KR100204363B1 - 공작 기계의 공구 자동 보정장치 - Google Patents

Abstract

공구와 공작물의 근접 및 접촉에 따른 자기장의 변화를 이용하여 공작 기계에서 공구를 분리시키지 않고, 공구의 마모 상태를 검출하여 공작 기계를 제어하는 작업용 콘트롤러가 공구의 마모에 따른 오차를 보정하도록 하는 것으로서 공구에 일정 주기를 가지는 자기장 발생 신호를 인가하여 공구와 공작물의 거리에 따라 변화되는 자기장을 발생시키게 하고, 상기 공구에는 자기장 검출센서를 설치하여 상기 자기장 발생신호에 따른 자기장의 세기를 검출하며, 검출한 자기장의 세기를 미리 설정된 근접 검출용 기준 전압 및 접촉 검출용 기준 전압과 비교하여 공구가 공작물에 근접 및 접촉되는 지를 검출하며, 검출한 근접 및 접촉의 검출신호를 작업용 콘트롤러로 전송하며, 작업용 콘트롤러는 상기 근접 및 접촉 검출신호로 공구의 마모 상태를 판단 및 보정하여 공작물을 정밀하게 가공할 수 있으며, 공작작업 전 공구 날끝의 좌표설정을 용이하도록 한다.

Description

공작 기계의 공구 자동 보정장치

본 발명은 CNC(Computer Numerical Control)용 공작 기계 및 NC(Numerical Control)용 공작 기계등과 같이 공작물을 소정의 형상 및 모양으로 가공하는 공작 기계에 있어서, 공작물을 가공하는 공구의 마모 상태를 검출하는 공작 기계의 공구상태 검출장치에 관한 것이다.

소정의 공작물을 가공 및 생산하는 생산 공학 분야에서 기계 가공의 정밀도 및 생산성을 향상시키기 위한 자동화 기술과 지능형 생산 시스템이 급진적으로 발전하고 있다.

특히 공작 기계의 지능화는 수요자 욕구의 다양화, 제품의 짧아진 라이프 사이클(life cycle) 및 기능공의 감소에 대한 대처 능력은 물론 제어 프로그램의 에러, 공구와 공작물의 특성 변환 및 비정상적인 운전 등을 비롯하여 각종 돌발적인 현상에 따른 적절한 동작을 수행하는 적응성의 향상을 위하여 필수적인 요소이다.

또한 공작 기계의 지능화는, 공작 기계에 정보의 수집, 자기 학습 및 경험의 축적이라는 기본 기능을 포함하여 숙련공의 노하우(know-how)를 대치하는 것이다.

공작 기계의 지능화를 위하여 공작물을 가공하는 가공 공정의 이상 상태에 대한 모니터링 및 제어에 컴퓨터 시스템 및 센서를 사용하고 있다.

공작물을 가공할 경우에 돌발적으로 발생하는 공구 특성의 변화는 가공 공정의 이상 상태를 유발하게 된다.

그러나 고정밀 가공 기술의 혁신적인 발전에도 불구하고, 가공 공정(metal removal process)에 대한 지식이 부족하여 이를 사전에 예방할 수 없으므로 상기 센서를 이용하여 가공의 이상 상태를 직접적 및/또는 간접적으로 측정해야 된다.

도 1은 공구의 마모 상태를 검출하는 종래의 공구 상태 검출장치의 구성을 보인 도면이다.

여기서, 부호 1은 미리 저장된 프로그램에 따라서 소정의 치수, 형상 및 모양으로 가공되는 소정의 공작물이고, 부호2는 공구(도면에 도시되지 않았음)를 장착하여 상기 공작물(1)을 소정의 치수, 형상 및 모양으로 가공하는 선반 또는 머신센터 등의 공작 기계이며, 부호 3은 상기 공작 기계(2)를 제어하여 상기 공작물(1)을 가공하는 작업용 콘트롤러이다.

부호4는 상기 공구의 마모 상태를 검출하는 공구 보정용 프로브(probe)이다.

상기 공구 보정용 프로브(4)의 선단부에는 상기 공작물(1)과의 접축을 검출하는 리미트 스위치 등의 접촉 스위치(5)가 설치된다.

부호6은 상기 공구 보정용 프로브(4)의 접촉 스위치(5)의 검출신호를 상기 콘트롤러(4)로 전달하여 공구의 마모에 따른 오차를 보정하게 하는 공구 보정용 콘트롤러이다.

