KR0123856B1 - 공작기계용 수치제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

공작기계용 수치제어장치 및 방법에 관하여 개시되어 있다.

종래의 수치제어장치는 상향절삭(또는 하향절삭)을 하향절삭(또는 상향절삭)으로 바꾸려면 별도의 프로그램 작성이 필요하였으나, 본 발명에 의한 수치제어장치 및 방법은 간단히 절삭방향 변경지령 및 절삭방향 변경 취소지령을 프로그램 서두와 후미에 삽입함으로써 절삭하는 공구의 가공경로를 바꾸어 결과적으로는 절삭방향을 변경함으로써 프로그램 작성에 소요되는 시간 및 노력을 절감할 수 있도록 한 것이다.

Description

공작기계용 수치제어장치 및 방법

제1도는 공작기계의 절삭과정에 있어서 상향절삭(a)과 하향 절삭(b)의 방법을 보이는 측면도이다.

제2도는 본 발명에 따른 수치제어장치의 블록도이다.

제3도는 본 발명에 따라 절삭방향 변경의 실시예를 나타내는 개략적 도면이다.

제4도는 본 발명에 따른 수치제어과정을 나타내는 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

CP : 공구진행방향 S : 공구회전방향

M : 모터 SM : 서어보 기구

PP : 프로그램 경로 X,Y : 좌표축

본 발명은 NC(Numeric Control) 또는 CNC(Computerized NC)밀링 머시인(Milling Machine)과 같은 공작기계의 수치제어장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 절삭가공시 절삭방향의 변경으로 가능하게 하는 수치제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 밀링 머시인 등에 의해 가공물을 절삭하는 방법은 공구의 회전방향과 피이드 방향에 따라 크게 상향절삭(Up Cutting)과 하향절삭(Down Cutting)으로 나누어지는 바, 이것을 제1도에서 도시하였다. 상향절삭은 가공물 피이드와 공구의 회전방향이 반대로 되어 공구는 가공물의 하부로부터 상부로 향하여 절삭하게 되는 것이고, 하향절삭은 피이드와 공구의 회전 방향이 동일하여 가공물의 상부로부터 하부로 향하여 절삭하는 방식을 말한다. 즉, 제1도에서 보는 바와 같이 공구의 진행방향이 (CP)와 같고 공구의 회전 방향이 시계방향(S)과 같을 때 그림(a)는 상향절삭을 나타내고 그림(b)는 하향절삭을 나타낸다. 하향절삭은 통상 피이드 동력이 작고 가공시 공구가 밀리지 않으며 가공물을 파먹지 않으므로 황삭, 중삭과정에 사용된다. 그러나 정삭을 하는 경우에는 하향절삭을 하게되면 면이 고르지 못하고 절삭성이 불량하게 되므로 정삭 과정에서는 하향절삭 대신에 상향절삭을 하는 것이 바람직하다.

일반적으로 가공물의 절삭 과정은 황삭, 중삭 및 정삭과정을 거치게 되므로 전술한 바에 따르면 황삭 및 중삭은 하향절삭으로, 정삭은 상향절삭으로 가공하게 된다. 따라서 상기와 같은 작업을 NC 공작기계로 행할 경우, 하향절삭 프로그램에 의해 황삭 및 중삭을 행한 후에 다시 정삭을 해야 할 경우에는 새로운 상향절삭 프로그램을 별도로 작성해 주어야 한다. 즉, 하향절삭 프로그램으로 상향절삭을 할 수 없으며 같은 형상에 대해 상향절삭을 하려면 별도의 상향절삭 프로그래밍이 요구되어 프로그램 작성에 드는 시간 손실 및 작업자에게 번거로움을 주어 비능률을 초래하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안된 것으로, 새로이 상향절삭(또는 하향절삭) 프로그램을 작성하지 않고, 하양절삭(또는 상향절삭) 프로그램으로 상향절삭(또는 하향절삭)이 가능하도록 절삭방향을 변경할 수 있는 수치제어장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수치제어장치는, 중앙처리장치(CPU) 및 시스템 제어 프로그램이 저장되어 있는 롬(ROM)과 데이타 프로그램이 임시로 저장되는 램(RAM)을 구비한 메모리를 포함하는 정보처리회로;

상기 데이터 프로그램을 입출력하기 위한 입출력장치;

상기 입출력 장치를 제어하는 입출력 제어회로;

