KR100485569B1

KR100485569B1 - Position sensor of the draw-bar unit

Info

Publication number: KR100485569B1
Application number: KR1020040050351A
Authority: KR
Inventors: 현영진
Original assignee: 주식회사 에스티에이
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2005-04-27
Also published as: WO2006004340A1

Abstract

A position sensing mechanism of a drawbar unit using an LC oscillation circuit is provided to secure sufficient mechanical strength and a stable frequency value, and to secure high reliability and stable characteristics, by utilizing an electric conductor core. A position sensing mechanism of a drawbar unit(50) using an LC oscillation circuit comprises the drawbar unit clamping a tool and a spindle unit in which the drawbar unit is mound to enable the drawbar unit to smoothly clamp the tool. The position sensing mechanism of the drawbar unit comprises a core(54) arranged to the front end of the drawbar unit; a coil(56) wound along the outer peripheral surface of the core in an empty shape; an LC oscillator(58) connected to the coil to produce a frequency signal changing according to a change of an inductance of the coil; and a position sensing part(60) sensing the position of the drawbar unit according to the frequency of an oscillation signal transmitted from the LC oscillator and transmitting the position information sensed to a main controller(70). The core arranged to the front end of the drawbar unit is an electric conductor core.

Description

Position sensor of drawbar unit using LC oscillation circuit

본 발명은 자동 공구 교환장치가 구비된 스핀들유니트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스핀들 유니트의 내부에 구비되는 드로바유니트의 위치를 감지한 후, 이를 주제어기에 전송하여 주제어기가 드로바유니트에 장착되어 있는 공구의 상태를 확인할 수 있도록 하는 특허 제10-0418661호의 다른 실시예에 관한 것이다.The present invention relates to a spindle unit equipped with an automatic tool changer, and more particularly, after detecting the position of the drawbar unit provided inside the spindle unit, the main controller is mounted on the drawbar unit by transmitting it to the main controller. It relates to another embodiment of Patent No. 10-0418661 to be able to check the state of the tool.

일반적으로 머시닝센터나 자동밀링 등에서 사용하는 자동 공구 교환장치는, 수행 완료한 공구와 대기위치의 공구를 자동으로 교환하여 주는 것으로서, 이는 집게 모양의 체인지 아암에 의해 신속하면서도 확실하게 교환 동작을 수행하게 된다. In general, the automatic tool changer used in machining centers and automatic milling machines automatically replaces the finished tool with the tool in the standby position, which enables quick and reliable change operation by a tong shaped change arm. do.

상기 머시닝센터란, 몇가지 종류의 가공을 하나의 기계에서 자동으로 수행하는 수치제어 공작기계로서, 대개 자동 공구 교환기능과 함께 가공물의 2개면 이상을 자동으로 절삭, 천공, 분할할 수 있는 기능을 갖추고 있다. 이같이 서로 다른 공구에 의해 수행되어야 하는 가공공정을 위해 자동으로 공구를 교환하게 되는데 머시닝센터에 있어서 종래 자동 공구 교환장치의 클램핑 및 언클램핑 장치의 동작을 도 1을 참조하여 살펴보기로 한다.The machining center is a numerically controlled machine tool that automatically performs several types of machining on a single machine. The machining center is usually equipped with an automatic tool change function and capable of automatically cutting, drilling, and dividing two or more surfaces of a workpiece. have. As such, the tool is automatically changed for the machining process to be performed by different tools. In the machining center, the operation of the clamping and unclamping device of the conventional automatic tool changer will be described with reference to FIG. 1.

먼저 클램프 동작의 경우, 공구(9)가 스핀들샤프트(6)의 테이퍼면을 따라 스핀들샤프트(6)의 내부로 들어가게되면 콜릿(10)이 공구(9)의 내부로 삽입되게 된다. 그 후 압축공기 유입구(2)로 공급된 압축공기에 의해서 피스톤(3)과 함께 피스톤(3)에 연결되어 있는 푸시로드(5)가 상승하게 된다. 이와같이 푸시로드(5)가 상승하게 되면, 스핀들 샤프트(6)와 드로바유니트(7)의 사이에 설치되어 있는 디스크스프링(12)의 탄성 복원력에 의해서 스핀들샤프트(6)의 내부에 있는 드로바유니트(7)가 상승하게 된다. First, in the case of the clamping operation, when the tool 9 enters the inside of the spindle shaft 6 along the tapered surface of the spindle shaft 6, the collet 10 is inserted into the tool 9. Thereafter, the push rod 5 connected to the piston 3 together with the piston 3 is raised by the compressed air supplied to the compressed air inlet 2. When the push rod 5 rises in this way, the drawbar inside the spindle shaft 6 is caused by the elastic restoring force of the disk spring 12 provided between the spindle shaft 6 and the drawbar unit 7. The unit 7 is raised.

