KR101999112B1 - Tool life maintenance system and tool life maintenance method for machine tools - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공작 기계의 운용 시 공구의 마모 상황을 실시간 검사하여 공구의 사용 수명을 효율적으로 관리하고, 공구마모 측정 인자의 측정데이터에 근거하여 체계적인 공구수명 관리를 제공하며, 적절한 시기의 공구 교체로 공구의 파괴에 의한 사고를 예방하고 가공물의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 공작 기계용 공구수명 관리시스템 및 공구수명 관리방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 공작 기계의 공구수명을 관리하기 위한 방법으로서, 가공물과 공작 기계의 공구별 간의 마찰력 변화를 검출하기 위한 측정인자를 검출하는 측정인자 검출 단계; 공구별 N번의 가공횟수당 상기 검출 단계에서 검출된 검출값의 평균을 구하여 산출된 산출값을 베이스 데이터로서 생성 저장하는 공구마모 베이스데이터 마련 단계; 상기 공구마모 베이스베이터 마련단계의 산출값을 N+1번의 가공횟수에 적용하여 예상 마모값을 구하고 공구마모 추세데이터로서 생성 저장하는 공구마모 추세데이터 마련 단계; 및 상기 공구마모 추세데이터의 마모 예상값에 사용자가 설정한 설정값이 도달하는지 판단하여 공구의 교체 여부를 결정하는 공구교체 판단 단계;를 포함하며, 상기 사용자가 설정한 설정값이 상기 예상 마모값에 도달하지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 공구마모 추세데이터 마련 단계로 진행되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작 기계용 공구수명 관리방법이 제공된다.The present invention relates to a method and apparatus for efficiently managing the service life of a tool by real-time inspection of the wear state of the tool during operation of the machine tool, providing systematic tool life management based on measurement data of the tool wear measurement factor, To a tool life management system and a tool life management method for a machine tool capable of preventing an accident caused by breakage of the tool and improving the machining accuracy of the workpiece. According to the present invention, there is provided a method for managing a tool life of a machine tool, comprising: a measurement factor detection step of detecting a measurement factor for detecting a change in a friction force between a workpiece and a tool of a machine tool; A tool wear base data preparing step of obtaining an average of detected values detected in the detecting step for N machining times per tool and generating and storing the calculated values as base data; A tool wear trend data preparing step of applying a calculated value of the tool wear baseplate preparing step to N + 1 number of times of machining to obtain a predicted wear value and generating and storing the predicted wear value as tool wear trend data; And a tool replacement determination step of determining whether a tool has been replaced or not by determining whether a set value set by a user is reached with a wear expectation value of the tool wear trend data, The method comprising the steps of: determining whether or not the tool wear trend data has been reached; and proceeding to the tool wear trend data preparing step if it is determined that the tool wear trend data has not been reached.
Description
본 발명은 공작 기계용 공구수명 관리시스템 및 공구수명 관리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작 기계의 운용 시 공구의 마모 상황을 실시간 검사하여 공구의 사용 수명을 효율적으로 관리하고, 공구마모 측정 인자의 측정데이터에 근거하여 체계적인 공구수명 관리를 제공하며, 적절한 시기의 공구 교체로 공구의 파괴에 의한 사고를 예방하고 가공물의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 공작 기계용 공구수명 관리시스템 및 공구수명 관리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tool life management system and a tool life management method for a machine tool, and more particularly, to a tool life management method and a tool life management method for a tool, A tool life management system and a tool life management method which can provide a systematic tool life management based on the measurement data of the tool and prevent the accident caused by breakage of the tool due to the replacement of the tool at an appropriate time, .
생산 시스템의 중핵 기술인 기계 가공의 주류는 공작 기계에 의한 절삭가공으로서 이러한 절삭 가공은 필연적으로 공구를 이용하게 되는데, 최근에는 생산 체계가 다품종 소량 생산으로 이행되고 있으므로 부품 가공을 위한 공구의 종류와 수가 증가하고, 공구 관련 투자가 증가하고 있는 실정이다.The mainstream of machining, which is the core technology of production system, is machining by machine tool. Such cutting is inevitably used as a tool. In recent years, production system has been shifted to small quantity production of various kinds of products. And investment in tools is on the rise.
일반적으로, 드릴 가공 작업에서 공구가 파괴되거나 공구마모의 증가에 의한 절삭저항의 급격한 증가, 소음, 진동 등이 있을 때 공구의 교체가 이루어졌다. 이러한 종래 방법에 의하면 공구가 이미 파괴되거나 임계치 이상으로 마모된 상태에서 공구를 교체하므로, 구멍을 가공하는 부품의 손상이나 치수의 부정확성을 초래하며, 그에 따라 구멍도 역시 부정확한 치수로 가공된다.In general, tool replacement has occurred when there is a sudden increase in cutting resistance, noise, vibration, etc., due to breakage of the tool in drilling or increase in tool wear. This conventional method causes the tool to be replaced in the state that the tool is already broken or worn beyond the threshold value, resulting in inaccuracy of the damage or dimension of the part for machining the hole, so that the hole is also machined to an incorrect dimension.
따라서, 공구가 파괴되거나 임계치 이상으로 마모되기 전에 공구의 마모 상태를 측정하여 공구를 교체함으로써 위와 같은 단점들을 해결할 수 있는 공구 수명 예측 방법이 요구된다.Therefore, there is a need for a tool life prediction method that can solve the above-mentioned disadvantages by measuring the wear state of the tool and replacing the tool before the tool is broken or worn beyond the threshold value.
이를 위하여 근래 공작기계 당 운용하는 공구의 수가 증가하고 있으며, 이에 따라 자동 공구 교환 장치(ATC : Automatic Tool Changer)를 갖춘 머시닝 센터가 많이 사용되고 있다.Recently, the number of tools to be operated per machine tool has been increasing, and machining centers equipped with an automatic tool changer (ATC) have been widely used.
이러한 머시닝 센터는 차례로 새로운 가공면에 대응해 필요한 공구를 자동적으로 배치하여 평삭, 엔드밀링, 드릴링, 탭핑, 보링 등 각종 작업을 모두 한 대의 기계로 하며, 작업 순서만 정해 놓으면 전자동으로 운전하는데 비용면으로 볼 때 총 투자 비용의 30% 정도를 공구가 차지하고 있다.These machining centers, in turn, automatically arrange the necessary tools in response to the new machining surface to make all machining operations such as grinding, end milling, drilling, tapping and boring all in one machine. , The tool accounts for about 30% of the total investment cost.
