KR101826996B1 - 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 장치 및 방법 - Google Patents

램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 장치는 하단부에 툴 홀더를 장착하기 위한 센터 클램프 콜렛과 사이드 클램프 콜렛이 마련되는 램 스핀들과; 상기 램 스핀들의 센터 클램프 콜렛 또는 사이드 클램프 콜렛에 장착되는 다수의 툴 홀더와; 상기 사이드 클램프의 장착구멍을 밀폐하는 캡 홀더와; 상기 각 툴 홀더와 캡 홀더가 장착되는 다수의 매거진 포트와; 상기 매거진 포트가 방사상으로 고정 설치되는 매거진 휠이 매거진 휠 서보 모터에 회전 가능하게 접속되는 툴 매거진;을 구비하는 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 장치에 있어서, 상기 툴 매거진의 공구 교환 위치에 매거진 포트 유형 감지 센서를 고정 설치하고, 각 매거진 포트의 상단에 유형 구분 도그를 마련하며, 검출부를 통해 공구 교환 위치로 이동된 매거진 포트의 상단에 마련된 유형 구분 도그의 검출하여 콘트롤러에서 어떤 유형의 툴 홀더인지의 정보를 확인한 후 공구 호출 명령이 있는 경우 제어부에서 드라이브를 통해 매거진 휠 회전 서보 모터를 작동시킴으로써 캡 홀더 필요 유무 및 툴 홀더 유형에 따라 툴 홀더 또는 캡 홀더를 자동 교환하도록 한 것이다.

Description

램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 장치 및 방법 {A TOOL HOLDDER EXCHANGING APPARATUS FOR A RAM SPINDLE TYPE MACHINING CENTER AND THE METHOD THEREOF }
본 발명은 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 툴 홀더(TOOL HOLDER)의 유형을 자동으로 선독하여 램 스핀들 하단에 위치한 사이드 클램프 콜렛(SIDE CLAMP COLLET)의 장착구멍(HOLE)을 막기 위한 캡 홀더(CAP HOLDER)의 사용 유무를 검출함으로써 공구 교환을 효율적으로 제어할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.
일반적으로 램 스핀들 공작기계는 컬럼 및 테이블 유닛이 가공방향으로 이송되어 공작물을 가공하는 통상적인 공작기계와는 달리 공구가 장착되는 램 스핀들의 헤드만이 가공방향으로 이송되며, 이러한 구조적 특징으로 말미암아 공구 간섭 최소화에 보다 유리한 가공특성을 갖는다.
도 1에는 본 발명이 관계하는 램 스핀들 공작기계의 요부 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 동 램 스핀들 공작기계의 램 스핀들의 저면 부위 사시도가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2와 같이 선삭 작업과 밀링 작업 등을 동시에 수행할 수 있는 상기 램 스핀들 구조의 공작기계에서 램 스핀들(100)은 그의 하단부에 툴 홀더(TOOL HOLDER)를 장착하기 위한 센터 클램프 콜렛(110; CENTER CLAMP COLLET)과 사이드 클램프 콜렛(120; SIDE CLAMP COLLET)이 마련되며, 센터 클램프 콜렛(110)으로만 결속되는 툴 홀더의 경우 가공 중 사이드 클램프 콜렛(120)의 장착구멍(121)에 칩(CHIP)이나 분진물이 유입되는 것을 막기 위해 사이드 클램프 콜렛(120)에 우선 캡 홀더(CAP HOLDER)를 장착한 후에 툴 홀더를 장착하게 된다.
도 3a 내지 도 3d에는 램 스핀들 공작기계의 램 스핀들에 장착되는 주요 툴 홀더 및 캡 홀더의 사시도가 도시되어 있다.