상기한 드로바유니트(7)가 상승하게 되면서 드로바유니트(7)의 끝단의 확장부위(8)가 콜릿(10)을 확장시킴으로써 콜릿(10)이 공구(9)와 스핀들샤프트(6)를 단단히 파지하여 공구(9)가 클램프되어 진다.As the drawbar unit 7 rises, the extension part 8 of the end of the drawbar unit 7 expands the collet 10 so that the collet 10 moves the tool 9 and the spindle shaft 6. The tool 9 is clamped by holding firmly.

언클램프 동작은, 압축공기 유입구(1)로 압축공기가 공급되면 압축공기에 의해 피스톤(3)이 하강된다. 상기 피스톤(3)이 하강되면 피스톤(3)에 종속되어 있는 푸시로드(5)가 하우징(4)의 안내면을 따라 아래쪽으로 전진하게 된다. In the unclamping operation, when the compressed air is supplied to the compressed air inlet 1, the piston 3 is lowered by the compressed air. When the piston 3 is lowered, the push rod 5, which is dependent on the piston 3, is advanced downward along the guide surface of the housing 4.

이와 같이 푸시로드(5)가 내려오게 되면, 푸시로드(5)의 끝단이 스핀들유니트(6)의 내부에 조립되어 있는 드로바유니트(7)를 밀게 되어, 드로바유니트(7)가 하강하게 된다. 상기 드로바유니트(7)가 하강하게 되면, 콜릿(10)이 수축되는 동시에 드로바유니트(7)의 끝단이 공구(9)를 밀면서 공구(9)가 언클램프된다. When the push rod 5 descends in this way, the end of the push rod 5 pushes the drawbar unit 7 assembled inside the spindle unit 6, so that the drawbar unit 7 descends. do. When the drawbar unit 7 is lowered, the collet 10 is contracted and at the same time the end of the drawbar unit 7 pushes the tool 9 to unclamp the tool 9.

현재 고주파 스핀들유니트 또는 벨트 드라이브 스핀들유니트로 이루어진 공작기계의 주축에서 자동공구 교환장치가 장착된 경우 스핀들 샤프트 내부에는 드로바유니트가 있어 공구(공구 또는 테이퍼 샹크를 포함하는 공구홀더)를 강한 힘으로 잡아당겨 스핀들 샤프트의 노우즈에 단단히 고정시키게 된다. 이때 드로바유니트가 공구를 잡아당겨 고정하기 위해 움직이는 거리는 약 10밀리미터 내외의 거리로 드로바유니트의 위치는 공구의 상태에 따라 3가지의 각기 다른 위치를 가지게 되는데 스핀들의 축방향으로 10밀리미터 내외의 가변위 범위 내에서 가장 전방에 놓인 상태, 중간 위치에 놓인 상태, 가장 후방에 놓인 상태가 그것이다. Currently, when an automatic tool changer is mounted on the spindle of a machine tool consisting of a high frequency spindle unit or a belt drive spindle unit, there is a drawbar unit inside the spindle shaft to hold the tool (tool holder with tool or taper shank) with strong force. And pull firmly to the nose of the spindle shaft. At this time, the distance that the drawbar unit moves to pull and fix the tool is about 10mm, and the drawbar unit has three different positions depending on the condition of the tool. In the variable position range, it is in the most forward state, in the middle position, and in the rearmost state.

가장 전방에 놓인 상태는 공구를 풀어놓은 상태로 공구는 자유 상태이므로 공구를 샤프트에 끼워 넣거나 분리할 수 있는 상태이다. 중간 위치에 놓인 상태는 드로바유니트가 공구를 단단히 잡아당겨 샤프트에 고정하고 있는 상태이다. 그리고 가장 후방의 위치에 놓인 상태는 공구가 이미 샤프트로부터 분리된 후 드로바유니트는 아무 것도 잡고 있지 않고 완전히 리턴된 상태이다. The most forward state is a state in which the tool is released and the tool is free, so that the tool can be inserted into or removed from the shaft. In the intermediate position, the drawbar unit is pulling the tool firmly and fixing it to the shaft. And in the rearmost position, the drawbar unit is completely returned without holding anything after the tool has already been removed from the shaft.

이와 같은 3가지 위치에 대한 위치정보를 주제어기에 전송할 필요가 있는데 이것은 공구 교환시 동작의 실행을 확인함으로써 다음 동작을 실행할 것인지의 결정을 하기 위한 것으로 공정의 확실성과 안전을 보장하기 위해 꼭 필요한 과정이다. 현재 대부분의 경우 이상 설명한 3가지 위치정보를 얻기 위한 감시장치로서 근접스위치를 사용하고 있다. 이는 1개의 근접스위치로 1가지 위치만을 확인할 수 있으므로 3가지의 위치정보를 얻기 위해 3개의 근접스위치를 스핀들유니트의 내부에 배치하여 소기의 위치정보를 얻고 있다.It is necessary to transmit the position information of these three positions to the main controller. This is to determine whether to execute the next operation by checking the execution of the operation when changing the tool. This is necessary to ensure the certainty and safety of the process. . In most cases, the proximity switch is used as a monitoring device to obtain the three position information described above. Since only one position can be confirmed by one proximity switch, three proximity switches are arranged inside the spindle unit to obtain three position information, thereby obtaining desired position information.

