KR0138435B1 - 스템 시퀀스를 이용한 공구교환장치 및 방법 - Google Patents

스템 시퀀스를 이용한 공구교환장치 및 방법

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Abstract

본 발명은 자동공구교환기(ATC)를 부착한 공작기계장치의 공구교환장치에 관한 것으로, 스텝모드를 선택하기 위한 모드선택 스위치(12)와; 스텝모드에서 눌려질 때마다 시퀀스의 스텝을 하나씩 증가시키는 스텝증가 스위치(14); 스텝모드에서 눌려질 때마다 시퀀스의 스텝을 하나씩 감소시키는 스텝감소 스위치(16); 스텝증가 스위치가 정상 동작하여 스텝이 증가되었음을 표시하는 스텝증가 표시기(20); 스텝감소 스위치가 정상 동작하여 스텝이 감소 되었음을 표시하는 스텝감소 표시기(22); 일련의 스텝별로 설정된 시퀀스를 스텝증가 스위치 또는 스텝감소 스위치의 조작에 따라 스텝을 카운트하여 증가 또는 감소된 스텝의 시퀀스를 수행토록 자동공구교환기(ATC)를 제어하고, 이를 해당 표시기에 표시시켜 주는 프로그래머블 로직 콘트롤러(PLC ;18)로 구비되어 전체 시퀀스를 기억하지 않고서도 용이하게 공구를 교환할 수 있게 된다.

Description

스텝 시퀀스(STEP SEQUENCE)를 이용한 공구교환장치 및 방법
제1도는 본 발명에 따른 공구교환장치를 도시한 구성도,
제2도는 본 발명에 따른 공구교환장치의 전면판넬을 도시한 전면도,
제3도는 제1도에 따른 입력 스위치들의 시퀀스도,
제4도는 제1도에 따른 표시기들의 시퀀스도,
제5도는 제1도에 따른 PLC로 구현된 카운터의 래더 다이아그램,
제6도는 본 발명에 따른 공구교환방법을 도시한 순서도,
제7도는 종래의 ATC 판넬을 도시한 전면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 ... 공구교환 제어장치 12 ... 모드선택스위치
14 ... 스텝증가스위치 16 ... 스텝감소스위치
18 ... PLC 20 ... 스텝증가 표시기
22 ... 스텝감소 표시기 30 ... 자동공구교환기 (ATC)
72 ... 수동조작반 74 ... 로터리 스위치
본 발명은 자동공구교환기(ATC : Automatic Tool Changer)가 부착된 공작기계장치의 공구교환 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 스텝 시퀀스(STEP SEQUENCE)를 이용하여 간단한 조작으로 수동 공구교환을 수행토록 하는 공구 교환장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 머시닝센터, CNC선반과 같은 공작기계장치는 수동모드에서 작업자가 선택한 시퀀스에 따라 해당 공구를 교환해 주거나 자동모드에서 설정된 일련의 시퀀스에 따라 자동으로 공구를 교환해 주는 자동공구교환기(ATC)를 가지고 있는 바, 수동모드에서 시퀀스를 작업자가 선택하여 공구를 교환하는 종래의 방식은 제7도에 도시된 바와 같이 ATC 판넬의 수동조작반(72)에서 해당되는 시퀀스를 로터리 스위치(74)를 사용하여 작업자가 선택하였으므로, 작업자가 복잡한 ATC 시퀀스를 알고 있어야 했고, 다수의 시퀀스들로 이루어지므로 이를 선택하기 위해 조작패널이 복잡하였고, 이에 따라 조작이 불편한 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 스텝모드에서 시퀀스의 스텝을 증가 또는 감소시키는 스위치를 사용하여 미리 설정된 소정의 시퀀스를 순차적으로 수행토록 하므로써 조작이 간편하도록 된 스텝 시퀀스를 이용한 공구교환 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 스텝 스퀀스를 이용한 공구교환장치는 자동공구교환기(ATC)가 부착된 공작기계장치에 있어서,
