KR100376717B1 - 절삭 가공 장비의 절삭시간 측정 제어장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절삭 가공 장비의 실제 절삭시간을 검출할 수 있는 절삭 가공 장비의 절삭시간 측정 제어장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 절삭 가공 장비의 절삭 가공시 실제 절삭시간을 산출해내기 위한 측정 제어장치에 있어서, 상기 절삭 가공 장비의 스핀들 부하상태를 측정하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 스핀들 로드 미터와; 상기 스핀들 로드 미터로부터 출력되는 신호를 증폭시키며 입력되는 신호로부터 절연된 상태의 신호를 출력하는 아이솔레이티드 앰프와; 상기 아이솔레이티드 앰프로부터 출력되는 절연 신호를 취득하는 터미널과; 상기 터미널로부터 입력되는 스핀들 로드 미터의 노이즈가 포함된 아날로그 절연 신호를 디지털 데이터로 변환시키는 데이터 취득보드와; 모니터링 소프트웨어를 내장하며, 상기 데이터 취득보드로부터 디지털 데이터로 변환되어 입력되는 신호를 분석하여 스핀들의 부하에 따른 실제 절삭 가공의 진행시간을 연산하는 제어부와; 상기 제어부로부터 공급되는 구동 제어신호의 입력에 따라 스핀들의 실제 절삭시간을 디스플레이하는 표시부를 포함하여 구성한다.

Description

절삭 가공 장비의 절삭시간 측정 제어장치 및 방법{SPINDLE RUN-HOUR DETERMINATION CONTROLLED DEVICE OF TOOLING MACHINE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 절삭 가공 장비에 관한 것으로서, 특히 절삭 가공 장비의 절삭시간 측정 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 종래의 절삭 가공에 있어서 가동율 관리방법의 하나로써 절삭 가공 장비의 가동 상황을 확인하기 위하여 절삭 가공 장비의 파워 온(Power-On)이나 스핀들(Spindle)회전을 감지하는 런 아워 미터(Run-Hour Meter)로써 가동시간이나 가공시간을 확인하였다. 그러나 실제 작업 즉, 진정한 절삭시간 여부를 확인하기 위해서는 실제로 가공물이 절삭되어 칩이 나오는지를 확인하여야 하는데 기존의 절삭 가공 장비 파워 온 시간이나 스핀들 회전시간만으로는 실제 절삭 여부를 확인하기 어렵다.
참고적으로 런 아워 미터는 가동시간이나 스핀들 회전시간의 누계치를 확인할 수 있게 절삭 가공 장비에 부착되어 있는 측정장치이다.
현재의 런 아워 미터는 무부하 상태로 절삭 가공 장비가 구동되는 경우가 많으며 실제 절삭이 이루어지는 시간을 정확히 확인할 수가 없다. 그리고 NC(Numerical Control) 데이터의 공회전에 대한 관리 및 원인 분석이 되지 않아 가공 작업에 있어서 NC 데이터의 질에 따라 작업성이 달라지게 된다. 따라서 작업 효율을 높이기 위하여 NC 데이터의 무부하 상태에 의한 작업을 최소화하기 위한 관리 도구가 필요하였다.