그러나 현실적으로 공구의 수명 관리에 대한 이해 부족으로 공구가 많이 사용되는 기계 공작에서는 많은 경제적 손실이 발생하고 있다.However, due to the lack of understanding of the life-span of tools, there are many economic losses in machine tools where tools are widely used.
공구 수명을 관리하는 일반적인 방법으로는 사용시간을 관리하는 방법과, 사용횟수를 관리하는 방법이 있는데, 보통의 CNC(Computerized Numerical Controller)는 각 공구를 권역화(Grouping)하여 공구 수명을 관리할 수 있는 기능을 자체적으로 가지고 있으나 이를 외부로 전송할 수 없는 단점이 있었다.As a general method for managing tool life, there are a method of managing the use time and a method of managing the use frequency. In a typical CNC (Computerized Numerical Controller), a tool life can be managed by grouping each tool But has a disadvantage in that it can not be transmitted to the outside.
따라서, 적은 공구를 가지고 동일한 부품을 반복 가공하는 선반의 경우에 있어서는 툴 카운터(Tool Counter)를 각 기계에 설치하여 각 공구의 사용 횟수를 누적하고 사용 횟수가 어느 횟수에 도달하면 공구를 교환하는 방법이 널리 이용되고 있다.Therefore, in the case of a lathe that repeatedly processes the same parts with a small number of tools, a tool counter is installed on each machine to accumulate the number of times of use of each tool and to exchange the tool when the number of times of use reaches a certain number Is widely used.
그러나 가공물의 형상이 복잡하고 다양하며, 한 기계당 공구도 20~200개 정도가 운용되는 머시닝 센터의 경우에는 전자와 같은 방법으로는 공구 수명관리가 불가능하며, 또한 가능하다 하더라도 비효율적이다.However, in the case of a machining center in which the shape of the workpiece is complicated and varied, and a machining center in which about 20 to 200 tools are operated per machine, it is impossible to manage the tool life by the same method as the former, and even if possible, it is inefficient.
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 공작 기계의 운용 시 공구의 마모 상황을 실시간 검사하여 공구의 사용 수명을 효율적으로 관리하고, 공구마모 측정 인자의 측정데이터에 근거하여 체계적인 공구수명 관리를 제공할 수 있는 공작 기계용 공구수명 관리시스템 및 공구수명 관리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus for efficiently managing the service life of a tool, A tool life management system and a tool life management method for a machine tool capable of providing maintenance.
또한, 본 발명은 공구 교체로 결정되는 데이터의 누적 데이터를 통하여 정밀하고 신뢰성 있는 새로운 기준 데이터(공구마모 추이 데이터)를 생성하여 공구마모를 판단함으로써 공구교체 주기를 더 효율적이고 체계적으로 관리할 수 있는 공작 기계용 공구수명 관리시스템 및 공구수명 관리방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.Further, according to the present invention, it is possible to more efficiently and systematically manage a tool replacement cycle by judging tool wear by generating new reference data (tool wear change data) that is accurate and reliable through cumulative data of data determined by tool replacement Another object is to provide a tool life management system and tool life management method for a machine tool.
또한, 본 발명은 공구의 교체 시기를 고지하여 적절한 시기의 공구 교체로 공구의 파괴에 의한 사고를 예방하고 가공물의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 공작 기계용 공구수명 관리시스템 및 공구수명 관리방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.The present invention also provides a tool life management system and tool life management method for a machine tool capable of preventing an accident caused by breakage of a tool by replacing the tool at an appropriate time by notifying the replacement timing of the tool and improving the machining accuracy of the workpiece There is another purpose.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling the same.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 공작 기계의 공구수명을 관리하기 위한 방법으로서, 가공물과 공작 기계의 공구별 간의 마찰력 변화를 검출하기 위한 측정인자를 검출하는 측정인자 검출 단계; 공구별 N번의 가공횟수당 상기 검출 단계에서 검출된 검출값의 평균을 구하여 산출된 산출값을 베이스 데이터로서 생성 저장하는 공구마모 베이스데이터 마련 단계; 상기 공구마모 베이스베이터 마련단계의 산출값을 N+1번의 가공횟수에 적용하여 예상 마모값을 구하고 공구마모 추세데이터로서 생성 저장하는 공구마모 추세데이터 마련 단계; 및 상기 공구마모 추세데이터의 마모 예상값이 사용자가 설정한 설정값에 도달하는지 판단하여 공구의 교체 여부를 결정하는 공구교체 판단 단계;를 포함하며, 상기 사용자가 설정한 설정값에 상기 예상 마모값이 도달하지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 공구마모 추세데이터 마련 단계로 진행되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작 기계용 공구수명 관리방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for managing a tool life of a machine tool, comprising the steps of: measuring a measurement parameter for detecting a change in a friction force between a workpiece and a tool of the machine tool; A detecting step of detecting a measuring factor; A tool wear base data preparing step of obtaining an average of detected values detected in the detecting step for N machining times per tool and generating and storing the calculated values as base data; A tool wear trend data preparing step of applying a calculated value of the tool wear baseplate preparing step to N + 1 number of times of machining to obtain a predicted wear value and generating and storing the predicted wear value as tool wear trend data; And a tool replacement determination step of determining whether or not a tool is replaced by determining whether a wear expectation value of the tool wear trend data reaches a set value set by a user, Is reached, the process proceeds to the step of preparing the tool wear tendency data.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 공구교체 판단 단계에서 사용자가 설정한 설정값에 상기 예상 마모값이 도달한 것으로 판단되는 경우, 해당 공구마모 추세데이터를 기준 데이터로 지정하는 기준 데이터 지정 단계; 상기 기준 데이터에 대하여 사용자가 설정한 상한 마진값을 적용한 값의 상한 데이터를 상기 기준 데이터와 함께 생성 저장하는 상한 데이터 마련 단계; 및 상기 상한 데이터와 상기 베이스 데이터를 비교하여 상기 베이스 데이터의 값이 상기 상한 데이터의 값에 도달하는지 여부를 판단하는 실시간 모니터링 단계;를 더 포함하며, 상기 베이스 데이터의 값이 상한 데이터의 값에 도달하는 것으로 판단되는 경우, 시각적 및 청각적 중 적어도 하나의 방식으로 고지하면서 공작 기계의 동작이 정지되도록 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a tool, comprising: a reference data designation step of designating the tool wear trend data as reference data when it is determined that the predicted wear value has reached a set value set by a user in the tool replacement determination step; An upper limit data preparing step of generating and storing upper limit data of a value obtained by applying an upper limit margin value set by a user to the reference data together with the reference data; And a real-time monitoring step of comparing the upper limit data with the base data to determine whether the value of the base data reaches the value of the upper limit data, wherein when the value of the base data reaches a value of the upper limit data And stopping the operation of the machine tool while noticing it in at least one of visual and auditory sense.