스텝모드를 선택하기 위한 모드선택 스위치와; 상기 스텝모드에서 눌려질때 마다 시퀀스의 스텝을 하나씩 증가시키는 스텝증가 스위치; 상기 스텝모드에서 눌려질 때마다 시퀀스의 스텝을 하나씩 감소시키는 스텝감소 스위치; 상기 스텝증가 스위치가 정상 동작하여 스텝이 증가되었음을 표시하는 스텝증가 표시기: 상기 스텝감소 스위치가 정상 동작하여 스텝이 감소되었음을 표시하는 스텝감소 표시기; 및 일련의 스텝별로 설정된 시퀀스를 상기 스텝증가 스위치 또는 상기 스텝감소 스위치의 조작에 따라 스텝을 카운트하여 증가 또는 감소된 스텝의 시퀀스를 수행토록 제어하고, 이를 해당 표시기에 표시시켜 주는 프로그래머블 로직 콘트롤러(PLC)를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공구교환방법은 자동공구교환기(ATC)를 부착한 공작기계장치의 스텝 시퀀스에 의한 공구교환 방법에 있어서,
서브 체인져를 아래로 내리는 제1단계(S1)와; 서브체인져의 팔을 밖으로 내미는 제2단계(S2); 서브 체인져를 180°시계방향으로 회전시키는 제4단계(S4); 서브 체인져의 팔을 안으로 끌어 들이는 제5단계(S5); 서브 체인져를 아래로 내리는 제6단계(S6); 공구함을 스핀들측으로 향하는 제7단계(S7); 자동공구교환기(ATC)의 문을 여는 제8단계(S8); ATC의 팔을 80°시계방향으로 회전시키는 제9단계(S9); 스핀들의 공구를 풀어놓는 제10단계(S10); ATC의 팔을 밖으로 밀어내는 제11단계(S11); ATC의 팔을 180°시계방향으로 회전시키는 제12단계(S12); ATC 팔을 끌어들이는 제13단계(S13); 스핀들의 공구를 클램핑하는 제14단계(S14); ATC 팔을 180°반시계방향으로 회전시키는 제15단계(S15); ATC 팔을 80°반시계방향으로 회전시키는 제16단계(S16); ATC의 도어를 닫는 제17단계(S17); 공구함을 메거진측으로 하는 제18단계(S18); 서브 체인져를 위로 올리는 제19단계(S19); 서브 체인져의 팔을 밖으로 내미는 제20단계(S20); 서브 체인져를 180°시계방향으로 회전시키는 제21단계(S21); 서브 체인져를 아래로 내리는 제22단계(S22); 서브 체인져의 팔을 안으로 끌어들이는 제23단계(S23); 및 서브 체인져를 위로 올리는 제24단계(S24)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 예시도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명하기로 한다.
제1도는 본 발명에 다른 스텝 시퀀스를 이용한 공구교환 장치를 도시한 구성도로서, 본 발명의 스텝 시퀀스를 이용한 공구교환 장치(10)는 스텝모드(본 발명에서 스텝모드라함은 작업자가 스텝증가 또는 감소 스위치로 시퀀스를 선택하여 공구교환을 제어하는 모드를 의미한다)를 선택하기 위한 모드선택 스위치(12)와; 상기 스텝모드에서 눌려질때 마다 시퀀스의 스텝을 하나씩 증가시키는 스텝증가 스위치(14); 상기 스텝모드에서 눌려질 때마다 시퀀스의 스텝을 하나씩 감소시키는 스텝감소 스위치(16); 상기 스텝증가 스위치가 정상 동작하여 스텝이 증가되었음을 표시하는 스텝증가 표시기(20); 상기 스텝감소 스위치가 정상 동작하여 스텝이 감소되었음을 표시하는 스텝감소 표시기(22); 및 일련의 스텝별로 설정된 시퀀스를 상기 스텝증가 스위치 또는 상기 스텝감소 스위치의 조작에 따라 스텝을 카운트하여 증가 또는 감소된 스텝의 시퀀스를 수행토록 ATC(30)를 제어하고, 이를 해당 표시기에 표시시켜 주는 프로그래머블 로직 콘트롤러(PLC ; 18)를 구비한다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 장치가 동작하는 것을, 본 발명에 따른 ATC판넬의 전면도가 도시된 제2도와, 스위치들의 시퀀스가 도시된 제3도와, 지시기의 시퀀스가 도시된 제4도와, PLC의 래더다이아그램으로 표현된 카운터가 도시된 제5도를 참조하여 설명한다.
