KR100407827B1 - 롤 연삭기의 수치제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 롤 연삭기의 수치제어를 위한 수치제어기는 롤(11)의 표면에 발생된 흠을 검출하기 위한 초음파 검출 헤드(23)를 갖고 롤(11)의 전체 표면을 스캔하기 위한 흠 검출 수단과, 검출된 흠의 위치 및 레벨에 대한 흠 정보를 기초로 검출된 흠을 수복하기 위한 교차 공급 지령을 생성하기 위한 지령 생성수단, 상기 공급 지령을 기초로 지석대를 롤의 축에 평행하게 길이방향으로 이동시켜 지석을 흠의 위치에 대응하는 위치로 위치 결정하는 제1축위치제어와, 지석을 원주방향으로 교차 공급하는 제2축위치제어를 실행하는 제어수단 및, 흠이 완전히 수복되었는지 결정하고, 흠이 완전히 수복되면 다음의 교차 공급 지령을 호출하는 결정수단을 구비한다.

Description

롤 연삭기의 수치제어장치{NUMERICAL CONTROLLER FOR ROLL GRINDING MACHINE}
본 발명은 롤 연삭기의 수치제어장치에 관한 것으로, 특히 롤의 외주 표면에서 흠을 검출하면서 모든 흠이 없어질 때까지 자동연삭을 계속할 수 있는 롤 연삭기를 제어하기 위한 수치제어장치에 관한 것이다.
롤 연삭기는 연삭되는 롤의 표면에서 흠을 검출하기 위한 흠 검출수단을 구비한다. 흠 검출 기술은 초음파 시험방법과 과전류(eddy current) 시험방법을 포함한다. 공지의 초음파 시험방법은, 예컨대, JP-A No. 1994-142215호와, JP-A No. 1992 3-35158호 공보에 개시되어 있다. 공지의 과전류 시험 방법은, 예컨대 JP-A No. 1992 3-35158호 공보에 개시되어 있다.
종래의 흠 검출기에 의해 롤의 외주 표면에 형성된 흠의 상대 깊이 및 크기를 결정할 수 있음에도 불구하고, 개개의 흠에 대한 구체적인 깊이는 종래의 흠 검출기에 의해 결정할 수 없었다.
또한, 종래의 롤 연삭기에 의해 롤을 연삭할 때는, 연삭공정과 시험공정 및 연삭공정의 사이클이 모든 흠이 사라질 때까지 반복되는데, 흠 검출장치에 의해 롤의 외주 표면이 검출되고, 조작자가 눈으로 흠을 확인하며, 롤이 수동 연삭모드로 연삭되는 과정이 반복된다. 그러므로, 수치 제어장치에 의해 제어되는 자동화 연삭공정은 그 외주 표면에 흠이 있는 롤을 연삭하는데는 적합하지 않고, 조작자는 연삭공정의 시작에서 종료까지 연삭장치를 지켜봐야 하며, 그렇지 않으면 롤이 효과적으로 연삭될 수 없게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하고, 롤 상의 흠의 검출로부터 연삭까지의 일련의 단계를 자동화하며, 롤 상의 모든 흠이 제거될 때까지 자동적으로 그리고 효율 좋게 연삭될 수 있도록 된 롤 연삭기의 수치제어장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 롤 연삭기의 수치제어장치의 1실시형태를 나타낸 블록도,
도 2는 도 1의 수치제어장치의 동작을 나타낸 플로우챠트이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 롤 연삭기의 수치제어장치는 주축대와 심압대 사이에서 연삭될 롤을 지지하고, 이 롤을 회전시키며, 지석을 지지하는 지석대를 원주방향으로 교차 공급하면서 지석을 롤 축방향에 평행하게 길이방향으로 이동시키고, 프로그램된 일련의 연삭단계를정을 제어하는 롤 연삭기의 수치제어장치에 있어서, 롤의 표면에 발생된 흠을 검출하는 흠 검출 헤드를갖고, 롤의 전체 표면을 스캔하기 위한 흠 검출수단과, 검출된 흠의 위치를 명기하는 흠 정보를 생성하기 위한 흠 정보 생성수단, 흠 정보를 기초로 검출된 흠을 수복(修復)하기 위한 교차 공급 지령을 생성하기 위한 지령 생성수단, 상기 교차 공급 지령을 기초로 지석대를 롤의 축에 평행하게 길이방향으로 이동시켜 지석을 흠의 위치에 대응하는 위치로 위치 결정하는 제1축위치제어와, 지석을 원주방향으로 교차 공급하는 제2축위치제어를 실행하는 제어수단, 흠이 완전히 수복되었는지 결정하고, 제어수단으로 교차 공급 이동의 정지 신호를 제공하는 결정수단 및, 흠이 완전히 수복되면 다음의 교차 공급 지령으로 스킵(skip)하기 위한 스킵수단을 구비한다.
