KR100817320B1 - measurement apparatus of tool for machine tool - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공작기계용 공구의 측정장치에 관한 것으로서, 테이블의 상측에 장착된 석정반과, 석정반에 공구를 인입시켜 안착시킬 수 있되 석정반에 대해 회전가능하게 설치된 공구 안착용 스핀들과, 석정반에 제1방향을 따라 연장된 제1가이드부를 따라 이송가능하게 설치된 바디 캐리어와, 바디 캐리어 상에 수직상으로 연장된 제2가이드부를 따라 승하강 가능하게 설치된 승하강 캐리어와, 승하강 캐리어에 제1방향과 직교하는 수평방향을 따라 연장된 제3가이드부를 따라 이송가능하게 설치된 측정 캐리어와, 측정 캐리어 상에 측정대상체의 외경 및 길이를 포함한 치수를 측정할 수 있게 설치된 측정센서와, 바디 캐리어와 승하강 캐리어 및 측정 캐리어의 이송 위치 값을 검출하여 제공하는 제1 내지 제3 리니어 스케일 센서 및 측정센서가 측정대상체에 접촉시에 측정센서 및 제1 내지 제3리니어 스케일 센서로부터 출력된 신호로부터 설정된 치수를 산출하여 표시부를 통해 표시하는 제어 유니트를 구비한다. 이러한 공작기계용 공구의 측정장치에 의하면, 공구 이외의 측정대상물체에 대해서도 움직이지 않고 3차원적 치수 측정이 가능하여 사용상의 편리함을 제공한다.The present invention relates to a measuring device for a tool for a machine tool, comprising: a stone slab mounted on an upper side of a table, a tool seating spindle installed to be rotatable with respect to a stone slab, while allowing a tool to be seated on a stone slab, and a stone slab. A body carrier provided to be transportable along the first guide part extending in the first direction, the elevating carrier provided to be able to move up and down along the second guide part vertically extending on the body carrier, and A measurement carrier provided to be transportable along a third guide portion extending in a horizontal direction perpendicular to one direction, a measurement sensor provided to measure a dimension including an outer diameter and a length of a measurement object on the measurement carrier, a body carrier, First to third linear scale sensors and measurement sensors for detecting and providing transfer position values of the lifting and lowering carriers and the measuring carrier are measured. To calculate the measuring sensor and the first to the dimensions set by the signal output from the linear scale sensor 3 at the time of contact with a control unit for display through the display. According to such a measuring device for a tool for a machine tool, it is possible to measure a three-dimensional dimension without moving the object to be measured other than the tool, thereby providing convenience in use.
Description
도 1은 본 발명에 따른 공작기계용 공구의 측정장치를 나타내 보인 사시도이고,1 is a perspective view showing a measuring device of a tool for a machine tool according to the present invention,
도 2는 도 1의 측정 캐리어에 장착된 측정센서의 일 예를 나타내 보인 부분 발췌 측면도이고,FIG. 2 is a partial excerpt side view showing an example of a measuring sensor mounted on the measuring carrier of FIG. 1;
도 3은 도 1의 측정캐리어에 장착된 측정센서의 또 다른 예를 나타내 보인 부분 발췌 사시도이고,3 is a perspective view illustrating a part of another example of a measuring sensor mounted on the measuring carrier of FIG. 1;
도 4는 도 1의 공구의 측정장치의 제어계통 회로도이다.4 is a control system circuit diagram of the measuring device of the tool of FIG.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
110: 테이블 120: 석정반110: table 120: stone tablet
130: 공구 안착용 스핀들 140: 바디 캐리어130: spindle for mounting the tool 140: body carrier
150: 승하강 캐리어 160: 측정캐리어150: lifting carrier 160: measuring carrier
본 발명은 공작기계용 공구의 측정장치에 관한 것으로서, 상세하게는 작업 현장에서 공구의 치수 및 가공물의 치수를 용이하게 측정할 수 있도록 된 공작기계용 공구의 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring a tool for a machine tool, and more particularly, to an apparatus for measuring a tool for a machine tool, which enables to easily measure the dimensions of a tool and a workpiece on a work site.