이러한 구성의 공구 상태 검출장치가 구비되어 있는 종래의 공작 기계는 작업자가 공작물(1)의 가공할 치수, 형상 및 모양 등을 작업용 콘트롤러(3)에 미리 프로그램하여 저장하고, 공작 기계(2)에는 상기 공작물(1)을 가공할 소정의 공구를 장착하게 된다.

이와 같은 상태에서 콘트롤러(3)는 미리 저장된 소정의 프로그램에 따라 공작 기계를 제어하여 공작물(1)을 원하는 치수, 형상 및 모양으로 원하는 수량만큼 가공하게 된다.

상기 공작물(1)의 가공에 따라 공구에 마모가 발생하고, 이로 인하여 가공된 공작물(1)의 치수에 오차가 발생하게 된다.

상기 발생하는 공작물(1)의 오차를 보장할 경우에 작업자는 공작 기계(2)에서 공구를 제거하고, 공구 보정용 프로브(4)를 장착한 후 공구 보정용 프로브(4)의 선단부에 구비되어 있는 센서부(5)가 공작물(1)에 접촉되게 한다.

상기 센서부(5)가 공작물(1)에 접촉되는 것을 공구 보정용 콘트롤러(6)가 검출하여 실제로 가공된 공작물(1)의 치수 및 모양 등을 판단하고, 이를 작업용 콘트롤러(3)로 전달하게 된다.

상기 작업용 콘트롤러(3)는 상기 공구 보정용 콘트롤러(6)의 신호와 미리 프로그램된 공작물(1)의 치수 및 모양을 비교하여 오차를 보정한다.

상기한 바와 같이 공구의 마모 상태를 검출하여 오차를 보정하게 하는 종래의 기술은 작업자가 공작 기계의 작업을 정지시킨 후 일일이 공작 기계에서 공구를 분리시키고 공구 보정용 프로브를 장착해야 된다.

그러므로 오차를 보정하는 데 많은 시간이 소요되고, 이로 인하여 제품의 생산성이 저하됨은 물론 생산 원가가 상승하게 되는 요인이 되었다.

또한 검출한 공구의 마모 상태에 따른 공작물의 가공 치수의 정밀도를 향상시키기 위해서는 복잡한 보정용 프로그램이 필요한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 공작 기계에서 공구를 분리시키지 않고, 공구의 마모 상태를 검출하는 공작 기계의 공구 상태 검출장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공작 기계의 공구 상태 검출장치는 공구와 공작물의 근접 및 접촉에 따른 자기장의 변화를 이용하는 것으로서 공구에 일정 주기의 자기장 발생 신호를 인가하여 자기장을 발생시키게 한다.

상기 공구에는 자기장 검출센서를 설치하여 공구의 주변에 유기되는 자기장의 레벨을 검출하고, 검출한 자기장의 레벨을 미리 설정된 근접 검출용 기준 전압 및 접촉 검출용 기준 전압과 비교하여 공구가 공작물에 근접 및 접촉되는 지를 검출하며, 검출한 근접 및 접촉 신호를 작업용 콘트롤러로 전송한다.

그러므로 본 발명에 의하면, 작업용 콘트롤러는 상기 근접 및 접촉의 검출 신호로 공구의 마모 상태를 판단하고, 판단한 공구의 마모 상태를 보정하면서 공작물을 정밀하게 가공한다.

제1도는 종래의 공구 상태 검출장치의 구성을 보인 도면.

제2도는 본 발명의 공구 상태 검출장치의 구성을 보인 도면.

제3도는 도 2의 자기장 발생부의 구성을 보인 회로도.

제4도는 도 2의 자기장 검출부의 구성을 보인 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 공작물 12 : 공작 기계

13 : 공구 14 : 작업용 콘트롤러

15 : 자기장 발생부 16 : 자기장 검출 센서

17 : 자기장 검출부 151 : 발진부

152, 171, 172 : 증폭부 153 : 자기장 발생신호 출력부

154 : 대역 통과 필터 155 : 정류/비교부

170 : 완충 증폭기 173, 174 : 파형 정형/레벨 조절부

175, 176 : 비교부 177 : 근접/접촉 판단 수단

178 : 표시/신호 전송부 1771 : 분주기

1772, 1773 : 카운터 1774, 1775 : 앤드 게이트

1776, 1777 : 래치 TR1 : 트랜지스터

T1, T2 : 트랜스

이하, 첨부된 도 2내지 도4의 도면을 참조하여 본 발명의 공작 기계의 공구 상태 검출장치를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 공구 상태 검출장치의 구성을 보인 도면이다.

