KR100859397B1 - Numerical Control System and Method in a Work Machine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공작물의 가공 위치 및 중량에 의해 발생하는 우력의 영향을 최소화하여 공작물 가공 위치 결정을 위한 직선축 및 회전축의 공작물 이송 및 회전 능력을 극대화시키도록 한 공작기계에서의 수치제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 직선/회전 구동하여 공작물을 이송/회전시키는 구동부를 구비하고 있는 공작기계에서의 수치제어 시스템에 있어서, 상기 구동부의 위치/회전각도를 측정하는 위치 측정부와; 가감속 시정수 보상 함수, 속도 루프 게인 보상 함수 및 위치 루프 게인 보상 함수를 저장하고 있는 메모리부와; 내부 메모리 영역에 기설정된 크기를 갖는 보상 계수 및 기설정된 범위를 갖는 기준값을 저장하고 있으며, 상기 위치 측정부를 통해 상기 구동부의 위치/회전각도를 인식하며, 인식된 상기 구동부의 위치/회전각도를 이용하여 상기 구동부의 위치/회전각도 편차량, 이동속도/회전속도 및 부하량을 계산하고, 해당 계산된 위치/회전각도 편차량, 이동속도/회전속도 및 부하량을 이용하여 우력을 계산하고, 해당 계산된 우력과 상기 메모리부에 저장된 가감속 시정수 보상 함수, 속도 루프 게인 보상 함수 및 위치 루프 게인 보상 함수와 상기 보상 계수를 이용하여 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값을 계산한 후에, 해당 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 상기 기준값의 범위에 해당하는 지에 따라 상기 보상 계수의 크기를 증가 또는 감소시켜 재설정하는 제어부를 포함하여 이루어짐으로써, 경량화된 공작기계를 설계할 수 있고, 공작기계의 장비 수명을 연장할 수 있으며, 정밀도 높은 공작물을 획득할 수 있는 효과가 있다.The present invention is directed to a numerical control system and method in a machine tool for minimizing the influence of the force generated by the machining position and weight of a workpiece to maximize the workpiece transport and rotation ability of the linear and rotary axes for workpiece machining positioning. A numerical control system in a machine tool having a drive unit for feeding / rotating a workpiece by linear / rotating drive, comprising: a position measuring unit for measuring a position / rotation angle of the drive unit; A memory unit for storing the acceleration / deceleration time constant compensation function, the speed loop gain compensation function and the position loop gain compensation function; A compensation coefficient having a predetermined size and a reference value having a predetermined range are stored in an internal memory area, the position measuring unit recognizes the position / rotation angle of the driving unit, and uses the recognized position / rotation angle of the driving unit. Calculate the position / rotation angle deviation amount, the moving speed / rotation speed and the load amount of the drive unit, calculates the rainfall using the calculated position / rotation angle deviation amount, the moving speed / rotation speed and the load amount, The acceleration / deceleration time constant, the velocity loop gain related value and the position loop gain related value are calculated by using the acceleration and deceleration time constant compensation function, the speed loop gain compensation function, the position loop gain compensation function and the compensation coefficient stored in the memory unit. After that, the calculated acceleration / deceleration time constant, velocity loop gain related value and position loop gain related value correspond to the above reference value range. By including a control unit for resetting by increasing or decreasing the size of the compensation coefficient according to the, it is possible to design a lightweight machine tool, to extend the machine life of the machine tool, to obtain a high-precision workpiece It has an effect.

Description

공작기계에서의 수치제어 시스템 및 방법{Numerical Control System and Method in a Work Machine}Numerical Control System and Method in a Work Machine

도 1은, 본 발명의 실시 예에 따른 공작기계에서의 수치제어 시스템의 구성을 블록도로 도시한 도면.1 is a block diagram showing the configuration of a numerical control system in a machine tool according to an embodiment of the present invention.

도 2는, 본 발명의 실시 예에 따른 공작기계에서의 수치제어 방법을 순서도로 도시한 도면.2 is a flowchart illustrating a numerical control method in a machine tool according to an embodiment of the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

10: 입력부(10) 20: 위치 측정부(20)10: input unit 10 20: position measuring unit 20

30: 구동부(30) 40: 제어부(40)30: drive unit 30 40: control unit 40

50: 메모리부(50)50: memory unit 50

본 발명은 공작기계에서의 수치제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 공 작물의 가공 위치 및 중량에 의해 발생하는 우력의 영향을 최소화하여 공작물 가공 위치 결정을 위한 직선축 및 회전축의 공작물 이송 및 회전 능력을 극대화시킴으로써, 경량화된 공작기계를 설계할 수 있고, 공작기계의 장비 수명을 연장할 수 있으며, 정밀도 높은 공작물을 획득할 수 있도록 한 공작기계에서의 수치제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a numerical control system and method in a machine tool, and in particular, the ability to transport and rotate a workpiece on a linear axis and a rotating shaft for positioning a workpiece by minimizing the influence of the force generated by the machining position and weight of the workpiece. The present invention relates to a numerical control system and method in a machine tool capable of designing a lightweight machine tool, extending the machine life of the machine tool, and obtaining a highly precise workpiece.

일반적으로, 공작기계의 수치제어 시스템(CNC: Computer Numerically Controller)은 공작물의 가공 위치를 결정하는 직선축(X,Y 및 Z축)으로 이루어진 이송계와 회전축(A,B 및 C축)으로 이루어진 회전계를 포함하여 이루어진다.In general, a computer numerical controller (CNC) of a machine tool consists of a feed system consisting of linear axes (X, Y and Z axes) and rotary axes (A, B and C axes) which determine the machining position of a workpiece. It consists of a tachometer.

이러한, 수치제어 시스템의 직선축 및 회전축이 직선 및 회전 구동하기 위해서는, 직선축 및 회전축 내의 서보 모터 및 이송하려는 공작물 간의 부하 관성 비(Load Inertia Ratio), 이송계 및 회전계의 적절한 가감속 결정을 위한 가감속 시정수, 이송계 및 회전계의 위치 루프 제어를 위한 위치 루프 게인의 설정 값, 이송계 및 회전계의 속도 루프 제어를 위한 속도 루프 게인의 설정 값이 각각 필요하다.In order to linearly and rotationally drive the linear axis and the rotation axis of the numerical control system, the load inertia ratio between the servo motor in the linear axis and the rotation axis and the workpiece to be conveyed, for determining the appropriate acceleration and deceleration of the feed system and the rotation system The acceleration / deceleration time constant, the setting value of the position loop gain for the position loop control of the feed system and the tachometer, and the setting value of the speed loop gain for the speed loop control of the feed system and the tachometer are respectively required.

기존의 수치제어 시스템은 사용자 또는 기계 제조사로부터의 입력에 의해서만, 상술한 서보 모터와 부하 관성 비, 가감속 시정수, 위치 루프 게인 관련 값 및 속도 루프 게인 관련 값이 설정되도록 구성되어 있다.The conventional numerical control system is configured such that the above-described servo motor and load inertia ratio, acceleration / deceleration time constant, position loop gain related value and speed loop gain related value are set only by input from a user or machine manufacturer.

따라서, 기존의 수치제어 시스템은 사용자 또는 기계 제조사로부터의 입력에 의한 설정 값 변경 이전에는 어떠한 조건에서도 설정값의 변경없이 동작하게 된다.Therefore, the existing numerical control system operates without changing the setting value under any condition before changing the setting value by input from the user or machine manufacturer.