현재 가공분야에서 널리 사용되고 있는 머시닝센터는 공작물을 복합가공할 수 있는 CNC 장치로서 여러 개의 공구를 툴매거진에 보관하여 두고 프로그램된 순서에 따라 자동공구 교환기에 의해 자동으로 공구가 교환되어 일련의 적업을 수행하는 기계이다. 이러한 머시닝센터에 사용되는 공구는 주축스핀들과의 공구 체결부가 7/24 테이퍼를 갖는 BT테이퍼로 형성되어져 있어 공구 길이를 측정하기 위해서는 테이퍼의 일정지점에 있는 게이지라인으로부터 공구인선까지의 거리를 측정해야 하기 때문에 공구 길이 측정이 용이하지 않다. Machining centers, which are widely used in the current machining field, are CNC machines that can process multiple workpieces. Several tools are stored in the tool magazine, and tools are automatically changed by an automatic tool changer in the programmed sequence to perform a series of tasks. Is a machine to perform. The tool used in this machining center is formed by BT taper with 7/24 taper of the tool fastening part with the spindle spindle. In order to measure the tool length, the distance from the gauge line at the fixed point of the taper to the tool edge should be measured. Therefore, tool length measurement is not easy.
종래의 CNC 장비에서 사용되는 공구 측정방법은 CNC장비그룹에서 사용하는 툴프리세터를 이용하여 공구실에서 공구 크기를 계측하고, CNC장비에 계측한 공구의 길이, 직경과 같은 정보를 입력한다. The tool measuring method used in the conventional CNC equipment is to measure the tool size in the tool room using a tool presetter used in the CNC equipment group, and input information such as the length and diameter of the tool measured in the CNC equipment.
종래의 툴프리세터로서 국내 등록실용신안 제 0326589호에 개시된 공작기계용 공구의 측정장치는 상호 직교하는 두 축에 대해서만 다이얼 게이지 하우징이 이동할 수 있도록 되어 있어 측정대상체가 공구로 제한되는 단점이 있다. 특히, 가공된 제품에 대해 길이, 외경, 폭 등을 측정하고자 하는 경우 상기 측정장치 외에 별도의 측정기구를 이용하여야 하는 불편함이 발생한다.As a conventional tool presetter, the measuring device for a tool for a machine tool disclosed in Korean Utility Model No. 0326589 has a disadvantage in that the dial gauge housing is movable only for two mutually orthogonal axes so that the measurement object is limited to the tool. In particular, if you want to measure the length, outer diameter, width, etc. for the processed product, the inconvenience of having to use a separate measuring device in addition to the measuring device occurs.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 공구 이외의 측정대상 물품에 대해서도 치수 측정을 용이하게 현장에서 수행할 수 있는 공 작기계용 공구의 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide a measuring device for a machine tool that can easily perform a dimensional measurement in the field for the measurement target other than the tool.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 공작기계용 공구의 측정장치는 테이블의 상측에 장착된 석정반과; 상기 석정반에 공구를 인입시켜 안착시킬 수 있되 상기 석정반에 대해 회전가능하게 설치된 공구 안착용 스핀들과; 상기 석정반에 제1방향을 따라 연장된 제1가이드부를 따라 이송가능하게 설치된 바디 캐리어와; 상기 바디 캐리어 상에 수직상으로 연장된 제2가이드부를 따라 승하강 가능하게 설치된 승하강 캐리어와; 상기 승하강 캐리어에 상기 제1방향과 직교하는 수평방향을 따라 연장된 제3가이드부를 따라 이송가능하게 설치된 측정 캐리어와; 상기 측정 캐리어 상에 측정대상체의 외경 및 길이를 포함한 치수를 측정할 수 있게 설치된 측정센서와; 상기 바디 캐리어와 상기 승하강 캐리어 및 상기 측정 캐리어의 이송 위치 값을 검출하여 제공하는 제1 내지 제3 리니어 스케일 센서; 및 상기 측정센서가 측정대상체에 접촉시에 상기 측정센서 및 상기 제1 내지 제3리니어 스케일 센서로부터 출력된 신호로부터 설정된 치수를 산출하여 표시부를 통해 표시하는 제어 유니트;를 구비한다.In order to achieve the above object, a measuring device for a tool for a machine tool according to the present invention includes: a stone tablet mounted on an upper side of a table; A tool seating spindle which can be seated by inserting a tool into the stone platform but is rotatably installed with respect to the stone platform; A body carrier installed to be transportable along the first guide part extending in a first direction in the stone plate; An elevating carrier mounted on the body carrier so as to be lowered along the second guide part extending vertically; A measurement carrier installed on the elevating carrier so as to be transportable along a third guide portion extending in a horizontal direction perpendicular to the first direction; A measuring sensor installed on the measuring carrier to measure a dimension including an outer diameter and a length of a measuring object; First to third linear scale sensors which detect and provide transport position values of the body carrier, the lifting carrier and the measurement carrier; And a control unit configured to calculate a set dimension from a signal output from the measuring sensor and the first to third linear scale sensors when the measuring sensor contacts the measuring object and to display the measured value through a display unit.
