KR100246305B1 - 머시닝 센터의 테이블 회전제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 머시닝 센터의 수치제어부에서 테이블의 최전지령이 있게 되면, 테이블의 현재 위치를 판독하여 테이블 가로이송축상의 중앙으로 테이블을 이동하도록 제어할 수 있도록하므로써 이 테이블에 고정되는 공작물이 테이블의 최대회전반경을 초과하는 경우에도 간섭없이 회전시킬 수 있도록 한 머시닝 센터의 테이블 회전제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 테이블(30)의 회전지령을 내리는 조작반(31)과, 테이블 회전용 서보모터(32)를 구동하는 모터드라이버부(33)로 구성되는 머시닝 센터의 테이블 회전제어장치에 있어서, 대형공작물인가의 여부를 검출하기 위한 대형공작물 판별수단(34)과, 상기 대형공작물 판별수단(34)으로부터 입력되는 신호를 입출력포트를 통해 입력받는 입력인터페이스회로부(35)와, 상기 대형공작물 판별수단(34)으로부터 입력되는 신호에 의해 대형공작물이 검출되는 경우 테이블 가로이송축(X2)의 중앙으로 테이블(30)을 이동시킨 다음 테이블 회전용 서보모터(32)를 구동하여 테이블(30)을 회전시킨 후 초기위치로 복귀시키는 수치제어부(40)로 구성된 것이다.

Description

머시닝 센터의 테이블 회전제어장치 및 그 제어방법

본 발명은 머시닝 센터의 테이블 회전제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 머시닝 센터의 수치제어부에서 테이블의 회전지령이 있게 되면, 테이블의 현재 위치를 판독하여 테이블 가로이송축상의 중앙으로 테이블을 이동하도록 제어할 수 있도록하므로써 이 테이블에 고정되는 공작물이 테이블의 최대회전반경을 초과하는 경우에도 간섭없이 회전시킬 수 있도록 한 머시닝 센터의 테이블 회전제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적인 머시닝 센터는 스핀들방식에 따라 수직형 머시닝 센터와 수평형 머시닝 센터로 대별된다. 이중에 수평형 머시닝 센터는 스핀들이 수평하게 누워있으므로 대형공작물에 많이 적용된다.

이러한 수평형 머시닝 센터는 첨부도면 도1에 도시된 바와 같이 공작물(W)이 놓이는 테이블(T)을 좌우로 이송시키는 테이블 가로이송축(X) 및 테이블 가로이송용 서보모터(SMx), 이 컬럼(10)을 전후로 이송시키는 컬럼 전후이송축(Z) 및 컬럼 전후이송용 서보모터(SMz), 이 테이블(T)을 수평하게 회전시키는 테이블 회전축(B) 및 테이블 회전용 서보모터(SMb), 스핀들(S)을 상하로 이송시키는 스핀들 이송축(Y) 및 스핀들 이송용 서보모터(SMy)로 이루어진 것으로, 가공시에 상기 테이블 가로이송용 서보모터(X)는 테이블(T)을 좌우로 직선이동시켜면서 공작물(W)을 위치결정하게 되며, 컬럼 전후이송용 서보모터(SMz)는 컬럼(10)을 전후로 직선이송시키면서 위치결정하게 되고, 공작물(W)의 전후좌우면을 가공하기 위하여 테이블(T)이 테이블 회전용 서보모터(SMb)에 의해 수평하게 회전되도록 제어된다.

그러나 종래 머시닝 센터의 테이블 회전제어방법은 테이블(T)이 테이블 가로이송축(X) 상의 어느 위치에 있더라도 회전지령이 내려진 그 자리에서 항상 회전하도록 제어되는 방식이므로, 테이블(T)의 최대회전반경에 제약을 받게 되는 문제점이 있었다.