이러한, 수치제어 시스템에는 공작물의 가공 위치 및 중량을 측정할 수 있는 수단 또한 없기 때문에, 공작물 중량의 가변 및 이송계 또는 회전계에 의해 결정되는 공작물의 가공 위치에 대하여 가변적으로 제어를 행할 수 없는 문제점이 있었다.Since the numerical control system also has no means for measuring the machining position and weight of the workpiece, there is a problem in that it is not possible to variably control the machining position of the workpiece determined by the variable workpiece weight and the feed system or the rotational system. there was.

예를 들어, 일반적으로 C형 머시닝 센터는 공작물의 X축 이송을 위한 새들(Saddle)을 Y축 상에 구비하고 있다. 여기서, 해당 새들 위에는 테이블이 형성되어 있다. 이러한, C형 머시닝 센터에서 해당 테이블을 X축 좌측 및 우측 끝까지 이송하는 경우에, 해당 테이블이 기계의 베이스(Base)를 벗어나는 오버행(Overhang)이 발생하게 된다.For example, type C machining centers generally have saddles for the X axis feed of the workpiece on the Y axis. Here, a table is formed on the birds. In the case of transferring the table to the left and right ends of the X axis in the C-type machining center, an overhang occurs when the table leaves the base of the machine.

오버행은 공작물의 Y축 '+'방향 또는 '-'방향 이송시, Y축 구동축 중심에 대한 우력(Moment)으로 작용한다.The overhang acts as a moment about the center of the Y-axis drive shaft in the Y-axis or + -direction of the workpiece.

우력의 크기는 Y축 구동축의 중심으로부터 벗어남 정도에 따라 달라지며, 가공을 위한 공작물 적재시 적재 중량과 공작물의 설치 위치에 따라 달라진다. 그리고, 이렇게 생성된 우력은 공작기계에서 공작물 가공시, 공작기계에 큰 충격을 주어 해당 공작기계 이송계의 수명 단축은 물론, 표면 진동에 의해 가공하려는 공작물의 표면 조도를 악화시키며, 불규칙한 절삭 조건으로 인해 공구 수명을 급격히 단축시킨다.The magnitude of the lifting force depends on the degree of deviation from the center of the Y axis drive shaft, and depends on the loading weight and the installation position of the workpiece when loading the workpiece for machining. In addition, the generated power has a great impact on the machine tool when machining the workpiece in the machine tool, shortening the life of the machine tool feed system, as well as worsen the surface roughness of the workpiece to be processed by surface vibration, and the irregular cutting conditions This dramatically shortens tool life.

또 다른 예를 들면, 4축 또는 5축 가공을 하는 머시닝 센터에서의 공작물 회전에 의해 해당 회전된 공작물이 최초 형상 변동 또는 공정 변동되어 회전축 중심에 대하여 편심을 가지게 된 경우, 공작물의 가공 위치 결정시 원심력 및 회전 관 성에 의한 충격이 발생하기 때문에, 이를 방지하기 위하여 최대 회전수를 낮추어 공작기계를 설계 및 제어해야만 한다.In another example, when the workpiece is rotated in a machining center with four or five axes, the rotated workpiece is eccentric with respect to the center of the rotation axis due to the initial shape variation or process variation. Because of the impact of centrifugal forces and rotational inertia, machine tools must be designed and controlled with a lower maximum speed to prevent this.

정리하자면, 기존의 공작기계의 수치제어 시스템은 공작물의 가공 위치 결정을 위한 직선축 및 회전축의 구동에 대하여, 어떠한 조건에서도 사용자 또는 기계 제조사에 의해 기설정된 값이 적용되기 때문에, 공작기계의 이송계 및 회전계의 상황에 맞는 제어를 가변적으로 수행할 수 없는 문제점이 있었다.In summary, the numerical control system of a conventional machine tool is a feed system of a machine tool because a predetermined value is applied by a user or a machine manufacturer under any conditions for driving a linear axis and a rotary axis for positioning a workpiece. And there was a problem that can not perform a variable control according to the situation of the tachometer.