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 측정 인자는 공작 기계의 공구를 회전시키는 서보 모터의 구동을 위한 3상 인버터의 출력 상(phase) 중 임의의 두 상(two phase)의 상전압과 한 상(one phase)의 전류의 위상차로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In one aspect of the present invention, the measurement factor is a phase voltage of at least two of the output phases of the three-phase inverter for driving a servomotor for rotating a tool of a machine tool and a phase difference of a current of one phase.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 실시간 모니터링 단계에서 베이스 데이터의 값이 상한 데이터의 값에 도달하지 않은 것으로 판단되는 경우, 상한 데이터를 주기적 또는 실시간 저장하면서 상한 데이터의 증감 추이를 누적 통계하여 상기 기준 데이터로서 적용하는 것을 특징으로 한다.In one aspect of the present invention, when it is determined that the value of the base data does not reach the value of the upper limit data in the real-time monitoring step, the upper limit data is periodically or real- And is applied as data.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 공구마모 추세데이터, 기준 데이터 및 상한 데이터는 변동 추이 및 변동률을 시각적으로 제공하기 위하여 그래프로 디스플레이되는 것을 특징으로 한다.In one aspect of the present invention, the tool wear trend data, the reference data, and the upper limit data are displayed as a graph to visually provide a variation trend and a variation percentage.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 공작 기계의 공구수명을 관리하기 위한 시스템으로서, 공작 기계의 공구를 회전시키는 모터의 구동을 위한 3상 인버터의 출력 상(phase)중 임의의 두 상(two phase)의 상전압과 한 상의 전류를 위상차를 검출인자로 검출하는 전압/전류 위상차 검출모듈; 및 상기 검출모듈에서 검출된 검출값에 기초하여 공구의 마모율을 예측하고 실시간 모니터링하는 모니터링 수단;을 포함하고, 상기 모니터링 수단은, 상기 위상차 검출모듈에서 검출된 검출값의 평균을 구하여 산출된 산출값을 베이스 데이터로서 생성하는 베이스 데이터 생성부와, 상기 베이스 데이터 생성부에서 생성된 산출값을 N+1번의 가공횟수에 적용하여 예상 마모값을 구하고 공구마모 추세데이터로서 생성하는 공구마모 추세데이터 생성부와, 상기 공구마모 추세데이터 생성부에 생성된 공구마모 추세데이터의 마모 예상값이 사용자가 설정한 설정값에 도달하는지 판단하여 공구의 교체 여부를 결정하는 공구교체 판단부와, 상기 공구교체 판단부에서 사용자가 설정한 설정값에 상기 예상 마모값이 도달한 것으로 판단되는 경우, 해당 공구마모 추세데이터를 기준 데이터로 지정하는 기준 데이터 지정부와, 상기 기준 데이터에 대하여 사용자가 설정한 상한 마진값을 적용한 값의 상한 데이터를 상기 기준 데이터와 함께 생성하는 상한 데이터 생성부와, 상기 각 부에서 생성되는 데이터를 저장하는 데이터베이스부, 상기 상한 데이터 생성부에서 생성되는 상한 데이터와 상기 베이스 데이터 저장부에 저장되는 베이스 데이터를 실시간 비교하여 상기 베이스 데이터의 값이 상기 상한 데이터의 값에 도달하는지 여부를 판단하는 실시간 모니터링부, 및 상기 데이터베이스부에 저장되는 공구마모 추세데이터, 기준 데이터 및 상한 데이터를 변동 추이 및 변동률을 나타내는 그래프로 가공하여 디스플레이되는 디스플레이부를 포함하며, 상기 실시간 모니터링부는 상기 베이스 데이터의 값이 상한 데이터의 값에 도달하는 것으로 판단되는 경우, 시각적 및 청각적 중 하나 이상의 방식으로 고지하면서 공작 기계의 동작을 정지시키도록 제어하는 것을 포함하는 공작 기계용 공구수명 관리시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a system for managing the tool life of a machine tool, comprising: two phases of the output phases of a three-phase inverter for driving a motor for rotating a tool of a machine tool; A voltage / current phase difference detection module for detecting a phase difference between the phase voltage of the one phase and the current of one phase as a detection factor; And monitoring means for predicting and real-time monitoring the wear rate of the tool based on the detection value detected by the detection module, wherein the monitoring means calculates an average of the detected values detected by the phase difference detecting module, And a tool wear tendency data generating unit for obtaining a predicted wear value by applying the calculated value generated by the base data generating unit to the number of machining times of N + 1, and generating the tool wear tendency data as tool wear trend data, And a tool replacement determination unit for determining whether or not the estimated wear value of the tool wear trend data generated in the tool wear trend data generation unit has reached a set value set by the user to replace the tool, If it is determined that the predicted wear value has reached the set value set by the user An upper limit data generation unit for generating upper limit data of a value to which the upper limit margin value set by the user is applied to the reference data together with the reference data, A base unit for comparing the upper limit data generated by the upper limit data generation unit and the base data stored in the base data storage unit in real time to determine whether the value of the base data reaches the value of the upper limit data And a display unit for displaying the tool wear tendency data, the reference data, and the upper limit data stored in the database unit as a graph indicating a variation trend and a variation percentage, wherein the real time monitoring unit comprises: Value is higher If it is determined that the value of the data is reached, there is provided a machine tool for the tool life management system comprises control so as to stop the operation of the machine tool, while a visual and audible notice of one or more of the methods.
상기한 본 발명에 따른 공작 기계용 공구수명 관리시스템 및 공구수명 관리방법에 의하면, 정밀도 있는 측정인자 및 판단인자에 근거하여 공구의 마모 상황을 신뢰성있게 판단함으로써 공구의 정확한 사용 수명을 예측하고 교체할 수 있는 효과가 있다.According to the tool life management system and tool life management method for a machine tool according to the present invention, it is possible to reliably determine the wear state of the tool based on accurate measurement factors and judgment factors, There is an effect that can be.
