KR0117927Y1 - 공구(tool)파손 검지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 공작기계장치의 공구파손 검지장치에 관한 것으로, 스핀들(1)로부터 부하치신호를 입력하여 디지탈로 변환하는 아날로그-디지탈 변환기(2)와; 디지탈로 변환된 부하치데이타를 입력하는 입출력부(3); 및 입출력부(3)로부터 입력된 부하치데이타를 미리 설정된 파손기준치와 비교하여 부하치데이타가 파손기준치를 초과하면 공구의 파손을 검지하여 스핀들(1)을 제어하고, 부하치데이타가 파손기준치 이하이면 정상동작토록 하는 피엠시 제어부(4)를 포함하여 저가로 구현할 수 있다.

Description

공구(TOOL)파손 검지장치

제1도는 본 고안에 따른 공구파손 검지장치를 도시한 블럭도이고,

제2도는 본 고안의 공구파손 검지장치가 동작하는 흐름을 도시한 흐름도이고,

제3도는 본 고안의 공구파손 검지장치가 파손기준치를 설정하는 과정을 도시한 흐름도이고,

제4a도는 일반적인 스핀들 동작시의 부하치의 변화를 도시한 그래프이고,

제 4b도는 일반적인 스핀들의 회전수를 도시한 그래프이고,

제4c도는 본 고안에 의해 디지탈 변환된 부하치를 입력하는 클럭을 도시한 타이밍도이고,

제4d도는 제4c도의 클럭에 의해 입력되어 저장된 데이타를 도시한 타이밍 도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 ... 스핀들 유니트 2 ... 아날로그-디지탈 변환기

3 ... 입출력부4 ... P.M.C 제어부

5 ... 표시부

본 고안은 NC선반, MCT와 같은 공작기계장치의 공구파손을 검지하는 장치에 관한 것으로, 특히 부하(LOAD)치를 소정의 파손기준치와 비교하여 공구(TOOL)의 파손을 검지하는 공구파손 검지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 공작기계장치에 사용되는 공구들은 과도한 부하가 걸리면 파손되기 때문에 작업자는 공구파손 여부를 자주 육안으로 검사하거나 공구파손 여부를 모니터하는 장치를 사용해야 하는 바, 종래의 공구 모니터링 시스템(TOOL MONITOR SYSTEM)은 가격이 매우 비싼 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 부하치를 디지탈로 변환한 후 미리 설정된 파손기준치와 비교하여 공구의 파손여부를 검지하게 되는 저가의 공구파손 검지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 공구파손 검지장치는, 공작 기계장치의 스핀들(SPINDLE)로부터 부하치(LOAD)신호를 입력하여 공구의 파손여부를 검지하는 공구파손 검지장치에 있어서,

상기 부하치신호를 입력하여 디지탈로 변환하는 아날로그-디지탈 변환기와;

상기 디지탈로 변환된 부하치데이타를 입력하는 입출력부; 및

상기 입출력부(3)로부터 입력된 부하치데이타를 미리 설정된 파손기준치와 비교하여 상기 부하치데이타가 상기 파손기준치를 초과하면 상기 공구의 파손을 검지하여 상기 스핀들(1)을 제어하고, 상기 부하치 데이타가 상기 파손기준치 이하이면 정상동작토록 하는 피엠시 제어부(4)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 예시도면을 참조하여 본 고안을 자세히 설명하기로 한다.

제1도는 본 고안에 따른 공구파손 검지장치를 도시한 블럭도로서, 공구(TOOL)에 인가되는 부하(LOAD)를 측정하는 부하 메터(LOAD METER)를 내장한 스핀들(SPINDLE)유니트(1); 상기 스핀들유니트(1)로부터 부하치(LOAD)신호(LM)를 입력하여 디지탈로 변환하는 아날로그-디지탈 변환기(2); 상기 디지탈로 변환된 부하치데이타를 입력하는 입출력부(3); 상기 입출력부(3)로부터 입력된 부하치데이타를 미리 설정된 파손기준치와 비교하여 상기 부하치데이타가 상기 파손기준치를 초과하면 공구의 파손을 검지하여 상기 스핀들유니트(1)를 제어하고, 상기 부하치데이타가 상기 파손기준치 이하이면 정상동작토록 하는 피엠시 제어부(4); 및 상기 피엠시제어부(4)로부터 부하치데이타를 입력하여 표시하는 표시(DISPLAY)부(5)를 구비한다.

이어서, 본 고안에 따른 공구파손 검지장치의 동작을 제2도 및 제3도에 도시된 흐름도를 참조하여 설명한다.

