KR101842995B1 - Real-time control method of numerical control machine tool - Google Patents

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KR101842995B1
KR101842995B1 KR1020160142998A KR20160142998A KR101842995B1 KR 101842995 B1 KR101842995 B1 KR 101842995B1 KR 1020160142998 A KR1020160142998 A KR 1020160142998A KR 20160142998 A KR20160142998 A KR 20160142998A KR 101842995 B1 KR101842995 B1 KR 101842995B1
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이동윤
박경희
윤주성
이주연
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한국생산기술연구원
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Abstract

A control method of a real time process in accordance with a measurement cutting load of the present invention comprises: a proper cutting load setting step of setting a proper cutting load; a pre-control section setting step of setting a pre-control section in which a cutting load applied to a tool within a process passage increases or decreases; and a processing step of implementing real time control by increasing and decreasing the transfer speed of the tool such that a cutting load value measured in real time can be equal to that of the proper cutting load relative to the cutting load and the proper cutting load measured in real time when the processing is performed, wherein prediction control applied with the transfer speed of the tool as a predetermined value is performed before real time control in the pre-control section.

Description

계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법{REAL-TIME CONTROL METHOD OF NUMERICAL CONTROL MACHINE TOOL}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method of a real-

본 발명은 공작기계의 가공공정을 제어하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실시간으로 계측되는 절삭부하에 기초하여 공구의 이송속도를 제어하되, 공구의 손상 또는 가공에러가 발생될 수 있는 경로상의 지점은 가공 전 산술적으로 구하여진 정보를 통해 가공되도록 하는 가공공정의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of controlling a machining process of a machine tool, and more particularly, to a method of controlling a tool feed rate on the basis of a cutting load measured in real time, And a point is a control method of a machining process in which machining is performed through information obtained arithmetically before machining.

일반적으로 수치제어공작기계(numerical control machine tool)를 통해 가공대상물을 가공함에 있어서, 회전하는 공구가 특정한 방향으로 이송되며 가공대상물과 접하여 교차되는 부분을 깎아내게 된다.Generally, in machining a workpiece through a numerical control machine tool, a rotating tool is transported in a specific direction and carries out a portion where it intersects with the workpiece.

공구의 회전량이나 이송속도에 따라 가공대상물의 가공품질이 결정되고, 또 회전량이나 이송속도에 따라 가공에 소요되는 시간이 결정되나, 가공품질과 가공에 소요되는 시간은 서로 상반되는 조건을 지니므로 최적의 가공품질로 최적의 소요시간만을 투여하여 가공이 수행될 수 있도록 공구의 회전량 및 이송속도를 설정하는 것은 공작기계를 통한 가공작업에서 중요한 요소가 된다.The machining quality of the workpiece is determined according to the turning amount or the feed speed of the tool, and the time required for machining depends on the amount of rotation and the feed speed. However, the machining quality and machining time are different from each other Therefore, setting the turning amount and the feed rate of the tool so that the machining can be performed by only applying the optimal time for the optimal machining quality is an important factor in the machining operation through the machine tool.

또한, 가공대상물의 기하학적인 형상에 따라 공구에 부가되는 절삭부하가 급격하게 낮아지거나 급격하게 증가하는 구간이 발생될 수 있고, 이러한 구간에서 적절한 이송속도의 제어가 수행되지 못한다면 가공대상물의 손상이나 공구의 훼손으로 이어질 수 있다.In addition, depending on the geometrical shape of the object to be processed, the cutting load applied to the tool may be drastically lowered or a region where the cutting load increases sharply may be generated. If the control of the proper feed rate is not performed in such a region, Which may lead to the destruction of.

따라서, 공구의 회전 및 이송속도에 대한 최적화된 제어방법을 필요로 하게 되고, 공구의 회전 및 이송속도를 제어하기 위한 다양한 기술들이 제안되어 실시되고 있다.Accordingly, there is a need for an optimized control method for the rotation and the feed speed of the tool, and various techniques for controlling the rotation and the feed speed of the tool have been proposed and carried out.

