KR0175342B1

KR0175342B1 - 절삭방향에 따른 백-래쉬의 보장방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR0175342B1
Application number: KR1019940027530A
Authority: KR
Inventors: 이윤석; 송진일
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1994-10-26
Publication date: 1999-02-18
Also published as: KR960013565A

Abstract

로봇제어기, CNC제어기 및 각종 모터제어기등에서 조립공차나 기구적인 요인에 의해 발생되는 백-래쉬를 보상하여 오차발생을 감소시킬 수 있는 절삭방향에 따른 백-래쉬 보상방법 및 그 장치에 관한 것으로서,

종래에 백-래쉬 보상방향과 테이블이 밀리는 방향이 일치하지 않을 경우 백-래쉬량 만큼 밀린상태에서 절삭되는 문제점을 해결하기 위한 것인 바,

공작대상물의 가공패턴을 선정하여 입력되는 신호와 공작기계의 각축에서 발생될 수 있는 백-래쉬량의 정보를 서로 비교함에 따라, 백-래쉬의 보상방향 및 테이블의 밀리는 방향을 동시에 판별하여 가공오차를 방지하고 정확히 절삭하게 된 것이다.

Description

절삭방향에 따른 백-래쉬(Back-Lash)의 보상방법 및 그 장치

제1도 (a)(b)는 상향 및 하향절삭시 작업테이블의 밀림을 나타낸 구성도.

(c)는 종래의 백-래쉬 보상방법을 보인 그래프.

제2도는 본 발명 실시예의 보상장치를 나타낸 블럭 구성도.

제3도는 본 발명 실시예의 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : CPU1 21 : CPU2

30 : ROM1 40 : RAM1

50 : 쌍방향 RAM 80 : 모터

본 발명은 절삭방향에 따른 백-래쉬(Back-Lash)의 보상방법 및 그 장치, 보다 상세하게는 로봇제어기, CNC(Computer Mumerical Control)제어기 및 각종 모터 제어기 등에서 조립공차나 기구적인 요인에 의해 발생되는 백-래쉬를 보상하여 오차의 발생을 현저하게 감소시킬 수 있는 절삭방향에 따른 백-래쉬의 보상방법 및 그 장치에 관한 것이다.

CNC 또는 로봇을 제어함에 있어 구동력을 전달하는 연결부의 부품, 예를 들어 볼스크류와 이 볼스크류를 동작시키기 위해 설치된 볼등의 부품은 조립상의 공차나 기구적인 공차로 인하여 동력전달 과정에서 백-래쉬가 발생되었다.

이러한 백-래쉬 현상은 기구의 운동방향이 반전되는 부위에서 집중적으로 일어나게 되고, 그 영향은 가공오차로 나타난다.

이때, 제1도 (a)(b)는 절삭방향에 따른 테이블의 밀림을 나타낸 것으로, 회전 동작하는 공구(1)를 (a)에서와 같이 a방향을 따라 상향절삭방법으로 공작물(2)을 가공하면 테이블(3)은 b와 같이 상향으로 밀리고, (b)에서와 같이 a'방향으로 하향절삭할 경우 테이블(3)은 b'와 같이 하향으로 밀린다.

위와 같이 밀리는 현상이 백-래쉬이며, (c)는 상기의 백-래쉬를 보상하는 종래 방법의 일예를 나타낸 것이다.

즉, X-Y축 테이블에 놓인 공작물을 X=0, Y=0에서 시작하여 A점을 시발점으로 B, C, D점을 경우한 후 A 점을 향해서 가공을 하게 되면, 백-래쉬의 보상시점은 각 축의 방향이 반전되는 지점에서 보상이 이루어진다.

이때, 상기 보상값은 다음과 같이 나타난다.

A : Y축 백-래쉬 보상(-Y방향)

B : 백-래쉬 보상축이 없음

C : Y축 백-래쉬 보상(+Y방향)

D : X축 백-래쉬 보상(-X방향)

(단, 점선 화살표는 테이블이 밀리는 방향이고, 실선 화살표는 백-래쉬 보상방향이다)

이러한 종래 방벙으로 보상을 행하여 A에서 B점까지 상향절삭을 하면, 테이블은 -X방향으로 밀리게 되어 이 -X축으로 백-래쉬량 만큼 더 깍여지게 된다. B에서 C점까지 상향절삭을 하면, A시점에서 -Y방향으로 이미 백-래쉬를 보상하고 테이블이 밀리는 방향도 일치되어 백-래쉬에 의한 영향은 없다.

따라서, 가공면에 직각인 축의 보상방향과 테이블이 밀리는 방향이 서로 일치할 경우 백-래쉬의 영향이 없는 반면, 상기 A에서 B로 절삭할 때와 같이 백-래쉬 보상방향과 테이블이 밀리는 방향이 일치하지 않으면 백-래쉬량 만큼 밀려서 깍이는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 보상방법의 문제점을 감안하여 안출한 것으로써, 그 목적은 절삭방향이 바뀌는 시점은 물론 절삭의 종료 시점을 포함하여 보상을 행할 수 있는 절삭방향에 따른 백-래쉬 보상방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은 구동력의 방향이 반전하는 시점과, 절삭방향을 동시에 고려하여 백-래쉬를 보상하는 방법 및 그 장치를 제공함으로써 달성된다.

