KR0126820B1

KR0126820B1 - 펀치 프레스 기계의 공구 교환방법

Info

Publication number: KR0126820B1
Application number: KR1019920702806A
Authority: KR
Inventors: 게이이찌로 미야지마
Original assignee: 이나바 세이우에몽; 화락가부시끼가이샤
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1992-11-10
Publication date: 1998-04-08
Also published as: JPH04327326A; EP0536412A4; JP2571319B2; DE69203068T2; KR930700287A; EP0536412B1; DE69203068D1; WO1992019397A1; EP0536412A1

Abstract

펀치 프레스 기계에 있어서, 펀치공구 (11a, 11b …) 의 교환을 배클래시의 영향을 받는 일이 없이 행할 수가 있는 공구 교환 방법이다. 공구 교환지령 (T 지령) 이 나와 있는지 아닌지를 판단한다 (S1). 나와 있으면 다음에 펀치공구의 제어축인 C 축(3) 이 제어되어 회전된 상태인가 아닌가를 판단한다 (S2). C 축이 제어되어 있으면 C 축 (3)을 미리 파라미터에 의해서 설정되어 있는 회전방향으로 회전시켜, 기계원점 (40) 으로 되돌려서 (S3), 공구 교환을 한다 (S4~S6). 그리고 상기 S1에서 T 지령이 나와있지 않을때에는 프로그램을 끝낸다. 또 C 축이 제어되어 있지 않고 원점위치에 있으면 그대로 공구 교환을 한다. 이렇게 해서 C 축 (3)은 항상 미리 설정된 동일한 회전방향으로만 회전하여 기계원점으로 되돌아 간다. 그 때문에, C 축 (3) 이 기계원점(40)으로 되돌아 가서 정지된 시점에서의 기어의 맞물림 상태는 항상 같은 상태로 된다. 따라서 기어의 배클래시는 동일하게 되고 배클래시 보정을 하는 일이 없이 공구 교환이 가능하다.

Description

[발명의 명칭]

펀치 프레스 기계의 공구 교환방법

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 펀치 프레스 기계의 공구 교환 방법을 실시하기 위한 플로우 챠트.

제2도는 본 발명의 펀치 프레스 기계의 공구 교환 방법을 설명하기 위한 도면.

제3도는 C 축 동작의 설명도이며, 그중 (a) 는 종래의 동작, (b)는 본 발명에 의한 동작을 나타낸 실시예에 있어서의 계량공정(metering stage)의 처리 흐름도.

제4도는 본 발명을 실시하기 위한 수치 제어 장치(CNC) 의 하드웨어의 블록도.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 매거진 툴(magazine tool)홀더에 격납된 펀치공구를 선택하여 교환하는 펀치 프레스 기계의 공구 교환방법에 관한 것이며, 특히 펀치공구의 교환시에 생기는 배클래시(backlash)의 영향을 제거한 펀치 프레스 기계의 공구 교환방법에 관한 것이다.

[배경기술]

펀치 프레스 기게에서는 가공능률을 향상시키고, 또 다종 다양한 가공을 가능케 하기 위하여, 여러 가지의 개량이 가해졌다. 이와같은 펀치 프레스 기계로서는 매거진(magazine)을 설치하여 1대의 기계로 복수의 펀치공구를 선택적으로 사용하도록 한 것이 알려져 있다. 이들의 복수의 편치공구는 통상, 1축의 제어축에 의해서 제어된다. 그리고 펀치공구를 다른 종류의 것으로 교환하기 위해서 제어축은 일단 기계 원점으로 되돌아가서 지금까지 사용한 펀치공구를 떼어낸다. 그리고나서 다음에 지령된 펀치공구가 선택되고 이 펀치공구가 그의 기계원점으로 되돌아간 제어축에 접속된다. 그런데 상기 제어축은 기어의 맞물림에 의해서 회전전동 되어 있으며, 상술한 바와같이 제어축이 기계원점으로 되돌아 가면, 기어에는 그의 회전방향에 따라 배클래시가 필연적으로 생긴다. 이 때문에, 이러한 펀치공구의 교환을 배클래시의 영향을 받는일이 없이 수행할 수는 없었다. 즉, 펀치공구를 회전시켜서 사용한후, 기계원점 위치에 공구를 회전시켜서 되돌리고, 공구를 공구 홀더에 수납시키려고 할 때, 배클래시의 영향으로 공구의 회전위치가 정확히 기계원점 위치가 아니면 공구는 홀더에 수납할수 없다는 현상이 발생한다. 한편, 배클래시의 영향을 없애려고 하면, 펀치공구 교환시마다 배클래시 보정을 할 필요가 생긴다.