전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 공작물의 가공 위치 및 중량에 의해 발생하는 우력의 영향을 최소화하여 공작물 가공 위치 결정을 위한 직선축 및 회전축의 공작물 이송 및 회전 능력을 극대화시킴으로써, 경량화된 공작기계를 설계할 수 있고, 공작기계의 장비 수명을 연장할 수 있으며, 정밀도 높은 공작물을 획득할 수 있도록 한 공작기계에서의 수치제어 시스템 및 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.In order to solve the problems as described above, the present invention by minimizing the influence of the force generated by the machining position and weight of the workpiece to maximize the workpiece feed and rotational capacity of the linear axis and the rotation axis for the workpiece machining position, It is an object of the present invention to provide a numerical control system and method in a machine tool capable of designing a lightweight machine tool, extending the machine life of the machine tool, and obtaining a highly precise workpiece.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 공작기계에서의 수치제어 시스템은, 직선/회전 구동하여 공작물을 이송/회전시키는 구동부를 구비하고 있는 공작기계에서의 수치제어 시스템에 있어서, 상기 구동부의 위치/회전각도를 측정하는 위치 측정부와; 가감속 시정수 보상 함수, 속도 루프 게인 보상 함수 및 위치 루프 게인 보상 함수를 저장하고 있는 메모리부와; 내부 메모리 영역에 기설정된 크기를 갖는 보상 계수 및 기설정된 범위를 갖는 기준값을 저장하고 있으며, 상기 위치 측정부를 통해 상기 구동부의 위치/회전각도를 인식하며, 인식된 상기 구동부의 위치/회전각도를 이용하여 상기 구동부의 위치/회전각도 편차량, 이동속도/회전속도 및 부하량을 계산하고, 해당 계산된 위치/회전각도 편차량, 이동속도/회전속도 및 부하량을 이용하여 우력을 계산하고, 해당 계산된 우력과 상기 메모리부에 저장된 가감속 시정수 보상 함수, 속도 루프 게인 보상 함수 및 위치 루프 게인 보상 함수와 상기 보상 계수를 이용하여 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값을 계산한 후에, 해당 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 상기 기준값의 범위에 해당하는 지에 따라 상기 보상 계수의 크기를 증가 또는 감소시켜 재설정하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Numerical control system in a machine tool according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, in the numerical control system in a machine tool having a drive unit for feeding / rotating the workpiece by linear / rotational drive A position measuring unit measuring a position / rotation angle of the driving unit; A memory unit for storing the acceleration / deceleration time constant compensation function, the speed loop gain compensation function and the position loop gain compensation function; A compensation coefficient having a predetermined size and a reference value having a predetermined range are stored in an internal memory area, the position measuring unit recognizes the position / rotation angle of the driving unit, and uses the recognized position / rotation angle of the driving unit. Calculate the position / rotation angle deviation amount, the moving speed / rotation speed and the load amount of the drive unit, calculates the rainfall using the calculated position / rotation angle deviation amount, the moving speed / rotation speed and the load amount, The acceleration / deceleration time constant, the velocity loop gain related value and the position loop gain related value are calculated by using the acceleration and deceleration time constant compensation function, the speed loop gain compensation function, the position loop gain compensation function and the compensation coefficient stored in the memory unit. After that, the calculated acceleration / deceleration time constant, velocity loop gain related value and position loop gain related value correspond to the above reference value range. According to whether is characterized in that it comprises a control unit for resetting by increasing or decreasing the size of the compensating factor.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 공작기계에서의 수치제어 방법은, 직선/회전 구동하여 공작물을 이송/회전시키는 구동부를 구비하고 있는 공작기계에서의 수치제어 방법에 있어서, 상기 구동부의 위치/회전각도 및 전류량을 측정하기 위해 하나 이상의 측정 지점/각도를 설정하는 제1과정과; 상기 측정 지점/각도에서 상기 구동부의 위치/회전각도 및 전류량을 측정하고, 해당 측정된 결과를 이용하여 상기 구동부의 위치/각도 편차량, 이동속도/회전속도 및 부하량을 계산하고, 계산된 상기 구동부의 위치/각도 편차량, 이동속도/회전속도 및 부하량을 저장하는 제2과정과; 상기 구동부의 위치/회전각도 및 전류량의 측정이 상기 설정된 각 측정 지점/각도별로 완료되었는 지를 확인하는 제3과정과; 상기 구동부의 위치/회전각도 및 전류량의 측정이 상기 설정된 각 측정 지점/각도별로 완료된 경우에, 상기 저장된 위치/각도 편차량, 이동속도/회전속도 및 부하량을 이용하여 상기 설정된 각 측정 지점/각도별로 우력을 계산하고, 계산된 각 측정 지점/각도별 우력을 저장하는 제4과정과; 상기 저장된 각 측정 지점/각도별 우력과 기설정된 크기의 보상 계수와 기저장되어 있는 가감속 시정수 보상 함수, 속도 루프 게인 보상 함수 및 위치 루프 게인 보상 함수를 이용하여 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값을 계산하는 제5과정과; 상기 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 기준값의 범위에 해당하는 지에 따라 상기 보상 계수의 크기를 증가 또는 감소시켜 재설정하는 제6과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the numerical control method in the machine tool according to an embodiment of the present invention, in the numerical control method in the machine tool having a drive unit for feeding / rotating the workpiece by linear / rotational drive, the position / rotation of the drive unit Setting one or more measurement points / angles to measure angles and amounts of current; Measure the position / rotation angle and current amount of the driving unit at the measurement point / angle, calculate the position / angle deviation amount, the moving speed / rotation speed, and the load amount of the driving unit using the measured results, and calculate the calculated driving unit A second process of storing a position / angle deviation amount, a moving speed / rotation speed, and a load amount of? A third step of confirming whether the measurement of the position / rotation angle and the amount of current of the driving unit is completed for each set measurement point / angle; When the measurement of the position / rotation angle and current amount of the driving unit is completed for each of the set measurement points / angles, for each set measurement point / angle using the stored position / angle deviation amount, moving speed / rotation speed, and load amount A fourth step of calculating the power of the power and storing the calculated power of each measurement point / angle; Acceleration / deceleration time constant and velocity loop gain using the stored power of each measuring point / angle, a compensation coefficient of a predetermined size, and a stored acceleration / deceleration time constant compensation function, a speed loop gain compensation function, and a position loop gain compensation function Calculating a related value and a position loop gain related value; And a sixth process of increasing or decreasing the magnitude of the compensation coefficient according to whether the calculated acceleration / deceleration time constant, velocity loop gain related value, and position loop gain related value correspond to a range of reference values. do.

본 발명의 실시 예에 따른 공작기계에서의 공작물 가공을 위한 수치제어 시스템의 구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 입력부(10)와, 위치 측정부(20)와, 구동부(30)와, 제어부(40)와, 메모리부(50)를 구비하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, the numerical control system for processing a workpiece in a machine tool according to an embodiment of the present invention includes an input unit 10, a position measuring unit 20, a driving unit 30, and a control unit. 40 and a memory unit 50 are provided.

상기 입력부(10)는 사용자로부터의 입력 정보를 상기 제어부(40)로 인가하는 사용자 입력 인터페이스이다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치의 키보드 및 마우스 또는 터치패드 및 터치스크린 등으로 이루어진다.The input unit 10 is a user input interface for applying input information from a user to the control unit 40. For example, a keyboard and mouse or a touch pad and a touch screen of a computing device.

상기 위치 측정부(20)는 상기 구동부(30)의 직선축 상에서의 위치 또는 회전축 상에서의 회전각도를 측정하여 해당 측정된 위치 또는 회전각도에 대한 정보를 상기 제어부(40)로 인가한다. 예를 들어, 상기 위치 측정부(20)는 로터리 엔코더 또는 리니어 스케일 등으로 이루어진다.The position measuring unit 20 measures the position on the linear axis of the drive unit 30 or the rotation angle on the rotation axis and applies information about the measured position or rotation angle to the controller 40. For example, the position measuring unit 20 is made of a rotary encoder or a linear scale.

상기 구동부(30)는 공작물을 직선 이송하기 위한 직선축(미도시)과 공작물을 회전시키기 위한 회전축(미도시)을 포함하여 이루어지며, 상기 제어부(40)의 제어에 따라 직선 이동 및 회전 구동한다.The drive unit 30 includes a linear axis (not shown) for linearly conveying the workpiece and a rotation axis (not shown) for rotating the workpiece, and linearly moves and rotates under the control of the controller 40. .

상기 제어부(40)는 상기 위치 측정부(20)로부터 상기 구동부(30)의 위치/회전각도에 대한 정보를 인가받아 해당 인가받은 위치/회전각도에 대한 정보를 이용하여 상기 구동부(30)의 이동속도/회전속도를 계산하고, 위치/각도 편차량을 계산하여 해당 계산된 구동부(30) 이동속도/회전속도 및 구동부(30) 위치/각도 편차량에 대한 정보를 상기 메모리부(50)에 저장한다.The controller 40 receives information about the position / rotation angle of the driving unit 30 from the position measuring unit 20 and moves the driving unit 30 using the information on the corresponding position / rotation angle. Calculate the speed / rotation speed, calculate the position / angle deviation amount, and store the calculated information about the moving speed / rotation speed and the position / angle deviation amount of the corresponding drive unit 30 in the memory unit 50. do.

또한, 상기 제어부(40)는 상기 구동부(30)의 구동을 제어하기 위해 상기 구동부(30)에 전류를 공급하며, 해당 공급된 전류량에 대한 정보를 이용하여 상기 구동부(30)의 부하량을 계산하여 해당 계산된 구동부(30)의 부하량을 상기 메모리부(50)에 저장한다.In addition, the control unit 40 supplies a current to the driving unit 30 to control the driving of the driving unit 30, and calculates the load of the driving unit 30 by using information on the supplied current amount. The calculated load of the driving unit 30 is stored in the memory unit 50.

또한, 상기 제어부(40)는 상기 메모리부(50)에 저장된 상기 구동부(30)의 위치/각도 편차량, 구동부(30) 이동속도/회전속도 및 부하량을 이용하여 우력을 계산하여 해당 계산된 우력에 대한 정보를 상기 메모리부(50)에 저장한다.In addition, the control unit 40 calculates the power by using the position / angle deviation amount of the drive unit 30, the moving speed / rotational speed and the load amount of the drive unit 30 stored in the memory unit 50, the corresponding calculated power Information about the data is stored in the memory unit 50.

