KR101336398B1 - Cnc선반용 공구대 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 정전이나 비상 정지 이후 전원 투입시 보수를 용이하게 할 수 있는 CNC 선반용 공구대가 개시된다.
일 예로, CNC 선반용 공구대에 있어서, 상기 공구대의 최종 위치가 정위치가 아닌 경우, 실제 좌표치를 측정하고, 상기 실제 좌표치를 기준으로 제 1 방향에서의 제 1 근거리 좌표치 또는 제 2 방향에서의 제 2 근거리 좌표치 중 적어도 하나를 계산하고, 상기 실제 좌표치와의 차이를 통해 제 1 이동량 또는 제 2 이동량을 계산하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 제 1 방향에 대해 제 1 이동량 또는 상기 제 2 방향에 대해 제 2 이동량으로 공구대를 이송하는 이송부를 포함하는 공구대가 개시된다.

Description

CNC선반용 공구대 및 그 구동 방법{Tool Rest For CNC Lathe And Driving Method Thereof}
본 발명은 컴퓨터 수치 제어(CNC) 선반용 공구대에 관한 것이다.
컴퓨터 수치 제어(CNC) 선반은 절삭 공구를 이용하여, 작업을 수행하는 것으로 다양한 산업현장에서 사용되고 있다. 그리고 점차 제품의 규격이 정밀해짐에 따라 CNC 선반의 정밀도가 요구된다.
한편, 외부 전원의 정전이나, 작업자의 비상 정지 등에 따라 이러한 CNC 선반의 작업이 정지될 수 있고, 이후 다시 복구되는 동작이 이루어질 수 있다.
그런데, 정지시의 최종 공구대의 위치가 정위치가 아닌 경우, 정상적인 운전이 이루어질 수 없어서 이를 복구하기 위해 많은 시간 및 노력이 소요되며, 만약 정위치가 아닌 경우 정확한 작업이 이루어질 수 없게 된다.
본 발명은 정전이나 비상 정지 이후 전원 투입시 보수를 용이하게 할 수 있는 CNC 선반용 공구대를 제공한다.
본 발명에 따른 공구대는 CNC 선반용 공구대에 있어서, 상기 공구대의 최종 위치가 정위치가 아닌 경우, 실제 좌표치를 측정하고, 상기 실제 좌표치를 기준으로 제 1 방향에서의 제 1 근거리 좌표치 또는 제 2 방향에서의 제 2 근거리 좌표치 중 적어도 하나를 계산하고, 상기 실제 좌표치와의 차이를 통해 제 1 이동량 또는 제 2 이동량을 계산하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 제 1 방향에 대해 제 1 이동량 또는 상기 제 2 방향에 대해 제 2 이동량으로 공구대를 이송하는 이송부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 실제 좌표치에서 상기 제 1 방향으로 가장 근접한 공구대 번호를 계산하고, 상기 공구대 번호에 1 스텝의 이송량을 곱하여, 상기 제 1 근거리 좌표치를 계산할 수 있다.
그리고 상기 제어부는 상기 실제 좌표치에서 상기 제 1 근거리 좌표치를 빼서 상기 제 1 이동량을 계산할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 제 1 근거리 좌표치에 1 스텝의 이송량을 더하여 상기 제 2 근거리 좌표치를 계산할 수 있다.
또한, 상기 제어부에 연결되고, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 공구대가 이송된 이후의 위치에서 클램프하는 클램프부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 공구대의 위치가 설정된 정위치가 아닌 경우, 알람을 구동하는 알람부를 더 포함할 수 있다.
더불어, 본 발명에 따른 공구대의 구동 방법은 CNC 선반용 공구대의 구동 방법에 있어서, 제어부가 실제 좌표치를 측정하는 단계; 상기 제어부가 상기 실제 좌표치를 기준으로 제 1 방향에서 근거리인 제 1 근거리 좌표치를 계산하는 단계; 상기 제어부가 상기 실제 좌표치로부터 상기 제 1 근거리 좌표치를 빼서 제 1 이동량을 계산하는 단계; 및 이송부가 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 제 1 방향에 대해 제 1 이동량으로 공구대를 이송하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부가 상기 제 1 근거리 좌표치에 대해 1 스텝의 이송량을 더하여 제 2 근거리 좌표치를 계산하는 단계; 및 상기 제 2 근거리 좌표치로부터 상기 실제 좌표치를 빼서 제 2 이동량을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 이송부는 상기 제어 신호에 따라 상기 제 1 방향에 대해 제 1 이동량 또는 상기 제 1 방향에 반대되는 제 2 방향으로 상기 제 2 이동량만큼 상기 공구대를 이송할 수 있다.