상기 정보처리회로로부터 절삭방향 변경지령을 받아 절삭방향을 역으로 변경시키는 위치제어회로 및 위치제어회로로부터 나오는 신호를 증폭하여 서어보 모터로 보내는 서어보 운전회로를 포함한 서어보 기구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수치제어방법은, 수치제어 프로그램으로부터 데이터를 한 블록 읽어 들이고 그것이 프로그램 종료지령인지 판별하는 제1단계; 만일 프로그램 종료지령이면 프로그램을 끝내는 제2단계; 상기 제1단계에서 프로그램 종료지령이 아니면 절삭방향 변경 취소지령인지 판별하는 제3단계; 만일 절삭방향 변경 취소지령이면 다시 모드가 절삭방향 변경모드인지 판별하여 만일 절삭방향 변경모드이면 절삭방향이 변경된 목표위치를 위치제어회로로 출력한 후 모드를 절삭방향 정상모드로 바꾸고 상기 제1단계로 복귀하는 제4단계; 상기 제3단계에서 절삭방향 변경 취소지령이 아니면 절삭방향 변경지령인지 판별하는 제5단계; 만일 절삭방향 변경지령이면 모드를 절삭방향 변경모드로 바꾸고 상기 제1단계로 복귀하는 제6단계; 상기 제5단계에서 절삭방향 변경지령이 아니면 목표위치를 계산하고 모드가 절삭방향 변경모드인지 판별하는 제7단계; 만일 모드가 절삭방향 변경모드이면 계산된 목표위치 및 정보를 저장한 후 상기 제1단계로 복귀하는 제8단계; 및 상기 제7단계에서 절삭방향 변경모드가 아니면 계산된 목표위치를 위치제어회로로 출력하고 상기 제1단계로 복귀하는 제9단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명을 구현하는 수치제어장치의 블록도이다. 정보처리회로는 중앙처리장치(CPU), 시스템 전반을 제어하는 프로그램이 저장되어 있는 롬(ROM) 및 연산처리의 결과 및 제어에 필요한 데이터 즉, NC 프로그램 및 파라미터 등이 임시로 저장되는 램(RAM)을 포함한다. 데이터 프로그램 및 정보는 수동입력장치에 의해 입력되고 디스플레이 장치로 출력된다. 또한 이러한 입.출력 장치는 I/O제어회로에 의해 제어된다. 위치제어회로는 상기 정보처리회로로부터 전기적 신호의 지령을 받아 위치 입력편차를 검출하며, 이 신호는 다시 서어보(servo) 운전회로에서 증폭되어 서어보 모토(servomotor, M)를 작동시킨다. 이렇게 위치제어회로, 서어보 운전회로 및 서어보 모터를 포함하는 서어보 기구(servomechanism, SM)는 일정의 정밀도를 유지하면서 지령된 기계적 위치, 속도 등을 피이드 백 제어한다.

본 발명에 따라 어떤 가공 형상에 대해 하향절삭(또는 상향절삭)프로그램으로 상향절삭(또는 하향절삭)을 할 수 있도록 절삭방향의 변경을 제공하는 실시예가 제3도에 도시되어 있다. 예를 들어, 공구의 회전방향이 시계방향(S)일 때, 공구의 진행방향(CP)이 (a)와 같으면 하향절삭의 가공경로가 된다. 이것을 NC 프로그래밍 하면 다음과 같이 될 것이다.

여기에서 G01은 직선 이동 명령이며 (1)블럭 이전에 공구경 보정이 행해졌으므로 공구는 프로그램 경로에 대해 공구 반경만큼 보정된 경로를 지나가게 된다. 본 발명에 따라, 상기 하향절삭 프로그램으로 상향절삭을 하려면 형상 블록의 선두와 후미에 다음과 같이 지령한다.

상기에서 G14.1은 절삭방향 변경지령이며 G14.2는 절삭방향 변경 취소지령이다. 제3도의 (b)는 상기 프로그램에 의한 절삭방향 및 가공경로를 나타내는데, 공구의 회전방향이 시계방향일 때 하향절삭으로부터 상향절삭으로의 변경은 곧 가공경로의 변경임을 알 수 있다. 다시말해, G14.1의 역할은 가공경로의 역으로 바꾸어주는 것이다. 마찬가지로 같은 방법을 써서 상향절삭을 하향절삭으로 바꿀 수 있다.