또한, 상기 제어부(40)는 내부 메모리 영역에 기설정된 크기를 갖는 보상 계수 및 기설정된 범위를 갖는 기준값이 저장되어 있으며, 저장된 보상 계수와 상기 메모리부(50)에 저장된 우력에 대한 정보 및 상기 메모리부(50)에 저장된 가감속 시정수 보상 함수, 위치 루프 게인 보상 함수 및 속도 루프 게인 보상 함수를 이용하여 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값을 계산하여 해당 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값 각각의 크기가 내부에 저장되어 있는 기준값의 범위 내에 해당하는지를 확인한다.In addition, the controller 40 stores a compensation coefficient having a predetermined size and a reference value having a predetermined range in an internal memory area, information on the stored compensation coefficient and the power stored in the memory unit 50, and the memory. The acceleration / deceleration time constant, the speed loop gain related value, and the position loop gain related value are calculated by using the acceleration / deceleration time constant compensation function, the position loop gain compensation function, and the speed loop gain compensation function stored in the unit 50, and the calculated acceleration / deceleration is calculated. Check if the magnitude of each of the speed time constant, velocity loop gain related value and position loop gain related value is within the range of the reference value stored inside.

또한, 상기 제어부(40)는 상기 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 내부에 저장되어 있는 기준값의 범위를 초과하는 경우에, 내부에 저장되어 있는 보상 계수의 수치를 일정 크기로 감소시켜 재설정한다.In addition, the control unit 40, the calculated acceleration and deceleration time constant, velocity loop gain related value and position loop gain related value exceeds the range of the reference value stored therein, of the compensation coefficient stored therein Reset the value by decreasing it to a certain amount.

또한, 상기 제어부(40)는 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 내부에 저장되어 있는 기준값의 범위를 초과하는 경우에, 내부에 저장되어 있는 보상 계수의 수치를 일정 크기로 증가시켜 재설정한다.In addition, the controller 40, when the calculated acceleration / deceleration time constant, velocity loop gain related value and position loop gain related value exceed the range of the reference value stored therein, the numerical value of the compensation coefficient stored therein. Reset to a certain amount.

상기 메모리부(50)는 가감속 시정수 보상 함수, 위치 루프 게인 보상 함수 및 속도 루프 게인 보상 함수를 저장하고 있으며, 상기 제어부(40)의 제어에 따라 정보를 저장하고 해당 저장된 정보를 상기 제어부(40)에게 제공한다.The memory unit 50 stores the acceleration / deceleration time constant compensation function, the position loop gain compensation function, and the speed loop gain compensation function, and stores information under the control of the controller 40 and stores the stored information in the controller ( 40).

상술한 바와 같은 구성에 있어서, 본 발명의 실시 예에 따른 공작기계에서의 수치제어 방법을 도 2에 도시된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.In the configuration as described above, the numerical control method in the machine tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings shown in FIG.

먼저, 상기 구동부(30)의 직선축에서 공작물을 이송하는 경우에, 사용자가 상기 구동부(30)의 실제 위치 및 전류량을 특정 지점별로 측정하기 위해 상기 입력부(10)를 통해 상기 구동부(30)의 실제 위치 및 전류량을 측정할 측정 지점을 지정하면, 상기 제어부(40)는 이를 인식하여 상기 구동부(30)의 실제 위치 및 전류량을 측정할 측정 지점을 설정한다(단계 S21).First, when the workpiece is transferred from the linear axis of the drive unit 30, the user of the drive unit 30 through the input unit 10 to measure the actual position and the current amount of the drive unit 30 for each specific point When the measurement point for measuring the actual position and the amount of current is designated, the controller 40 recognizes this and sets the measurement point for measuring the actual position and the amount of current of the driver 30 (step S21).

구체적으로는, 사용자가 상기 구동부(30)의 실제 위치 및 전류량을 측정하기 위해 상기 입력부(10)를 통해 직선축의 구간 등분 값을 입력하면, 상기 제어부(40)는 이를 인식하여 해당 직선축의 구간을 등분함으로써, 상기 구동부(30)의 실제 위치 및 전류량을 측정할 측정 지점을 설정한다.Specifically, when the user inputs an interval equal value of the linear axis through the input unit 10 to measure the actual position and the current amount of the drive unit 30, the control unit 40 recognizes this to determine the interval of the linear axis. By dividing, a measurement point for measuring the actual position and the amount of current of the driver 30 is set.

예를 들어, Y축의 구동 중심을 기준으로 X축의 이송 거리가 1200mm(좌우 각 600mm)인 C형 머시닝 센터에서 사용자로부터 X축 구간 등분 값으로 '3'을 입력받은 경우에, C형 머시닝 센터는 X축 좌우측에서 각각 3회씩 구동부(30)의 실제 위치 및 전류량 측정을 반복하게 되어 총 6회의 측정을 하게 된다. 이때, 측정 지점은 좌측 및 우측의 이송 거리가 각각 600mm이고 사용자로부터 입력받은 구간 등분 값이 '3'이므로, 해당 X축 좌우측 각각 최초 200mm, 다음으로 400mm, 끝으로 600mm의 지점에서 측정하게 된다. 또는 이의 역순으로 측정하는 것이 가능하다. For example, in the case of a C-type machining center having a feed distance of 1200 mm (600 mm left and right) based on the driving center of the Y axis, when the user inputs '3' as an equal value in the X-axis section, the C-type machining center is The measurement of the actual position and the amount of current of the driving unit 30 is repeated three times on each of the left and right sides of the X-axis, thereby performing a total of six measurements. At this time, since the measuring distance of the left and right is 600mm and the interval equal value input from the user is '3', the measurement points are measured at the points of 200mm, 400mm and 600mm, respectively. Or in the reverse order thereof.

그리고, 상기 제어부(40)는 상기 구동부(30)가 초기 지점부터 측정 지점에 도달할 때까지 위치 이동시 필요한 전류를 상기 구동부(30)로 공급한다. 예를 들어, 해당 초기 지점은 상기 X축의 중심(즉, 0mm)을 의미하며, 해당 측정 지점은 상기 X축의 좌측 또는 우측의 200mm 위치를 의미한다.In addition, the controller 40 supplies the driving unit 30 with a current necessary for moving the position from the initial point to the measurement point. For example, the initial point refers to the center of the X axis (ie, 0 mm), and the measurement point refers to a 200 mm position on the left or right side of the X axis.

여기서, 상기 제어부(40)는 상기 위치 측정부(20)로부터 상기 구동부(30)의 위치를 실시간으로 제공받고 있음을 잘 이해해야 한다.Here, the controller 40 should be well understood that the position of the drive unit 30 is provided from the position measuring unit 20 in real time.

이에, 상기 제어부(40)는 상기 위치 측정부(20)를 통해 상기 구동부(30)가 상기 측정 지점에 도달했는지 여부를 확인한다.Thus, the controller 40 checks whether the driving unit 30 has reached the measurement point through the position measuring unit 20.