본 발명에 의한 공구대는 정전이나 비상 정지시의 최종 위치가 정위치가 아닌 경우, 복원시에 실제 좌표치를 측정하고, 이를 이용하여 제 1 방향에서 가장 근접한 제 1 근거리 좌표치 및 제 1 이동량, 제 2 방향에서 가장 근접한 제 2 근거리 좌표치 및 제 2 이동량을 계산하며, 제 1 이동량 또는 제 2 이동량만큼 공구대를 이동하여 정위치에 위치하도록 함으로써, 정상적인 운전이 가능하도록 하고, 정확한 작업이 이루어지도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공구대의 장치 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공구대의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 공구대의 구성을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공구대의 장치 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공구대(100)는 비상 스위치(110), 알람부(120), 제어부(130), 인덱스 버튼(140), 클램프부(150), 이송부(160)를 포함할 수 있다.
상기 비상 스위치(110)는 작업자가 선반 작업을 급히 멈추어야 하는 경우 사용될 수 있다. 작업자는 상기 비상 스위치(110)를 눌러서, CNC 선반의 절삭 가공을 현재 위치에서 멈출 수 있다. 이에 따라, CNC 선반에 적용된 공구대(100) 역시 현재 위치에서 동작을 정지하게 된다.
상기 알람부(120)는 상기 공구대(100)의 클램프부(150)가 정위치가 아닌 곳에 위치한 상태에서, 작업자가 공구대(100)가 운전 준비를 하는 경우 알람을 발생시킨다. 따라서, 상기 알람부(120)는 상기 공구대(100)가 상기 클램프부(150)가 정위치인 경우에만 정상적으로 운전될 수 있도록 한다.
상기 제어부(130)는 외부의 전원(10), 비상 스위치(110), 알람부(120), 클램프부(150), 이송부(160)에 연결된다.
상기 제어부(130)는 정전이 되어 상기 전원(10)으로부터 공급이 중단되거나, 상기 비상 스위치(110)로부터 중단 신호가 수신된 경우, 상기 공구대(100)의 구동을 정지한다.
그리고 상기 제어부(130)는 정전이 복원되어 전원(10)으로부터 전기가 다시 공급되거나, 비상 스위치(110)로부터 구동 신호가 수신되면, 현재 공구대의 실제 좌표치를 측정한다. 이러한 측정은 CNC 선반에 제공되는 PMC Window와 같은 기능을 통해 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제어부(130)는 상기 공구대(100)의 실제 좌표치(r)를 저장한다.
그리고 상기 제어부(130)는 상기 공구대의 실제 좌표치(r)를 이용하여, 제 1 방향(예를 들면, (-)방향)에서 가장 근거리에 위치한 공구대 번호(n)를 계산한다. 그리고 상기 제어부(130)는 상기 근거리인 공구대 번호(n)의 좌표치를 계산하여, 제 1 근거리 좌표치(a)를 얻는다. 이 때, 다음의 수식 1에서 표기되듯이, 상기 좌표치(a)의 계산은 상기 공구대 번호(n)에 1-스텝(1-step)의 이송량(s)을 곱함으로써 계산할 수 있다.
[수식 1]
a = n × s
즉, 상기 제 1 근거리 좌표치(a)는 실제 좌표치(r)에 제 1 방향에서 가장 근접한 공구대 위치의 좌표치를 의미하게 된다.
또한, 상기 제어부(130)는 수식 2처럼, 상기 실제 좌표치(r)로부터 상기 제 1 근거리 좌표치(a1)를 빼서, 제 1 근거리 좌표치(a)까지의 거리인 제 1 이송량(m1)을 계산하게 된다.
[수식 2]
m1 = r - a1
그리고 상기 제어부(130)는 다음의 수식 3에서 보듯이, 상기 제 1 근거리 좌표치(a)에 1-스텝의 이송량을 더하여, 제 2 근거리 좌표치(a2)를 얻는다.
[수식 3]
a2 = a1 + s
상기 제 2 근거리 좌표치(a2)는 상기 실제 좌표치(r)를 기준으로 상기 제 1 방향에 반대 방향인 제 2 방향(예를 들어, (+)방향)에서 가장 근접한 공구대 번호의 좌표치에 해당한다.