또한, 본 발명에 의하면, 누적 데이터를 통하여 더욱 정밀한 기준 데이터(공구마모 추이 데이터)를 생성하여 공구마모를 판단함으로써 공구교체 주기를 보다 효율적이고 체계적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, it is possible to more efficiently and systematically manage tool replacement cycles by generating more precise reference data (tool wear transition data) through cumulative data to determine tool wear.
또한, 본 발명에 의하면, 공구의 교체 시기를 고지하여 적절한 시기의 공구 교체를 통해 공구의 파괴에 의한 사고를 예방하고 가공물의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, there is an effect that it is possible to prevent the accident caused by breakage of the tool by changing the tool at an appropriate time by notifying the replacement timing of the tool, and to improve the processing accuracy of the workpiece.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명에 따른 공작 기계용 공구수명 관리방법을 나타내는 플로차트이다.
도 2는 본 발명에 따른 공작 기계용 공구수명 관리방법에서 추세 데이터(기준 데이터)를 그래프로 표시하는 일 예를 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공작 기계용 공구수명 관리시스템의 구성을 블록화하여 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a flowchart showing a tool life management method for a machine tool according to the present invention.
2 is an exemplary diagram showing an example of displaying trend data (reference data) as a graph in the tool life management method for a machine tool according to the present invention.
3 is a block diagram schematically showing a configuration of a tool life management system for a machine tool according to the present invention.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다. Further objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Before describing the present invention in detail, it is to be understood that the present invention is capable of various modifications and various embodiments, and the examples described below and illustrated in the drawings are intended to limit the invention to specific embodiments It is to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Also, the terms " part, "" unit," " module, "and the like, which are described in the specification, refer to a unit for processing at least one function or operation, Software. ≪ / RTI >
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description with reference to the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공작 기계용 공구수명 관리시스템 및 공구수명 관리방법을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 설명에서 공구는 단수의 용어로 기재하고 있으나, 각각의 공구별로 해석될 수 있으며, 발명의 명확화 및 설명의 간략화를 위하여 아래 관리 방법에서 실행되는 제어 과정은 소정의 프로그램 언어를 사용하여 프로그래밍 되는 공지의 소프트웨어 및/또는 하드웨어 각각 또는 이들의 조합으로 실행될 수 있음을 전제로 한다.Hereinafter, a tool life management system and a tool life management method for a machine tool according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the tools are described in singular terms, but they can be interpreted for each tool. For simplicity of explanation and simplification of the description, the control process executed in the below management method is programmed using a predetermined programming language Known software and / or hardware, or a combination thereof.
먼저, 본 발명에 따른 공작 기계용 공구수명 관리방법에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 공작 기계용 공구수명 관리방법을 나타내는 플로차트이고, 도 2는 본 발명에 따른 공작 기계용 공구수명 관리방법에서 추세 데이터(기준 데이터)를 그래프로 표시하는 일 예를 나타내는 예시도이다.First, a tool life management method for a machine tool according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 1 is a flowchart showing a tool life management method for a machine tool according to the present invention. FIG. 2 is a graph showing an example of graphical representation of trend data (reference data) in the tool life management method for a machine tool according to the present invention. .
본 발명에 따른 공작 기계용 공구수명 관리방법은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 가공물과 공작 기계의 공구별 간의 마찰력 변화를 검출하기 위한 측정인자를 검출하는 측정인자 검출 단계(S100); 상기 공구별 N번의 가공횟수당 상기 검출 단계에서 검출된 검출값의 평균을 구하여 산출된 산출값을 베이스 데이터로서 생성 저장하는 공구마모 베이스데이터 마련 단계(S200); 상기 공구마모 베이스데이터 마련 단계에서 저장된 산출값을 N+1번의 가공횟수에 적용하여 예상 마모값을 구하고 공구마모 추세데이터로서 생성 저장하는 공구마모 추세데이터 마련 단계(S300); 상기 공구마모 추세데이터 마련 단계(S300)에서 저장된 공구마모 추세데이터의 마모 예상값이 사용자가 설정한 설정값에 도달하는지 판단하여 공구의 교체 여부를 결정하는 공구교체 판단 단계(S400); 상기 공구교체 판단 단계(S400)에서 사용자가 설정한 설정값에 상기 예상 마모값이 도달하지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 공구마모 추세데이터 마련 단계(S300)로 진행되도록 이루어지는 것을 포함한다.The tool life management method for a machine tool according to the present invention includes: a measurement factor detection step (S100) for detecting a measurement factor for detecting a change in friction force between a workpiece and a tool of a machine tool, as shown in Figs. A tool wear base data preparing step (S200) of obtaining an average of detected values detected in the detecting step for N times of machining for each tool and generating and storing the calculated values as base data; A tool wear trend data preparing step (S300) of obtaining estimated wear values by applying the stored values stored in the tool wear base data preparing step to N + 1 times and generating and storing the estimated wear values as tool wear trend data; A tool replacement determination step (S400) of determining whether or not a tool is replaced by determining whether a wear expectation value of the tool wear trend data stored in the tool wear trend data preparing step (S300) reaches a set value set by a user; If it is determined that the predicted wear value does not reach the set value set by the user in the tool replacement determination step (S400), the tool wear trend data preparing step (S300) is performed.
상기 측정인자 검출 단계(S100)에서 검출되는 측정 인자는 공작 기계의 공구를 회전시키는 서보 모터의 구동을 위한 3상 인버터의 출력 상(phase) 중 임의의 두 상(two phase)의 상전압과 한 상의 전류의 위상차를 검출하는 것으로 이루어진다. 상기 검출된 검출인자(위상차)는 증폭 연산 과정을 거쳐 다음 단계로 진행되는 것이 바람직하다.The measuring factor detected in the measuring factor detecting step S100 is the phase voltage of any two phases among the output phases of the three-phase inverter for driving the servomotor for rotating the tool of the machine tool And detecting the phase difference of the current on the phase. It is preferable that the detected detection factor (phase difference) proceeds to the next step through an amplification calculation process.