그 예로서 공구의 종류, 가공대상물의 재질, 가공경로와 같이 가공의 수행에 변수가 될 수 있는 인자들을 통해 미리 가공작업을 시뮬레이션하여 보고 실제 가공 시 일어날 수 있는 문제점들을 예측하고 이를 반영하여 가공경로에 따른 공구의 회전속도나 이송속도를 세팅하는 방법이 사용되기도 한다.For example, by simulating the machining operation in advance through factors that may be variables in the machining performance such as the type of tool, the material to be machined, and the machining path, A method of setting the rotational speed or the feed speed of the tool in accordance with the above-described method is also used.

하지만, 이렇게 시뮬레이션된 정보를 통해 가공경로에 따라 적정한 공구의 회전이나 이송속도를 설정하여 가공을 하는 경우, 공차 범위를 넓게 설정하여 안정적인 공구 및 가공대상물의 거동을 확보하는 것이 보편적이고, 이러한 특징은 가공에 소요되는 시간이 길어진다는 단점을 지니고 있었다.However, when the machining is performed by setting the appropriate tool rotation or feed speed according to the machining path through the simulated information, it is common to secure a stable tool and the behavior of the object by setting a wide tolerance range. And it takes a long time to process.

또는, 실시간으로 공구 또는 가공대상물에 가하여지는 물리력을 측정하고, 측정되는 물리력에 따라 즉각적으로 공구의 회전 또는 이송속도가 제어되도록 하는 방법도 널리 실시되고 있으나, 다양한 가공대상물의 기하학적 형상에 따라 절삭부하가 급격하게 증가하거나 감소하는 지점이 존재할 수 있고, 이러한 구간에서는 공구 또는 가공대상물이 훼손되는 경우가 많아 지속적인 모니터링이 필요하다는 문제점이 있었다.Alternatively, a method of measuring the physical force applied to the tool or the object in real time and controlling the rotation or the feed speed of the tool immediately according to the measured physical force is widely performed. However, according to the geometrical shape of various objects, There is a possibility that there is a point where the tool or the workpiece is abruptly increased or decreased. In such a section, there is a problem that the tool or the workpiece is often damaged and continuous monitoring is required.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다. Therefore, a method for solving such problems is required.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 가공 중 측정되는 절삭부하를 기준으로 공구의 이송속도를 제어하여 실시간으로 최적화된 가공을 수행할 수 있고, 아울러 계측되는 절삭부하를 통해 예측할 수 없는 절삭부하의 급증 또는 급감구간은 시뮬레이션을 통해 산출된 정보를 통해 예측제어를 하도록 하여 신속한 가공을 수행함과 아울러 안정성까지 높인 가공방법을 제공하기 위함이다.The present invention has been devised in order to solve the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a cutting tool capable of performing optimized processing in real time by controlling a feed rate of a tool on the basis of a cutting load measured during machining, A sudden increase or a sharp reduction period of the cutting load can be predicted through the information calculated through the simulation to provide a machining method capable of performing rapid machining and improving stability.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해돌 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법은 적정절삭부하를 설정하는 적정절삭부하설정단계, 가공경로 내에서 공구에 가해지는 절삭부하가 급증하거나 급감하는 구간인 우선제어구간을 설정하는 우선제어구간설정단계 및 가공 수행 시 공구를 통해 실시간으로 계측되는 절삭부하와 적정절삭부하를 대비하여 실시간으로 계측되는 절삭부하의 값이 적정절삭부하와 같아지도록 공구의 이송속도를 증감시켜 실시간제어가 수행되는 가공단계를 포함하고, 우선제어구간은 공구의 이송속도가 기 설정된 값으로 적용되는 예측제어가 실시간제어보다 우선하여 수행된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a control method of a real-time machining process according to a measured cutting load, comprising: a proper machining load setting step of setting a proper machining load; a step in which a cutting load applied to the tool increases or decreases rapidly In which the cutting load is measured in real time and the optimum cutting load is compared with the cutting load measured in real time by the tool during the machining operation, so that the value of the cutting load measured in real time becomes equal to the proper cutting load. And a real time control is performed by increasing or decreasing the speed. In the control period, the predictive control in which the feed rate of the tool is applied as a predetermined value is performed prior to the real time control.

