KR100591411B1 - 절삭감시장치 및 그 제어방법 - Google Patents

절삭감시장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 절삭감시장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, NC(11)의 지령에 의해 출력단에 연결된 절삭기계 내부에 장착되어 동력발생하는 스핀들모터(14)의 부하상태를 감지할 수 있도록 하는 스핀들유닛(13)과; 상기 스핀들유닛(13)에 연결되며 동시에 PLC(12)와 연결되어 가공상태를 표시함과 동시에 변경하고자 하는 공구번호등을 입력할 수 있도록 A/D컨버터(21), 중앙처리장치(22), 키보드(24)와, 상기 중앙처리장치(22)의 출력단에 연결되어 가공상태 및 검출상태에 대한 경고신호가 문자 또는 숫자등으로 표시될 수 있도록 하는 실행부(25), 입출력카드(23)로 이루어진 절삭감지유닛(20)을 구성하여 절삭감지유닛이 절삭가공시 주축에 걸린 부하를 감지할 수 있도록 절삭감지유닛의 AD 컨버터와 중앙처리장치를 각각 12비트와 16비트인 것을 이용하여 출력단의 실행장치에 스핀들모터의 부하상태를 숫자나 문자 및 그래픽등으로 표시할 수 있도록 하며, 절삭감지유닛와 PLC간의 공작물의 가공중의 부하와 감지내용에 대한 신호가 서로 교환될 수 있도록 양방향성 입출력카드를 사용하며, 절삭감지유닛에 대한 정보데이타를 PC에 전송시킬 수 있는 방법으로부터 PC에 제공하는 정보데이타 송수신 속도가 향상되는 효과를 갖는다.

Description

절삭감시장치 및 그 제어방법{controller method and deviec of inspect cutting}
도 1은 종래의 수치제어기의 절삭감지장치가 연결된 구성도이다.
도 2는 종래의 수지체어기와 PLC 간의 통신 연결구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수치제어기의 절삭감지장치가 연결된 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 절삭감지장치와 PC 간에 통신제어방법의 흐름도이다.
-도면의 주요부분에 대한 부호설명-
1,11;수치제어기(NC) 2,12;PLC
3,13;스핀들유닛 4,14;스핀들모터
5,20;절삭감지유닛 6,21;A/D 컨버터
7,22;중앙처리장치 8,23;입출력카드
9,24;키보드 10,25;실행부
30;PC
본 발명은 절삭감시장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더 자세하게는 절삭감지유닛이 절삭가공시 주축에 걸린 부하를 실시간 감지할 수 있도록 절삭감지유닛의 AD 컨버터와 중앙처리장치를 각각 12비트와 16비트인 것을 이용하여 출력단의 실행장치에 스핀들모터의 부하상태를 숫자나 문자 및 그래픽등으로 표시할 수 있도록 하며, 절삭감지유닛와 PLC간의 공작물의 가공중의 부하와 감지내용에 대한 신호가 서로 교환될 수 있도록 양방향성 입출력카드를 사용하며, 절삭감지유닛에 대한 정보데이타를 PC에 전송시킬 수 있는 방법으로부터 PC에 제공하는 정보데이타 송수신 속도가 향상되도록 하는 절삭감시장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적인 절삭장치는 공작물보다도 경도가 높은 공구로 공작물에서 칩을 깍아내어 희망하는 모양의 제품을 만드는 것으로 주축의 회전속도나 공구의 자동교환을 지령을 제어함며 동시에 위치결정, 직선절삭, 연속절상등을 제어하게 된다.
이러한 절삭장치는 조작테이블이나 조작판을 설치하여 필요한 기능을 선택하거나 작동을 시작 또는 정지시킬 수 있으며, 내부의 여러 회로가 연결된 헤드부는 외부에 연결된 PLC(programmable controller)지령정보를 판독 또는 해독하여 서보기구를 제어하여 공작물을 가공하도록 되어 있다.