바람직하게는 상기 석정반에 탈착가능하게 결합된 베이스 플레이트를 더 구비하고, 상기 베이스 플레이트에 상기 제1 리니어 스케일 센서 및 상기 제1가이드가 결합되어 있으며 상기 제어유니트와 상기 베이스 플레이트에 장착된 요소와는 커넥터에 의해 상호 전기적으로 결선되게 형성된다.Preferably, further comprising a base plate detachably coupled to the stone plate, wherein the first linear scale sensor and the first guide are coupled to the base plate and mounted to the control unit and the base plate. Are electrically connected to each other by a connector.
또한, 상기 제어유니트는 상기 공구 안착용 스핀들에 안착된 공구를 측정하 는 공구 측정모드와 상기 석정판에 안착된 측정대상체를 측정하는 가공대상품 측정모드 중 어느 하나를 선택할 수 있는 키가 마련된 키입력부와; 상기 키입력부에서 입력된 키 신호에 따라 상기 스케일 센서 및 상기 측정센서에서 출력되는 값으로부터 가공대상품에 대해 측정된 치수를 상기 표시부에 표시하는 제어부;를 구비한다.The control unit may further include a key for selecting one of a tool measurement mode for measuring a tool seated on the tool seating spindle and a workpiece size measurement mode for measuring a measurement target seated on the stone plate. An input unit; And a controller configured to display, on the display unit, the dimension measured for the workpiece to be processed from the values output from the scale sensor and the measurement sensor according to the key signal input from the key input unit.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공작기계용 공구의 측정장치를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the measuring apparatus of the tool for a machine tool according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 공작기계용 공구의 측정장치를 나타내 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 측정 캐리어에 장착된 측정센서의 일 예를 나타내 보인 도면이고, 도 3은 도 1의 공구의 측정장치의 제어계통 회로도이다.1 is a perspective view showing a measuring device of a tool for a machine tool according to the present invention, Figure 2 is a view showing an example of a measuring sensor mounted on the measuring carrier of Figure 1, Figure 3 is a view of the tool of Figure 1 Control system circuit diagram of measuring device.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 공작기계용 공구의 측정장치(100)는 테이블(110), 석정반(120), 베이스 플레이트(123), 공구 안착용 스핀들(130), 바디캐리어(140), 승강캐리어(150), 측정캐리어(160) 및 제 1 내지 제3 리니어스케일 센서(171)(173)(175)를 구비한다.1 to 3, the
테이블(110)은 이동이 용이하게 하부에 바퀴(112)가 달려 있다. 도시된 예와 다르게 바퀴(112)가 생략될 수 있음은 물론이다.Table 110 has a
석정반(120)은 테이블(110) 상부에 안착되어 있다. 석정반(120)은 적용대상 석재의 상면을 평면 가공처리된 것을 적용한다.The
석정반(120)에는 공구 안착용 스핀들(130)이 회전가능하게 장착되어 있다.The
공구 안착용 스핀들(130)은 수직방향을 중심으로 회전가능하게 설치되어 있고, 핸들(135)의 조작에 의해 회전시킬 수 있도록 되어 있다.The
일 예로서 공구 안착용 스핀들(130)은 베벨기어를 통해 핸들(135)의 회전에 연동되어 회전될 수 있게 구축될 수 있다.For example, the
또한 공구 안착용 스핀들(130)은 BT테이퍼 형태로 형성된 공구(200)를 안착시킬 수 있게 하방으로 점진적으로 좁아지게 테이퍼진 수용홈(131)을 갖게 형성된 것이 적용된다.In addition, the
