KR101468228B1 - 공작기계의 어태치먼트 인식장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계의 어태치먼트 인식장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 공작기계의 어태치먼트 인식장치는 공작기계의 램 스핀들의 일단부에 장착되는 어태치먼트의 종류를 인식하기 위한 어태치먼트 인식장치로서, 상기 공작기계의 램 스핀들 측에 전진 및 후퇴 가능하게 설치된 탐침 샤프트; 상기 탐침 샤프트의 전진 위치 및 후퇴 위치를 검출하는 검출 스위치; 및 상기 어태치먼트 측에 설치되되, 상기 어태치먼트가 상기 공작기계의 램 스핀들에 장착 시 상기 탐침 샤프트를 후퇴시키는 제1 도그 또는 상기 제1 도그보다 높이가 낮으며 상기 어태치먼트가 상기 공작기계의 램 스핀들에 장착 시 상기 탐침 샤프트를 후퇴시키지 않는 제2 도그를 포함한다.

공작기계, 어태치먼트, 식별, 인식

Description

공작기계의 어태치먼트 인식장치 {Attachment awareness device of machine tool}

본 발명은 공작기계의 어태치먼트 인식장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작기계의 램 스핀들에 부가 기능을 갖는 어태치먼트를 장착하고 이때 어떤 어태치먼트가 장착되었는지를 인식할 수 있도록 하는 공작기계의 어태치먼트 인식장치에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계에는 램 스핀들에 공구가 직접 장착되어 공작물 소재를 가공하지만, 좀 더 확장된 기능으로 더욱 다양한 형태의 가공을 구현하기 위하여 다양한 어태치먼트(Attachment)를 장착하고 그러한 어태치먼트에 공구를 장착하기도 한다.

특히, 어태치먼트의 사양에 따라 가공의 방법이 달라질 수 있으므로 어태치먼트의 특성에 적합하게 공작기계를 제어하여야 하는 것이다.

다른 한편으로 최근에는 기술의 발달로 인하여 상술한 바와 같은 다양한 종류의 어태치먼트를 구비한 상태에서 자동공구교환장치(ATC)에 소망하는 어태치먼트 를 자동으로 교체되어 장착되기도 한다.

이때 장착되는 어태치먼트의 특성을 자동으로 공작기계의 제어반에서 알 수 있도록 하기 위하여 종래에는 어태치먼트 인식장치로서 커넥터가 이용되기도 하였다.

상술한 커넥터는 어태치먼트와 램 스핀들이 맞닿는 쪽에 각각 암수 형태로 배치되는 것이고, 어태치먼트가 램 스핀들에 장착될 때에 자동으로 커넥터가 맞닿아 전기적인 신호를 받아들여 현재 장착되는 어태치먼트가 어떤 어태치먼트인지를 알 수 있게 하는 것이다.

그러나 상술한 종래의 어태치먼트 인식장치는 스핀들 또는 어태치먼트 등의 구조물에 비교하여 상대적으로 크기가 무척 작고, 내구성이 낮은 문제점이 있다.

특히, 스핀들은 고속으로 회전되고 금속 재질을 절삭 가공하게 되므로 진동이 발생되며 이러한 진동이 원인이 되어 커넥터가 쉽게 파손되거나 고장을 일으키는 문제점이 있다.

또한, 어태치먼트가 정위치에서 벗어난 위치에서 스핀들과 접속될 경우에는 커넥터는 너무나도 쉽게 손상되고, 전기적 신호에 의해 작동되므로 정전기, 누전 또는 예상하지 못한 원인에 의해 오작동 되는 문제점이 있다.

또한, 칩 또는 이물질에 의해 커넥터가 오염될 수 있고 이때 커넥터가 정상적으로 접속되어도 통전이 불량하여 어태치먼트를 잘못 인식되는 문제점이 있다.

또한, 커넥터는 고가의 부품으로 훼손이 될 경우, 교체 및 수리를 위한 유지비가 과다하게 지출되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기구적인 구성에 의해 어태치먼트를 식별할 수 있도록 하고, 특히 종래의 커넥터 구성에 비교하여 내구성이 향상되도록 하는 공작기계의 어태치먼트 인식장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인식장치는, 공작기계의 램 스핀들 측에 전진 및 후퇴 가능하게 설치된 탐침 샤프트; 상기 탐침 샤프트의 전진 위치 및 후퇴 위치를 검출하는 검출 스위치; 및 상기 어태치먼트 측에 설치되되, 상기 어태치먼트가 상기 공작기계의 램 스핀들에 장착 시 상기 탐침 샤프트를 후퇴시키는 제1 도그 또는 상기 제1 도그보다 높이가 낮으며 상기 어태치먼트가 상기 공작기계의 램 스핀들에 장착 시 상기 탐침 샤프트를 후퇴시키지 않는 제2 도그를 포함한다.