여기서, 부호 11은 미리 저장된 프로그램에 따라서 소정의 치수, 형상 및 모양으로 가공되는 소정의 공작물이고, 부호 12는 공구(13)를 장착하여 상기 공작물(11)을 소정의 치수, 형상 및 모양으로 가공하는 공작 기계이며, 부호 14는 상기 공작 기계(12)를 제어하여 상기 공작물(11)을 가공하는 작업용 콘트롤러이다.

부호 15는 상기 공구(13)로 일정 주기의 자기장 발생신호를 인가하여 자기장을 발생하게 하는 자기장 발생부이고, 부호 16은 상기 공구(13)가 발생하는 자기장을 검출하는 자기장 검출 센서이며, 부호 17은 상기 자기장 검출 센서(16)의 검출 신호로 상기 공구(13)가 공작물(11)에 근접 및 접촉되는 지를 검출하는 자기장 검출부이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 공작 기계의 공구 상태 검출장치는 작업용 콘트롤러(14)의 제어에 따라 공작 기계(12)가 동작하여 공구(13)가 공작물(11)을 소정의 치수, 형상 및 모형으로 가공할 경우에 자기장 발생부(15)는 일정 주기로 자기장 발생신호를 발생하여 상기 공구(13)에 인가하게 된다.

그러면, 상기 공구(13)는 인가되는 자기장 발생신호에 따라 자기장을 발생하게 된다.

여기서, 상기 공구(13)가 발생하는 자기장의 세기는 공구(13)와 공작물(11)의 거리에 따라 가변된다.

즉, 공구(13)와 공작물(11)의 거리가 가까울수록 공구에서 발생되는 자기장의 세기가 강하게 되고, 공구(13)가 공작물(11)에 접촉될 경우에는 공구(13)에 인가된 자기장 발생신호의 많은 전류가 공작물(11)을 통해 흐르게 되므로 자기장의 세기가 매우 강하게 된다.

이와 같이 공구(13)와 공작물(11)의 거리 및 접촉에 따라 가변되는 자기장의 세기를 자기장 검출 센서(16)가 검출하게 된다.

여기서, 자기장 검출 센서(16)는 예를 들면, 공구(13)의 주변에 코일을 권선하여 자기장의 세기를 검출할 수 있다.

그러나 코일만으로 자기장 검출 센서(16)를 제조하여 자기장을 검출할 경우에 검출하는 자기장의 신호 레벨이 매우 낮다.

그러므로 본 발명에서는 공구(13)의 외주연부에 환상형 코어를 설치하고, 상기 환상형 코어에 코일을 권선하여 자기장의 세기를 검출한다.

상기 자기장 검출 센서(16)가 검출한 자기장의 세기는 자기장 검출부(17)로 입력된다.

그러면, 자기장 검출부(17)는 자기장 검출 센서(16)가 검출한 자기장의 세기와 미리 설정된 근접 검출용 기준 전압 및 접촉 검출용 기준 전압과 비교하여 공구(13)와 공작물(11)이 근접 및 접촉되는 지를 검출하고, 검출신호를 작업용 콘트롤러(14)로 입력시키게 된다.

상기 작업용 콘트롤러(14)는 상기 자기장 검출부(17)의 검출 신호로 공구(13)의 마모 상태를 판단하고, 판단한 마모 상태에 따른 오차의 발생을 보정하여 공작물(11)을 프로그램된 상태로 정확하게 가공한다.

예를 들면, 작업용 콘트롤러(14)는 상기 자기장 검출부(17)가 공구(13)와 공작물(11)이 접촉되었음을 검출하는 위치부터 공작물(11)의 가공을 시작하게 프로그램하여 공구(13)의 마모에 따른 오차를 보정한다.

