KR102233373B1 - 공작기계의 자동 커터교체장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

공작기계의 자동 커터교체장치 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공작기계의 자동 커터교체장치 및 제어방법에 관한 것으로, 자동 커터교체장치는, 베이스; 베이스에 결합되고, 복수개의 칼집이 설치되는 커터헤드; 상기 커터헤드의 회전을 구동하도록 제어되는 커터헤드모터; 상기 커터헤드의 일측에 설치되는 커터교체암; 상기 커터교체암의 회전을 구동하도록 제어되는 커터교체모터; 상기 하나의 칼집을 제1위치와 제2위치 사이로 이끌어 추축 발진하도록 하는데 사용하는 브로치구조; 하나의 제1지령과 하나의 제2지령을 발송하는데 사용하는 하나의 상위 제어장치; 상기 제1지령과 상기 제2지령을 수신하고, 상기 제1지령에 대응되게 하나의 제1제어신호를 커터헤드모터로 출력하고, 상기 제2지령에 대응되게 하나의 제2제어신호를 상기 커터교체모터로 출력하는데 사용하는 하나의 컨버터;를 포함한다. 이에 의해 커터 교체 작업을 실시해 고장 발생 비율을 낮춘다.

Description

공작기계의 자동 커터교체장치 및 이의 제어방법{AUTOMATIC TOOL CHANGING MECHANISM FOR MACHINE TOOL AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 공작기계의 커터교체시스템, 특히 공작기계의 자동 커터교체장치와 이의 제어방법에 관한 것이다.
종래기술에 따른 자동 커터교체장치는 2 세트의 감응모터를 이용해 각각 그 커터헤드 또는 커터교체암이 회전하도록 구동된다. 하지만, 감응모터는 설치된 브레이크에 의해 제동, 감속 동작을 수행하는 바, 브레이크를 사용하면 쉽게 마손되어 회전 후의 커터헤드 또는 커터교체암의 위치 결정이 확실하지 않아 어려움이 더 커진다.
상기 브레이크의 폐단을 개선하기 위해, 대만공고 제M470720호 신규 특허 기술이 출범되었는 바, 해당 특허 기술은, 하나의 컨버터를 사용하고 2개의 릴레이를 매칭해 각각 하나의 매거진(또는 커터헤드) 모터 또는 하나의 자동 커터교체장치 모터가 작동하도록 구동하고, 더 나아가, 매거진 또는 커터교체암의 회전을 제어하는 기술특징을 공개하고 있다. 해당 특허 기술은 브레이크를 사용함으로써 파생되는 문제점을 제거하였지만, 릴레이의 전환 구조가 여전히 기계 작동 원리에 속해있다. 따라서, 릴레이로서 컨버터와 매거진 모터, 또는 컨버터와 자동 커터교체장치 모터 사이의 연통 여부를 전환시킬 때, 여전히 쉽게 각 릴레이가 장기적으로 전환 동작을 실시한 후 파손되거나 또는 감응 불량이 발생되는 부분이 존재하므로, 컨버터가 출력한 제어신호가 잡음의 교란을 받아 제어가 효력을 잃게 되는 상황이 발생하게 된다. 때문에 해당 특허 기술은 여전히 완벽하지 못한 부분이 존재한다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은, 컨버터에 의해 직접 커터헤드모터와 커터교체모터를 제어해 신호가 전송될 때 잡음의 교란으로 받게 되는 영향을 줄이고, 정확하게 제어를 실시하는 기능을 가지며, 고장 발생을 줄여 사용 편리성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동 커터교체장치 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은,
베이스; 상기 베이스에 결합되고, 복수개의 칼집이 설치되는 커터헤드; 상기 커터헤드의 회전을 구동하도록 제어되는 커터헤드모터; 상기 커터헤드의 일측에 설치되는 커터교체암; 상기 커터교체암의 회전을 구동하도록 제어되는 커터교체모터; 그 중 하나의 칼집을 제1위치와 제2위치 사이로 이끌어 추축 발진하는데 사용되는 브로치구조; 하나의 제1지령과 하나의 제2지령을 발송하는데 사용되는 상위 제어장치; 상기 커터헤드모터, 상기 커터교체모터와 상기 상위 제어장치를 전기적으로 연결하는 하나의 컨버터를 포함하며, 상기 컨버터는 하나의 지령 입력 포트와 하나의 지령 출력 포트를 구비하고, 상기 지령 입력 포트는 상기 상위 제어장치와 전기적으로 연결되어 상기 제1지령과 상기 제2지령을 수신하는데 사용하며; 상기 지령 출력 포트는 상기 커터헤드모터와 상기 커터교체모터와 전기적으로 연결되며; 상기 컨버터는 상기 제1지령에 대응되게 하나의 제1제어신호를 상기 커터헤드모터로 출력함으로써, 상기 커터헤드를 구동해 회전시키며; 상기 컨버터는 상기 제2지령에 대응되게 하나의 제2제어신호를 상기 커터교체모터로 출력함으로써, 상기 커터교체암을 구동해 회전시키는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동 커터교체장치를 제공한다.