즉, 첨부도면 도1에 나타낸 테이블 가로이송축(X)의 좌우끝단부보다 중앙이 간섭되는 장애물(10)(12)이 없음에도 불구하고, 테이블(T)이 회전지령이 내려진 테이블 가로이송축(X)상의 어느 위치에서도 회전가능하도록 제어되도록 구성되어 있었으므로, 그 테이블(T)의 최대회전반경을 설정할 때 장애물(10)(12)에 근접하였을 경우를 생각하여야 되므로, 최대회전반경이 테이블 가로이송축(X)상의 중앙부에서 회전할 때보다 작은 회전반경을 가지도록 설정되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 머시닝 센터에서 공작물을 지지하여 회전하는 테이블의 최대회전반경을 보다 크게 할 수 있는 머시닝 센터의 테이블 회전제어장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

이를 위하여 본 발명은 대형 공작물이 있는지를 판별하여 대형 공작물이 있는 것으로 판단되면 테이블을 중앙으로 이동시켜 가공한후 초기위치로 복귀시키도록하여 기계와 공작물의 충돌을 예방토록한다.

도 1 은 일반적인 수평형 머시닝 센터의 구조를 개략적으로 보이는 평면도,

도 2 는 본 발명에 따른 머시닝 센터의 테이블 회전제어장치의 구성을 보이는 블록구성도,

도 3 은 본 발명에 따른 머시닝 센터의 테이블 회전제어장치를 제어하는 순서를 보이는 플로우차트이다.

도면의 주요부분에 대한 부호설명

30 : 테이블 D1 : 중간위치데이터

31 : 조작반 50 : 데이터 메모리부

32 : 테이블 회전용 서보모터 A1 : 제 1임시기억장소

33,37 : 모터드라이버부 D2 : 현재위치데이터

34 : 대형공작물 판별수단 A4 : 제 4임시기억장소

35 : 입력인터페이스회로부 A2 : 제 2임시기억장소

X2 : 테이블 가로이송축 D3 : 결과치

40 : 수치제어부 A3 : 제 3임시기억장소

B2 : 테이블 회전축 38 : 테이블 가로이송용 서보모터

즉, 본 발명은 테이블의 회전지령을 내리는 조작반과, 테이블 회전용 서보모터를 구동하는 모터드라이버부로 구성되는 머시닝 센터의 테이블 회전제어장치에 있어서, 대형공작물인가의 여부를 검출하기 위한 대형공작물 판별수단과, 상기 대형공작물 판별수단으로부터 입력되는 신호를 입출력포트를 통해 입력받는 입력인터페이스회로부와, 상기 대형공작물 판별수단으로부터 입력되는 신호에 의해 대형공작물이 검출되는 경우 테이블 가로이송축의 중앙으로 테이블을 이동시킨 다음 테이블 회전용 서보모터를 구동하여 테이블을 회전시킨 후 초기위치로 복귀시키는 수치제어부로 구성하여 머시닝 센터의 테이블 회전제어장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 또한 조작부를 통해 테이블 회전축을 회전시키는 명령을 입력하는 단계;

대형공작물 판별수단으로부터 검출된 판독결과에 의해 대형공작물인가의 여부를 판단하는 단계;

상기 대형공작물 판별수단으로부터 대형공작물이라고 판단된 경우에 테이블 가로이송축의 중간위치데이터를 수치제어부의 데이터 메모리부의 제 1임시기억장소로 로드하는 단계;

현재의 테이블 위치를 검출하여 이 현재위치데이터를 수치제어부의 데이터 메모리부의 제 4임시기억장소로 로드하는 단계;

현재의 테이블 위치를 검출하여 이 현재위치데이터를 수치제어부의 데이터 메모리부의 제 2임시기억장소로 로드하는 단계;

상기 제 1임시기억장소에 저장된 중간위치데이터에서 제 2임시기억장소에 저장되어 있는 현재위치데이터를 감산하여 그 결과치를 상기 수치제어부의 데이터 메모리부의 제 3임시기억장소에 로드하는 단계;

상기 데이터 메모리부의 제 3임시기억장소에 저장된 결과치가 제로값과 같은 가의 여부를 판단하는 단계;

