KR101235486B1 - 공작기계의 스핀들 클램프 압력자동 조정장치를 이용한 압력자동 조정방법 - Google Patents

공작기계의 스핀들 클램프 압력자동 조정장치를 이용한 압력자동 조정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스핀들 클램프 기능을 사용하여 주축이 회전하면서 소재의 단면을 가공하는 회전공구 장착 장비에서 가공 소재의 종류 및 절삭방법의 변경에 따른 스핀들 모터의 부하량을 체크하여 그 부하량에 맞는 스핀들의 클램프 압력을 자동으로 변경하도록 하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들 클램프 압력자동 조정장치 및 방법에 관한 것으로,
스핀들 모터의 부하량을 체크하여 그 부하량에 맞도록 스핀들 클램핑 유압을 유지하기 위해 유압 솔레노이드 구동을 위한 제어신호를 출력하고, 아울러 스핀들 압력을 체크하여 제시된 유압에 부합하는지를 체크하는 PLC 제어부와; 상기 PLC 제어부의 제어에 따라 다수개의 유압 솔레노이드를 선택적으로 조합하여 구동하여 브레이크 장치에 유압을 송출하는 클램프용 솔레노이드 구동부와; 상기 PLC 제어부의 제어에 따라 브레이크 장치의 유압을 해제하기 위한 언클램프용 솔레노이드 구동부와; 가해진 유압을 확인하고 설정압을 확인하여 이를 PLC 제어부로 전송하는 설정압력 확인부로 이루어지는 것이 특징이다.
공작기계, 스핀들, 클램프, 압력조정

Description

공작기계의 스핀들 클램프 압력자동 조정장치를 이용한 압력자동 조정방법{Apparatus for CNC Automatic Pressure Control of Spendle Clamp and Method Thereof}
도 1은 본 발명의 구성도.
도 2는 본 발명의 동작 순서도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: PLC 제어부
20: 클램프용 솔레노이드 구동부
30: 설정압력 확인부
40: 언클램프용 솔레노이드 구동부
본 발명은 공작기계의 스핀들 클램프 압력자동 조정장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 스핀들 클램프 기능을 사용하여 주축이 회전하면서 소재의 단면을 가공하는 회전공구 장착 장비에서 가공 소재의 종류 및 절삭방법의 변경에 따른 스핀들 모터의 부하량을 체크하여 그 부하량에 맞는 스핀들의 클램프 압력을 자동으로 변 경하도록 하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들 클램프 압력자동 조정장치 및 방법에 관한 것이다.
밀링기능이 부착된 장비에서는 매인 스핀들을 고정하는 브레이크 장치가 있어 이 브레이크 장치의 압력을 조절하여 가공을 하게 된다.
가공의 절삭조건 또는 소재의 종류가 달라지면 스핀들에 걸리는 부하량도 달라지게 되어 매인 스핀들을 고정하는 브레이커 장치의 스핀들 압력도 변화시켜야 가공정도를 향상시킬 수 있다.
종래에는 이 압력을 설정시 소재를 여러차례 가공해 보고 그때마다 최적의 스핀들 클램프 압력을 설정하므로 최적의 가공조건을 찾기 위한 공작물의 초기 설정시간이 많이 걸리게 된다.
또한, 소재의 종류 및 가공 절삭조건이 변경될때마다 최적의 압력설정을 위한 테스트 작업을 수행해야 하는 불편함이 있다.
본 발명은 종래의 문제를 개선코자 하는 것으로 NC 장치에서 가공을 할때 스핀들 모터의 부하량을 확인하여 그 부하량에 따른 최적의 스핀들 클램프 압력으로 자동설정하도록 하여 보다 정밀한 가공정도의 향상 효과를 볼 수 있고, 공작물의 재질 및 가공 절삭조건의 변동에 따른 스핀들 클램프 압력을 일일이 설정할 필요가 없으므로 가공시간을 단축할 수 있도록 하는 것이 목적이다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,
본 발명은 스핀들 모터의 부하량을 체크하여 그 부하량에 맞도록 스핀들 클램핑 유압을 유지하기 위해 유압 솔레노이드 구동을 위한 제어신호를 출력하고, 아울러 스핀들 압력을 체크하여 제시된 유압에 부합하는지를 체크하는 PLC 제어부와; 상기 PLC 제어부의 제어에 따라 다수개의 유압 솔레노이드를 선택적으로 조합하여 구동하여 브레이크 장치에 유압을 송출하는 클램프용 솔레노이드 구동부와; 상기 PLC 제어부의 제어에 따라 브레이크 장치의 유압을 해제하기 위한 언클램프용 솔레노이드 구동부와; 가해진 유압을 확인하고 설정압을 확인하여 이를 PLC 제어부로 전송하는 설정압력 확인부로 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 솔레노이드 구동부를 구동하는 솔레노이드 밸브는 적어도 2개이며, 상기 솔레노이드 밸브는 각각 제어라인이 PLC 제어부에 연결된 것이 특징이다.