또한, 본 발명에 따른 공작 기계용 공구수명 관리방법은, 상기 공구교체 판단 단계(S400)에서 사용자가 설정한 설정값에 상기 예상 마모값이 도달한 것으로 판단되는 경우, 해당 공구마모 추세데이터를 기준 데이터로 지정하는 기준 데이터 지정 단계(S510); 상기 기준 데이터에 대하여 사용자가 설정한 상한 마진값 또는 상기 예상 마모값을 적용하여 데이터화 한 데이터(상한 데이터)를 상기 기준 데이터와 함께 생성 저장하는 상한 데이터 마련 단계(S520); 상기 상한 데이터 마련 단계에서 마련된 상한 데이터와 상기 공구마모 베이스데이터 마련 단계(S200)에서 저장되는 베이스 데이터를 실시간 비교하여 상기 베이스 데이터의 값이 상기 상한 데이터의 값에 도달하는지 여부를 판단하는 실시간 모니터링 단계(S530); 상기 실시간 모니터링 단계(S530)에서 베이스 데이터의 값이 상한 데이터의 값에 도달하는지 여부를 판단하고(S540), 상기 베이스 데이터의 값이 상한 데이터의 값에 도달하는 것으로 판단되는 경우, 관리자 또는 사용자에게 시각적 및/또는 청각적으로 고지하면서 공작 기계의 동작을 정지시키는 것을 포함한다.In the tool life management method for a machine tool according to the present invention, when it is determined that the estimated wear value has reached the set value set by the user in the tool replacement determination step (S400), the tool wear trend data A reference data designation step (S510) for designating the data as data; An upper limit data preparing step (S520) of generating and storing data (upper limit data) obtained by applying an upper limit margin value set by the user or the expected wear value to the reference data together with the reference data; A real-time monitoring step of determining whether the value of the base data reaches the value of the upper limit data by comparing the upper limit data prepared in the upper limit data preparing step and the base data stored in the tool wear base data preparing step (S200) (S530); If it is determined in step S530 that the value of the base data reaches the value of the upper limit data (S540), if it is determined that the value of the base data reaches the value of the upper limit data, And stopping the operation of the machine tool while visually and / or audibly noticing.
또한, 상기 실시간 모니터링 단계(S530)에서 베이스 데이터의 값이 상한 데이터의 값에 도달하지 않은 것으로 판단되는 경우, 상한 데이터를 주기적 또는 실시간 저장하면서 상한 데이터들의 증감 추이를 누적 통계하여 상기 기준 데이터에 적용하고, 이에 따라 신규 상한 데이터를 생성 저장하여 상기 상한 데이터를 업데이트하도록 이루어진다.If it is determined that the value of the base data does not reach the value of the upper limit data in the real-time monitoring step (S530), the upper limit data is periodically or real- Thereby generating new upper limit data and updating the upper limit data.
여기에서, 상기 기준 데이터에 대하여 사용자가 설정한 상한 마진값 또는 상기 예상 마모값을 적용한 상한 데이터를 상기 기준 데이터와 함께 생성 저장하는 상한 데이터 마련 단계(S520)는, 사용자가 설정한 하한 마진값 또는 N-1번의 가공횟수에 적용한 예상 마모값을 적용한 하한 데이터를 함께 생성 저장될 수 있다.Here, the upper limit data preparation step (S520) of generating and storing the upper limit data set by the user with respect to the reference data or the upper limit data applying the predicted wear value together with the reference data is performed by a lower limit margin value set by the user And the lower limit data to which the expected wear value applied to the N-1 times of machining is applied can be generated and stored.
실질적으로, 이러한 기준 데이터를 기준으로 상한 데이터와 하한 데이터에 있어, 공구마모의 판단에는 상한 데이터가 주요하지만, 하한 데이터를 제공함으로써 공구마모의 판단 마진 범위를 확보하고자 하며, 하기에서 설명하는 그래프로 디스플레이되는 화면으로부터 시각적 범위를 제공함으로써 관리자의 관리 효율성을 증대시키고자 하기 위함이다.Practically, in the upper limit data and the lower limit data on the basis of this reference data, the upper limit data is important for the determination of the tool wear, but the lower limit data is provided to secure a judgment margin margin of the tool wear. It is intended to increase the management efficiency of the administrator by providing a visual range from the displayed screen.
상기 공구마모 추세데이터, 기준 데이터, 상한 데이터 등의 데이터는 앞서 언급한 바와 같이, 퍼스널 컴퓨터의 모니터 또는 공작 기계의 제어반의 모니터 등에 그래프로 디스플레이되도록 제공됨으로써 관리자에게 변동 추이, 변동률 등을 시각적으로 제공하여 용이하게 판단할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The tool wear trend data, reference data, upper limit data, and the like are provided to be displayed in a graph on a monitor of a personal computer or a monitor of a control panel of a machine tool, as described above, thereby visually providing a change trend, So that it can be easily judged.
또한, 실시간 모니터링 단계(S530)는 베이스 데이터의 값이 상한 데이터의 값에 도달하는지 여부를 판단하는 것과 별도로, 공작 기계용 공구수명 관리를 위한 과정이 다운 또는 전력 사고 등으로 오프되는 경우, 공작 기계의 동작을 자동 정지시키도록 제어하는 것을 더 포함한다. 다시 말해서, 공작 기계용 공구수명 관리 방법에 의한 과정이 수행되지 못하는 경우, 공작 기계가 동작되지 않도록 하는 디폴트(default) 제어가 이루어지도록 구성된다. 이는 작업자나 관리자가 본 발명의 관리방법을 실행하는 시스템을 착오로 동작시키지 않고 공작 기계를 동작시키거나 임의로 오프시킨 상태에서 공작 기계를 동작시키는 것을 방지하고, 공구의 수명 관리를 보다 신뢰성 있게 수행할 수 있도록 하기 위함이다.In addition, in addition to determining whether the value of the base data reaches the value of the upper limit data, in the real-time monitoring step (S530), when the process for managing the tool tool life for a machine tool is turned off due to a down- So as to automatically stop the operation of the control unit. In other words, when the process by the tool life management method for a machine tool can not be performed, a default control is performed so that the machine tool is not operated. This prevents an operator or an administrator from operating the machine tool while operating the machine tool without arbitrarily operating the system for executing the management method of the present invention or arbitrarily turning off the machine tool, and more reliably performs the tool life management In order to make it possible.
다음으로, 상기와 같은 공작 기계용 공구수명 관리방법을 실행할 수 있는 공작 기계용 공구수명 관리시스템의 일 예를 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 공작 기계용 공구수명 관리시스템의 구성을 블록화하여 개략적으로 나타내는 도면이다. 아래 설명되는 시스템에서 "...부"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있는, 예를 들면 퍼스널 컴퓨터(PC)나 공작기계의 제어반에 포함되어 구성될 수 있다.Next, an example of a tool life management system for a machine tool capable of executing the tool life management method for a machine tool as described above will be described in detail with reference to FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration of a tool life management system for a machine tool according to the present invention. The term "part" in the system described below means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software, for example a personal computer PC) or a control panel of a machine tool.