상기 제 3임시기억장소에 저장된 결과치가 제로값과 같은 경우 테이블 이송용 서보모터를 정지하는 지령을 내린 다음 테이블을 언클램프하는 단계로 점프하는 단계;

상기 제 3임시기억장소에 저장된 결과치가 제로값이 아닌 경우 제 3임시기억장소에 저장된 값이 플러스값인지를 판단하는 단계;

상기 제 3임시기억장소에 저장된 값이 플러스값인 경우 테이블 가로이송용 서보모터를 정회전시킨 후 테이블의 현재위치데이터를 제 2임시기억장소로 로드하는 단계로 리턴하는 단계;

상기 제 3임시기억장소에 저장된 값이 플러스값이 아닌 경우 테이블 가로이송용 서보모터를 역회전시킨 후 테이블의 현재위치데이터를 제 2임시기억장소로 로드하는 단계로 리턴하는 단계;

테이블을 언클램프하는 단계;

테이블 회전용 서보모터를 구동하여 테이블을 회전시키는 단계;

테이블을 클램프하는 단계;

제 4임시기억장소에 저장된 테이블의 현재위치데이터가 나타내는 위치를 향하도록 테이블 가로이송용 서보모터를 구동하여 테이블을 처음위치로 복귀시키는 단계로 구성하여 머시닝 센터의 테이블 회전제어방법이 제공된다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 머시닝 센터의 테이블 회전제어장치의 구성을 보이는 블록구성도로서, 이에 도시된 바와 같이 테이블(30)의 회전지령을 내리는 조작반(31)과, 테이블 회전용 서보모터(32)를 구동하는 모터드라이버부(33)로 구성되는 머시닝 센터의 테이블 회전제어장치에 있어서, 대형공작물인가의 여부를 검출하기 위한 대형공작물 판별수단(34)과, 상기 대형공작물 판별수단(34)으로부터 입력되는 신호를 입출력포트를 통해 입력받는 입력인터페이스회로부(35)와, 상기 대형공작물 판별수단(34)으로부터 입력되는 신호에 의해 대형공작물이 검출되는 경우 테이블 가로이송축(X2)의 중앙으로 테이블(30)을 이동시킨 다음 테이블 회전용 서보모터(32)를 구동하여 테이블(30)을 회전시킨 후 초기위치로 복귀시키는 수치제어부(40)로 구성하였다.

상기 대형공작물 판별수단(34)은 예컨대, 수동으로 조작되는 토글 스위치로 구성할 수 있다.

도2의 도면중 미설명 부호 (80)은 상기 테이블(30) 위에 놓여진 공작물을 나타낸 것이고, (90)은 컬럼을 나타낸 것이며, (91)은 스핀들을 나타낸 것이고, (92)와 (93)은 장애물을 나타낸 것이며, (Z2)는 컬럼 전후이송축을 나타낸 것이고, (95)는 컬럼 전후이송용 서보모터를 나타낸 것이며, (96)은 스핀들 이송용 서보모터를 나타낸 것이고, (Y2)는 스핀들 이송축을 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 머시닝 센터의 테이블 회전제어장치를 제어하는 순서를 보이는 플로우차트로서, 이에 도시된 바와 같이 테이블 회전제어장치의 제어순서는 다음과 같다.

조작부(31)를 통해 테이블 회전축(B2)을 회전시키는 명령을 입력하는 단계(S1);

대형공작물 판별수단(34)으로부터 검출된 판독결과에 의해 대형공작물인가의 여부를 판단하는 단계(S2);

상기 대형공작물 판별수단(34)으로부터 대형공작물이라고 판단된 경우에 테이블 가로이송축(X2)의 중간위치데이터(D1)를 수치제어부(40)의 데이터 메모리부(50)의 제 1임시기억장소(A1)로 로드하는 단계(S3);

현재의 테이블(30) 위치를 검출하여 이 현재위치데이터(D2)를 수치제어부(40)의 데이터 메모리부(50)의 제 4임시기억장소(A4)로 로드하는 단계(S4a);