바람직하게는, 결정수단은, 흠 검출기의 출력 신호와 미리 설정된 흠 레벨 문턱값을 비교하고, 완전한 1회전동안 제공된 흠 검출기의 출력신호가 흠 레벨 문턱값 보다 작을 때, 흠이 완전히 수복된 것을 결정하는 다음 지령 호출수단을 포함한다.
(실시예)
도 1은 롤 연삭기(10)를 제어하기 위한 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 수치제어장치(12)를 나타낸 것으로, 롤 연삭기(10)는, 예컨대 연삭가공 대상물인 롤(11)을 연삭한다.
롤 연삭기(10)는 왕복대(14)와 주축대(15;spindle stock) 및 심압대(16)를 포함한다. 왕복대(14)는 회전을 위해 주축대(15)와 심압대(16) 사이에서 지지된 롤(11)의 축과 평행한 Z축방향과 평행한 방향으로 이동할 수 있다. 지석대(17;砥石臺)는 Z방향과 수직한 X축방향과 평행한 방향으로 이동 가능하도록 왕복대(14) 상에 배열 설치된다. 지석대(17)에는, 지석(18)의 축이 롤(11)의 축에 평행하게 연장되도록 지석(18)이 설치된다. 도시되지 않은 공급(in feed)기구는 롤(11)을 연삭하기 위해서 지석대(17)와 함께 지석(18)을 롤(11)쪽으로 교차 공급시킨다. (머리부 쪽의) 주축대(15)와 (꼬리부 쪽의) 심압대(16)는 축방향으로 롤(11)을 지지한다. 주축대(15)는 롤(11)에 주축모터(19)의 구동 토크를 전달하여 롤(11)을 회전시킨다.
롤 연삭기(10)에는 초음파식의 검출 헤드(23)를 갖춘 흠 검출장치(22)가 구비된다. 초음파식 검출 헤드(23)는 왕복대(14) 상에 탑재된다. 초음파식 검출 헤드(23)는 롤(11)의 외주 표면을 향해서 초음파을 방사하고, 롤(11)의 표면으로부터 반사된 초음파를 수신한다. 초음파식 검출 헤드는 흠을 검출하기 위해서 롤(11)의 전체 표면을 스캔하고, 롤(11)의 표면에서 소정의 흠이 발견되면 흠의 레벨을 결정한다. 여기서, 레벨이란 흠의 크기를 각각 평가하고 명기한 등급 중 하나이다. 흠 검출장치(22)는 초음파식 검출 헤드(23)로부터 수신된 검출 신호에 대응하는 전압 신호를 수치제어장치(12)로 송신한다.