즉, 공작대상물의 가공패턴을 선정하여 입력되는 신호와 공작기계의 각축에 발생될 수 있는 백-래쉬량의 정보를 서로 비교함에 따라, 백-래쉬의 보상방법 및 테이블이 밀리는 방향을 동시에 판별하여 가공오차를 현저하게 방지함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 보상방법을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명 실시예의 보상방법을 나타낸 블럭 구성도에 관한 것으로, 선정된 가공대상물의 정보가 판넬부(10)를 통하여 CPU1(20)에 입력되면, 이 CPU1은 입력된 신호를 해석하여 그 백-래쉬 보상시점과 량을 CPU2(21)에 보내준다.

이 CPU2는 CPU1(20)로부터 받은 각종 정보를 처리하는 작용을 하며, D/A변환기(60) 또는 카운터(61)를 통하고 서보유니트(70)를 지나 공작기계의 구동부를 동작시키는 모터(80)를 제어한다.

RAM1(30)은 가공방향이 되는 각축의 백-래쉬량에 대한 정보를 가진 메모리이며, ROM1(40)은 상기 정보의 알고리즘(Algorithm)을 저장하고 있다.

쌍방향 RAM(50)은 상기 CPU1(20)과 CPU2(21)의 사이에 데이타를 보내 주는 양방향성 RAM을 나타낸다.

따라서, 위와 같은 본 발명의 실시예는 CNC 또는 로봇이 어떠한 공작물을 가공할 때 그 공작물을 한방향으로 이동시키면서 가공하는 과정의 백래쉬를 방지하는데 있다.

예를 들면, X·Y방향으로 동작하는 테이블에서 X축으로 테이블이 이동을 하고 Y축은 정지한 상태, 혹은 위와 반대로 Y축으로 테이블이 이동을 하고 X축은 정지한 상태에서 각종 가공을 하는 경우이다.

판넬부(10)를 통하여 CPU1(20)에 정보가 입력되면, 이 CPU1에서는 가공대상물의 정보를 제1도 (c)에서와 같이 X=0, Y=0 에서 A시점까지 이동하는 순간에 다음과 같은 내용을 해석한다.

현재 수행중인 블럭의 백-래쉬 보상방향 판별

다음 차례의 가공시 테이블이 밀리는 방향 판별

한 축만 절삭 하는지 판별

상기 판별 과정에 있어, 제3도의 순서도와 같이 현재 수행중인 블럭의 백-래쉬방향이 다음 수행할 블럭의 테이블이 밀리는 방향과 들 경우에는, 현재 수행중인 블럭의 종료 시점에 CPU2(21)에 반전작용을 하는 백-래쉬 값을 셋팅하여 수행명령을 보낸다.

CPU2는 반전 백-래쉬 값을 체크하여 설정된 허용 범위를 만족하면 테이블이 밀리는 방향과 일치하도록 가공면과 직각이 되는 축의 반전 백-래쉬를 보상한다.

즉, 제1도(c)를 참조하여 설명하면, A에서 B로 가공을 행할 때 원래의 백-래쉬 방향은 +X방향이지만, CPU1(20)로부터 반전 백-래쉬 명령을 받아 수행할 경우에는 A에 도달할 때 반전 백-래쉬 보상을 행하므로 -X방향이 되어 테이블이 백-래쉬량 만큼 밀리는 현상을 제거할 수 있다.

테이블이 밀리는 현상은 절삭량등의 가공부하가 많이 걸릴 경우에 심하게 나타난다.

이와 같은 본 발명의 보상방법은 공작물의 절삭가공시 여러 요인에 의해 발생되는 오차를 간단하고 효율적으로 방지하여 고정도 및 고품질로 가공할 수 있는 효과가 있으며, 백-래쉬의 보상시점과 량을 광범위하게 함으로써 생산경쟁력을 향상시킬 수 있는 장점도 있다.

Claims

각축의 백-래쉬에 대한 정보가 기억된 RAM1(30)과 그 정보의 알고리즘이 저장된 ROM1(40)이 CPU1(20)에 연결되어 상기 정보와 패널부를 통해 입력된 가공대상물의 정보가 저장된 정보를 비교분석하여 백-래쉬 보상시점을 판단하는 단계와, 보상시점에서 백-래쉬량 만큼의 반전 백-래쉬 량을 결정하는 단계와, 상기 단계에서 결정된 정보를 데이터화하여 구동부를 동작시키는 단계로 제어되는 것을 특징으로 하는 절삭방향에 따른 백-래쉬의 보상방법.
제1항에 있어서, 상기 CPU1(20)이 현재 수행중인 블럭의 백-래쉬 보상방향을 판별하고, 다음 차례의 가공시 테이블이 밀리는 방향을 판별하며, 어느 한 축만 절삭하는지 동시에 판별하는 것을 특징으로 하는 절삭방향에 따른 백-래쉬 보상방법.
입력되는 가공대상물의 정보를 해석하고 백-래쉬의 보상시점 및 량을 결정하는 CPU1(20)과, 이 CPU1에 의해 전달된 각종 정보를 처리하고 구동부를 동작시키는 모터(80)를 제어하는 CPU2(21)와, 상기 CPU1(20)에 연결되어 각 축의 백-래쉬에 대한 정보를 가진 메모리 기능을 하는 RAM1(30)과, 이 정보에 대한 알고리즘을 저장하고 있는 ROM1(40)과, 상기 CPU1(20)과 CPU2(21) 사이에 설치되어 데이타를 전송하는 쌍방향 RAM(50)을 포함한 구성으로 된 것을 특징으로 하는 절삭방향에 따른 백-래쉬의 보상장치.