KR102436808B1 - 공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법 - Google Patents

공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102436808B1
KR102436808B1 KR1020170172771A KR20170172771A KR102436808B1 KR 102436808 B1 KR102436808 B1 KR 102436808B1 KR 1020170172771 A KR1020170172771 A KR 1020170172771A KR 20170172771 A KR20170172771 A KR 20170172771A KR 102436808 B1 KR102436808 B1 KR 102436808B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
axis
collision
linear axis
unit
linear
Prior art date
Application number
KR1020170172771A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190071885A (ko
Inventor
유영재
Original Assignee
주식회사 디엔솔루션즈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 디엔솔루션즈 filed Critical 주식회사 디엔솔루션즈
Priority to KR1020170172771A priority Critical patent/KR102436808B1/ko
Publication of KR20190071885A publication Critical patent/KR20190071885A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102436808B1 publication Critical patent/KR102436808B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4061Avoiding collision or forbidden zones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/12Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/36Nc in input of data, input key till input tape
    • G05B2219/36356Select tool as function of collision avoidance
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

본 발명은 일반 팔레트가 아닌 스페셜 팔레트 장착시에 팔레트 크기, 회전축의 현재 위치와 직선축의 현재 위치에 따라 직선축 또는 회전축의 이송영역과 충돌영역을 자동으로 계산하고 회전축과 직선축의 이송좌표와 이송영역 충돌영역을 비교하여 회전축과 직선축간의 이송시에 이들의 충돌을 방지함에 따라 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화하고, 충돌에 의한 자원낭비를 방지와 사용자의 만족도를 향상시키고, 회전축과 직선축을 수치제어장치와 같은 자동화장치에 의해 이송하는 경우 뿐만아니라 작업자가 수작업으로 이송하는 경우에도 이송중에 이송좌표가 충돌영역에 해당하는 경우에는 회전축 구동부와 직선축 구동부를 인터락하여 작업자의 안전을 보호하고, 파손에 의한 유지보수 시간을 절감하여 공작기계의 생산성을 향상시킬 수 있는 공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법에 관한 것이다.

Description

공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법{Device for preventing collision of machine tool and method thereof}
본 발명은 공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반 팔레트가 아닌 스페셜 팔레트 장착시에 팔레트 크기, 회전축의 현재 위치와 직선축의 현재 위치에 따라 직선축 또는 회전축의 이송영역과 충돌영역을 자동으로 계산하고 이송좌표와 이송영역 충돌영역을 비교하여 회전축과 직선축간의 이송시에 이들의 충돌을 방지할 수 있는 공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계라 함은 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속/비금속의 공작물을 적당한 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.
터닝센터, 수직/수평 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.
일반적으로 현재 사용되고 있는 다양한 종류의 공작기계는 수치제어(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control) 기술이 적용되는 조작반을 구비하고 있다. 이러한 조작반은 다양한 기능스위치 또는 버튼과 모니터를 구비한다.
또한, 공작기계는 공작물인 소재가 안착되고 공작물 가공을 위해 이송하는 테이블, 가공전 공작물을 준비하는 팔렛트, 공구 또는 공작물이 결합되어 회전하는 주축, 공작물 등을 가공중에 지지하기 위한 심압대, 방진구 등을 구비한다.
일반적으로 공작기계에서 테이블, 공구대, 주축, 심압대, 방진구 등은 다양한 가공을 수행하기 위해 이송축을 따라 이송하는 이송유닛을 구비한다.
또한, 일반적으로 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 공구 보관장소의 형태로 공구 매거진이나 터렛이 사용된다.
이러한 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 툴 보관장소의 형태로 공구 매거진이 사용된다.
또한, 일반적으로 공작기계는 공작기계의 생산성을 향상시키기 위해 수치제어부의 지령에 의해 특정한 공구를 공구 매거진으로부터 인출하거나 다시 수납하기 위한 자동공구교환장치(ATC, Automatic Tool Changer)를 구비한다.
또한, 일반적으로 공작기계는 비가공 시간을 최소화하기 위해, 자동팔레트교환장치(APC, Automatic Palette Changer)를 구비한다. 자동팔레트교환장치(APC)는 팔레트를 공작물 가공 영역과 공작물 설치 영역 간에 자동으로 교환한다. 팔레트에는 공작물이 탑재될 수 있다.
이처럼, 공작기계는 공작물을 가공하고 교환하며 이송시키는 동작을 수행하기 위해 직선운동과 회전운동을 하는 다양한 장치를 구비한다.
또한, 종래 공작기계는 직선 또는 회전운동을 하는 공작기계의 각종 장비들은 다른 장비와의 충돌을 피하기 위해 일정한 스트로크(직선반경)와 회전 반경을 정하여 금지영역을 설정한다.
그러나, 종래 공작기계의 충돌방지장치는 이러한 충돌을 방지하기 위한 금지영역이 해당 공작기계에 일반적으로 사용되는 팔레트인 경우에 문제가 되지 않았으나, 특별히 제작된 대형 팔레트인 경우에 금지영역을 설정하여 축간의 충돌을 방지할 수 없어 회전축과 직선축의 이송중에 충돌이 발생하여 작업자를 위협하거나 공작물 등이 손상되는 문제점이 있었다.
즉, 도 1 내지 도 6에 도시된 것처럼, 대형 팔레트의 경우 회전축(B축)의 위치에 따라 직선축(X, Y, Z)의 이송영역과 충돌영역이 나누어져야 하고, 직선축의 위치에 따라 회전축의 이송영역과 충돌영역이 나누어져야 한다.
그럼에도 불구하고, 종래 공작기계의 충돌방지장치는 이러한 대형 팔레트에 의한 충돌영역과 이송영역을 자동으로 계산하고 설정할 수 있는 장치가 없어 작업자가 수작업으로 이송하면서 충돌유무를 지속적으로 체크하거나 임의의 이송영역을 정하여 이송함에 따라 작업자의 불편을 초래하고, 충돌이 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 종래 공작기계의 충돌방지장치는 팔레트의 크기가 기존보다 큰 경우에는 이에 대해 자동 계산을 통한 금지영역을 계산할 수 없어, 대형 팔레트를 사용할 수 없어 해당 장비로 다양한 공작물을 가공할 수 없어 가공 생산성이 감소하는 문제점이 있었다.