현재의 테이블(30) 위치를 검출하여 이 현재위치데이터(D2)를 수치제어부(40)의 데이터 메모리부(50)의 제 2임시기억장소(A2)로 로드하는 단계(S4b);

상기 제 1임시기억장소(A1)에 저장된 중간위치데이터(D1)에서 제 2임시기억장소(A2)에 저장되어 있는 현재위치데이터(D2)를 감산하여 그 결과치(D3)를 상기 수치제어부(40)의 데이터 메모리부(50)의 제 3임시기억장소(A3)에 로드하는 단계(S5);

상기 데이터 메모리부(50)의 제 3임시기억장소(A3)에 저장된 결과치(D3)가 제로값과 같은 가의 여부를 판단하는 단계(S6);

상기 제 3임시기억장소(A3)에 저장된 결과치(D3)가 제로값과 같은 경우 테이블 가로이송용 서보모터(38)를 정지하는 지령을 내린 다음 테이블(30)을 언클램프하는 단계(S11)로 점프하는 단계(S7);

상기 제 3임시기억장소(A3)에 저장된 결과치(D3)가 제로값이 아닌 경우 제 3임시기억장소(A3)에 저장된 값이 플러스값인지를 판단하는 단계(S8);

상기 제 3임시기억장소(A3)에 저장된 값(D3)이 플러스값인 경우 테이블 가로이송용 서보모터(38)를 정회전시킨 후 테이블(30)의 현재위치데이터(D2)를 제 2임시기억장소(A2)로 로드하는 단계(S4b)로 리턴하는 단계(S9);

상기 제 3임시기억장소(A3)에 저장된 값(D3)이 플러스값이 아닌 경우 테이블 가로이송용 서보모터(38)를 역회전시킨 후 테이블(30)의 현재위치데이터(D2)를 제 2임시기억장소(A2)로 로드하는 단계(S4b)로 리턴하는 단계(S10);

테이블(30)을 언클램프하는 단계(S11);

테이블 회전용 서보모터(32)를 구동하여 테이블(30)을 회전시키는 단계(S12);

테이블(30)을 클램프하는 단계(S13);

제 4임시기억장소(A4)에 저장된 테이블(30)의 현재위치데이터(D4)가 나타내는 위치를 향하도록 테이블 가로이송용 서보모터(32)를 구동하여 테이블(30)을 처음위치로 복귀시키는 단계(S14)로 구성하였다.

이하 본 발명에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 첨부도면 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 테이블 가로이송축(X2)상에서 위치된 테이블(30) 위에 장착되어 있는 공작물(80)을 회전시키기 위해 조작반(31)을 조작한 후 (단계 S2)

작업자가 테이블(30) 위에 놓여진 공작물(80)이 대형공작물이라고 판단하여 대형공작물 판별수단(34)을 구성하고 있는 토글 스위치를 절환하게 되면, 입력인터페이스회로부(35)를 통해 수치제어부(40)에 대형공작물이라는 신호가 입력된다. (단계 S2)

이때 테이블(30) 위에 놓여진 공작물(80)이 대형공작물이 아니라고 판단되어 대형공작물 판별수단(34)을 구성하고 있는 토글 스위치가 반대측으로 절환되면, 입력인터페이스회로부(35)를 통해 수치제어부(40)에 대형공작물이 아니라는 신호가 입력되면서 테이블(30)을 곧 바로 회전시키기 위한 단계(S11)로 점프하여 테이블(30)을 언클램프한 후 → 테이블(30)을 회전시키고 → 테이블(30)을 다시 재클램프하여 테이블(30)의 회전을 마친 다음 테이블(30)을 제 4임시기억장소(A4)에 저장된 데이터(D4)에 대응하는 위치로 복귀하게 된다. (단계 S11, S12, S13, S14)

한편, 대형공작물 판별수단(34)에 의해 테이블(30) 위에 놓여진 공작물(80)이 대형공작물이라고 검출되면, (단계 S2)

