KR100188249B1 - 공작기계의 원점복귀 방법 - Google Patents

공작기계의 원점복귀 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공작기계의 원점복귀 방법에 관한 것으로서, 특히, 공작기계를 기계의 기구적 원점 방향으로 이송하는 단계; 상기 공작기계에 결합된 원점스위치가 원점도그를 만나는지를 판단하는 단계; 상기 원점도그를 만날시에는 공작기계를 감속하는 단계; 상기 원점도그의 종단위치를 기준으로 하고, 기준 이전에 발생한 원점신호 및 기준 이후에 발생할 원점신호를 체크하여 모터의 원점을 결정하는 단계; 상기 모터의 원점을 기준으로 원점도그의 종단위치를 결정하는 단계; 상기 모터의 원점으로부터 기계의 기구적 원점을 구하는 단계; 상기 기계의 원점과 원점도그의 종단간의 거리를 구하는 단계; 및 상기의 단계에서 구한 거리에 따라 공작기계를 감속하며 기계의 원점으로 직접적으로 원점복귀시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에서는 기계의 원점을 모터의 원점의 위치를 기준으로 하되 모터의 원점까지 공작기계가 움직이지 않도록 함으로써, 원점복귀의 속도가 증가되고, 공작기계의 형태에 구애받지 않고 기계의 원점을 장치 파라미터 값에 따라 조정할 수 있으므로 원점복귀의 효율성이 높아지는 효과가 있다.