더욱이, 종래 공작기계의 충돌방지장치는 금지영역을 자동으로 계산하거나 알람을 발생하지 않고 충돌이 빈번하게 발생함에 따라 공작물의 가공비용과 공작기계의 유지비용이 증가하는 문제점이 있었다.
대한민국 특허등록공보 제10-0403139호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 일반 팔레트가 아닌 스페셜 팔레트 장착시에 팔레트 크기, 회전축의 현재 위치와 직선축의 현재 위치에 따라 직선축 또는 회전축의 이송영역과 충돌영역을 자동으로 계산하고 회전축과 직선축의 이송좌표와 이송영역 충돌영역을 비교하여 회전축과 직선축간의 이송시에 이들의 충돌을 방지함에 따라 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화하고, 충돌에 의한 자원낭비를 방지와 사용자의 만족도를 향상시킬 수 있는 공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 회전축과 직선축을 수치제어장치와 같은 자동화장치에 의해 이송하는 경우뿐만 아니라 작업자가 수작업으로 이송하는 경우에도 이송중에 이송좌표가 충돌영역에 해당하는 경우에는 회전축 구동부와 직선축 구동부를 인터락하여 작업자의 안전을 보호하고, 파손에 의한 유지보수 시간을 절감하여 공작기계의 생산성을 향상시킬 수 있는 공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지장치는 팔레트를 회전시키는 회전축; 상기 회전축을 구동하는 회전축 구동부; 공구를 직선 이동시키는 직선축; 상기 직선축을 구동하는 직선축 구동부; 상기 회전축과 상기 직선축의 현재 위치를 검출하고, 상기 회전축과 상기 직선축의 이송좌표를 입력하는 수치제어부; 상기 팔레트 크기, 상기 회전축의 현재 위치와 상기 직선축의 현재 위치에 따라 상기 직선축 또는 상기 회전축의 이송영역과 충돌영역을 판별하는 충돌방지 제어부; 및 상기 충돌방지 제어부의 신호에 따라 상기 회전축 또는 상기 직선축의 이송좌표가 충돌영역에 해당하는 경우 상기 회전축 구동부 또는 상기 직선축 구동부의 인터락을 수행하는 PLC;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 충돌방지장치의 수치제어부는 상기 회전축의 현재 위치를 실시간으로 검출하는 회전축 위치 검출부; 상기 직선축의 현재 위치를 실시간으로 검출하는 직선축 위치 검출부; 및 상기 회전축 또는 상기 직선축의 이송좌표를 입력하는 입력부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 충돌방지장치의 충돌방지 제어부는 상기 팔레트 정보를 저장하는 팔레트 데이터 저장부; 상기 회전축에 대해 상기 직선축이 이송할 수 있는 영역에 대한 데이터를 저장하는 직선축 이송영역 저장부; 상기 직선축에 대해 상기 회전축이 이송할 수 있는 영역에 대한 데이터를 저장하는 회전축 이송영역 저장부; 상기 팔레트 데이터 저장부에 저장된 팔레트 정보를 기반으로 상기 회전축 위치 검출부, 상기 직선축 위치 검출부, 및 상기 직선축 이송영역 저장부의 데이터들에 의해 상기 회전축에 대한 상기 직선축의 충돌영역을 계산하는 직선축 충돌영역 계산부; 상기 팔레트 데이터 저장부에 저장된 팔레트 정보를 기반으로 상기 회전축 위치 검출부, 상기 직선축 위치 검출부, 및 상기 회전축 이송영역 저장부의 데이터들에 의해 상기 직선축에 대한 상기 회전축의 충돌영역을 계산하는 회전축 충돌영역 계산부; 상기 입력부에 입력된 상기 회전축 또는 상기 이송축의 이송좌표와 상기 직선축 충돌영역 계산부 또는 상기 회전축 충돌영역 계산부의 충돌영역을 비교하여 충돌유무를 판단하는 비교부; 및 상기 비교부의 결과를 상기 PLC 또는 상기 수치제어부에 전송하는 통신부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 충돌방지장치의 PLC는 상기 통신부에서 전송된 신호에 따라 충돌영역에 해당하는 경우 상기 회전축 구동부 또는 상기 직선축 구동부의 인터락을 수행하는 인터락부; 및 상기 인터락부가 수행된 경우 알람을 발생하는 알람부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지방법은 팔레트 정보 데이터를 저장하는 단계; 회전축에 대해 직선축이 이송할 수 있는 영역에 대한 데이터를 저장하는 단계; 직선축에 대해 회전축이 이송할 수 있는 영역에 대한 데이터를 저장하는 단계; 회전축의 현재 위치를 실시간으로 검출하는 단계; 직선축의 현재 위치를 실시간으로 검출하는 단계; 저장된 팔레트 정보 데이터를 기반으로 회전축의 현재 위치와 직선축의 현재 위치를 통해 회전축에 대한 직선축의 충돌영역을 계산하는 단계; 저장된 팔레트 정보 데이터를 기반으로 직선축의 현재 위치와 회전축의 현재 위치를 통해 직선축에 대한 회전축의 충돌영역을 계산하는 단계; 회전축 또는 직선축의 이송좌표를 입력하는 단계; 입력된 상기 회전축 또는 상기 이송축의 이송좌표와 상기 직선축 충돌영역 계산부 또는 상기 회전축 충돌영역 계산부의 충돌영역을 비교하는 단계; 비교결과를 PLC 또는 수치제어부에 전송하는 단계; 및 비교결과에 따라 PLC에서 회전축 구동부 또는 직선축 구동부를 인터락하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지방법의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 충돌방지방법은 상기 인터락 단계 이후에 상기 PLC에서 알람을 발생하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법은 일반 팔레트가 아닌 스페셜 팔레트 장착시에 팔레트 크기, 회전축의 현재 위치와 직선축의 현재 위치에 따라 직선축 또는 회전축의 이송영역과 충돌영역을 자동으로 계산하고 회전축과 직선축의 이송좌표와 이송영역 충돌영역을 비교하여 회전축과 직선축의 이송시에 이들의 충돌을 방지함에 따라 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법은 충돌에 의한 자원낭비를 방지하고, 대형 팔레트를 충돌없이 자유롭게 사용할 수 있어 다양한 크기의 공작물을 1개의 공작기계로 가공할 수 있게 됨에 따라 사용자의 만족도를 향상하고, 공작물의 가공비용을 절감하고, 공작기계의 수출을 증대할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법은 회전축과 직선축을 수치제어장치와 같은 자동화장치에 의해 이송하는 경우 뿐만아니라 작업자가 수작업으로 이송하는 경우에도 이송중에 이송좌표가 충돌영역에 해당하는 경우에는 회전축 구동부와 직선축 구동부를 인터락하여 작업자의 안전을 보호할 수 있는 효과가 있다.
