KR100582993B1 - 공작기계의 충돌방지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀들 헤드의 이동 축과 칼럼의 이동축으로 구획되는 충돌 가능지역에서의 충돌을 방지하는 방법으로,

공작기계의 대상축 및 축 간섭영역의 좌표값을 데이터 테이블에 입력하는 단계(S1), 수치 제어기의 윈도우 기능을 개시하여 대상축의 축간섭 영역검출 기능 동작을 수행하는 단계(S2), 일 축이 축 간섭 영역에 위치시 다른 축이 축 간섭 영역에 있는지 확인하여 다른 축으로의 이송을 정지시키는 단계(S3), 축 간섭 영역에 있을 때 경보를 발생시키는 단계(S4), 자동 운전모드 인지를 확인하는 단계(S5), 자동 운전모드 이면 리셋시키고 프로그램 이상 여부를 확인하는 단계(S6), 이어 자동 모드에서 수동 모드로 전환시키는 단계(S7), 수동 모드 상태에서 축을 안전 위치로 이동후 경보 리셋 보턴의 누름이 잇는지를 확인하는 단계(S8), 이어 축 간섭 영역에 들어옴의 표시 상태를 삭제하고 자동 운전 모드로 전환시켜 자동 운전 프로그램을 정상 수행토록 하고 종료하는 단계(S9), 상기단계(S5)에서 자동 운전 모드가 아닐 때 축을 안전위치로 옮기고 경보 리셋 누름 버튼을 눌러 축 간섭 영역임을 삭제하고 종료하는 단계(S10)를 수행하는 공작기계의 충돌방지 방법이다.

Description

공작기계의 충돌방지 방법

본 발명은 공작기계의 충돌방지 방법에 관한 것으로, 축간섭 영역 데이터를 저장하고 이를 검출하여 축간섭 영역인지를 확인하고, 자동운전모드에서 축간섭이 있을 때 수동 모드로 전환시켜 안전위치로 이동한 후 자동 운전모드를 수행토록한 공작기계의 충돌방지 방법에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계는 수치 제어부(10)와, 수치 제어부(10)의 지령에 따라서 구동부(30)를 조작하는 기계 제어부(20)와, 기계제어부(20)의 구동부(30) 제어를 위하여 필요한 프로그램과 데이터를 저장하는 메모리부(40)와, 기계제어부(20)의 제어를 지령하는 조작반(50)을 포함하여 이루어진다.

도 2 는 일반적인 수평형 머시닝센터를 나타낸 요부 구성도로, 일축(X) 방향으로 이동하는 팔레트 테이블(31)과, 팔레트 테이블(31)위에 안치되어 축(B) 방향으로 회전 운동하는 팔레트(32)와, 공구를 결합하고 축(Y) 방향으로 이동하는 스핀들 헤드(33)와, 스핀들 헤드(33)를 축(Z)방향으로 이동시키는 칼럼(34)으로 이루어진다.

도 3 은 도 2 의 정면도로, 스핀들 헤드(33)의 전후 이동과 팔레트(32)의 이동 공간(36)을 나타내며, 이동 공간(36)에는 충돌 공간(35)을 포함한다.

이상과 같은 종래의 머시닝 센터 특히 수평형 머시닝 센터에서 공작물이 올라가는 팔레트(32)를 기준으로 볼 때 주축에 부착된 칼럼(34)(Y축, Z축)이 팔레트 중심으로 접근하였을 경우 팔레트 테이블(31)위에 올라가 있는 팔레트(32)와 충돌하게 되는 간섭영역(도 3 의 충돌 공간(35))이 존재하나 기계운전자의 이상조작 또는 가공 프로그램의 오류가 있으면 팔레트(32)와 주축(스핀들 헤드(33))이 충돌을 일으키게된다. 이러한 이상 조작을 검출하여 장비가 충돌하지 않도록 하는 예방책이 없어 장비의 충돌시 팔레트 또는 주축부위의 손상으로 인하여, 기계생산과정에서는 팔레트의 재가공 또는 주축 손상 부위 보수에 상당한 시간과 경비가 소요되게 되며, 기계 사용자 측면에서는 한 번 충돌을 일으키게되면 공작물의 손상과 기계 수리에 걸리는 많은 시간들로 인하여 생산성의 감소와 불필요한 경비의 지출이 발생되는 등의 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 이를 해소코자 하는 것으로, 기계의 간섭영역으로 축이 접근하면 축 이송을 중단시켜 축의 접근을 방지토록 하는 것이다.