Description

공작기계의 원점복귀 방법
본 발명은 공작기계의 원점복귀 방법에 관한 것으로서, 특히, 원점도그의 종단과 기계의 원점간의 거리를 원점신호 및 장치 패러미터에 의해서 산출함으로써,공작기계의 원점복귀 속도를 높일 수 있는 공작기계의 원점복귀 방법에 관한 것이다.
도 1 은 종래 공작기계의 원점복귀 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 공작기계는 도시된 바와 크게 같이 모터의 원점복귀신호를 발생하는 인코더(E)를 포함하는 서보모터(1)와, 회전샤프트(2)와, 공작기계(4)로 구성되며, 서보모터(1)가 시계방향(CW) 또는 반시계방향(CCW)으로 회전함에 따라 회전샤프트(2)가 연동하여 회전운동하고, 목적하는 위치에 도달하도록 공작기계(4)를 직진운동시킨다.
상기 인코더(E)는 서보모터(1)가 1회전할 때마다 1번의 원점펄스 즉, Z상 펄스를 발생하고, 이 원점펄스를 기준으로 서보모터(1)의 절대위치 즉, 서보모터에 의한 원점(A)이 결정된다. 이는 서보모터(10)의 1회전(360。)당 이송거리를 감안하여 산출된다.
상기 서보모터의 원점(A)을 찾은 다음에 실제적으로 원점복귀를 위해서 공작기계(4)를 기계의 원점(B)까지 소정의 변위 X 만큼 이동시키면 원점복귀가 완료된다.
그러나, 상술한 바와 같이 종래기술은 원점복귀를 하기 위해서 서보모터의 원점을 구한 후 이 원점으로 공작기계를 이동시키고, 이어서 공작기계의 기구적 원점으로 소정의 변위 만큼 이동시는 일련의 이동과정을 두 번에 거쳐서 수행하고, 서보모터의 원점 이동시 공작기계를 저속으로 이동시켜야 하므로 그 만큼 공작기계의 원점복귀시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.
그리고, 실제로 공작기계의 원점복귀는 기계의 원점을 찾는 과정이기 때문에 서보모터의 원점을 찾는 과정은 무의미한 과정이고, 또한 서보모터의 원점이 공작기계의 영역을 벗어나는 곳에 위치할 경우 원점복귀가 수행되지 못하는 상황이 발생할 수 도 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 특히, 원점도그의 종단과 기계의 원점간의 거리를 원점신호 및 장치 패러미터에 의해서 산출함으로써, 공작기계의 원접복귀 속도를 높일 수 있는 공작기계의 원점복귀 방법을 제공하는 데 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 방법은 공작기계를 기계의 기구적 원점 방향으로 이송하는 단계; 상기 공작기계에 결합된 원점스위치가 원점도그를 만나는지를 판단하는 단계; 상기 원점도그를 만날시에는 공작기계를 감속하는 단계; 상기 원점도그의 종단위치를 기준으로 하고, 기준 이전에 발생한 원점신호 및 기준 이후에 발생할 원점신호를 체크하여 모터의 원점을 결정하는 단계; 상기 모터의 원점을 기준으로 원점도그의 종단위치를 결정하는 단계; 상기 모터의 원점으로부터 기계의 기구적 원점을 구하는 단계; 상기 기계의 원점과 원점도그의 종단간의 거리를 구하는 단계; 및 상기의 단계에서 구한 거리에 따라 공작기계를 감속하며 기계의 원점으로 직접적으로 원점복귀시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 1 은 종래 공작기계의 원점복귀 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2 은 본 발명에 의한 공작기계의 원점복귀 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.
도 3 는 본 발명에 의한 공작기계의 원점과 서보모터의 Z상과의 관계를 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2 는 본 발명에 의한 플로우 챠트로서, 도 3 참조하여 공작기계의 원점복귀 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3 에 나타낸 바와 같이, 통상적인 공작기계에서는 공작기계(1)의 하부에 원점스위치(2) 즉, 리미트센서가 결합되어 있고, 원점도그(4)가 구비되어 있으며 원점스위치(2)가 원점도그(4)를 감지함에 따라 공작기계(1)의 이송속도가 가감된다.
공작기계를 원점복귀시키기 위해서는 먼저, 공작기계(1)를 기계의 원점 방향으로 이송시키며(제 1 단계), 초기에 서보모터가 정속으로 회전함에 따라 서보모에서 인코더에 의해 일정간격의 원점신호가 발생되고, 한편 공작기계(1)는 서보모터의 회전에 연동하여 등속도를 유지하게 된다.
이와같은 상황에서 원점스위치(2)가 원점도그를 만나는지를 판단한다(제 2 단계). 만약 원점스위치(2)가 진행하는 동안 원점도그의 선단에 접촉하게 되면 그 순간부터 서보모터의 회전이 완화되고, 이에 따라 인코더에서 발생되는 원점신호의 펄스폭이 넓어지게 된다. 따라서, 공작기계(1)의 이송속도는 감속된다(제 4 단계). 이어서, 공작기계(1)는 잠시 정지한 후 다시 가속되고, 초기의 속도에 비하여 월등히 낮은 등속도를 유지하게 된다.
상기 원점스위치(2)가 원점도그(4)의 종단에 도달하게 되면, 먼저 이 원점도그의 종단에 도달한 시점에서 이전에 발생한 원점신호(A5)를 기준으로 이후에 발생된 원점신호(A6)를 예측하여 모터의 원점을 결정하게 된다(제 6 단계).
상기 모터의 원점 결정방법으로서, An － An-1 ＝ P 의 식이 성립하므로 모터의 원점의 위치 즉, 원점신호 A6가 발생할 때의 공작기계 이송축상의 위치는 원점신호(A5)에 모터의 펄스 수(P)를 가산함으로써 구해진다. 여기서, An 은 원점신호를, P는 1회전당 모터의 펄스 수를 의미하고, 특히 모터의 펄스 수(P)는 모터의 인코더의 종류에 따라 결정된다.
이어서, 모터의 원점이 결정되면 모터의 원점을 기준으로 원점도그(4) 종단의 위치(B2)를 결정한다(제 5 단계)
상기 제 5 단계 후 모터의 원점으로부터 기계의 기구적 원점(B1)을 구한다(제 6 단계). 모터의 원점과 기계의 원점간의 거리를 나타내는 D1은 기구적으로 결정되는 수치제어장치(CNC)의 파라미터로서 원점복귀를 수행하면서 측정에 의해 결정되는 값이다. 따라서, 모터의 원점을 정확히 알면 기계의 원점(B1)은 A6－D2＝B1 의 식에 의해서 결정된다.
상기 제 6 단계 후 상기 기계의 원점(B1)과 원점도그 종단(B2)간의 거리(D2)를 구한다(제 7 단계). 상기 두 지점간의 거리는 기계의 원점(B1)으로부터 원점도그 종단(B2)를 감산하는 D2 = B1 － B2 = A5 ＋ P － D2 －B2 의 식에 의해서 구해진다.
이와같이 기계의 원점(B1)과 원점도그 종단(B2)간의 거리(D2)가 산출되면 그 산출된 거리에 따라 공작기계(1)를 모터의 원점까지 이송함없이 적절히 감속하여 기계의 원점으로 직접적으로 원점복귀시킨다(제 8 단계). 이로써, 원점복귀가 신속하게 이루어진다.
따라서, 상술한 바와 같이, 본 발명에서는 기계의 원점을 모터의 원점의 위치를 기준으로 하되 모터의 원점까지 공작기계가 움직이지 않도록 함으로써, 원점복귀의 속도가 증가되고, 공작기계의 형태에 구애받지 않고 기계의 원점을 장치 파라미터 값에 따라 조정할 수 있으므로 원점복귀의 효율성이 높아지고, 또한 기계의 원점을 지나지 않아도 미리 기계의 원점까지의 거리를 계산해 냄으로써, 공작기계의 가감속이 가능해져서 보다 정확한 원점복귀가 가능해지는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 공작기계를 기계의 기구적 원점 방향으로 이송하는 단계; 상기 공작기계에 결합된 원점스위치가 원점도그를 만나는지를 판단하는 단계; 상기 원점도그를 만날시에는 공작기계를 감속하는 단계; 상기 원점도그의 종단위치를 기준으로 하고, 기준 이전에 발생한 원점신호 및 기준 이후에 발생할 원점신호를 체크하여 모터의 원점을 결정하는 단계; 상기 모터의 원점을 기준으로 원점도그의 종단위치를 결정하는 단계; 상기 모터의 원점으로부터 기계의 기구적 원점을 구하는 단계; 상기 기계의 원점과 원점도그의 종단간의 거리를 구하는 단계; 및 상기의 단계에서 구한 거리에 따라 공작기계를 감속하며 기계의 원점으로 직접적으로 원점복귀시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 원점복귀방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 모터의 원점 결정단계에서 모터의 원점은 상기 기준 이전의 원점신호 위치값에 1회전당 모터의 펄스수를 가산함으로써, 결정되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 원점복귀방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기계의 원점은 상기 모터의 원점으로부터 기구적으로 측정에 의해 결정되는 파라미터를 감산함으로써, 구해지는 것을 특징으로 하는 공작기계의 원점복귀방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 기계의 원점과 원점도그의 종단간의 거리는 기계의 원점의 위치값으로부터 원점도그의 종단 위치값을 감산하여 구해지는 것을 특징으로 하는 공작기계의 원점복귀방법.
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KR20180114200A (ko) * 2016-03-03 2018-10-17 구글 엘엘씨 로봇 파지를 위한 심층 기계 학습 방법 및 장치

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