그런데 현재 시중에 유통되는 근접스위치는 스핀들 유니트의 제한된 내부공간에 배치하기에는 크기가 너무 크며 10밀리미터의 제한된 범위에 위치하는 3개의 서로 다른 위치에 대응하도록 3개의 근접스위치를 배치하기가 어려울 뿐 아니라 정확한 위치에 배치하기 위해서는 가변 위치 고정장치를 사용하여 위치를 조정하여 고정시켜야 하는 등 배치와 위치 조정이 매우 어렵다. 게다가 3개의 근접스위치의 전원공급과 신호전송을 위한 케이블 또한 3조를 인출하여야 하므로 케이블의 처리가 쉽지 않은 일이다. However, commercially available proximity switches are too large to be placed in the limited internal space of the spindle unit, and it is difficult to place three proximity switches to correspond to three different positions located in a limited range of 10 millimeters. In order to arrange the position, it is very difficult to arrange and adjust the position by using the variable position fixing device. In addition, the cable for power supply and signal transmission of the three proximity switches also has to pull out three sets, which makes the cable difficult to handle.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 특허 제10-0418661호 "엘씨 발진회로를 이용한 드로바유니트의 위치 감지기구"를 제안한 바 있다In order to solve the above problems, the present inventor has proposed a patent No. 10-0418661 "position detection device of the drawbar unit using the LC oscillation circuit"

본 발명자에 의해 제안된 상기 선원발명은, 스핀들유니트의 내부에 설치되어 드로바유니트가 동작하여 3곳의 위치중 어디에 위치하고 있는지를 감지한 후, 이를 주제어기에 전송할 수 있는 드로바유니트의 위치 감지장치를 제공하고 있다. The source invention proposed by the present inventors is installed inside the spindle unit, the drawbar unit is operated by the drawbar unit to detect the position of the three locations, and then send it to the main controller position detection device of the drawbar unit Providing.