도 3a 내지 도 3c와 같이 램 스핀들 공작기계의 램 스핀들에 장착되는 툴 홀더의 종류는 좌우방향(X축)으로 이송되면서 고정된 공작물의 측면에 천공작업이나 탭 작업을 하는 회전 공구가 장착되는 앵귤러 툴홀더(210; ANGULAR TOOL HOLDER)와 좌우방향으로 이송되면서 회전 공작물의 외경이나 내경을 가공하는 고정 공구가 장착되는 터닝 툴 홀더(220; TURNING TOOL HOLDER), 그리고 수직방향(Z축)으로 이송되면서 공작물의 상부면에 천공작업이나 탭 작업을 하는 회전 공구가 장착되는 비티 툴 홀더(230; BT TOOL HOLDER)가 있다.
상기 툴 홀더(210,220,230) 중에서 앵귤러 툴 홀더(210)와 터닝 툴 홀더(220)의 경우 램 스핀들(100)에 장착될 때 센터 클램프 콜렛(110)과 사이드 클램프 콜렛(120)을 모두 사용하게 되므로 캡 홀더(240)가 필요 없게 되지만 비티 툴 홀더(230)의 경우 램 스핀들(100)에 장착될 때 센터 클램프(110)에만 결속되므로 사이드 클램프 콜렛(120)의 장착구멍(121)을 막기 위한 캡 홀더(240)가 필요하게 된다.
즉, 비티 툴 홀더(230)를 램 스핀들(100)에 장착하기에 앞서 사이드 클램프 콜렛(120)에 밀폐돌기(241)가 마련된 캡 홀더(240)를 램 스핀들(100)에 장착하여 사이드 클램프 콜렛(120)의 장착구멍(121)을 밀폐한 후 비티 툴 홀더(230)를 센터 클램프 콜렛(110)에 장착하여야 한다.
상기에서 캡 홀더(240)를 사용하지 않아 가공중 칩이나 분진 등이 사이드 클램프 콜렛(120)의 장착구멍(121)으로 유입된다면 비티 툴 홀더(230)의 사용을 마친 후 앵귤러 툴 홀더(210)나 터닝 툴 홀더(220) 등의 사이드 클램프 콜렛(120)을 사용하는 다른 툴 홀더를 장착할 때에 사이드 클램프 콜렛(120)에서 결속이 이루어지지 않게 되어 공구 교환 자체가 불가능하게 될 수 있으며, 결속이 되더라도 툴 홀더가 램 스핀들(100)에 완전하게 밀착되지 않아 가공 중에 이탈이나 충돌 등이 발생될 수 있게 되다.
한편 램 스핀들 공작기계에서 캡 홀더(240)가 필요할 때에 램 스핀들(100)에 캡 홀더(240)를 과연 어떤 방법으로 장착할 것인지가 중요한 기술 요소이다.
종래에 있어서 상기 캡 홀더(240)의 필요 여부를 판단하는 방법으로는 툴 매거진(TOOL MAGAZINE)의 포트(POT)를 사용하지 않고 별도의 캡 홀더 장착 장치를 채용하거나 사용자가 판단하여 수동으로 캡 홀더를 장착하는 방법, 그리고 정해진 플로우(FLOW)에 의해서 고정 방식으로 프로그래밍된 시퀀스(SEQUENCE) 제어로 캡 홀더(HOLDER)를 장착여부를 판단하는 방법이 있다.
상기 종래의 방법들에 있어서 별도의 캡 홀더 장착 장치를 사용하거나 사용자가 수동으로 캡 홀더를 장착하는 것은 공구 교체가 번거롭고 시간이 많이 소요되어 작업성 및 생산성이 크게 저하되며, 시퀀스 제어 방식은 캡 홀더의 필요 여부에 따라 별도의 시퀀스 제어 플로우로 동작을 수행하고 정해 놓은 플로우에 의한 오픈 루프(OPEN LOOP) 방식의 제어를 수행하게 되지만 외부의 다른 요인들에 의한 툴 홀더의 변경이 발생할 경우 이를 감지할 수 있는 플로우가 없는 문제가 있었다.