수치제어장치는 아날로그 전압 입력회로(24)와, 처리장치(25), 롤 연삭기(10)의 수치제어에 필요한 데이터를 기억시키고 필요할 때마다 기억된 데이터를 읽을 수 있는 기억장치(26) 및, 각 제어 축의 서보유닛(servo unit)에 지령 펄스를 분배하는 펄스 분배회로(27)를 포함한다. 흠 검출장치(22)에 의해 제공된 전압 신호는 아날로그 전압 입력회로(24)를 통해 처리장치(25)로 전달된다. 입력장치(29)와 표시장치(28)가 처리장치(25)에 접속된다. 입력장치(29)를 조작하여 NC지령 프로그램을 처리장치(25)에 입력한다. 처리장치(25)는 NC지령 플로그램을 분석하고, X축을 따른 절개 깊이와 Z축을 따른 길이방향의 이동거리 및 주축모터(19)의 회전 속도 등을 포함한 지령을 연산 처리한다. 펄스분배회로(27)는 X축모터(30)와 Z축모터(31) 및 주축모터(19)를 각각 제어하기 위한 제1서보제어장치(30a)와 제2서보제어장치(30b) 및 제3서보제어장치(30c)에 이들 지령을 분배한다. 또한, 도 1에는 롤 연삭기(10)[또는 롤 연삭기(10) 상의 롤(11)]의 주축의 회전 각도를 검출하기 위한 로터리 엔코더(rotary encoder) 등의 각도검출장치(41)가 도시된다.
수치제어장치(12)에 의해 수치제어 프로그램이 실행되는 것을 나타낸 도 2의 플로우챠트를 참조로 수치제어장치(12)의 조작이 설명된다. 우선, 흠 검출장치(22)가 롤(11) 표면의 흠을 스캔한다(단계S1). 흠 검출지령이 주어지면, 제3서보제어장치(30c)가 주축모터(19)를 제어하여 초음파식 검출 헤드(23)가 롤(11)의 표면을 외주방향을 따라 스캔하고, 제2서보제어장치(30b)는 Z축 이동지령을 주어 초음파식 검출 헤드(23)가 Z축에 평행하게 움직이도록 한다. 따라서, 초음파식 검출 헤드(23)는 롤(11)의 전체 표면을 스캔한다. 롤(11)의 표면에서 흠이 발견되면, 처리장치(25)는 단계S2에서 흠의 위치 및 레벨을 명기한다. 처리장치(25)는 단계S3에서 각 흠의 위치와 레벨에 관한 데이터를 포함하는 흠 정보를 생성하고, 단계S4에서 흠을 수복하기 위해서 각각의 홈 수복 지령을 생성한다. 각 흠 수복 지령은 흠에 대응하는 Z축 상에서의 지석(18)의 위치와 X축을 따른 절개 깊이가 명기된다. 흠 정보는 기억장치(26)에 기억된다.
이어서, 최초의 흠(40)을 복구하기 위한 흠 수복 지령이 실행된다(단계S5). 흠에 대응하는 Z축상의 지석(18)의 위치를 명기한 지령이 제2서보제어장치(30b)에 주어진다. 왕복대(14)가 이동하여 지석(18)이 수복할 흠(40)의 정면에 위치 결정된다.
그 다음, 처리장치(25)는 X축을 따른 절개 깊이를 명기한 지령을 제1서보제어장치(30a)에 지령한다. 따라서, 지석대(17)가 X축에 평행하게 진행하고, 지석(18)이 롤(11)을 점차적으로 절개하며, 결과적으로 흠(40)은 점차적으로 작게 된다. 이 흠 복구와 병행하여, 초음파식 검출 헤드(23)는 Z축에 대해서 흠(40)의 위치에 대응하는 위치에서 스캔을 행한다(단계S6). 초음파식 검출 헤드(23)는 롤(11)이 완전히 1회전하는 동안, 출력신호를 계속적으로 생성한다. 초음파식 검출 헤드(23)의 출력신호가 아날로그 전압 입력회로(24)에 주어지고, 아날로그 전압 입력회로(24)가 초음파식 검출 헤드(23)의 출력신호에 대응하는 전압 신호를 처리장치(25)에 준다. 처리장치(25)는 입력 전압 신호의 크기를 모니터하고, 이 입력 전압 신호의 크기와 미리 설정된 문턱값을 비교한다(단계S7). 입력 전압 신호의 크기가 문턱값 보다 크면, 예컨대 단계S8에서 질문에 대한 응답이 부정적이면(no), 지석(18)의 교차 공급이 계속된다. 입력 전압 신호의 크기가 문턱값 보다 크지 않으면, 예컨대 단계S8에서 질문에 대한 응답이 긍정적이면, 흠이 완전히 수복된 것으로 결정된다.