[발명의 개시]

본 발명의 목적은 펀치공구의 교환을 배클래시의 영향을 받지않고 행할수 있는 펀치 프레스 기계의 공구 교환방법을 제공하는데 있다. 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 1형태는 매거진의 툴홀더에 격납된 펀치공구를 선택하여 교환하는 펀치 프레스 기계의 공구의 교환방법에 있어서, 펀치공구의 교환시에, 펀치공구의 제어축을 기계원점으로 되돌리는데는 이 제어축을 항상 소정의 회전방향으로만 제어축에는 다음에 선택된 펀치공구가 접속되어서 펀치공구의 교환이 행해지도록 한다. 바람직하게는 상기 제어축의 회전방향은 기어장치에 파라미터 설정에 의해서 결정한다. 더욱 바람직하게는, 상기 제어축의 회전제어는 서어보 모터의 출력을 기어 전동 수단을 통하여 수행한다. 더욱 바람직하게는 상기 제어축은 1축이며, 그 1축의 제어축에 의해 복수의 펀치공구가 선택적으로 제어된다. 또한 본 발명의 다른 형태는, 수치제어 장치에 의해 제어되는 펀치 프레스 기계의 공구 교환방법에 있어서, 상기 수치제어장치는 판독한 가공 프로그램에 공구 교환지령이 나와있는지 아닌지를 판단하고, 공구교환 지령이 나왔다고 판단되면, 다음에 교환전의 펀치공구가 제어축에 의해 제어되고, 회전된 상태인지 아닌지를 판단하고, 제어되어 있다고 판단되면 제어축을 미리 수치제어 장치의 기억장치에 파라미터 설정되어 있는 소정의 회전 방향으로 회전시킴으로써 펀치공구 교환을 위하여 기계원점으로 되돌린다. 상술한 바와같이 본 발명에 의하면 펀치공구의 교환시에 펀치공구의 제어축은 소정의 회전방향으로만 회전시켜 기계원점으로 되돌려진다. 그리하여 그 기게원점으로 되돌려진 제어축에, 다음에 선택된 펀치공구가 접속됨으로써 펀치공구의 교환이 행해진다. 이때, 제어축은 소정의 회전방향으로만 회전하는 것이기 때문에 펀치공구의 교환에 있어서는 기어의 회전방향은 항상 동일방향이 된다. 따라서 제어축이 기계원점으로 되돌아 갔을 때의 기어의 맞물림은 언제나 같은 상태로 되어서 배클래시의 방향으로 변화가 생기는 일은 없다. 그 때문에, 펀치공구의 교환시에 있어서의 배클래시의 영향은 이때마다 동일하게 유지되기 때문에, 이러한 경우의 배클래시의 영향을 실질적으로 제거할수 있다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 본 발명의 1실시예를 도면에 따라 설명한다. 제2도에 의하면 펀치 프레스 기계는 매거진(1)을 구비하고, 그 매거진(1)을 T축(2)에 의해서 회전된다. 매거진(1)에는 복수의 툴 홀더(10a,10b '''')가 설치되어 있고, 그의 각각에는 펀치공구(11a,11b '''')가 배치되어 있다. 이 T축(2)의 회전제어는 T축 회전용 서어보 모터(4)로부어 기어(5,6)를 경유하여 행하여 진다. 또 공구 제어축인 C축(3)의 회전제어는 C축 회전용 서어보 모터(7)로부터 기어(8,9)를 경유하여 행하여 진다. 이들의 서어보 모터(4,7)는 각각, 후술되는 바와같이, 서어보 앰프(61,62)(제4도 참조)에 접속되어 있다. 그리고, C축(3)과 펀치공구(11a)와의 사이에는 클러치(3a)가 설치되어서 공구 교환시에는 이 클러치(3a)에 의해서 상기 펀치공구(11a)는 C축(3)으로부터 분리된다. 그리하여 C축(3)의 동작을 제3도에 의거하여 설명한다. 제3도의(a)는 종래의 C축의 동작을, 또 마찬가지로(b)는 본 발명에 의한 C축의 동작을 각각 나타낸다. 그리고 동도에 있어서, C축(3)은 펀치공구(11a)의 헤드부로 표시되어 있다. 종래의 C축(3)은 공구를 현재의 회전위치(41)(제3도의 예에서의 90°의 위치)로부터 기계원점(40)(0°의 위치)으로 되돌릴 경우, 회전 각도량이 작은 방향을 선택하여 회전시키고 있었다. 즉 지름길을 돌게해서 원점으로 되돌리도록 하고 있었다. 예를들면 제3도(a)의 경우, 현재위치의 공구를 동도 화살표로 표시한 방향으로 회전시키면 90도의 회전으로 기계원점으로 도달하지만, 한편, 그의 반대방향으로 회전시키면 270도의 회전이 필요하며, 이 때문에, 90도의 회전으로 원점으로 되돌아가는 회전방향을 선택하고 있었다. 따라서 종래는 현재의 공구가 어느위치(각도)에 있는가에 따라서 원점으로 되돌아 가는 방향을 어느 쪽으로 하는가(즉, 시계회전 방향인가 반시계 방향인가) 가 결정되었다. 이와 더불어, 개개의 공구 교환시에서 기어의 회전방향은 반드시 일치하지 않기 때문에, C축(3)이 기계원점(40)으로 되돌아간 시점에서의 기어의 배클래시 상태는 일정치 않았다. 이에 대하여, 본 발명은 제3도(b)에 표시한 바와같이 C축을 기계원점(40)으로 되돌릴 경우 항상 동일방향(동도의 예에서는 반시계회전방향)으로만 회전하도록 제어되는 점을 특징을 한다. 이렇게 함으로써 C축(3)의 기어(8,9)의 회전도 항상 일정한 방향으로만 회전하게 되고, 그 결과, C축(3)이 기계원점(40)으로 되돌아가서 정지하고 있을때는, 기어의 맞물림은 항상 같은 상태로 된다. 따라서 본 발명의 경우는 기어의 배클래시가 항상 동일하게 되고, 배클래시 방향이 초기상태로 항상 유지되게 된다. 