아울러 상기 종래의 시퀀스 제어 방식은 툴 홀더의 유형을 변경할 경우 기존 플로우를 변경하는 데에 막대한 시간과 기술이 소모되며 작업자의 판단 오류, 변경된 시퀀스 제어의 오류에 의한 오동작을 발생할 수 있는 잠재된 문제점을 내포하고 있어 장비의 충돌 및 공구 교환에 소요되는 시간이 많이 소모되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 공구를 교환할 때에 캡 홀더의 필요 유무에 대한 사전 정보를 가지고 툴 홀더를 교환하도록 하는 것에 의해 오동작의 우려 없이 툴 홀더와 캡 홀더를 장착할 수 있도록 함은 물론 툴 홀더의 교환에 소요되는 시간을 단축할 수 있도록 하여 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 장치 및 방법을 제공하는 데에 있는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 장치는 하단부에 툴 홀더(210,220,230)를 장착하기 위한 센터 클램프 콜렛(110)과 사이드 클램프 콜렛(120)이 마련되는 램 스핀들(100)과; 상기 램 스핀들(100)의 센터 클램프 콜렛(110) 또는 사이드 클램프 콜렛(120)에 장착되는 다수의 툴 홀더(210,220,230)와; 상기 사이드 클램프 콜렛(120)의 장착구멍(121)을 밀폐하는 캡 홀더(240)와; 상기 각 툴 홀더(210,220,230)와 캡 홀더(240)가 장착되는 다수의 매거진 포트(410,420,430,440)와; 상기 매거진 포트(410)(420)(430)(440)들이 구비되는 툴 매거진(300)과; 상기 툴 매거진(300)의 공구 교환 위치에 설치된 매거진 포트 유형 감지 센서(310)와; 상기 각 매거진 포트(410,420,430,440)의 상단에 마련된 유형 구분 도그(411.421,431,441)와; 상기 유형 감지 센서(310)로부터의 정보를 검출하는 검출부(710)와; 상기 검출부(710)가 검출한 정보를 전달받아 유형별 툴 홀더 정보를 저장하는 콘트롤러(500)와; 상기 램 스핀들(100)에 상기 캡 홀더(240)가 장착되어 있는지를 판단하고, 상기 콘트롤러(500)로부터 툴 유형의 정보를 확인하여 공구호출 명령시 툴 유형에 따라 캡 홀더 또는 툴 홀더의 자동교환 명령을 하달하는 제어부(720);를 포함하며, 상기 검출부(710)는 상기 콘트롤러(500)의 정보 셋팅부(510)에 매거진 포트 유형 정보 및 캡 홀더 필요 유무 정보를 설정하며, 상기 콘트롤러(500)의 연산장치(520)는 호출 툴 홀더의 유형을 미리 선독하고, 캡 홀더 필요 유무를 판별하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 장치에 있어서 상기 설정된 매거진 포트 유형 정보가 표시부를 통해 표시된다.
한편 본 발명의 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 방법은 툴 홀더가 보관된 매거진 포트의 정보를 매거진 포트 유형 검출 센서로부터 얻어진 정보를 통해 검출부가 콘트롤러의 정보 셋팅부에 매거진 포트 유형 정보를 자동 설정하거나 작업자가 직접 정보 셋팅부에 매거진 포트 유형 정보 및 캡 홀더 필요 유무 정보를 수동 설정하는 단계와; 상기 설정된 매거진 포트 유형 정보 및 캡 홀더 필요 유무 정보가 콘트롤러에 저장되는 단계와; 공작물 가공을 위한 공구 교환 호출 지령 단계와; 콘트롤러의 연산장치에서 호출 툴 홀더의 유형을 미리 선독하고, 캡 홀더 필요 유무를 판별하는 단계와; 제어부에서 램 스핀들에 캡 홀더가 장착되어 있는지를 판단하는 단계와; 제어부에서 드라이브를 통해 매거진 휠 회전 서보 모터를 작동시켜 매거진 휠을 회전시키고 툴 홀더를 교환하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 방법에 있어서 첫째, 호출된 툴 홀더가 캡 홀더를 필요로 하고 램 스핀들에 캡 홀더가 장착되어 있는 경우 호출된 툴 홀더가 보관되어 있는 매거진 포트로 회전하고, 램 스핀들에 호출 툴 홀더를 장착하고 공구 교환 명령을 완료한다.