그런데, 상기한 선원발명을 실시하는데 있어 몇가지의 매우 곤란한 문제점이 나타나고 있는바, 그 첫번째 문제점은 선원발명의 구성에서 소개하고 있는 고투자율의 자성체 코어는 소재의 기계적 강도가 낮다는 점이다. 선원발명을 실시하는데 있어 코어의 기계적 강도는 가장 주안점이라 할 만큼 중요한 요소인데 그 이유는 드로바유니트가 파지하고 있는 공구를 탈착가능한 상태로 풀어주기 위해서는 강력한 힘의 언클램핑 유니트로 눌러 주어야 하는데, 바로 그 압축력이 모두 코어에 직접 가해지기 때문이다. 고투자율 재료의 코어를 사용할 때 두 번째로 중요한 문제점은“드로바유니트의 위치감지기구”에 사용하기에 적합한 고투자율 재료로서 퍼멀로이 등의 합금재료 등을 사용하게 되는 것으로, 이는 그 투자율의 온도계수가 매우 크므로 온도변화에 따라 변화하지 않는 안정된 주파수를 얻을 수 없다는 것이다. “드로바유니트의 위치감지기구”는 그 설치장소가 모터 스핀들의 내부이므로 심한 온도변화에도 불구하고 안정된 측정값을 얻을 수 있어야 한다는 것이 필수 조건이므로 고투자율의 합금재료를 사용해 만든 코어로서는 안정되고 만족할 만한 성능을 얻을 수 없다. 상기 선원발명은, 코일과 콘덴서로 구성된 LC 발진기에 있어, 원통형의 코일의 내부를 관통하는 빈 공간에 코어를 삽입하게 되면 코일의 인덕턴스가 증가하여 발진주파수가 변화하는 현상에 기초하게 되는데, 상기 선원발명의 실시를 위한 거듭된 실험에서 새로이 발견되는 사실은 고투자율의 코어 이외에 전기전도체 코어를 사용할 때에도 본 발명자가 이들 발명을 통해 얻고자 하는 목적과 동일한 결과를 얻을 수 있다는 것이다. LC 발진기를 구성하는 코일에서는 코어의 재질에 따라 인덕턴스의 변화 특성이 정반대로 달라지는데, 투자율이 높은 재질의 코어를 삽입하면 인덕턴스는 높아지며, 반대로 투자율이 낮은 동시에 전기저항이 낮은 재질의 코어를 삽입하면 인덕턴스는 낮아진다. 여기서 전기저항이 낮다는 것은 전기전도율이 높다는 것으로 전기전도체를 말하며 모든 금속 재질이 여기에 해당한다.투자율이 높은 재질의 코어를 사용할 때 인덕턴스가 높아지는 것은 자기회로 내의 자속밀도가 높아지기 때문인 것으로 그 이론은 명확하다. 그러나 투자율이 낮은 전기전도체의 코어를 사용할 때 인덕턴스가 낮아지는 이유에 대하여는 명확한 이론을 찾을 수 없었다. 다만 기타의 이론을 참조하여 추론하기로는 상호인덕턴스에 의해 전기전도체 내에서 2차 전류가 발생하여 자속손실이 일어나므로 이것에 영향받아 자속밀도가 낮아지고 결과적으로 인덕턴스 값이 낮아지는 것으로 이해된다.발진회로의 발진주파수는 고투자율의 코어에서와 전기전도체의 저투자율 코어에서 그 효과는 정반대이므로 주파수의 증가와 감소의 방향은 반대이나 코어의 삽입량에 따라 변화되는 주파수를 얻을 수 있으므로 결과적으로는 선원발명이 추구하는 목적과 동일한 결과를 얻을 수 있게 되는 것이다.여기서 주목할 것은, 첫째 전기전도체의 재료는 기계적 강도가 높으므로 "드로바유니트의 위치감지기구"에 사용하기에 적합하며, 둘째 전기전도체의 코어는 온도에 따라 변화하지 않는 안정된 주파수를 얻을 수 있다는 것이다. 전기전도체 코어는 그 동작원리가 고투자율의 코어와는 달리 코어의 내부에 2차 전류가 유도되어 자속손실이 일어나고 그 결과 인덕턴스가 감소한다. 투자율과는 무관하므로 투자율이 매우 낮은 소재를 사용하므로써 투자율의 온도계수에 따라 발진주파수가 변화하는 현상을 막을 수 있다는 것이다.따라서 본 발명은. 선원발명에서 나타나고 있는 문제점들을 개선하기 위해 코어의 재질을 고투자율의 재질로 하지 아니하고, 이를 그 성질이 전혀 상이한 전기전도체 코어로 구성함으로써 상기한 발명의 목적과 그 기술적 효과가 동일하게 나타나는 동시에 실시상의 문제점들을 극복할 수 있다는 취지의 본 발명에 이르게 된 것이다.By the way, there are some very difficult problems in carrying out the above-described source invention, the first problem is that the high magnetic permeability magnetic core introduced in the configuration of the source invention is low mechanical strength of the material. The core mechanical strength is the most important factor in the implementation of the crew's invention. The reason for this is that the drawbar unit must be pressed with a powerful unclamping unit in order to release the tool in a removable state. This is because all of the compressive force is applied directly to the core. The second most important problem when using cores of high permeability materials is to use alloy materials such as permalloy as a high permeability material suitable for use in the position detection mechanism of drawbar units. It is so big that you cannot get a stable frequency that does not change with temperature. Since the installation location of the drawbar unit is internal to the motor spindle, it is essential that stable measurements can be obtained despite severe temperature changes. Therefore, cores made of high permeability alloy materials are stable and satisfying. You don't get the performance you need The source invention is based on a phenomenon in which the inductance of the coil increases when the core is inserted into an empty space penetrating the inside of the cylindrical coil in the LC oscillator composed of the coil and the condenser, and the oscillation frequency is changed. What is newly discovered in the repeated experiments for carrying out the invention is that the present inventors can obtain the same results as those of the present inventors through these inventions even when using an electric conductor core in addition to a high permeability core. In the coil constituting the LC oscillator, the characteristics of inductance change inversely vary depending on the material of the core.Insulation is increased by inserting a core with a high permeability material. Is lowered. The low electrical resistance here means that the electrical conductivity is high, which refers to the electrical conductors, and all metal materials correspond to this.The higher inductance when using cores with high permeability is due to the higher magnetic flux density in the magnetic circuit. It is clear. However, no clear theory can be found as to why