상기 탐침 샤프트 및 상기 검출 스위치는 상기 공작기계의 램 스핀들의 램 스핀들 헤드의 일측면에 설치되는 인식블록에 구비될 수 있고, 상기 제1 도그 및 상기 제2 도그는 상기 인식블록과 대응되게 상기 어태치먼트의 어태치먼트 헤드에 설치되는 도그 블록에 구비될 수 있으며, 상기 어태치먼트 인식장치는 상기 검출 스위치에서 발생되는 채널 신호를 수신하여 어태치먼트를 인식하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 탐침 샤프트는 스프링에 의해 전진상태가 유지되고, 상기 탐침 샤프트가 후퇴위치일 때에 상기 검출 스위치가 상기 탐침 샤프트를 검출하여 신호를 발생시키도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 어태치먼트 인식장치는, 상기 검출 스위치와 이격되게 배치되어 상기 탐침 샤프트가 전진 위치일 때 검출 신호를 발생하는 제1 검출 스위치를 더 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인식장치는 핀의 높낮이 설정에 의해 어태치먼트를 식별할 수 있도록 하는 것으로 종래의 전기접속용 커넥터에 의한 어태치먼트 인식장치에 비교하여 내구성이 향상되고, 어태치먼트가 다소 비뚤게 장착되더라도 어태치먼트 인식장치는 파손되지 않는 것이다.

특히, 본 발명의 일실시예에 따른 어태치먼트 인식장치는 전기적인 신호를 직접적으로 송수신하지 않으므로 외부요인에 의한 간섭을 받지 않고 정확한 인식이 가능한 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인식장치에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인식장치를 설명하기 위한 사시 예시도면 및 평면예시도면이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인식장치의 작동관계를 설명하기 위한 예시도면이다.

또한, 첨부도면 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인식장치에 의해 인식할 수 있는 어태치먼트 목록을 나열한 예시 목록이다.

도 1에 나타낸 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 어태치먼트 인식장치(300)는 램 스핀들(10)의 하측에 설치되는 인식 블록(100)과 어태치먼트(40)의 상측에 설치되는 도그 블록(200)으로 구성된다.

상술한 램 스핀들(10)은 하측에 램 스핀들 헤드(20)가 설치되고, 상술한 램 스핀들 헤드(20)에는 복수 개의 클램프 결속 홀(22)이 형성되며, 램 스핀들 헤드(20)의 하측 중앙에 구동 스핀들(30)이 배치된다.

또한, 어태치먼트 헤드(50)에는 상술한 복수 개의 클램프 결속 홀(22)과 대응하는 위치에 결속 샤프트(52)가 배치되고, 어태치먼트 헤드(50)의 상측 중앙에는 상술한 구동 스핀들(30)과 대응하는 종동 스핀들(60)이 배치된다.

즉 상술한 어태치먼트(40)는 램 스핀들(10)에 장착되면, 상술한 결속 샤프트(52)가 클램프 결속 홀(22)에 삽입되어 클램핑 되고, 상술한 구동 스핀들(30)과 상술한 종동 스핀들(60)은 축 결합되어 동력이 전달될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 어태치먼트 인식장치(300)는 도 1에 나타낸 바와 상술한 인식 블록(100)과 도그 블록(200)이 같이 서로 대행되게 배치될 수 있고, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 복수 개로 배치될 수도 있으며, 본 발명의 일실시예에서는 어태치먼트 인식장치(300)가 4개인 것을 일례로서 설명한다.

다른 한편으로 상술한 어태치먼트 인식장치(300)는 2개 내지 8개 또는 그 이상의 개수일 수 있고, 어태치먼트 인식장치(300)의 개수(n)에 따라 인식할 수 있는 어태치먼트(40)의 개수는 2에 (n)승으로 정의될 수 있다.