둘째, 호출된 툴 홀더가 캡 홀더를 필요로 하고 램 스핀들에 캡 홀더가 장착되어 있지 않은 경우에는 캡 홀더가 보관되어 있는 매거진 포트로 회전하고, 캡 홀더를 장착한 후, 호출된 툴 홀더가 보관되어 있는 매거진 포트로 회전하고, 램 스핀들에 호출 툴 홀더를 장착하고 공구 교환 명령을 완료한다.
셋째, 호출된 툴 홀더가 캡 홀더를 필요로 하지 않고 램 스핀들에 캡 홀더가 장착되어 있는 경우에는 캡 홀더가 수납 보관되는 매거진 포트로 회전하고, 캡 홀더를 반납한 후 호출된 툴 홀더가 보관되어 있는 매거진 포트로 회전하고, 램 스핀들에 호출 툴 홀더를 장착하고 공구 교환 명령을 완료한다.
넷째, 호출된 툴 홀더가 캡 홀더를 필요로 하지 않고 램 스핀들에 캡 홀더가 장착되어 있지 않는 경우에는 호출된 툴 홀더가 보관되어 있는 매거진 포트로 회전하고, 램 스핀들에 호출 툴 홀더를 장착하고 공구 교환 명령을 완료한다.
본 발명의 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 장치 및 방법에 있어서는 공구 교환 시 센서로부터 검출한 정보를 비휘발성 레지스터에 저장해 놓고 호출한 매거진 포트로 회전하지 않고 캡 홀더 유무 상태와 램 스핀들에 장착되어 있는 정보를 검출하여 자동으로 공구 교환 로직을 제어함으로써 오동작의 우려 없이 툴 홀더와 캡 홀더를 장착할 수 있게 되고, 툴 홀더의 충돌을 사전에 예방할 수 있게 됨은 물론 공구 교환에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있게 되며, 그에 따라 공작기계의 작업성 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.
도 1은 본 발명이 관계하는 램 스핀들 구조의 공작기계의 요부 사시도
도 2는 동 램 스핀들 구조의 공작기계의 램 스핀들의 저면 부위 사시도
도 3a 내지 도 3d는 동 램 스핀들 공작기계의 램 스핀들에 장착되는 주요 툴 홀더 및 캡 홀더의 사시도
도 4a는 종래의 캡 홀더가 필요하지 않는 경우의 시퀀스 제어 흐름도
도 4b는 종래의 캡 홀더가 필요한 경우의 시퀀스 제어 흐름도
도 5은 본 발명의 한 실시예의 구성도
도 6은 동 실시예의 매거진 포트 유형 검출 센서 설치부위 사시도
도 7a 내지 도 7d는 툴 홀더 및 캡 홀더가 보관되는 매거진 포트의 사시도
도 8은 동 실시예의 툴 홀더 정보 저장 레지스터 구조 및 호출 공구 정보 저장 레지스터의 어드레스를 자동 산출하는 공식
도 9는 동 실시예의 공구 교환 제어 동작 흐름도
이하 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 기술 내용을 첨부도면에 의거하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 5에는 본 발명의 한 실시예의 구성도가 도시되어 있고, 도 6에는 동 실시예의 매거진 포트 유형 검출 센서 설치부위 사시도가 도시되어 있으며, 도 7a 내지 도 7d에는 툴 홀더 및 캡 홀더가 보관되는 매거진 포트의 사시도가 도시되어 있다.
본 발명의 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 장치에 있어서는 툴 매거진(300)에 설치되는 매거진 포트 유형 검출 센서(310)를 통해 각 툴 홀더의 유형 정보를 확인하여 콘트롤러(PMC; Programmable Machine Controller)에서 제공하는 비휘발성 레지스트 어드레스로 설정값을 저장하게 된다.
