KR100478241B1 - Tools Measuring and Compensation Method of Machining Center - Google Patents

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KR100478241B1 KR10-2002-0052641A KR20020052641A KR100478241B1 KR 100478241 B1 KR100478241 B1 KR 100478241B1 KR 20020052641 A KR20020052641 A KR 20020052641A KR 100478241 B1 KR100478241 B1 KR 100478241B1
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Abstract

본 발명은 머시닝센터의 공구 계측 및 보정 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 장치설정모드(device setting mode), 수동측정모드(manual measuring mode) 및 자동측정 모드(automatic measuring mode)를 지원하여 사용자가 선택한 모드에 따라 계측용 측정장치 프로브의 위치값 측정, 주축에 장착된 공구의 반경 및 길이의 측정, 공구의 마모 및 파손여부를 판단하여 CNC 장비의 가공정밀도를 유지시킬 수 있도록 된 것이다. 이러한 머시닝 센터의 공구 계측 및 보정방법에 의하면 사용공구의 다양화에 따른 공구형상에 상관 없이 공구계측이 가능하며 가공과정 중간에서도 공구의 마모에 따른 공구데이터를 보정할 수 있어 공구 계측을 위한 작업중단시간을 축소시킬 수 있으면서도 사용자가 이용하기 편리한 장점을 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool measurement and calibration method of a machining center, and in detail, supports a device setting mode, a manual measuring mode, and an automatic measuring mode. According to the mode, it is possible to maintain the machining precision of the CNC equipment by measuring the position value of the measurement measuring device probe, measuring the radius and length of the tool mounted on the main shaft, and determining whether the tool is worn or damaged. According to the tool measurement and correction method of the machining center, tool measurement is possible regardless of the tool shape due to the diversification of the tool used, and the tool interruption time for tool measurement can be compensated by correcting tool data according to the wear of the tool even during the process. It can reduce the size and provide a user-friendly advantage.

Description

머시닝센터의 공구 계측 및 보정 방법{Tools Measuring and Compensation Method of Machining Center}Tool Measuring and Compensation Method of Machining Center

본 발명은 머시닝센터의 공구 계측 및 보정 방법에 관한 것으로서, 사용 절삭공구의 마모와 파손을 감시하여 CNC 장비의 가공정밀도를 유지시킬 수 있는 머시닝센터의 공구 계측 및 보정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool measurement and calibration method of a machining center, and more particularly, to a tool measurement and calibration method of a machining center capable of maintaining machining precision of CNC equipment by monitoring wear and damage of a used cutting tool.

머시닝센터를 이용한 금형가공 공정에서 장시간 가공에 따른 공구의 마모는 제품 정밀도 및 면 조도에 직접적 영향을 미치며, 이를 방지하기 위해서는 높은 정도의 계측 신속성을 갖춘 공구감시시스템이 필수적이다. 공구마모에 관한 측정방법은 CCD 카메라, 레이저센서 등의 공구마모를 측정하는 직접적인 방법과 주축 모터의 전류, 음향방출 신호, 가공면의 온도 등과 같이 절삭과정 중에 발생하는 물리적 인자들을 이용하여 절삭력을 추정하고 그에 따라 공구의 마모량을 예측하는 간접적방법이 있으나, 상용화된 기술로는 툴 세팅프로브(tool setting probe)가 사용되고 있다.In the mold machining process using machining centers, tool wear due to prolonged machining directly affects product precision and surface roughness. To prevent this, a tool monitoring system with a high degree of measurement speed is essential. Tool wear measurement method is a direct method of measuring tool wear such as CCD camera, laser sensor, etc., and cutting force is estimated by using physical factors generated during cutting process such as spindle motor current, acoustic emission signal, and surface temperature And accordingly there is an indirect method for predicting the amount of wear of the tool, but tool setting probe (tool setting probe) is used as a commercial technology.

툴 세팅프로브와 CNC 제어기를 연결하고 측정에 필요한 프로그램은 사용자매크로를 이용하여 작성되나, 사용자가 매크로 프로그램을 사용하기 어려워, CNC 제작사에서 지원된 단순한 계측 매크로프로그램만을 이용하여 단순하고 정밀도가 낮은 계측이 이루어지고 있다.The program needed to connect the tool setting probe and the CNC controller and measure is written using the user macro, but it is difficult for the user to use the macro program. Therefore, simple and low precision measurement is possible using only the simple measurement macro program supported by the CNC manufacturer. It is done.