이와 같은 통상적인 종래의 절삭장치는 도 1 또는 도 2에서 보는 바와 같이 공작물의 절삭 길이, 폭, 깊이 또는 속도량의 수치를 제어하여 절삭기계가 동작할 수 있도록 하는 수치제어기(1)(numerical control,이하 NC라칭함)의 지령순서와 외부의 신호가 결합되어 절삭기계에 공작지령이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 PLC(2)를 구성하며, 상기NC(1)의 지령에 의해 출력단에 연결된 절삭기계 내부에 장 착되어 동력발생하는 스핀들모터(4)의 부하상태를 감지할 수 있도록 하는 스핀들유닛(3)과, 상기 스프들유닛(3)에 연결되며 동시에 PLC(2)와 연결되어 가공상태를 표시할 수 있으며 변경하고자 하는 공구번호등을 입력할 수 있도록 하는 절삭감지유닛(5)을 구성하고 있다.
또한 상기 절삭 감지유닛(5)은 스핀들유닛(5)에서 출력하는 신호를 아날로그신호를 아날로그 디지털컨버터로 디지털변환한 후 중앙처리장치를 통해 제어된 신호를 입출력장치를 매개로 PLC(2)에 출력하거나 숫자를 표시하는 실행부(10) 또는 키보드(9)의 입력신호를 제어할 수 있도록 구성한다.
한편, 상기 PLC(2)와 NC(1)간의 제어신호 송수신은 각 수신단자와 송신단자가 서로 엇갈리게 형성되어 연결되도록 한 구성을 갖는다.
이와 같이 구성하는 종래의 절삭장치는 PLC(2)가 NC(1)와 절삭감지유닛(5)간에 신호를 송수신할 수 있도록 내부의 프로그램을 통해 절삭감지유닛에서 지령한 변경하고자 하는 공구번호에 따라 공구변경이 가능하도록 NC(1)에 송신하며 동시에 NC(1)를 통해 가공되어진 공작물의 가공상태를 NC(1)에서 PLC(2)로 입력되면서 PLC(2)는 절삭감지유닛(5)에 가공상태에 대해 정해진 신호를 출력하게 되는 것이다.
상기 PLC(2)와 NC(1)는 제어신호를 송수신하기 위해 각 수신단자와 송신단자가 서로 엇갈리게 연결된 시리얼통신방법으로 상호 제어신호를 송수신하게 된다.
또한 절각감지유닛(5)은 공작기계의 스핀들모터(4)의 부하상태를 스핀들유닛(3)에서 출력하는 신호를 A/D 변환하여 중앙처리장치(7)를 통해 실행부(10)에 표시함과 동시에 PLC(2) 에 출력하여 NC(1)가 스핀들모터(4)의 동작을 중지하도록 되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 절삭장치는 공작기계의 스핀들모터에 걸린 부하상태가 실행부의 표시창에 숫자로 표시되도록 하여 그 표시하는 숫자를 통해 사용자가 부하의 정도에 대한 위험성을 느끼기가 어려우며 절삭감지유닛의 각 AD 컨버터와 중앙처리장치가 8비트로 되어 있어 다양한 신호처리 속도가 느리며 입출력카드가 단방향으로 되어 있어 CNC 종류에 따라 별도의 릴레이보드가 필요한 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위기 위한 것으로서 그 목적은 절삭감지유닛이 절삭가공시 주축에 걸린 부하를 실시간 감지할 수 있도록 절삭감지유닛의 AD 컨버터와 중앙처리장치를 각각 12비트와 16비트인 것을 이용하여 출력단의 실행장치에 스핀들모터의 부하상태를 숫자나 문자 및 그래픽등으로 표시할 수 있도록 하며, 절삭감지유닛와 PLC간의 공작물의 가공중의 부하와 감지내용에 대한 신호가 서로 교환될 수 있도록 양방향성 입출력카드를 사용하며, 절삭감지유닛에 대한 정보데이타를 PC에 전송시킬 수 있는 방법으로부터 PC에 제공하는 정보데이타 송수신 속도를 향상시킬 수 있도록 하는 데 있다.
이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수치제어기의 절삭감지장치가 연결된 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 절삭감지장치와 PC 간에 통신제어방법의 흐름도이다.
본 발명은 공작기계의 공작물 가공상태를 감지하는 절삭감지유닛에 가공상태를 다르게 표시할 수 있도록 하며 동시에 외부의 PC 간에 감지된 공작물의 가공상태를 전송시킬 수 있도록 하는 것으로서, 도 3내지 도 4에서 보는 바와 같이 공작물의 절삭 길이, 폭, 깊이 또는 속도량의 수치를 제어하여 절삭기계가 동작할 수 있도록 하는 NC(11)와, 상기 NC(11)와 제어신호를 송수신할 수 있도록 하며 외부의 장치와 연계하여 동작시킬 수 있도록 신호제어하여 절삭기계에 공작지령이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 PLC(12)를 구성한다.