이때, 상기 구동부(30)가 상기 측정 지점에 도달한 경우에, 상기 제어부(40)는 상기 위치 측정부(20)를 통해 상기 구동부(30)가 측정 지점에 도달했음을 인식하여 상기 구동부(30)에 공급 중이던 전류를 차단하여 상기 구동부(30)의 위치 이동을 중단시키며, 지금까지 상기 구동부(30)에 공급한 전류량을 측정(즉, 확인)하고, 해당 측정된 전류량을 이용하여 상기 구동부(30)의 부하량을 계산한 후에, 해당 계산된 부하량에 대한 정보를 상기 메모리부(50)에 저장한다(단계 S22).In this case, when the driving unit 30 reaches the measuring point, the control unit 40 recognizes that the driving unit 30 has reached the measuring point through the position measuring unit 20 and the driving unit 30. The driving unit 30 stops the movement of the position of the driving unit 30 by cutting off the current that is being supplied to the driving unit 30, and measures (ie, confirms) the amount of current supplied to the driving unit 30 so far, and uses the measured current amount to drive the driving unit 30. After calculating the load amount of), information on the calculated load amount is stored in the memory unit 50 (step S22).

예를 들어, 상기 구동부(30)가 X축 상에서 위치를 이동하는 경우에, 상기 구동부(30)가 측정 지점에 도달하면, 상기 제어부(40)는 상기 위치 측정부(20)를 통해 이를 인식하여 X축 상에서 위치를 이동시키기 위해 상기 구동부(30)에 공급 중이던 구동 전류를 차단하여 상기 구동부(30)의 위치 이동을 중단시킨다.For example, when the driving unit 30 moves its position on the X axis, when the driving unit 30 reaches the measurement point, the control unit 40 recognizes this through the position measuring unit 20. In order to move the position on the X axis, the driving current that is being supplied to the driving unit 30 is cut off to stop the movement of the driving unit 30.

그리고, 상기 제어부(40)는 상기 구동부(30)로의 전류 공급을 차단한 후에도, 상기 위치 측정부(20)로부터 측정된 상기 구동부(30)의 실제 위치에 대한 정보를 계속 인가받는다. 이는, 상기 구동부(30)가 측정 지점에 도달함에 따라 상기 제어부(40)에서 상기 구동부(30)로 공급하던 전류를 차단하더라도, 상기 구동부(30)는 이송하던 공작물의 가공 위치 및 중량에 의한 우력 발생으로 인해 해당 측정 지점에 정확히 정지하지 못하기 때문이다.The controller 40 continues to receive information about the actual position of the driver 30 measured by the position measuring unit 20 even after the supply of current to the driver 30 is cut off. This means that even when the driving unit 30 cuts off the current supplied from the control unit 40 to the driving unit 30 as the measurement point reaches the measurement point, the driving unit 30 has a force due to the machining position and the weight of the workpiece to be transferred. This is because the occurrence does not stop exactly at that measuring point.

즉, 상기 구동부(30)가 이송 중인 공작물의 중량에 의한 우력에 따라 오버행이 발생하여 상기 구동부(30)의 실제 위치는 상기 측정 지점을 벗어나게 되기 때문임을 잘 이해해야 한다.That is, it should be well understood that the overhang occurs according to the force due to the weight of the workpiece being transferred by the driving unit 30, so that the actual position of the driving unit 30 is out of the measuring point.

이에, 상기 제어부(40)는 상기 위치 측정부(20)로부터 상기 구동부(30)의 실제 위치에 대한 정보를 인가받아 해당 인가받은 상기 구동부(30)의 실제 위치에 대한 정보와 이동 목표 위치였던 측정 지점과의 차이값인 위치 편차량을 계산하여 이를 상기 메모리부(50)에 저장한다(단계 S23). Accordingly, the control unit 40 receives information on the actual position of the driving unit 30 from the position measuring unit 20 and measures the information on the actual position of the corresponding driving unit 30 and the moving target position. The position deviation amount, which is a difference value from the point, is calculated and stored in the memory unit 50 (step S23).

여기서, 상기 위치 편차량은 상기 구동부(30)가 상기 제어부(40)로부터의 전류 공급 없이, 단지 이송 중인 공작물의 가공 위치 및 중량에 의해 발생된 우력에 의해 이동한 위치 변화량을 의미한다.Here, the position deviation amount means the position change amount that the drive unit 30 is moved by the force generated by the machining position and the weight of the workpiece being transferred, without supply of current from the control unit 40.

또한, 상기 제어부(40)는 상기 구동부(30)가 상기 측정 지점에 도달하기까지의 시간을 분석하여 상기 구동부(30)의 이동속도를 계산하여 이를 상기 메모리부(50)에 저장한다(단계 S24). In addition, the controller 40 analyzes the time until the drive unit 30 reaches the measurement point, calculates a moving speed of the drive unit 30, and stores it in the memory unit 50 (step S24). ).

여기서, 상기 제어부(40)는 내부 클럭(Clock)을 이용하거나, 별도의 타이머를 구비하여 시간을 기록 및 측정할 수 있음을 잘 이해해야 한다.Here, it should be understood that the controller 40 can record and measure time by using an internal clock or having a separate timer.

이후, 상기 제어부(40)는 상기 구동부(30)의 실제 위치 및 전류량 측정이 상기 설정된 각 측정 지점별로 완료되었는 지를 확인한다(단계 S25). 예를 들어, 사용자에 의해 입력된 '3' 구간 등분 값에 따른 X축 좌우측의 총 6개의 측정 지점별 구동부(30)의 실제 위치, 이동속도 및 전류량 측정이 완료되었는 지를 확인한다.Thereafter, the controller 40 checks whether the actual position and the amount of current measurement of the driving unit 30 have been completed for each set measurement point (step S25). For example, it is checked whether the measurement of the actual position, the moving speed, and the current amount of the driving unit 30 for each of the six measurement points on the left and right sides of the X axis according to the '3' interval equal value input by the user is completed.

이때, 상기 구동부(30)의 실제 위치 및 전류량 측정이 상기 각 측정 지점별로 완료된 경우에, 상기 제어부(40)는 상기 메모리부(50)에 저장된 상기 구동부(30)의 위치 편차량, 이동속도 및 부하량을 이용하여 상기 설정된 각 측정 지점별로 우력을 계산하여 이를 상기 메모리부(50)에 저장한다(단계 S26).At this time, when the measurement of the actual position and the current amount of the drive unit 30 is completed for each measurement point, the control unit 40 is the position deviation amount, the moving speed and the position of the drive unit 30 stored in the memory unit 50 Using the amount of load calculates the right force for each of the set measurement points and stores it in the memory unit 50 (step S26).

이후, 상기 제어부(40)는 내부에 저장되어 있는 보상 계수와 상기 메모리부(50)에 저장된 각 측정 지점별 우력 및 가감속 시정수 보상 함수, 위치 루프 게인 보상 함수 및 속도 루프 게인 보상 함수를 이용하여 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값을 계산하고(단계 S27), 해당 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값의 적합성을 확인한다. 즉, 상기 제어부(40)는 해당 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 내부에 저장되어 있는 기준값의 범위 이내에 해당하는지를 확인한다(단계 S28).Thereafter, the controller 40 uses the compensation coefficient stored therein and the power and acceleration / deceleration time constant compensation function, the position loop gain compensation function and the speed loop gain compensation function for each measurement point stored in the memory unit 50. Then, the acceleration / deceleration time constant, the speed loop gain related value and the position loop gain related value are calculated (step S27), and the suitability of the calculated acceleration / deceleration time constant, the speed loop gain related value and the position loop gain related value is checked. That is, the controller 40 checks whether the calculated acceleration / deceleration time constant, the speed loop gain related value, and the position loop gain related value fall within a range of a reference value stored therein (step S28).