본 발명의 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 장치는 도 5와 같이 하단부에 툴 홀더(210,220,230)를 장착하기 위한 센터 클램프 콜렛(110)과 사이드 클램프 콜렛(120)이 마련되는 램 스핀들(100)과; 상기 램 스핀들(100)의 센터 클램프 콜렛(110) 또는 사이드 클램프 콜렛(120)에 장착되는 다수의 툴 홀더(210,220,230)와; 상기 사이드 클램프(120)의 장착구멍(121)을 밀폐하는 캡 홀더(240)와; 상기 각 툴 홀더(210,220,230)와 캡 홀더(240)가 장착되는 다수의 매거진 포트(410,420,430,440)와; 상기 매거진 포트(410)(420)(430)(440)들이 방사상으로 고정 설치되는 매거진 휠(330)이 매거진 휠 서보 모터(340)에 회전 가능하게 접속되는 툴 매거진(300);을 구비한다.
아울러 툴 매거진(300)의 공구 교환 위치에 매거진 포트 유형 감지 센서(310)가 고정 설치되고, 각 매거진 포트(410,420,430,440)의 상단에 유형 구분 도그(411.421,431,441)가 마련되며, 검출부(710)를 통해 공구 교환 위치로 이동된 매거진 포트(410,420,430,440)의 상단에 마련된 유형 구분 도그(411.421,431,441; DOG)의 검출하여 콘트롤러(500)에서 어떤 유형의 툴 홀더인지의 정보를 확인한 후 공구 호출 명령이 있는 경우 제어부(720)에서 드라이브(730)를 통해 매거진 휠 회전 서보 모터(340)를 작동시킴으로써 캡 홀더 필요 유무 및 툴 홀더 유형에 따라 툴 홀더 또는 캡 홀더를 자동 교환하게 된다.
도시된 실시예에서 매거진 포트 유형 검출 센서(310)는 도 6과 같이 툴 매거진(300)의 고정 브라켓트(320)에 고정 설치되며, 매거진 휠(330)의 회전을 통해 공구 교환 위치로 이동된 매거진 포트(410,420,430,440)의 상단에 마련된 유형 구분 도그(411.421,431,441; DOG)의 검출하여 어떤 유형의 툴 홀더인지의 정보를 확인하게 된다.
도 7a 내지 도 7d와 같이 매거진 휠(330)의 상단에 방사상으로 고정 설치되는 매거진 포트(410,420,430,440)는 툴 홀더(210,220,230) 및 캡 홀더(240)의 유형에 대응하는 형상으로 구성된다.
도 7a의 매거진 포트(410)는 앵귤러 툴 홀더(210)가 보관될 수 있는 형상이고, 도 7b의 매거진 포트(420)는 터닝 툴 홀더(220)가 보관될 수 있는 형상이며, 도 7c의 매거진 포트(430)는 비티 툴 홀더(230)가 보관될 수 있는 형상이며, 도 7d의 매거진 포트(430)는 캡 홀더(240)가 보관될 수 있는 형상이다.
본 발명의 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 장치에 있어서 매거진 포트(410,420,430.440)는 호환 사용되지 않는다.
즉, 각 매거진 포트(410,420,430.440)에는 그에 대응되는 툴 홀더(210,220,230) 또는 캡 홀더(240)가 보관된다.
각 매거진 포트 별로 장착된 툴 홀더의 유형 및 캡 홀더는 포트 유형 검출 센서(310)로 자동 검출되고, 검출된 툴 홀더 유형 정보 및 캡 홀더 정보는 정보셋팅부(510)에 자동으로 설정된다.
상기 툴 홀더 유형 정보 및 캡 홀더 정보는 작업자가 정보셋팅부(510)에 수동으로도 설정할 수 있음은 물론이다.
각 포트 별 툴 홀더의 유형 정보와 캡 홀더의 정보, 그리고 램 스핀들(100)에 장착되어 있는 툴 홀더의 정보는 상기 정보셋팅부(510)와 접속된 매거진 포트 정보 표시부(610)를 통해서 실시간으로 표시된다.
도 8은 툴 홀더 정보 저장 레지스터 구조 및 호출 공구 정보 저장 레지스터의 어드레스를 자동 산출하는 공식을 나타낸다.