가공설비 자동화에 따라 CNC 장비의 유연 생산시스템화에 의해 다품종소량 생산이 가능하나, 사용공구의 다양화에 의한 공구계측시스템은 이를 따르지 못하는 실정으로 다양한 공구계측을 위한 계측 알고리즘 연구개발이 요청되는 실정이며, 계측속도에 따른 위치에러 보간(interpolation) 기능의 미비로 인해 측정 결과 치의 보정이 불가능한 형편이다.It is possible to produce small quantities of various products by the flexible production system of CNC equipment according to the automation of processing equipment, but the tool measuring system due to the diversification of used tools does not follow this situation, and the research and development of measuring algorithms for various tool measuring is required. However, due to the lack of interpolation function due to the measurement speed, the measurement result cannot be corrected.

또한 계측용 측정장치를 CNC 장비의 테이블(계측공간)에 부착하고 CNC 제어기에 계측위치를 입력하기 위해 다이얼게이지 등을 장비의 주축에 설치하고 프로브의 동심위치로 수작업에 의해 위치시킨 후 기계좌표를 CNC 제어기에 입력시켜 공구계측을 행하나, 다이얼게이지의 측정압력에 의해 프로브의 변위에 의한 동심위치선정의 어려움으로 인하여 설치시간이 과다하고 위치정밀도가 낮은 문제점도 가지고있으며, 새로운 제품 가공을 위한 공구설치(tooling) 과정은 툴 프리세터 및 하이트 프리세터 등을 추가 이용함으로서 설비 투자비증가, CNC 장비의 가용시간 축소 등의 문제점이 발생되고 있다.In addition, the measuring device is attached to the table (measurement space) of the CNC equipment, and the dial gauge is installed on the main axis of the equipment to input the measurement position to the CNC controller. Tool measurement is performed by inputting to the CNC controller, but due to the difficulty of selecting the concentric position due to the displacement of the probe due to the measured pressure of the dial gauge, there is a problem of excessive installation time and low position accuracy. In the tooling process, tool presetters and height presetters are additionally used, resulting in an increase in facility investment cost and a reduction in the available time of CNC equipment.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 머시닝센터에 사용되는 공구의 종류 및 형상에 상관없이 공구계측이 가능하며, 계측용 측정장치의 설치위치값 획득, 초기 공구 계측 값의 자동획득, 가공공정에 사용되는 다수의 공구 중 사용공구의 시작전과 가공프로그램 구동 중에 마모여부에 대한 계측 및 공구값에 대한 보정이 가능한 머시닝센터의 공구 계측 및 보정 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 본 발명의 또 다른 목적은 사용 CNC 제어기에 관계없이 사용 가능하도록 사용자 준비기능 G코드와 최적계측에 필요한 인수설정이 가능한 계측시스템과 계측속도에 따른 정밀도 보간이 가능하여 계측속도에 의한 측정정밀도 향상이 가능한 머시닝센터의 공구 계측 및 보정 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, it is possible to measure the tool irrespective of the type and shape of the tool used in the machining center, acquisition of the installation position value of the measuring device for measurement, automatic acquisition of the initial tool measurement value, It is an object of the present invention to provide a tool measuring and calibration method of a machining center that can measure the wear value and correct the tool value before the start of the use tool and during the driving of the machining program. It is still another object of the present invention to provide a measurement system capable of setting the necessary parameters for the user preparation function G code and optimal measurement so that it can be used regardless of the CNC controller used, and the interpolation of precision according to the measurement speed is possible, thereby improving the measurement accuracy by the measurement speed. It is possible to provide tool measurement and compensation methods for machining centers.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 머시닝센터의 공구 계측 및 보정 방법은 공구계측 및 보정에 필요한 과정, 계측용 측정장치의 설치위치 획득을 위한 장치설정모드, 제품 가공에 필요한 공구선정 후 머시닝센터 주축에 설치하여 공구의 길이 및 반경을 획득하여 CNC 제어기의 해당공구 보정 값을 입력하는 수동측정모드, 기계가공 과정 중 사용 공구를 계측준비기능 코드에 의해 자동계측 및 공구보정이 가능한 자동측정모드 과정을 포함한다.Tool measurement and calibration method of the machining center according to the present invention in order to achieve the above object is a process required for tool measurement and calibration, the device setting mode for obtaining the installation position of the measuring device for measurement, the machining center after the selection of the tool required for product processing Manual measurement mode to input the tool compensation value of CNC controller by acquiring the length and radius of the tool by installing it on the main axis, and automatic measurement mode process that enables automatic measurement and tool compensation by the measurement preparation function code during the machining process. It includes.

