KR101908273B1 - 공작기계 가공정보 추출 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계 가공정보 추출 시스템에 있어서, 특히 보다 상세하게는 공작기계의 가공정보를 추출하여 적절히 주축을 제어할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 공작기계 가공정보 추출 시스템에 관한 것으로,
공작기계의 절삭위치 주변에 설치되어 소음발생시 소음폭에 의해 결정된 전압차를 발생시키는 소음센서(10)와; 상기 소음센서에 연결되어 있으며 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터(20)와; A/D 컨버터로부터 입력되는 디지털 신호를 메모리부에 저장하고 주축과 이송축을 제어하는 CNC 컨트롤러(30)와; 상기 CNC 컨트롤러로부터 가공중 발생되는 주축 소음 데이터를 입력받아서 실시간으로 감시하며 데이터 베이스 기반과 학습 데이터 기반의 데이터를 이용하여 자동으로 적정한 가공조건을 해석 및 지령을 하는 제어부(40)와; 상기 CNC 컨트롤러의 제어에 따라 주축에 회전동력을 제공하는 주축 모터(50)와; 상기 CNC 컨트롤러의 제어에 따라 이송축에 회전동력을 제공하는 이송축 모터(60)와; 상기 공작기계 일단에 설치되어 먼지를 측정하는 먼지 측정수단과; 상기 먼지 측정수단에 의해서 먼지가 기준이상 검출되면 알림신호를 외부로 출력하는 통신신호 자동 출력부를 포함하여 구성함이 특징이다.

Description

공작기계 가공정보 추출 시스템{Manufacturing information extraction system for CNC}

본 발명은 공작기계 가공정보 추출 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공작기계의 가공정보를 추출하여 적절히 주축을 제어할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 공작기계 가공정보 추출 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 제품의 생산변화가 급변하는 가운데 이를 가공하는 가공기의 성능 또한 빠르게 변하고 있으며, 제품의 형상이나 금형을 좀 더 정확하고 빨리 가공해야 하고, 대상물의 소재 또한 다양해지고 있어 고속,고정밀 가공기에 대한 수요와 연구가 활발히 진행되어오고 있으며, 그와 더불어 이러한 고속,고정밀 가공기의 성능을 검증하기 위한 연구 또한 활발히 진행되고 있다.

공작기계는 가공기가 고속,고정밀이 됨에 따라 가공 및 이송의 유연성을 위해 스핀들은 컴팩트화됨에 따라 모터 내장형 스핀들을 사용하고 있으나, 스핀들 내부에서 발생하는 열을 외부로 방출되는 것이 쉽지 않고, 가공시 발생하는 열은 스핀들의 각 부분에 영향을 주어 최종적으로 제품의 가공정밀도에 영향을 미치게 되는 발열문제가 있었다.

이러한 열변형을 근본적으로 차단하기는 상당히 어려운 문제이기 때문에 이러한 열변형을 예측하도록 실제 가공시의 에러를 검출하기 위해 스핀들에 공구를 부착하여 실험자가 일일이 절삭깊이를 제어하는 여러 가지 실험방법이 있었다.

상기한 종래의 기술로 공개특허 제10-2010-0106087호(2010.10.01)에서는 고속으로 회전하는 스핀들의 끝단에 비적촉식 갭센서인 프로브 두 개를 구비하여 스핀들의 변위를 검출하고, 비접촉식 광센서를 구비하여 스핀들의 회전속도를 검출하며, 측정하고자 하는 위치에 열전대를 구비하여 회전속도와 열에 따른 스핀들의 회전정밀도를 파악하여 온도를 검출하고, 검출된 변위와 회전속도 및 온도는 랩뷰를 사용하여 취득하고자 하는 데이터로 변환하여 에러를 검출하는 고속회전체의 에러검출시스템를 제공하였다.

또한, CNC 프로그램은 공작 기계에 의해 회전가능하게 구동되는 밀링 커터(milling cutter)가 절삭 경로(cutting path)를 따라 공작물(workpiece)을 절삭하도록 지시한다. 적어도 공작물에 대한 밀링 커터의 이송율을 적응 제어하지 않으면, 점차적으로 악화되는 공구 마모로 인해, 밀링 커터가 CNC 프로그램에 따라 연속적인 공작물을 절삭하는데 있어서 공작 기계 공구에는 지속적으로 증가하는 토크가 발생된다.

밀링 커터의 공구 상태에 대한 자동적인 토크 응답 모니터링에 관해서는 예를 들어, Chung씨에게 허여된 미국 특허 제 4,208,718호 및 Jeppesson씨에게 허여된 미국 특허 제 4,802,095호에서 개시되어 있다. Chung씨에게 허여된 미국 특허 제 4,208,718호에서는 밀링 커터의 공구 상태 표시를 증가된 목표 마력 하에 절삭 시간 길이의 함수로서 기계 가공 시의 전체 시간의 백분율로서 결정하는 자동 모니터링 방법에 대해 개시되어 있다. Jeppesson씨에게 허여된 미국 특허 제 4,802,095호에서는 밀링 가공 중 접선 방향의 FT 및 반경 방향의 FR 성분을 갖는 합성측 부하력 FRES를 그 FT 성분과 함께 직접 측정하고, 그것에 기초하여 그 FR 성분을 공구 마모에 대한 표시를 수학적으로 제공하도록 결정하는 자동 모니터링 방법에 대해 개시되어 있다.

머시닝 센터의 가공력은 주축의 회전 속도와 이송축의 이송속도에 영향을 가장 많이 받게 되는데, 일반적으로 공구 전문가 또는 오랜 경험의 작업자 경험치로 상기한 주축의 회전 속도와 이송축의 이송속도를 정하게 된다.

그러나, 이와 같이 주축의 회전속도와 이송축의 이송속도를 공구 전문가 또는 숙련 작업자의 경험치에 의존하게 되면, 공구 전문가나 숙련 작업자가 아닌 작업자가 정확하지 않은 가공조건으로 가공 시에는 주축 및 이송 축에 소음을 유발하고 줄무늬(Chatter) 등의 발생 등으로 가공 정밀도에 나쁜 영향을 미치게 되는 문제점이 있다. 상기한 줄무늬(Chatter) 란 절삭 가공 시 특정 가공 조건에서 동적으로 불안정한 상태의 떨림이 발생하는 현상이다.

또한, 공작기계 가공시 일정량 이상의 먼지가 발생하면 작업자의 건강에 좋지 않은 영향을 줄 수 있는바, 작업장의 오염을 채크하여 경보하는 개념이 존재하지 않았다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가공중 밸생되는 공작기계의 가공정보를 추출하여 제어부에 전달하되 주축 소음 데이터를 실시간으로 감시하여 자동으로 적정한 가공조건을 해석 및 지령함으로써 공구 전문가나 숙련 작업자가 아닌 작업자가 가공하더라도 가공의 정밀도 및 생산성을 향상시킬 수 있는 공작기계의 가공정보 추출 시스템을 제공하는 데 있다.