또한, 스핀들 클램프 가공조건을 설정하는 단계와; 스핀들 클램프 커팅 가공을 실행하는 단계와; 스핀들 모터의 부하량을 검출하는 단계와; 부하량에 다른 클램프 압력을 설정하는 단계와; 설정된 부하량에 따른 최적의 조건으로 다수개의 유압 솔레노이드를 선택적으로 조합하여 구동하여 유량을 제어하는 솔레노이드 밸브 작동 단계와; 솔레노이드 밸브 작동에 따른 실제 부하량을 검출하는 단계와; 상기 단계에서 검출한 스핀들 모터 부하량이 미리 설정된 부하량과 일치하는지를 판단하여 일치하지 않으면 경보음을 출력하고 일치하면 스핀들 커팅 가공을 실행하는 단계로 이루어지는 것이 특징이다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것 이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 구성도로서, 도시한 바와 같이, 본 발명은 크게 4가지 구성요소로 이루어진다.
즉, 스핀들 모터의 부하량을 체크하여 그 부하량에 맞도록 스핀들 클램핑 유압을 유지하기 위해 유압 솔레노이드 구동을 위한 제어신호를 출력하고, 아울러 스핀들 압력을 체크하여 제시된 유압에 부합하는지를 체크하는 PLC 제어부(10)와, 상기 PLC 제어부(10)의 제어에 따라 유압 솔레노이드를 구동하여 브레이크 장치에 유압을 송출하는 클램프용 솔레노이드 구동부(20)와, 상기 PLC 제어부(10)의 제어에 따라 브레이크 장치의 유압을 해제하기 위해 솔레노이드 밸브(41)를 제어하는 언클램프용 솔레노이드 구동부(40)와;가해진 유압을 확인하여 설정압을 확인하여 이를 PLC 제어부로 전송하는 설정압력 확인부(30)로 이루어진다.
먼저, PLC 제어부(10)는 스핀들을 클램핑한 상태에서 가공을 지령하고, 스핀 들 모터의 가공조건에 다른 부하량을 확인하여 해당 부하량에 따른 최적의 스핀들 클램프 압력을 선택하는 작동을 한다.
그리고, 상기 PLC 제어부(10)는 클램핑 압력에 따른 부하량을 분석하여 적절한 솔레노이드 구동신호를 출력한다.
상기 클램프용 솔레노이드 구동부(20)는 PLC 제어부(10)의 지령에 따라서 다수개의 솔레노이드 밸브(21) 중에서 선택된 해당 솔레노이드 밸브를 작동하여 브레이크로 향하는 최적의 압력으로 유압공급이 선택되도록 한다.
더 상세하게는 본원발명에서는 4개의 솔레노이드 밸브 구동라인을 구비하고 있는바, 상기 4개의 솔레노이드 밸브 구동라인은 각각 다른 압력으로 조절될 수 있는 파이프를 연결하고, 이들을 조합하게 되면 15가지로 압력을 변화시켜 제어할 수 있게 된다.
즉, 솔레노이드 밸브(21) 구동라인의 갯수를 조합하여 다양한 압력변화가 가능하므로 필요에 따라서 다수개의 솔레노이드 밸브 구동라인을 이용하여 필요한 압력을 정밀하게 제어할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 4개의 솔레노이드 밸브(21) 구동라인을 예시하고 있으나 그 갯수는 필요에 따라 얼마든지 조절할 수 있음은 물론이다.
상기 설정압력 확인부(30)는 현재 브레이크 장치에 가해지고 있는 유압을 체크하여 PLC 제어부로 출력하는바, PLC 제어부(10)는 설정압력 확인부(30)의 신호에 따라서 지령한 압력과 결과값 압력을 상호 비교하여 지령된 내용되고 브레이크 압력이 실행되고 있는지를 판단하여 지령된 압력이 아니면 경보신호를 출력토록 한 다.