베이스 플레이트(123)는 석정반(120)에 볼트와 같은 고정부재에 의해 탈착가능하게 설치되어 있다. The
베이스 플레이트(123)의 상면에는 제1가이드부(145) 및 제1리니어스케일 센서(171)가 설치되어 있다.The
이 경우 석정반(120)을 교체하거나 다른 작업환경에 본 측정장치를 옮겨 이용하고자 할 경우 베이스 플레이트(123)를 석정반(120)으로부터 분리하면 되기 때문에 이동성이 용이한 장점을 제공한다. 도시된 예와 다르게 베이스 플레이트(123)가 생략될 수 있음은 물론이다.In this case, if you want to replace the
제1가이드부(145)는 베이스 플레이트(123) 상면에 제1방향 즉, X방향을 따라 연장되게 형성되어 있다.The
제1가이드부(145)는 바디 캐리어(140)가 제1방향을 따라 이송될 수 있게 바디 캐리어(140)와 대응되는 슬라이딩 결합구조를 갖게 형성되면 된다.The
도시된 예에서는 제1가이드부(145)는 길이방향을 따라 랙기어(146)가 형성된 것이 적용되었다. 이 경우 바디 캐리어(140)의 랙기어(146)와 대향되는 부분에는 피니언(미도시)이 회전가능하게 설치되면 된다. 도시된 예와 다르게 제1가이드부 (145)는 레일 형태로 형성되고, 바디 캐리어(140)는 레일에 구속되어 슬라이딩 될 수 있게 형성될 수 있음은 물론이다.In the illustrated example, the
참조부호 148은 바디 캐리어(140)를 제1가이드부(145)에 구속시킬 수 있게 설치된 스톱퍼이다.
제1리니어 스케일 센서(171)는 제1가이드부(145)와 나란하게 베이스 플레이트(123) 위에 설치되어 있고, 바디 캐리어(140)의 이동 위치에 대응되는 위치 값을 측정할 수 있도록 바디 캐리어(140)와 결합되어 있다.The first
제1리니어 스케일 센서(171)는 공지된 다양한 방식이 적용될 수 있고, 일 예로 내부에 미세한 눈금이 새겨져 있고, 센서 모듈이 지나가면서 펄스를 읽어들여 이를 직선 이동거리로 환산하는 방식이 적용될 수 있다. 이 경우 센서모듈은 바디 캐리어(140)에 설치된다.The first
제2가이드부(155)는 바디캐리어(140)의 상면으로부터 수직상으로 즉, 제2방향인 Z방향을 따라 일정높이 연장되게 설치된 수직바(156)와, 수직바(156)에 나란하게 회전가능하게 설치된 스크류(157)가 적용되었다.The
제2리니어 스케일 센서(173)는 수직바(156)의 연장방향을 따라 수직상으로 설치되어 승강 캐리어(150)의 승강 높이를 검출할 수 있도록 되어 있다.The second
승강캐리어(150)는 스쿠류(157)의 회전에 따라 수직바(156)를 따라 승하강 될 수 있게 설치되어 있다.The
제3가이드부(165)는 승강 캐리어(150)와 일체로 결합되되, 제1 및 제2방향과 각각 직교하는 방향인 제3방향 즉, Y방향을 따라 연장되어 후술되는 측정캐리어 (160)가 구속되어 슬라이딩 가능하게 형성되어 있다.The
제3가이드부(165) 상에는 제3리니어 스케일 센서(175)가 측정케리어(160)의 이동 위치를 측정할 수 있도록 설치되어 있다.The third
측정캐리어(160)와 제3가이드바(165)와의 슬라이딩 결합구조는 앞서 설명된 방식들 중 어느 하나를 적용할 수 있다.The sliding coupling structure between the
측정캐리어(160)에는 측정대상체와 접촉시 측정대상체의 외경, 길이를 포함한 각종 치수를 측정할 수 있는 측정센서(161)(162)가 장착되어 있다. 측정센서(161)(162)는 통상 접촉자와, 접촉자가 측정대상체에 접촉시 설정된 파라미터 예를 들면, 높이, 직경 등을 산출할 수 있게 형성된 것으로 통상 다이얼 게이지, 디지털 게이지 및 공지된 다양한 게이지가 적용될 수 있다.The
측정 센서(161)(162)는 일 예로서 도 2에 도시된 바와 같이 X방향으로 접촉자가 연장된 제1디지털 게이지와, Z방향을 따라 하방으로 접촉자가 연장된 제2디지털 게이지가 적용될 수 있다. 이 경우 제1디지털 게이지는 측정대상 공구 또는 가공품의 직경 또는 폭을 측정하는데 이용하고, 제2디지털 게이지는 측정대상 공구 또는 가공품의 높이를 측정하는 데 이용한다.As an example, the
도시된 예와 다르게, 하나의 게이지로 높이 및 직경 모두를 측정할 수 있는 공지된 측정센서가 적용될 수 있고, 일 예로서 국내 공개특허 제1988-0007995호에 개시된 측정캘리퍼가 적용될 수 있음은 물론이다.Unlike the illustrated example, a well-known measuring sensor capable of measuring both height and diameter with one gauge may be applied. As an example, the measuring caliper disclosed in Korean Patent Application Publication No. 1988-0007995 may be applied. .