게다가, 본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법은 회전축과 직선축의 충돌에 따른 구성품의 파손에 의한 공작기계의 유지보수 시간을 절감을 통한 비가공시간의 감소에 의해 공작기계의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 직선축이 고정된 상태에서 회전축이 0도인 상태의 사시도를 나타낸다.
도 2는 직선축이 고정된 상태에서 회전축이 90도인 상태의 사시도를 나타낸다.
도 3은 직선축이 고정된 상태에서 회전축이 45도인 상태의 사시도를 나타낸다.
도 4 내지 도 6은 회전축이 45도로 고정된 상태에서 직선축이 이동하는 여러 상태의 사시도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 충돌방지장치의 개념도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 충돌방지장치의 수치제어부, 충돌방지 제어부, 및 PLC의 블록도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 충돌방지방법의 절차도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 조립식 베개의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 직선축이 고정된 상태에서 회전축이 0도인 상태의 사시도를 나타내고, 도 2는 직선축이 고정된 상태에서 회전축이 90도인 상태의 사시도를 나타내며, 도 3은 직선축이 고정된 상태에서 회전축이 45도인 상태의 사시도를 나타낸다. 도 4 내지 도 6은 회전축이 45도로 고정된 상태에서 직선축이 이동하는 여러 상태의 사시도를 나타낸다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 충돌방지장치의 개념도를 나타내고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 충돌방지장치의 수치제어부, 충돌방지 제어부, 및 PLC의 블록도를 나타낸다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 충돌방지방법의 절차도를 나타낸다.
도 4 내지 도 6에 도시된 것처럼, 대형 팔레트가 장착된 경우 회전축(B축)의 위치에 따른 직선축(X, Y, Z축)의 이송영역과 충돌영역이 변경된다. 또한, 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼, 대형 팔레트가 장착된 경우 직선축의 위치에 따른 회전축의 이송영역과 충돌영역이 변경된다.
또한, 공작기계 특히 수평형 머시닝센터는 일반적으로 직선축의 X, Y, Z축이 하나의 구조물에 있고 회전축만 다른 구조물에 부착하거나 직선축 중 X, Y축이 하나의 구조물에 있고, Z축과 회전축이 다른 구조물의 있는 경우가 있다.
이처럼, 대형 팔레트가 장착된 경우 팔레트의 크기에 따라 직선축과 회전축이 간섭받는 영역이 변경됨에 따라 이를 계산을 통해 이송영역과 충돌영역을 확정하고, 이송좌표가 해당 이송영역과 충돌영역에 해당하는지에 대해 판단하여 이송을 진행해야 충돌발생을 방지할 수 있다.
따라서, 팔레트 크기를 기반으로 회전축에 대한 직선축 이송영역과 충돌영역과 팔레트 크기를 기반으로 직선축에 대한 회전축 이송영역과 충돌영역을 별도로 구분하여 이를 제어하여야 회전축과 직선축 이송간의 축간섭에 의한 충돌을 방지할 수 있다.
이러한 전제를 기초로 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지장치(1)와 충돌방법을 설명한다.
도 7 내지 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 충돌방지장치(1)는 회전축(10), 회전축 구동부(20), 직선축(30), 직선축 구동부(40), 수치제어부(50), 충돌방지 제어부(60), 및 PLC(70)를 포함한다.
회전축(10)은 팔레트를 회전시키는 축으로, B 축으로 형성된다. 이러한 회전축은 복수개가 될 수 있다.
회전축 구동부(20)는 회전축(10)을 구동한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 회전축 구동부(20)는 모터 또는 서보모터(SERVO MOTOR)로 형성되고, 후술하는 수치제어부(50), 충돌방지 제어부(60), 또는 PLC(70)에 의해 구동이 제어된다. 만약 회전축이 복수개인 경우 이를 구동하는 회전축 구동부(20)도 회전축의 개수에 대응하도록 설치된다.
직선축(30)은 공구를 직선 이동시키는 축으로 X축, Y축, Z축으로 형성된다.
직선축 구동부(40)는 직선축을 구동한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 직선축 구동부(40)는 모터 또는 서보모터로 형성되고, 수치제어부(50), 충돌방지 제어부(60) 또는 PLC(70)에 의해 구동이 제어된다. 회전축과 마찬가지로 직선축이 복수개인 경우 이를 구동하는 직선축 구동부도 복수개가 될 수 있다. 직선축이 X축, Y축, Z축 3개로 형성되는 경우라면, 3개의 축을 각각 구동하도록 직선축 구동부도 3개가 설치된다.
수치제어부(50)는 회전축과 직선축의 현재 위치를 검출하고, 회전축과 직선축의 이송좌표를 입력하고, 직선축 구동부와 회전축 구동부를 제어한다. 또한, 수치제어부(100)는 NC(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control)를 포함하고, 각종 수치 제어 프로그램이 내장되어 있다. 즉 수치제어부(50)는 직선축 구동부와 회전축 구동부의 구동프로그램, 공구의 가동프로그램 등이 내장되고, 수치제어부의 구동에 따라 해당 프로그램이 자동으로 로딩되어 작동한다. 이러한 수치제어부(50)는 주조작부, 충돌방지 제어부(60), 및 PLC(70)와 소정의 프로토콜에 의해 통신을 수행한다.