그 다음, 처리장치(25)는 교차 공급 정지 명령을 제1서보제어장치(30a)로 주어 지석(18)의 교차 공급을 정지시킨다(단계S9). 단계S11에서 흠이 마지막으로 검출된 흠이 아니면, 처리장치(25)는 단계S10로부터 단계S5로 되돌려져서 다음의 수복지령을 실행하고, 단계S5 내지 단계S10을 반복한다. 모든 흠이 수복되면, 프로그램은 단계S12로 진행하는데, 여기서 왕복대(14)는 Z축에 평행한 방향으로 왕복되며 일반적인 연삭조작에 의해 롤(11)을 완전히 연삭한다. 따라서, 흠 검출공정과 모든 검출된 흠을 수복하기 위한 흠 수복공정 및 바람직한 크기로 롤(11)을 연삭하기 위한 롤 연삭공정이 자동적으로 그리고 효과적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 기재되었지만, 당업자에 있어서는 본 발명의 범위 및 정신을 벗어나지 않고 변형 및 변화가 가능하다는 것은 명백하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의해면, 흠을 검출하기 위한 공정과 검출된 흠을 수복하고 롤을 연삭하는 일련의 공정이 자동적으로 그리고 효과적으로 수행될 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 주축대와 심압대 사이에서 연삭될 롤을 지지하고 이 롤을 회전시키며, 지석을 지지하는 지석대를 원주방향으로 교차 공급하면서 지석을 롤 축방향에 평행하게 길이방향으로 이동시키고, 프로그램된 일련의 연삭단계를 제어하는 롤 연삭기의 수치제어장치에 있어서,
    롤의 표면에 발생된 흠을 검출하는 흠 검출 헤드를 갖고, 롤의 전체 표면을 스캔하기 위한 흠 검출수단과,
    검출된 흠의 위치를 명기하는 흠 정보를 생성하기 위한 흠 정보 생성수단,
    흠 정보를 기초로 검출된 흠을 수복하기 위한 교차 공급 지령을 생성하기 위한 지령 생성수단,
    상기 교차 공급 지령을 기초로 지석대를 롤의 축에 평행하게 길이방향으로 이동시켜 지석을 흠의 위치에 대응하는 위치로 위치 결정하는 제1축위치제어와, 지석을 원주방향으로 교차 공급하는 제2축위치제어를 실행하는 제어수단,
    흠이 완전히 수복되었는지 결정하고, 제어수단으로 교차 공급 이동의 정지 신호를 제공하는 결정수단 및,
    흠이 완전히 수복되면 다음의 교차 공급 지령으로 스킵(skip)하기 위한 스킵수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 롤 연삭기의 수치제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 결정수단은, 흠 검출기의 출력 신호와 미리 설정된 흠 레벨문턱값을 비교하고, 완전한 1회전동안 제공된 흠 검출기의 출력신호가 흠 레벨 문턱값 보다 작을 때, 흠이 완전히 수복된 것을 결정하는 다음 지령 호출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 연삭기의 수치제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 스킵수단은 수복된 흠이 마지막으로 검출된 흠인지를 결정하고 흠이 마자막으로 검출된 흠이 아니면 다음의 교차 공급 지령으로 스킵시키는 것을 특징으로 하는 롤 연삭기의 수치제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 흠 정보 생성수단은 흠의 레벨을 평가하기 위해서 흠의 크기를 명기한 데이터를 포함하는 흠 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 롤 연삭기의 수치제어장치.
  5. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 흠 검출 헤드는 초음파식 검출 헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 롤 연삭기의 수치제어장치.
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