상기 NC(11)의 지령에 의해 출력단에 연결된 절삭기계 내부에 장착되어 동력발생하는 스핀들모터(14)의 부하상태를 감지할 수 있도록 하는 스핀들유닛(13)과, 상기 스핀들유닛(13)에 연결되며 동시에 PLC(12)와 연결되어 가공상태를 표시할 수 있으며 변경하고자 하는 공구번호등을 입력할 수 있도록 하는 절삭감지유닛(20)을 구성하고 있다.
또한 상기 절삭감지유닛(20)은 스핀들유닛(13)에서 출력하는 신호를 아날로그신호를 12비트의 아날로그/디지털(A/D)컨버터(21)와, 상기 A/D 컨버터(21)에서 디지털변환된 신호를 연산 및 내부에 설정된 데이터와 비교하여 부하상태를 검출하는 16비트 중앙처리장치(22)와, 상기 중앙처리장치(22)의 입력단에 연결되어 변경하고자 하는 공작기계의 공구번호 입력할 수 있도록 하는 16키가 연결된 키보드(24)와, 상기 중앙처리장치(22)의 출력단에 연결되어 가공상태 및 검출상태에 대한 경고신호가 문자 또는 숫자등으로 표시될 수 있도록 하는 실행부(25)와, 상기 중앙처리장치(22)의 다른 출력단에 연결되어 내부에서 비교하여 판단한 공작기계의 동작상태에 대한 출력신호를 PLC(12)에 출력하거나 PLC(12)에서 출력한 내용을 입력할 수 있도록 하는 양방향성 입출력카드(23)를 구성한다.
상기 절삭감지유닛(20)은 내부의 A/D 컨버터(21) 출력단과 중앙처리장치(22)의 입력단에 연결되어 공작기계의 동작상태를 알릴 수 있도록 데이터 송신허가를 인증받은 후 데이터를 송신하고, 데이터 수신완료신호가 입력되면 데이터 전송을 완료하도록 하도록 프로그램을 실행하는 개인용컴퓨터(PC;30)를 연결한 구성을 갖는다.
이와 같이 구성하는 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 공작기계의 공작물 가공상태를 감지하는 절삭감지유닛에 가공상태를 다르게 표시할 수 있도록 하며 동시에 외부의 PC 간에 감지된 공작물의 가공상태를 전송시킬 수 있도록 하는 것으로서, 도 3내지 도 4에서 보는 바와 같이 NC(11)와 PLC(12) 간에 신호 전달을 통해 공작기계의 스핀들유닛(13)을 동작시켜 공작기계의 공구 변경과 스핀들모터(14)를 동작시켜 공작물을 절삭 가공시키게 되는 것이다.
이때 절삭감지유닛(20)은 공작기계의 변경하고자 하는 공구의 번호를 16키로 이루어진 키보드(24)를 통해 입력하게 되면 중앙처리장치(22)는 이 변경하고자 하는 공구번호가 원할하게 변경되어 공작물을 가공할 수 있도록 양방향의 입출력카 드(23)를 통해 PLC(12)에 데이터를 전송시키게 된다.
또한 절삭감지유닛(20)은 스핀들유닛(13)에서 변경된 공구의 번호를 사용자가 확인할 수 있도록 12비트의 A/D 컨버터(21)를 통해 중앙처리장치(22)에 알려 중앙처리장치(22)가 LCD로 이루어진 실행부(25)에 문자 또는 숫자로 공구 번호를 표시하게 되는 것이다.
상기 중앙처리장치(22)는 스핀들유닛(13)을 통해 잘못된 공구번호 즉 공구가 없거나 소유하고 있는 공구가 아닌 공구를 선택하였을 경우 내부의 데이터와 비교하여 실행부(25)를 통해 경고신호가 출력될 수 있도록 하는 것이다.
한편, 절삭감지유닛(20)은 PC(30)를 통해 공작기계의 변경된 공구에 대한 정보와 작업 진행중인 공정순서등을 알리며 PC(30)를 통해 사용자가 원하는 공구가 변경되거나 공작기계의 공정순서등이 변경될 수 있도록 절삭감지유닛(20)의 중앙처리장치(22)가 먼저 프로그램을 초기화하여 발생된 데이터를 일시적으로 저장한 후 이 데이터를 PC(30)측으로 전송허가를 인증받기 위해 송신허가신호를 송신하게 된다.
