KR100403137B1 - 심압대의 원터치 자동세팅 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

공작기계의 심압대 자동세팅 장치에 관한 것으로, 모터구동부는 심압대를 주축방향으로 전후이동시키기 위한 볼스크류를 포함하고, 엔코더는 볼스크류에 결합되어 펄스신호의 펄스당 볼스크류 피치길이에 해당하는 분해능을 가진다. 마이크로콘트롤러는 입력된 설정데이터와 위치데이터를 비교하여, 설정데이터가 위치데이터를 초과하는 경우에는 모터구동부를 구동하여 심압대를 설정데이터와 위치데이터가 일치할 때까지 분해능만큼 심압대를 전진시키고, 설정데이터가 위치데이터보다 작은 경우에는 위치데이터에서 분해능만큼 감한 후 심압대를 후퇴시키는 동작을 설정데이터가 위치데이터를 초과하는 위치까지 반복한 후에 다시 설정데이터와 위치데이터가 일치할 때까지 분해능만큼 심압대를 계속 전진시키고, 그리고 설정데이터와 위치데이터가 일치하는 경우에는 위치데이터에서 분해능만큼 감한 위치로 심압대를 후퇴시킨 후 설정데이터와 위치데이터가 일치할 때까지 분해능만큼 심압대를 전진시킨다.

Description

심압대의 원터치 자동세팅 장치 및 방법{One-touch Automatic Setting Apparatus of Tailstock}

본 발명은 심압대의 세팅 장치에 관한 것으로, 상세하게는 심압대의 초기 위치를 하나의 스위칭 동작으로 자동으로 세팅하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

심압대는 축에 모스테이퍼를 갖는 센터를 끼워 가공물을 지지하는데 사용되며, 센터 대신 드릴을 꽂고 드릴링도 할 수 있다. 베드상에서 적당한 위치에 심압대를 고정하고 핸드 휠을 돌려 축을 움직인다.

심압대는 일반적으로 주축대와 정확한 일직선상에 있으며, 베드 안내면 위를이동하고, 가공물의 길이에 따라 적당한 위치에 고정된다. 소형선반은 손으로 이동시키고, 중형은 왕복대의 이송용 랙과 맞물리는 피니어축이 있어, 이것을 크랭크 핸들로 회전시켜 이송한다. 한편, 대형선반은 전동기에 의한 이송방법을 택한다. 한편, 심압대는 베드와의 접촉이 정확하고 또한 강력하게 고정하지 않으면 가공물에 많은 영향을 준다.

본 발명은 수치제어 공작기계에서 심압대가 모터에 의해 이송되는 경우에 이용되는 자동세팅 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 종래의 심압대 세팅은 설정 타이머나 기계적 조작에 의한 전진, 후퇴로서 이루어지고 있다. 특히, 전범위 동작시에는 솔레노이드밸브에 의해 온/오프 동작이 실행되고 있다.

이러한 종래의 심압대 세팅에서, 예를들어 솔레노이드밸브 동작에 의해 발생되는 스파크나 노이즈 등으로 인해 수치제어 공작기계의 이상동작의 가능성이 있으며, 또한 부하에 의해 볼스크류가 끼이는 등의 부작용이 발생하여 수치제어 공작기계에 과부하가 발생하거나 때로는 이로 인하여 모터에 손상이 있을 수 있다.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 설정데이터의 변경으로 심압대를 원하는 위치에 원터치 이동시키고, 심압대를 소정량 단계적으로 이동시킴으로써 솔레이노이드밸브 동작에 의한 공작기계의 이상동작을 방지하고 공작기계에 과부하가 걸리는 경우가 없도록 함에 그 목적이 있다.

도1은 본 발명에 따른 공작기계의 심압대 자동세팅 장치의 블록도를, 그리고

도2는 본 발명에 따른 공작기계의 심압대 자동세팅 방법의 플로우챠트를 도시하고 있다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 마이크로콘트롤러 12: 모터구동부

14: 엔코더 16: 스위치

도1은 본 발명에 따른 심압대의 자동세팅 장치를 도시하고 있다. 도1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 마이크로콘트롤러(10), 모터구동부(12), 엔코더(14), 및 스위치(16) 등을 포함한다.

모터구동부(12)는 예를들어 브레이크가 부착된 톱니형 모터(M)로서 심압대를 전진 또는 후퇴시키기 위한 일종의 이송나사인 볼스크류를 회전시키는 역할을 하며, 마이크로콘트롤러(10)에 의해 제어된다.