이하 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 머시닝센터의 공구 계측 및 보정 과정을 나타내 보인 흐름도이다. 또한, 아래에 기재된 표1 및 표2는 미시닝센터의 공구계측시스템에 기억된 프로그램이 인식할 수 있도록 저장된 것으로 작업자가 입력하여 사용하는 준비기능 G코드와 함께 사용할 수 있는 사용인수와 변수 및 계측 시 필요한 보조기능 M코드 기능을 나타낸다.1 is a flow chart showing a tool measurement and calibration process of the machining center according to the present invention. In addition, Tables 1 and 2, listed below, are stored so that the programs stored in the tool measuring system of the micronization center can be recognized. Indicates the auxiliary function M code function required.

도 1을 참조하면, 먼저, 공구계측모드의 선택과 관련되어 설정된 공구측정 G코드를 포함하는 코드를 사용자가 입력한다(단계 1). 코드입력과정에서는 앞서 설명된 사용인수 및 변수값을 함께 입력할 수 있다.그러면 머시닝센터는 입력된 코드가 장치설정모드, 수동측정모드, 자동측정모드 중 어느 모드에 해당하는 G코드인지를 판단한다.여기서 장치설정모드는 머시닝센터 작업테이블의 여유 위치에 티-볼트로 장착한 계측용 측정장치 프로브의 위치를 계측한 다음 CNC 제어기에 계측용 측정장치 프로브의 위치를 매크로 변수에 자동으로 계측용 측정장치 위치를 입력하여 이후 사용될 수 있게 저장하는 과정을 수행하는 것을 말한다. 수동측정모드는 주축에 장착된 선정 공구의 반경, 길이와 같은 공구 데이터를 계측하고 계측된 공구데이터를 자동으로 CNC 제어기에 입력하는 것을 말하고, 이 경우 입력된 공구데이터 값으로 기계가공을 곧 바로 수행 할 수 있다. 또한 자동측정 모드는 CNC 가공프로그램을 이용한 절삭가공전과 가공 중에 자동으로 주축에 장착된 공구의 마멸여부를 감시하는 프로그램을 수행하는 것으로 아래의 표1에 기재된 측정방향 인수Q(15)에 대해 사용자가 선택한 값에 따라 계측위치 및 계측점 등이 결정되고, 사용자가 선택한 반복회수(K) 값에 따라 각 계측 위치에서의 계측회수를 결정하여 공구계측을 수행한다. 또한, 자동측정모드의 수행을 통해 현재 측정된 공구데이터와 동일 공구에 대해 이전에 저장된 공구데이터와의 차이가 설정된 파손범위를 벗어난 경우 내부 알람을 발생시키고, 장비의 작동을 중시키도록 작동된다. 또한, 자동측정모드의 수행을 통해 현재 측정된 공구데이터와 동일 공구에 대해 이전에 저장된 공구데이터와의 차이가 설정된 범위내일 경우 정상마멸로 판단하고, 현재 측정된 공구 데이터를 자동으로 CNC 제어기에 공구보정 데이터로서 갱신되게 입력시킨다.이러한 각 모드에 대해 도시된 예에서는 G100이 장치설정모드에 해당하는 코드로 표기되어 있고, G101이 수동측정모드에 해당하는 코드로 표기되어 있고, G102가 자동측정모드에 해당하는 코드로 표기되어 있다. 또한, 각 모드, 인수, 변수설정과 관련된 내용은 기억장치에 기록되어 있다.따라서, 상기 코드판단단계에서 사용자가 입력한 코드가 G100을 포함하고 있으면 장치설정모드로 설정한다(단계 3). 장치 설정모드로 설정되면 머시닝센터는 장치설정모드 수행에 해당하는 측정조건을 호출한다. 여기서 측정조건은 계측을 위한 프로세스에 대해 코드입력단계에서 입력한 코드에 포함된 인수 또는 변수 및 그 밖에 디폴트로 설정된 값에 대응되는 계측위치, 계측방향 등에 대해 설정된 조건을 말한다. 이후, 계측용 측정장치 프로브에 대해 상호 다른 3 곳의 위치를 주축을 이동시켜 상호 접촉될 때의 접촉점의 위치를 측정하고(단계 8), 측정된 계측용 측정장치 프로브의 위치를 CNC제어기의 계측장치 위치값으로 입력하여 저장한다(단계 11). 이러한 장치설정모드 수행에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다. 한편, 상기 코드판단단계에서 사용자가 입력한 코드가 G101을 포함하고 있으면 수동측정모드로 설정한다(단계 3). 수동측정모드로 설정되면 머시닝센터는 수동측정모드 수행시 필요한 계측용 측정장치 프로브 위치값이 저장되어 있는지를 판단하고 저장되어 있지 않으면 알람을 발생시키고, 저장되어 있으면 측정조건을 호출한 다음 주축을 이동시켜 주축에 장착된 측정대상 공구가 계측용 측정장치의 프로브에 접촉될 때의 접촉점의 위치값을 이용하여 공구의 길이 또는 반경을 측정하고(단계 9), 측정된 값을 이후의 가공시 이용할 수 있도록 CNC 제어기의 공구보정 정보로 저장한다(단계 12). 이러한 수동설정모드에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.또한, 상기 코드판단단계에서 사용자가 입력한 코드가 G102를 포함하고 있으면 자동측정모드로 설정한다(단계 5). 자동측정모드로 설정되면 머시닝센터는 자동측정모드 수행시 필요한 계측용 측정장치 프로브의 위치값이 저장되어 있는지를 판단하고(단계 6), 저장되어 있지 않으면 알람(단계 25)을 발생시키고, 저장되어 있으면 측정조건을 호출한 다음(단계 7), 주축을 이동시켜 주축에 장착된 측정대상 공구가 계측용 측정장치 프로브에 접촉될 때의 접촉점의 좌표값을 이용하여 공구의 길이 또는 반경을 측정하고(단계 10), 현재의 측정된 값을 이후의 가공시 이용할 수 있도록 CNC 제어기의 공구보정 정보로 저장한다(단계 13). 이러한 자동측정모드수행에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.Referring to FIG. 1, first, a user inputs a code including a tool measurement G code set in association with the selection of a tool measurement mode (step 1). In the code input process, the above-described arguments and variable values can be input together. The machining center then determines whether the input code is a G code corresponding to the device setting mode, manual measurement mode or automatic measurement mode. Here, the device setting mode measures the position of the measuring instrument probe mounted with a T-bolt at the free position of the machining center work table, and then automatically measures the position of the measuring instrument probe with the macro variable on the CNC controller. Inputting device location and storing it for later use. Manual measurement mode refers to measuring tool data such as radius and length of a selected tool mounted on a spindle and automatically inputting measured tool data to CNC controller. In this case, machining is performed immediately with the input tool data value. can do. In addition, the automatic measurement mode executes a program that automatically monitors