본 발명의 목적은 절삭 가공 장비의 실제 절삭시간을 검출할 수 있는 절삭 가공 장비의 절삭시간 측정 제어장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 절삭 가공 장비의 절삭 가공시 실제 절삭시간을 산출해내기 위한 측정 제어장치에 있어서, 상기 절삭 가공 장비의 스핀들 부하상태를 측정하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 스핀들 로드 미터와; 상기 스핀들 로드 미터로부터 출력되는 신호를 증폭시키며 입력되는 신호로부터 절연된 상태의 신호를 출력하는 아이솔레이티드 앰프와; 상기 아이솔레이티드 앰프로부터 출력되는 절연 신호를 취득하는 터미널과; 상기 터미널로부터 입력되는 스핀들 로드 미터의 노이즈가 포함된 아날로그 절연 신호를 디지털 데이터로 변환시키는 데이터 취득보드와; 모니터링 소프트웨어를 내장하며, 상기 데이터 취득보드로부터 디지털 데이터로 변환되어 입력되는 신호를 분석하여 스핀들의 부하에 따른 실제 절삭 가공의 진행시간을 연산하는 제어부와; 상기 제어부로부터 공급되는 구동 제어신호의 입력에 따라 스핀들의 실제 절삭시간을 디스플레이하는 표시부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 절삭 가공 장비의 절삭 가공시 실제 절삭시간을 산출해내기 위한 측정 제어방법에 있어서, 상기 절삭 가공 장비의 스핀들 부하상태를 측정하는 과정과, 상기 측정된 스핀들 부하 신호를 증폭시키며, 입력되는 신호로부터 절연된 상태의 신호를 출력하는 과정과, 상기 출력되는 절연된 신호를 취득하는 과정과, 상기 취득된 절연 신호를 디지털 데이터로 변환시키는 과정과, 상기 디지털 데이터로 변환된 신호를 분석하여 스핀들의 부하에 따른 실제 절삭 가공의 진행시간을 연산하는 과정과, 상기 연산된 스핀들의 실제 절삭시간을 디스플레이하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 절삭 가공 장비의 절삭시간 측정 제어장치의 데이터 전송 과정을 도시한 시스템도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스핀들 로드 미터의 출력을 도시한 파형도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 절삭 가공 장비의 절삭시간 측정 제어장치의 데이터 전송 과정을 도시한 시스템도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스핀들 로드 미터(10)의 출력을 도시한 파형도이다.
도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 절삭 가공 장비의 절삭시간 측정 제어장치의 구성 및 동작을 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시예는 절삭 가공 장비의 절삭 가공시 실제 절삭시간을 산출해내기 위한 측정 제어장치에 있어서, 스핀들 로드 미터(10), 아이솔레이티드 앰프(20), 터미널(30), 데이터 취득보드(40), 제어부(50), 표시부(60)를 포함하여 구성한다.
스핀들 로드 미터(10)(Spindle Load Meter)는 상기 절삭 가공 장비의 스핀들에 부착되어 상기 절삭 가공 장비의 스핀들 부하상태를 측정하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 기능을 한다.
아이솔레이티드 앰프(20)(Isolated AMP)는 상기 스핀들 로드 미터(10)로부터 출력되는 신호를 증폭시키며 입력되는 신호로부터 절연된 상태의 신호를 출력하는 앰프(20)이다. 아이솔레이티드 앰프(20)는 스핀들 로드 미터(10)로부터 출력되는 신호가 너무 약할 때 출력 신호의 손실을 막기 위해 증폭 및 절연(Isolation) 회로를 구성한다. 도 1에 도시된 A, B는 데이터 손실과 노이즈의 우려가 있어 각각 트위스트 실드 와이어(Twist Shield Wire)로 연결하여 전송되는 데이터 손실을 감소시킨다.
터미널(30)(Terminal)은 상기 아이솔레이티드 앰프(20)로부터 출력되는 절연 신호를 취득한다. 도 1에 도시된 C는 터미널(30)과 데이터 취득보드(40)(Data Acquisition Board)의 통신을 위하여 전용선을 이용한다.
데이터 취득보드(40)(Data Acquisition Board)는 상기 터미널(30)로부터 입력되는 스핀들 로드 미터(10)의 노이즈가 포함된 아날로그 절연 신호를 디지털 데이터로 변환시키는 보드이다. 스핀들 로드 미터(10)의 신호는 노이즈(Noise)를 많이 가지고 있는 아날로그(Analogue) 신호이기 때문에 스핀들 로드 미터(10)의 신호를 객관화하여 판단하기 위해 데이터 취득보드(40)를 구성한다. 도1에 도시된 D는 제어부(50)의 ISA(Industrial Standard Architecture) 버스(BUS)로 디지털로 변환된 데이터를 제어부(50) 메모리로 전송한다.