도 3은 본 발명의 플로우 챠트로서,
스핀들 클램프 가공조건을 설정하는 단계(S1)와;
스핀들 클램프 커팅 가공을 실행하는 단계(S2)와;
스핀들 모터의 부하량을 검출하는 단계(S3)와;
부하량에 다른 클램프 압력을 설정하는 단계(S4)와;
설정된 부하량에 따른 최적의 조건으로 유량을 제어하는 솔레노이드 밸브를 개방하는 단계(S5)와;
솔레노이드 밸브 작동에 따른 실제 부하량을 검출하는 단계(S6)와;
상기 단계에서 검출한 스핀들 모터 부하량이 미리 설정된 부하량과 일치하는지를 판단하여 일치하지 않으면 경보음을 출력하고 일치하면 스핀들 커팅 가공을 실행하는 단계(S7)Y로 이루어진다.
결국, 종래의 스핀들 클램프 상태에서의 가공방법에서는 스핀들 클램프 압력을 설정함에 있어 최적의 스핀들 클램프 압력을 설정하기 위해 다수의 가공 테스트를 하여 최적의 클램프 압력을 설정하였기 때문에 가공준비 시간이 많이 걸리는 단점이 있었으며, 또한 가공 절삭조건이 변경됨에 따라 스핀들 클램프 압력도 변경되므로 최적의 클램프 압력을 조건이 변경될 때마다 재설정해야 하는 번거로움이 발생하였으나, 본 발명은 가공 절삭조건에 따라 스핀들 모터에 걸리는 부하량을 확인하여 최적의 클램프 압력으로 설정하게 되므로 작업시간을 줄일 수 있으며 가공조건의 변화에 즉각적인 압력변경이 가능하도록 작업자의 편의를 도모할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 스핀들의 클램프 압력을 다양한 범위내에서 자동으로 제어토록 함으로서 가공조건의 변화에 따라서 적극적으로 대처할 수 있는 효과를 제공한다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 스핀들 모터의 부하량을 체크하여 그 부하량에 맞도록 스핀들 클램핑 유압을 유지하기 위해 유압 솔레노이드 구동을 위한 제어신호를 출력하고, 아울러 스핀들 압력을 체크하여 제시된 유압에 부합하는지를 체크하는 PLC 제어부(10)와 상기 PLC 제어부의 제어에 따라 다수개의 유압 솔레노이드를 선택적으로 조합하여 구동하여 브레이크 장치에 유압을 송출하는 클램프용 솔레노이드 구동부(20)와 상기 PLC 제어부의 제어에 따라 브레이크 장치의 유압을 해제하기 위해 솔레노이드 밸브를 제어하는 언클램프용 솔레노이드 구동부(40)와 가해진 유압을 확인하고 설정압을 확인하여 이를 PLC 제어부로 전송하는 설정압력 확인부(30)를 포함하고, 상기 솔레노이드 구동부를 구동하는 솔레노이드 밸브는 적어도 2개이며, 상기 솔레노이드 밸브는 각각 제어라인이 PLC 제어부에 연결된 공작기계의 스핀들 클램프 압력자동 조정장치를 이용한 압력자동 조정방법에 있어서,
    스핀들 클램프 가공조건을 설정하는 단계(S1)와;
    스핀들 클램프 커팅 가공을 실행하는 단계(S2)와;
    스핀들 모터의 부하량을 검출하는 단계(S3)와;
    부하량에 따른 클램프 압력을 설정하는 단계(S4)와;
    설정된 부하량에 따른 최적의 조건으로 다수개의 유압 솔레노이드를 선택적으로 조합하여 구동하여 유량을 제어하는 솔레노이드 밸브 작동 단계(S5)와;
    솔레노이드 밸브 작동에 따른 실제 부하량을 검출하는 단계(S6)와;
    상기 단계에서 검출한 스핀들 모터 부하량이 미리 설정된 부하량과 일치하는지를 판단하여 일치하지 않으면 경보음을 출력하고 일치하면 스핀들 커팅 가공을 실행하는 단계(S7)로 이루어지고,
    상기 PLC 제어부(10)는 스핀들을 클램핑한 상태에서 가공을 지령하고, 스핀들 모터의 가공조건에 다른 부하량을 확인하여 해당부하량에 따른 스핀들 클램프 압력을 선택하고,
    다수개의 솔레노이드 밸브 구동라인을 이용하여 압력을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들 클램프 압력자동 조정방법.
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