이를 위하여 본 발명은 기계의 이상조작 또는 프로그램 작성의 오류가 있더라도 기계의 간섭 영역으로의 접근을 항상 감시하여 축 간섭영역으로 들어오면 축 이송을 중단토록 하여 기계의 충돌을 미연에 방지하고, 사용자에게 기계의 현재 상태가 충돌 할 수 있는 위치임을 알리고 이에 상응하는 조치를 취할 수 있도록 하므로써 충돌 발생시에 기계의 재가공 또는 손상의 보수와 같은 불필요한 생산지역 또는 경비의 지출을 없애도록 한다.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4 는 본 발명의 간섭영역 여부를 확인하는 단계를 보인 플로우차트이고, 도 5 는 도 4 에 이어 자동운전모드 인지를 확인하여 수행하는 플로우차트로써,

스핀들 헤드의 이동 축(X)과 칼럼의 이동축(Z)으로 구획되는 충돌 가능지역에서의 충돌을 방지하는 방법으로,

공작기계의 대상축 및 축 간섭영역(충돌공간)의 좌표 값을 데이터 테이블에 입력하는 단계(S1),

수치 제어기의 윈도우 기능을 개시하여 대상축의 축간섭 영역검출 기능 동작을 수행하는 단계(S2),

일 축이 축 간섭 영역에 위치시 다른 축이 축 간섭 영역에 있는지 확인하여 다른 축으로의 이송을 정지시키는 단계(S3),

축 간섭 영역에 있을 때 경보를 발생시키는 단계(S4),

자동 운전모드 인지를 확인하는 단계(S5),

자동 운전모드 이면 리셋 시키고 프로그램 이상 여부를 확인하는 단계(S6),

이어 자동 모드에서 수동 모드로 전환시키는 단계(S7),

수동 모드 상태에서 축을 안전 위치로 이동후 경보 리셋 버튼의 누름이 있는지를 확인하는 단계(S8),

이어 축 간섭 영역에 들어옴의 표시 상태를 삭제하고 자동 운전 모드로 전환시켜 자동 운전 프로그램을 정상 수행토록 하고 종료하는 단계(S9),

상기단계(S5)에서 자동 운전 모드가 아닐 때 축을 안전위치로 옮기고 경보 리셋 누름 버튼을 눌러 축 간섭 영역임을 삭제하고 종료하는 단계(S10)를 수행하여 이루어진다.

이와 같이 구성한 본 발명의 동작을 설명하면,

공작기계의 이동 축(X)과 칼럼의 이동축(Z)으로 구획되는 충돌 가능지역에서의 충돌을 방지하도록,

공작기계의 전원 투입 및 기계운전 준비를 완료하고, 축간섭 대상이 되는 축의 축 간섭영역(도 3 의 충돌공간)의 좌표값을 데이터 테이블에 입력한다. 예를 들어 각 축별로 데이터 번호를 부가하고(예를 들어 D860, D864, D868, D872, D876) 이에 상응하는 기계 좌표값(예를 들어 0, 160000, 140000, 0, 0)을 도 1 에 보인 메모리부(40)에 미리 입력하여 둔다(단계(S1)).

그리고 수치 제어부(10)내부의 각종 정보를 기계 제어부(20)가 읽거나 기록하여 기계 제어부(20)의 축 작동 상태를 수치 제어부(10)가 감시한다. 그리고 데이터 테이블에 설정한 좌표값 안으로 기계의 이동이 있는가를 항상 감시한다(S2).

그리고 일 축이 축 간섭 영역에 위치시 다른 축이 축 간섭 영역에 있는지 확인하여 다른 축으로의 이송을 정지시키는 과정을 수행한다(단계(S3)). 상기 단계(S3)는 축(Y, Z)이 축 간섭 영역 검출 대상인 경우 축(Y 또는 Z)을 이송토록 지령하고(단계(S3-1 또는 S3-11)), 어느 한 축(Y 또는 Z)이 축 간섭 영역에 있는지를 확인하고(단계(S3-2 또는 S3-21)), 상기 확인한 축 외의 다른 축(Z 또는 Y)의 축이송 동작을 지령하며(단계(S3-3 또는 S3-31)), 이에 따라 나머지 한 축(Z 또는 Y)의 축이송을 수행한다(단계(S3-4 또는 S3-41)). 그리고 나머지 한 축(Z 또는 Y)도 축 간섭 영역에 들어 왔는지를 감시하여 판단한다(단계(S3-5 또는 S3-51)). 이렇게 하여 나중에 이송된 축도 축 간섭영역에 들어오면 축 간섭영역 감시 대상축의 축이송이 계속되게되면 팔레트 테이블(31)위의 팔레트(32)와 주축이 충돌을 일으키게되어 축 이송을 즉시 정지하게된다. 또한 먼저 축 간섭영역으로 들어온 축도 축 간섭영역 방향으로 축이송도 불가능하게 한다. 이 경우 축 간섭 영역과 반대 방향으로의 축이송은 충돌의 위험으로부터 벗어나는 것이기에 가능하다.