그리고 상기 제어부(130)는 수식 4에 따라, 상기 제 2 근거리 좌표치(a2)로부터 상기 실제 좌표치(r)를 빼서, 제 2 근거리 좌표치(a2)까지의 거리인 제 2 이동량(m2)을 계산한다.
[수식 4]
m2 = a2 - r
이에 따라, 상기 제어부(130)는 상기 실제 좌표치(r)를 기준으로 제 1 방향(예를 들어, (-)방향)에서 가장 근접한 제 1 근거리 좌표치(a1)와 제 1 이동량(m1), 제 2 방향(예를 들어, (+)방향)에서 가장 근접한 제 2 근거리 좌표치(a2)와 제 2 이동량(m2)를 획득하며, 이를 각각 레지스터에 저장한다.
또한, 상기 제어부(130)는 작업자로부터 인덱스 버튼(140)을 통해 작업 복원에 따른 제 1 방향 또는 제 2 방향으로의 이송 신호가 인가되면, 상기 클램프부(150)에 제어 신호를 인가하여 언클램프하고, 상기 이송부(160)에 상기 공구대(100)에 제어 신호를 인가하여, 상기 공구대(100)를 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 각 이동량에 맞도록 이송한다. 그리고 상기 제어부(130)는 상기 클랩프부(150)에 제어 신호를 인가하여, 상기 공구대(100)가 다시 클램프되도록 하여 정위치에서 작업을 다시 수행할 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 공구대(100)는 복원 즉시 정위치에서 정상적인 운전이 가능하며, 이에 따라 정확한 작업이 수행될 수 있다.
상기 인덱스 버튼(140)은 작업자로부터 눌려지는 경우, 상기 제어부(130)에 이송 신호를 전송한다. 상기 이송 신호는 작업자의 선택에 의해 제 1 방향의 제 1 근거리 좌표치(a1)까지 제 1 이송량(m1)만큼 이송하도록 이루어질 수 있고 또는 제 2 방향의 제 2 근거리 좌표치(a2)까지 제 2 이송량(m2)만큼 이송하도록 이루어질 수도 있다.
상기 클램프부(150)는 상기 제어부(130)에 의해 제어되어 공구대(100)를 클램프(clamp)하거나 언클램핑(unclamp)한다. 상기 클램프부(150)는 상기 공구대(100)가 정위치에 위치한 경우에만 클램프하여, 정상적인 운전이 가능하게 되며, 정확한 작업이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 이송부(160)는 상기 제어부(130)의 제어 신호에 따라, 상기 공구대(100)를 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 제 1 이송량(m1) 또는 제 2 이송량(m2)만큼 이송하여, 정위치로 이송시킨다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공구대의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다. 이하에서는 도 2의 각 단계들을 도 1을 참조하여 설명하도록 한다.
먼저, 정전이 복원되어 전원(10)으로부터 전기가 다시 공급되거나, 비상 스위치(110)로부터 구동 신호가 수신되면, 상기 제어부(130)는 알람부(120)를 통해 공구대의 알람을 확인한다(S10). 만약 알람이 확인되지 않으면, 정전 또는 비상 정지시 최종 공구대(100)의 위치가 정위치에 있었던 것으로 판단한다. 그러나, 만약 알람이 확인되면, 공구대(100)의 위치가 정위치에 있지 않은 것으로 판단하여, 후속 단계들이 이루어지게 된다.
그리고 상기 제어부(130)는 현재 공구대의 실제 좌표치(r)를 측정하고 저장한다(S20). 이러한 측정은 CNC 선반에 제공되는 PMC Window와 같은 기능을 통해 이루어질 수 있음은 상술하였다.
이후 상기 제어부(130)는 상기 공구대의 실제 좌표치(r)를 이용하여, 제 1 방향(예를 들면, (-)방향)에서 가장 근거리에 위치한 공구대 번호(n)를 계산한다(S30).
또한, 상기 제어부(130)는 상기 근거리 공구대 번호(n)에 1-스텝(1-step)의 이송량(s)을 곱함으로써, 제 1 근거리 좌표치(a)를 계산하고 저장한다(S40).