본 발명에 따른 공작 기계용 공구수명 관리시스템은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 가공물과 공작 기계의 공구별 간의 마찰력 변화를 검출하기 위한 측정인자로서, 공작 기계의 공구를 회전시키는 서보 모터(M)의 구동을 위한 3상 인버터(110)의 출력 상(phase) A상, B상, C상 중 임의의 두 상(two phase)의 상전압과 한 상의 전류를 위상차를 검출인자로 검출하는 전압센서와 전류센서로 이루어지는 위상차 검출모듈(100); 및 상기 검출모듈(100)에서 검출된 검출값에 기초하여 공구의 마모율을 예측하고 실시간 모니터링하는 모니터링 수단(200);을 포함한다.As shown in Fig. 4, the tool life management system for a machine tool according to the present invention is a tool for measuring the change in frictional force between a workpiece and a tool of a machine tool,
상기 모니터링 수단(200)은, 상기 위상차 검출모듈(100)에서 검출된 검출값의 평균을 구하여 산출된 산출값을 베이스 데이터로서 생성하는 베이스 데이터 생성부(210)와, 상기 베이스 데이터 생성부(210)에서 생성된 산출값을 N+1번의 가공횟수에 적용하여 예상 마모값을 구하고 공구마모 추세데이터로서 생성하는 공구마모 추세데이터 생성부(220)와, 상기 공구마모 추세데이터 생성부(220)에 생성된 공구마모 추세데이터의 마모 예상값이 사용자가 설정한 설정값에 도달하는지 판단하여 공구의 교체 여부를 결정하는 공구교체 판단부(230)와, 상기 공구교체 판단부(230)에서 사용자가 설정한 설정값에 상기 예상 마모값이 도달한 것으로 판단되는 경우, 해당 공구마모 추세데이터를 기준 데이터로 지정하는 기준 데이터 지정부(240)와, 상기 기준 데이터에 대하여 사용자가 설정한 상한 마진값 또는 상기 예상 마모값을 적용하여 데이터화 한 데이터(상한 데이터)를 상기 기준 데이터와 함께 생성하는 상한 데이터 생성부(250), 상기 각 부에서 생성되는 데이터를 저장하는 데이터베이스부(260), 및 상기 상한 데이터 생성부(250)에서 생성되는 상한 데이터와 상기 데이터베이스부(260)에 저장되는 베이스 데이터를 실시간 비교하여 상기 베이스 데이터의 값이 상기 상한 데이터의 값에 도달하는지 여부를 판단하는 실시간 모니터링부(270)를 포함한다.The monitoring unit 200 includes a base data generating unit 210 for obtaining an average of detection values detected by the phase difference detecting module 100 and generating a calculated value as base data, ) To the number of machining times N + 1 to generate an estimated wear value as tool wear trend data, and a tool wear trend data generating unit 220 for generating a tool wear trend data A tool replacement determination unit 230 for determining whether or not the tool has been replaced by determining whether the wear expectation value of the generated tool wear trend data reaches a set value set by the user, A reference data designation unit 240 for designating the tool wear tendency data as reference data when it is determined that the expected wear value has reached a set value, An upper limit data generation unit 250 for generating data (upper limit data) obtained by applying the upper limit margin set by the user or the predicted wear value together with the reference data, a database unit 250 for storing data generated by each unit, (260) for comparing the upper limit data generated by the upper limit data generator (250) with the base data stored in the database unit (260) in real time to determine whether the value of the base data reaches the value of the upper limit data And a real-time monitoring unit 270 for determining the real time.
상기 실시간 모니터링부(270)는 베이스 데이터의 값이 상한 데이터의 값에 도달하는지 여부를 판단하고, 상기 베이스 데이터의 값이 상한 데이터의 값에 도달하는 것으로 판단되는 경우, 관리자 또는 사용자에게 스피커나 모니터의 색상 표시 또는 경고등을 통해 시각적 및/또는 청각적으로 고지하면서 공작 기계의 동작을 정지시키도록 제어하는 것을 포함한다.The real-
또한, 상기 실시간 모니터링부(270)는 베이스 데이터의 값이 상한 데이터의 값에 도달하지 않은 것으로 판단되는 경우, 상한 데이터를 주기적 또는 실시간 저장하면서 상한 데이터들의 증감 추이를 누적 통계하여 상기 기준 데이터에 적용하고, 이에 따라 신규 상한 데이터를 생성 저장하여 상기 상한 데이터를 업데이트하도록 이루어진다.In addition, when it is determined that the value of the base data does not reach the value of the upper limit data, the real-
여기에서, 상기 기준 데이터에 대하여 사용자가 설정한 상한 마진값 또는 상기 예상 마모값을 적용한 상한 데이터를 상기 기준 데이터와 함께 생성하는 상한 데이터 생성부(250)는 사용자가 설정한 하한 마진값 또는 N-1번의 가공횟수에 적용한 예상 마모값을 적용한 하한 데이터를 함께 생성하고, 상기 데이터베이스부(260)에 저장할 수 있다.Here, the upper
또한, 상기 실시간 모니터링부(270)는, 상기 베이스 데이터의 값이 상한 데이터의 값에 도달하는지 여부를 판단하는 것과 별도로, 공작 기계용 공구수명 관리시스템의 오프 조작 또는 전력원의 차단 등으로 인해 관리시스템이 다운 또는 오프되는 경우, 공작 기계의 동작을 자동 정지시키도록 제어하는 것을 더 포함한다. 다시 말해서, 공작 기계는 본 발명의 공작 기계용 공구수명 관리시스템이 동작하지 않는 경우 공작 기계가 동작되지 않도록 하는 디폴트(default) 제어가 이루어지도록 구성된다. 이는 작업자나 관리자가 본 발명의 관리시스템을 착오로 동작시키지 않고 공작 기계를 동작시키거나 임의로 오프시킨 상태에서 공작 기계를 동작시키는 것을 방지하고, 공구의 수명 관리를 보다 신뢰성 있게 수행할 수 있도록 하기 위함이다.In addition to determining whether the value of the base data reaches the value of the upper limit data or not, the real-
한편, 본 발명의 공구수명 관리시스템은 상기 데이터베이스부(260)에 저장되는 공구마모 추세데이터, 기준 데이터, 상한 데이터 및 하한 데이터를 그래프로 가공하여 디스플레이되는 디스플레이부(280)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the tool life management system of the present invention may further include a
상기 데이터를 그래프로 가공하는 것은 퍼스널 컴퓨터 등에서 동작되는 공지의 프로그램을 통해 구현될 수 있으므로 이에 대한 설명은 생략하며, 상기 디스플레이부(280)는 퍼스널 컴퓨터의 모니터 또는 공작 기계의 제어반의 모니터 등일 수 있으며, 이러한 디스플레이는 관리자로 하여금 변동 추이, 변동률 등을 시각적으로 제공하여 용이하게 판단할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 공작 기계용 공구수명 관리시스템 및 공구수명 관리방법에 의하면, 정밀도 있는 측정인자 및 판단인자에 근거하여 공구의 마모 상황을 신뢰성있게 판단함으로써 공구의 정확한 사용 수명을 예측하고 교체할 수 있으며, 누적 데이터를 통하여 더욱 정밀한 기준 데이터(공구마모 추이 데이터)를 생성하여 공구마모를 판단함으로써 공구교체 주기를 보다 효율적이고 체계적으로 관리할 수 있는 이점이 있다.According to the tool life management system and tool life management method for a machine tool according to the present invention as described above, accurate wear life of the tool can be predicted by reliably determining the wear state of the tool based on accurate measurement factors and judgment factors It is possible to more efficiently and systematically manage the tool replacement cycle by judging the tool wear by generating more precise reference data (tool wear change data) through the cumulative data.