아울러, 공작기계의 주변이 오염되면 이를 외부로 출력하여 경보함으로서 작업자를 보호토록하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기위한 수단으로,

본 발명은 공작기계의 절삭위치 주변에 설치되어 소음발생시 소음폭에 의해 결정된 전압차를 발생시키는 소음센서(10)와; 상기 소음센서에 연결되어 있으며 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터(20)와; A/D 컨버터로부터 입력되는 디지털 신호를 메모리부에 저장하고 주축과 이송축을 제어하는 CNC 컨트롤러(30)와; 상기 CNC 컨트롤러로부터 가공중 발생되는 주축 소음 데이터를 입력받아서 실시간으로 감시하며 데이터 베이스 기반과 학습 데이터 기반의 데이터를 이용하여 자동으로 적정한 가공조건을 해석 및 지령을 하는 제어부(40)와; 상기 CNC 컨트롤러의 제어에 따라 주축에 회전동력을 제공하는 주축 모터(50)와; 상기 CNC 컨트롤러의 제어에 따라 이송축에 회전동력을 제공하는 이송축 모터(60)와; 상기 CNC 컨트롤러의 일단에 설치되어 먼지를 측정하는 먼지 측정수단과; 상기 먼지 측정수단에 의해서 먼지가 기준이상 검출되면 알림신호를 외부로 출력하는 통신신호 자동 출력부를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 먼지 측정수단은, 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하는 구성하고; 상기 적외선 송신수단(A)은, 액추에이터(3)에 권취되어 소정거리 이격되게 장착되는 다수의 유동용 전자석(2a,2b,2c)과, 상기 유동용 전자석(2a,2b,2c)과 인접된 위치에 고정 설치되는 다수의 고정용 전자석(2d,2e,2f)로 이루어지는 적외선 송신기 변환수단(2)과; 상기 유동용 전자석(2a,2b,2c)과 고정용 전자석(2d,2e,2f)에 전류를 흘려 자성을 형성시키고 이 자성에 의해 유동용 전자석(2a,2b,2c)과 고정용 전자석(2d,2e,2f) 사이에 척력과 인력을 발생시켜 액추에이터(3)를 구동시키는 송신 제어부(1)와; 상기 액추에이터의 하단에 설치되어 적외선 송신기를 전후로 유동시키는 적외선 송신기 유동수단(4)과; 상기 적외선 송신기 유동수단에 설치되는 적외선 송신기의 출력을 변동시키기 위한 오목렌즈군(5)을 포함하여 이루어지며; 상기 적외선 송신기 유동수단(4)은, 액추에이터(3)의 일측 외주연에 길이방향으로 다수 형성된 오목렌즈군(5)에 근접되어 적외선을 외부로 출력하는 적외선 송신용 소자(4a)와, 상기 적외선 송신용 소자(4a)를 유동시키기 위한 이동바(4b)와, 상기 이동바를 움직여서 적외선 송신용 소자를 좌우로 유동시키는 솔레노이드(4c)로 이루어지는 것이 특징이다.

또한, 상기 액추에이터(3)의 하단에는, 작동 민감도를 조절하기 위한 제 1 내지 제 3 끼움용 홀(6a)과, 상기 끼움용 홀에 삽입 설치되는 제 1 내지 제 3 무게조절핀(6b)을 포함하는 움직임 속도 조절수단(6)을 더 설치하여 이루어지는 것이 특징이다.

또한, 상기 오목렌즈군(5)은, 중심부의 함몰 각도에 따라서 적외선 광의 출력 정도를 달리하도록 설계되며, 적외선 송신기 변환수단의 움직임 작동에 의해서 함몰 정도가 다른 렌즈가 선택되면서 다른 강도의 적외선 광을 출력할 수 있도록 구성되고, 작동봉의 가장 중심에 설치되며 함몰각도가 25도인 제 3 오목렌즈(5c)와; 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(5c)의 윗쪽에 설치되며 함몰각도가 15도인 제 2 오목렌즈(5b)와; 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우에 사용되며 제 2 오목렌즈(152)의 윗쪽에 설치되며 함몰각도가 5도인 제 1 오목렌즈(5a)와; 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(5c)의 아랫쪽에 설치되며 함몰각도가 35도인 제 4 오목렌즈(5d)와; 적외선 광을 더 많이 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 4 오목렌즈(5d)의 아랫쪽에 설치되며 함몰각도가 45도인 제 5 오목렌즈(5e)를 포함하여 이루어짐이 특징이다.

또한, 상기 통신신호 자동 출력부(1000)는, 자체 전원에 의해서 전원을 인가시키는 전원부(1110)와; 베이스에 입력되는 스위칭 신호에 따라 회로를 스위칭 시키는 제 1 스위칭 트랜지스터(Q1)와; 제 1 스위칭 트랜지스터의 동작에 상응하여 동작하며 전원부로부터 출력되는 전원을 스위칭시키는 제 2 스위칭 트랜지스터(Q2)와; 베이스에 입력되는 스위칭 신호에 따라 회로를 스위칭 시키는 제 3 스위칭 트랜지스터(Q3)와; 전원부의 출력단 타측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원부를 스위칭 시키는 제 4 스위칭 트랜지스터(Q4)와; 제 4 스위칭 트랜지스터 출력단에 결합되며 제 4 스위칭 트랜지스터 스위칭되면 자기력을 발생시키는 릴레이 스위치(RL1)와; 상기 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행하는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와; 상기 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 통신신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 통신신호가 통신신호 출력부(1150)를 통해 출력 되도록 유도하는 역할을 하는 제 2 통신 신호 출력용 전원 스위치(sw2)와; 상기 제 3 스위칭 트랜지스터 및 제 4 스위칭 트랜지스터를 스위칭시켜 릴레이 스위치가 스위칭되도록 유도하며, 이에 따라 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 통신신호 출력용 전원 스위치가 스위칭 되도록하고, 이후 제 3 스위칭 트랜지스터 및 제 4 스위칭 트랜지스터를 오프시킴과 동시에 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터를 스위칭시켜, 릴레이 스위치는 오프시키고 동시에 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터에 연동되도록 구성된 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 통신신호 출력용 전원 스위치의 스위칭 상태를 지속시켜 통신상태를 지속시키는 통신 제어부(1120)와; 상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)에 접점되어 제 2 스위칭 트랜지스터로부터 전달되는 전원을 중계시켜 전원의 흐름을 지속시키는 회로 작동용 철편(1131)과; 상기 회로 작동용 철편(1131)에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편(1131)이 온 되면 통신신호 출력 제어부(1140)에 전원을 연결하여 통신장치가 작동되도록 유도하는 통신신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)과; 상기 회로 작동용 철판(1131)의 하단에 설치되며 릴레이 스위치 미작동시 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와 회로 작동용 철편(1131)이 항상 오프상태를 유지하도록 유도하는제 1 탄성유지수단(1133)과; 상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 상부에 설치하되 제 1 탄성유지수단과 일정거리 이격되어 설치되며, 릴레이 스위치 미작동시 서로 이격된 상태가 유지되면서 전기적으로 오프 상태를 유지시키며, 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)이 끌어당겨져 제 1 탄성유지수단이 겹쳐지면서 제 1 탄성유지수단(1133)과 결합되고 동시에 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 스위칭되어 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 회로 작동용 철편(1131)의 부착 상태가 계속되어 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터를 통한 전원공급상태를 유지시키고, 이때 릴레이 스위치의 작동으로 회로작동용 철편(1131)이 동작하면 통신신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)이 자동으로 작동하여 통신신호가 외부로 출력되도록 동작하는 제 2 탄성유지수단(1134)과; 상기 제 2 탄성유지수단(1134)과 제 1 탄성유지수단(1133)이 결합시에 상호 직접 결합되지 않고 일정간극을 유지한체 결합되도록 유도하며, 제 1 탄성유지수단(1133)과 제 2 탄성유지수단(1134)을 해체시에 자연스럽게 상호 분리가 가능토록 유도하는 간격유지수단(1133a)과; 상기 회로작동용 철편과 통신신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 통신신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 통신신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프시켜 통신신호 출력부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 통신신호가 출력되지 않토록 유도하는 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 CNC 컨트롤러에는 요부 냉각수단(400)을 더 설치하여 이루어지되, 상기 요부 냉각수단(400)은, 알루미늄 금속으로 이루어지며 CNC 콘트롤러의 일단에 위치하는 냉각판넬(410)과; 상기 냉각판넬의 하부에 부착되며 외부 전기공급에 따라 냉각판넬에 냉각열을 전달하여 함체 내부를 급속냉각시키는 열전냉각소자(420)와; 상기 열전냉각소자의 하부에 슬라이딩 결합되며 알루미늄재질로 이루어지고 열전냉각소자의 작용에 의해서 발생된 열을 포집하는 방열판넬(430)과; 상기 방열판넬에 부착되며 팬의 회전에 의해서 방열판넬에서 발생되는 열을 빠른 속도로 외부로 전달시켜 방열판넬을 식히는 역할을 하는 방열용 팬(440)과; 상기 냉각판넬에 연결하되 스크류로 연결하여 자체 회전에 의해서 냉각판넬 및 열전냉각소자를 필요한 지점으로 이송하여 그 부분을 급속 냉각시키는 냉각판넬 및 열전냉각소자 이송부(450)와; 상기 CNC 컨트롤러에 일정간격으로 설치되어 온도가 기준이상 높은 부분이 있는가를 파악하여 정보를 전달하는 온도센싱부(460)와; 상기 온도센싱부의 정보에 따라 필요 구간을 냉각시키는 요부 냉각 제어부(470)를 포함하여 이루어지고; 상기 요부 냉각제어부(470)는, 상기 온도센싱부의 정보 결과를 토대로 냉각판넬 및 열전냉각소자 이송부를 구동하여 좀더 냉각이 필요한 지점에 위치되어 그부분을 냉각시키도록 제어하는 것이 특징이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 가공중 밸생되는 공작기계의 가공정보를 추출하여 제어부에 전달하되 주축 소음 데이터를 실시간으로 감시하여 자동으로 적정한 가공조건을 해석 및 지령함으로써 공구 전문가나 숙련 작업자가 아닌 작업자가 가공하더라도 가공의 정밀도 및 생산성을 향상시킬 수 있는 공작기계의 가공정보 추출 시스템을 제공하는 효과가 있다.