제어부(50)는 모니터링 소프트웨어(Monitoring Software)를 내장하며, 상기 데이터 취득보드(40)로부터 디지털 데이터로 변환되어 입력되는 신호를 분석하여 스핀들의 부하에 따른 실제 절삭 가공의 진행시간을 연산하는 일종의 마이크로 프로세서이다. 제어부(50)로 입력되는 디지털 데이터 신호는 도 2에 도시된 바와 같이 노이즈를 많이 포함하고 있다. 이 노이즈는 가우시안 분포를 만족하므로 평균화로 상당히 높은 신임도의 값을 얻을 수 있다. 이 값으로 스핀들의 부하를 판단하여 실제 어느 정도의 절삭 가공이 진행되는지의 판단이 가능하다. 제어부(50)는 이 값으로 판단한 결과를 표시부(60)와, 서버(70)의 데이터베이스로 전송하여 표시한다. E는 RS-232C를 통해, F는 LAN을 통해 전송한다.
표시부(60)는 상기 제어부(50)로부터 공급되는 구동 제어신호의 입력에 따라 스핀들의 실제 절삭시간을 디스플레이하는 모니터이다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 절삭 가공에 있어서 NC 데이터에 의한 무부하 상태를 최소화하기 위한 상태 분석의 도구로 절삭 가공 장비의 스핀들에 스핀들 로드 미터(10)를 부착하고 절삭 부하를 감지하여 신호화함으로써 실제 절삭시간을 산출해내기 위한 측정 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 절삭 가공 장비의 절삭시간 측정 제어장치 및 방법은 절삭 가공 장비의 공회전을 감지하므로써 현재의 작업에 대한 관리 및 개선이 가능하며, 따라서 작업의 효율을 높일 수 있고, 단위 투입 공수를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 절삭 가공 장비의 절삭 가공시 실제 절삭시간을 산출해내기 위한 측정 제어장치에 있어서,
    상기 절삭 가공 장비의 스핀들 부하상태를 측정하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 스핀들 로드 미터와;
    상기 스핀들 로드 미터로부터 출력되는 신호를 증폭시키며 입력되는 신호로부터 절연된 상태의 신호를 출력하는 아이솔레이티드 앰프와;
    상기 아이솔레이티드 앰프로부터 출력되는 절연 신호를 취득하는 터미널과;
    상기 터미널로부터 입력되는 스핀들 로드 미터의 노이즈가 포함된 아날로그 절연 신호를 디지털 데이터로 변환시키는 데이터 취득보드와;
    모니터링 소프트웨어를 내장하며, 상기 데이터 취득보드로부터 디지털 데이터로 변환되어 입력되는 신호를 분석하여 스핀들의 부하에 따른 실제 절삭 가공의 진행시간을 연산하는 제어부와;
    상기 제어부로부터 공급되는 구동 제어신호의 입력에 따라 스핀들의 실제 절삭시간을 디스플레이하는 표시부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 절삭 가공 장비의 절삭시간 측정 제어장치.
  2. 절삭 가공 장비의 절삭 가공시 실제 절삭시간을 산출해내기 위한 측정 제어방법에 있어서,
    상기 절삭 가공 장비의 스핀들 부하상태를 측정하는 과정과,
    상기 측정된 스핀들 부하 신호를 증폭시키며, 입력되는 신호로부터 절연된 상태의 신호를 출력하는 과정과,
    상기 출력되는 절연된 신호를 취득하는 과정과,
    상기 취득된 절연 신호를 디지털 데이터로 변환시키는 과정과,
    상기 디지털 데이터로 변환된 신호를 분석하여 스핀들의 부하에 따른 실제 절삭 가공의 진행시간을 연산하는 과정과,
    상기 연산된 스핀들의 실제 절삭시간을 디스플레이하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 절삭 가공 장비의 절삭시간 측정 제어방법.
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