그리고, 예측제어는 우선제어구간의 절삭부하가 급증하는 구간에서 공구의 이송속도를 감소시키고, 우선제어구간의 절삭부하가 급감하는 구간에서 공구의 이송속도를 증가시킨다.The predictive control first decreases the feed rate of the tool in a period in which the cutting load of the control section rapidly increases, and increases the feed rate of the tool in the section in which the cutting load of the control section is first reduced rapidly.

또는, 예측제어는 우선제어구간의 절삭부하가 급증하는 구간에서 공구의 이송속도가 예측거동구간만큼 앞서서 감소되고, 우선제어구간의 절삭부하가 급감하는 구간에서 공구의 이송속도는 예측거동구간만큼 뒤에 증가시킨다.Alternatively, in the predictive control, the feed rate of the tool is reduced ahead of the predicted behavior interval in the first region where the cutting load of the control region is rapidly increased, and the feed rate of the tool is decreased .

그리고, 예측거동구간은 우선제어구간의 절삭부하가 급증 또는 급감하는 양에 비례하여 구간의 길이가 결정된다.Then, the length of the section is determined in proportion to the amount of sudden increase or decrease in the cutting load of the control section.

또는, 우선제어구간설정단계는 공구종류, 가공대상물, 가공경로 및 이송속도를 대입하여 구해진 가공경로에 따른 산술절삭부하를 산출하는 산술절삭부하산출단계 및 가공경로에 따른 산술절삭부하의 급증구간 또는 급감구간을 우선제어구간으로 설정하는 우선제어구간도출단계를 포함한다.Alternatively, the priority control setting step may include an arithmetic cutting load calculating step of calculating an arithmetic cutting load according to the machining path obtained by substituting the tool type, the object to be machined, the machining path and the feed speed, and the step of calculating the arithmetic cutting load And a priority control period derivation step of setting the rapid decrease period as a priority control period.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법은 가공 중 발생되는 절삭부하를 계측하여 실시간으로 이송속도를 제어하므로 보다 빠르게 최적의 이송속도로 공구가 이송될 수 있도록 하여 가공시간을 단축시키는 효과가 있고, 실시간으로 계측속도에 따라 이송속도의 제어 시 예측할 수 없는 가공부피의 급변으로 인한 절삭부하의 급증 또는 급감구간에서도 안정성이 확보될 수 있는 효과가 있다.In order to solve the above-described problems, the present invention provides a control method of a real-time machining process according to a measured cutting load, in which a cutting load generated during machining is measured to control a feed velocity in real time, Therefore, there is an advantageous effect that the machining time can be shortened and the stability can be ensured even in the sudden increase of the cutting load due to the drastic change of the machining volume which can not be predicted in the control of the feed rate in real time.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법의 우선제어구간설정단계를 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 회전 및 이송되는 공구와 가공대상물을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법의 실시간제어 시 계측되는 절삭부하의 이상적인 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법의 우선제어구간을 설정하기 위해 산술적으로 구하여진 가공경로에 따른 이송속도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법의 실시간제어 시 절삭부하의 급감 및 급증구간에서 위험구간이 발생될 수 있음을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법의 실시간제어 및 예측제어가 적용된 예를 나타낸 그래프이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a step of setting a priority control period of a method for controlling a real time processing process according to a measured cutting load according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of controlling a real-time machining process according to a measured cutting load according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a schematic view showing a tool and an object to be rotated and transported; Fig.
4 is an ideal graph of a cutting load measured in real time control of a real time machining process control method according to a measured cutting load according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing a change in a feed rate according to a machining path arithmetically determined in order to set a priority control period of a real time machining process according to a measured cutting load according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing that a dangerous period may occur in a rapid decrease and a rapid increase of a cutting load during a real-time control of a real time processing process according to a measured cutting load according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph illustrating an example in which real-time control and predictive control of a control method of a real-time machining process according to a measurement cutting load according to an embodiment of the present invention is applied.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same designations and the same reference numerals are used for the same components, and further description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법은 하기 되는 것과 같이 실시될 수 있다.The control method of the real time machining process according to the measured cutting load according to the present invention can be implemented as follows.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법의 우선제어구간설정단계를 나타낸 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a step of setting a priority control period of a method for controlling a real time machining process according to a measured cutting load according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart illustrating a real time machining process according to an embodiment of the present invention, And a control method of the machining process.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 다른 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법은 공작기계를 통한 가공대상물(20)의 가공방법으로서, 적정절살부하를 설정하는 적정절삭부하설정단계(S100), 가공경로 내에서 절삭부하가 급증하거나 급감하는 구간인 우선제어구간을 설정하는 우선제어구간설정단계(S200) 및 가공 수행 시 실시간으로 계측되는 절삭부하와 적정절삭부하를 대비하여 실시간으로 계측되는 절삭부하의 값이 적정절삭부하와 같아지도록 공구의 이송속도를 증감시켜 실시간제어(S320)가 수행되는 가공단계(S300)를 포함하고, 우선제어구간은 공구의 이송속도가 기 설정된 값으로 적용되는 예측제어(S312)가 실시간제어(S320)보다 우선하여 수행된다.1 and 2, a method of controlling a real-time machining process according to a measured cutting load according to an embodiment of the present invention is a method of machining an object 20 through a machine tool, (S200) for setting a priority control period, which is a period in which the cutting load rapidly increases or decreases in the machining path, and a cutting load and an appropriate cutting load measured in real time during the machining operation (S320) is performed by increasing or decreasing the feed rate of the tool so that the value of the cutting load measured in real time is equal to the proper cutting load. The control period includes a feed rate of the tool The prediction control S312 applied as the preset value is performed in preference to the real time control S320.