the inductance is lowered when using low permeability cores. However, inferring from other theories, it is understood that the magnetic flux loss is caused by the generation of secondary current in the electrical conductor by mutual inductance and thus the magnetic flux density is lowered and consequently the inductance value is lowered. The oscillation frequency of the circuit is opposite in the high permeability core and in the low permeability core of the electrical conductor, so the direction of the increase and decrease of the frequency is reversed, but the frequency varies depending on the insertion amount of the core. It is possible to achieve the same result as the object pursued by the invention. It should be noted that the material of the first electrical conductor is high in mechanical strength, and therefore suitable for use in the "drag unit position sensing mechanism", and the second of the electrical conductor The core has a stable frequency that does not change with temperature. Unlike the core with high permeability, the electrical conductor core has a magnetic flux loss due to the induction of secondary current inside the core, and as a result, the inductance is reduced. It is irrelevant to the permeability, so that the material having a very low permeability can be used to prevent the oscillation frequency from changing according to the temperature coefficient of the permeability. In order to improve the problems presented by the source of the invention, the core material is not made of high permeability material, but it is composed of an electrically conductive core that is completely different in properties. The present invention has been made to overcome the problems.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공구를 클램프하는 드로바유니트와; 상기 드로바유니트가 내부에 장착되어 드로바유니트가 공구를 원활하게 클램프할 수 있도록 하는 스핀들유니트로 구성되며; 상기 드로바유니트의 선단에 구비되는 코어와; 상기 코어의 외주면을 따라 내부가 빈 원통형이 되도록 일정한 두께 및 일정한 길이로 감겨지는 코일과; 상기 코일에 접속되며, 코일이 가지는 인덕턴스의 변화에 따라 함께 변화하는 주파수신호를 발생시키는 LC발진기와; 상기 LC발진기에 접속되며, LC발진기로부터 전송되는 발진신호의 주파수에 따라 드로바유니트의 위치를 감지하여 감지된 위치정보를 주제어기로 전송하는 위치감지부; 로 이루어지는 자동 공구 교환장치에 있어서, 드로바유니트의 선단에 구비되는 상기 코어가, 전기전도체 코아인 것을 특징으로 한다. 본 발명이 요구하는 "전기전도체 코어"에서는, 코어의 기계적 강도가 높을 뿐만 아니라 코어의 전기저항의 크기에 따라 자속손실의 량이 결정되므로 투자율과는 무관하여 매우 낮은 투자율의 코어를 사용함으로서 투자율의 온도계수가 문제되지 않는다. 그러므로 전기전도체 코어를 사용함으로써 “드로바유니트의 위치감지기구”가 요구하는 충분한 기계적 강도를 얻을 수 있을 뿐 아니라 코어의 투자율의 온도계수가 문제되지 아니하는 안정된 주파수 값을 얻을 수 있으므로 선원발명을 통해 해결할 수 없었던 문제점과 폐단을 동시에 해결하여 높은 신뢰도와 안정된 특성을 가진“드로바유니트의 위치감지기구”를 제공할 수 있게 되는 것이다. The present invention for achieving the above object, the drawbar unit for clamping the tool; The drawbar unit is mounted therein and is configured as a spindle unit to enable the drawbar unit to smoothly clamp the tool; A core provided at the front end of the drawbar unit; A coil wound to a predetermined thickness and a predetermined length such that the inside thereof becomes an empty cylinder along an outer circumferential surface of the core; An LC oscillator connected to the coil, the LC oscillator generating a frequency signal that changes together with a change in inductance of the coil; A position sensing unit connected to the LC oscillator and detecting a position of the drawbar unit according to the frequency of the oscillation signal transmitted from the LC oscillator and transmitting the detected position information to the main controller; In the automatic tool changer comprising: the core provided at the tip of the drawbar unit is an electric conductor core. In the "electric conductor core" required by the present invention, not only the mechanical strength of the core is high but also the amount of magnetic flux loss is determined by the magnitude of the electrical resistance of the core, so that the permeability thermometer is used by using a very low permeability core. The number does not matter. Therefore, the use of an electric conductor core not only provides sufficient mechanical strength required by the drawbar unit position sensing mechanism, but also provides a stable frequency value where the core permeability of the core is not a problem. It is possible to provide a "Drobar Unit Position Sensing Mechanism" with high reliability and stable characteristics by simultaneously solving the problems and closures.