도 3은 도 2의 자기장 발생부의 구성을 보인 회로도이다. 이에 도시된 바와 같이 발진하여 발진신호를 출력하는 발진부(151)와, 상기 발진부(151)의 발진 신호를 증폭하는 증폭부(152)와, 상기 증폭부(152)의 출력신호를 자기장 발생신호로 출력하여 상기 공구(13)에 인가하는 자기장 발생신호 출력부(153)와, 상기 자기장 발생신호 출력부(153)가 상기 공구(13)에 인가하는 자기장 발생신호를 검출하는 대역 통과 필터(154)와, 상기 대역 통과 필터(154)의 출력신호를 정류하고 미리 설정된 기준 전압과 비교하여 상기 작업용 콘트롤러(14)에 준비 신호로 출력하는 정류/비교부(155)로 구성하였다.

상기 자기장 발생신호 출력부(153)는, 상기 증폭부(152)의 출력단자가 트랜지스터(TR1)의 베이스에 접속되고, 트랜지스터(TR1)의 콜렉터는 저항(R1)을 통해 트랜스(T1)의 일차 코일 및 콘덴서(C1)에 접속되며, 트랜스(T1)의 이차 코일은 가변 저항(VRI), 트랜스(T2)의 일차 코일을 통해 공구(13)에 접속되며, 트랜스(T2)의 이차 코일은 콘덴서(C2) 및 상기 대역 통과 필터(154)의 입력단자에 접속된다.

도 3의 도면 설명중 미설명 부호는 B1+는 전원이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 자기장 발생부(15)는 전원(B1+)이 인가된 상태에서 발진부(151)는 발진하여 예를 들면, 100KHz의 주파수를 가지는 발진 신호를 출력하게 된다.

상기 발진부(151)가 출력하는 발진 신호는 증폭부(152)에서 증폭되고, 자기장 발생신호 출력부(153)의 트랜지스터(TR1)의 베이스 인가되어 그의 콜렉터로 출력된다.

상기 트랜지스터(TR1)의 콜렉터로 출력된 100KHz의 발진신호는 트랜스(T1)의 일차 코일에서 이차 코일로 유도되고, 트랜스(T1)의 이차 코일로 유도된 발진신호는 가변 저항(VR1) 및 트랜스(T2)의 일차 코일을 통해 공구(13)에 자기장 발생신호로 인가된다.

그러면, 공구(13)는 인가되는 100KHz의 발진 신호에 따라 자기장을 발생하게 된다.

그리고 상기 트랜스(T2)의 일차 코일에서 이차 코일로 유도되는 발진신호는 대역 통과 필터(154)로 입력된다.

상기 대역 통과 필터(154)는 상기 트랜스(T2)의 이차 코일로부터 입력되는 신호에서 100KHz의 발진신호는 검출하고, 검출한 발진 신호는 정류/비교부(155)에 입력되어 직류 레벨로 정류되고, 미리 설정된 기준 전압과 비교된다.

여기서, 발진부(151)가 발진하여 공구(13)에 정상으로 자기장 발생신호가 인가될 경우에 상기 대역 통과 필터(154)의 출력신호를 정류한 직류 레벨보다 기준 전압의 레벨이 낮게 설정한다.

그러면, 공구(13)에 자기장 발생신호가 인가되지 않을 경우에 정류/비교부(155)가 저전위를 출력하고, 출력한 저전위는 작업용 콘트롤러(14)에 인가되어 작업용 콘트롤러(14)는 공구(13)에서 자기장이 발생되지 않음을 인식하게 된다.

그리고 발진부(151)에서 발생된 발진 신호가 공구(13)에 정상으로 자기장 발생신호로 인가될 경우에는 정류/비교부(155)가 고전위를 출력하고, 출력한 고전위는 작업용 콘트롤러(14)에 준비 신호로 인가되어 작업용 콘트롤러(14)는 공구(13)에서 자기장이 발생함을 인식하게 된다.

도 4는 도 2의 자기장 검출부(17)의 구성을 보인 회로도이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 자기장 검출 센서(16)의 검출 신호를 완충 증폭하는 완충 증폭기(170)와, 상기 완충 증폭기(170)의 출력신호를 증폭하는 증폭부(171)(172)와, 상기 증폭부(171)(172)의 출력신호 파형을 정형하고 레벨을 조절하는 파형 정형/레벨 조절부(173)(174)와, 상기 파형 정형/레벨 조절부(173)(174)의 출력신호 레벨을 미리 설정된 근접 검출용 기준전압 및 접촉 검출용 기준전압의 레벨과 비교하는 비교부(175)(176)와, 상기 비교부(175)(176)의 출력신호를 미리 설정된 단위 시간 간격으로 카운트하고 카운트 값으로 상기 공구(13)와 공작물(11)이 근접 및 접촉되는 지를 각기 검출하는 근접/접촉 판단 수단(177)과, 상기 근접/접촉 판단 수단(177)의 판단 신호를 표시하고 상기 작업용 콘트롤러(14)로 전송하는 표시/신호 전송부(178)로 구성하였다.