제2도는 본 발명에 따른 ATC판넬의 전면도로서, 제7도와 같은 종래의 ATC판넬의 수동조작반(72)이 모드선택스위치(12)와 스텝증가 스위치 및 표시기(1420)과 스텝감소 스위치 및 표시기(1622)로 간단하게 바뀐 것을 알 수 있는 바, 모드선택 스위치(12)로 스텝모드를 온한 후 스텝증가 스위치(14)를 눌러 1스텝을 증가시키고, 이의 동작을 지시기(20)의 점등으로 확인하며, 스텝감소 스위치(16)를 눌러 1스텝을 감소시키고 이의 동작을 지시기(22)의 점등으로 확인한다.
본 발명에 따른 모드선택 스위치(12)는 제3도에 도시된 바와 같이 토글스위치(1TG)로 구현되는 바, PLC의 입력접점(X10.4)으로 입력되어 스텝 시퀀스를 온시키고, 스텝증가 스위치(14)는 푸시버튼(1PB)으로 구현되는 데, 입력접점(X10.5)으로 입력되어 스텝 시퀀스를 1단계 증가시키며, 스텝감소 스위치(16)는 푸시버튼(2PB)으로 구현되는 바, 입력접점(X10.6)으로 입력되어 스텝 시퀀스를 1단계 감소시킨다.
또한, 본 발명의 스텝증가 지시기(20)는 제4도에 도시된 바와 같이 PLC의 출력접점(Y1021.3)에 따라 점등되어 스텝증가 스위치(14)의 동작을 표시하고, 스텝감소 지시기(22)는 출력접점(Y1021.4)에 따라 점등되어 스텝감소 스위치(16)의 동작을 표시한다. 이와 같은 스텝증가 및 감소 스위치의 동작은 제5도에 도시된 바와 같이 PLC이 래더 프로그램에 의해 구현된 카운터에 의해 카운트되어 스텝을 증가 및 감소시킨다.
제6도는 본 발명의 스텝 시퀀스에 따른 공구교환방법을 도시한 순서도로서, 총24개의 스텝으로 이루어져 공구(TOOL)를 교환하는 바, 각 스텝은 모드스위치(12)가 온된 후에 스텝증가 스위치(14) 혹은 스텝감소 스위치(16)의 조작에 따라 한 스텝씩 순차적으로 수행된다.