일례로서 본 발명의 일 실시예에서처럼 어태치먼트 인식장치(300)의 개수가 4개일 때에는 16개의 어태치먼트(40)를 인식할 수 있고, 어태치먼트 인식장치(300)의 개수가 8개일 때에는 256개의 어태치먼트(40)를 인식할 수 있는 것이다.

이하 본 발명의 일실시예에 따른 어태치먼트 인식장치(300)의 구성을 첨부도면 도 3을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 3에 나타낸 바와 같이 상술한 인식 블록(100)은 전진 및 후퇴 가능하게 설치된 복수 개의 탐침 샤프트(110)와 상술한 복수 개의 탐침 샤프트(110)의 진퇴 위치를 검출하는 복수 개의 검출 스위치(140)를 포함하여 구성된다.

더욱 상세하게는, 인식블록(100)은 삽입 홀(102)이 형성되고, 삽입 홀(102)의 상측에 작동 홀(104)이 형성되며, 작동 홀(104)의 외측 단부에 탭(106)이 형성된다.

또한, 상술한 탐침 샤프트(110)는 플렌지(114)를 중심으로 상하측에 각각 제1, 제2 샤프트(112)(116)가 형성되고, 하측에 형성된 제1 샤프트(112)는 상술한 작동 홀(104)쪽에서 끼워져 상술한 삽입 홀(102)에 삽입되며, 플렌지(114)는 작동 홀(104)의 단부에 걸쳐질 수 있다.

또한, 상술한 탐침 샤프트(110)에는 제2 샤프트(116)에 스프링(120)이 설치될 수 있다.

또한, 상술한 탭(106)에는 볼트(130)가 체결되고, 볼트(130)의 하단은 상술한 스프링(120)을 가압하게 체결되며, 또한 상술한 제2 샤프트(116)는 상술한 볼 트(130)를 관통될 수도 있다.

즉 상술한 제2 샤프트(116)는 상술한 볼트(130)에 관통되어 진퇴 될 수 있는데, 이때 탐침 샤프트(110)는 흔들림 없이 안정적으로 선형이동 될 수 있다.

또한, 상술한 제1 샤프트(112)이 하단은 상술한 삽입 홀(102)의 단부에 인접되게 배치될 수 있다.

또한, 작동 홀(104)의 한쪽에는 검출 스위치(140)가 설치될 수 있고, 이때 검출 스위치(140)는 탐침 샤프트(110)를 검출하는 것이며, 더욱 상세하게는 탐침 샤프트(110)의 플렌지(114)를 검출하는 것일 수 있다.

다른 한편으로, 도 3에 나타낸 바와 같이 상술한 검출 스위치(140)와 이격된 위치에 제1 검출 스위치(142)가 더 설치될 수도 있다.

상술한 검출 스위치(140)는 탐침 샤프트(110)가 후퇴 위치일 때에 신호가 발생될 수 있고, 상술한 제1 검출 스위치(142)는 탐침 샤프트(110)가 전진 위치일 때에 신호가 발생될 수 있다.

즉, 상술한 검출 스위치(140)와 제1 검출 스위치(142)의 신호는 서로 상반되는 것일 수 있다.

상술한 도그 블록(200)은 상술한 삽입 홀(102)과 대응하는 위치에 제1 도그(210) 또는 제2 도그(220)가 설치될 수 있고, 이때 제1 도그(210)와 제2 도그(220)는 도 1에 나타낸 바와 같이 높낮이가 다른 2종류일 수 있다.

다른 한편으로 상술한 제1 도그(210)는 돌기의 외경이 상술한 삽입 홀(102)의 내경보다 현저하게 작을 수 있다.

또한, 상술한 복수 개의 검출 스위치(140) 또는 복수 개의 제1 검출 스위치(142)에서 발생되는 신호를 수신하여 어태치먼트가 인식되는 제어부(310)가 더 배치될 수 있다.

상술한 제어부(310)는 도면에 구체적으로 나타내지 않았으나 공작기계의 본체 또는 제어반에 배치되는 것일 수도 있다.

특히 상술한 제어부(310)에는 어태치먼트(40)의 특성을 포함하고 있을 수 있고, 일례로서 가공반경, 가공속도, 가공방향 등 소재 가공 정보가 포함될 수 있다.

이하 첨부도면 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 어태치먼트 인식장치(300)의 작용을 설명한다.

도 3은 어태치먼트(40)가 램 스핀들(10)에 장착되기 전의 상태이고, 도 4는 어태치먼트(40)가 램 스핀들(10)에 장착된 후의 상태이다.