본 발명은 공작기계의 자동 커터교체장치의 제어방법을 더 제공하며,
상기 자동 커터교체장치는,
복수개의 칼집이 설치되는 커터헤드; 상기 커터헤드의 회전을 구동하도록 제어되는 커터헤드모터; 상기 커터헤드의 일측에 설치되는 커터교체암; 상기 커터교체암의 회전을 구동하도록 제어되는 커터교체모터; 그 중 하나의 상기 칼집을 제1위치와 제2위치 사이로 이끌어 추축 발진하는데 사용되는 브로치구조; 상위 제어장치; 상기 커터헤드모터, 상기 커터교체모터와 상기 상위 제어장치를 전기적으로 연결하는 컨버터; 상기 칼집의 위치 상태를 탐지하는데 사용되며, 상기 칼집이 상기 제1위치에 위치할 때 하나의 제1탐지신호를 발송하고, 상기 칼집이 상기 제2위치에 위치할 때 하나의 제2탐지신호를 발송하는 칼집위치탐지기를 포함하며;
상기 제어방법은,
상기 상위 제어장치는 하나의 제1지령을 상기 컨버터로 발송하기 전에, 상기 제1탐지신호를 수신하는 여부를 판단함으로써, 상기 상위 제어장치가 상기 제1탐지신호를 수신하면 상기 제1지령을 출력하고, 상기 상위 제어장치가 상기 제1탐지신호를 수신하지 못하면 상기 제1지령을 출력하지 않는 단계;
상기 컨버터는 상기 제1지령을 수신하면 대응되게 하나의 제1제어신호를 상기 커터헤드모터로 출력함으로써, 상기 커터헤드를 구동해 회전시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 컨버터를 통해 직접 제어신호를 커터헤드모터 또는 커터교체모터로 전송하도록 설계함으로써, 제어신호를 전송할 때의 잡음 교란이 미치는 영향을 효과적으로 줄일 수 있다.
도 １ 및 도 ２는 본 발명 일 실시예에 따른 공작기계의 자동 커터교체장치를 도시한 입체도이고;
도 ３은 본 실시예의 제1탐지기가 탐지한 이동 로드를 도시한 정면도이고;
도 4는 본 실시예의 제2탐지기가 탐지한 이동 로드를 도시한 정면도이고;
도 ５는 본 실시예의 공작기계의 자동 커터교체장치의 구조를 도시한 예시도이고;
도 ６ 내지 도 ９는 본 실시예의 제어방법의 흐름도이다.
도 1 내지 도 5에서 도시하는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공장기계 자동 커터교체장치(100)는 베이스(10), 커터헤드(12), 커터헤드모터(14), 브로치구조(18), 커터교체암(20), 커터교체모터(22), 상위 제어장치(24)와 컨버터(26)를 포함한다.
상기 베이스(10)는 하나의 랙(미도시)에 조립된다. 상기 커터헤드(12)는 베이스(10)에 결합되고, 커터헤드모터(14)에 의해 구동되어, 상기 베이스(10)에 대응되게 회전하며, 상기 커터헤드(12)는 복수개의 칼집(12a)이 설치되는 데, 본 실시예에서는 하나의 전동장치(16)를 더 포함해 베이스(10)에 설치하되, 상기 커터헤드모터(14)는 상기 전동장치(16)에 의해 상기 커터헤드(12)를 구동해 회전시키며; 상기 칼집(12a)은 커터헤드(12)의 테두리를 따라 간격을 두고 설치되며, 칼집(12a)은 절삭공구의 결합에 이용된다.
도 ３과 도 ４에서 도시하는 바와 같이, 커터헤드(12) 최저 가장자리 위치에 위치한 칼집(12a)이 베이스(10)에 설치된 브로치구조(18)에 의해 제1위치(P1)와 제2위치(P2) 사이에 이끌려 추축 발진할 수 있는 데, 칼집(12a)이 해당 제1위치(P1)에 위치할 때 예비 위치로 되어 절삭공구를 수용하고, 칼집(12a)이 해당 제2위치(P2)에 위치할 때 커터 교체 위치로 되어 절상공구 교체를 준비하되, 예를 들어, 칼집(12a)으로부터 절삭공구를 분리하거나 또는 절삭공구를 칼집(12a)에 넣을 수 있다. 본 실시예에서, 커터헤드(12)가 직립형으로 설치되고, 각 칼집(12a)이 수직으로 커터헤드(12)의 페이스에 설치되므로, 칼집(12a)은 해당 제1위치(P1)에 위치할 때 수평 상태를 이루며; 칼집(12a)은 해당 제2위치(P2)에 위치할 때 수직상태를 이룬다. 하지만, 기타 응용에서, 예를 들어, 커터헤드가 수평으로 설치되고 칼집이 커터헤드에 수직되는 페이스에 설치될 때, 칼집이 제1위치에 위치하면 수직상태를 이루고, 칼집이 제2위치에 위치하면 수평상태를 이루는 데, 본 발명은 상기 설명에 한정되지 않는다.
