크류(230)의 피치 변형율을 반영한 보정값을 메모리에 저장하고(S500), 보정값을 볼스크류(230)의 기설정된 구간별로 반영하여 서보모터(210)의 회전수를 제어한다(S600).Thereafter, the correction value reflecting the calculated pitch strain of the ball screw 230 is stored in the memory (S500), and the correction value is reflected on a predetermined interval of the ball screw 230 to determine the rotation speed of the servo motor 210 (S600).

상기 보정값의 구간별 반영 방법은 다음과 같이 두 가지 실시예로 설명될 수 있으며, 이와 동일하지 않아도 볼스크류(230) 변형 요인에 의해 적용되는 보정 방법은 본 발명의 기술적 사상에 포함될 것임은 자명하다.The method of reflecting the correction value according to the interval may be explained by two embodiments as follows. It is noted that the correction method applied by the factor of deforming the ball screw 230 is not included in the technical idea of the present invention Do.

첫째로, 상기 피치 변형율을 반영한 보정값은 상기 볼스크류(230)를 적어도 두 구간 이상 나누고, 상기 서보모터(210)가 장착된 구간에서 먼 구간으로 갈수록 피치 변형율을 크게 적용할 수 있다. 볼스크류(230)의 일단은 서보모터(210), 커플러 및 베어링 등이 위치하고 있기 때문에, 볼스크류(230)가 늘어난다 하더라도 서보모터(210)가 위치한 방향으로는 늘어나기가 어렵다. 이에 반해, 볼스크류(230)의 타단은 볼스크류(230)가 늘어나는 현상을 막는 다른 구성요소가 없기에 자유로이 볼스크류(230)가 늘어날 수 있는 구조로 되어 있다. 그러므로, 볼스크류(230)는 서보모터(210)가 위치하지 않은 방향으로 갈수록 더 쉽게 늘어날 것이라는 사실을 알 수 있다. 요컨대, 기본적으로 볼스크류(230) 전체 변형율은 서보 모터로부터 먼 방향의 구간일수록 더 많은 차이 값을 분배해 넣는 것이 구간별로 일정하게 변형율을 적용하는 것보다 테이블(250) 이송 거리의 오차를 보정하는 것에 유리한 효과가 있다.First, the correction value reflecting the pitch strain rate can divide the ball screw 230 into at least two sections, and apply a large pitch strain rate to the section far from the section in which the servo motor 210 is mounted. Since the servo motor 210, the coupler, and the bearing are located at one end of the ball screw 230, even if the ball screw 230 is extended, it is difficult to extend in the direction in which the servo motor 210 is positioned. In contrast, the other end of the ball screw 230 has a structure in which the ball screw 230 can be freely extended since there is no other component that prevents the ball screw 230 from being stretched. Therefore, it can be seen that the ball screw 230 will more easily extend toward the direction in which the servo motor 210 is not positioned. In other words, basically, the total strain rate of the ball screw 230 is determined by dividing more difference values in the direction farther from the servo motor than by correcting the error of the distance traveled by the table 250, There is an advantageous effect on this.

둘째로, 상기 피치 변형율을 반영한 보정값은 미리 볼스크류(230)를 열변형시켜 측정된 구간별 피치 변형율을 적용할 수 있다. 구체적으로, 양산 공작기계에 사용되는 특정된 볼스크류(230)를 동일한 환경에서 축 급속 이송 등에 의해 열 변형이 일어나도록 조건을 만든다. 이러한 시험에 의해 열변형으로써 볼스크류(230)가 늘어나게 되면 별도의 정밀한 레이져 측정 장비로 볼스크류(230)의 구간별 피치 간격의 늘어나는 패턴을 분석하여 데이타를 구한다. 즉, 볼스크류(230)의 구간별로 전체 변형량의 몇 %씩 변형 되었는지에 대한 비율을 구한다. 산출된 데이터는 볼스크류(230)의 구간별 늘어나는 비율이므로, 실제 측정된 볼스크류(230) 피치 변형율을 상기 데이터의 비율에 따라 배분하여 피치 에러 보정을 수행할 수 있다.Secondly, the correction value reflecting the pitch strain rate can be applied to the measured pitch strain rate by thermally deforming the ball screw 230 in advance. Specifically, the specified ball screw 230 used in the mass production machine is subjected to thermal deformation by rapid axial movement or the like in the same environment. When the ball screw 230 is stretched due to the thermal deformation, the pattern is analyzed by analyzing a pattern of the pitch interval of the ball screw 230 by a separate precision laser measuring instrument. That is, the ratio of the total amount of deformation of the ball screw 230 by the percentage of the total deformation amount is obtained. Since the calculated data is an increasing ratio of the ball screw 230 in each section, it is possible to perform the pitch error correction by distributing the actually measured pitch strain of the ball screw 230 according to the ratio of the data.

상기와 같은 장치 및 방법으로 인해, 본 발명은 별도로 고가의 레이져 장비 등을 구비하지 않고 비교적 간단한 구성을 부가하여 자체적으로 볼스크류(230)의 피치 변형에 따른 테이블(250) 이송 거리 오차를 보정할 수 있는 이점이 있다.Due to the above-described apparatus and method, the present invention does not include expensive laser equipment, and a relatively simple structure is added to correct the distance error of the table 250 due to pitch deformation of the ball screw 230 itself There is an advantage to be able to.