또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 수치제어부(50)는 주조작부를 포함하고, 이러한 주조작부는 화면표시 프로그램과 화면표시 선택에 따른 데이터 입력 프로그램을 포함하고, 화면표시 프로그램의 출력에 따라 표시화면에 소프트웨어 스위치를 디스플레이하고, 소프트웨어 스위치의 온(ON)/오프(OFF)를 인식하여 기계 동작의 입출력 명령을 내리는 기능을 수행한다.
또한, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 주조작부는 공작기계의 하우징, 케이스, 또는 일측에 설치되어 다양한 기능스위치 또는 버튼과 각종 정보를 표시할 수 있는 모니터를 구비한다.
충돌방지 제어부(60)는 팔레트(2)의 크기, 회전축(10)의 현재 위치와 직선축(30)의 현재 위치에 따라 직선축(30) 또는 회전축(10)의 이송영역과 충돌영역을 판별한다.
즉, 충돌방지 제어부(60)는 후술하는 팔레트 데이터 저장부(61)에 저장되는 팔레트 크기 정보를 기본으로 회전축에 대해 직선축의 이송영역과 직선축에 대해 회전축의 이송영역 데이터를 고려하여 현재 회전축 위치에 따라 직선축의 충돌영역과 직선축의 위치에 따라 회전축의 충돌영역을 산출하고, 이를 주조작부의 입력부(53)를 통해 입력된 이송좌표와 비교하여 충돌유무를 판별한다.
PLC(70, Programmable Logic Controller)는 충돌방지 제어부(60)의 통신부(67)의 신호에 따라 입력부(53)를 통해 입력된 회전축 또는 직선축의 이송좌표가 충돌영역에 해당하는 경우 회전축 구동부 또는 직선축 구동부의 인터락을 수행한다. PLC(70)는 수치제어부(50) 또는 충돌방지 제어부(60)와 소정의 프로토콜에 의한 통신을 수행하고, 이러한 통신을 통해 제어명령을 행하는 기능을 수행한다. 즉, PLC(70)는 수치제어부(50) 또는 충돌방지 제어부(60)의 제어 프로그램에 따른 제어 명령을 받아 작동한다. 또한, PLC(300)는 회전축 구동부(20)와 직선축 구동부(40)의 엔코더를 이용하여 회전수, 토크를 측정할 수 있다. 이에 따라, PLC(70)는 PLC에 의해 수치제어부가 없는 저가의 공작기계에 대해서도 본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지장치와 충돌방법이 용이하게 설치되고, 작동됨에 따라 호환성을 극대화하고, 설치비용을 최소화할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지장치(1)는 일반 팔레트가 아닌 스페셜 팔레트 장착시에 팔레트 크기, 회전축의 현재 위치와 직선축의 현재 위치에 따라 직선축 또는 회전축의 이송영역과 충돌영역을 자동으로 계산하고 회전축과 직선축의 이송좌표와 이송영역 충돌영역을 비교하여 회전축과 직선축의 이송시에 이들의 충돌을 방지함에 따라 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화할 수 있다.
도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 충돌방지장치(1)의 수치제어부(50)는 회전축 위치 검출부(51), 직선축 위치 검출부(52), 및 입력부(53)를 포함한다.
회전축 위치 검출부(51)는 회전축(10)의 현재 위치를 실시간으로 검출한다. 즉, 회전축 위치 검출부(51)는 직선축인 X축, Y축, Z축의 실시간 좌표구간을 통해 회전축의 현재 위치좌표를 실시간으로 검출하고 저장한다.
직선축 위치 검출부(52)는 직선축(30)의 현재 위치를 실시간으로 검출한다. 즉, 직선축 위치 검출부(52)는 회전축인 B축의 실시간 좌표구간을 통해 직선축의 현재 위치좌표를 실시간으로 검출하고 저장한다.
입력부(53)는 상술한 주조작반에 형성되어 사용자나 조작자가 회전축 또는 직선축의 이송좌표를 입력한다. 이러한 입력부(53)는 조작패널 또는 버튼 형태로 형성된다.
반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 회전축 위치 검출부(51)에 의한 회전축 현재 위치좌표, 직선축 위치 검출부(52)에 의한 직선축 현재 위치좌표, 직선축 또는 회전축의 최종 이송좌표가 주조작반의 모니터에 표시될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지장치는 실시간으로 변경하는 회전축 위치좌표와 직선축 위치좌표 및 최종 회전축 이송좌표와 최종 직선축 이송좌표를 실시간으로 반영하여 이송영역과 충돌영역을 구분함에 따라 충돌을 미연에 방지하여 충돌에 의한 자원낭비를 방지하고, 대형 팔레트를 충돌없이 자유롭게 사용할 수 있어 다양한 크기의 공작물을 1개의 공작기계로 가공할 수 있게 됨에 따라 사용자의 만족도를 향상하고, 공작물의 가공비용을 절감하고, 공작기계의 수출을 증대할 수 있다.
도 7에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 충돌방지장치(1)의 충돌방지 제어부(60)는 팔레트 데이터 저장부(61), 직선축 이송영역 저장부(62), 회전축 이송영역 저장부(63), 직선축 충돌영역 계산부(64), 회전축 충돌영역 계산부(65), 비교부(66), 및 통신부(67)를 포함한다.
팔레트 데이터 저장부(61)는 팔레트(2)의 사이즈 정보를 자동 또는 수동으로 저장한다.
반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 팔레트 사이즈는 미리 입력된 룩업 데이터 형태로 자동 또는 수동으로 저장될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 팔레트 데이터 저장부(61)는 팔레트(2)의 사이즈 정보를 위치 측정 센서, 거리 측정 센서, 광학센서 중 어느 하나로 측정하여 자동으로 저장할 수 있다.
팔레트(2)의 사이즈 정보를 위치 측정 센서로 측정하는 경우에는 공작기계의 내부에 곳곳에 위치한 위치 측정 센서에서 수신되는 신호에 의해 팔레트(2)의 위치에 따라 팔레트(2)의 사이즈 정보를 측정하고 이를 PLC 등을 통해 계산하여 자동으로 팔레트 데이터 저장부(61)로 전송하고 이를 저장한다.