아래에서는 상기된 각각의 구성을 구체적으로 자세하게 설명한다.Each of the above-described configurations will be described in detail below.

도 3은 회전 및 이송되는 공구와 가공대상물을 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법의 실시간제어 시 계측되는 절삭부하의 이상적인 그래프, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법의 우선제어구간을 설정하기 위해 산술적으로 구하여진 가공경로에 따른 이송속도의 변화를 나타낸 그래프, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법의 실시간제어 시 절삭부하의 급감 및 급증구간에서 위험구간이 발생될 수 있음을 나타낸 그래프, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법의 실시간제어 및 예측제어가 적용된 예를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing an ideal graph of a cutting load measured in real-time control of a real-time machining process control method according to a measured cutting load according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic view showing a tool and an object to be rotated, FIG. 5 is a graph showing a change in a feed rate according to a machining path arithmetically determined for setting a priority control period of a control method for a real time machining process according to a measured cutting load according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a graph showing that a dangerous period may occur in a rapid decrease and a rapid increase of a cutting load during a real-time control of a real time machining process according to a measured cutting load according to an embodiment of the present invention. Time control and predictive control of a control method of a real-time machining process according to a measured cutting load according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서는 회전되며 일정한 경로를 따라 이송되는 공구(10)가 가공대상물(20)과 교차되는 부피만큼을 가공하게 되는 과정에서 공구(10)의 이송속도를 제어함으로 가공품질은 유지하면서 보다 신속하게 가공이 수행될 수 있도록 하되, 공구(10) 및 가공대상물(20)의 훼손은 방지할 수 있는 가공방법을 제공하기 위한 것이다.3, in an embodiment of the present invention, in a process in which a tool 10, which is rotated and travels along a constant path, is processed to have a volume that intersects with the object 20, So that the machining can be performed more quickly while maintaining the machining quality, but it is possible to prevent the tool 10 and the object 20 from being damaged.