여기서, 상기 제어부(40)는 상기 메모리부(50)로부터 가감속 시정수 보상 함수, 위치 루프 게인 보상 함수 및 속도 루프 게인 보상 함수를 불러온 후에, 해당 불러온 가감속 시정수 보상 함수, 위치 루프 게인 보상 함수 및 속도 루프 게인 보상 함수에, 자신의 내부에 저장되어 있는 보상 계수의 크기를 각각 입력하고, 해당 보상 계수의 크기를 입력받은 가감속 시정수 보상 함수, 위치 루프 게인 보상 함수 및 속도 루프 게인 보상 함수와 상기 메모리부(50)에 저장된 상기 구동부(30)의 위치 편차량, 이동속도 및 부하량을 이용하여 상기 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값을 계산한다.Here, the controller 40 reads the acceleration / deceleration time constant compensation function, the position loop gain compensation function and the speed loop gain compensation function from the memory unit 50, and then calls the acceleration / deceleration time constant compensation function and the position loop. In the gain compensation function and the velocity loop gain compensation function, the magnitudes of the compensation coefficients stored therein are input, and the acceleration / deceleration time constant compensation function, the position loop gain compensation function, and the speed loop received the magnitudes of the corresponding compensation coefficients The acceleration / deceleration time constant, the speed loop gain related value, and the position loop gain related value are calculated using a gain compensation function and a position deviation amount, a moving speed, and a load amount of the driving unit 30 stored in the memory unit 50.

이러한, 상기 가감속 시정수 보상 함수는 상기 구동부(30)의 공작물 가공을 위한 위치 결정을 위한 가감속 시정수 및 상기 구동부(30)의 공작물 절삭 이송을 위한 시정수를 조정 보상하도록 이루어져 있으며, 상기 위치 루프 게인 보상 함수는 위치 루프 게인 관련 값을 증감하고, 그 값의 변동에 따라 상기 구동부(30)의 정지중 또는 이동중 위치 편차량을 조정 보상하도록 이루어져 있으며, 상기 속도 루프 게인 보상 함수는 상기 구동부(30)와 부하 관성 비의 설정 값을 조정 보상하며, 그 값의 변동에 따른 유관 설정 값(예를 들어, 외란 토오크 보상 값 및 속도 피드포워드 량 등)을 조정 보상하도록 이루어져 있다.The acceleration / deceleration time constant compensation function is configured to adjust and compensate the acceleration / deceleration time constant for positioning the workpiece 30 for the workpiece machining and the time constant for the workpiece cutting feed of the drive unit 30. The position loop gain compensation function is configured to increase or decrease the position loop gain related value and adjust and compensate the position deviation amount during the stop or movement of the driving unit 30 according to the change of the value, and the speed loop gain compensation function is the driving unit. And the set value of the load inertia ratio 30, and adjusts and compensates the related set value (e.g., disturbance torque compensation value and speed feedforward amount, etc.) according to the change of the value.

상세히 설명하면, 상기 제어부(40)는 상기 보상 계수가 입력된 가감속 시정수 보상 함수 및 상기 위치 편차량, 이동속도, 부하량을 이용하여 상기 가감속 시정수를 계산하고, 상기 보상 계수가 입력된 루프 게인 보상 함수 및 위치 편차량을 이용하여 상기 위치 루프 게인 관련 값을 계산하고, 상기 보상 계수가 입력된 속도 루프 게인 보상 함수 및 상기 이동속도를 이용하여 상기 속도 루프 게인 관련 값을 계산한다. In detail, the controller 40 calculates the acceleration / deceleration time constant using the acceleration / deceleration time constant compensation function to which the compensation coefficient is input, the position deviation amount, the moving speed, and the load amount, and inputs the compensation coefficient. The position loop gain related value is calculated using a loop gain compensation function and a position deviation amount, and the speed loop gain related value is calculated using the velocity loop gain compensation function and the moving speed to which the compensation coefficient is input.

여기서, 상기 보상 계수는 가감속 시정수 보상 함수, 위치 루프 게인 보상 함수 및 속도 루프 게인 보상 함수에서 각각 가감속 시정수, 위치 루프 게인 관련 값 및 속도 루프 게인 관련 값 계산시 이용되는, 사용자 또는 기계 제작사로부터의 입력부(10)를 통한 입력에 의해 특정 수치로 갖도록 기설정되어, 상기 제어부(40) 내부에 일반적으로 구비된 메모리 영역에 저장되어 있는 상수값을 의미한다.Here, the compensation coefficient is a user or machine used in calculating the acceleration / deceleration time constant, the position loop gain related value and the speed loop gain related value in the acceleration / deceleration time constant compensation function, the position loop gain compensation function and the speed loop gain compensation function, respectively. A preset value is set to have a specific value by an input through the input unit 10 from the manufacturer, and means a constant value stored in a memory area generally provided inside the control unit 40.

그리고, 상기 기준값은 사용자 또는 기계 제작사로부터의 입력부(10)를 통한 입력에 의해 특정 범위를 갖도록 기설정되어, 상기 제어부(40) 내부에 일반적으로 구비된 메모리 영역에 저장되어 있는 값을 의미하며, 상기 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값의 크기가 상기 수치제어 시스템 작동에 적합한 지를 판단하는데 있어서 기준이 되는 값이다. 그리고, 상기 기준값은 상기 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값별로 각각 기설정되어 있다. 이러한, 상기 기준값은 특징이 다른 여러 수치제어 시스템별로 다르게 설정되는 것임을 잘 이해해야 한다.The reference value is a value which is preset to have a specific range by an input through the input unit 10 from a user or a machine manufacturer, and means a value stored in a memory area generally provided inside the control unit 40. The magnitudes of the calculated acceleration / deceleration time constants, velocity loop gain related values and position loop gain related values are reference values for determining whether the numerical control system is suitable for operation. The reference value is preset for each of the acceleration / deceleration time constant, the speed loop gain related value, and the position loop gain related value. It should be understood that the reference value is set differently for various numerical control systems having different characteristics.

이때, 상기 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 상기 기준값의 범위 이내에 해당하는 경우, 상기 제어부(40)는 상기 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 상기 수치제어 시스템 작동에 적합한 값으로 인식한다. 이는, 상기 수치제어 시스템을 탑재한 공작기계에서 공작물을 안정적으로 가공할 수 있음을 의미한다.In this case, when the calculated acceleration / deceleration time constant, speed loop gain related value, and position loop gain related value fall within a range of the reference value, the controller 40 determines the calculated acceleration / deceleration time constant and speed loop gain related value. And the position loop gain related value as a value suitable for the numerical control system operation. This means that the workpiece can be stably processed in the machine tool equipped with the numerical control system.

만일에, 상기 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 상기 기준값의 범위를 초과한 경우, 상기 제어부(40)는 상기 보상 계수의 크기를 일정 크기만큼 감소시켜 내부에 재설정한 후에(단계 S29), 상기 제22단계(S22)부터 상술한 과정을 다시 수행한다.If the calculated acceleration / deceleration time constant, velocity loop gain related value, and position loop gain related value exceed the range of the reference value, the control unit 40 reduces the size of the compensation coefficient by a predetermined amount to thereby internalize it. After resetting (step S29), the above-described process is performed again from the twenty-second step S22.