상기에서 축 간섭 영역 감시 대상축이 동시에 축 간섭영역으로 들어왔기 때문에 기계 운전자에게 현재의 상황을 알리기 위하여 경보(축 간섭영역을 알림)를 메시지 화면에 표시한다(단계(S4)).

이때 자동 운전모드에서 기계를 운전하고 있을 때는 이를 확인하여(단계(S5)), 자동 운전모드 이면 리셋 시키고 프로그램 중에서 축간섭을 일으킬 수 잇는 원인이 무엇인지를 확인하고 수정한다(단계(S6)).

이어 자동 모드에서 수동 모드로 전환시킨다(단계(S7)). 이는 자동 운전모드에서는 축 간섭영역에 들어온 축의 축 간섭영역으로부터 벗어날 수 있는 운전 방법이 없기 때문이다.

이어 수동 모드 상태에서 축을 안전 위치로 이동후 경보 리셋 버튼의 누름이 있는지를 확인한다(단계(S8)).

이어 "축 간섭 영역에 들어옴"의 경보 메시지를 삭제하고 정상적인 축 이송을 가능토록 자동운전모드로 전환하여 경보가 발생하기 전의 운전 가공 프로그램을 운전한다(단계(S9)).

상기 단계(S5)에서 자동 운전 모드가 아닐 때 축간섭애 들어온축을 안전위치로 옮기고 경보 리셋 누름 버튼을 눌러 축 간섭 영역에 들어왔다고 표시된 상태 임을 삭제하고 종료하는 단계(S10) 즉, 상기 단계(S5)에서 자동 운전 모드가 아닐 때 즉 수동모드일 때는 축 간섭 영역에 들어온 축을 조그 운전이나 핸들 운전으로 축 간섭영역으로부터 벗어나도록 하며, 이때 급속 이송은 불가능하고 핸들에서도 배율이 낮은 값으로 이송한다. 그리고 경보 리셋(Alarm reset) 누름 버튼을 눌러 "축 간섭 영역임" 을 나타내는 경보 메시지를 삭제시키고 정상적인 축이송 운전동작을 가능케 한다(단계(S10)).

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상과 같이 본 발명은 기계의 이상 운전시 기계의 충돌이 일어날 수 있는 상태를 항상 감시하여 장비의 충돌을 미연에 방비함으로써 장비의 고장을 줄이며, 기계의 충돌시에 일어날 수 있는 장비의 손상으로 인한 보수를 위한 시간과 경비 소요를 줄이게 하고 생산적인 향상과 지속적인 장비의 정비 유지에 효과가 크다.

도 1 은 일반적인 공작기계의 구성 블록도,

도 2 는 수평형 머시닝 센터의 일 예를 나타낸 요부 구성도,

도 3 은 도 2 의 정면도 상태로 나타낸 충돌 방지 가능 지역 표시 도면,

도 4 는 본 발명의 충돌 방지 간섭 영역에 축이 있는지를 확인하는 플로우차트,

도 5 는 자동 운전모드일 때 본 발명의 과정을 나타내는 플로우차트이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

32; 팔레트 33; 스핀들 헤드

34; 이동공간 35; 충돌공간

Claims (1)

1. 스핀들 헤드의 이동 축과 칼럼의 이동축으로 구획되는 충돌 가능지역에서의 충돌을 방지하는 방법으로,

   수치 제어기의 대상축 및 축 간섭영역의 좌표 값을 데이터 테이블에 입력하는 단계(S1),

   수치 제어기의 윈도우 기능을 개시하여 대상축의 축간섭 영역검출 기능 동작을 수행하는 단계(S2),

   일 축이 축 간섭 영역에 위치시 다른 축이 축 간섭 영역에 있는지 확인하여 다른 축으로의 이송을 정지시키는 단계(S3),

   축 간섭 영역에 있을 때 경보를 발생시키는 단계(S4),

   자동 운전모드 인지를 확인하는 단계(S5),

   자동 운전모드 이면 리셋 시키고 프로그램 이상 여부를 확인하는 단계(S6),

   이어 자동 모드에서 수동 모드로 전환시키는 단계(S7),

   수동 모드 상태에서 축을 안전 위치로 이동후 경보 리셋 버튼의 누름이 잇는지를 확인하는 단계(S8),

   이어 축 간섭 영역에 들어옴의 표시 상태를 삭제하고 자동 운전 모드로 전환시켜 자동 운전 프로그램을 정상 수행토록 하고 종료하는 단계(S9),

   상기 단계(S5)에서 자동 운전 모드가 아닐 때 축간섭애 들어온축을 안전위치로 옮기고 경보 리셋 누름 버튼을 눌러 축 간섭 영역에 들어왔다고 표시된 상태 임을 삭제하고 종료하는 단계(S10)를 수행함을 특징으로 하는 공작기계의 충돌방지 방법.