가공대상물(20)은 다양한 기하학적 형상을 지닐 수 있고, 이러한 가공대상물(20)의 형상에 따라 동일한 이송속도 및 회전량을 지닌 공구(10)에 부가되는 절삭부하가 변화하게 된다.The object to be processed 20 can have various geometrical shapes and the cutting load added to the tool 10 having the same feed speed and the same amount of rotation varies depending on the shape of the object 20 to be processed.

도 3에 나타난 바와 같이 a지점에서 공구(10)와 가공대상물(20)간의 간섭이 발생되고, 공구(10)를 통해 계측되는 절삭부하가 증가하게 된다.As shown in Fig. 3, interference occurs between the tool 10 and the object 20 at point a, and the cutting load measured through the tool 10 increases.

a로부터 b구간에서는 절삭부하가 서서히 증가하게 되고, b지점에서 절삭되는 부피의 급격한 감소로 공구(10)에 발생되는 절삭부하는 현저히 줄어들게 된다.the cutting load gradually increases from a to b, and the cutting load generated at the tool 10 is remarkably reduced due to a drastic decrease in the volume cut at the point b.

따라서, 적절한 이송속도의 제어가 없다면, b지점에서 공구(10)에 걸리는 절삭부하는 현저하게 감소함에도 여전히 느린 속도로 공구(10)가 이송되어 가공 효율이 낮아질 수 있게 된다.Thus, if there is no control of the appropriate feed rate, the cutting load applied to the tool 10 at the point b is significantly reduced, but the tool 10 can still be fed at a slower speed and the machining efficiency can be lowered.

c지점에서는 절삭 부피의 급격한 증가로 공구(10)에 발생되는 절삭부하는 현저하게 증가하게 되고 이러한 급격한 절삭부하의 증가는 적절한 이송속도 이상에서 발생 시 공구(10)의 훼손이나 가공대상물(20)의 훼손으로 이어질 수 있다.At the point c, the cutting load generated in the tool 10 is remarkably increased due to a sharp increase in the cutting volume. Such an abrupt increase in the cutting load causes damage to the tool 10, Which may lead to the destruction of.

도 3에 나타난 가공대상물의 기하학적인 형상은 급격한 절삭부하의 감소 또는 증가되는 하나의 예를 나타낸 것으로 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 형상의 가공대상물의 가공에 적용될 수 있고, 가공대상물에서 절삭부하가 급증하거나 급감하는 지점의 형태는 도 3에 나타난 바와 같은 형상으로만 제한되는 것은 아니다.The geometrical shape of the object shown in Fig. 3 shows one example in which the abrupt cutting load is reduced or increased, and can be applied to the machining of objects of various shapes according to the embodiment to which the present invention is applied, The shape of the point at which the load suddenly increases or decreases rapidly is not limited to the shape shown in FIG.

적정절삭부하설정단계(S100)는 가공을 수행함에 있어, 공구(10)에 발생되는 절삭부하가 도 4에 도시된 바와 같이 일정하게 유지될 수 있도록 이송속도를 조절하기 위한 기준이 되는 적정절삭부하를 결정하는 단계이다.The proper cutting load setting step S100 is a step for setting a proper cutting load S100 as a reference for adjusting the feeding speed so that the cutting load generated in the tool 10 can be kept constant as shown in Fig. .

공구(10) 및 가공대상물(20)의 재질 및 가공경로에 따라 공구(10) 및 가공대상물(20)이 안정적으로 절삭수행되 수 있으면서 용도에 맞는 가공품질을 얻을 수 있을 정도의 절삭부하 값으로 적정절삭부하를 설정하게 된다.The tool 10 and the object 20 can be stably cut according to the material and the processing path of the tool 10 and the object 20 so that the cutting load value The appropriate cutting load is set.