아울러, 공작기계의 주변이 오염되면 이를 외부로 출력하여 경보함으로서 작업자를 보호하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 제어장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 제어방법의 동작 흐름도.
도 3은 본 발명의 먼지측정수단 및 통신신호 자동 출력부 구성 블록도.
도 4는 본 발명의 먼지 측정수단을 구성하는 적외선 송신수단과 적외선 수신수단 개념도.
도 5는 본 발명의 적외선 송신수단과 적외선 수신수단을 이용하여 먼지를 측정하는 개념도.
도 6은 본 발명의 적외선 송신수단의 유동을 위한 동작 개념도.
도 7은 본 발명의 오목렌즈 각도 측정 개념도.
도 8은 본 발명에 적용되는 제 1 오목렌즈 구성도.
도 9는 본 발명에 적용되는 제 2 오목렌즈 구성도.
도 10은 본 발명에 적용되는 제 3 오목렌즈 구성도.
도 11은 본 발명에 적용되는 제 4 오목렌즈 구성도.
도 12는 본 발명에 적용되는 제 5 오목렌즈 구성도.
도 13은 본 발명의 오목렌즈 중심부 함몰각에 따른 광세기 그래프 구성도.
도 14는 본 발명의 통신신호 자동 출력부 회로도.
도 15는 도 14의 요부 확대도.
도 16은 본 발명의 통신신호 자동 출력부 동작 예시도.
도 17은 본 발명의 요부 냉각수단 설치 예시도.
도 18은 본 발명의 요부 냉각수단을 상승시킨 동작도면.
도 19는 본 발명의 요부 냉각수단을 하강시킨 동작도면.
도 20은 본 발명의 요부 냉각수단 분해사시도.
도 21은 본 발명의 부분 냉각장치 회로구성 블록도.
도 22는 본 발명의 CNC 컨트롤러와 제어부를 탑재한 패널 구성을 나타낸 제 1 실시예도.
도 23은 본 발명의 CNC 컨트롤러와 제어부를 탑재한 패널 구성을 나타낸 제 2 실시예도.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.

만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 제어장치의 구성도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 주축 제어방법의 동작 흐름도.

도 3은 본 발명의 먼지측정수단 및 통신신호 자동 출력부 구성 블록도.

도 4는 본 발명의 먼지 측정수단을 구성하는 적외선 송신수단과 적외선 수신수단 개념도.

도 5는 본 발명의 적외선 송신수단과 적외선 수신수단을 이용하여 먼지를 측정하는 개념도.

도 6은 본 발명의 적외선 송신수단의 유동을 위한 동작 개념도.

도 7은 본 발명의 오목렌즈 각도 측정 개념도.

도 8은 본 발명에 적용되는 제 1 오목렌즈 구성도.

도 9는 본 발명에 적용되는 제 2 오목렌즈 구성도.

도 10은 본 발명에 적용되는 제 3 오목렌즈 구성도.

도 11은 본 발명에 적용되는 제 4 오목렌즈 구성도.

도 12는 본 발명에 적용되는 제 5 오목렌즈 구성도.

도 13은 본 발명의 오목렌즈 중심부 함몰각에 따른 광세기 그래프 구성도.

도 14는 본 발명의 통신신호 자동 출력부 회로도.

도 15는 도 14의 요부 확대도.

도 16은 본 발명의 통신신호 자동 출력부 동작 예시도.

도 17은 본 발명의 요부 냉각수단 설치 예시도.

도 18은 본 발명의 요부 냉각수단을 상승시킨 동작도면.

도 19는 본 발명의 요부 냉각수단을 하강시킨 동작도면.

도 20은 본 발명의 요부 냉각수단 분해사시도.

도 21은 본 발명의 부분 냉각장치 회로구성 블록도.

도 22는 본 발명의 CNC 컨트롤러와 제어부를 탑재한 패널 구성을 나타낸 제 1 실시예도.

도 23은 본 발명의 CNC 컨트롤러와 제어부를 탑재한 패널 구성을 나타낸 제 2 실시예도로서,

먼저, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 가공정보 추출 시스템의 구성은, 절삭위치와 평행으로 커버에 설치되어 소음발생시 소음폭에 의해 결정된 전압차를 발생시키는 소음센서(10)와, 상기한 소음센서(10)에 연결되어 있으며 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터(20)와, A/D 컨버터(20)로부터 입력되는 디지털 신호를 메모리부(21)에 저장하고 주축과 이송축을 제어하는 CNC 컨트롤러(30)와, 상기한 CNC 컨트롤러(30)로부터 가공중 발생되는 주축 소음 데이터를 입력받아서 실시간으로 감시하며 데이터 베이스 기반과 학습 데이터 기반의 데이터를 이용하여 자동으로 적정한 가공조건을 해석 및 지령을 하는 제어부(40)와, 상기한 CNC 컨트롤러(30)의 제어에 따라 주축에 회전동력을 제공하는 주축 모터(50)와, 상기한 CNC 컨트롤러(30)의 제어에 따라 이송축에 회전동력을 제공하는 이송축 모터(60)를 포함하여 이루어진다.

상기 소음센서(10)는 소리 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 마이크로폰으로 이루어지며, 음압의 진동을 받아들이는 진동판, 진동판에서 받아들인 진동을 전기 에너지를 바꾸는 변환부, 전기 에너지를 출력하는 출력부로 이루어진다.

상기 CNC 컨트롤러(30)는 A/D 컨버터(20)로부터 입력되는 디지털 신호를 받아들여서 제어부(40)로 전송을 하는 PLC부(31)와, 주축 모터(50)를 제어하기 위한 주축 제어부(32)와, 이송축 모터(60)를 제어하기 위한 이송축 제어부(33)와, A/D 컨버터(20)로부터 입력되는 디지털 신호를 저장하기 위한 메모리부(34)를 포함하여 이루어진다.

상기 제어부(40)는 CNC 컨트롤러(30)와 인터페이스를 하기 위한 인터페이스 모듈(41)과, 공구 및 소재에 따른 가공조건 데이터가 저장되어 있는 데이터 베이스(43)와, 공구 및 소재에 따라 작업자가 가공을 통해 검증된 가공조건 데이터가 저장되어 있는 학습 데이터부(44)와, 상기한 데이터 베이스(43)에 저장되어 있는 데이터로부터 데이터 베이스 기반의 주축 회전속도, 이송계 이송속도, 이송계 파라미터를 자동 계산 및 지령을 하고 상기한 학습데이터부(44)에 저장되어 있는 데이터로부터 학습데이터 기반의 주축 회전속도, 이송계 이송속도, 이송계 파라미터를 자동 계산 및 지령을 하는 실시간 처리루틴부(42)를 포함하여 이루어진다.