제2도는 본 고안의 공구파손 검지장치가 동작하는 흐름을 도시한 흐름도로서, 참조번호 '21'은 공구의 파손 여부를 결정하데 기준이 되는 파손기준치를 설정(PRESET)하는 단계인데, 이를 수행하는 세부적인 과정이 제3도에 도시된 바, 참조번호 '31'은 기준데이타 설정을 위하여 스핀들 회전을 지령하는 단계이고, '32'는 데이타 입력스위치를 동작시켜 기준치데이타를 입력하는 단계이고, '33'은 입력된 데이타를 기억시키는 단계이고, '34'는 입력된 데이타에 비율(%)를 곱하여 데이타를 변환시키는 단계이고, '35'는 변환된 데이타를 메모리로 이동시켜 저장해 놓고, 이후 실제 작업시에 저장된 기준치데이타를 불러다가 사용할 수 있도록 하는 단계이다.

제2도에 있어서, 참조번호 '22'는 가공을 위해 스핀들의 회전을 지령하는 단계이고, '23'은 가공시에 스핀들의 실제 부하치를 산출하는 단계이고, '24'는 설정된 파손기준치와 실제 부하치를 비교하여 실제 부하치가 설정된 파손기준치 이하이면 정상가공을 진행하고(25), 실제 부하치가 파손기준치를 초과하면 공구파손으로 판단하여 스핀들(1)을 제어하여 정지시키고, 머신을 제어하여 적절한 조치를 취하도록 한다(26). 또한, 공구파손을 검지하면, 안전장치 혹은 경보장치를 작동시켜 작업자에게 이를 알리도록 한다.

제4a도는 일반적인 스핀들 동작시의 부하치의 변화를 도시한 그래프로서, 횡측은 스핀들 동작시의 시간경과(t)를 나타내고 종축은 부하치를 나타내는 바, 스핀들(1)을 동작시키고 나서 서서히 부하치가 증가하다가 't1' 이전에 급격히 떨어져 정상상태로 돌아오는 것을 알 수 있다. 여기서, 'L1' 은 설정된 파손기준치를 나타내고, 'L2'는 실제 부하치의 일예를 나타내는 바, 실제 부하치가 파손기준치를 초과하게 되면 공구가 파손된다.

제4b도는 일반적인 스핀들의 회전수(RPM)를 도시한 그래프로서, 횡축은 스핀들(1) 동작 후 시간경과(t)를 나타내고 종축은 회전수(단위 RPM)를 나타내는 바, 초기에 서서히 회전수가 증가하여 t1이후에 정상상태의 회전수(R1)에 도달하는 것을 알 수 있다.

제4c도는 본 고안에 의해 디지탈로 변환된 부하치를 입력하는 클럭(CLOCK)을 도시한 타이밍도로서, 제4a도 및 제4b에서와 같이 정상기간(T2)에 도달하기전 초기에는 회전수 및 부하치가 불안정한 상태(UNSTABLE)에 있으므로, 정상상태에 도달한 시간(t1) 이후에 데이타를 입력하기 위한 클럭(CLOCK)을 발생하여 상승에지에서 데이타를 입력하게 되고, 이에 따라 제4d도와 같은 타이밍으로 유효한 데이타가 입력되어 저장되게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 공작기계장치분야에 사용되어 공구(TOOL)의 파손을 검지하면 스핀들 및 머신을 제어하여 정지시키거나 작업자에게 알려주어 작업의 안전을 도모하며, 특히 아날로그-디지탈 변환기를 사용하여 간단하게 구성할 수 있으므로 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 공작기계장치의 스핀들(1)로부터 부하치(LOAD)신호를 입력받아 공구(TOOL)의 파손여부를 검지하는 공구파손 검지장치에 있어서,

   상기 부하신호를 입력하여 디지탈로 변환하는 아날로그-디지탈 변환기(2)와;

   상기 디지탈로 변환된 부하치 데이타를 입력받는 입출력부(3);

   상기 스핀들의 동작이 개시된 후 소정 시간이 경과하여 부하가 안정된 때 상기 입출력부(3)로부터 부하치 데이타를 입력받아 미리 설정된 파손기준치와 비교하여 상기 부하치 데이타가 상기 파손기준치를 초과하면 상기 공구의 파손을 검지하여 상기 스핀들(1)을 제어하고, 상기 부하치 데이타가 상기 파손기준치 이하이면 정상동작토록 하는 피엠시 제어부(4); 및

   상기 피엠시 제어부(4)로부터 부하치 데이타를 입력받아 이를 표시하는 표시(DISPLAY)장치(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구파손 검지장치.