우선제어구간설정단계(S200)는 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 적용되는 공구(10)의 재질, 종류, 가공대상물(20)의 재질, 형상, 가공경로 및 이송속도들과 같은 정보를 NC브레인과 같은 가공프로그램을 이용하여 미리 시뮬레이션 해봄으로 적절한 절삭부하를 유지하는 조건에서 변화하는 이송속도를 도 5와 같은 그래프와 같은 결과로 도출하게 되고, 도출된 자료를 통해 절삭부하 급감구간(U)이나 절삭부하 급증구간(D)과 같이 가공 과정에서 공구(10) 또는 가공대상물(20)에 안정성이 위협되는 우선제어구간을 선정하여 공작기계에 입력하게 된다.First, in step S200, information such as material, type, material, shape, machining path, and feed rates of the tool 10 to be applied according to the embodiment of the present invention is stored in the NC (U) through the derived data. In this case, the cutting speed of the cutting load is reduced to a predetermined value, And a priority control period in which the stability of the tool 10 or the object 20 is threatened during the machining process is selected and input to the machine tool.

우선제어구간은 적정한 절삭부하의 증감폭에서 벗어나 공구(10) 또는 가공대상물(20)에 급격한 충격이나 진동이 발생될 수 있는 지점이 될 수 있고, 또는 절삭부하가 급격히 감소하여 공구(10)의 이송을 빠르게 설정하여도 되는 구간으로 설정될 수 있다.The control section may be a point at which a sudden impact or vibration may be generated in the tool 10 or the object 20 by deviating from the increasing / decreasing width of the appropriate cutting load, or the cutting load may be rapidly reduced, It can be set as a section in which the feeding can be set quickly.

가공단계(S300)는 기본적으로 도 4에 도시된 바와 같이 계측되는 절삭부하가 적정절삭부하보다 낮은 값일 경우 공구(10)의 이송속도를 증가시키고, 계측되는 절삭부하가 적정절삭부하보다 높은 값일 경우 공구(10)의 이송속도를 감소시키며, 계측되는 절삭부하가 적정절삭부하 값과 동일하거나 공차범위내에 있을 경우 공구(10)의 이송속도를 유지하는 실시간제어(S320)가 수행된다.The machining step S300 basically increases the feed rate of the tool 10 when the cutting load measured as shown in Fig. 4 is lower than the optimum cutting load, and when the measured cutting load is a value higher than the proper cutting load Real time control (S320) is performed to reduce the feed rate of the tool (10) and maintain the feed rate of the tool (10) when the measured cutting load is equal to or within the tolerance range of the appropriate cutting load value.

이러한 실시간제어(S320)는 절삭부하에 실시간으로 즉각 반응하여 공구(10)의 이송속도를 결정하므로 실제 진행되는 가공상황에 따라 기민하게 공구(10)의 제어가 가능하게 되고, 가공을 위한 최적의 공구(10) 이송속도로 가공이 수행될 수 있는 장점이 있다.This real-time control (S320) promptly responds to the cutting load in real time to determine the feed speed of the tool (10), so that it is possible to control the tool (10) promptly according to the actual processing conditions, There is an advantage that machining can be performed at the tool 10 feed rate.

하지만, 도 6에 도시된 바와 같이, 가공대상물(20)의 기하학적 형상의 변화에 따라 절삭부하 급감구간(U), 절삭부하 급증구간(D)이 발생될 수 있고, 절삭부하 급감구간(U)에서는 공구(20)의 이송속도를 증가시키는 기동이 상대적으로 더디게 되고, 절삭부하 급증구간(D)에서는 급격한 충격이 발생될 수 있어, 그래프상의 위험구간(R)과 같은 공구(10) 및 가공대상물(20)에 큰 충격이 발생되는 지점이 존재하게 되고, 이러한 지점에서 공구(10) 또는 가공대상물(20)의 훼손이 발생될 가능성이 현저하게 높이지게 된다.However, as shown in Fig. 6, the cutting load reducing portion U and the cutting load increasing portion D can be generated in accordance with the change of the geometrical shape of the object 20, The start of increasing the feed speed of the tool 20 is relatively slow and the sharp impact may occur in the cutting load span D and the tool 10 such as the danger zone R on the graph, There is a point where a large impact is generated in the tool 20, and the possibility of causing the tool 10 or the object 20 to be damaged at such a point is remarkably increased.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 예측제어(S312)를 실시간제어(S320)보다 우선하여 수행될 수 있도록 하고, 예측제어(S312)는 설정된 우선제어구간에서 수행될 수 있다.Therefore, in one embodiment of the present invention, the prediction control S312 may be performed prior to the real time control S320, and the prediction control S312 may be performed in the set priority control period.