제6도에 있어서, 제1스텝(S1)에서는 서브 체인져(SUB CHANGER)를 아래로 내리고, 제2스텝(S2)에서는 서브 체인져의 팔(ARM)을 밖으로 내밀고, 제3스텝(S3)에서는 서브 체인져를 들어올리고, 제4스텝(S4)에서는 서브 체인져를 180°반시계방향으로 회전하고, 제5스텝(S5)에서는 서브 체인져의 팔을 안으로 끌어 들이고, 제6스텝(S6)에서는 서브 체인져를 아래로 내리고, 제7스텝(S7)에서는 공구함(TOOL BOY)를 스핀들(SPINDLE)측으로 향한다. 이어서, 제8스텝(S8)에서는 자동공구교환기(ATC)의 문(DOOR)을 열고, 제9스텝(S9)에서는 ATC의 팔을 80°시계방향으로 회전시키고, 제10스텝(S10)에서는 스핀들의 공구를 풀어놓고(UNCLAMP), 제11스텝(S11)에서는 ATC의 팔(ARM)을 밖으로 밀어내고, 제12스텝(S12)에서는 ATC의 팔을 180°시계방향으로 회전시키고, 제13스텝(S13)에서는 ATC 팔을 끌어들이고, 제14스텝(S14)에서는 스핀들의 공구를 꽉잡고(CLAMP), 제15스텝(S15)에서는 ATC팔을 180°반시계방향으로 회전시키고, 제16스텝(S16)에서는 ATC팔을 80°반시계방향으로 회전시키고, 제17스텝(S17)에서는 ATC의 문(DOOR)을 닫는다. 이어서, 제18스텝(S18)에서는 공구함(TOOL BOY)을 메거진(MAGAZINE)측으로 하고, 제19스텝(S19)에서는 서브 체인져를 위로 올리고, 제20스텝(S20)에서는 서브 체인져의 팔을 밖으로 내밀고, 제21스텝(S21)에서는 서브 체인져를 180°시계방향으로 회전시키고, 제22스텝(S22)에서는 서브 체인져를 아래로 내리고, 제23스텝(S23)에서는 서브 체인져의 팔을 안으로 끌어들이고, 제24스텝(S24)에서는 서브체인져를 위로 올린다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 ATC를 부착한 공작기계장치에 사용되어 스텝증가 스위치 및 스텝감소 스위치로 미리 설정된 스텝의 시퀀스를 선택할 수 있으므로 ATC전면판의 구조를 간단히 하여 조작자가 쉽게 조작할 수 있으며, 특히 수행한 스텝별 시퀀스를 미리 내장하고 단지 스텝증가 감소만 선택하면 되므로 전체 시퀀스를 기억하지 않고서도 용이하게 공구를 교환할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 자동 공구교환기(ATC)를 부착한 공작계장치의 스텝 시퀀스에 의한 공구 교환 방법에 있어서,
    서브체인져를 아래로 내리는 제1단계(S1)와; 서브체인져의 팔을 밖으로 내미는 제2단계(S2); 서브 체인져를 들어 올리는 제3단계(S3); 서브 체인져를 180°반시계방향으로 회전시키는 제4단계(S4); 서브 체인져의 팔을 안으로 끌어 들이는 제5단계(S5); 서브 체인져를 아래로 내리는 제6단계(S6); 공구함을 스핀들축으로 향하는 제7단계(S7); 자동 공구교환기(ATC)의 문을 여는 제8단계(S8); ATC의 팔을 80°시계방향으로 회전시키는 제9단계(S9); 스핀들의 공구를 풀어놓는 제10단계(S10); ATC의 팔을 밖으로 밀어내는 제11단계(S11); ATC의 팔을 180°시계방향으로 회전시키는 제12단계(S12); ATC의 팔을 끌어들이는 제13단계(S13); 스핀들의 공구를 클램핑하는 제14단계(S14); ATC의 팔을 180°반시계방향으로 회전시키는 제15단계(S15); ATC의 팔을 80°반시계방향으로 회전시키는 제16단계(S16); ATC의 도어를 닫는 제17단계(S17); 공구함을 메거진측으로 하는 제18단계(S18); 서브 체인져를 위로 올리는 제19단계(S19); 서브 체인져의 팔을 밖으로 내미는 제20단계(S20); 서브 체인져를 180°시계방향으로 회전시키는 제21단계(S21); 서브 체인져를 아래로 내리는 제22단계(S22); 서브 체인져의 안으로 끌어들이는 제23단계(S23); 및 서브 체인져를 위로 올리는 제24단계(S24)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스텝 스퀀스(STEP SEQUENCE)를 이용한 공구교환방법.
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