이 신호가 수치제어부(40)에 입력되면서 테이블(30)의 중간위치데이터(D1)가 데이터 메모리부(50)의 제 1임시기억장소(A1)에 저장된 다음, 현재위치데이터(D2)가 제 4임시기억장소(A4)에 저장되는 동시에 제 2임시기억장소(A2)에도 저장된다. (단계 S3, S4a, S4b)

이후에 수치제어부(40)는 제 1임시기억장소(A1)에 저장된 중간위치데이터(D1)에서 제 2임시기억장소(A2)에 저장되어 있는 현재위치데이터(D2)를 감산하여 그 결과치(D3)를 이 수치제어부(40)의 데이터 메모리부(50)의 제 3임시기억장소(A3)에 저장하게 된다. (단계 S5)

이때 수치제어부(40)는 상기 데이터 메모리부(50)의 제 3임시기억장소(A3)에 저장된 결과치(D3)가 제로값과 같은 가의 여부를 판단하여 그 제로값과 같다고 판단되는 경우에는 테이블 가로이송용 서보모터(38)를 정지하라는 지령을 내려 모터드라이버부(33)를 통해 이 테이블 가로이송용 서보모터(38)로 흐르는 여자전류를 차단하게 되며, (단계 S6, S7)

데이터 메모리부(50)의 제 3임시기억장소(A3)에 저장된 결과치(D3)가 제로값이 아닌 경우에는 다시 그 결과치(D3)가 플러스값인가를 판단하여 그 결과치(D3)가 플러스값인 경우에는 테이블(30)을 테이블 가로이송축(X2)의 중앙으로 위치시키기 위해 테이블 가로이송용 서보모터(38)를 정회전시키기 위한 구동신호를 모터드라이버부(37)를 통해 출력한 후 테이블(30)의 현재위치데이터(D2)를 제 2임시기억장소(A2)로 로드하는 단계(S4b)로 리턴하게 된다. (단계 S9)

이때 테이블(30)은 테이블 가로이송축(X2)의 중앙으로 향하여 이동하게 된다.

한편, 데이터 메모리부(50)의 제 3임시기억장소(A3)에 저장된 결과치(D3)가 플러스값이 아닌 경우에는 테이블(30)을 테이블 가로이송축(X2)의 중앙으로 위치시키기 위해 테이블 가로이송용 서보모터(38)를 역회전시키기 위한 구동신호를 모터드라이버부(37)를 통해 출력한 후 테이블(30)의 현재위치데이터(D2)를 제 2임시기억장소(A2)로 로드하는 단계(S4b)로 리턴하게 된다. (단계 S10)

이때에도 테이블(30)은 테이블 가로이송축(X2)의 중앙을 향하여 이동하게 된다.

위와 같은 제어에 의해 테이블(30)이 테이블 가로이송축(X2)의 중앙에 위치된 경우에는 단계(S6)에서 제 2임시기억장소(A2)에 저장된 결과치(D3)가 제로가 되므로 테이블 가로이송용 서보모터(38)가 정지된다. (단계 S6, S7)

이후에 수치제어부(40)는 제 4임시기억장소(A4)에 저장된 테이블(30)의 현재위치데이터(D4)가 나타내는 위치를 향하도록 테이블 가로이송용 서보모터(32)를 구동하여 테이블(30)을 처음위치로 복귀시키게 된다. 단계(S14)

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 대형공작물이라고 판단되면, 이를 기초로하여 테이블이 가로이송축의 양끝단이 아닌 중앙에서 항상 회전할 수 있도록 구성되어 있으므로, 테이블의 회전반경을 보다 크게 할 수 있는 효과가 있으며, 공작물 및 머시닝 센터가 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 테이블(30)의 회전지령을 내리는 조작반(31)과, 테이블 회전용 서보모터(32)를 구동하는 모터드라이버부(33)로 구성되는 머시닝 센터의 테이블 회전제어장치에 있어서,