따라서 가공단계(S300)는 도 3에 도시된 바와 같은 흐름에 따라 수행될 수 있다.Therefore, the processing step S300 can be performed according to the flow as shown in Fig.

먼저 가공을 수행함에 있어, 현재 가공지점이 우선제어구간이라면 예측제어(S312)를 수행하되, 우선제어구간 중에서 절삭부하 급감구간(U)에 속할 경우 예측거동구간(G)만큼 가공을 더 진행한 후 공구(10)의 이송속도를 신속하게 증가시키도록 설정한다.If the current machining point is the first control period in the machining, the predictive control (S312) is performed. If the machining point belongs to the machining cut-off period (U) in the control period, So that the feed speed of the post-tool 10 is quickly increased.

상세하게는 도 7에 도시된 바와 같이, 절삭부하 급감구간(U)이 시작되는 b지점을 일정거리만큼 지나친 위치에서 이송속도를 증가시키는 것으로 이는 공구(10)의 일부가 여전히 가공대상물(20)의 가공에 관여되고 있는 구간을 지나서 공구(10)의 이송속도에 변화를 주므로 가공품질에는 영향을 주지 않고 공구(10)의 빠른 거동을 수행할 수 있도록 하기 위함이다.More specifically, as shown in FIG. 7, the feed speed is increased at a position where the cutting load is reduced at a position spaced by a certain distance from the point b at which the sharpening section U starts, So that the tool 10 can be quickly moved without affecting the quality of the tool 10 because the tool 10 is changed in the speed of the tool 10.

예측거동구간(G)은 가공대상물(20)의 기하학적 형상에 따른 절삭부하의 급증 또는 급감되는 정도에 비례하여 정해질 수 있고, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양하게 결정될 수 있다.The predictive behavior section G can be determined in proportion to the sharpness or the sharpness of the cutting load depending on the geometrical shape of the object 20, and can be variously determined according to the embodiment to which the present invention is applied.

그리고, 우선제어구간 중에서 절삭부하 급증구간(D)에 속할 경우 예측거동구간(G)만큼 이전에서 공구(10)의 이송속도를 감소시켜 절삭부하의 급증으로 인한 공구(10)와 가공대상물(20)간의 충격을 완화시킬 수 있도록 한다.If the cutting speed is within the cutting load surplus period D in the control period, the feed speed of the tool 10 is decreased by the predicted behavior period G and the tool 10 and the workpiece 20 So as to mitigate the impact between the two.

절삭부하 급증구간(D)에서의 예측거동구간(G)또한 상술한 바와 같이 우선제어구간의 급증 또는 급감되는 절삭부하값에 비례하여 결정될 수 있다.The predictive behavior section G in the cutting load surplus period D can also be determined in proportion to the surge of the first control period or the cutting load value which is rapidly reduced as described above.

우선제어구간에서 예측제어(S312)의 수행 시 공구(10)의 이송속도 증가 또는 감소되는 양은 각각의 우선제어구간에서 급감하는 절삭부하 또는 급증하는 절삭부하의 양에 따라 결정될 수 있다.The amount of increase or decrease in the feed rate of the tool 10 during the execution of the predictive control S312 in the control period may be determined according to the amount of cutting load or the amount of rapidly increasing cutting load in each priority control period.