상기 위치감지부는, LC발진기로부터 전송되는 발진신호를 매 1사이클마다 카운트하는 카운터와, 상기 카운터로부터 일정 단위시간동안의 사이클 카운트 값을 반복하여 저장하며, 상기 드로바유니트가 3곳의 각각 다른 위치에 있을 때 각각 발생되는 발진신호의 단위시간 당 사이클 카운트 값을 저장시키는 메모리부와, 상기 메모리부에 저장된 카운트값과 현재 카운터를 통해 인가되는 발진신호의 단위시간 당 카운트 값을 비교하여 드로바유니트의 현재 위치를 감지하는 마이컴으로 이루어진다. The position detecting unit repeatedly stores a counter for counting the oscillation signal transmitted from the LC oscillator every one cycle, and a cycle count value for a predetermined unit time from the counter, wherein the drawbar unit is located at three different positions. The drawer unit compares the count value stored in the memory unit with the count value stored in the memory unit per unit time of the oscillation signal applied through the current counter. It consists of a microcomputer to detect the current location of the.

본 발명에 의하면, 자동 공구 교환장치를 구성하는 스핀들유니트의 내부에 장착되는 드로바유니트에는 전방에 공구가 장착되고, 후방에는 연장로드를 형성시킨다. 상기 연장로드는 외주면에 설치될 전기전도체 코어의 안정적인 결합을 위하여 제공되는 것으로서, 드로바유니트의 외경이 상기 전기전도체인 코어를 장착하기에 적합한 칫수를 유지하고 있다면 별도의 연장로드를 필요로 하지는 아니한다. According to the present invention, a drawbar unit mounted inside the spindle unit constituting the automatic tool changer is equipped with a tool in the front and an extension rod is formed in the rear. The extension rod is provided for the stable coupling of the electric conductor core to be installed on the outer circumferential surface, and does not require an additional extension rod if the outer diameter of the drawbar unit maintains a dimension suitable for mounting the electric conductor core. .

다시말해, 상기 드로바유니트의 후단에 연장로드와 전기전도체의 코어를 일체로 형성할 수 있게 되는 것이다.In other words, the extension rod and the core of the electric conductor can be integrally formed at the rear end of the draw bar unit.

상기 연장로드의 외주면에는 전기전도체인 코어를 장착시키고, 상기 코어의 외주면에는 원통형의 코일을 위치시킨다. 상기 코일은 LC발진기의 일부로서 LC발진기에 접속되며, 상기 LC발진기로부터 발생되는 가변 주파수 신호는 위치감지부에 전송되어 드로바유니트의 현재위치를 감지하게 된다. 상기 위치감지부는 드로바유니트의 현재위치를 주제어기에 전송함으로써 주제어기가 자동 공구 교환장치의 동작을 정확하게 제어할 수 있게 된다. A core, which is an electrical conductor, is mounted on the outer circumferential surface of the extension rod, and a cylindrical coil is positioned on the outer circumferential surface of the core. The coil is connected to the LC oscillator as part of the LC oscillator, and the variable frequency signal generated from the LC oscillator is transmitted to the position sensing unit so as to sense the current position of the drawbar unit. The position detecting unit transmits the current position of the drawbar unit to the main controller so that the main controller can accurately control the operation of the automatic tool changer.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도면중 도 1은 일반적인 자동 공구 교환장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동 공구 교환장치를 구성하는 드로바유니트의 구조에 관한 것으로, 2a)는 공구가 드로바유니트에 클램프된 상태를 나타내고 있고, 2b)는 공구가 드로바유니트로부터 언클램프된 상태를 나타내고 있으며, 2c)는 공구가 드로바유니트로부터 완전히 이탈된 상태로 드로바유니트 만이 클램핑하고 있는 상태를 각각 도시하고 있다. 그리고, 도 3은 본 발명에 따른 위치 감지기구가 드로바유니트의 후미에 장착되는 예를 개략적으로 나타내고 있다. 1 is a view schematically showing the structure of a general automatic tool changer, Figure 2 relates to the structure of the drawbar unit constituting the automatic tool changer according to the present invention, 2a) the tool is a drawbar unit 2b) shows the state that the tool is unclamped from the drawbar unit, and 2c) shows the state that only the drawbar unit is clamped with the tool completely removed from the drawbar unit. Doing. 3 schematically shows an example in which the position sensor sphere according to the present invention is mounted at the rear of the drawbar unit.

도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명을 설명하면, 먼저, 자동 공구 교환장치를 구성하는 드로바유니트(50)의 전방에는 공구가 클램프된다. 상기 드로바유니트(50)의 후미에는 드로바유니트(50)로부터 연장되는 연장로드(52)를 형성시키고, 상기 연장로드(52)의 외주면에는 전기전도체인 코어(54)를 장착시킨다. 그러면 상기 연장로드(52) 및 코어(54)는 드로바유니트(50)에 일체로 고정되므로 함께 전후진 이동을 한다. 2 and 3, the tool is clamped in front of the drawbar unit 50 constituting the automatic tool changer. An extension rod 52 extending from the draw bar unit 50 is formed at the rear of the draw bar unit 50, and a core 54, which is an electrical conductor, is mounted on the outer circumferential surface of the extension rod 52. Then, the extension rod 52 and the core 54 are fixed to the drawbar unit 50 integrally to move forward and backward together.

상기 코어(54)의 외주면에는 코일(56)을 위치시킨다. 상기 코일(56)은 내부가 빈 원통형으로 형성되는데, 상기 코일(56)에는 LC발진기(58)가 접속되며, 상기 LC발진기(58)는 코어(54)의 위치 변화에 따라 가변되는 주파수신호를 발생한다. 상기 LC발진기(58)에는 위치감지부(60)가 접속된다. The coil 56 is positioned on the outer circumferential surface of the core 54. The coil 56 is formed in a hollow cylindrical shape, the LC oscillator 58 is connected to the coil 56, the LC oscillator 58 is a frequency signal that is variable according to the position change of the core 54 Occurs. The position detecting unit 60 is connected to the LC oscillator 58.