도 3에 나타낸 바와 같이 어태치먼트(40)가 장착되기 전에는 스프링(120)의 복원력에 의해 탐침 샤프트(110)는 전진 상태가 유지된다.

또한, 탐침 샤프트(110)는 검출 스위치(140) 또는 제1 검출 스위치(142)에 의해 검출되어 채널 신호가 발생될 수 있는데, 이때 검출 스위치(140)는 "off"상태의 채널 신호가 발생되고, 제1 검출 스위치(142)는 "on"상태의 채널 신호가 발생될 수 있다.

특히 상술한 검출 스위치(140)와 제1 검출 스위치(142)의 채널 신호를 동시에 이용될 수도 있지만, 어느 하나의 채널 신호만 이용될 수도 있고, 예를 들어 에 상하지 못한 이유로 인하여 검출 스위치(140) 또는 제1 검출 스위치(142) 중에 어느 하나가 정상적인 작동을 하지 못할 때에 다른 하나가 작동될 수 있어 어태치먼트(40)를 인식할 수 있는 것이다.

이후 어태치먼트(40)가 램 스핀들(10)에 장착되면 도 4에 나타낸 바와 같이 제1 도그(210)는 삽입 홀(102)에 삽입되면서 제1 샤프트(112)와 닿아 탐침 샤프트(110)를 후퇴시키게 된다.

또한, 제2 도그(220)가 삽입 홀(102)에 접근할 때에는 탐침 샤프트(110)는 진퇴 변위가 없이 전진위치가 유지될 수 있다.

상술한 바와 같이 제1 도그(210) 또는 제2 도그(220)가 탐침 샤프트(110)에 접근함에 따라 탐침 샤프트(110)는 전진위치 또는 후퇴위치로 변위가 발생되고, 이러한 변위는 검출 스위치(140) 또는 제1 검출 스위치(142)에 의해 검출되고 각각의 검출 스위치(140)는 해당 채널 신호를 제어부(310)에 송신하게 된다.

다른 한편으로 상술한 제1 도그(210)는 삽입 홀(102)에 삽입될 때에 제1 도그(210)의 외경과 삽입 홀(102)의 내경의 차이로 인하여 상당한 여유 공간이 확보될 수 있고, 이로써 어태치먼트(40)가 다소 어긋나게 램 스핀들(10)에 장착되더라도 어태치먼트 인식장치(300)가 파손되지 않는 것이다.

또 다른 한편으로 상술한 제1, 제2 샤프트(112)(116)에는 패킹이 더 구비될 수 있고, 이러한 패킹은 인식블록(100)의 내부 쪽으로 칩, 절삭유 등 이물질이 유입되는 것을 방지할 수도 있다.

이하 어태치먼트(40)가 특정되는 과정을 첨부도면 도 5를 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 5에는 어태치먼트의 목록을 나타낸 것으로 이에 한정되는 것은 아니며 일례로서 나타낸 것이다.

도 5에 나타낸 바와 같이 수신되는 신호에 따라 특정한 어태치먼트(40)로 인식될 수 있다.

즉, 복수 개의 검출 스위치(140) 또는 제1 검출 스위치(142)에서 발생하는 신호를 조합하여 어떤 어태치먼트가 장착되는지를 알 수 있게 하는 것이다.

일례로서 어태치먼트 인식장치(300)가 4개이라면, 각각의 어태치먼트 인식장치(300)마다 고유의 채널을 부여할 수 있으며, 예를 들어 R1, R2, L1, L2 등으로 식별부호를 부여하고, 각 식별부호에 해당하는 검출 스위치(140) 또는 제1 검출 스위치(142)에서 발생하는 신호에 따라 어태치먼트를 특정하게 되는 것이다.

즉, 도 5에 나타낸 바와 같이 R1, R2, L1, L2 모두가 신호를 발생하지 않을 때에는 어태치먼트가 장착되지 않은 상태일 수 있고, R1에 배치된 검출 스위치(140)에서 신호가 검출되고 나머지 R2, L1, L2에서는 신호가 검출되지 않으면 "일반 직각 헤드 어태치먼트"로 인식될 수 있는 것이다.