whether or not a tool mounted on the spindle is worn before and during cutting using a CNC machining program. The measurement position and measurement point are determined according to the selected value, and the tool measurement is performed by determining the measurement frequency at each measurement position according to the repetition frequency (K) value selected by the user. In addition, when the difference between the currently measured tool data and the previously stored tool data for the same tool is out of the set damage range through the automatic measurement mode, an internal alarm is generated and the operation of the equipment is stopped. In addition, if the difference between the currently measured tool data and the previously stored tool data for the same tool is within the set range through the automatic measurement mode, it is determined as normal wear and tear, and the currently measured tool data is automatically transferred to the CNC controller. In the example shown for each of these modes, G100 is indicated by a code corresponding to the device setting mode, G101 is indicated by a code corresponding to the manual measurement mode, and G102 is an automatic measurement mode. It is indicated by the code corresponding to. In addition, the contents related to each mode, argument, and variable setting are recorded in the storage device. Therefore, if the code input by the user in the code judging step includes G100, the mode is set to the device setting mode (step 3). When it is set to the device setting mode, the machining center calls the measurement condition corresponding to the device setting mode. Here, the measurement conditions refer to conditions set for measurement positions, measurement directions, etc. corresponding to arguments or variables included in the code input in the code input step and other default values for the process for measurement. Thereafter, the positions of the contact points when the mutually different positions are contacted with each other by moving the main axes of three different positions with respect to the measurement measuring device probe (step 8), and the position of the measured measuring device probe is measured by the CNC controller. Enter and save as device location value (step 11). A more detailed description of performing the device setting mode will be described later. On the other hand, if the code entered by the user in the code judging step includes G101 is set to the manual measurement mode (step 3). If it is set to manual measurement mode, the machining center judges whether the position value of the measuring device probe is needed, and if not, it generates an alarm.If it is saved, it calls the measurement condition and then moves the spindle. By measuring the length or radius of the tool using the position value of the point of contact when the tool to be mounted on the spindle contacts the probe of the measuring device (step 9), the measured value can be used for subsequent machining. Save it as tool compensation information for the CNC controller (step 12). A more detailed description of the manual setting mode will be described later. If the code input by the user in the code determining step includes G102, the automatic setting mode is set (step 5). When it is set to the automatic measurement mode, the machining center determines whether the position value of the measuring device probe necessary for performing the automatic measurement mode is stored (step 6), and if not, generates an alarm (step 25) and stores the If yes, call the measuring condition (step 7), and then move the spindle to measure the length or radius of the tool using the coordinates of the contact points when the measuring tool mounted on the spindle contacts the measuring instrument probe ( Step 10), the current measured value is stored as tool compensation information of the CNC controller for use in subsequent machining (step 13). A more detailed description of the automatic measurement mode will be described later.