상기 위치감지부(60)에는 카운터(64)가 구비되고, 상기 카운터(64)는 LC발진기(58)로 부터 발생되는 주파수신호를 카운트한다. 이러한 상기 위치감지부(60)에는 드로바유니트(50)가 위치하는 클램핑위치, 언클램핑위치 및 공구 이탈위치에 해당하는 3곳의 위치에서 발생하는 주파수신호의 카운트값이 저장되는 메모리부(68)가 구비된다. The position detecting unit 60 is provided with a counter 64, and the counter 64 counts a frequency signal generated from the LC oscillator 58. The position detecting unit 60 stores a count value of a frequency signal generated at three positions corresponding to a clamping position, an unclamping position, and a tool releasing position where the drawbar unit 50 is located. ) Is provided.

메모리부(68)와 카운터(64)에는 마이컴(66)이 접속되며, 상기 마이컴(66)은 메모리부(68)에 저장된 카운터값과 현재 카운터(64)의 주파수 카운트 값을 비교하여 드로바유니트(50)의 현재위치를 감지하게 된다. 상기 마이컴(66)에는 주제어기(70)가 접속되며, 상기 마이컴(66)은 감지된 드로바유니트(50)의 위치를 주제어기(70)에 전송하게 되고, 상기 주제어기(70)는 마이컴(66)으로부터 인가되는 드로바유니트(50)의 위치에 따라 자동 공구 교환장치의 동작을 제어하게 된다.The microcomputer 66 is connected to the memory unit 68 and the counter 64, and the microcomputer 66 compares the counter value stored in the memory unit 68 with the frequency count value of the current counter 64 to draw a draw unit. The current position of 50 is detected. The main controller 70 is connected to the microcomputer 66, and the microcomputer 66 transmits the detected position of the drawbar unit 50 to the main controller 70, and the main controller 70 receives the microcomputer. The operation of the automatic tool changer is controlled according to the position of the drawbar unit 50 applied from 66.

이와같이 구성되는 본 발명을 일 실시예를 통해 설명하면, 먼저, 상기 드로바유니트(50)에 공구가 클램핑되면 드로바유니트(50)는 후방으로 이동하게 되므로 코어(54)가 코일(56) 속으로 들어가는 부분이 길어진다. 반대로 드로바유니트(50)가 공구를 언클램핑하면 드로바유니트(50)는 전방으로 전진하게 되므로 코어(54)가 코일(56) 내부에 위치하는 부분의 길이가 짧아진다. 반면에, 드로바유니트(50)로부터 공구가 완전히 이탈된 상태에서 드로바유니트(50)가 클램핑되면 드로바유니트(50)는 후방으로 완전히 이동하여 코어(54)는 코일(56)에 깊숙히 자리하게 된다. Referring to the present invention configured as described above through an embodiment, first, when the tool is clamped to the drawbar unit 50, the drawbar unit 50 is moved to the rear, so that the core 54 in the coil 56 The part that enters becomes longer. On the contrary, when the drawbar unit 50 unclamps the tool, the drawbar unit 50 moves forward, so that the length of the portion where the core 54 is located inside the coil 56 is shortened. On the other hand, when the drawbar unit 50 is clamped while the tool is completely disengaged from the drawbar unit 50, the drawbar unit 50 moves completely to the rear so that the core 54 is deeply seated in the coil 56. Done.

따라서, 상기에서 언급된 경우와 같이 드로바유니트(50)에 공구가 클램프 된 경우와, 언클램프 된 경우 및 공구가 드로바유니트(50)로부터 완전히 이탈된 상태에서 클램핑된 경우의 세가지 위치에서 코어(54)가 코일(56) 속으로 들어가 있는 길이가 각기 다른 것을 알 수 있다. Therefore, as described above, the core is in three positions when the tool is clamped to the drawbar unit 50, when it is unclamped, and when the tool is clamped with the tool completely removed from the drawbar unit 50. It can be seen that the length 54 enters the coil 56 is different.

상기 코어(54)가 코일(56)의 내부에 들어가 있는 정도에 따라 코일(56)에 접속된 LC발진기(58)에서 발생되는 발진주파수 값이 변화한다. 상기 LC발진기(58)로부터 발생되는 발진주파수 신호는 위치감지부(60)의 카운터(64)에 인가된다. The oscillation frequency value generated by the LC oscillator 58 connected to the coil 56 changes according to the degree of the core 54 entering the inside of the coil 56. The oscillation frequency signal generated from the LC oscillator 58 is applied to the counter 64 of the position sensing unit 60.