또한, 팔레트(2)의 사이즈 정보를 거리 측정 센서로 측정하는 경우에는 공작기계의 팔레트에 인접하게 설치되는 적외선과 같은 거리 측정 센서에 의해 수신되는 신호에 의해 팔레트(2)의 사이즈 정보를 측정하고, 이를 PLC 등을 자동으로 팔레트 데이터 저장부(61)로 전송하고 이를 저장한다.
더욱이, 팔레트(2)의 사이즈 정보를 광학센서로 측정하는 경우에는 공작기계의 내부에 설치되는 광학카메라 또는 광학센서에 의해 팔레트의 형상과 사이즈를 측정하고 이를 PLC 등을 통해 계산하여 자동으로 팔레트 데이터 저장부(61)로 전송하고 이를 저장한다.
이처럼, 팔레트 데이터 저장부(61)는 작업자가 수동으로 해당 팔레트의 사이즈를 측정하거나, 해당 팔레트의 스펙에 따라 조작반을 통해 수동으로 팔레트 데이터 저장부(61)에 저장하거나, 상술한 방법을 통해 팔레트의 사이즈가 자동으로 팔레트 데이터 저장부(61)에 저장됨에 따라 충돌방지 장치의 가동시간을 최소화하여 유지비용을 절감하고, 안정성과 신뢰성을 극대화할 수 있다.
직선축 이송영역 저장부(62)는 회전축(10)에 대해 직선축(30)이 이송할 수 있는 영역에 대한 데이터를 저장한다. 즉, 회전축에 대해 X축이 이송가능한 구간, 회전축에 대해 Y축이 이송가능한 구간, 회전축에 대해 Z축이 이송가능한 구간을 저장한다. 회전축(10)에 대해 직선축(30)이 이송할 수 있는 영역에 대한 데이터는 미리 입력된 룩업 데이터 형태로 저장될 수 있다. 즉 직선축 이송영역 저장부(62)는 룩업 데이터 형태로 저장된다.
회전축 이송영역 저장부(63)는 직선축(30)에 대해 회전축(10)이 이송할 수 있는 영역에 대한 데이터를 저장한다. 즉, 직선축 중 1개인 X축에 대해 회전축이 이송가능한 구간, 직선축 중 1개인 Y축에 대해 회전축이 이송가능한 구간, 직선충 중 1개인 Z축에 대해 회전축이 이송가능한 구간을 저장한다. 직선축(30)에 대해 회전축(10)이 이송할 수 있는 영역에 대한 데이터는 미리 입력된 룩업 데이터 형태로 저장될 수 있다. 즉 회전축 이송영역 저장부(63)는 록업 데이터 형태로 저장된다.
직선축 충돌영역 계산부(64)는 팔레트 데이터 저장부(61)에 저장된 팔레트 사이즈 정보를 기반으로 회전축 위치 검출부(51), 직선축 위치 검출부(52), 및 직선축 이송영역 저장부(62)의 데이터들에 의해 회전축에 대한 직선축의 충돌영역을 계산한다.
즉, 직선축 충돌영역 계산부(64)는 팔레트 데이터 저장부(61)에 저장된 팔레트(2)의 크기를 기반으로 직선축 이송영역 저장부(62)에 저장된 값이 아닌 값을 산출한다. 직선축 이송영역 저장부(62)에 저장된 값보다 작은 값에 대해 PLC(70)에서 비교구문을 사용하여 직선축 이송영역 저장부(62)에 저장되지 않은 좌표값을 산출하는 방식으로 계산하고, 이를 저장한다.
회전축 충돌영역 계산부(65)는 팔레트 데이터 저장부(61)에 저장된 팔레트 사이즈 정보를 기반으로 회전축 위치 검출부(51), 직선축 위치 검출부(52), 및 회전축 이송영역 저장부(63)의 데이터들에 의해 직선축에 대한 회전축의 충돌영역을 계산한다.
즉, 회전축 충돌영역 계산부(65)는 팔레트 데이터 저장부(61)에 저장된 팔레트(2)의 크기를 기반으로 회전축 이송영역 저장부(63)에 저장된 값이 아닌 값을 산출한다. 회전축 이송영역 저장부(63)에 저장된 값보다 작은 값에 대해 PLC(70)에서 비교구문을 사용하여 회전축 이송영역 저장부(63)에 저장되지 않은 좌표값을 산출하는 방식으로 계산하고, 이를 저장한다.
비교부(66)는 입력부(53)에 입력된 회전축 또는 이송축의 이송좌표와 직선축 충돌영역 계산부(64) 또는 회전축 충돌영역 계산부(65)의 충돌영역을 비교하여 입력부(53)에 입력된 이송좌표가 충돌영역에 포함되는지 여부로 충돌유무를 판단한다.
즉, 비교부(66)에서는 팔레트 데이터 저장부(61)에 저장된 팔레트 사이즈 정보를 기반으로 회전축에 대한 직선축의 위치좌표를 수치제어부의 직선축 위치 검출부(51)를 통해 실시간으로 전달받고, 회전축 위치 검출부(52)로부터 현재의 회전축 위치좌표를 전달받아 이를 실시간으로 비교하면서 동시에 직선축 충돌영역 계산부(64)를 통해 계산된 직선축 충돌영역에 입력부에 입력된 직선축 위치좌표가 이들 영역에 포함되는 경우에 충돌발생으로 판단하게 된다.
마찬가지 방식으로, 비교부(66)에서는 팔레트 데이터 저장부(61)에 저장된 팔레트 사이즈 정보를 기반으로 직선축에 대한 회전축의 위치좌표를 수치제어부의 회전축 위치 검출부(52)를 통해 실시간으로 전달받고, 직선축 위치 검출부(52)로부터 현재의 직선축 위치좌표를 전달받아 이를 실시간으로 비교한면서 동시에 회전축 충돌영역 계산부(65)를 통해 계산된 회전축 충돌영역에 입력부에 입력된 회전축 위치좌표가 이들 영역에 포함되는 경우에 충돌방생으로 판단하게 된다.