이 때문에, 펀치공구 교환시마다, 배클래시 상태가 변화한다는 일은 없으므로, 그 영향을 해소시키는데 각별한 준비를 할 필요가 없게 된다. 제4도는 본 발명의 방법을 실시하기 위한 수치제어장치의 하드웨어의 블록도이다. 동도에 있어서, 부호 20은 컴퓨터 내장의 수치제어장치(CNC)를 나타내고, CNC 전체의 제어는 중앙처리장치(CPU)(21)에 의해 행해진다. 그리고 CPU(21)에는, 버스(32)를 통하여 판독전용 메모리(ROM)(22) 랜덤억세스 메모리(RAM)(23), CMOS(24), 외부기기용의 인터페이스(25), 프로그래머블 머신콘트롤러(PMC)(26), 입출력 유닛(I/O 유닛)(27), 그래픽 제어회로(28), 키보드(37)접속을 위한 인터페이스(29), 수동 펄스 발생기(42)를 접속하기 위한 인터페이스(30), 축제어 회로(51~54)가 각각 접속되어 있다. ROM(22)에는 CNC 전체의 제어를 실행하는 시스템 프로그램이 격납된다. RAM(23)은 SRAM 등으로 이루어진 것으로서, 일시적인 계산데이타, 표시데이타 등이 격납된다. CMOS(24)는 도시되지 않은 배터리로 백업된 불휘발성의 메모리로서, CMOS(20)의 전원이 오프로 되어도 격납데이타는 그대로 유지된다 그리고 이 CMOS(24)에는 T코드, 피치오차 보정량, 가공 프로그램 등이 격납되고 또 C축(3)의 회전방향을 설정하는 파라미터의 설정 데이터도 격납된다. 외부기기용의 이터페이스(25)에는 종이 테이프 리이더나 종이 테이프 펀치 등의 외부기기(41)가 접속되어 있다. 가공 프로그램은, 상기 종이 테이프 리이더에 의해 읽어 넣어진다. 또 CNC(20)에서 편집된 가공 프로그램을 상기 종이 테이프 펀치에 출력할수 있다. PMC(26)는 래더형식으로 작성된 시퀀스 프로그램으로써 기계를 제어한다. 즉, 가공프로그램은 이 가공 프로그램으로 지령된 M기능(NC 공작기계의 보조기능), T기능(사용하는 공구번호의 지시) 등에 따라서 시퀀스 프로그램으로 기계측에 필요한 신호로 전환되어서 I/O 유닛(27)으로부터 기계측으로 출력된다. 이 출력신호에 의해, 기계측의 전자 릴레이 등이 구동되고 또 유압밸브,공압밸브, 전기 액츄에이터 및 펀치헤드 등이 구동된다. 또 PMC(26)는 기계측의 리미트 스위치 및 기계 조작반의 스위치 등의 신호를 받아서 그 신호를 CPU(21)에 전달한다. 그래픽 제어회로(28)는 각축의 현재위치, 알람 파라미터, 화상 데이터 등의 디지탈 데이터를 화상신호로 전환시켜 출력한다. 이 화상데이타는 표시장치가 부착된 수동 입력장치(CRT/MDI)(35)의 표시장치(CRT)(36)에 보내지고 거기서 표시된다. 또 CRT/MDI(35)의 키보드(37)로부터 입력된 데이터는 인터 페이스(29)를 통하여 CPU(21)로 전달된다. 인터페이스(30)에 접속하는 수동 펄스 발생기(42)는 기계조작반에 실장되고, 수동으로 기계 가동부를 정밀하게 위치 결정하는데 사용된다. 축제어 회로(51~54)는 CPU(21)로부터의 각축의 이동지령을 받아서 서어보 앰프(61~64)로 출력한다. 이것들중, 서어보 앰프(61)는 축 제어회로(51)에 접속하여 매거진(1)(제2도)의 회전을 제어하는 T축(2)의 서어보 모터(4)(제2도)를 구동시킨다. 그리고 매거진(1)은 툴 홀더(10a,10b''') 및 펀치공구(11a,11b''') 와 함께, 기계헤드(12)에 포함되어 있다. 한편 서어보 앰프(62)는 축제어 회로(52)에 접속하여, 펀치공구(11a,11b''')의 회전제어를 행하는 C축(3)을 구동시킨다. 또 서어보 앰프(63,64)는 테이블(15)을 제어하는 X축,Y축의 서어보모터(도시하지 않음)를 각각 구동시킨다. 그리고 테이블(15)에는 워크 홀더(14a,14b)에 의해서 워크(13)가 고정된다. 그래서, 본 발명의 공구 교환방법을 실시하는데 있어 상기 CNC(20)의 CPU(21)가 행하는 처리의 순서를 제1도의 흐름도에 의해 설명한다. 먼저 개시지령에 의해 CPU(21)는 이미 읽어넣어져 CMOS(24)에 격납되어 있는 가공 프로그램을 판독하여 이 가공 프로그램에 공구교환 지령(T 지령)이 나와있는지 아닌지를 판단하다(스텝 S1). 그리하여 T지령이 나와있지 않으면 본 프로그램을 끝내지만 나와 있으면, 다음에 C축이 제어되어 있는지 아닌지를 판별한다(스텝 S2). 즉, 공구 교환전의 공구가 C축(3)에 의해서 제어되고 기계원점 위치로부터 회전하고 있는지 아닌지가 판단된다. C축이 제어되어 있지 않으면 클러치(3a)를 끊고, 지금까지 사용한 펀치공구를 펀치홀더에 수납한다(스텝 S4). 다음에 서어보 모터(4)를 구동하여, T지령으로 지령된 공구가 공구교환 위치로 위치결정 되도록, 매거진(1)을 위치 결정하고(스텝 S5), 클러치를 넣어서(스텝 S6), C축(3)에 지령공구를 접속하고 공구교환을 끝낸다. 또 C축이 제어되어 있었을 경우에는 그 C축을 CMOS(24)에 격납되어서 미리 파라미터에 의해서 설정되어 있는 회전방향으로 회전시켜 기계원점으로 되돌려서, 스텝(S4) 이하의 처리를 한다.