도 8과 같이 툴 홀더 및 캡 홀더 정보 셋팅부(510)에서 설정된 정보는 비휘발성인 레지스터에 순차적으로 저장되며, 공구 호출을 수행할 경우 호출된 툴 홀더의 정보가 저장되어 있는 레지스터의 어드레스 ε(EPSILON)은 정보 저장 시작 레지스터의 어드레스 α(ALPHA)에 호출 공구 번호를 선독하여 갭(GAP)인 β(BETA)를 합산하여 호출 공구 정보 저장 레지스터 어드레스 산출 공식(19)에 의해서 툴 홀더의 정보를 선독할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 장치에 있어서 포트 유형 검출 센서(310)에서 얻어진 정보는 검출부(710)에 디지탈 신호로 변환되고, 정보 셋팅부(510)에서 수동 혹은 자동으로 설정된 값에 의해 매거진 포트 별 캡 홀더 사용 유무의 정보가 정해진 비휘발성 레지스터 어드레스(REGISTER ADDRESS)에 저장된다.
한편 가공에 필요한 공구를 호출을 지령하게 되면 해당 툴 홀더가 보관되어 있는 매거진 포트의 정보(도 8의 툴 홀더 호출 공구 저장 레지스터 어드레스 산출 공식에 의해서 얻어진 정보)를 통해 연산장치(520)에서 호출한 매거진 포트 회전 없이 캡 홀더 필요 유무를 판별할 수 있게 되며, 판정 결과 캡 홀더(240)가 필요한 경우 제어부(720)에서 캡 홀더(240)가 보관된 매거진 포트로 매거진 휠 회전 목표를 설정하고 현재의 매거진 포트에서 갭(GAP) 만큼의 매거진 휠 회전량을 자동으로 산출하며, 드라이브(730)를 통해 매거진 휠 회전 서보 모터(340)를 작동하게 된다.
도 10에는 본 발명의 한 실시예의 공구 교환 제어 동작 흐름도가 도시되어 있다.
본 발명의 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 방법에 있어서 툴 홀더(210,220,230)가 보관된 매거진 포트(410,420,430)의 정보를 매거진 포트 유형 검출 센서(310)로부터 얻어진 정보를 갖고 콘트롤러(500)의 정보 셋팅부(510)에 매거진 포트(410,420,430)의 정보를 수동 혹은 자동으로 설정하고, 캡 홀더(240)가 보관되어진 매거진 포트(440)의 유형 정보를 정보 셋팅부(510)에 설정하면(S1), 이 설정된 값이 매거진 포트 별 캡 홀더의 필요 유무를 정보를 콘트롤러(500; PMC)에서 제공하는 비휘발성 레지스터 어드레스로 자동으로 저장된다.(S2).
그리고 가공을 위해서 원하는 공구 교환 호출 지령을 하면(S3) 툴 홀더 호출 공구 저장 레지스터 어드레스 산출 공식에 의해서 얻어진 정보에 의해서 호출한 툴 홀더가 보관되어 있는 매거진 포트로 회전하지 않고 툴 홀더의 유형을 미리 선독을 하여(S4) 캡 홀더 필요 유무 판별(S5)을 자동으로 수행하게 된다.
본 발명의 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 방법에 있어서 공구의 교환은 캡 홀더의 필요 유무(S6), 램 스핀들(100)에 캡 홀더 장착 유무(S7,S9)에 따라서 4가지의 동작 유형으로 나뉘며, 그 구체적인 동작 방식은 다음과 같다.