다른 예로서 R1, L1, L2에서 배치된 검출 스위치(140)에서 신호가 검출되고 R2에서 신호가 검출되지 않으면 "자동교환공구 직각 헤드 어태치먼트"로 인식될 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 다양한 어태치먼트(40)를 기구적인 구성으로 인식할 수 있고, 특히 이러한 기구적인 구성은 종래의 전기적인 접속에 의한 커넥터 구성보다 내구성이 담보되는 것이다.

특히, 어태치먼트(40)를 반복하여 탈 부착하더라도 어태치먼트 인식장치(300)는 정확한 작동이 보장될 수 있고, 교체비용 또는 수리비용은 종래의 커넥터에 비교하여 저렴한 비용을 처리가 가능한 것이다.

다른 한편으로, 각 공정별로 사용하는 어태치먼트가 달리질 수 있고, 어태치먼트(40)가 새로 장착될 때마다 일례로서 스핀들 속도, 피드(feed), 축 이송 스트로크 리미트 값 등을 다시 설정하지 않고서도 이미 저장된 정보를 이용하여 특정된 어태치먼트가 인식될 수 있는 것이다.

이로써 가공성 및 생산성도 향상시킬 수 잇는 것이며 작업자의 편리성이 향상되는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 어태치먼트 인식장치는 어태치먼트를 교환하여 장착할 수 있는 공작기계에 이용될 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인식장치를 설명하기 위한 사시 예시도면 및 평면예시도면이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인식장치의 작동관계를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 어태치먼트 인식장치에 의해 인식할 수 있는 어태치먼트 목록을 나열한 예시 목록이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10: 램 스핀들 20: 램 스핀들 헤드

22: 클램프 결속 홀 30: 구동 스핀들

40: 어태치먼트 50: 어태치먼트 헤드

52: 결속 샤프트 60: 종동 스핀들

100: 인식 블록 102: 삽입 홀

104: 작동 홀 106: 탭

110: 탐침 샤프트 112: 제1 샤프트

114: 플렌지 116: 제2 샤프트

120: 스프링 130: 볼트

140: 검출 스위치 200: 도그 블록

202: 설치 홈 210, 220: 제1, 제2 도그

300: 어태치먼트 인식장치 310: 메모리부

Claims (4)

1. 공작기계의 램 스핀들(10)의 일단부에 장착되는 어태치먼트의 종류를 인식하기 위한 어태치먼트 인식장치(300)로서,

   상기 공작기계의 램 스핀들(10) 측에 전진 및 후퇴 가능하게 설치된 탐침 샤프트(110);

   상기 탐침 샤프트(110)의 전진 위치 및 후퇴 위치를 검출하는 검출 스위치(140); 및

   상기 어태치먼트 측에 설치되되, 상기 어태치먼트가 상기 공작기계의 램 스핀들(10)에 장착 시 상기 탐침 샤프트(110)를 후퇴시키는 제1 도그(210) 또는 상기 제1 도그(210)보다 높이가 낮으며 상기 어태치먼트가 상기 공작기계의 램 스핀들(10)에 장착 시 상기 탐침 샤프트(110)를 후퇴시키지 않는 제2 도그(220)를 포함하는

   공작기계의 어태치먼트 인식장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 탐침 샤프트(110) 및 상기 검출 스위치(140)는 상기 공작기계의 램 스핀들(10)의 램 스핀들 헤드(20)의 일측면에 설치되는 인식블록(100)에 구비되고,

   상기 제1 도그(210) 및 상기 제2 도그(220)는 상기 인식블록(100)과 대응되게 상기 어태치먼트의 어태치먼트 헤드(50)에 설치되는 도그 블록(200)에 구비되며,

   상기 어태치먼트 인식장치(300)는 상기 검출 스위치(140)에서 발생되는 채널 신호를 수신하여 어태치먼트를 인식하는 제어부(310)를 더 포함하는

   공작기계의 어태치먼트 인식장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 탐침 샤프트(110)는 스프링(120)에 의해 전진상태가 유지되고,

   상기 탐침 샤프트(110)가 후퇴위치일 때에 상기 검출 스위치(140)가 상기 탐침 샤프트(110)를 검출하여 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는

   공작기계의 어태치먼트 인식장치.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 어태치먼트 인식장치(300)는,

   상기 검출 스위치(140)와 이격되게 배치되어 상기 탐침 샤프트(110)가 전진 위치일 때 검출 신호를 발생하는 제1 검출 스위치(142)를 더 포함하는

   공작기계의 어태치먼트 인식장치.

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