상기 카운터(64)에서 주파수신호의 카운트된 값은 마이컴(66)에 인가되고, 상기 마이컴(66)은 메모리부(68)에 저장된 카운트값과 카운터(64)로부터 인가되는 현재의 카운트값을 비교하여 드로바유니트(50)에 공구가 클램프 된 경우와, 언클램프 된 경우 및 공구가 드로바유니트(50)로부터 완전히 이탈된 경우인지를 판단하여 해당하는 신호를 주제어기(70)에 인가하게 된다. The counted value of the frequency signal at the counter 64 is applied to the microcomputer 66, and the microcomputer 66 compares the count value stored in the memory unit 68 with the current count value applied from the counter 64. By determining whether the tool is clamped to the drawbar unit 50, if it is unclamped and if the tool is completely separated from the drawbar unit 50, the corresponding signal is applied to the main controller 70. .

상기 주제어기(70)는 위치감지부(60)의 마이컴(66)으로부터 인가되는 신호에 따라 자동 공구 교환장치의 동작을 제어한다. The main controller 70 controls the operation of the automatic tool changer according to a signal applied from the microcomputer 66 of the position detection unit 60.

이러한 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 선원발명에 개시되고 있는 구성중 본 발명에서 기재를 생략한 또 다른 실시예를 본 발명에 적용하는 경우에 있어서도 유효하게 그 목적을 달성할 수 있음은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention can be effectively achieved even in the case of applying to the present invention another embodiment which is omitted from the present invention among the configurations disclosed in the source invention. Of course.

이상 설명에서 알 수 있는 바와같이, 본 발명은 내부가 텅 빈 코일을 드로바유니트의 후단에 배치하고, 그 내부에 드로바유니트와 일체로 연장된 연장로드가 드로바유니트와 함께 움직이도록 설치하며, 그 연장로드의 외부에 전기전도체 코어를 부착하여 줌으로써, 드로바유니트가 움직임에 따라 전기전도체 코어가 움직이고, 상기 코어의 위치에 따라 LC발진기에서 발생되는 발진주파수가 변화하는 것을 이용하여 드로바유니트의 위치정보를 얻을 수 있는 것이다. As can be seen from the above description, the present invention arranges a hollow coil at the rear end of the drawbar unit, and installs an extension rod extending integrally with the drawbar unit to move together with the drawbar unit. By attaching the electric conductor core to the outside of the extension rod, the drawbar unit moves by the drawer unit as the drawer unit moves and the oscillation frequency generated by the LC oscillator changes according to the position of the core. You can get the location information.

도 1은 일반적인 자동공구 교환장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.1 is a view schematically showing the structure of a general automatic tool changer.

도 2는 본 발명에 따른 자동공구 교환장치를 구성하는 드로바유니트의 구조에 관한 것으로, Figure 2 relates to the structure of the drawbar unit constituting the automatic tool changer according to the present invention,

2a)는 공구와 함께 드로바유니트가 클램프된 상태를 나타낸 도면, 2a) is a view showing a state in which the drawbar unit is clamped together with the tool,

2b)는 공구가 드로바유니트로부터 언클램프된 상태를 나타낸 도면, 2b) shows a state in which the tool is unclamped from the drawbar unit,

2c)는 공구가 이탈된 상태로 드로바유니트가 클램핑된 상태를 나타낸 도면.2c) is a view showing a state in which the drawbar unit is clamped with the tool removed.

도 3은 본 발명에 따른 위치감지기구가 드로바유니트의 후방에 장착되는 예를 개략적으로 나타낸 도면.3 is a view schematically showing an example in which the position detecting mechanism according to the present invention is mounted to the rear of the drawbar unit.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 ><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

50: 드로바유니트, 54: 코어, 56: 코일, 58: LC발진기, 60: 위치감지부, 64: 카운터, 66: 마이컴, 68: 메모리부, 70: 주제어기50: drawbar unit, 54: core, 56: coil, 58: LC oscillator, 60: position sensing unit, 64: counter, 66: microcomputer, 68: memory unit, 70: main controller

Claims

A drawbar unit for clamping the tool; The drawbar unit is mounted therein and is configured as a spindle unit to enable the drawbar unit to smoothly clamp the tool; A core provided at the front end of the drawbar unit; A coil wound to a predetermined thickness and a predetermined length such that the inside thereof becomes an empty cylinder along an outer circumferential surface of the core; An LC oscillator connected to the coil, the LC oscillator generating a frequency signal that changes together with a change in inductance of the coil; A position sensing unit connected to the LC oscillator and detecting a position of the drawbar unit according to the frequency of the oscillation signal transmitted from the LC oscillator and transmitting the detected position information to the main controller; In the automatic tool changer consisting of,

An apparatus for detecting a drawbar unit, wherein the core provided at the front end of the drawbar unit is an electric conductor core.

The apparatus of claim 1, wherein the extension rod and the core of the electrical conductor are integrally formed at the rear end of the drawbar unit.

The drawer unit position sensing apparatus according to claim 1, wherein the coil and the LC oscillator are integrally formed with each other.