먼저, 장치설정 모드의 시퀀스를 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 앞서 도 1의 단계 3 이후의 측정조건호출단계에서 호출된 측정조건이 3위치 측정이면, 도 3에 도시된 바와 같이 반경 및 길이를 알고 있는 주축에 장착된 공구가 작업테이블에 티볼트로 장착된 원기둥 형태의 계측용 측정장치 프로브에 상호 다른 세점에서 접촉되도록 도시된 화살표 방향으로 이동시킨다. 즉, 주축의 공구를 8a위치로 이동시켜 프로브에 접촉되면 이때의 접촉점의 좌표값을 저장하고, 주축을 후퇴 및 반대편으로 이동시킨 다음 8c위치로 진행시켜 프로브에 접촉시키면 이때의 두번째의 접촉점의 좌표값을 저장하고, 다시 8b위치에서 프로브에 접촉시켜 세번째의 접촉점의 좌표값을 저장한 다음 각 프로브와의 접촉점에 대한 X, Y 좌표값으로부터 원의 방정식을 이용하여 프로브의 중심값을 산출한다. 다음으로는 다시 주축의 공구가 프로브의 상면 위로 이동되게 한 다음 8d방향으로 하강시켜 프로브에 주축의 공구가 접촉되면 이때의 프로브의 Z축 위치를 산출하여 CNC 제어기의 계측용 측정장치에 대한 매크로변수에 계측용 측정장치 프로브의 위치값으로 자동입력한다. 한편, 계측용 측정장치 프로브에 대해 초기 매크로 변수가 없는 경우 사용자가 수작업으로 수동펄스발생기(MPG)를 이용하여 주축의 공구를 8a 위치로 이동시켜 접점신호가 발생되면 이후 자동적으로 설정된 측정조건에 따라 앞서 설명된 바와 같이 자동적으로 측정하고, 초기 계측 후 정도보정을 위한 계측은 입력된 매크로 변수에 의해 주축이 8a의 충돌 방지 위치까지 자동정렬 한 후 계측이 이루어진다.First, the sequence of the device setting mode will be described in more detail with reference to FIG. 3. If the measurement condition called in the measurement condition call step after step 3 of FIG. 1 is a three-position measurement, as shown in FIG. The measuring instrument probe of the type is moved in the direction of the arrow shown so as to contact at three different points. That is, when the tool of the main axis moves to the 8a position and contacts the probe, the coordinate value of the contact point at this time is stored, and the main axis is retracted and moved to the opposite side, and then proceeds to the 8c position to contact the probe. After storing the value, contact the probe at the position 8b again to store the coordinate value of the third contact point, and then calculate the center value of the probe by using the circle equation from the X and Y coordinate values for each contact point. Next, move the tool of the main shaft to the upper surface of the probe and then lower it in 8d direction. When the tool of the main axis contacts the probe, calculate the Z position of the probe at this time. Automatically input the position value of the measuring device probe. On the other hand, if there is no initial macro variable for the measuring device probe for measurement, the user manually moves the tool of the spindle to 8a position using a manual pulse generator (MPG), and then generates a contact signal. As described above, the measurement is performed automatically, and the measurement for accuracy correction after initial measurement is performed after the main axis is automatically aligned to the collision avoidance position of 8a by the input macro variable.

다음으로 수동설정모드의 시퀀스를 도 4를 함께 참조하여 설명한다.앞서 도 1의 단계 2에서 수동측정모드로 설정된 이후 단계 1에서 입력된 모드 선택 코드 이외의 인수코드값 또는 생략에 의해 호출된 디폴드 값으로부터 공구의 위치를 측정한다. 공구위치 측정은 먼저, 장치설정 모드에서 설정된 계측용 측정장치 프로브의 위치값을 이용하여 프로브 1축(도시된 예에서는 X축임) 중앙에 주축을 정렬시키고, 수동펄스발생기에 의해 9a 위치로 이동시키면 자동개시를 통해 주축이 이송되면서 화살표방향을 따라 프로브로 전진 후퇴 및 방향이동 과정을 수행하면서 프로브와 접촉될 때의 접촉 위치값으로부터 공구의 길이 및 반경 값을 산출하고, 산출된 공구데이터는 CNC 제어기의 해당공구 보정화면에 입력된다. 한편, CNC 장비 테이블 위에 미리 설치된 바이스 또는 그 밖의 치구에 의한 공구의 간섭을 방지하기 위해 표 1에 기재된 공구경 측정방향 설정인수(Q)및 선택값을 단계 1에서 함께 입력하면 입력된 인수값에 대응되는 방향에서 공구경을 측정한다. 즉, 도 4에서 9b 내지 9e중 어느 하나의 방향에서 공구의 반경을 측정하고자 할 경우 그에 대응되는 Q인수값을 단계 1에서 입력하면 된다.Next, the sequence of the manual setting mode will be described with reference to Fig. 4. The above-mentioned method is set by manual measurement mode in step 2 of Fig. 1 and then called by an argument code value or omission other than the mode selection code input in step 1. Measure the position of the tool from the fold value. To measure the tool position, first, align the main axis to the center of probe 1 axis (X axis in the example shown) using the position value of the measuring device probe set in the device setting mode, and then move to 9a position by manual pulse generator. The length and radius of the tool are calculated from the contact position value when the main axis is moved through the automatic start and the contact position when the probe is in contact with the probe while moving the main axis along the direction of the arrow. Is entered in the tool calibration screen. On the other hand, in order to prevent the interference of the tool by the vice or other jig installed on the CNC equipment table, the tool diameter measurement direction setting factor (Q) and the selected value shown in Table 1 are input together in step 1, Measure the tool diameter in the corresponding direction. That is, in the case of measuring the radius of the tool in any one of 9b to 9e in FIG. 4, the Q factor value corresponding thereto may be input in step 1.