그리고, 상기 가감속 시정수, 상기 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 상기 기준값의 범위 미만인 경우에는, 상기 제어부(40)는 상기 보상 계수의 크기를 일정 크기만큼 증가시켜 내부에 재설정한 후에(단계 S30), 상기 제22단계(S22)부터 상술한 과정을 다시 수행한다.When the acceleration / deceleration time constant, the calculated acceleration / deceleration time constant, the speed loop gain related value and the position loop gain related value are less than the range of the reference value, the controller 40 sets the magnitude of the compensation coefficient to a predetermined size. After increasing the number and resetting therein (step S30), the above-described process is performed again from the twenty-second step S22.

한편, 상기 구동부(30)의 실제 위치 및 전류량 측정이 상기 각 측정 지점별로 완료되지 않은 경우에, 상기 제어부(40)는 상술한 측정 지점 다음에 측정할 측정 지점을 지정한다(단계 S31). 그 다음에, 상기 제어부(40)는 해당 지정된 측정 지점 다음에 위치한 측정 지점에서 상기 위치 측정부(20)를 통해 측정된 상기 구동부(30)의 실제 위치 및 전류량을 인식한다. 즉, 상기 제22단계(S22)부터 제25단계(S25)까지의 과정을 다시 수행한다.On the other hand, when the actual position and current amount measurement of the drive unit 30 is not completed for each measurement point, the control unit 40 designates the measurement point to be measured after the above-described measurement point (step S31). Then, the controller 40 recognizes the actual position and the current amount of the drive unit 30 measured by the position measuring unit 20 at the measuring point located after the designated measuring point. That is, the processes from the twenty-second step S22 to the twenty-fifth step S25 are performed again.

다르게는, 상기 구동부(30)의 회전축에서 공작물을 회전시키는 경우에, 사용자가 상기 구동부(30)의 실제 회전각도 및 전류량을 특정 회전각도별로 측정하기 위해 상기 입력부(10)를 통해 상기 구동부(30)의 실제 회전각도 및 전류량을 측정할 측정 각도를 지정하면, 상기 제어부(40)는 이를 인식하여 상기 구동부(30)의 실제 회전각도 및 전류량을 측정할 측정 각도를 설정한다.Alternatively, when the workpiece is rotated on the axis of rotation of the drive unit 30, the user drives the drive unit 30 through the input unit 10 to measure the actual rotation angle and the current amount of the drive unit 30 for each specific rotation angle. When the measurement angle to measure the actual rotation angle and the current amount of) is specified, the controller 40 recognizes this and sets the measurement angle to measure the actual rotation angle and the current amount of the drive unit 30.

즉, 상기 제어부(40)는 상기 구동부(30)의 실제 위치 대신 실제 회전각도, 위치 편차량 대신 각도 편차량, 이동속도 대신 회전속도를 측정 및 계산하여 상기 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값을 계산하고, 해당 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 상기 기준값의 범위 내에 해당하는 지를 확인하는 과정을 수행한다. 다시 말해서, 상기 구동부(30)의 실제 위치 대신 실제 회전각도, 위치 편차량 대신 각도 편차량, 이동속도 대신 회전속도로 하여 상술한 단계별(S21~S31) 과정을 수행한다.That is, the control unit 40 measures and calculates the actual rotation angle instead of the actual position of the drive unit 30, the angle deviation amount instead of the position deviation amount, and the rotation speed instead of the moving speed, and thus the acceleration / deceleration time constant and the speed loop gain related value. And calculating a position loop gain related value and checking whether the calculated acceleration / deceleration time constant, velocity loop gain related value, and position loop gain related value fall within the range of the reference value. In other words, the above-described steps S21 to S31 are performed by using the actual rotation angle instead of the actual position of the driving unit 30, the angle deviation amount instead of the position deviation amount, and the rotation speed instead of the moving speed.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 공작물의 가공 위치 및 중량에 의해 발생하는 우력의 영향을 최소화하여 공작물 가공 위치 결정을 위한 직선축 및 회전축의 공작물 이송 및 회전 능력을 극대화시킴으로써, 경량화된 공작기계를 설계할 수 있고, 공작기계의 장비 수명을 연장할 수 있으며, 정밀도 높은 공작물을 획득할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, by minimizing the influence of the force generated by the machining position and weight of the workpiece to maximize the workpiece transport and rotation ability of the linear axis and the rotation axis for the workpiece machining position, the lightweight machine tool It can design, extend the machine life of the machine tool, and obtain the workpiece with high precision.

Claims (12)