첫째, 호출된 툴 홀더가 캡 홀더(240)를 필요로 하고 램 스핀들(100)에 캡 홀더(240)가 장착되어 있는 경우에는 호출된 툴 홀더가 보관되어 있는 매거진 포트로 회전하고(S11), 램 스핀들(100)에 호출 툴 홀더를 장착하고 공구 교환 명령을 완료하게 된다.(S12)
둘째, 호출된 툴 홀더가 캡 홀더(240)를 필요로 하고 램 스핀들(100)에 캡 홀더가 장착되어 있지 않은 경우에는 캡 홀더(240)가 보관되어 있는 매거진 포트로 회전하고(S8), 캡 홀더(240)를 장착한 후(S10), 호출된 툴 홀더가 보관되어 있는 매거진 포트로 회전하고(S11), 램 스핀들(100)에 호출 툴 홀더를 장착하고 공구 교환 명령을 완료하게 된다.(S12)
셋째, 호출된 툴 홀더가 캡 홀더(240)를 필요로 하지 않고 램 스핀들(100)에 캡 홀더(240)가 장착되어 있는 경우에는 캡 홀더(240)가 수납 보관되는 매거진 포트(440)로 회전하고(S8), 캡 홀더(240)를 반납한 후(S10) 호출된 툴 홀더가 보관되어 있는 매거진 포트로 회전하고(S11), 램 스핀들(100)에 호출 툴 홀더를 장착하고 공구 교환 명령을 완료하게 된다.(S12)
넷째, 호출된 툴 홀더가 캡 홀더(240)를 필요로 하지 않고 램 스핀들(100)에 캡 홀더(240)가 장착되어 있지 않는 경우에는 호출된 툴 홀더가 보관되어 있는 매거진 포트로 회전하고(S11), 램 스핀들(100)에 호출 툴 홀더를 장착하고 공구 교환 명령을 완료하게 된다.(S12)
본 발명의 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 장치 및 방법에 있어서는 공구 교환 시 센서로부터 검출한 정보를 비휘발성 레지스터에 저장해 놓고 호출한 매거진 포트로 회전하지 않고 캡 홀더 유무 상태와 램 스핀들에 장착되어 있는 정보를 검출하여 자동으로 공구 교환 로직을 제어함으로써 공구 교환 시간 단축을 통한 생산성 향상, 작업자의 오동작 방지를 통해 충돌을 사전에 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100 : 램 스핀들
110 : 센터 클램프 콜렛
120 : 사이드 클램프 콜렛
121 : 사이드 클램프 콜렛 장착구멍
210, 220, 230 : 툴 홀더
240 : 캡 홀더
300 : 툴 매거진
310 : 매거진 포트 유형 감지 센서
330 : 매거진 휠
340 : 매거진 휠 서보 모터
410,420,430,440 : 매거진 포트
411,421,431,441 : 유형 구분 도그
500 : 콘트롤러
510 : 정보 셋팅부
520 : 연산장치
610 : 표시부
710 : 검출부
720 : 제어부
730 : 드라이브

Claims (5)

  1. 하단부에 툴 홀더(210,220,230)를 장착하기 위한 센터 클램프 콜렛(110)과 사이드 클램프 콜렛(120)이 마련되는 램 스핀들(100)과;
    상기 램 스핀들(100)의 센터 클램프 콜렛(110) 또는 사이드 클램프 콜렛(120)에 장착되는 다수의 툴 홀더(210,220,230)와;
    상기 사이드 클램프 콜렛(120)의 장착구멍(121)을 밀폐하는 캡 홀더(240)와;
    상기 각 툴 홀더(210,220,230)와 캡 홀더(240)가 장착되는 다수의 매거진 포트(410,420,430,440)와;
    상기 매거진 포트(410)(420)(430)(440)들이 구비되는 툴 매거진(300)과;
    상기 툴 매거진(300)의 공구 교환 위치에 설치된 매거진 포트 유형 감지 센서(310)와;
    상기 각 매거진 포트(410,420,430,440)의 상단에 마련된 유형 구분 도그(411.421,431,441)와;
    상기 유형 감지 센서(310)로부터의 정보를 검출하는 검출부(710)와;
    상기 검출부(710)가 검출한 정보를 전달받아 유형별 툴 홀더 정보를 저장하는 콘트롤러(500)와;
    상기 램 스핀들(100)에 상기 캡 홀더(240)가 장착되어 있는지를 판단하고, 상기 콘트롤러(500)로부터 툴 유형의 정보를 확인하여 공구호출 명령시 툴 유형에 따라 캡 홀더 또는 툴 홀더의 자동교환 명령을 하달하는 제어부(720);를 포함하며,
    상기 검출부(710)는 상기 콘트롤러(500)의 정보 셋팅부(510)에 매거진 포트 유형 정보 및 캡 홀더 필요 유무 정보를 설정하며,
    상기 콘트롤러(500)의 연산장치(520)는 호출 툴 홀더의 유형을 미리 선독하고, 캡 홀더 필요 유무를 판별하는 것을 특징으로 하는 램 스핀들 공작기계의 공구교환 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 콘트롤러(500)에 설정된 매거진 포트 유형 정보가 표시부(610)를 통해 표시되는 것을 특징으로 하는 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 장치.
