KR0146093B1 - 수치제어 공작기계의 원점 설정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수치제어 공작기계의 원점 설정방법에 관한 것으로, 종래에는 도그스위치가 온에서 오프되고, 속도 2로부터 감속하여 영점(A)에 도달하는 순간 정지하였을 때, 이때 거의 동시에 Z상 펄스가 발생한다고 하면 Z상 감지회로의 지연문제로 인하여 현재점에서 감지될 수도 있고, 다음 Z상 펄스(즉 1피치 후)에서 감지될 수도 있으므로 원점의 위치가 1피치 틀어질 수 있는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명은 파라미터를 사용자가 추가 설정하여 도그 스위치가 '온'상태에서 '오프'상태로 되어도 바로 감속 정지하지 않고 설정된 파라미터량 만큼 이송 후 감속 정지하도록 한 뒤 Z상 펄스를 찾아가도록 함으로써 감속정지와 Z상 펄스가 동시에 발생하는 경우를 피함으로써 항상 일정한 위치에 원점을 잡을 수 있도록 한다.

Description

수치제어 공작기계의 원점 설정방법

제1도는 종래 수치제어 공작기계의 원점설정 방법을 보여주는 설명도.

제2도는 본 발명 수치 제어 공작기계의 송수신상태를 보여주는 회로도.

제3도는 제2도에서, 원점설정 방법을 보여주는 설명도.

제4도는 본 발명 수치제어 공작기계의 원점설정 방법을 보여주는 동작 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 수치 제어기 200 : 공작 기계부

M : 모터 E : 엔코더

본 발명은 금속 또는 비금속류의 소재를 입력된 프로그램에 의해 가공시 기계원점을 잡는 방법에 관한 것으로, 특히 기계의 원점 스위치등의 기계적 위치에 상관없이 일정한 위치를 원점으로 잡을 수 있도록 한 수치제어 공작기계의 기계원점 설정방법에 관한 것이다.

수치제어 공작기계에 있어, 기계 원점은 모든 좌표계의 기준이 되는 원점으로서 이 점을 기준으로 하여 가공 공구, 가공물, 가공 정보등의 좌표들이 상대적으로 설정되게 된다.

따라서, 수치제어 공작기계 작업자는 수치제어기에 전원을 인가한 후 과거 가공 좌표 정보들과의 일관성을 갖기 위해서 기계 원점을 잡는다.

그러므로, 항상 같은 위치에 기계 원점을 잡는 다는 것은 매우 중요하다.

먼저, 원점을 잡는 방법에서 도그(DOG) 스위치가 사용되는데, 이는 원점을 잡기 위해서 사용되는 스위치로서 기계를 설치할 때 원점으로 하고 싶은 위치에 부착하는 위치근접 센서로, 기계가 그 위치를 지날때 스위치가 온되었다가 지나가면 오프되는 스위치이며, 이는 보통 기계 제작자에 의해 설치되며 리미트 스위치 안쪽으로(즉, 금지영역 안쪽으로) 설치한다.

그리고, Z상 펄스가 있는데, 이는 모터의 원점을 알려주는 신호로서 모터 1회전당 1펄스씩 엔코더에서 발생시켜 준다.

일반적으로, 원점을 찾고자 하는 축의 도그 스위치 신호가 Z상 펄스 신호의 관계에 의해 원점을 찾게 되는데, 그 동작은 제1도에 의거하여 살펴보자.

원점을 찾고자 하는 축이 선택되면, 지정된 원점 방향으로 제1도에서와 같이 속도 1까지 가속하여 도그스위치가 '온'될때까지 등속 이송한다.

상기 도그스위치가 일단 '온'되면 속도 2까지 감속한 후 다시 도그 스위치가 '오프'될 때까지 등속 이송한다.

상기 도그스위치가 '오프'되면 감속하여 영점(A)에 도달하는 순간에 정지한 후 최초의 Z상 펄스가 감지될 때까지 가,감속없이 속도 3으로 이송하며, Z상 펄스가 감지되는 순간 정지하는데 이 자리가 원점이 된다.

그러나, 상기에서와 같은 종래기술에 있어서, 도그스위치가 온에서 오프되고, 속도 2로부터 감속하여 영점(A)에 도달하는 순간 정지하였을 때, 이때 거의 동시에 Z상 펄스가 발생한다고 하면 Z상 감지회로의 지연문제로 인하여 현재점에서 감지될 수도 있고, 다음 Z상 펄스(즉 1피치 후)에서 감지될 수도 있으므로 원점의 위치가 1피치 틀어질 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 파라미터를 사용자가 추가 설정하여 도그 스위치가 '온'상태에서 '오프'상태로 되어도 바로 감속 정지하지 않고 설정된 파라미터량 만큼 이송 후 감속 정지하도록 한 뒤 Z상 펄스를 찾아가도록 함으로써 감속정지와 Z상 펄스가 동시에 발생하는 경우를 피함으로써 항상 일정한 위치에 원점을 잡을 수 있도록 한 수치제어 공작기계의 기계원점 설정방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 사용자가 임의의 파라미터 값을 설정한 후 원점을 찾고자 하는 축을 선택하게 되면 지정된 방향으로 속도 1로 이송한 후 등속 이송하면서 도그 스위치를 상태를 체크하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 도그 스위치가 오프상태이면 계속해서 등속 이송하도록 하고 온상태이면 속도 2로 감속한 후 등속 이송하도록 하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 등속 이송하면서 도그 스위치가 오프되었는지를 체크하여 오프되면 도그 스위치 오프후 이송거리와 설정된 파라미터 거리를 비교하고 오프되지 않았으면 계속해서 등속 이송하도록 하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 이송한 거리가 파라미터 거리보다 크거나 같으면 감속하여 정지한 후 Z상 펄스가 감지되는가를 체크하는 제4단계와, 상기 제4단계에서 Z상 펄스가 감지되지 않으면 속도 3으로 가,감속없이 이송하도록 하고 감지되면 정지 후 현지위치를 원점으로 잡는 제5단계로 이루어진다.