또한, 본 발명에 의하면, 공구의 교체 시기를 고지하여 적절한 시기의 공구 교체를 통해 공구의 파괴에 의한 사고를 예방하고 가공물의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that it is possible to prevent the accident caused by breakage of the tool by changing the tool at an appropriate time by notifying the replacement timing of the tool, and improving the machining accuracy of the workpiece.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments and the accompanying drawings described in the present specification are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Therefore, it is to be understood that the embodiments disclosed herein are not for purposes of limiting the technical idea of the present invention, but rather are not intended to limit the scope of the technical idea of the present invention. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100: 위상차 검출모듈
200: 모니터링 수단
210: 베이스 데이터 생성부
220: 공구마모 추세데이터 생성부
230: 공구교체 판단부
240: 기준 데이터 지정부
250: 상한 데이터 생성부
260: 데이터베이스부
270: 실시간 모니터링부
280: 디스플레이부
S100: 측정인자 검출 단계
S200: 공구마모 베이스데이터 마련 단계
S300: 공구마모 추세데이터 마련 단계
S400: 공구교체 판단 단계
S510: 기준 데이터 지정 단계
S520: 상한 데이터 마련 단계
S530: 실시간 모니터링 단계
S540: 상한 데이터 값에 도달 판단 단계100: phase difference detection module
200: Monitoring means
210: base data generation unit
220: Tool wear tendency data generation unit
230: tool replacement judgment unit
240: reference data designation unit
250: upper limit data generation unit
260:
270: Real-time monitoring unit
280:
S100: Measuring factor detection step
S200: Tool wear base data preparation step
S300: Step of preparing tool wear trend data
S400: Tool replacement judgment step
S510: Reference data designation step
S520: Upper limit data preparation step
S530: Real-time monitoring step
S540: reaching the upper limit data value Judgment step
Claims (6)
가공물과 공작 기계의 공구별 간의 마찰력 변화를 검출하기 위한 측정인자를 검출하는 측정인자 검출 단계;
공구별 N번의 가공횟수당 상기 검출 단계에서 검출된 검출값의 평균을 구하여 산출된 산출값을 베이스 데이터로서 생성 저장하는 공구마모 베이스데이터 마련 단계;
상기 공구마모 베이스데이터 마련단계의 산출값을 N+1번의 가공횟수에 적용하여 예상 마모값을 구하고 공구마모 추세데이터로서 생성 저장하는 공구마모 추세데이터 마련 단계; 및
상기 공구마모 추세데이터의 마모 예상값이 사용자가 설정한 설정값에 도달하는지 판단하여 공구의 교체 여부를 결정하는 공구교체 판단 단계;를 포함하며,
상기 사용자가 설정한 설정값에 상기 예상 마모값이 도달하지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 공구마모 추세데이터 마련 단계로 진행되도록 이루어지고,
상기 공구교체 판단 단계에서 사용자가 설정한 설정값에 상기 예상 마모값이 도달한 것으로 판단되는 경우, 해당 공구마모 추세데이터를 기준 데이터로 지정하는 기준 데이터 지정 단계;
상기 기준 데이터에 대하여 사용자가 설정한 상한 마진값을 적용한 값의 상한 데이터를 상기 기준 데이터와 함께 생성 저장하는 상한 데이터 마련 단계; 및
상기 상한 데이터와 상기 베이스 데이터를 비교하여 상기 베이스 데이터의 값이 상기 상한 데이터의 값에 도달하는지 여부를 판단하는 실시간 모니터링 단계;를 더 포함하며,
상기 베이스 데이터의 값이 상한 데이터의 값에 도달하는 것으로 판단되는 경우, 시각적 및 청각적 중 적어도 하나의 방식으로 고지하면서 공작 기계의 동작이 정지되도록 하고,
상기 측정 인자는 공작 기계의 공구를 회전시키는 서보 모터의 구동을 위한 3상 인버터의 출력 상(phase) 중 임의의 두 상(two phase)의 상전압과 한 상(one phase)의 전류의 위상차로 이루어지며,
상기 실시간 모니터링 단계에서 베이스 데이터의 값이 상한 데이터의 값에 도달하지 않은 것으로 판단되는 경우, 상한 데이터를 주기적 또는 실시간 저장하면서 상한 데이터의 증감 추이를 누적 통계하여 상기 기준 데이터로서 적용하고,
상기 상한 데이터 마련 단계에서 사용자에 의해 설정된 하한 마진값 또는 N-1번의 가공횟수에 적용한 예상 마모값을 적용한 하한 데이터가 함께 생성되는 것을 특징으로 하는
공작 기계용 공구수명 관리방법.