통신부(67)는 비교부(66)의 판단결과를 PLC(70) 또는 수치제어부(50)로 전송한다. 즉, 통신부(67)는 비교부(66)의 판단결과 회전축 또는 직선축이 충돌발생인 경우에 PLC의 인터락부(71)로 신호를 전달하여 회전축 이송부(20) 또는 직선축 이송부(40)를 인터락시킨다. 통신부(67)는 비교부의 판단결과 회전축 또는 직선축이 충돌발생이 아닌 경우에는 수치제어부와 PLC에 신호를 전달하여 회전축 이송부(20) 또는 직선축 이송부(40)를 구동시켜 회전축(10)을 회전시키거나 직선축(30)을 이송한다.
따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지장치는 회전축과 직선축의 충돌에 따른 구성품의 파손에 의한 공작기계의 유지보수 시간을 절감을 통한 비가공시간의 감소에 의해 공작기계의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 8 에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 충돌방지장치(1)의 PLC(70)는 인터락부(71)와 알람부(72)를 포함한다.
인터락부(71)는 통신부(67)에서 전송된 신호에 따라 입력부(53)에 입력된 이송좌표가 충돌영역에 해당하는 경우 회전축 구동부(20) 또는 직선축 구동부(40)의 인터락을 수행한다.
알람부(72)는 인터락부(71)가 작동된 경우에 알람을 발생한다. 이러한 알람부(72)는 상술한 주조작부의 모니터에 표시되거나 경고음 또는 경광등 등의 다양한 형태로 구현될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지장치는 회전축과 직선축을 수치제어장치와 같은 자동화장치에 의해 이송하는 경우 뿐만아니라 작업자가 수작업으로 이송하는 경우에도 이송중에 이송좌표가 충돌영역에 해당하는 경우에는 회전축 구동부와 직선축 구동부를 인터락하고 알람을 표시하여 작업자의 안전을 보호하고 편의를 도모할 수 있다.
도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 충돌방지방법을 설명한다. 도 9에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 충돌방지방법은 팔레트 정보 데이터 저장 단계(S1), 직선축 이송영역 저장 단계(S2), 회전축 이송영역 저장 단계(S3), 회전축 현재 위치 검출 단계(S4), 직선축 현재 위치 검출 단계(S5), 직선축 충돌영역 계산 단계(S6), 회전축 충돌영역 계산 단계(S7), 이송좌표 입력 단계(S8), 비교단계(S9), 신호전송 단계(S10), 인터락 단계(S11), 알람발생단계(S12)로 이루어진다.
팔레트 데이터 저장부(61)에 팔레트 사이즈 정보 데이터를 저장한다. 팔레트 사이즈는 미리 입력된 룩업 데이터 형태로 저장될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 팔레트 데이터 저장부는 팔레트의 사이즈 정보를 위치 측정 센서, 거리 측정 센서, 광학센서 중 어느 하나로 측정하여 상술한 내용과 동일한 방법에 의해 자동으로 저장할 수 있다.
팔레트 정보 데이터 저장 단계(S1) 이후에, 직선축 이송영역 저장부(62)에 회전축에 대해 직선축이 이송할 수 있는 직선축 이송영역에 대한 데이터를 저장한다. 회전축에 대해 X축이 이송가능한 구간, 회전축에 대해 Y축이 이송가능한 구간, 회전축에 대해 Z축이 이송가능한 구간을 저장한다. 회전축(10)에 대해 직선축(30)이 이송할 수 있는 영역에 대한 데이터는 미리 입력된 룩업 데이터 형태로 저장될 수 있다. 즉 직선축 이송영역 저장부(62)는 룩업 데이터 형태로 저장한다.
직선축 이송영역 저장 단계(S2) 이후에, 회전축 이송영역 저장부(63)에 직선축에 대해 회전축이 이송할 수 있는 회전축 이송영역에 대한 데이터를 저장한다. 직선축 중 1개인 X축에 대해 회전축이 이송가능한 구간, 직선축 중 1개인 Y축에 대해 회전축이 이송가능한 구간, 직선충 중 1개인 Z축에 대해 회전축이 이송가능한 구간을 저장한다. 직선축(30)에 대해 회전축(10)이 이송할 수 있는 영역에 대한 데이터는 미리 입력된 룩업 데이터 형태로 저장될 수 있다. 즉 회전축 이송영역 저장부(63)는 록업 데이터 형태로 저장한다.
회전축 이송영역 저장 단계(S3) 이후에, 회전축 위치 검출부(51)에서 회전축(10)의 현재 위치를 실시간으로 검출한다. 직선축인 X축, Y축, Z축의 실시간 좌표구간을 통해 회전축의 현재 위치좌표를 실시간으로 검출하고 저장한다.
회전축 현재 위치 검출 단계(S4) 이후에, 직선축 위치 검출부(52)에서 직선축의 현재 위치를 실시간으로 검출한다. 회전축인 B축의 실시간 좌표구간을 통해 직선축의 현재 위치좌표를 실시간으로 검출하고 저장한다.
직선축 현재 위치 검출 단계(S5) 이후에, 팔레트 데이터 저장부(61)에 저장된 팔레트 정보 데이터를 기반으로 회전축 위치 검출부(51)에 의해 회전축의 현재 위치와 직선축 위치 검출부(52)에 의해 직선축의 현재 위치를 통해 직선축 충돌영역 계산부(64)에서 회전축에 대한 직선축의 충돌영역을 계산한다. 즉, 팔레트 데이터 저장부(61)에 저장된 팔레트(2)의 크기를 기반으로 직선축 이송영역 저장부(62)에 저장된 값이 아닌 값을 산출한다. 직선축 이송영역 저장부(62)에 저장된 값보다 작은 값에 대해 PLC(70)에서 비교구문을 사용하여 직선축 이송영역 저장부(62)에 저장되지 않은 좌표값을 산출하는 방식으로 계산하고, 이를 저장한다.
직선축 충돌영역 계산 단계(S6) 이후에, 팔레트 데이터 저장부(61)에 저장된 팔레트 정보 데이터를 기반으로 직선축 위치 검출부(52)에 의해 직선축의 현재 위치와 회전축 위치 검출부(51)에 의해 회전축의 현재 위치를 통해 회전축 충돌영역 계산부(65)에서 직선축에 대한 회전축의 충돌영역을 계산한다. 즉, 팔레트 데이터 저장부(61)에 저장된 팔레트(2)의 크기를 기반으로 회전축 이송영역 저장부(63)에 저장된 값이 아닌 값을 산출한다. 회전축 이송영역 저장부(63)에 저장된 값보다 작은 값에 대해 PLC(70)에서 비교구문을 사용하여 회전축 이송영역 저장부(63)에 저장되지 않은 좌표값을 산출하는 방식으로 계산하고, 이를 저장한다.