마지막으로 자동측정모드의 수행과정을 도 2, 도 5, 도 5a, 도 5b,도 5c를 함께 참조하여 설명한다.앞서 설명된 바와 같이 자동측정 모드는 CNC프로그램에 의한 절삭가공 전, 후에 자동으로 공구의 마멸 및 파손 여부를 판단 및 공구데이터를 보정하고자 할 때 이용할 수 있도록 프로그램 되어 있다. 이러한 과정을 도 2을 참조하여 설명하면, 코드입력단계(단계 1)에서 입력된 코드에 대해 단계 14에서는 기억장치에 저장된 것으로 표 1 및 표 2에 예시된 코드에 해당한 것인지를 판단하고, 판독가능한 코드일 경우 G코드 이외에 입력된 코드에 대해 측정방법을 선정한다(단계 15). 예를 들어 계측방향에 관한 Q인수에 대해 1 부터 4까지중 어느 하나의 값이 입력된 경우 해당 값에 대응되는 측정조건을 호출한 다음 하나의 위치(1위치)를 측정한다(단계 16). 즉, 표 1에 예시된 바와 같이 계측방향에 관한 Q인수가 입력되지 않은 경우 디폴드 값으로 1로 설정하고, 1에 해당하는 방향 예를 들면 도 5a에서 16b의 방향을 계측방향으로 하여 공구의 반경을 측정한다. 이와는 다르게 계측방향인수(Q)값이 1 부터 4까지 중 어느 하나의 값이 입력된 경우 도 5a에서 16b, 16b-1, 16b-2, 16b-3로 표기된 방향 중에서 입력값에 대응되는 어느 하나의 계측방향에서 공구가 프로브에 접촉되도록 주축을 이송하여 공구의 반경을 측정한다. 이와는 다르게 계측방향 인수가 5와 6중의 어느 하나의 값으로 입력된 경우 2위치 즉, 도 5b에서 17a, 17b로 표기된 두 방향 또는 17c와 17d로 표기된 두 방향에서 각각 반경을 측정한다(단계 17). 또한 계측방향 인수가 7로 입력된 경우 3위치 즉, 도 5c에서 18a, 18b, 18c로 표기된 세방향에서 각각 공구의 반경을 측정한다. 또한, 각 공구의 반경 및 길이 측정과정은 단계 1에서 입력된 측정반복회수 설정 인수인 K값의 입력값 여부에 따라 결정된 측정반복회수에 도달하였는지를 판단하고(단계 19), 설정된 측정반복회수에 도달하였으면, 바람직하게는 공구회전각에 의해 실제공구에 비해 작은 계측 값이 측정될 수 있으므로 수회 측정된 값 중 최대 값을 현재의 공구데이터로 결정한 다음 이전의 동일 공구에 대한 공구데이터와 비교한다(단계 20). 비교결과값이 표1의 사용인수를 이용하여 설정된 공구마모한도 범위를 초과하면 공구파손으로 결정하고(단계 21), 그에 대응되는 작동중지 및 알람을 발생시킨다. 이와는 다르게 단계 20에서 공구마모한도 범위내로 판단되면 정상마모로 결정하고(단계 22), 현재 측정된 값으로 공구데이터를 보정한다(단계 24). 또한, 단계20에서의 비교결과값이 표 1에 기재된 공구길이 오프셋인수를 이용하여 설정된 공구오프셋값을 벗어나면 공구오프셋 에러로 결정하고(단계23), 알람을 발생한다(단계 25).Finally, the process of performing the automatic measurement mode will be described with reference to FIGS. 2, 5, 5A, 5B, and 5C. As described above, the automatic measurement mode is automatically performed before and after cutting by a CNC program. It is programmed so that it can be used to determine the wear and tear of the tool and to correct the tool data. This process will be described with reference to FIG. 2. For the code input in the code input step (step 1), it is determined in step 14 whether it corresponds to the codes illustrated in Tables 1 and 2 as being stored in the storage device, and the reading is performed. If possible, select a measurement method for the input code in addition to the G code (step 15). For example, if any one of values 1 to 4 is input for the Q factor in the measurement direction, a measurement condition corresponding to the value is called and then one position (one position) is measured (step 16). That is, as shown in Table 1, when the Q factor related to the measuring direction is not input, it is set to 1 as the default value, and the direction corresponding to 1, for example, the direction of 16b in FIG. Measure the radius. In contrast, when the measurement direction factor (Q) value is one of 1 to 4, any one corresponding to the input value among the directions indicated by 16b, 16b-1, 16b-2, and 16b-3 in FIG. 5A. Measure the radius of the tool by feeding the spindle so that the tool contacts the probe in the measurement direction of. In contrast, when the measurement direction factor is input to any one of 5 and 6, the radius is measured in two positions, that is, in two directions indicated by 17a and 17b in FIG. 5B or two directions indicated by 17c and 17d, respectively (step 17). . In addition, when the measurement direction factor is input as 7, the radius of the tool is measured in three positions, that is, in three directions indicated by 18a, 18b, and 18c in FIG. 5C. In addition, the process of measuring the radius and length of each tool determines whether the measurement repeat count determined according to the input value of the K value, which is the measurement repeat count setting factor input in step 1, is reached (step 19), and the set measurement repeat count is reached. In this case, since a small measured value may be measured compared to the actual tool by the tool rotation angle, the maximum value among the several measured values is determined as the current tool data, and then compared with the tool data for the same tool before. 20). If the result of the comparison exceeds the tool wear limit range set using the arguments in Table 1, it is determined as a tool break (step 21), and a corresponding shutdown and alarm is generated. In contrast, if it is determined in the tool wear limit range in step 20, it is determined as normal wear (step 22), and the tool data is corrected with the currently measured value (step 24). Further, if the comparison result value in step 20 is out of the tool offset value set using the tool length offset factor shown in Table 1, it is determined as a tool offset error (step 23), and an alarm is generated (step 25).