Claims

매거진의 툴 홀더에 격납된 펀치공구를 선택하여 교환하는 펀치 프레스 기계의 공구의 교환방법에 있어서, 펀치공구(11a)의 교환시에, 서어보 모터(7)로 구동되는 기어 전동수단(8,9)에 의해 회전제어되는 펀치공구(11a)의 제어축(3)을 소정의 회전방향으로 회전시켜 기계원점으로 되돌리는 단계와, 상기 회전에 의해 기계원점으로 되돌려진 제어축(3)에 연결된 펀치공구(11a)를 제어축(3)으로부터 분리시킨 후에, 다음에 선택된 펀치공구(11a)가 제어축(3)에 접속되어서 펀치공구(11a)의 교환이 행해지는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펀치 프렛기계의 공구교환 방법.
제1항에 있어서, 상기 제어축의 회전방향은, 파라미터에 의해서 설정되고, 기억장치에 격납되어 있는 펀치 프레스 기계의 공구교환 방법.
제1항 또는 2항에 있어서, 상기 제어축의 회전제어는 서어보 모터에 의해 기어전동 수단을 통하여 행하는 펀치 프레스 기계의 공구교환 방법.
제1항 또는 2항에 있어서, 상기 제어축은 1축이며, 이 1축의 제어축에 의해 복수의 펀치공구가 선택적으로 제어되는 펀치 프레스 기계의 공구교환 방법.
수치 제어창치에 의해 제어되는 펀치 프레스 기계의 공구교환 방법에 있어서, 상기 수치 제어장치는 읽어 넣은 가공 프로그램에 공구교환 지령이 나와 있는지 아닌지를 판단하여, 공구교환 지령이 나왔다고 판단되면 다음에 펀치공구의 제어축이 제어되어 원점위치로부터 회전된 상태인가 아닌가를 판단하고, 제어되어 있다고 판단되면, 그 제어축을 미리 수치 제어장치의 기억장치에 격납되어 있는 파라미터 설정 데이터에 의거하여 설정 회전방향으로 회전시킴으로써 펀치공구 교환을 위하여 기계원점으로 되돌리도록 한 펀치 프레스 기계의 공구 교환 방법.