더 나아가, 상기 브로치구조(18)는 하나의 이동 로드(18a)를 더 포함하는데, 상기 이동 로드(18a)는 상기 칼집(12a)을 제1위치(P1)와 제2위치(P2)에 이끌어 추축 발진하며, 도 3에서 도시한 제3위치(P3)와 도 ４에서 도시한 제4위치(P4) 사이에서 왕복 이동할 수 있다.
커터교체암(20)은 커터헤드(12)의 일측에 설치되고, 커터교체모터(22)와 베이스(10)의 뒤쪽에 설치되며, 상기 커터교체암(20)은 상기 커터교체모터(22)에 연결되어 상기 커터교체모터(22)의 구동에 의해 회전해 커터 교체 작업을 진행할 수 있다.
상기 상위 제어장치(24)는 상기 컨버터(26)와 전기적으로 연결되고, 상기 상위 제어장치(24)는 하나의 제1지령과 하나의 제2지령을 상기 컨버터(26)로 발송하는데 사용한다. 본 실시예에서, 상기 상위 제어장치(24)는 제어박스(25) 중에 설치되며, 상기 상위 제어장치(24)는 PLC일 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
상기 컨버터(26)는 커터헤드모터(14), 커터교체모터(22)와 상위 제어장치(24)를 전기적으로 연결하고, 상기 컨버터(26)는 하나의 지령 입력 포트(26a)와 하나의 지령 출력 포트(26b)를 구비하며, 상기 지령 입력 포트(26a)는 상기 상위 제어장치(24)와 연결되어 상기 제1지령과 상기 제2지령을 수신하는데 사용되며, 상기 지령 출력 포트(26b)는 상기 커터헤드모터(14) 및 상기 커터교체모터(22)와 전기적으로 연결된다. 상기 컨버터(26)는, 상기 제1지령에 대응되게 하나의 제1제어신호를 상기 커터헤드모터(14)로 출력해 상기 커터헤드(12)를 구동해 회전시키며; 상기 제2지령에 대응되게 하나의 제2제어신호를 상기 커터교체모터(22)로 출력해 상기 커터교체암(20)을 구동해 회전시킨다. 상기 컨버터(26)는 하나의 커터헤드모터(14)에 인접된 기계박스(27) 중에 설치된다.
상기 지령 입력 포트(26a)는 단자(1), 단자(2), 단자(3), 단자(4)를 포함하는데, 여기에서, 단자(1)는 제1지령 중에서 커터헤드(12)가 시계 방향으로 회전하도록 제어하는데 사용하는 지령을 입력하는데 사용하며, 단자(2)는 제1지령 중에서 커터헤드(12)가 시계 반대 방향으로 회전하도록 제어하는데 사용하는 지령을 입력하는데 사용하며, 단자(3)은 제2지령 중에서 커터교체암(20)이 시계 방향으로 회전하도록 제어하는데 사용하는 지령을 입력하는데 사용하며, 단자(4)는 제2지령 중에서 커터교체암(20)이 시계 반대 방향으로 회전하도록 제어하는데 사용하는 지령을 입력하는데 사용한다.
더 나아가, 상기 컨버터(26)는 하나의 전원 인입 포트(26c)를 더 포함해 하나의 외부 전원과 연결되어 상기 외부 전원으로부터 하나의 전기에너지를 인입받는 데 사용하는데, 예를 들어, 본 실시예 중의 전원 인입 포트(26c)는 하나의 교류전기(E)를 연결시키며, 상기 컨버터(26)는 교류전기(E)를 인입받아 지령 출력 포트(26b)를 통해 특정 주파수를 갖는 제어신호를 커터헤드모터(14)와 커터교체모터(22)로 출력한다.
상기 지령 출력 포트(26b)는 하나의 제1출력단(OUT1)과 하나의 제2출력단(OUT2)을 포함하는데, 상기 제1출력단(OUT1)은 상기 커터헤드모터(14)와 연결되며, 상기 컨버터(26)는, 제1지령을 수신하였을 때 제1출력단(OUT1)을 통해 제1제어신호를 커터헤드모터(14)로 출력함으로써 커터헤드(12)를 구동해 회전시키고, 제2지령을 수신하였을 때 제2출력단(OUT2)을 통해 제2제어신호를 커터교체모터(22)로 출력함으로써 커터교체암(20)을 구동해 회전시킨다. 더 나아가, 본 실시예에서, 상기 제1제어신호와 제2제어신호의 출력 전압은 상기 교류전기(E)의 전압보다 높다.