  3. 툴 홀더(210,220,230)가 보관된 매거진 포트(410,420,430)의 정보를 매거진 포트 유형 검출 센서(310)로부터 얻어진 정보를 통해 검출부(710)가 콘트롤러(500)의 정보 셋팅부(510)에 매거진 포트 유형 정보를 자동 설정하거나 작업자가 직접 정보 셋팅부(510)에 매거진 포트 유형 정보 및 캡 홀더 필요 유무 정보를 수동 설정하는 단계(S1)와;
    상기 설정된 매거진 포트 유형 정보 및 캡 홀더 필요 유무 정보가 콘트롤러(500))에 저장되는 단계(S2)와;
    공작물 가공을 위한 공구 교환 호출 지령 단계(S3)와;
    콘트롤러(500)의 연산장치(520)에서 호출 툴 홀더의 유형을 미리 선독하고, 캡 홀더 필요 유무를 판별하는 단계(S4,S5)와;
    제어부(720)에서 램 스핀들(100)에 캡 홀더(240)가 장착되어 있는지를 판단하는 단계(S9)와;
    제어부(720)에서 드라이브(730)를 통해 매거진 휠 회전 서보 모터(340)를 작동시켜 매거진 휠을 회전시키고 툴 홀더를 교환하는 단계(S11,S12);를 포함하는 것을 특징으로 하는 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서, 호출된 툴 홀더가 캡 홀더(240)를 필요로 하고 램 스핀들(100)에 캡 홀더(240)가 장착되어 있는 경우 호출된 툴 홀더가 보관되어 있는 매거진 포트로 회전(S11)하고, 램 스핀들(100)에 호출 툴 홀더를 장착하고 공구 교환 명령을 완료(S12)하며,
    호출된 툴 홀더가 캡 홀더(240)를 필요로 하고 램 스핀들(100)에 캡 홀더가 장착되어 있지 않은 경우에는 캡 홀더(240)가 보관되어 있는 매거진 포트로 회전(S8)하고, 캡 홀더(240)를 장착한 후(S10), 호출된 툴 홀더가 보관되어 있는 매거진 포트로 회전하고(S11), 램 스핀들(100)에 호출 툴 홀더를 장착하고 공구 교환 명령을 완료(S12)하는 것을 특징으로 하는 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 방법.
  5. 제3항에 있어서, 호출된 툴 홀더가 캡 홀더(240)를 필요로 하지 않고 램 스핀들(100)에 캡 홀더(240)가 장착되어 있는 경우에는 캡 홀더(240)가 수납 보관되는 매거진 포트(440)로 회전(S8)하고 캡 홀더(240)를 반납(S10)한 후 호출된 툴 홀더가 보관되어 있는 매거진 포트로 회전(S11)하며, 램 스핀들(100)에 호출 툴 홀더를 장착하고 공구 교환 명령을 완료(S12)하고,
    호출된 툴 홀더가 캡 홀더(240)를 필요로 하지 않고 램 스핀들(100)에 캡 홀더(240)가 장착되어 있지 않는 경우에는 호출된 툴 홀더가 보관되어 있는 매거진 포트로 회전(S11)하고 램 스핀들(100)에 호출 툴 홀더를 장착한 후 공구 교환 명령을 완료(S12)하는 것을 특징으로 하는 램 스핀들 공작기계의 공구 교환 제어 방법.
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