한편, 도 6은 표1에 도시된 계측속도 인수(F)의 선택에 따른 계측지연 에러를 보정할 수 있는 GUI(graphic user interface)화면으로 측정속도별 측정치에 따른 보간 식에 직선회귀(linear regression)하여 얻은 식을 계측알고리즘에 포함시켜 계측정밀도 향상 기능을 추가하였고, 초기 에러보정을 위해 초기 값 시프트 량을 주어질 수 있는 공구 감시시스템을 특징으로 한다.6 is a graphical user interface (GUI) screen for correcting a measurement delay error according to the selection of the measurement speed factor (F) shown in Table 1, and a linear regression in the interpolation equation according to the measurement value for each measurement speed. The measurement result is added to the measurement algorithm, and the measurement accuracy improvement function is added, and the tool monitoring system can be given the initial value shift amount for the initial error correction.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 사용공구의 다양화에 따른 공구형상에 상관 없이 공구계측이 가능하며 가공과정 중간에서도 공구의 마모에 따른 공구데이터를 보정할 수 있어 공구 계측을 위한 작업중단시간을 축소시킬 수 있으면서도 사용자가 이용하기 편리한 장점을 제공한다.As described above, the present invention can measure the tool regardless of the tool shape according to the diversification of the used tool, and can reduce tool downtime for tool measurement because the tool data can be corrected according to the wear of the tool even during the process. It offers the advantages of being able to be used by the user.

또 계측속도에 의한 지연 에러 보간기능이 가능해 고속계측에 따른 계측소요시간 축소 및 정밀도향상이 가능하고 시스템의 API 모듈화 되어 작업자의 간편한 가공프로그램 조작에 의해 공구감시가 가능하다.In addition, it is possible to interpolate the delay error due to the measurement speed to reduce the measurement time required by the high-speed measurement and to improve the precision.

도 1은 본 발명에 따른 머시닝센터의 공구 계측 및 보정 과정을 나타내 보인 흐름도이고,1 is a flow chart showing a tool measurement and calibration process of the machining center according to the present invention,

도 2는 도 1의 자동측정모드의 수행과정을 보다 상세하게 나타내 보인 흐름도이고,FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of performing the automatic measurement mode of FIG. 1 in more detail.