상기 설계를 통해, 본 실시예에 따른 공작기계의 자동 커터교체장치(100)는 컨버터(26)를 통해 직접 제어신호를 커터헤드모터 또는 커터교체모터로 전송함으로써, 제어신호를 전송할 때 잡음 교란이 미치는 영향을 효과적으로 줄이고, 이에 의해 신호를 전송할 때의 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 자동 커터교체장치(100)는 칼집위치탐지기를 더 포함해 상기 상위 제어장치(24), 컨버터(26)와 전기적으로 연결되고, 칼집위치탐지기는 칼집(12a)의 위치 상태를 탐지하는데 사용하며, 상기 칼집(12a)이 상기 제1위치(P1)에 위치할 때 하나의 제1탐지신호(S1)를 발송하며, 칼집(12a)이 제2위치(P2)에 위치할 때 하나의 제2탐지신호를 발송한다. 본 실시예에서, 상기 칼집위치탐지기는 하나의 제1탐지기(28)와 하나의 제2탐지기(30)를 포함하며, 상기 제1탐지기(28)는 상기 제2탐지기(30)와 함께 베이스(10)의 앞쪽에 설치되어 이동 로드(18a)에 인접하며, 본 실시예에서, 상기 제1탐지기(28)와 상기 제2탐지기(30)는 광감응기일 수 있지만 이에 한정되지 않으며, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 제1탐지기(28)는 상기 칼집(12a)에서 제1위치(P1)에 위치하며, 즉, 상기 브로치구조(18)의 상기 이동 로드(18a)가 제3위치(P3)에 위치할 때, 앞쪽의 이동 로드(18a)가 탐지되어 제1탐지신호(S1)를 생성하며; 도 4에서 도시하는 바와 같이, 상기 제2탐지기(30)는 선정된 칼집(12a)이 상기 브로치구조(18)에 이끌려 역립형 제2위치(P2)까지 추축 발진하는 경우, 상기 제2탐지기(30)는 상기 제4위치(P4)까지 상향 이동하는 이동 로드(18a)를 탐지해 제2탐지신호(S2)를 생성한다.
도 5에서 도시하는 바와 같이, 상위 제어장치(24)는 제1탐지기(28), 제2탐지기(30)와 전기적으로 연결되어 상기 제1탐지신호(S1)와 제2탐지신호(S2)를 수신하는데 사용되며; 상기 컨버터(26)는 하나의 칼집위치신호입력포트(26d)를 구비하고, 상기 제1탐지기(28) 및 제2탐지기(30)와 전기적으로 연결되며, 상기 제1탐지신호(S1)와 제2탐지신호(S2)를 수신하는데 사용된다.
도 6 내지 도 8에서 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 따른 공작기계의 자동 커터교체장치의 제어방법은,
먼저, 상위 제어장치(24)가 제1지령을 컨버터(26)로 발송하기 전에 제1탐지신호(S1) 수신 여부를 판단함으로써, 상위 제어장치(24)가 제1탐지신호(S1)를 수신하였다면 제1지령을 출력하고, 상위 제어장치(24)가 제1탐지신호(S1)를 수신하지 않았다면 상기 제1지령을 출력하지 않는 단계;
다음, 컨버터(26)가 제1지령을 수신하였다면 대응되게 제1제어신호를 커터헤드모터(14)로 출력함으로써, 커터헤드(12)를 구동해 회전시키는 단계를 포함한다.
더 나아가, 컨버터(26)는, 제1지령을 수신하거나 또는 제1제어신호를 출력할 때 컨버터(26)가 제1탐지신호(S1)를 수신한 여부를 더 판단함으로써, 상기 컨버터(26)가 제1탐지신호(S1)를 수신하였으면 커터헤드모터(14)가 하나의 제1속도로 작동하도록 제어하고, 제1탐지신호(S1)를 수신하지 않았으면 커터헤드모터(14)가 하나의 제2속도로 작동하도록 제어하며, 여기에서, 상기 제1속도는 상기 제2속도보다 빠르다. 본 실시예에서, 컨버터(26)가 제1탐지신호(S1)를 수신하였다면 상기 컨버터(26)는 주파수가 비교적 높은 제1제어신호를 커터헤드모터(14)로 출력해 커터헤드모터(14)가 비교적 빠른 속도인 제1속도로 작동하게 하며; 컨버터(26)가 제1탐지신호(S1)를 수신하지 않았다면 상기 컨버터(26)는 주파수가 비교적 낮은 제1제어신호를 커터헤드모터(14)로 출력해 커터헤드모터(14)가 비교적 느린 속도인 제2속도로 작동하게 한다.