상기 근접/접촉 판단 수단(177)은, 상기 발진부(151)의 발진 신호를 분주하는 분주기(1771)와, 상기 분주기(1771)의 출력신호에 따라 리세트되면서 상기 비교부(175)(176)의 출력신호를 카운트하고 카운트가 완료될 경우에 카운트 정지되는 카운터(1772)(1773)와, 상기 카운터(1772)(1773)의 카운트 완료 신호 및 상기 비교부(175)(176)의 출력신호를 각기 논리 곱하는 앤드 게이트(1774)(1775)와, 상기 앤드 게이트(1774)(1775)의 출력신호에 따라 세트되면서 각기 근접 및 접촉 판단신호를 출력하는 래치(1776)(1777)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 공작 기계의 공구 상태 검출장치의 자기장 검출부(17)는, 자기장 검출 센서(16)가 검출한 자기장의 세기 신호가 완충 증폭기(170)에서 완충 증폭되어 출력된다.

상기 완충 증폭기(170)에서 완충 증폭된 자기장 검출 신호는 파형 정형/레벨 조절부(171)(172)에 입력되어 파형이 정형되고, 가변 저항(VR2)(VR3)의 가변에 따라 레벨이 조절된 후 비교부(175)(176)에 입력되어 미리 설정된 근접 검출용 기준 전압 및 접촉 검출용 기준전압과 각기 비교된다.

여기서, 공구(13)와 공작물(11)의 간격이 미리 설정된 소정의 거리로 근접할 경우에 파형 정형/레벨 조절부(173)에서 출력되는 펄스 신호의 최대값 레벨이 미리 설정된 근접 검출용 기준 전압의 레벨보다 높고, 접촉 검출용 기준 전압의 레벨보다 낮게 설정하고, 공구(13)와 공작물(11)이 접촉될 경우에 파형 정형/레벨 조절부(174)에서 출력되는 펄스 신호의 최대값 레벨이 미리 설정된 접촉 검출용 기준 전압의 레벨보다 높게 설정한다.

그러면, 공구(13)와 공작물(11)의 간격이 미리 설정된 소정의 근접 거리 이상일 경우에 파형 정형/레벨 조절부(173)(174)에서 출력되는 펄스 신호의 최대값 레벨이 미리 설정된 근접 검출용 기준 전압의 레벨보다 낮으므로 비교부(175)(176)가 모두 저전위를 출력하게 된다.

상기 비교부(175)(176)가 모두 저전위를 출력하게 되면, 근접/접촉 판단 수단(177)의 카운터(1772)(1773)의 클럭단자(CLK)에 클럭신호가 인가되지 않으므로 카운터(1772)(1773)는 출력단자(Q2)로 계속 저전위를 출력하게 된다.

이와 같이 카운터(1772)(1773)의 출력단자(Q2)로 계속 저전위가 출력되면, 앤드 게이트(1774)(1775)가 저전위를 출력하게 되므로 래치(1776)(1777)는 세트되지 않고, 출력단자(Q)로 저전위를 출력함과 아울러 출력단자(/Q)로 고전위를 출력하며, 래치(1776)(1777)의 출력신호를 표시/신호 전송부(178)가 표시 및 작업용 콘트롤러(14)로 전송하여 공구(13)와 공작물(11)의 간격이 미리 설정된 소정의 근접 거리 이상임을 알리게 된다.

이와 같은 상태에서 공구(13)와 공작물(11)의 간격이 미리 설정된 소정의 근접 거리 이내로 접근하게 되면, 파형 정형/레벨 조절부(173)에서 출력되는 펄스 신호의 최대값 레벨이 미리 설정된 근접 검출용 기준 전압의 레벨보다 높으므로 비교부(175)가 펄스 신호를 출력하게 된다.