회전축 충돌영역 계산 단계(S7) 이후에, 입력부(53)에 회전축(10) 또는 직선축(30)의 이송좌표를 입력한다.
이송좌표 입력 단계(S8) 이후에, 비교부(66)에서 입력된 회전축 또는 이송축의 이송좌표와 직선축 충돌영역 계산부(64) 또는 회전축 충돌영역 계산부(65)의 충돌영역을 비교한다. 즉, 비교부(66)에서는 팔레트 데이터 저장부(61)에 저장된 팔레트 사이즈 정보를 기반으로 회전축에 대한 직선축의 위치좌표를 수치제어부의 직선축 위치 검출부(51)를 통해 실시간으로 전달받고, 회전축 위치 검출부(52)로부터 현재의 회전축 위치좌표를 전달받아 이를 실시간으로 비교하면서 동시에 직선축 충돌영역 계산부(64)를 통해 계산된 직선축 충돌영역에 입력부에 입력된 직선축 위치좌표가 이들 영역에 포함되는 경우에 충돌발생으로 판단하게 된다. 마찬가지 방식으로, 비교부(66)에서는 팔레트 데이터 저장부(61)에 저장된 팔레트 사이즈 정보를 기반으로 직선축에 대한 회전축의 위치좌표를 수치제어부의 회전축 위치 검출부(52)를 통해 실시간으로 전달받고, 직선축 위치 검출부(52)로부터 현재의 직선축 위치좌표를 전달받아 이를 실시간으로 비교한면서 동시에 회전축 충돌영역 계산부(65)를 통해 계산된 회전축 충돌영역에 입력부에 입력된 회전축 위치좌표가 이들 영역에 포함되는 경우에 충돌방생으로 판단하게 된다.
비교단계(S9) 이후에, 비교부(66)의 비교결과를 PLC(70) 또는 수치제어부(50)에 통신부가 신호를 전송한다. 비교부(66)의 판단결과 회전축 또는 직선축이 충돌발생인 경우에 PLC로 신호를 전달하고, 충돌발생이 아닌 경우에는 수치제어부와 PLC에 신호를 전달하여 회전축 이송부(20)와 직선축 이송부(40)를 구동시키게 된다.
신호 전송 단계(S10) 이후에, 비교부(66)의 판단결과 회전축 또는 직선축이 충돌발생인 경우에 통신부(67)의 신호에 의해 PLC(70)에서 회전축 구동부(20) 또는 직선축 구동부(40)를 인터락시킨다.
인터락 단계(S11) 이후에, PLC(70)의 알람부(72)가 알람을 발생한다.
따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 충돌방지방법은 일반 팔레트가 아닌 스페셜 팔레트 장착시에 팔레트 크기, 회전축의 현재 위치와 직선축의 현재 위치에 따라 직선축 또는 회전축의 이송영역과 충돌영역을 자동으로 계산하고 회전축과 직선축의 이송좌표와 이송영역 충돌영역을 비교하여 회전축과 직선축의 이송시에 이들의 충돌을 방지함에 따라 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화하고, 대형 팔레트를 충돌없이 자유롭게 사용할 수 있어 다양한 크기의 공작물을 1개의 공작기계로 가공할 수 있게 됨에 따라 사용자의 만족도를 향상하고 공작물의 가공비용을 절감하며, 회전축과 직선축을 수치제어장치와 같은 자동화장치에 의해 이송하는 경우 뿐만아니라 작업자가 수작업으로 이송하는 경우에도 이송중에 이송좌표가 충돌영역에 해당하는 경우에는 회전축 구동부와 직선축 구동부를 인터락하여 작업자의 안전을 보호할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
1 : 충돌방지장치, 2 : 팔레트,
10 : 회전축, 20 : 회전축 구동부,
30 : 직선축, 40 : 직선축 구동부,
50 : 수치제어부, 51 : 회전축 위치 검출부,
52 : 직선축 위치 검출부, 53 : 입력부,
60 : 충돌방지 제어부, 61 : 팔레트 데이터 저장부,
62 : 직선축 이송영역 저장부, 63 : 회전축 이송영역 저장부,
64 : 직선축 충돌영역 계산부, 65 : 회전축 충돌영역 계산부,
66 : 비교부, 67 : 통신부,
70 : PLC, 71 : 인터락부,
72 : 알람부.