이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined by the appended claims. Range and its equivalent range.

100: 스핀들헤드 110: 터치센서
200: 이송부 210: 서보모터
220: 커플링 230: 볼스크류
240: 너트 250: 테이블
255: 위치결정돌기 260: 엔트리
100: spindle head 110: touch sensor
200: Feeder 210: Servo motor
220: coupling 230: ball screw
240: Nut 250: Table
255: positioning protrusion 260: entry

Claims (5)

외주면에 나사산이 형성된 볼스크류;
상기 볼스크류 일단에 체결되어 상기 볼스크류를 회전시키는 서보모터;
상기 볼스크류에 체결되어 상기 볼스크류 회전에 의해 이동되는 너트;
상기 너트 상측에 고정되어 상기 볼스크류 회전에 의해 이동되며, 모서리 일측에 위치검출블록이 구비된 테이블;
상기 위치검출블록에 대한 터치센서가 장착된 스핀들헤드;
상기 서보모터 회전에 따른 테이블 이송 거리의 초기값이 저장된 메모리; 및
상기 서보모터를 회전시켜 테이블 이송 거리를 산출하고 산출된 이송 거리와 상기 메모리에 저장된 이송 거리 초기값을 비교하여, 산출된 볼스크류의 피치 변형율을 반영한 보정값을 메모리에 저장하고, 상기 저장된 보정값을 반영하여 서보모터의 회전수를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 피치 변형율을 반영한 보정값은 상기 볼스크류의 길이방향을 따라 구획되는 복수의 구간에 대해 각각 분석된 구간별 변형 패턴을 포함하고,
상기 구간별 변형 패턴은 미리 볼스크류를 열변형시켜 측정된 상기 볼스크류의 전체 변형량에 대한 각각의 상기 구간별 변형 비율인 것을 특징으로 하는 테이블 위치 오차의 보정 장치.

A ball screw having a thread on an outer peripheral surface thereof;
A servo motor coupled to one end of the ball screw to rotate the ball screw;
A nut fastened to the ball screw and moved by rotation of the ball screw;
A table fixed on the nut and moved by the rotation of the ball screw and having a position detecting block on one side of the corner;
A spindle head mounted with a touch sensor for the position detection block;
A memory for storing an initial value of a table transfer distance according to the rotation of the servo motor; And
Calculating a table transferring distance by rotating the servo motor, comparing the calculated transferring distance with an initial value of the transferring distance stored in the memory, storing a correction value reflecting the calculated pitch strain rate of the ball screw in a memory, And a control unit for controlling the number of revolutions of the servo motor,
Wherein the correction value reflecting the pitch strain includes a variation pattern for each section analyzed for a plurality of sections defined along the longitudinal direction of the ball screw,
Wherein the deformation pattern for each section is a deformation ratio of each section with respect to the total deformation amount of the ball screw measured by thermally deforming the ball screw in advance.

삭제delete 모서리 일측에 위치검출블록이 구비된 테이블을 이송부의 일단에 위치시키고, 터치센서가 장착된 스핀들헤드를 상기 테이블의 타측 모서리에 위치시키는 단계;
이 후, 상기 터치센서와 위치검출블록이 접촉할 때까지 상기 테이블을 이송하여 테이블 이송 거리를 산출하는 단계;
이 후, 메모리에 저장된 테이블 이송 거리의 초기값과 상기 산출된 테이블 이송 거리를 서보모터 회전수로 변환하여 볼스크류의 피치 변형율을 산출하는 단계; 및
이 후, 산출된 상기 볼스크류의 피치 변형율을 반영한 보정값을 메모리에 저장하고, 보정값을 볼스크류의 길이방향으로 구획되는 복수의 구간에 대해 구간별로 반영하여 서보모터의 회전수를 제어하는 단계를 포함하고,
상기 피치 변형율을 반영한 보정값은 상기 볼스크류의 상기 복수의 구간에 대해 각각 분석된 구간별 변형 패턴을 포함하고,
상기 구간별 변형 패턴은 미리 볼스크류를 열변형시켜 측정된 상기 볼스크류의 전체 변형량에 대한 각각의 구간별 변형 비율인 는 테이블 위치 오차의 보정 방법.


Positioning a table provided with a position detection block on one side of the corner at one end of the transfer unit and positioning the spindle head with the touch sensor on the other edge of the table;
Calculating a table transfer distance by transferring the table until the touch sensor and the position detecting block come into contact with each other;
Calculating a pitch strain rate of the ball screw by converting the initial value of the table travel distance stored in the memory and the calculated table travel distance to the servo motor rotational speed; And
Thereafter, a correction value reflecting the calculated pitch strain of the ball screw is stored in a memory, and the correction value is reflected on a plurality of sections divided in the longitudinal direction of the ball screw by intervals to control the number of revolutions of the servo motor Lt; / RTI >
Wherein the correction value reflecting the pitch strain includes an interval-specific deformation pattern analyzed for each of the plurality of sections of the ball screw,
Wherein the deformed pattern of each section is a deformation ratio of each section with respect to the total deformation amount of the ball screw measured by thermally deforming the ball screw in advance.


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