직선/회전 구동하여 공작물을 이송/회전시키는 구동부를 구비하고 있는 공작기계에서의 수치제어 시스템에 있어서,In a numerical control system in a machine tool having a drive unit for feeding / rotating a workpiece by linear / rotating drive, 상기 구동부의 위치/회전각도를 측정하는 위치 측정부와;A position measuring unit measuring a position / rotation angle of the driving unit; 가감속 시정수 보상 함수, 속도 루프 게인 보상 함수 및 위치 루프 게인 보상 함수를 저장하고 있는 메모리부와;A memory unit for storing the acceleration / deceleration time constant compensation function, the speed loop gain compensation function and the position loop gain compensation function; 내부 메모리 영역에 기설정된 크기를 갖는 보상 계수 및 기설정된 범위를 갖는 기준값을 저장하고 있으며, 상기 위치 측정부를 통해 상기 구동부의 위치/회전각도를 인식하며, 인식된 상기 구동부의 위치/회전각도를 이용하여 상기 구동부의 위치/회전각도 편차량, 이동속도/회전속도 및 부하량을 계산하고, 해당 계산된 위치/회전각도 편차량, 이동속도/회전속도 및 부하량을 이용하여 우력을 계산하고, 해당 계산된 우력과 상기 메모리부에 저장된 가감속 시정수 보상 함수, 속도 루프 게인 보상 함수 및 위치 루프 게인 보상 함수와 상기 보상 계수를 이용하여 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값을 계산한 후에, 해당 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 상기 기준값의 범위에 해당하는 지에 따라 상기 보상 계수의 크기를 증가 또는 감소시켜 재설정하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작기계에서의 수치제어 시스템.A compensation coefficient having a predetermined size and a reference value having a predetermined range are stored in an internal memory area, the position measuring unit recognizes the position / rotation angle of the driving unit, and uses the recognized position / rotation angle of the driving unit. Calculate the position / rotation angle deviation amount, the moving speed / rotation speed and the load amount of the drive unit, calculates the rainfall using the calculated position / rotation angle deviation amount, the moving speed / rotation speed and the load amount, The acceleration / deceleration time constant, the velocity loop gain related value and the position loop gain related value are calculated by using the acceleration and deceleration time constant compensation function, the speed loop gain compensation function, the position loop gain compensation function and the compensation coefficient stored in the memory unit. After that, the calculated acceleration / deceleration time constant, velocity loop gain related value and position loop gain related value correspond to the above reference value range. Machine tool numerical control system in comprising the control unit to reset by increasing or decreasing the size of the compensation coefficient, depending on the. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는, 상기 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 상기 기준값의 범위를 초과하는 경우에, 상기 보상 계수의 크기를 감소시켜 재설정하며, 상기 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 상기 기준값의 범위 미만인 경우에, 상기 보상 계수의 크기를 증가시켜 재설정하는 것을 특징으로 하는 공작기계에서의 수치제어 시스템.When the calculated acceleration / deceleration time constant, velocity loop gain related value, and position loop gain related value exceed the range of the reference value, the controller decreases and resets the magnitude of the compensation coefficient, and calculates the calculated acceleration / deceleration. And a time constant, a velocity loop gain related value, and a position loop gain related value less than a range of the reference value, increasing and resetting the magnitude of the compensation coefficient. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는, 상기 구동부에 하나 이상의 측정 지점/각도를 설정하고, 해당 설정된 각 측정 지점/각도별로 상기 구동부의 실제 위치/회전각도 및 전류량 측정이 완료되었는 지를 확인하여, 완료된 경우에 상기 위치/각도 편차량, 이동속도/회전속도 및 부하량을 이용하여 상기 설정된 각 측정 지점/각도별로 우력을 계산하는 것을 특징으로 하는 공작기계에서의 수치제어 시스템.The control unit sets at least one measurement point / angle to the driving unit, checks whether the actual position / rotation angle and current amount measurement of the driving unit are completed for each set measurement point / angle, and when the position / angle is completed Numerical control system for a machine tool, characterized in that for calculating the power for each of the set measuring point / angle using the deviation amount, the moving speed / rotation speed and the load amount. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제어부는, 상기 구동부의 실제 위치/회전각도 및 전류량 측정이 상기 설정된 각 측정 지점/각도별로 완료되지 않은 경우에, 상기 측정 지점/각도 다음에 위치한 측정 지점/각도에서의 상기 구동부의 위치/회전각도를 상기 위치 측정부를 통해 인식하는 것을 특징으로 하는 공작기계에서의 수치제어 시스템.The control unit may determine the position / rotation of the driving unit at the measurement point / angle next to the measurement point / angle when the measurement of the actual position / rotation angle and current amount of the driving unit is not completed for each set measurement point / angle. Numerical control system for a machine tool, characterized in that for recognizing the angle through the position measuring unit. 직선/회전 구동하여 공작물을 이송/회전시키는 구동부를 구비하고 있는 공작기계에서의 수치제어 방법에 있어서,In the numerical control method for a machine tool having a drive unit for feeding / rotating a workpiece by linear / rotating drive, 상기 구동부의 위치/회전각도 및 전류량을 측정하기 위해 하나 이상의 측정 지점/각도를 설정하는 제1과정과;Setting at least one measuring point / angle to measure the position / rotation angle and the amount of current of the driving unit; 상기 측정 지점/각도에서 상기 구동부의 위치/회전각도 및 전류량을 측정하고, 해당 측정된 결과를 이용하여 상기 구동부의 위치/각도 편차량, 이동속도/회전속도 및 부하량을 계산하고, 계산된 상기 구동부의 위치/각도 편차량, 이동속도/회전속도 및 부하량을 저장하는 제2과정과;Measure the position / rotation angle and current amount of the driving unit at the measurement point / angle, calculate the position / angle deviation amount, the moving speed / rotation speed, and the load amount of the driving unit using the measured results, and calculate the calculated driving unit A second process of storing a position / angle deviation amount, a moving speed / rotation speed, and a load amount of? 상기 구동부의 위치/회전각도 및 전류량의 측정이 상기 설정된 각 측정 지점/각도별로 완료되었는 지를 확인하는 제3과정과;A third step of confirming whether the measurement of the position / rotation angle and the amount of current of the driving unit is completed for each set measurement point / angle; 상기 구동부의 위치/회전각도 및 전류량의 측정이 상기 설정된 각 측정 지점/각도별로 완료된 경우에, 상기 저장된 위치/각도 편차량, 이동속도/회전속도 및 부하량을 이용하여 상기 설정된 각 측정 지점/각도별로 우력을 계산하고, 계산된 각 측정 지점/각도별 우력을 저장하는 제4과정과;When the measurement of the position / rotation angle and current amount of the driving unit is completed for each of the set measurement points / angles, for each set measurement point / angle using the stored position / angle deviation amount, moving speed / rotation speed, and load amount A fourth step of calculating the power of the power and storing the calculated power of each measurement point / angle; 상기 저장된 각 측정 지점/각도별 우력과 기설정된 크기의 보상 계수와 기저장되어 있는 가감속 시정수 보상 함수, 속도 루프 게인 보상 함수 및 위치 루프 게인 보상 함수를 이용하여 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값을 계산하는 제5과정과;Acceleration / deceleration time constant and velocity loop gain using the stored power of each measuring point / angle, a compensation coefficient of a predetermined size, and a stored acceleration / deceleration time constant compensation function, a speed loop gain compensation function, and a position loop gain compensation function Calculating a related value and a position loop gain related value; 상기 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 기준값의 범위에 해당하는 지에 따라 상기 보상 계수의 크기를 증가 또는 감소시켜 재설정하는 제6과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작기계에서의 수치제어 방법.And a sixth process of increasing or decreasing the magnitude of the compensation coefficient according to whether the calculated acceleration / deceleration time constant, velocity loop gain related value, and position loop gain related value correspond to a range of reference values. Numerical control method in machine tool. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1과정은, 사용자로부터의 상기 구동부의 이동/회전 구간 등분 요청에 따라 상기 구동부의 이동/회전 구간을 등분하여 상기 구동부의 위치/회전각도 및 전류량을 측정할 측정 지점을 설정하는 것을 특징으로 하는 공작기계에서의 수치제어 방법.The first process may be configured to set a measuring point for measuring the position / rotation angle and current amount of the driving unit by dividing the moving / rotating section of the driving unit according to a request for equalization of the moving / rotating section of the driving unit from a user. Numerical control method in machine tool. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 제3과정은, 상기 구동부의 위치/회전각도 및 전류량 측정이 상기 설정된 각 측정 지점/각도별로 완료되지 않은 경우에, 상기 측정 지점/각도 다음에 위치한 측정 지점/각도에서의 상기 구동부의 위치/회전각도를 상기 위치 측정부를 통해 인식하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작기계에서의 수치제어 방법.The third process is performed when the position / rotation angle and current amount measurement of the driving unit are not completed for each of the set measuring points / angles. And a step of recognizing a rotation angle through the position measuring unit. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 제6과정은, 상기 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 상기 기준값의 범위를 초과하는 경우에, 상기 보상 계수의 크기를 감소시켜 재설정하고, 상기 제2과정부터 다시 수행하는 단계와;In the sixth step, when the calculated acceleration / deceleration time constant, velocity loop gain related value, and position loop gain related value exceed a range of the reference value, the compensation coefficient is decreased and reset, and the second Performing the process again; 상기 계산된 가감속 시정수, 속도 루프 게인 관련 값 및 위치 루프 게인 관련 값이 상기 기준값의 범위 미만인 경우에, 상기 보상 계수의 크기를 증가시켜 재설정하고 상기 제2과정부터 다시 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작기계에서의 수치제어 방법.If the calculated acceleration / deceleration time constant, velocity loop gain related value and position loop gain related value are less than the reference value, increasing and resetting the compensation coefficient and performing the process again from the second process. Numerical control method for a machine tool, characterized in that made. 삭제delete
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