Claims (6)

  1. 팔레트를 회전시키는 회전축;
    상기 회전축을 구동하는 회전축 구동부;
    공구를 직선 이동시키는 직선축;
    상기 직선축을 구동하는 직선축 구동부;
    상기 회전축과 상기 직선축의 현재 위치를 검출하고, 상기 회전축과 상기 직선축의 이송좌표를 입력하는 수치제어부;
    상기 팔레트 크기, 상기 회전축의 현재 위치와 상기 직선축의 현재 위치에 따라 상기 직선축 또는 상기 회전축의 이송영역과 충돌영역을 판별하는 충돌방지 제어부; 및
    상기 충돌방지 제어부의 신호에 따라 상기 회전축 또는 상기 직선축의 이송좌표가 충돌영역에 해당하는 경우 상기 회전축 구동부 또는 상기 직선축 구동부의 인터락을 수행하는 PLC;를 포함하고,
    상기 수치제어부는,
    상기 회전축의 현재 위치를 실시간으로 검출하는 회전축 위치 검출부;
    상기 직선축의 현재 위치를 실시간으로 검출하는 직선축 위치 검출부; 및
    상기 회전축 또는 상기 직선축의 이송좌표를 입력하는 입력부;를 포함하고,
    상기 충돌방지 제어부는,
    상기 팔레트 사이즈 정보를 저장하는 팔레트 데이터 저장부;
    상기 회전축에 대해 상기 직선축이 이송할 수 있는 영역에 대한 데이터를 저장하는 직선축 이송영역 저장부;
    상기 직선축에 대해 상기 회전축이 이송할 수 있는 영역에 대한 데이터를 저장하는 회전축 이송영역 저장부;
    상기 팔레트 데이터 저장부에 저장된 팔레트 사이즈 정보를 기반으로 상기 회전축 위치 검출부, 상기 직선축 위치 검출부, 및 상기 직선축 이송영역 저장부의 데이터들에 의해 상기 회전축에 대한 상기 직선축의 충돌영역을 계산하는 직선축 충돌영역 계산부;
    상기 팔레트 데이터 저장부에 저장된 팔레트 사이즈 정보를 기반으로 상기 회전축 위치 검출부, 상기 직선축 위치 검출부, 및 상기 회전축 이송영역 저장부의 데이터들에 의해 상기 직선축에 대한 상기 회전축의 충돌영역을 계산하는 회전축 충돌영역 계산부;
    상기 입력부에 입력된 상기 회전축 또는 상기 직선축의 이송좌표와 상기 직선축 충돌영역 계산부 또는 상기 회전축 충돌영역 계산부의 충돌영역을 비교하여 충돌유무를 판단하는 비교부; 및
    상기 비교부의 결과를 상기 PLC 또는 상기 수치제어부에 전송하는 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 충돌방지장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 PLC는,
    상기 통신부에서 전송된 신호에 따라 충돌영역에 해당하는 경우 상기 회전축 구동부 또는 상기 직선축 구동부의 인터락을 수행하는 인터락부; 및
    상기 인터락부가 수행된 경우 알람을 발생하는 알람부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 충돌방지장치.
  5. 팔레트 사이즈 정보 데이터를 저장하는 단계;
    회전축에 대해 직선축이 이송할 수 있는 영역에 대한 데이터를 저장하는 단계;
    직선축에 대해 회전축이 이송할 수 있는 영역에 대한 데이터를 저장하는 단계;
    회전축의 현재 위치를 실시간으로 검출하는 단계;
    직선축의 현재 위치를 실시간으로 검출하는 단계;
    저장된 팔레트 사이즈 정보 데이터를 기반으로 회전축의 현재 위치와 직선축의 현재 위치를 통해 회전축에 대한 직선축의 충돌영역을 계산하는 단계;
    저장된 팔레트 사이즈 정보 데이터를 기반으로 직선축의 현재 위치와 회전축의 현재 위치를 통해 직선축에 대한 회전축의 충돌영역을 계산하는 단계;
    회전축 또는 직선축의 이송좌표를 입력하는 단계;
    입력된 상기 회전축 또는 상기 직선축의 이송좌표와 기계산된 직선축 충돌영역 또는 기계산된 회전축 충돌영역을 서로 비교하는 단계;
    비교결과를 PLC 또는 수치제어부에 전송하는 단계; 및
    비교결과에 따라 PLC에서 회전축 구동부 또는 직선축 구동부를 인터락하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 충돌방지방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 인터락 단계 이후에 상기 PLC에서 알람을 발생하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 충돌방지방법.
KR1020170172771A 2017-12-15 2017-12-15 공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법 KR102436808B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170172771A KR102436808B1 (ko) 2017-12-15 2017-12-15 공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170172771A KR102436808B1 (ko) 2017-12-15 2017-12-15 공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190071885A KR20190071885A (ko) 2019-06-25
KR102436808B1 true KR102436808B1 (ko) 2022-08-26

Family

ID=67065370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170172771A KR102436808B1 (ko) 2017-12-15 2017-12-15 공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102436808B1 (ko)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100403139B1 (ko) 2001-03-24 2003-10-30 위아 주식회사 자동 팔레트 교환기의 팔레트 충돌방지 장치
KR101833066B1 (ko) * 2011-07-15 2018-03-02 두산공작기계 주식회사 Plc를 이용한 공작기계 회전축의 인터락 제어장치 및 방법
CN104245228B (zh) * 2012-04-17 2018-04-20 株式会社牧野铣床制作所 机床的干涉判定方法和干涉判定装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190071885A (ko) 2019-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7847506B2 (en) Machine tool controller
KR102512173B1 (ko) 공작기계의 공구이상 검출장치 및 검출방법
JP2010277425A (ja) 工作機械に対してワークの供給及び取り出しを行うロボットを制御するロボット制御装置
KR102507986B1 (ko) 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치
KR102453367B1 (ko) 공작기계 및 공작기계의 제어방법
KR102436808B1 (ko) 공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법
KR102641256B1 (ko) 공작기계의 축이동 보정장치 및 보정방법
KR20220133409A (ko) 공작기계의 가공 오차 보정장치 및 보정방법
KR102620717B1 (ko) 자동 어태치먼트 교환장치 및 이의 제어방법
KR20220141546A (ko) 공작기계의 atc 파손방지 제어장치 및 제어방법
KR20210103112A (ko) 공작기계용 벨트구동 파단 감지장치 및 감지방법
KR20210010252A (ko) 공작기계 및 공작기계의 제어방법
KR102532211B1 (ko) 공작기계 제어장치 및 공작기계의 제어방법
KR20210101995A (ko) 공작기계 및 공작기계의 제어방법
KR20200099447A (ko) 공작기계의 동기오차 자동보정장치 및 자동보정방법
KR102630389B1 (ko) 자동이송장치의 모션제어 시스템 및 자동이송장치의 모션제어 방법
KR20230029212A (ko) 공작기계의 고속 가공 제어장치 및 이의 제어방법
WO2022102738A1 (ja) 制御装置
KR20220137451A (ko) 공작기계의 테이블 이송 보정장치 및 이의 보정방법
KR20210108613A (ko) 공작기계의 공작물 절단 확인장치 및 확인방법
JP7154514B1 (ja) マシニングセンタの自動運転システム
KR20230149567A (ko) 터렛의 오리엔테이션 틀어짐 검출 장치 및 검출 방법
KR20210102611A (ko) 공작기계의 자동공구교환장치 제어장치 및 제어방법
KR20120083984A (ko) 자동공구교환장치 매거진의 대경공구를 교환시키는 방법
KR20210131191A (ko) 툴 클램프 확인장치 및 확인방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant