KR102075801B1

KR102075801B1 - 소재의 가공위치 검출장치 및 그 검출방법

Info

Publication number: KR102075801B1
Application number: KR1020120151648A
Authority: KR
Inventors: 윤태혁
Original assignee: 두산공작기계 주식회사
Priority date: 2012-12-24
Filing date: 2012-12-24
Publication date: 2020-02-10
Also published as: KR20140083089A

Abstract

본 발명은, 소재가 삽입되며, 상기 소재를 클램핑하기 위한 척을 포함하는 메인스핀들과, 상기 클램핑된 소재를 가공하기 위한 공구가 구비된 공구대와, 상기 메인스핀들의 후방에 구비되어 상기 메인스핀들에 삽입된 소재를 전방으로 이동시키는 유압실린더와, 상기 유압실린더의 실린더로드 위치를 감지하여 상기 소재의 위치 및 길이를 파악하기 위해 상기 유압실린더 외주면에 구비된 선형센서와, 상기 선형센서와 연계되어 상기 소재의 위치 및 길이를 산출하는 제어부를 포함하는 소재의 가공위치 검출장치 및 검출방법을 제공한다.

Description

소재의 가공위치 검출장치 및 그 검출방법{DEVICE FOR DETECTING CUTTING POSITION OF MATERIAL AND METHOD THEREFOR}

본 발명은 소재의 가공위치 검출장치 및 그 검출방법에 관한 것이며, 구체적으로 소재 종류별로 가공 위치를 자동적으로 검출하는 소재의 가공위치 검출장치 및 그 검출방법에 관한 것이다.

공작기계는 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재(이하 소재)를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하던가 또는 더욱 정밀한 가공을 추가할 목적으로 사용되는 기계를 말한다.

도 1은 종래의 공작기계를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 공작기계는 소재(1)가 삽입되며, 상기 소재(1)를 클램핑하기 위한 척(11)을 포함하는 메인스핀들(10)과, 상기 클램핑된 소재(1)를 가공하기 위한 공구(21)가 구비된 공구대(20)와, 상기 메인스핀들(10)의 후방에 구비되어 메인스핀들(10)에 장착된 소재(1)를 공구대(20) 방향으로 이동하기 위한 유압실린더(30)와, 상기 유압실린더(30)의 외주면에 구비된 두 개의 근접센서(40)를 포함한다.

상기 구성요소는 제어부(50)에 의해 제어되며, 이러한 제어부(50)는 각종 정보가 입력되어 있는 메모리부(60)와 공작기계의 구동상태를 표시하는 입출력장치(70)와 연계되어 정보를 전달받고, 표시할 수 있다.

도 2는 종래의 소재의 가공위치 검출방법을 도시한 플로우차트이다.

도 2를 참조하면, 이러한 종래의 소재의 가공위치 검출방법은 다음과 같다.

일단, 사용자가 가공될 소재(1)의 종류를 설정하고, 수동 또는 자동으로 가공될 소재(1)를 메인스핀들(10)에 삽입한다.

이 후, 공구대(20)가 소재 길이를 측정하기 위해 상기 메인스핀들(10) 전방에 기설정된 위치에 이동된다.

이 후, 유압실린더(30)의 실린더로드(31)를 전방 이동하여 상기 소재(1)를 공구대(20) 방향으로 밀어낸다.

이 후, 상기 근접센서(40)는 소재(1)의 위치를 검출한다.

이 후, 메인스핀들(10)의 척(11)이 소재(1)를 클램핑하고, 상기 검출된 소재(1) 위치값에 근거하여 소재(1)가 가공된다.