A method for managing tool life of a machine tool,
A measurement factor detecting step of detecting a measurement factor for detecting a change in the frictional force between the workpiece and the tool of the machine tool;
A tool wear base data preparing step of obtaining an average of detected values detected in the detecting step for N machining times per tool and generating and storing the calculated values as base data;
A tool wear trend data preparing step of obtaining an estimated wear value by applying the calculated value of the tool wear base data preparing step to N + 1 number of times of machining to generate and store the estimated wear value as tool wear trend data; And
And a tool replacement judgment step of judging whether or not a wear expectation value of the tool wear trend data reaches a set value set by the user,
When it is determined that the predicted wear value does not reach the set value set by the user, the tool wear trend data preparing step is performed,
A reference data designation step of designating the tool wear trend data as reference data when it is determined that the predicted wear value has reached the set value set by the user in the tool replacement determination step;
An upper limit data preparing step of generating and storing upper limit data of a value obtained by applying an upper limit margin value set by a user to the reference data together with the reference data; And
And a real-time monitoring step of comparing the upper limit data with the base data to determine whether the value of the base data reaches the value of the upper limit data,
When the value of the base data is judged to reach the value of the upper limit data, the operation of the machine tool is stopped while noticing it in at least one of visual and auditory manner,
The measurement factor is the phase difference between the phase voltage of any two phases of the output phase of the three-phase inverter for driving the servomotor for rotating the tool of the machine tool and the current of one phase Lt; / RTI >
When the value of the base data does not reach the value of the upper limit data in the real time monitoring step, the up / down transition of the upper limit data is accumulated and applied as the reference data while periodically or real-
The lower limit data set by the user in the upper limit data preparing step or the lower limit data applying the predicted wear value applied to the N-1 times of machining are generated together
Tool life management method for machine tool.
상기 공구마모 추세데이터, 기준 데이터 및 상한 데이터는 변동 추이 및 변동률을 시각적으로 제공하기 위하여 그래프로 디스플레이되는 것을 특징으로 하는
공작 기계용 공구수명 관리방법.
The method according to claim 1,
Wherein the tool wear trend data, the reference data and the upper limit data are displayed graphically to visually provide a variation trend and a variation percentage
Tool life management method for machine tool.
공작 기계의 공구를 회전시키는 모터의 구동을 위한 3상 인버터의 출력 상(phase)중 임의의 두 상(two phase)의 상전압과 한 상의 전류를 위상차를 검출인자로 검출하는 전압/전류 위상차 검출모듈; 및
상기 검출모듈에서 검출된 검출값에 기초하여 공구의 마모율을 예측하고 실시간 모니터링하는 모니터링 수단;을 포함하고,
상기 모니터링 수단은, 상기 위상차 검출모듈에서 검출된 검출값의 평균을 구하여 산출된 산출값을 베이스 데이터로서 생성하는 베이스 데이터 생성부와, 상기 베이스 데이터 생성부에서 생성된 산출값을 N+1번의 가공횟수에 적용하여 예상 마모값을 구하고 공구마모 추세데이터로서 생성하는 공구마모 추세데이터 생성부와, 상기 공구마모 추세데이터 생성부에 생성된 공구마모 추세데이터의 마모 예상값이 사용자가 설정한 설정값에 도달하는지 판단하여 공구의 교체 여부를 결정하는 공구교체 판단부와, 상기 공구교체 판단부에서 사용자가 설정한 설정값에 상기 예상 마모값이 도달한 것으로 판단되는 경우, 해당 공구마모 추세데이터를 기준 데이터로 지정하는 기준 데이터 지정부와, 상기 기준 데이터에 대하여 사용자가 설정한 상한 마진값을 적용한 값의 상한 데이터를 상기 기준 데이터와 함께 생성하는 상한 데이터 생성부와, 상기 각 생성부에서 생성되는 데이터를 저장하는 데이터베이스부, 상기 상한 데이터 생성부에서 생성되는 상한 데이터와 상기 데이터베이스부에 저장되는 베이스 데이터를 실시간 비교하여 상기 베이스 데이터의 값이 상기 상한 데이터의 값에 도달하는지 여부를 판단하는 실시간 모니터링부, 및 상기 데이터베이스부에 저장되는 공구마모 추세데이터, 기준 데이터 및 상한 데이터를 변동 추이 및 변동률을 나타내는 그래프로 가공하여 디스플레이되는 디스플레이부를 포함하며,
상기 실시간 모니터링부는 상기 베이스 데이터의 값이 상한 데이터의 값에 도달하는 것으로 판단되는 경우, 시각적 및 청각적 중 하나 이상의 방식으로 고지하면서 공작 기계의 동작을 정지시키도록 제어하는 것을 포함하고,
상기 실시간 모니터링부는 상기 베이스 데이터의 값이 상한 데이터의 값에 도달하지 않은 것으로 판단되는 경우, 상한 데이터를 주기적 또는 실시간 저장하면서 상한 데이터의 증감 추이를 누적 통계하여 상기 기준 데이터로서 적용하며,
상기 상한 데이터 생성부는 사용자에 의해 설정된 하한 마진값 또는 N-1번의 가공횟수에 적용한 예상 마모값을 적용한 하한 데이터를 함께 생성하는 것을 특징으로 하는
공작 기계용 공구수명 관리시스템.A system for managing the tool life of a machine tool,
A voltage / current phase difference detection circuit which detects the phase difference between two phase phases of two phases of an output phase of a three-phase inverter for driving a motor for rotating a tool of a machine tool, module; And
And monitoring means for predicting and real-time monitoring the wear rate of the tool based on the detection value detected by the detection module,
Wherein the monitoring means comprises: a base data generating unit for obtaining an average of detected values detected by the phase difference detecting module and generating a calculated value as base data; A tool wear tendency data generating unit for obtaining a predicted wear value by applying the calculated wear wear data to the tool wear trend data generating unit to generate a tool wear tendency data, A tool replacement determination unit for determining whether the tool has been replaced or not and determining whether the tool has been replaced or not; And an upper limit margin value set by the user with respect to the reference data An upper limit data generation unit for generating upper limit data of the usable value together with the reference data, a database unit for storing data generated by each of the generation units, upper limit data generated by the upper limit data generation unit, A real time monitoring unit for comparing the base data in real time and determining whether the value of the base data reaches the value of the upper limit data, and a tool monitoring unit for comparing the tool wear trend data, reference data and upper limit data stored in the database unit, And a display unit which is displayed by being processed into a graph representing the display,
Wherein the real-time monitoring unit controls to stop the operation of the machine tool while informing the user of at least one of visual and auditory data when the value of the base data is determined to reach the value of the upper limit data,
The real-time monitoring unit cumulatively counts up / down transition of the upper limit data while periodically or real-time storing the upper limit data when the value of the base data does not reach the value of the upper limit data,
Wherein the upper limit data generation unit generates the lower limit data by applying the lower limit value set by the user or the estimated wear value applied to the N-1 number of times of machining
Tool life management system for machine tools.
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