또한, 상기 제어부(130)는 상기 실제 좌표치(r)로부터 상기 제 1 근거리 좌표치(a1)를 빼서, 제 1 근거리 좌표치(a)까지의 거리인 제 1 이송량(m1)을 계산하고 저장한다(S50).
또한, 상기 제어부(130)는 상기 제 1 근거리 좌표치(a)에 1-스텝의 이송량(s)을 더하여, 제 2 근거리 좌표치(a2)를 계산하고 저장한다(S60).
또한, 상기 제어부(130)는 상기 제 2 근거리 좌표치(a2)로부터 상기 실제 좌표치(r)를 빼서, 제 2 이동량(m2)을 계산하고 저장한다(S70).
또한, 상기 제어부(130)는 상기 인덱스 버튼(140)로부터 작업자의 이동 신호가 수신되면, 상기 클램프부(150)에 제어 신호를 인가하여 언클램프하고, 상기 이송부(160)에 제어 신호를 인가하여 수신된 신호에 따라 제 1 방향으로 제 1 이동량(m1) 또는 제 2 방향으로 제 2 이동량(m2)만큼 공구대(100)를 이동시킨다(S80). 또한, 상기 제어부(130)는 이동 이후 다시 상기 클램프부(150)에 제어 신호를 인가하여 클램프함으로써, 정위치에서 작업 준비를 완료하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 공구대(100)의 구동 방법은는 복원 즉시 정위치에서 정상적인 운전이 가능하도록 하고, 이에 따라 정확한 작업이 수행될 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 공구대 및 그 구동 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 공구대 110; 비상 스위치
120; 알람부 130; 제어부
140; 인덱스 버튼 150; 클램프부
160; 이송부 10; 전원

Claims (9)

  1. CNC 선반용 공구대에 있어서,
    상기 공구대의 최종 위치가 정위치가 아닌 경우, 실제 좌표치를 측정하고, 상기 실제 좌표치를 기준으로 제 1 방향에서의 제 1 근거리 좌표치 또는 제 2 방향에서의 제 2 근거리 좌표치 중 적어도 하나를 계산하고, 상기 제 1 근거리 좌표치 또는 상기 제 2 근거리 좌표치와 상기 실제 좌표치의 차이를 통해 제 1 이동량 또는 제 2 이동량을 계산하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 제 1 방향에 대해 제 1 이동량 또는 상기 제 2 방향에 대해 제 2 이동량으로 공구대를 이송하는 이송부를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 실제 좌표치에서 상기 제 1 방향으로 가장 근접한 공구대 번호를 계산하고, 상기 공구대 번호에 1 스텝의 이송량을 곱하여, 상기 제 1 근거리 좌표치를 계산하는 공구대.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 실제 좌표치에서 상기 제 1 근거리 좌표치를 빼서 상기 제 1 이동량을 계산하는 공구대.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제 1 근거리 좌표치에 1 스텝의 이송량을 더하여 상기 제 2 근거리 좌표치를 계산하는 공구대.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부에 연결되고, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 공구대가 이송된 이후의 위치에서 상기 공구대를 클램프하는 클램프부를 더 포함하는 공구대.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공구대의 위치가 설정된 정위치가 아닌 경우, 알람을 구동하는 알람부를 더 포함하는 공구대.
  7. CNC 선반용 공구대의 구동 방법에 있어서,
    제어부가 실제 좌표치를 측정하는 단계;
    상기 제어부가 상기 실제 좌표치를 기준으로 제 1 방향에서 근거리인 제 1 근거리 좌표치를 계산하는 단계;
    상기 제어부가 상기 실제 좌표치로부터 상기 제 1 근거리 좌표치를 빼서 제 1 이동량을 계산하는 단계; 및
    이송부가 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 제 1 방향에 대해 제 1 이동량으로 공구대를 이송하는 단계를 포함하고,
    상기 제어부가 상기 제 1 근거리 좌표치에 대해 1 스텝의 이송량을 더하여 제 2 근거리 좌표치를 계산하는 단계; 및
    상기 제 2 근거리 좌표치로부터 상기 실제 좌표치를 빼서 제 2 이동량을 계산하는 단계를 더 포함하는 공구대의 구동 방법.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 이송부는 상기 제어 신호에 따라 상기 제 1 방향에 대해 제 1 이동량 또는 상기 제 1 방향에 반대되는 제 2 방향으로 상기 제 2 이동량만큼 상기 공구대를 이송하는 공구대의 구동 방법.
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