그러나, 이러한 종래의 소재(1)의 가공위치 검출은 소재(1)의 종류가 바뀔 때마다 상기 유압실린더(30)에 구비된 근접센서(40)의 위치를 매번 사용자가 보정해야하는 불편함이 있으며, 정밀한 가공 위치 검출 및 보정이 어려운 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 소재가 변경되어도 소재 변경에 따른 공작기계 설정시간을 단축함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 동일한 소재라도 정밀한 가공위치를 산출하여 보정값을 적용하여 가공성을 향상시킴에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 소재가 삽입되며, 상기 소재를 클램핑하기 위한 척을 포함하는 메인스핀들과, 상기 클램핑된 소재를 가공하기 위한 공구가 구비된 공구대와, 상기 메인스핀들의 후방에 구비되어 상기 메인스핀들에 삽입된 소재를 전방으로 이동시키는 유압실린더와, 상기 유압실린더의 실린더로드 위치를 감지하여 상기 소재의 위치 및 길이를 파악하기 위해 상기 유압실린더 외주면에 구비된 선형센서와, 상기 선형센서와 연계되어 상기 소재의 위치 및 길이를 산출하는 제어부를 포함하는 소재의 가공위치 검출장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 소재의 가공위치 검출장치는 상기 제어부와 연계되되, 각 소재별 길이가 저장된 메모리부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 산출된 소재 길이와 상기 메모리부에 저장된 소재 길이를 비교하여 기설정된 허용범위 내에 있으면 보정량을 반영하여 가공 위치를 산출하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 소재의 가공위치 검출장치는 상기 제어부와 연계되되, 공작기계의 구동현황을 표시하는 입출력장치를 더 포함하고, 상기 제어부는 산출된 소재 길이와 상기 메모리부에 저장된 소재 길이를 비교하여 기설정된 허용범위 외에 있으면, 상기 입출력장치에 소재이상표시를 하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 가공될 소재의 종류가 설정되는 제1단계와, 이 후, 가공될 소재가 메인스핀들에 삽입되는 제2단계와, 이 후, 공구대가 소재 길이를 측정하기 위해 상기 메인스핀들 전방에 기설정된 위치에 이동되는 제3단계와, 이 후, 유압실린더의 실린더로드를 전방 이동하여 상기 소재를 공구대에 닿게 하는 제4단계와, 이 후, 실린더로드의 이동길이를 선형센서로써 감지하는 제5단계와, 이 후, 검출된 실린더로드의 길이를 가지고 소재의 길이를 산출하는 제6단계와, 이 후, 산출된 소재의 길이와 저장된 소재 길이를 비교하는 제7단계와, 이 후, 산출된 소재 길이와 저장된 소재 길이의 차이가 기설정된 허용범위 내에 있으면 보정량을 반영하여 소재를 가공하는 제8단계를 포함하는 소재의 가공위치 검출방법을 제공한다.

바람직하게, 상기 제8단계는 산출된 소재 길이와 저장된 소재 길이의 차이가 기설정된 허용범위 외에 있으면, 입출력장치에 소재이상표시가 표시되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 소재가 변경되었을 때 재설정시간이 단축되며, 동일한 소재라도 미세한 길이 차이에 따른 보정값을 적용하여 가공성을 정밀하게 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 공작기계를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 종래의 소재의 가공위치 검출방법을 도시한 플로우차트.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 메모리부에 저장된 각 소재별 정보를 도시한 테이블.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 소재의 가공위치 검출방법을 도시한 플로우차트.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것을 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 메모리부(600)에 저장된 각 소재별 정보를 도시한 테이블이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계는 소재(1)가 삽입되며, 상기 소재(1)를 클램핑하기 위한 척(110)을 포함하는 메인스핀들(100)과, 상기 클램핑된 소재(1)를 가공하기 위한 공구(210)가 구비된 공구대(200)와, 상기 메인스핀들(100)의 후방에 구비되어 상기 메인스핀들(100)에 삽입된 소재(1)를 전방으로 이동시키는 유압실린더(300)와, 상기 유압실린더(300)의 실린더로드(310) 위치를 감지하여 상기 소재(1)의 위치 및 길이를 파악하기 위해 상기 유압실린더(300)에 구비된 센서(400)를 포함한다.

바람직하게, 상기 센서(400)는 선형센서로서 상기 유압실린더(300) 외주면에 구비될 수 있다.

상기 구성요소(100, 200, 300, 400)는 제어부(500)에 연계되어 상기 제어부(500)에 의해 제어된다.

구체적으로, 상기 선형센서(400)는 실린더로드(310)의 이동을 감지하기 위한 것으로서, 종래에 소재(1)마다 위치를 변경해야하는 근접센서(40, 도 1 참조)에 비해, 사용자의 작업을 덜어주기 때문에 가공시간을 단축할 수 있다.

또한, 소재(1)의 위치는 일단 공구대(200)를 기설정된 위치에 이동시키면 유압실린더(300)의 실린더로드(310)의 말단과 공구대(200)의 거리가 초기값으로 산정되고, 상기 선형센서(400)로써 파악된 실린더로드(310)의 이동거리를 빼면 소재(1)의 정확한 길이가 산출될 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 소재의 가공위치 검출장치는 상기 제어부(500)와 연계되되, 각 소재별 길이가 저장된 메모리부(600)를 더 포함하고, 상기 제어부(500)는 상기 산출된 소재 길이와 상기 메모리부(600)에 저장된 소재 길이를 비교하여 기설정된 허용범위 내에 있으면 보정량을 반영하여 가공 위치를 산출할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 소재의 가공위치 검출장치는 상기 산출된 소재 길이에 관한 정보를 상기 제어부(500)에 전달하는 입출력장치(700)를 더 포함하고, 상기 제어부(500)는 산출된 소재 길이와 상기 메모리부(600)에 저장된 소재 길이를 비교하여 기설정된 허용범위 외에 있으면, 상기 입출력장치(700)에 소재이상표시를 하도록 제어할 수 있다.