엔코더(14)는 볼스크류에 부착되어 볼스크류의 피치에 따른 이송거리를 체크하여 그 데이터를 고속카운터를 경유해서 마이크로콘트롤러(10)로 피드백시키는 것으로서, 외부에 따로 구비되거나 또는 마이크로콘트롤러(10)에 내장된다. 이때, 볼스크류와 엔코더의 관계를 설명하면 다음과 같다. 볼스크류의 피치가 10㎜이고 엔코더의 1회전당 펄스수가 500인 경우를 상정하면, 분해능 즉 엔코더 1회전당 펄스수에 대한 볼스크류의 회전당 피치로 나타낼 수 있으며, 그 값은 10/500=0.02 ㎜/pulse가 된다.

스위치(16)는 본 발명의 원터치 세팅을 위하여 구비된다.

마이크로콘트롤러(10)는 비교기(13)를 포함하고, 고속카운터(11)를 내장할 수 있다. 마이크로콘트롤러(10)는 스위치(16)의 스위칭으로 심압대의 세팅 과정을 일괄하여 자동으로 실행하며, 그 실행의 제어 과정은 다음과 같다. 엔코더(14)에서 얻어진 데이터 즉 현재값을 디스플레이(미도시)를 통해 외부에 표시하고, 현재값과 외부에서 입력된 데이터 즉 설정데이터를 비교기(13)를 이용하여 비교하여 톱니형 모터(M)를 제어함으로써 소정의 위치에 심압대를 세팅한다. 고속카운터(11)는 엔코더(14)로부터 입력된 펄스신호의 갯수를 합산하여 심압대의 현위치를 계산하는 데 이용된다.

예를들어, 현재값과 설정데이터의 값에 따라 3가지로 나누어 설명할 수 있다. 첫째, 설정데이터가 현재값보다 큰 경우, 즉 현재값이 1000이고 설정데이터가 2000이면, 모터의 현재값이 2000이 될 때까지 심압대를 계속 전진시키는 동작을 실행한다. 둘째, 설정데이터와 현재값이 같을 경우, 즉 현재값이 1000이고 설정데이터가 1000이라면 모터의 현재값에서 200을 감하여 그 감한 위치로 심압대를 후퇴시키고 다시 현재값과 설정데이터가 일치할 때까지 심압대의 전진동작을 실행한다. 세째, 설정데이터가 현재값보다 작을 경우에는, 즉 현재값이 1000이고 설정데이터가 500이라면 모터의 현재값에서 200을 감하는 과정을 되풀이 하여 현재값이 설정데이터보다 적을 때까지 심압대 후퇴동작을 계속한 후, 첫째 과정 즉 현재값과 설정데이터가 일치할 때까지 심압대의 전진동작을 계속 실행한다.

여기서, 감한 값 즉 200이라는 값은 공작물을 밀착시키는 공간을 확보하기 위한 값으로서 임의의 설정값이다. 또한, 볼스크류와 엔코더의 펄스 신호의 비교에서 얻어지는 펄스당 이동거리인 분해능 값일 수 있다.

도2는 본 발명에 따른 심압대 자동세팅 방법을 도시한 플로우챠트이다.

단계20은 스위치(16)의 스위칭으로 심압대의 자동세팅이 시작된다. 단계22는 현재값을 측정하는 단계로서 엔코더(14)의 데이터로부터 가공물과 심압대 사이의 거리를 측정한다. 단계24는 사용자의 요구에 의하여 심압대의 위치를 설정하는 설정데이터를 입력하는 단계이다. 여기서, 단계22와 단계24는 그 순서를 바꾸어도 동작에는 이상이 없다.

단계26은 설정데이터와 현재값을 비교하는 단계로서, 먼저 설정데이터가 현재값을 초과하는 경우에는 바로 단계36으로 이동하여 심압대의 전진시키는 모터 구동을 실행한다. 이러한 전진동작과 함께 단계38에서는 설정데이터와 현재값의 일치여부를 체크하며, 설정데이터와 현재값이 일치할 때까지 전진동작을 반복한다.

만약, 단계26에서 현재값이 설정데이터보다 작거나 같은 경우에는 단계28로 이동한다. 단계28에서는, 현재값에서 임의의 값인 200을 감한 후의 값인 새로운 현재값을 자동입력하고 감한 값만큼 심압대를 후퇴시킨다(단계30). 후퇴동작 후, 단계32에서 새로운 현재값과 설정데이터를 비교하여, 새로운 현재값이 설정데이터보다 작을 때까지 단계30의 후퇴동작을 반복한다. 만약, 새로운 현재값이 설정데이터보다 작은 경우에는 모터를 정지하고(단계34), 단계 36으로 곧바로 이동하여 설정데이터와 새로운 현재값이 일치할 때까지 심압대의 전진동작을 반복실행한다.