상기 데이터 베이스(43)는 공구/소재별 가공 조건표로 구성된 데이타 베이스로 최적의 가공조건을 산출하는 기반 정보가 되며 소프트웨어적으로 자동으로 산출하기 때문에 고숙련 작업자가 불필요하며, 황삭/중삭/정삭용 데이터베이스로 구분되어 있다.

상기 학습 데이터부(44)는 기계 종류별, 공구/소재별로 작업자가 작업이력 중 가장 가공 정밀도가 높은 가공조건을 수동 버튼을 통해 저장하여 학습 데이터 베이스에 등록하고 저장한 데이터를 수동 조작 또는 보조 코드로 호출해서 사용할 수 있는 수동 방법과, 가공에 의해 공구/소재별로 소음량, 주축 회전 속도, 이송계 이송 속도, 이송계 파라미터 데이터를 기억 및 저장 한 후 재 가공 시 스스로 데이터를 보상하는 자동 방법으로 제어된다.

도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 가공정보 추출에 따른 주축 제어방법의 동작 흐름도이다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일 실시예에 따른 가공정보 추출에 따른 공작기계의 주축 제어방법의 구성은, 동작이 시작되는 단계(S10)와, 소음센서를 이용하여 소음 데이터 모니터링을 하는 단계(S20)와, 주축의 회전속도를 변경할 것인지를 판단하는 단계(S30)와, 주축의 회전속도를 변경하는 경우에 소재 정보 및 주축 회전속도를 저장하는 단계(S40)와, 가공전 주축의 소음 기저값을 저장하는 단계(S50)와, 이송축 지령 및 이송속도를 저장하는 단계(S60)와, 이송속도를 변경할 것인지를 판단하는 단계(S70)와, 이송속도를 변경하는 경우에 학습데이터를 선택할 것인지를 판단하는 단계(S80)와, 학습 데이터를 선택하는 경우에 학습데이터 기반의 주축 회전속도, 이송계 이송속도, 이송계 파라미터를 자동 계산 및 지령하는 단계(S90)와, 학습데이터를 선택하지 않는 경우에 황삭을 할것인지를 판단하는 단계(S100)와, 황삭을 하는 경우에 데이터베이스 기반의 황삭용 주축 회전속도, 이송계 이송속도, 이송계 파라미터를 자동 계산 및 지령하는 단계(S110)와, 황삭을 하지 않는 경우에 증삭을 할 것인지를 판단하는 단계(S120)와, 증삭을 하는 경우에 데이터베이스 기반의 증삭용 주축 회전속도, 이송계 이송속도, 이송계 파라미터를 자동 계산 및 지령하는 단계(S130)와, 증삭을 하지 않는 경우에 데이터베이스 기반의 정삭용 주축 회전속도, 이송계 이송속도, 이송계 파라미터를 자동 계산 및 지령하는 단계(S140)와, 소음 안정영역인지를 판단하는 단계(S150)와, 소음 안정영역이 아닌 경우에 소음 조정영역인지를 판단하는 단계(S160)와, 소음 조정영역인 경우에 데이터베이스 기반의 조정용 주축 회전속도, 이송계 이송속도, 이송계 파라미터를 자동 계산 및 지령하는 단계(S170)와, 소음 조정영역이 아닌 경우에 베이링 파손이나 충돌이 발생할 수 있는 것으로 판단하여 알람을 출력하고 가동을 정지하는 단계(S180)와, 소음 안정영역이거나 조정용 주축 회전속도를 계산 및 지령한 경우에 가공을 연속적으로 할 것인지를 판단하는 단계(S190)와, 가공을 연속적으로 하지 않거나 알람이 출력되면 동작을 종료하는 단계(S200)를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 가공정보 추출에 따른 공작기계의 동작은 다음과 같다.

동작이 시작되면(S10) 제어부에 가공정보가 저달된다. 이때, 제어부(40)의 실시간 처리루틴부(42)는 소음센서(10)를 이용하여 소음 데이터 모니터링을 한다(S20).

다음에, 제어부(40)의 실시간 처리루틴부(42)는 주축의 회전속도를 변경할 것인지를 판단하여(S30), 주축의 회전속도를 변경하는 경우에 소재 정보 및 주축 회전속도를 저장하고(S40), 가공전 주축의 소음 기저값을 저장한 후에(S50), 이송축 지령 및 이송속도를 저장한다(S60).

이어서, 제어부(40)의 실시간 처리루틴부(42)는 이송속도를 변경할 것인지를 판단하여(S70), 이송속도를 변경하는 경우에 학습데이터를 선택할 것인지를 판단한다(S80).

학습 데이터를 선택하는 경우에, 제어부(40)의 실시간 처리루틴부(42)는 학습데이터부(44)에 저장되어 있는 데이터로부터 학습데이터 기반의 주축 회전속도, 이송계 이송속도, 이송계 파라미터를 자동 계산 및 지령한다(S90).

학습데이터는 공작기계를 가동시 제품소재, 주축 회전속도, 이송축 지령속도, 이송계 파라미터, 공구정보에 따라 1회 가공을 진행하기 위한 데이터로서, 가공 완료 후 측정된 소음량을 참고로 최적 주축회전속도, 이송축 지령속도, 이송계 파라미터를 산출하여 반영한 후 소재를 재 장착 후 가공지령 요청을 하게 되고, 2차로 가공된 소재 정밀도를 작업자가 확인한 후 승인하면 이 조건에 대한 데이터를 저장하고 화면에 저장된 형태와 지령 코드를 안내한다. 만약 작업자가 재측정을 요구하면 2차 측정 소음량을 참고로 최적 주축 회전속도, 이송축 지령속도, 이송계 파라미터를 산출하여 반영한 후 소재를 재 장착 후 가공지령 요청을 하고, 3차로 가공된 소재의 정밀도는 최대가 되며 향후 같은 조건의 가공에 바로 사용할 수 있는 프로파일이 된다.

학습데이터를 선택하지 않는 경우에 황삭을 할 것인지를 판단하여(S100), 황삭을 하는 경우에 제어부(40)의 실시간 처리루틴부(42)는 데이터 베이스(43)에 저장되어 있는 데이터로부터 데이터베이스 기반의 황삭용 주축 회전속도, 이송계 이송속도, 이송계 파라미터를 자동 계산 및 지령한다(S110).

황삭을 하지 않는 경우에 증삭을 할 것인지를 판단하여(S120), 증삭을 하는 경우에 제어부(40)의 실시간 처리루틴부(42)는 데이터 베이스(43)에 저장되어 있는 데이터로부터 데이터베이스 기반의 증삭용 주축 회전속도, 이송계 이송속도, 이송계 파라미터를 자동 계산 및 지령한다(S130).

증삭을 하지 않는 경우에 제어부(40)의 실시간 처리루틴부(42)는 정삭을 하는 것으로 판단하여 데이터 베이스(43)에 저장되어 있는 데이터로부터 데이터베이스 기반의 정삭용 주축 회전속도, 이송계 이송속도, 이송계 파라미터를 자동 계산 및 지령한다(S140).

이어서, 제어부(40)의 실시간 처리루틴부(42)는 계산된 주축 회전속도가 소음 안정영역인지를 판단하여(S150), 소음 안정영역이 아닌 경우에 소음 허용레벨인 소음 조정영역인지를 판단한다(S160).

소음 조정영역인 경우에 제어부(40)의 실시간 처리루틴부(42)는 데이터 베이스(43)에 저장되어 있는 데이터로부터 데이터베이스 기반의 조정용 주축 회전속도, 이송계 이송속도, 이송계 파라미터를 자동 계산 및 지령한다(S170).