상기 비교기(175)가 출력하는 펄스신호는 근접/접촉 판단 수단(177)의 카운터(1772)의 클럭단자(CLK)에 인가되므로 카운터(1772)는 비교부(175)의 출력신호를 카운트하고, 비교부(175)에서 출력되는 소정 수의 펄스신호를 카운터(1772)가 카운트하여 출력단자(Q2)로 고전위를 출력할 경우에 앤드 게이트(1774)가 고전위를 출력하여 래치(1776)의 세트 단자(SE)에 인가된다.

그러면, 래치(1776)가 세트되어 그의 출력단자(Q)(/Q)로 고전위 및 저전위를 각기 출력하고, 래치(1776)의 출력신호는 표시/신호 전송부(178)에 입력되어 공구(13)와 공작물(11)의 간격이 미리 설정된 소정의 근접 거리 이내로 근접되었음을 표시함과 아울러 작업용 콘트롤러(14)로 전송되어 근접되었음을 알리게 된다.

이와 같은 상태에서 공구(13)와 공작물(11)이 접촉하게 되면, 파형 정형/레벨 조절부(173)(174)에서 출력되는 펄스 신호의 최대값 레벨이 미리 설정된 근접 검출용 기준 전압 및 접촉 검출용 기준 전압의 레벨보다 높으므로 비교부(175)(176)가 펄스 신호를 출력하게 된다.

상기 비교기(175)(176)가 출력하는 펄스신호는 근접/접촉 판단 수단(177)의 카운터(1772)(1773)의 클럭단자(CLK)에 인가되므로 카운터(1772)(1773)는 비교부(175)(176)의 출력신호를 각기 카운트하고, 비교부(175)(176)에서 출력되는 소정수의 펄스신호를 카운터(1772)(1773)가 카운트하여 출력단자(Q2)로 모두 고전위를 출력할 경우에 앤드 게이트(1774)(1775)가 고전위를 출력하여 래치(1776)(1777)의 세트 단자(SE)에 인가된다.

그러면, 래치(1776)(1777)가 세트되어 그의 출력단자(Q)(/Q)로 모두 고전위 및 저전위를 출력하고, 래치(1776)(1777)의 출력신호는 표시/신호 전송부(178)에 입력되어 공구(13)와 공작물(11)이 접촉되었음을 표시함과 아울러 작업용 콘트롤러(14)로 전송되어 접촉되었음을 알리게 된다.

여기서, 공구(13)와 공작물(11)의 간격을 검출할 경우에 순간적으로 미리 설정된 근접 검출용 기준 전압 및 접촉 검출용 기준 전압의 레벨보다 높은 잡음이 발생할 경우에 비교부(175)(176)에서 펄스신호가 출력되는 에러가 발생하게 된다.

그러므로 본 발명에서는 발진부(151)의 발진 신호를 분주기(1771)로 분주 예를 들면, 5분주하고, 분주기(1771)의 출력신호를 상기 카운터(1772)(1773)의 리세트 단자(RST)에 인가하여 리세트시킴으로써 비교부(175)(176)에서 연속적으로 4개의 펄스신호가 출력될 경우에 카운터(1772)(1773)의 출력단자(Q2)에서 고전위가 출력되어 잡음의 유입으로 인한 에러의 발생을 방지한다.

이상에서와 같이 본 발명은 공구와 공작물의 간격에 따른 자기장의 변화로 공구의 마모 상태를 검출하는 것으로서 공작 기계에 공구를 장착시킨 상태에서 공구의 마모 상태를 정확하게 검출할 수 있음은 물론 공구의 마모로 인한 오차를 보정할 수 있으며, 공구의 마모 상태를 검출하기 위한 별도의 공구 보정용 프로브를 장착할 필요가 없어 제품의 생산성이 향상된다. 또한 공구와 가공물과의 접촉상태 판별회로를 이용하여 기계가공 작업 전에 공구의 날끝의 좌표 설정을 용이하게 수행할 수 있다.

Claims (8)

1. 공구가 장착되고 미리 저장된 프로그램에 따라 상기 공구로 공작물을 가공하는 공작 기계와, 상기 공작 기계의 가공 작업을 제어하는 작업용 콘트롤러와, 상기 공구에 일정 주기의 자기장 발생신호를 인가하여 자기장을 발생하게 하는 자기장 발생부와, 상기 자기장 발생신호에 따라 상기 공구에서 발생되는 자기장의 변화를 검출하는 자기장 검출 센서와, 상기 자기장 검출 센서의 검출 신호로 상기 공구가 공작물에 근접 및 접촉되는 지를 검출하여 상기 작업용 콘트롤러로 전송하는 자기장 검출부로 구성됨을 특징으로 하는 공작 기계의 공구 자동 보정장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 자기장 발생부는, 발진신호를 출력하는 발진부와, 상기 발진부의 발진 신호를 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭부의 출력신호를 자기장 발생신호로 출력하여 상기 공구에 인가하는 자기장 발생신호 출력부와, 상기 자기장 발생신호 출력부가 상기 공구에 인가하는 자기장 발생신호를 검출하는 대역 통과 필터와, 상기 대역 통과 필터의 출력신호를 정류하고 미리 설정된 기준 전압과 비교하여 상기 작업용 콘트롤러에 준비 신호로 출력하는 정류/비교부로 구성됨을 특징으로 하는 공작 기계의 공구 자동 보정장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 자기장 발생신호 출력부는, 상기 증폭기의 출력단자가 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 트랜지스터의 콜렉터는 제1 트랜스의 일차 코일측에 접속되어 제1 트랜스의 이차 코일이 가변 저항 및 제 2트랜스의 일차 코일을 통해 공구에 접속되며, 제2 트랜스의 이차 코일은 상기 대역 통과 필터의 입력단자측에 접속됨을 특징으로 하는 공작 기계의 공구 자동 보정장치.
4. 청구항 1에 있어서, 자기장 검출부는, 상기 자기장 검출 센서의 검출 신호를 완충 증폭하는 완충 증폭기와, 상기 완충 증폭기의 출력신호를 증폭하는 제1 및 제2 증폭부와, 상기 제1 및 제2 증폭부의 출력신호 파형을 정형하고 레벨을 조절하는 제1 및 제2 파형 정형/레벨 조절부와, 상기 제1 및 제2 파형 정형/레벨 조절부의 출력신호 레벨을 미리 설정된 근접 검출용 기준전압 및 접촉 검출용 기준 전압의 레벨과 각기 비교하는 제1 및 제2 비교부와, 상기 제1 및 제2 비교부의 출력신호로 상기 공구와 공작물이 근접 및 접촉되는 지를 각기 검출하는 근접/접촉 판단 수단과, 상기 근접/접촉 판단 수단의 판단 신호를 표시하고 상기 작업용 콘트롤러로 전송하는 표시/신호 전송부로 구성됨을 특징으로 하는 공작 기계의 공구 자동 보정장치.
5. 청구항 1또는 청구항 4에 있어서, 상기 자기장 검출 센서는, 상기 공구의 외주연부에 환상형 코어를 설치하고, 상기 환상형 코어에 코일을 권선한 것을 특징으로 하는 공작 기계의 공구 자동 보정장치.
6. 청구항 4에 있어서, 상기 근접/접촉 판단 수단은, 미리 설정된 단위 시간 간격으로 상기 제1 및 제2 비교부의 출력신호를 카운트하고 설정된 카운트 값 이상일 경우에 근접 및 접촉을 판단하여 외부 잡음에 의한 단일 펄스 또는 기준 주파수가 아닌 연속 펄스를 제거하고 기준신호에 해당되는 신호만을 선별할 수 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 공구 자동 보정장치.
7. 청구항 4에 있어서, 상기 근접/접촉 판단 수단은, 상기 발진부의 발진 신호를 분주하는 분주기와, 상기 분주기의 출력신호에 따라 리세트되면서 상기 제1 및 제2 비교부의 출력신호를 카운트하고 카운트가 완료될 경우에 카운트 정지되는 제1 및 제2 카운터와, 상기 제1 및 제2 카운터의 카운트 완료 신호 및 상기 비교부의 출력신호를 각기 논리 곱하는 제1 및 제2 앤드 게이트와, 상기 제1 및 제2 앤드 게이트의 출력신호에 따라 세트되면서 각기 근접 및 접촉 판단신호를 출력하는 래치로 구성됨을 특징으로 하는 공작 기계의 공구 자동 보정장치.
8. 청구항 4에 있어서, 공구와 가공물과의 접촉 판단 회로를 이용하여, 가공물 근처에 설치된 기준 블럭에 공구를 접촉하고 공구 날끝의 좌표설정을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 공구 자동 보정장치.