그리고, 가공 수행 중 현재의 가공지점이 우선제어구간에 속하지 않을 경우 상술하였던 방법의 실시간제어(S320)가 수행되고, 이러한 일련의 가공단계(S300)는 반복적으로 가공완료시까지 수행될 수 있다.If the current machining point does not belong to the priority control period during the machining, the real time control of the above-described method (S320) is performed, and this series of machining steps (S300) can be repeatedly performed until machining is completed.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be considered as illustrative rather than restrictive, and the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and equivalents thereof.

10: 공구
20: 가공대상물
R: 위험구간
U: 절삭부하 급감구간
R: 절삭부하 급증구간
G: 예측거동구간10: Tools
20: object to be processed
R: Hazard section
U: Cutting load
R: Increasing cutting load
G: Predictive behavior section

Claims (5)

공작기계를 통한 가공대상물의 가공방법으로서,
적정절삭부하를 설정하는 적정절삭부하설정단계;
가공경로 내에서 절삭부하가 급증하거나 급감하는 구간인 우선제어구간을 설정하는 우선제어구간설정단계; 및
가공 수행 시 실시간으로 계측되는 절삭부하와 상기 적정절삭부하를 대비하여 상기 실시간으로 계측되는 절삭부하의 값이 상기 적정절삭부하와 같아지도록 공구의 이송속도를 증감시켜 실시간제어가 수행되는 가공단계;를 포함하고,
상기 우선제어구간은 공구의 이송속도가 기 설정된 값으로 적용되는 예측제어가 상기 실시간제어보다 우선하여 수행되되,
상기 예측제어는,
상기 우선제어구간의 절삭부하가 급증하는 구간에서 상기 공구의 이송속도가 예측거동구간만큼 앞서서 감소되고, 상기 우선제어구간의 절삭부하가 급감하는 구간에서 상기 공구의 이송속도는 상기 예측거동구간만큼 뒤에 증가시키는 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법.
A method of processing an object to be processed through a machine tool,
An appropriate cutting load setting step of setting a proper cutting load;
A priority control period setting step of setting a priority control period in which the cutting load rapidly increases or decreases in the machining path; And
A machining step in which real time control is performed by increasing or decreasing a feed rate of a tool so that a value of a cutting load measured in real time in comparison with a cutting load measured in real time in real time and a proper cutting load becomes equal to the proper cutting load; Including,
Wherein the priority control period is performed in such a manner that a predictive control in which the feed rate of the tool is applied as a predetermined value is prioritized over the real-
Wherein the predictive control comprises:
Wherein the feed speed of the tool is reduced in advance in a section in which the cutting load of the priority control section is rapidly increased by the predicted behavior section and in the section in which the cutting load of the priority control section is reduced rapidly, A Method for Controlling Real Time Machining Process in Accordance with Measuring Cutting Load.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 예측거동구간은,
상기 우선제어구간의 절삭부하가 급증 또는 급감하는 양에 비례하여 구간의 길이가 결정되는 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법.
The method according to claim 1,
The predictive behavior section may include:
Wherein the length of the section is determined in proportion to an increase or decrease in the cutting load of the priority control section.
제1항에 있어서,
상기 우선제어구간설정단계는,
공구종류, 가공대상물, 가공경로 및 이송속도를 대입하여 구해진 가공경로에 따른 산술절삭부하를 산출하는 산술절삭부하산출단계; 및
상기 가공경로에 따른 상기 산술절삭부하의 급증구간 또는 급감구간을 우선제어구간으로 설정하는 우선제어구간도출단계;
를 포함하는 계측절삭부하에 따른 실시간 가공공정의 제어방법.



The method according to claim 1,
Wherein the priority control period setting step comprises:
An arithmetic cutting load calculating step of calculating an arithmetic cutting load according to a machining path obtained by substituting a tool type, an object to be machined, a machining path and a feed rate; And
A priority control period derivation step of setting a rapid or abrupt period of the arithmetic cutting load according to the machining path as a priority control period;
A method for controlling a real time machining process in accordance with a measured cutting load.



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