한편, 본 발명은 CNC 컨트롤러 주변에 먼지 측정수단을 설치하여 상기 먼지 측정수단(2000)을 통해 먼지를 파악하고, 기준 이상의 먼지가 검출되면 경보신호를 통해 출력하여 주축과 이송축 제어에 에러가 발생되지 않토록 한다.

즉, CNC 컨트롤러 주변에 먼지가 기준이상 존재하게 되면 컨트롤러를 구성하는 회로에 영향을 주게 되어 쇼트가 발생할 수 있고 주축과 이송축의 제어과정에서 오작동이 발생할 수 있기 때문이다.

따라서, 본 발명에서는 CNC 컨트롤러 조변의 먼지를 채크하여 일정이상의 먼지가 존재하면 공작기계의 수명을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 아울러 작업자에게 좋지않은 영향을 전달하여 건강을 상하게 할 수 있어 빠른 경보를 통해 먼지의 제거를 유도하고 양질의 작업환경을 구축하며 공작기계를 보호할 수 있도록 유도하였다.

상기 먼지 측정수단(2000)에 의해서 측정된 데이터는 먼지 경보 제어부(3000)로 전송되며, 먼지 경보 제어부(3000)는 먼지 측정수단에 의해서 측정된 데이터를 디스플레이(4000)에 표시한다.

본 발명의 먼지 측정수단(2000)은 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 적외선 송신수단(A)은 먼지 측정 제어부(C)로부터 적외선 송신 제어신호를 인가받아 적외선 송신량을 결정하여 변화된 적외선 송신량을 출력한다.

즉, 적외선 수신수단(B)의 결과값을 먼지 측정 제어부(C)에 전송하면, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 데이터를 근거로 먼지 발생량을 예측하고, 먼지 발생량에 따라서 적외선 송신수단(A)에 제어신호를 출력하여 적외선 송신량을 조절하여 출력토록 유도하는 것이다.

즉, 먼지 측정 제어부에서 적외선 수신수단에서 출력되는 광량 데이터를 읽고, 이를 근거로 적외선 발광수단의 광량을 자동 제어하여 감도조절이 자동적으로 일정하게 유지되도록 하여 먼지로 인한 오염 상황에서도 먼지 검출을 최적의 감도상태로 유지하여 측정할 수 있도록 한 것이다.

다시말해서, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 수신 광량이 미약하면 오염 정도가 높은 것으로 판단하여 보다 정밀한 먼지 측정을 위해서 적외선 송신수단(A)의 광량을 높이도록 제어신호를 출력하며, 적외선 수신수단(C)의 수신 광량이 너무 세면 오염이 없는 상태이나 정밀한 측정이 어려워지므로 적외선 송신수단(A)의 광량을 낮추도록 제어신호를 출력하는 것이다. 즉, 적외선 송신 광량을 적절한 상태로 유지할 필요가 있다. 그래야만 적외선 수신수단을 통해 측정되는 적외선량이 정확해져서 먼지 발생량을 보다 정밀하게 예측할 수 있다. 따라서, 본 발명의 먼지 측정 제어부에 의해서 측정되는 먼지량 데이터는 신뢰도가 높은 먼지 측정 결과를 출력할 수 있게 된다.

본 발명은 적외선 송신수단의 광량 변화를 용이하게 하기 위해서 먼지 측정 제어부(C)가 제어신호를 출력하면 송신 제어부(1)에서 이를 인지하여 적외선 송신기 변환수단을 구동하여 가장 적절한 적외선 송신이 이루어지도록 하였다.

적외선 송신기 변환수단(2)은 액추에이터(3)에 권취되어 소정거리 이격되게 장착되는 다수의 유동용 전자석(2a,2b,2c)과, 상기 유동용 전자석(2a,2b,2c)과 인접된 위치에 고정 설치되는 다수의 고정용 전자석(2d,2e,2f)으로 이루어져,

송신 제어부(1)의 신호가 인가되면 유동용 전자석((2a,2b,2c)과 고정용 전자석(2d,2e,2f)에 전류가 흘러 자성이 형성되고 이 자성에 의해 유동용 전자석((2a,2b,2c)과 고정용 전자석(2d,2e,2f) 사이에 척력과 인력이 발생하여 액추에이터(3)를 구동하게 된다.

상기 엑츄에이터(3)는 적외선 송신기 변환수단(2)의 유동에 의해서 적외선 출력을 제한하기 위한 오목렌즈군이 다수 설치되어 이루어진다.

이를 수행하는 적외선 송신기 유동수단(4)은, 엑츄에이터(3)의 일측 외주연에 길이방향으로 다수 형성된 오목렌즈군(5)에 근접되어 적외선을 외부로 출력하는 적외선 송신용 소자(4a)와, 상기 적외선 송신용 소자(4a)를 유동시키기 위한 이동바(4b)와, 상기 이동바를 움직여서 적외선 송신용 소자를 좌우로 유동시키는 솔레노이드(4c)로 이루어진다.

상기한 구성에서 엑츄에이터(3)의 이동시 솔레노이드(4c)에 제공되는 전원인가에 의해서 적외선 송신용 소자(4a)가 좌우로 유동된다.

상기 적외선 송신용 렌즈군(5)은 작동봉에 다수개 배열되어 이루어지되, 중심부의 함몰 각도에 따라서 적외선 광의 출력 정도를 달리하도록 설계되며, 적외선 송신기 변환수단의 움직임 작동에 의해서 함몰 정도가 다른 렌즈가 선택되면서 다른 강도의 적외선 광을 출력할 수 있다.

기본적으로 작동봉의 가장 중심에 설치되는 제 3 오목렌즈(5c)를 통해 적외선 광을 출력토록하며, 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우 제 3 오목렌즈(5c)의 윗쪽에 설치되는 제 2 오목렌즈(5b)를 통해 광을 출력하고, 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우 제 2 오목렌즈(5b)의 윗쪽에 설치되는 제 1 오목렌즈(5a)를 통해 광을 출력한다. 그리고, 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우 제 3 오목렌즈(5c)의 아랫쪽에 설치되는 제 4 오목렌즈(5d)를 통해 광을 출력하고, 적외선 광을 더 많이 높여서 출력해야할 경우 제 4 오목렌즈(5d)의 아랫쪽에 설치되는 제 5 오목렌즈(5e)를 통해 광을 출력한다.

그리고, 상기 오목렌즈군은 중심부의 함몰 각도에 따라서 적외선 광의 출력 정도를 달리하도록 설계되며, 적외선 송신기 변환수단의 움직임 작동에 의해서 함몰 정도가 다른 렌즈가 선택되면서 다른 강도의 적외선 광을 출력할 수 있도록 구성되는바, 제 3 오목렌즈(5c)는 기본적으로 작동봉의 가장 중심에 설치되며 함몰각도를 25도로 형성시킨다.

그리고, 제 2 오목렌즈(5b)는 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(5c)의 윗쪽에 설치되며 함몰각도를 15도로 형성시킨다.

그리고, 제 1 오목렌즈(5a)는 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우에 사용되며 제 2 오목렌즈(5b)의 윗쪽에 설치되며 함몰각도를 5도로 형성시킨다.

그리고, 제 4 오목렌즈(5d)는 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(5c)의 아랫쪽에 설치되며 함몰각도를 35도로 형성시킨다.

그리고, 제 5 오목렌즈(5e)는 적외선 광을 더 많이 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 4 오목렌즈(5d)의 아랫쪽에 설치되며 함몰각도를 45도로 형성시킨다.

적외선의 광을 높여야할 경우 엑츄에이터(3)을 상승시키고 적외선 광을 줄여야 할 경우 엑츄에이터(3)를 하강시키는 동작을 실시한다.