   대형공작물인가의 여부를 검출하기 위한 대형공작물 판별수단(34)과;

   상기 대형공작물 판별수단(34)으로부터 입력되는 신호를 입출력포트를 통해 입력받는 입력인터페이스회로부(35)와;

   상기 대형공작물 판별수단(34)으로부터 입력되는 신호에 의해 대형공작물이 검출되는 경우 테이블 가로이송축(X2)의 중앙으로 테이블(30)을 이동시킨 다음 테이블 회전용 서보모터(32)를 구동하여 테이블(30)을 회전시킨 후 초기위치로 복귀시키는 수치제어부(40)로 구성된 것을 특징으로 하는 머시닝 센터의 테이블 회전제어장치.
2. 조작부(31)를 통해 테이블 회전축(B2)을 회전시키는 명령을 입력하는 단계(S1);

   대형공작물 판별수단(34)으로부터 검출된 판독결과에 의해 대형공작물인가의 여부를 판단하는 단계(S2);

   상기 대형공작물 판별수단(34)으로부터 대형공작물이라고 판단된 경우에 테이블 가로이송축(X2)의 중간위치데이터(D1)를 수치제어부(40)의 데이터 메모리부(50)의 제 1임시기억장소(A1)로 로드하는 단계(S3);

   현재의 테이블(30) 위치를 검출하여 이 현재위치데이터(D2)를 수치제어부(40)의 데이터 메모리부(50)의 제 4임시기억장소(A4)로 로드하는 단계(S4a);

   현재의 테이블(30) 위치를 검출하여 이 현재위치데이터(D2)를 수치제어부(40)의 데이터 메모리부(50)의 제 2임시기억장소(A2)로 로드하는 단계(S4b);

   상기 제 1임시기억장소(A1)에 저장된 중간위치데이터(D1)에서 제 2임시기억장소(A2)에 저장되어 있는 현재위치데이터(D2)를 감산하여 그 결과치(D3)를 상기 수치제어부(40)의 데이터 메모리부(50)의 제 3임시기억장소(A3)에 로드하는 단계(S5);

   상기 데이터 메모리부(50)의 제 3임시기억장소(A3)에 저장된 결과치(D3)가 제로값과 같은 가의 여부를 판단하는 단계(S6);

   상기 제 3임시기억장소(A3)에 저장된 결과치(D3)가 제로값과 같은 경우 테이블 가로이송용 서보모터(38)를 정지하는 지령을 내린 다음 테이블(30)을 언클램프하는 단계(S11)로 점프하는 단계(S7);

   상기 제 3임시기억장소(A3)에 저장된 결과치(D3)가 제로값이 아닌 경우 제 3임시기억장소(A3)에 저장된 값이 플러스값인지를 판단하는 단계(S8);

   상기 제 3임시기억장소(A3)에 저장된 값(D3)이 플러스값인 경우 테이블 가로이송용 서보모터(38)를 정회전시킨 후 테이블(30)의 현재위치데이터(D2)를 제 2임시기억장소(A2)로 로드하는 단계(S4b)로 리턴하는 단계(S9);

   상기 제 3임시기억장소(A3)에 저장된 값(D3)이 플러스값이 아닌 경우 테이블 가로이송용 서보모터(38)를 역회전시킨 후 테이블(30)의 현재위치데이터(D2)를 제 2임시기억장소(A2)로 로드하는 단계(S4b)로 리턴하는 단계(S10);

   테이블(30)을 언클램프하는 단계(S11);

   테이블 회전용 서보모터(32)를 구동하여 테이블(30)을 회전시키는 단계(S12);

   테이블(30)을 클램프하는 단계(S13);

   제 4임시기억장소(A4)에 저장된 테이블(30)의 현재위치데이터(D4)가 나타내는 위치를 향하도록 테이블 가로이송용 서보모터(32)를 구동하여 테이블(30)을 처음위치로 복귀시키는 단계(S14)로 구성된 것을 특징으로 하는 머시닝 센터의 테이블 회전제어방법.

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