다음, 커터헤드모터(14)가 제1속도로 커터헤드(12)를 구동해 위치가 결정될 때까지 회전할 때, 상기 상위 제어장치(24)는 하나의 제1정지지령을 컨버터(26)로 발송하고, 컨버터(26)는 상기 제1정지지령을 수신하였을 때 대응되게 하나의 제어신호를 출력해 상기 커터헤드모터(14)가 작동을 정지하도록 제어한다. 또한, 커터헤드모터(14)가 제2속도로 커터헤드(12)를 구동해 회전시킬 때, 칼집(12a)이 수평상태(제1위치(P1))에 위치한 여부를 더 탐지, 판단하는데, 예를 들어, 컨버터(26)가 제1탐지신호(S1)를 수신한 여부를 탐지하고, 수신하였으면 칼집(12a)이 제1위치(P1)(수평 상태)에 위치하거나 또는 칼집(12a)이 이미 제1위치까지 정상 작동되었다는 것을 표시하며, 다음, 컨버터(26)는 지속적으로 커터헤드모터(14)가 정상적으로 작동하는 여부를 탐지하는데, 예를 들어, 커터헤드모터(14)의 작동 시간이 하나의 경고 수치를 초과한 여부를 판단해, 초과하였으면, 커터헤드모터(14)가 너무 오래 작동해 이상이 발생하였다는 것을 표시하고, 컨버터(26)는 하나의 경보 정보를 발송하되, 상기 경보 정보는 상위 제어장치(24)에게 통지하며, 상위 제어장치(24)는 상기 경보 정보를 수신하였을 때, 제1정지지령을 컨버터(26)로 발송해 컨버터(26)가 커터헤드모터(14)를 제어해 작동을 정지하게 하며; 또한, 일 실시예에서, 상기 경보 정보는 유지보수인력에게도 함께 통지함으로써, 이후 단계에서 고장을 제거할 수 있도록 하며; 또한, 일 실시예에서, 컨버터(26)가 경보 정보를 발송할 때 상위 제어장치(24)에게 통지하지 않고 커터헤드모터(14)를 제어해 작동을 정지하거나, 또는 일 실시예에서, 상위 제어장치(24)에게 경보 정보를 통지할 때 커터헤드모터(14)도 함께 제어해 작동을 정지할 수도 있다.
또한, 커터헤드(12)가 정상적으로 작동되어 위치가 결정될 때까지 회전할 때, 예를 들어, 커터헤드모터(14)는 예정된 작동 시간 내에 커터헤드(12)를 위치가 결정될 때까지 회전시키고, 작동 시간이 경고 수치를 초과하지 않은 경우, 상기 상위 제어장치(24)는 하나의 제1정지지령을 컨버터(26)로 발송하며, 컨버터(26)가 상기 제1정지지령을 수신하였다면 대응되게 하나의 제어신호를 발송함으로써 상기 커터헤드모터(14)를 제어해 작동을 정지한다. 또한, 칼집(12a)이 여전히 수평상태에 위치하지 않은 경우에는 커터헤드모터(14)를 제어해 정지시키고, 커터헤드모터(14)에게 통지해 억제되어 이상 상태가 정지되도록 한다.
일 실시예에서, 상기 칼집위치탐지기는 제1탐지신호(S1)를 상위 제어장치(24)와 컨버터(26)에게 동시에 발송한다. 상기 설계에 따라, 상위 제어장치(24)가 제1지령을 발송함으로써 커터헤드모터(14)를 제어해 회전시키는 경우, 더 나아가, 컨버터(26)가 칼집위치상태를 판단하고, 컨버터(26)가 제1탐지신호(S1)를 수신한 여부를 판단해 커터헤드모터(14)의 작동 속도를 제어함으로써, 지령 또는 신호가 분실된 경우의 오작동 위험을 효과적으로 줄일 수 있다. 예를 들어, 커터헤드(12)의 회전을 제어할 때, 칼집(12a) 위치가 이상해 칼집위치탐지기가 제1탐지신호(S1)를 발송하지 못하게 된 경우, 이 때 컨버터(26)가 이미 제1지령을 수신하였고 곧 커터헤드모터(14)의 회전을 제어한다 할지라도, 컨버터(26)가 칼집위치탐지기의 신호를 더 수신해 제어하려는 커터헤드모터(14)의 작동 속도를 결정하며, 컨버터(26)가 제1탐지신호(S1)를 수신하지 않았다면 커터헤드모터(14)를 제어해 상대적으로 낮은 속도인 제2속도로 작동하도록 하므로, 커터헤드(12)가 비교적 느린 속도로 회전하게 되며, 이 시간대에 칼집(12a)이 이미 제1위치(P1)로 복귀하였다면 컨버터(26)는 제1탐지신호(S1)를 수신하고 커터헤드(12)를 제어해 제1속도로 작동하게 할 수 있으며, 칼집(12a)이 여전히 제1위치(P1)로 복귀하지 않았다면 공작기계의 기타 소자와 충돌이 발생하는데, 이 때 커터헤드(12)가 비교적 낮은 속도로 작동하게 되므로 즉시 제동되어, 칼집 또는 기타 소자가 파손되는 위험을 줄일 수 있다.
또한, 상위 제어장치(24)가 제2탐지신호(S2)를 수신한 경우, 선정된 칼집(12a)이 브로치구조(18)에 이끌려 제2위치(P2)까지 이동해 커터 교체를 준비할 수 있다는 것을 표시하며, 이 때 상위 제어장치(24)는 제2지령을 컨버터(26)로 출력할 수 있으며, 상기 컨버터(26)는 상기 제2지령에 대응되게 제2제어신호를 커터교체모터(22)로 출력해 커터교체암(20)을 구동함으로써 커터 교체 작업을 실시하도록 한다.