작동봉의 1단계 하강을 위한 제어시 송신 제어부(1)에서 제1고정용 전자석(2d)-제1유동용 전자석(2a), 제2고정용 전자석(2e)-제2유동용전자석(2b), 제3고정용전자석(2f)-제3유동용전자석(2c)에는 척력 신호를 주고, 제2고정용전자석(2e)-제1유동용전자석(2a), 제3고정전용자석(2f)-제2유동용전자석(2b)에는 인력 신호를 주면 엑츄에이터(3)가 하강하여 제2고정용전자석(2e)의 위치에 제1장착용전자석(2a)이, 제3고정용전자석(2f)의 위치에 제2장착용전자석(2b)이 위치된다. 이에 따라 작동봉이 1단계 하강하게 되면 적외선 송신용 소자(4a)는 제 2 오목렌즈(5b)에 근접하게 되어 제 2 오목렌즈(5b)를 통해 적외선 광을 출력하게 된다.

그리고, 엑츄에이터의 1단계 상승을 위한 제어시 송신 제어부(1)에서 제1고정용 전자석(2d)-제1유동용 전자석(2a), 제2고정용 전자석(2e)-제2유동용전자석(2b), 제3고정용전자석(2f)-제3유동용전자석(2c)에는 척력 신호를 주고, 제1고정용전자석(2d)-제2유동용전자석(2b), 제2고정전용자석(2d)-제3유동용전자석(2c)에는 인력 신호를 주면 엑츄에이터(3)이 상승하여 제1고정용전자석(2d)의 위치에 제2장착용전자석(2b)이, 제2고정용전자석(2e)의 위치에 제3장착용전자석(2c)이 위치된다. 이에 따라 작동봉이 1단계 상승하게 되면 적외선 송신용 소자는 제 4 오목렌즈(5d)에 근접하게 되어 제 4 오목렌즈(5d)를 통해 적외선 광을 출력하게 된다.

그리고 작동봉의 2단계 하강을 위한 제어시 제3고정용전자석(2f)과 같은 위치에 제1유동용전자석(2a)이 위치되고, 이에 따라 적외선 송신용 소자(4a)는 제 1 오목렌즈(5a)를 통해 적외선 광을 출력하게 되고, 엑츄에이터(3)의 2단계 상승을 위한 제어시 제1고정용전자석(2d)과 같은 위치에 제3유동용전자석(2c)이 위치되며, 이에 따라 적외선 송신용 소자는 제 5 오목렌즈(5e)를 통해 광을 출력하게 된다.

또한, 본 발명은 움직임 속도 조절수단(6)을 더 부가 설치하는바, 엑츄에이터(3)의 하단에 돌출 성형되며, 상기 엑츄에이터(3)에 다수개의 끼움용 홀(6a)을 형성하고, 상기 끼움용 홀에 엑츄에이터의 무게를 조절할 수 있는 무게조절용 핀(6b)을 삽입 설치하여 엑츄에이터(3)의 움직임 속도를 조절할 수 있다.

즉, 끼움용 홀(6a)에 무게조절핀(6b)을 삽입 설치하되, 1개의 무게조절핀을 설치하면 작동봉이 가볍기 때문에 빠른 유동이 가능하고, 3개의 무게조절핀을 설치하면 작동봉이 무겁기 때문에 느린 유동이 가능하다.

상기 움직임 속도 조절수단은 엑츄에이터(3)의 움직임을 빠른게 할 것인지 느리게 할 것인지를 조절하는바, 이는 엑츄에이터(3)가 너무 빠르게 움직이면 민감도가 높아지고, 엑츄에이터(3)가 너무 느리게 움직이면 반응속도가 느려지므로 사용자가 엑츄에이터(3)의 움직임을 선택적으로 조절할 수 있도록 하였다.

즉, 사용자가 민감도를 높이고 싶으면 무게조절핀(6b)을 1개만 삽입 결합시키고, 민감도를 낮추고 싶으면 무게조절핀(6b)을 3개까지 삽입 결합시키도록 하는 것이다.

상기 끼움용 홀(6a)과 무게조절핀(6b)의 갯수는 필요에 따라 다양화시킬 수 있음은 물론이며, 본 발명의 실시예에서는 3개의 끼움홀(6a)과 3개의 무게조절핀(6b)을 예시하여 설명을 보다 편리하게 진행할 수 있도록 하였다.

또한, 본 발명은 먼지가 기준이상 검출되어알림상황이 발생하면 먼지 경보 제어부(3000)가 통신신호 자동출력부(1000)를 통해 알림상황을 디스플레이하여 빠른 시간내에 해결토록 유도하는바, 상기 통신신호 자동 출력부(1000)는, 전원부(1110)와, 제 1 스위칭 트랜지스터와, 제 2 스위칭 트랜지스터와, 제 3 스위칭 트랜지스터와, 제 4 스위칭 트랜지스터와, 릴레이 스위치와, 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와, 제 2 회로 연결 스위치(sw2)와, 통신 제어부(1120)를 포함하여 이루어진다.

상기 전원부(1110)는 자체 전원에 의해서 전원을 인가시킨다.

상기 제 1 스위칭 트랜지스터(Q1)는 베이스에 입력되는 스위칭 신호에 따라 회로를 스위칭 시킨다.

상기 제 2 스위칭 트랜지스터(Q2)는 제 1 스위칭 트랜지스터의 동작에 상응하여 동작하며 전원부로부터 출력되는 전원을 스위칭시킨다.

상기 제 3 스위칭 트랜지스터(Q3)는 베이스에 입력되는 스위칭 신호에 따라 회로를 스위칭 시킨다.

상기 제 4 스위칭 트랜지스터(Q4)는 전원부의 출력단 타측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원부를 스위칭 시킨다.

상기 릴레이 스위치(RL1)는 제 4 스위칭 트랜지스터 출력단에 결합되며 제 4 스위칭 트랜지스터 스위칭되면 자기력을 발생시킨다.

상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)는 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행한다.

상기 제 2 통신 신호 출력용 전원 스위치(sw2)는 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 통신신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 통신신호가 통신신호 출력부(1150)를 통해 출력 되도록 유도하는 역할을 한다.

상기 통신 제어부(1120)는 제 3 스위칭 트랜지스터 및 제 4 스위칭 트랜지스터를 스위칭시켜 릴레이 스위치가 스위칭되도록 유도하며, 이에 따라 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 통신신호 출력용 전원 스위치가 스위칭 되도록하고, 이후 제 3 스위칭 트랜지스터 및 제 4 스위칭 트랜지스터를 오프시킴과 동시에 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터를 스위칭시켜, 릴레이 스위치는 오프시키고 동시에 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터에 연동되도록 구성된 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 통신신호 출력용 전원 스위치의 스위칭 상태를 지속시켜 통신상태를 지속시키는 역할을 한다.

또한, 본 발명은 회로 작동용 철편(1131)과, 통신신호 작동 제어부 전원 연결용 철편(1132)과, 제 1 탄성유지수단(1133)과, 제 2 탄성유지수단(1134)과, 간격유지수단(1133a)과, 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성한다.

상기 회로 작동용 철편(1131)은 제 1 회로 연결 스위치(sw1)에 접점되어 제 2 스위칭 트랜지스터로부터 전달되는 전원을 중계시켜 전원의 흐름을 지속시킨다.

상기 통신신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)은 상기 회로 작동용 철편(1131)에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편(1131)이 온 되면 통신신호 출력 제어부(1140)에 전원을 연결하여 통신장치가 작동되도록 유도한다.

상기 제 1 탄성유지수단(1133)은 회로 작동용 철판(1131)의 하단에 설치되며 릴레이 스위치 미작동시 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와 회로 작동용 철편(1131)이 항상 오프상태를 유지하도록 유도한다.