도 3은 도 1의 장치설정모드의 수행과정에서의 3위치 측정 과정을 설명하기 위한 주축의 이동궤적의 일 예를 나타내 보인 도면이고,3 is a diagram illustrating an example of a movement trajectory of a main axis for explaining a three-position measuring process in the process of performing the device setting mode of FIG. 1;

도 4는 도 1의 수동측정모드의 수행과정에서의 공구에 대한 수동위치측정 과정을 설명하기 위한 주축의 이동궤적의 일 예를 나타내 보인 도면이고,FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a movement trajectory of a main axis for explaining a manual position measurement process for a tool in the process of performing the manual measurement mode of FIG. 1;

도 5는 도 2의 자동측정모드의 수행과정에서의 1위치측정 과정을 설명하기 위한 주축의 이동궤적의 일 예를 나타내 보인 도면이고,FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a movement trajectory of a main axis for explaining a one-position measuring process in the process of performing the automatic measurement mode of FIG. 2;

도 5a 내지 도 5c는 도 2의 자동측정모드 수행과정에서의 계측 방향을 선정하는 방법의 일 예를 나타내보인 도면들이고,5A to 5C are diagrams illustrating an example of a method of selecting a measurement direction in the process of performing the automatic measurement mode of FIG. 2;

도 6은 절삭속도에 따른 직선회귀 보간 프로그램 작성화면의 일 예를 나타내 보인 사진이다.6 is a photograph showing an example of a linear regression interpolation program creation screen according to a cutting speed.

Claims (3)

삭제delete 삭제delete 머시닝센터의 주축에 장착되는 공구의 마모여부를 계측 및 보정하는 방법에 있어서,In the method of measuring and correcting the wear of the tool mounted on the spindle of the machining center, 가. 사용자가 입력한 코드가 장치설정모드, 수동측정모드, 자동측정모드 중 어느 모드인지를 판단하는 단계와;end. Determining whether the code input by the user is a device setting mode, a manual measurement mode, or an automatic measurement mode; 나. 상기 가 단계에서 상기 코드가 상기 장치설정모드에 해당한다고 판단되면 상기 머시닝센터의 주축에 장착된 공구가 상기 머시닝센터의 작업테이블에 장착된 계측용 측정장치 프로브에 상호 다른 세곳에서 접촉되게 상기 주축을 이동시켜 접촉위치값을 측정하고, 이 측정값으로부터 상기 계측용 측정장치 프로브의 위치값을 산출하여 저장하는 단계와;I. If it is determined in step A that the code corresponds to the device setting mode, the tool mounted on the spindle of the machining center is brought into contact with the measuring measuring probe mounted on the work table of the machining center at three different places. Measuring the contact position value by moving, and calculating and storing the position value of the measurement measuring device probe from the measured value; 다. 상기 가 단계에서 상기 코드가 상기 수동측정모드에 해당한다고 판단되면 상기 주축에 장착된 공구를 상기 계측용 측정장치 프로브에 접촉되게 이동시켰을 때 접촉점의 위치값으로부터 상기 주축에 장착된 공구의 직경과 길이 중 적어도 하나의 값을 산출하여 공구데이터로 저장하는 단계와;All. If it is determined in step A that the cord corresponds to the manual measurement mode, the diameter and length of the tool mounted on the spindle are determined from the position value of the contact point when the tool mounted on the spindle moves to contact the measurement measuring device probe. Calculating at least one of the values and storing the calculated value as tool data; 라. 상기 가 단계에서 상기 코드가 상기 자동측정모드에 해당한다고 판단되면 상기 주축을 이동시켜 상기 주축에 장착된 공구가 상기 계측용 측정장치 프로브에 접촉될 때의 접촉점의 위치값으로부터 상기 주축에 장착된 공구의 직경과 길이 중 적어도 하나의 값을 산출하고, 현재 산출된 값과 상기 주축에 장착된 공구의 직경과 길이 중 적어도 하나에 대해 이전에 측정하여 저장된 값을 비교하고, 비교차이값이 설정된 마모 범위에 해당하면 공구계측정보를 보정하여 저장하는 것을 특징으로 하는 머시닝센터의 공구 계측 및 보정 방법.la. If it is determined in the step A that the code corresponds to the automatic measurement mode, the tool mounted on the main shaft is moved from the position value of the contact point when the tool mounted on the main axis is moved by moving the main shaft. Calculate a value of at least one of the diameter and length of, compare the previously calculated value and the previously measured value with respect to at least one of the diameter and the length of the tool mounted on the spindle, and compare the set value of wear range The tool measurement and calibration method of the machining center, characterized in that for correcting and storing the tool measurement information.
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