도 4를 참조하면, 메모리부(600)에는 소재(1)의 종류별 길이가 저장되어 있다. 예를들어 소재(1)의 종류가 B소재(1)라고 할 때, 실제 산출된 소재 길이가 107mm라고 한다면, B소재(1)의 평균 길이보다 2mm가 길게 된다.

따라서, 상기 2mm차이를 반영하여 제어를 하게 되며, 기설정된 허용범위가 5mm이라고 하면 상기 오차는 허용범위 내에 있는 것이고, 기설정된 허용범위가 1mm라면 허용범위 외에 있는 것이다.

도 5를 참조하면, 이러한 본 발명의 일실시예에 따른 소재의 가공위치 검출방법은 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 소재의 가공위치 검출방법을 도시한 플로우차트이다.

일단, 사용자에 의해 가공될 소재(1)의 종류가 설정된다(S100).

이 후, 수동 또는 자동으로 가공될 소재(1)가 메인스핀들(100)에 삽입된다(S200).

이 후, 제어부(500)는 공구대(200)가 소재 길이를 측정하기 위해 상기 메인스핀들(100) 전방에 기설정된 위치에 이동시킨다(S300). 상기 공구대(200)가 기설정된 위치 이동시, 실린더로드(310) 말단부터 공구대(200)까지의 거리가 초기 거리값으로 셋팅된다.

이 후, 제어부(500)는 유압실린더(300)의 실린더로드(310)를 전방 이동하여 상기 소재(1)를 공구대(200)에 닿게 한다(S400).

이 후, 실린더로드(310)의 이동길이를 선형센서(400)로써 감지하고, 검출된 실린더로드(310)의 길이를 가지고 제어부(500)는 소재(1)의 길이를 산출한다(S500). 즉, 상기 초기 거리값에서 실린더로드(310)의 이동 거리를 빼면 소재(1)의 길이가 산출될 수 있다.

이 후, 제어부(500)는 산출된 소재(1)의 길이와 저장된 소재 길이를 비교하고(S600), 이 후, 산출된 소재 길이와 저장된 소재 길이의 차이가 기설정된 허용범위 내에 있으면(S610), 보정량을 반영하여 소재(1)를 가공한다(S611).

한편, 산출된 소재 길이와 저장된 소재 길이의 차이가 기설정된 허용범위 외에 있으면(S610), 입출력장치(700)에 소재이상표시가 표시될 수 있다(S612).

이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.

1: 소재 100: 스핀들
110: 척(chuck) 200: 공구대
210: 공구 300: 유압실린더
310: 실린더로드 400: 선형센서
500: 제어부 600: 메모리부
700: 입출력장치

Claims

소재가 삽입되며, 상기 소재를 클램핑하기 위한 척을 포함하는 메인스핀들;
상기 클램핑된 소재를 가공하기 위한 공구가 구비된 공구대;
상기 메인스핀들의 후방에 구비되어 상기 메인스핀들에 삽입된 소재를 전방으로 이동시키는 유압실린더;
상기 유압실린더의 실린더로드 위치를 감지하여 상기 소재의 위치 및 길이를 파악하기 위해 상기 유압실린더에 구비된 선형센서; 및
상기 선형센서와 연계되어 상기 소재의 위치 및 길이를 산출하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부와 연계되되, 각 소재별 길이가 저장된 메모리부; 및
상기 산출된 소재 길이에 관한 정보를 상기 제어부에 전달하는 입출력장치를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 산출된 소재 길이와 상기 메모리부에 저장된 소재 길이를 비교하여 기설정된 허용범위 내에 있으면 보정량을 반영하여 가공 위치를 산출하고,
상기 산출된 소재 길이와 상기 메모리부에 저장된 소재 길이를 비교하여 기설정된 허용범위 외에 있으면, 상기 입출력장치에 소재이상표시를 하도록 하는 것을 특징으로 하는 소재의 가공위치 검출장치.
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가공될 소재의 종류가 설정되는 제1단계;
이 후, 가공될 소재가 메인스핀들에 삽입되는 제2단계;
이 후, 공구대가 소재 길이를 측정하기 위해 상기 메인스핀들 전방에 기설정된 위치에 이동되는 제3단계;
이 후, 유압실린더의 실린더로드를 전방 이동하여 상기 소재를 공구대에 닿게 하는 제4단계;
이 후, 실린더로드의 이동길이를 선형센서로써 감지하는 제5단계;
이 후, 검출된 실린더로드의 길이를 가지고 소재의 길이를 산출하는 제6단계;
이 후, 산출된 소재의 길이와 저장된 소재 길이를 비교하는 제7단계; 및
이 후, 산출된 소재 길이와 저장된 소재 길이의 차이가 기설정된 허용범위 내에 있으면 보정량을 반영하여 소재를 가공하고, 산출된 소재 길이와 저장된 소재 길이의 차이가 기설정된 허용범위 외에 있으면, 입출력장치에 소재이상표시가 표시되는 제8단계;를 포함하는 소재의 가공위치 검출방법.
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