상기 제 2 탄성유지수단(1134)은 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 상부에 설치하되 제 1 탄성유지수단과 일정거리 이격되어 설치되며, 릴레이 스위치 미작동시 서로 이격된 상태가 유지되면서 전기적으로 오프 상태를 유지시키며, 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)이 끌어당겨져 제 1 탄성유지수단이 겹쳐지면서 제 1 탄성유지수단(1133)과 결합되고 동시에 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 스위칭되어 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 회로 작동용 철편(1131)의 부착 상태가 계속되어 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터를 통한 전원공급상태를 유지시킨다. 이때 릴레이 스위치의 작동으로 회로작동용 철편(1131)이 동작하면 통신신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)이 자동으로 작동하여 통신신호가 외부로 출력되도록 동작한다.

상기 간격유지수단(1133a)은 제 2 탄성유지수단(1134)과 제 1 탄성유지수단(1133)이 결합시에 상호 직접 결합되지 않고 일정간극을 유지한체 결합되도록 유도하며, 제 1 탄성유지수단(1133)과 제 2 탄성유지수단(1134)을 해체시에 상기 간격유지수단의 작용으로 보다 자연스럽게 상호 분리가 가능토록 유도한다. 만약에 간격유지수단이 존재하지 않으면 제 1 탄성유지수단(1133)과 제 2 탄성유지수단(1134)의 직접 붙게 되므로 나중에 상호 분리가 어렵게 된다. 이에 따라 본 발명에서는 간격유지수단(1133a)을 더 부가 설치하여 제 1 탄성유지수단(1133)과 제 2 탄성유지수단(1134)이 용이하게 분리될 수 있도록 하였다.

상기 수동 작동 스위치(1135)는 회로작동용 철편과 통신신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 통신신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 통신신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프되어 통신신호 출력부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 통신신호가 출력되지 않토록 한다.

이하에서 통신신호 자동 출력부(1000)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 통신신호 출력을 위한 제어관계를 살펴보면, 제어부에서 제 3 스위칭 트랜지스터와 제 4 스위칭 트랜지스터에 전원을 인가하여 릴레이 스위치(RL1)를 작동시킨다. 이에 따라 릴레이 스위치의 작동으로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 통신신호 출력용 전원 스위치(sw2)가 온 되면서 통신신호 출력 제어부(1140)에 전원이 인가되어 통신신호가 디스플레이 된다.

상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 작동하면 제어부는 제 3 스위칭 트랜지스터 및 제 4 스위칭 트랜지스터의 작동을 차단하여 릴레이 스위치의 작동을 차단시키고, 동시에 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터를 작동시킨다.

한편, 만약 작업자가 통신신호가 출력되는 도중에 제 1 회로 연결 스위치 및 통신신호 출력용 전원 스위치를 오프시키게 되면 제어부에서 이를 파악하게 되고, 그러면 제 3 스위칭 트랜지스터 및 제 4 스위칭 트랜지스터를 작동시켜 릴레이 스위치가 작동되도록하여 철편을 이동시키면서 폐회로를 유지시키고 동시에 통신신호 제어부(1140)로 출력되는 전원을 복귀시켜 계속적으로 통신신호 출력부(1150)를 작동시킬 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 알림 요인을 해결하지 않으면 계속적으로 통신신호를 출력시키도록하여 반드시 알림 요인을 해결하도록 유도한다.

즉, 제어부에서 제 3 스위칭 트랜지스터 및 제 4 스위칭 트랜지스터와, 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터에 스위칭 신호를 인가하면 다시 전원을 복귀시켜 통신신호가 자동으로 출력되며, 이에 따라 알림 상황이 완전히 제거되는 것을 인지하지 못하여 통신신호를 차단하더라도 다시 재작동되므로 작업자로 하여금 통신신호의 발생원인을 확실하게 해결토록 유도할 수 있다.

만약에 제어부에서 더이상 통신신호의 출력이 필요없다고 인정되면 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터와, 제 3 스위칭 트랜지스터 및 제 4 스위칭 트랜지스터에 더이상 전원신호를 인가하지 않게 되므로 이때에는 수동 작동 스위치(1135)를 사용자가 조작하여 통신신호를 수동으로 차단시킬 수 있게 된다.

한편, CNC 콘트롤러는 기판 형태로 이루어지며, 과열이 발생할 수 있는바, 본 발명은 CNC 콘트롤러의 주변에 요부 냉각수단을 설치하며, CNC 콘트롤러에서 발생하는 열을 감지하여 필요한 부분을 냉각시킨다.

이하에서 요부 냉각수단(400)을 보다 상세히 설명하기로 한다.

상기 요부 냉각수단(400)은 냉각판넬(410)과, 열전냉각소자(420)와, 방열판넬(430)과, 방열용 팬(440)과, 냉각판넬 및 열전냉각소자 이송부(450)와, 온도센싱부(460)와, 요부냉각 제어부(470)로 이루어진다.

상기 냉각판넬(410)은 루미늄 금속으로 이루어지며 CNC 콘트롤러의 일단에 위치한다.

상기 열전냉각소자(420)는 냉각판넬의 하부에 부착되며 외부 전기공급에 따라 냉각판넬에 냉각열을 전달하여 함체 내부를 급속냉각시키는 역할을 한다.

상기 방열판넬(430)은 열전냉각소자의 하부에 슬라이딩 결합되며 알루미늄재질로 이루어지고 열전냉각소자의 작용에 의해서 발생된 열을 포집한다.

상기 방열용 팬(440)은 방열판넬에 부착되며 팬의 회전에 의해서 방열판넬에서 발생되는 열을 빠른 속도로 외부로 전달시켜 방열판넬을 식히는 역할을 한다.

상기 냉각판넬 및 열전냉각소자 이송부(450)는 냉각판넬에 연결하되 자체 회전에 의해서 냉각판넬 및 열전냉각소자를 필요한 지점으로 이송하여 그 부분을 급속 냉각시킨다.

상기 온도센싱부(460)는 일정간격으로 설치되어 온도가 기준이상 높은 부분이 있는가를 파악하여 정보를 전달한다.

상기 요부 냉각 제어부(470)는 온도센싱부의 정보 결과를 토대로 냉각판넬 및 열전냉각소자 이송부를 구동하여 좀더 냉각이 필요한 지점에 위치되어 그부분을 냉각시키도록 제어한다.

상기 요부냉각 제어부(470)는 온도센싱부의 정보에 따라 필요 구간을 냉각시키는바, 구동모터(450b)를 작동하여 스크류(450a)를 회전시킴으로서 냉각판넬(410) 및 열전냉각소자(420)를 필요한 지점으로 이송시킨다.

그러면 상기 냉각판넬(410)과 열전냉각소자(420)가 존재하는 부분은 냉각이 이루어져 과열로 인한 안전사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

즉, 냉각판넬(410)과 열전냉각소자(420)가 위치한 부분에 냉각열이 전달되어 급속히 냉각되고, 열전냉각소자(420)에서 발생되는 열은 방열판넬(430)을 통해 이동하게 되며, 방열판넬(430)에 부착된 방열용 팬(440)에 의해서 외부로 빠져나가게 되어 보다 더 강력하게 부분 냉각상태를 유지하게 된다.

상기에서 열전냉각소자(420)가 방열판넬을 보다 용이하게 슬라이딩 이동되도록하기 위해 방열판넬(430)에 레일(430a)을 설치하는 것이 바람직하며, 이에 상응하여 열전냉각소자(420)의 표면은 레일홈(420a)을 형성하여 상기 열전냉각소자(420)가 레일(430a)을 타고 보다 자연스럽게 좌우 유동이 가능토록 구성할 수 있다. 물론, 레일(430a) 및 레일홈(420a)은 다수개를 형성할 수 있다.