상기 각 단계로 이루어진 본 발명의 방법을 수행하기 위한 회로는, 제2도에 도시한 바와같이, 궤적을 만들기 위한 가속, 감속, 등속등을 계산하여 일정 주기마다 이동량을 출력함과 아울러 가감속 제어를 행하도록 하는 수치 제어기(100)와, 상기 수치 제어기(100)로부터 전달받은 이동량에 따라 동작하여 연속적인 절삭 가공을 하도록 함과 아울러 사용자가 원하는 원점을 찾도록 하는 각 축 모터(M) 및 엔코더(E)와 각종 기계접점 스위치로이루어진 공작 기계부(200)로 구성한다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

사용자에 의해 원점을 찾고자 하는 축을 선택하게 되면, 이를 수치제어기(100)가 인식하고 가속, 감속, 등속등을 계산한다. 여기서 사용자는 원점을 찾고자 하는 축을 선택할 뿐만 아니라 수치제어기 화면에서 사용자가 거리의 단위를 갖는 값에 대하여 수치로 파라미터값을 입력한다.

상기에서 파라미터 값은 주로 ½피치(pitch)로 한다.

그러면, 상기 수치제어기(100)가 가속, 감속, 등속등의 이동량 계산이 끝나면 지정된 원점 방향으로 이동시키기 위한 가감속 제어신호를 공작 기계부(200)로 출력한다.

그러면, 공작 기계부(200)는 먼저 지정된 원점 방향으로 제3도에서와 같이 속도 1까지 모터(M)를 가속하여 등속 이동하도록 한다. 이때 도그 스위치는 오프상태이고, 상기 모터(M)에 부착되어 있는 엔코더(E)로부터 Z상 펄스를 모니터링하여 '온'되는 순간을 감지하도록 한다.

상기에서와 같이 등속 이동중에 도그 스위치가 '온'되면, 상기 공작기계부(200)는 속도 2까지 감속하여 다시 등속 이동하도록 한다. 여기서, 속도를 감속하여 운전하는 이유는 속도 2에 의한 감속 거리를 짧게 하기 위해서 즉, 정지 후 Z 펄스를 찾고자 할때 정지하기 위한 감속 거리가 길면 원점의 위치가 금지 영역까지 침범할 우려가 있기 때문이다.

감속하여 등속 이동하다가 도그 스위치가 '오프'되면 사용자가 지령한 이송량만큼 이송한 후 감속하여 정지한다.

감속 정지 후 최초의 Z상 펄스가 감지될 때까지 가,감속없이 속도 3으로 이송하며, Z상 펄스가 '온'상태로 감지되는 순간 정지하게 되는데, 그 자리가 원점이 된다.

여기서, Z상 펄스가 발생할 때 원점으로 설정하는 것은 원점찾기 모드에서 속도 3으로 이송중 Z상 펄스가 감지되면 현재 위치값들을 모두 클리어하여 원점위치로 한다.

이상에서의 동작에 대하여 제4도에 의거하여 살펴보면, 지정된 원점 방향으로 속도 1로 이송하면서 도그 스위치가 상태를 감지하다가 온되면 속도 2로 감속시켜 이송하면서 다시 도그 스위치를 상태를 감지하다가 오프상태가 되면 사용자가 설정한 파라미터 값이 도그 스위치 오프후 이송한 거리보다 작거나 같은지를 체크한다.

이때 도그 스위치 오프 후 이송거리가 파라미터 값으로 설정된 거리보다 크거나 같으면 감속하여 정지한 후 Z상 펄스가 감지되는지를 체크하여 감지되면 정지하고 그 정지한 현재위치를 원점으로 하고, Z상 펄스가 감지되지 않으면 속도 3으로 가,감속없이 Z상 펄스가 감지될 때까지 이송하도록 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 파라미터 값을 사용자가 추가로 설정하도록 하고, 도그 스위치가 '온'에서 '오프'되어도 바로 감속 정지하지 않고 설정된 파라미터 거리만큼 이송 후 감속 정지하며 그 이후 Z상 펄스가 찾도록 함으로써 감속정지와 Z상 펄스가 동시에 발생하는 경우를 피하도록 함으로써 항상 일정한 위치에 원점을 잡을 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 사용자가 임의의 파라미터 값을 설정한 후 원점을 찾고자 하는 축을 선택하게 되면 지정된 방향으로 속도 1로 이송한 후 등속 이송하면서 도그 스위치를 상태를 체크하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 도그 스위치가 오프상태이면 계속해서 등속 이송하도록 하고 온상태이면 속도 2로 감속한 후 등속 이송하도록 하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 등속 이송하면서 도그 스위치가 오프되었는지를 체크하여 오프되면 도그 스위치 오프후 이송거리와 설정된 파라미터 거리를 비교하고 오프되지 않았으면 계속해서 등속 이송하도록 하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 이송한 거리가 파라미터 거리보다 크거나 같으면 감속하여 정지한 후 Z상 펄스가 감지되는가를 체크하는 제4단계와, 상기 제4단계에서 Z상 펄스가 감지되지 않으면 속도 3으로 가,감속없이 이송하도록 하고 감지되면 정지 후 현지위치를 원점으로 잡는 제5단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 수치제어 공작기계의 원점 설정방법.
2. 제1항에 있어서, 임의의 파라미터 값은 ½ 피치량으로 설정하는 것을 특징으로 하는 수치제어 공작기계의 원점 설정방법.