이러한 구성 및 작용을 갖는 본 발명은 공작기계 선반에서 모터 구동형이 아닌 Z축 베드 이송형인 경우에, 심압대 몸체와 Z축 베드의 록킹에 적절하게 응용하여 사용될 수 있다.

이상의 구성 및 작용을 갖는 본 발명에 의하면, 설정데이터의 변경 및 원터치 스위칭 동작으로 심압대의 위치를 원하는 위치에 일괄하여 자동으로 이동시킬 수 있다. 또한, 소정량을 단계적으로 이동시킴으로써 모터나 스크류에 과부하가 생기지 않도록 한다. 그 결과, 모터 손상 등을 미리 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 공작기계의 심압대 자동세팅 장치에 있어서,

   심압대의 위치를 한번의 조작으로 세팅하기 위한 스위칭부;

   상기 심압대를 이동시키기 위한 모터구동부;

   상기 심압대의 현재 위치를 검출하여 상기 위치에 부합하는 위치데이터를 출력하는 엔코더; 및

   상기 스위칭부의 스위칭으로 동작하며, 입력된 설정데이터와 상기 위치데이터를 비교하여, 상기 설정데이터가 상기 위치데이터를 초과하는 경우에는 상기 모터구동부를 구동하여 상기 심압대를 상기 설정데이터와 상기 위치데이터가 일치할 때까지 제1 소정량만큼 상기 심압대를 계속 전진시키고, 상기 설정데이터가 상기 위치데이터보다 작은 경우에는 상기 위치데이터에서 제2 소정량만큼 감한 후 상기 심압대를 후퇴시키는 동작을 상기 설정데이터가 상기 위치데이터를 초과하는 위치까지 반복한 후에 다시 상기 설정데이터와 상기 위치데이터가 일치할 때까지 상기 제1 소정량만큼 상기 심압대를 계속 전진시키고, 그리고 상기 설정데이터와 상기 위치데이터가 일치하는 경우에는 상기 위치데이터에서 상기 제2 소정량만큼 감한 위치로 상기 심압대를 후퇴시킨 후 상기 설정데이터와 상기 위치데이터가 일치할 때까지 상기 제1 소정량만큼 상기 심압대를 전진시키도록 상기 모터구동부와 상기 엔코더를 제어하는 마이크로콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 심압대 원터치 자동세팅 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 모터구동부는 상기 심압대를 주축방향으로 전후이동시키기 위한 볼스크류를 포함하고;

   상기 엔코더는 상기 위치데이터를 펄스신호로 출력하고, 상기 볼스크류에 결합되어, 상기 펄스신호의 펄스당 상기 볼스크류 피치길이에 해당하는 분해능을 가지며; 그리고

   상기 마이크로콘트롤러에 의해 제어되는 제1 소정량 및 제2 소정량은 상기 분해능이 되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 심압대 원터치 자동세팅 장치.
3. 공작기계의 심압대 자동세팅 방법에 있어서,

   입력된 설정데이터와 현재의 위치에 부합하는 위치데이터를 비교하여, 상기 설정데이터가 상기 위치데이터를 초과하는 경우에는 상기 모터구동부를 구동하여 상기 심압대를 상기 설정데이터와 상기 위치데이터가 일치할 때까지 제1 소정량만큼 상기 심압대를 계속 전진시키는 단계;

   상기 설정데이터가 상기 위치데이터보다 작은 경우에는 상기 위치데이터에서 제2 소정량만큼 감한 후 상기 심압대를 후퇴시키는 동작을 상기 설정데이터가 상기 위치데이터를 초과하는 위치까지 반복하고, 그후 상기 설정데이터와 상기 위치데이터가 일치할 때까지 상기 제1 소정량만큼 상기 심압대를 계속 전진시키는 단계; 그리고

   상기 설정데이터와 상기 위치데이터가 일치하는 경우에는 상기 위치데이터에서 상기 제2 소정량만큼 감한 위치로 상기 심압대를 후퇴시킨 후 상기 설정데이터와 상기 위치데이터가 일치할 때까지 상기 제1 소정량만큼 상기 심압대를 전진시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 심압대 원터치 자동세팅 방법.