또 다르게는 도 3에 도시된 바와 같이 접촉자가 바디로부터 회동될 수 있게 형성되어 있고, 회전각도에 대응되는 측정정보를 제공할 수 있는 측정센서(163)가 적용될 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 3, a contact sensor may be rotated from the body, and a
조작패널(180)은 테이블(180)에 장착되어 있고, 키조작부(183), 표시부(185)가 마련되어 있다. 제어부(190)는 조작패널(180) 내에 내장되거나 별도로 외장될 수 있음은 물론이다. 제어유니트는 키조작부(183), 표시부(185) 및 제어부(190)를 포함한다.The
바람직하게는 제어유니트와 베이스 플레이트(123)상에 설치된 요소와의 전기적인 접속은 도시되지 않은 커넥터를 통해 접속할 수 있는 구조가 적용된다. 이 경우 커넥터를 분리하고 제어유니트와 베이스플레이트를 테이블(180) 및 석정반(120)으로부터 분리하면 다른 작업환경에 설치하여 이용할 수 있다.Preferably, a structure in which electrical connection between the control unit and the elements installed on the
키 조작부(183)는 공구 측정모드, 가공대상품 측정모드 중 어느 하나의 모드를 설정하는 모드 설정키, 영점셋팅키를 포함한 다수의 키가 마련될 수 있다.The
여기서 공구 측정모드는 공구 안착용 스핀들(130)에 공구(200)를 장착하고 공구(200)의 직경 및 높이를 측정하는 모드를 말하고, 공구 측정모드에서는 공구 안착용 스핀들(130)의 중심점을 영점으로 하여 측정 센서(161)(162)에서 측정된 값으로부터 제어부(190)가 직경 및 높이를 산출하여 표시부(185)를 통해 표시한다.Herein, the tool measuring mode refers to a mode in which the
또한, 가공 대상품 측정모드에서는 석정반(120) 상면의 임의의 위치에 놓인 가공대상품에 대해 사용자가 가공대상품의 일 측면을 측정센서(162)로 접촉시킨 상태에서 영점셋팅키를 조작하면 해당 영점위치를 기준으로 이후에 측정센서(162)의 접촉신호가 수신되면 측정센서(161)(162)(163) 및 리니어스케일 센서(171)(173)(175)에 의해 검출된 값을 영점으로부터 환산하여 산출된 측정값을 대응되는 치수값으로 산출하여 표시부(185)를 통해 표시한다.In addition, in the workpiece countermeasure mode, when the user operates the zero setting key while the user touches one side of the countertop product with the measuring
한편, 도시된 예와 다르게 공구 안착용 스핀들(130) 및 각 캐리어(140)(150)(160)중 적어도 하나 이상이 모터의 구동력에 의해 사용자가 조작한 위치만큼 이동될 수 있게 구축될 수 있음은 물론이다. Meanwhile, unlike the illustrated example, at least one or more of the
지금까지 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 공작기계용 공구의 측정장치에 의하면, 공구 이외의 측정대상물체에 대해서도 움직이지 않고 3차원적 치수 측정이 가능하여 사용상의 편리함을 제공한다.According to the measuring device of the tool for a machine tool according to the present invention as described so far, it is possible to measure the three-dimensional dimensions without moving even to the object to be measured other than the tool provides convenience in use.
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