10: 소음센서
20: A/D 컨버터
30: CNC 컨트롤러
40: 제어부
50: 주축 모터
60: 이송축 모터
400: 부분냉각수단
1000: 통신신호 자동 출력부
2000: 먼지 측정수단
3000: 먼지 경보 제어부
4000: 디스플레이

Claims (6)

1. 공작기계의 절삭위치 주변에 설치되어 소음발생시 소음폭에 의해 결정된 전압차를 발생시키는 소음센서(10)와;
   상기 소음센서에 연결되어 있으며 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터(20)와;
   A/D 컨버터로부터 입력되는 디지털 신호를 메모리부에 저장하고 주축과 이송축을 제어하는 CNC 컨트롤러(30)와;
   상기 CNC 컨트롤러로부터 가공중 발생되는 주축 소음 데이터를 입력받아서 실시간으로 감시하고, 데이터 베이스 기반과 학습 데이터 기반의 데이터를 이용하여 자동으로 적정한 가공조건을 해석 및 지령을 하며, 주축모터와 이송축 모터를 제어하는 제어부(40)와;
   상기 CNC 컨트롤러 일단에 설치되어 먼지를 측정하는 먼지 측정수단(2000)과;
   상기 먼지 측정수단에 의해서 먼지가 기준이상 검출되면 알림신호를 외부로 출력하는 통신신호 자동 출력부(1000)로 이루어지고;
   
   상기 먼지 측정수단(2000)은,
   적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)로 이루어지고;
   상기 적외선 송신수단(A)은,
   액추에이터(3)에 권취되어 소정거리 이격되게 장착되는 다수의 유동용 전자석(2a,2b,2c)과, 상기 유동용 전자석(2a,2b,2c)과 인접된 위치에 고정 설치되는 다수의 고정용 전자석(2d,2e,2f)로 이루어지는 적외선 송신기 변환수단(2)과; 상기 유동용 전자석(2a,2b,2c)과 고정용 전자석(2d,2e,2f)에 전류를 흘려 자성을 형성시키고 이 자성에 의해 유동용 전자석(2a,2b,2c)과 고정용 전자석(2d,2e,2f) 사이에 척력과 인력을 발생시켜 액추에이터(3)를 구동시키는 송신 제어부(1)와; 상기 액추에이터의 하단에 설치되어 적외선 송신기를 전후로 유동시키는 적외선 송신기 유동수단(4)과; 상기 적외선 송신기 유동수단에 설치되는 적외선 송신기의 출력을 변동시키기 위한 오목렌즈군(5)로 이루어지며;
   상기 적외선 송신기 유동수단(4)은,
   액추에이터(3)의 일측 외주연에 길이방향으로 다수 형성된 오목렌즈군(5)에 근접되어 적외선을 외부로 출력하는 적외선 송신용 소자(4a)와, 상기 적외선 송신용 소자(4a)를 유동시키기 위한 이동바(4b)와, 상기 이동바를 움직여서 적외선 송신용 소자를 좌우로 유동시키는 솔레노이드(4c)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작기계 가공정보 추출 시스템.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 액추에이터(3)의 하단에는, 작동 민감도를 조절하기 위한 제 1 내지 제 3 끼움용 홀(6a)과, 상기 끼움용 홀에 삽입 설치되는 제 1 내지 제 3 무게조절핀(6b)을 포함하는 움직임 속도 조절수단(6)을 더 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작기계 가공정보 추출 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 오목렌즈군(5)은
   중심부의 함몰 각도에 따라서 적외선 광의 출력 정도를 달리하도록 설계되며, 적외선 송신기 변환수단의 움직임 작동에 의해서 함몰 정도가 다른 렌즈가 선택되면서 다른 강도의 적외선 광을 출력할 수 있도록 구성되고,
   작동봉의 가장 중심에 설치되며 함몰각도가 25도인 제 3 오목렌즈(5c)와;
   적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(5c)의 윗쪽에 설치되며 함몰각도가 15도인 제 2 오목렌즈(5b)와;
   적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우에 사용되며 제 2 오목렌즈(152)의 윗쪽에 설치되며 함몰각도가 5도인 제 1 오목렌즈(5a)와;
   적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(5c)의 아랫쪽에 설치되며 함몰각도가 35도인 제 4 오목렌즈(5d)와;
   적외선 광을 더 많이 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 4 오목렌즈(5d)의 아랫쪽에 설치되며 함몰각도가 45도인 제 5 오목렌즈(5e)로 이루어짐을 특징으로 하는 공작기계 가공정보 추출 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 통신신호 자동 출력부(1000)는,
   자체 전원에 의해서 전원을 인가시키는 전원부(1110)와;
   베이스에 입력되는 스위칭 신호에 따라 회로를 스위칭 시키는 제 1 스위칭 트랜지스터(Q1)와;
   제 1 스위칭 트랜지스터의 동작에 상응하여 동작하며 전원부로부터 출력되는 전원을 스위칭시키는 제 2 스위칭 트랜지스터(Q2)와;
   베이스에 입력되는 스위칭 신호에 따라 회로를 스위칭 시키는 제 3 스위칭 트랜지스터(Q3)와;
   전원부의 출력단 타측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원부를 스위칭 시키는 제 4 스위칭 트랜지스터(Q4)와;
   제 4 스위칭 트랜지스터 출력단에 결합되며 제 4 스위칭 트랜지스터 스위칭되면 자기력을 발생시키는 릴레이 스위치(RL1)와;
   상기 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행하는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와;
   상기 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 통신신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 통신신호가 통신신호 출력부(1150)를 통해 출력 되도록 유도하는 역할을 하는 제 2 통신 신호 출력용 전원 스위치(sw2)와;
   상기 제 3 스위칭 트랜지스터 및 제 4 스위칭 트랜지스터를 스위칭시켜 릴레이 스위치가 스위칭되도록 유도하며, 이에 따라 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 통신신호 출력용 전원 스위치가 스위칭 되도록하고, 이후 제 3 스위칭 트랜지스터 및 제 4 스위칭 트랜지스터를 오프시킴과 동시에 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터를 스위칭시켜, 릴레이 스위치는 오프시키고 동시에 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터에 연동되도록 구성된 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 통신신호 출력용 전원 스위치의 스위칭 상태를 지속시켜 통신상태를 지속시키는 통신 제어부(1120)와;
   상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)에 접점되어 제 2 스위칭 트랜지스터로부터 전달되는 전원을 중계시켜 전원의 흐름을 지속시키는 회로 작동용 철편(1131)과;
   상기 회로 작동용 철편(1131)에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편(1131)이 온 되면 통신신호 출력 제어부(1140)에 전원을 연결하여 통신장치가 작동되도록 유도하는 통신신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)과;
   상기 회로 작동용 철판(1131)의 하단에 설치되며 릴레이 스위치 미작동시 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와 회로 작동용 철편(1131)이 항상 오프상태를 유지하도록 유도하는제 1 탄성유지수단(1133)과;
   상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 상부에 설치하되 제 1 탄성유지수단과 일정거리 이격되어 설치되며, 릴레이 스위치 미작동시 서로 이격된 상태가 유지되면서 전기적으로 오프 상태를 유지시키며, 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)이 끌어당겨져 제 1 탄성유지수단이 겹쳐지면서 제 1 탄성유지수단(1133)과 결합되고 동시에 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 스위칭되어 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 회로 작동용 철편(1131)의 부착 상태가 계속되어 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터를 통한 전원공급상태를 유지시키고, 이때 릴레이 스위치의 작동으로 회로작동용 철편(1131)이 동작하면 통신신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)이 자동으로 작동하여 통신신호가 외부로 출력되도록 동작하는 제 2 탄성유지수단(1134)과;
   상기 제 2 탄성유지수단(1134)과 제 1 탄성유지수단(1133)이 결합시에 상호 직접 결합되지 않고 일정간극을 유지한체 결합되도록 유도하며, 제 1 탄성유지수단(1133)과 제 2 탄성유지수단(1134)을 해체시에 자연스럽게 상호 분리가 가능토록 유도하는 간격유지수단(1133a)과;
   상기 회로작동용 철편과 통신신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 통신신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 통신신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프시켜 통신신호 출력부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 통신신호가 출력되지 않토록 유도하는 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 공작기계 가공정보 추출 시스템.
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