이외에도, 도 ５에서 도시하는 바와 같이, 상기 자동 커터교체장치(100)는 하나의 시그널휠(32)과 하나의 탐지개폐기(34)를 더 포함하는데, 상기 시그널휠(32)은 커터교체암(20)이 회전함에 따라 회전 각도를 변경하고, 상기 탐지개폐기(34)는 시그널휠(32)의 회전 속도를 탐지해 하나의 제3탐지신호를 생성한다. 본 실시예에서, 상기 탐지개폐기(34)는 상위 제어장치(24) 및 컨버터(26)와 전기적으로 연결되고 제3탐지신호를 상위 제어장치(24)와 컨버터(26)로 출력한다. 상기 컨버터(26)는 하나의 커터교체암위치입력포트(26e)를 구비해 상기 탐지개폐기(34)와 연결되어 상기 제3탐지신호를 수신하는데 사용된다.
도 ９에서 도시하는 바와 같이, 컨버터(26)는 제2지령을 수신한 경우, 제3탐지신호 수신 여부에 근거해 커터교체모터의 작동 속도를 결정하는데, 컨버터(26)가 제3탐지신호를 수신하였으면 커터교체모터(22)를 제어해 하나의 제3속도로 작동하도록 하고, 컨버터(26)가 제3탐지신호를 수신하지 못하였다면 커터교체모터(22)를 제어해 하나의 제4속도로 작동하도록 하며, 여기에서, 제3속도는 제4속도보다 빠르다. 본 실시예에서, 컨버터(26)가 제3탐지신호를 수신하였다면 상기 컨버터(26)는 주파수가 비교적 높은 제2제어신호를 커터교체모터(22)로 출력해 커터교체모터(22)가 비교적 빠른 속도인 제3속도로 작동되도록 하며; 컨버터(26)가 제3탐지신호를 수신하지 못하였다면 상기 컨버터(26)는 주파수가 비교적 낮은 제2제어신호를 커터헤드모터(14)로 출력해 커터교체모터(22)가 비교적 느린 속도인 제4속도로 작동하도록 한다.
또한, 상위 제어장치(24)가 제3탐지신호를 수신하지 못한 경우, 예를 들어, 원래 제3탐지신호를 수신한 상태로부터 제3탐지신호를 수신하지 못한 상태로 변경되는 경우, 상위 제어장치(24)는 제2지령을 출력하지 않거나 또는 제2지령 출력을 중단한다. 또한, 더 나아가, 일 실시예에서, 상위 제어장치(24)는 더 나아가 컨버터(26)에게 통보함으로써, 컨버터(26)가 커터교체모터(22)를 제어해, 상위 제어장치(24)가 컨버터(26)에게 발송한 지령이 중단될 때 까지 제4속도로 작동하도록 한다.
상기 설계에 근거해, 상위 제어장치(24)가 제2지령을 발송함으로써, 커터교체모터(22)를 제어해 회전시키는 경우, 더 나아가, 컨버터(26)가 커터교체암(20) 위치 상태를 판단하고, 컨버터(26)가 제3탐지신호를 수신한 여부에 근거해 커터교체모터(22)의 작동 속도를 제어함으로써, 지령 또는 신호가 분실될 때의 오작동 위험을 효과적으로 줄일 수 있다. 무엇보다도, 컨버터(26)가 제3탐지신호를 수신한 경우, 커터교체암(20)의 위치를 효과적으로 파악하고, 상대적으로 빠른 제3속도로 커터교체암(20)의 회전을 제어하며, 컨버터(26)가 제3탐지신호를 수신하지 못한 경우에는 상대적으로 느린 제4속도에 의해 커터교체암(20)의 회전을 제어한다.
상기 설계에 근거해, 본 발명에 따른 제어방법은 상위 제어장치와 컨버터를 통해 칼집 위치와 커터교체암 위치를 이중 확인하고, 상기 매커니즘을 통해 상위 제어장치가 지령을 컨버터에게 발송하였다 하더라도 탐지 신호가 분실되는 경우가 발생되면, 컨버터는 커터헤드모터와 커터교체모터를 구동해 작동시켜 비교적 느리게 작동하는 방식에 의해 커터 교체 작업을 진행하도록 할 수 있다.
상술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐이며, 본 발명의 명세서와 특허청구범위를 응용해 실시하는 등가 변화는 물론 본 발명의 특허청구범위 내에 포함되어야 할 것이다.