제4도는 본 발명에 따라 절삭방향을 변경하는 수치제어과정의 흐름도를 나타내는데 상기 예시한 프로그램을 참조하여 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 시퀀스가 시작되면 SI에서 NC 프로그램으로부터 데이터 프로그램을 한 블록 읽어 들인다. S2에서는 읽어 들인 현재 블록이 프로그램 종료지령인지 판별하여 만일 프로그램 종료지령이면 시퀀스를 끝내고, 프로그램 종료지령이 아니면 다음 단계로 진행한다. S3에서는 현재 블록이 G14.2 즉, 절삭방향 변경 취소지령인지 판별한다. 만일 절삭방향 변경 취소지령이 아니면 S4에서는 현재 블록이 G14.1 즉, 절삭방향 변경지령인지 판별한다. 만일 절삭방향 변경지령이라면 절삭방향의 모드를 절삭방향 변경모드로 바꾼 후(SS) 루프는 다시 S1으로 복귀한다. S5에서 DR_CHG=1은 절삭방향 변경모드로 지정함을 의미한다. 결과적으로 절삭방향 변경지령 및 절삭방향 변경 취소지령 모두가 아닌 블록만이 S6으로 진행되어 입력된 목표위치가 계산된다. S7에서는 현재의 모드가 절삭방향 변경모드인지 판별하고 변경모드가 아니면 계산된 목표위치를 위치제어 회로로 출력한 후 상기 제1단계로 복귀하고(S9), 만일 절삭방향 변경모드이면 목표위치 및 보간정보(G01, G02 등)을 저장한 후 상기 제1단계로 복귀하는데(S8) 이것은 후술하는 S11에서 절삭방향 변경을 위해 블록을 역순으로 읽어 들이기 위함이다. 상기 S3에서 만일 현재 블록이 절삭방향 변경 취소지령이라면, S10에서 현재 모드가 절삭방향 변경모드인지 판별한다. 만일 절삭방향 변경모드라면 상기 S8에서 저장된 데이터 블록을 역순으로 읽어 들여 (S11) 이것을 위치제어회로로 출력한다(S12). 이 과정은 저장정보가 끝날 때까지 반복된다(S13). 결국 상기 S5의 절삭방향 모드의 변경 및 S11,S12의 저장정보의 역순 출력에 의해 공구는 하향절삭(또는 상향절삭)에서 상향절삭(또는 하향절삭)으로 절삭방향을 변경하게 된다. 상기 S10에서 절삭방향 변경모드가 아니거나 S13에서 저장정보가 끝이 되면 절삭방향 변경모드를 정상모드(DR_CHG=0)로 바꾸고 다시 상기 S1으로 복귀한다(S14).

이상과 같이 본 발명에 의하면, 별도의 상향절삭(또는 하샹절삭) 프로그램을 다시 작성하지 않고 미리 작성된 하향절삭(또는 상향절삭) 프로그램에 간단히 절삭방향 변경지령(G14.1)을 삽입함으로써 그 절삭방향을 변경할 수 있으므로 프로그램 작성에 드는 시간 손실을 줄이고 작업자의 번거로움으로 인한 비능률을 제거할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (3)

1. 중앙처리장치(CPU) 및 시스템 제어 프로그램이 저장되어 있는 롬(ROM)과 데이터 프로그램이 임시로 저장되는 램(RAM)을 구비한 메모리를 포함하는 정보처리회로; 상기 데이터 프로그램을 입출력하기 위한 입출력장치; 상기 입출력장치를 제어하는 입출력 제어회로; 상기 정보처리회로로부터 절삭방학 변경지령을 받아 절삭방향을 역으로 변경시키는 위치제어회로 및 위치제어회로로부터 나오는 신호를 증폭하여 서어보 모터로 보내는 서어보 운전회로를 포함한 서어보기구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 수치제어장치.
2. 수치제어 프로그램으로부터 데이터를 한 블록 읽어 들이고 그것이 프로그램 종료지령인지 판별하는 제1단계; 만일 프로그램 종료지령이면 프로그램을 끝내는 제2단계; 상기 제1단계에서 프로그램 종료지령이 아니면 절삭방향 변경 취소지령인지 판별하는 제3단계; 만일 절삭방향 변경 취소지령이면 다시 모드가 절삭방향 변경모드인지 판별하여 만일 절삭방향 변경모드이면 절삭방향이 변경된 목표위치를 위치제어회로로 출력한 후 모드를 절삭방향 정상모드로 바꾸고 상기 제1단계로 복귀하는 제4단계; 상기 제3단계에서 절삭방향 변경 취소지령이 아니면 절삭방향 변경지령인지 판별하는 제5단계; 만일 절삭방향 변경지령이면 모드를 절삭방향 변경모드로 바꾸고 상기 제1단계로 복귀하는 제6단계; 상기 5단계에서 절삭방향 변경지령이 아니면 목표위치를 계산하고 모드가 절삭방향 변경모드인지 판별하는 제7단계; 만일 모드가 절삭방향 변경모드이면 계산된 목표위치 및 정보를 저장한 후 상기 제1단계로 복귀하는 제8단계; 및 상기 제7단계에서 절삭방향 변경모드가 아니면 계산된 목표위치를 위치제어 회로로 출력하고 상기 제1단계로 복귀하는 제9단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 수치제어방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 제4단계는 모드가 절삭방향 변경모드인지 판별하는 제10단계; 만일 절삭방향 변경모드이면 계산된 목표위치 및 정보를 저장된 역순으로 읽어 들여 위치제어회로로 출력하는 제11단계; 저장정보가 끝인지 판별하는 제12단계; 저장정보가 끝이 아니면 상기 제11단계로 복귀하고, 저장정보가 끝이거나 상기 제10단계에서 모드가 절삭방향 변경모드가 아니면 모드를 절삭방향 정상모드로 바꾼 후 상기 제1단계로 복귀하는 제13단계;를 포함하는 공작기계용 수치제어방법.