이때 PC(30)는 절삭감지유닛(20)측에서 수신되는 신호를 통해 데이터 수신허가에 대한 신호를 출력하여 이때부터 절삭감지유닛(20)은 PC(30)에 데이터를 전송하기 시작하게 되는 데 PC(30)는 수신되는 데이터를 저장하기 위해 데이터를 점검하여 오류가 발생하였는지를 확인한 후 데이터 오류가 발생하지 않았다고 판단되면 데이터를 일시적으로 저장한 후 절삭감지유닛(20)으로부터 더 이상 데이터 전송이 없다는 종료신호가 입력되면 수신을 종료함 후 데이터를 메모리에 저장하여 절삭감 지유닛(20)과의 데이터 수신을 끝내는 것이다.
이와 같이 작용하는 본 발명은 절삭감지유닛이 절삭가공시 주축에 걸린 부하를 실시간 감지할 수 있도록 절삭감지유닛의 AD 컨버터와 중앙처리장치를 각각 12비트와 16비트인 것을 이용하여 출력단의 실행장치에 스핀들모터의 부하상태를 숫자나 문자 및 그래픽등으로 표시할 수 있도록 하며, 절삭감지유닛와 PLC간의 공작물의 가공중의 부하와 감지내용에 대한 신호가 서로 교환될 수 있도록 양방향성 입출력카드를 사용하며, 절삭감지유닛에 대한 정보데이타를 PC에 전송시킬 수 있는 방법으로부터 PC에 제공하는 정보데이타 송수신 속도가 향상되는 효과를 갖는다.

Claims (5)

  1. NC(11)의 지령순서와 외부의 신호가 결합되어 절삭기계에 공작지령이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 PLC(12)와; 상기 NC(11)의 지령에 의해 출력단에 연결된 절삭기계 내부에 장착되어 동력발생하는 스핀들모터(14)의 부하상태를 감지할 수 있도록 하는 스핀들유닛(13)과; 상기 스핀들유닛(13)에 연결되며 동시에 PLC(12)와 연결되어 가공상태를 표시함과 동시에 변경하고자 하는 공구번호등을 입력할 수 있도록 상기 스핀들 유닛(13)에서 출력하는 아날로그신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D컨버터(21)와, 상기 A/D 컨버터(21)에서 디지털변환된 신호를 연산 및 내부에 설정된 데이터와 비교하여 부하상태를 검출하는 중앙처리장치(22)와, 상기 중앙처리장치(22)의 입력단에 연결되어 변경하고자 하는 공작기계의 공구번호 입력할 수 있도록 하는 16키가 연결된 키보드(24)와, 상기 중앙처리장치(22)의 출력단에 연결되어 가공상태 및 검출상태에 대한 경고신호가 문자 또는 숫자등으로 표시될 수 있도록 하는 실행부(25)와, 상기 중앙처리장치(22)의 다른 출력단에 연결되어 내부에서 비교하여 판단한 공작기계의 동작상태에 대한 출력신호를 PLC(12)에 출력하거나 PLC(12)에서 출력한 내용을 입력할 수 있도록 하는 양방향성 입출력카드(23)로 이루어진 절삭감지유닛(20)이 연결되어 이루어진 절삭감시장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 절삭감지유닛(20)의 A/D 컨버터(21)가 12비트로 이루어져 있으며 키보드는 16키로 이루어진 절삭감시장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 중앙처리장치(22)는 16비트로 이루어진 절삭감시장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 실행부(25)는 숫자나 문자가 동시에 또는 개별적으로 표기할 수 있도록 문자 LCD로 이루어진 절삭감시장치.
  5. 절삭감지유닛(20)의 중앙처리장치(22)가 PC(30)로부터 데이터 송신허가를 인증받기 위한 신호를 출력하여 PC(30)로부터 송신허가를 인증받게 되면 데이터를 송신하기 시작하고, 절삭감지유닛(20)이 전송하고자 하는 데이터가 더 이상 없을 경우 PC(30)로부터 전송완료신호를 출력하여 PC(30)가 수신된 데이터를 저장할 수 있도록 제어신호를 출력하는 절삭감시장치의 제어방법.
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