100:공작기계의 자동 커터교체장치 10:베이스
12:커트헤드 12a:칼집
14:커터헤드모터 16:전동장치
18:브로치구조 18a:이동 로드
20:커터교체암 22:커터교체모터
24:상위 제어장치 25:제어박스
26:컨버터 27:기계박스
26a:지령 입력 포트 26b:지령 출력 포트
26c:전력 인입 포트 26d:칼집 위치 신호 입력 포트
26e:커터교체암 위치 입력 포트 1,2,3,4:단자
E:교류전기 OUT1:제1출력단
OUT2:제2출력단 S1:제1탐지신호
S2:제2탐지신호 S3:제3탐지신호
P1:제1위치 P2:제2위치
P3:제3위치 P4:제4위치

Claims (12)

  1. 하나의 베이스;
    상기 베이스에 결합되고, 복수개의 칼집이 설치되는 하나의 커터헤드;
    상기 커터헤드의 회전을 구동하도록 제어되는 하나의 커터헤드모터;
    상기 커터헤드 일측에 설치된 하나의 커터교체암;
    상기 커터교체암의 회전을 구동하도록 제어되는 하나의 커터교체모터;
    그 중의 하나의 상기 칼집을 하나의 제1위치와 하나의 제2위치 사이로 이끌어 추축 발진하는데 사용하는 하나의 브로치구조;
    하나의 제1지령과 하나의 제2지령을 발송하는데 사용하는 하나의 상위 제어장치;
    상기 커터헤드모터, 상기 커터교체모터와 상기 상위 제어장치에 전기적으로 연결되는 하나의 컨버터
    를 포함하며,
    상기 컨버터는 하나의 지령 입력 포트와 하나의 지령 출력 포트를 구비하고, 상기 지령 입력 포트는 상기 상위 제어장치와 전기적으로 연결되어 상기 제1지령과 상기 제2지령을 수신하는데 사용되며;
    상기 지령 출력 포트는 상기 커터헤드모터 및 상기 커터교체모터와 전기적으로 연결되며;
    상기 컨버터는 제1지령에 대응되게 하나의 제1제어신호를 상기 커터헤드모터로 출력해 상기 커터헤드의 회전을 구동하며;
    상기 컨버터는 상기 제2지령에 대응되게 하나의 제2제어신호를 상기 커터교체모터로 출력해 상기 커터교체암의 회전을 구동하는 공작기계의 자동 커터교체장치에 있어서,
    하나의 칼집위치탐지기를 포함해 상기 칼집의 위치 상태를 탐지하되, 상기 칼집이 상기 제1위치에 위치할 때 하나의 제1탐지신호를 발송하고, 상기 칼집이 상기 제2위치에 위치할 때 하나의 제2탐지신호를 발송하며; 상기 상위 제어장치는 상기 칼집위치탐지기와 전기적으로 연결되어 상기 제1탐지신호와 상기 제2탐지신호를 수신하는데 사용하되, 상기 상위 제어장치가 상기 제1탐지신호를 수신하면 상기 제1지령을 출력하고, 상기 상위 제어장치가 상기 제1탐지신호를 수신하지 못하면 상기 제1지령을 출력하지 않는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동 커터교체장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨버터는 상기 칼집위치탐지기와 전기적으로 연결되어 상기 제1탐지신호를 수신하는데 사용하되, 상기 컨버터가 상기 제1지령을 수신하면 상기 제1탐지신호 수신 여부를 판단함으로써,
    상기 제1탐지신호를 수신하면 상기 커터헤드모터를 하나의 제1속도로 작동하도록 제어하고,
    상기 제1탐지신호를 수신하지 못하면 상기 커터헤드모터를 하나의 제2속도로 작동하도록 제어하며, 상기 제1속도는 상기 제2속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동 커터교체장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 커터헤드모터를 상기 제2속도로 작동하도록 제어한 후, 상기 상위 제어장치가 상기 제1탐지신호를 수신한 다음, 상기 상위 제어장치가 하나의 제1정지지령을 상기 컨버터로 발송하거나, 또는, 상기 컨버터가 하나의 경보 정보를 발송하면 상기 커터헤드모터가 작동을 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동 커터교체장치.
  5. 하나의 베이스;
    상기 베이스에 결합되고, 복수개의 칼집이 설치되는 하나의 커터헤드;
    상기 커터헤드의 회전을 구동하도록 제어되는 하나의 커터헤드모터;
    상기 커터헤드 일측에 설치된 하나의 커터교체암;
    상기 커터교체암의 회전을 구동하도록 제어되는 하나의 커터교체모터;
    그 중의 하나의 상기 칼집을 하나의 제1위치와 하나의 제2위치 사이로 이끌어 추축 발진하는데 사용하는 하나의 브로치구조;
    하나의 제1지령과 하나의 제2지령을 발송하는데 사용하는 하나의 상위 제어장치;
    상기 커터헤드모터, 상기 커터교체모터와 상기 상위 제어장치에 전기적으로 연결되는 하나의 컨버터
    를 포함하며,
    상기 컨버터는 하나의 지령 입력 포트와 하나의 지령 출력 포트를 구비하고, 상기 지령 입력 포트는 상기 상위 제어장치와 전기적으로 연결되어 상기 제1지령과 상기 제2지령을 수신하는데 사용되며;
    상기 지령 출력 포트는 상기 커터헤드모터 및 상기 커터교체모터와 전기적으로 연결되며;
    상기 컨버터는 제1지령에 대응되게 하나의 제1제어신호를 상기 커터헤드모터로 출력해 상기 커터헤드의 회전을 구동하며;
    상기 컨버터는 상기 제2지령에 대응되게 하나의 제2제어신호를 상기 커터교체모터로 출력해 상기 커터교체암의 회전을 구동하는 공작기계의 자동 커터교체장치에 있어서,
    하나의 시그널휠과 하나의 탐지개폐기를 포함하는데, 상기 시그널휠은 상기 커터교체암의 회전을 따라 회전 각도를 변경하고, 상기 탐지개폐기는 상기 시그널휠의 회전 각도를 탐지해 하나의 제3탐지신호를 생성하며; 상기 상위 제어장치는 상기 탐지개폐기와 연결되어 상기 제3탐지신호를 수신하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동 커터교체장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 컨버터는 상기 탐지개폐기와 전기적으로 연결되어 상기 제3탐지신호를 수신하는데 사용하며; 상기 컨버터가 상기 제2지령을 수신하면 상기 제3탐지신호 수신 여부를 판단함으로써, 상기 제3탐지신호를 수신하면 상기 커터교체모터를 제3속도로 작동하도록 제어하고, 상기 제3탐지신호를 수신하지 못하면 상기 커터교체모터를 제4속도로 작동하도록 제어하며, 상기 제3속도는 상기 제4속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동 커터교체장치.
  7. 공작기계의 자동 커터교체장치의 제어방법에 있어서,
    상기 자동 커터교체장치는,
    복수개의 칼집이 설치되는 하나의 커터헤드; 상기 커터헤드의 회전을 구동하도록 제어되는 하나의 커터헤드모터; 상기 커터헤드의 일측에 설치되는 하나의 커터교체암; 상기 커터교체암의 회전을 구동하도록 제어되는 하나의 커터교체모터; 그 중 하나의 상기 칼집을 하나의 제1위치와 하나의 제2위치 사이로 이끌어 추축 발진하는데 사용하는 하나의 브로치구조; 하나의 상위 제어장치; 상기 커터헤드모터, 상기 커터교체모터와 상기 상위 제어장치에 전기적으로 연결되는 하나의 컨버터; 상기 칼집의 위치 상태를 탐지하는데 사용되며, 상기 칼집이 상기 제1위치에 위치할 때 하나의 제1탐지신호를 발송하고, 상기 칼집이 상기 제2위치에 위치할 때 하나의 제2탐지신호를 발송하는 하나의 칼집위치탐지기를 포함하며;
    상기 제어방법은,
    A.상기 상위 제어장치는 하나의 제1지령을 상기 컨버터로 발송하기 전에 상기 제1탐지신호 수신 여부를 판단함으로써, 상기 상위 제어장치가 상기 제1탐지신호를 수신하면 상기 제1지령을 출력하고, 상기 상위 제어장치가 상기 제1탐지신호를 수신하지 못하면 상기 제1지령을 출력하지 않는 단계;
    B.상기 컨버터는 상기 제1지령을 수신하면 대응되게 하나의 제1제어신호를 커터헤드모터로 출력해 상기 커터헤드의 회전을 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동 커터교체장치의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    C.상기 컨버터가 상기 제1지령을 수신한 경우, 상기 제1탐지신호 수신 여부를 판단함으로써, 상기 컨버터가 상기 제1탐지신호를 수신하면 상기 커터헤드모터를 하나의 제1속도로 작동하도록 제어하고, 상기 제1탐지신호를 수신하지 못하면 상기 커터헤드모터를 하나의 제2속도로 작동하도록 제어하며,
    상기 제1속도는 상기 제2속도보다 빠른 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    D. 상기 커터헤드모터가 상기 제2속도로 작동되도록 제어한 후, 상기 상위 제어장치가 상기 제1탐지신호를 수신한 다음, 상위 제어장치가 제1정지지령을 상기 컨버터로 발송하거나 또는 상기 컨버터가 하나의 경보 정보를 발송하면 상기 컨버터가 상기 커터헤드모터의 작동 정지를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 칼집위치탐지기는 동시에 상기 제1탐지신호를 상기 상위 제어장치와 상기 컨버터로 발송하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 자동 커터교체장치는 하나의 시그널휠과 하나의 탐지개폐기를 포함하고, 상기 시그널휠은 상기 커터교체암의 회전을 따라 회전 각도를 변경하고, 상기 탐지개폐기는 상기 시그널휠의 회전 각도를 탐지해 하나의 제3탐지신호를 생성하며;
    상기 제어방법은,
    상기 상위 제어장치는 상기 제3탐지신호를 수신하였을 때 하나의 제2지령을 상기 컨버터로 출력하는 단계;
    상기 컨버터는 상기 제2지령을 수신하였을 때 대응되게 하나의 제2제어신호를 상기 커터교체모터로 출력해 상기 커터교체암의 회전을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 컨버터는 상기 제2지령을 수신하였을 때 상기 제3탐지신호 수신 여부를 판단함으로써, 상기 제3탐지신호를 수신하면 상기 커터교체모터를 하나의 제3속도로 작동하도록 제어하고, 상기 제3탐지신호를 수신하지 못하면 상기 커터교체모터를 하나의 제4속도로 작동하도록 제어하며,
    상기 제3속도는 상기 제4속도보다 빠른 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어방법.

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