KR102460118B1 - 어태치먼트 중심위치의 보정방법 - Google Patents

Abstract

어태치먼트 스핀들의 중심위치 보정방법 및 이를 이용하는 공작기계가 개시된다. 한 쌍의 수평 및 수직변위 검출로드와 접촉하는 접촉구를 구비하고 테이블의 수직방향을 따라 회전 가능한 설치오차 검출장치를 테이블에 고정하고 설치오차 검출장치의 기준점에 대응하고 공간 좌표계의 기준점인 작업좌표(work coordinates)를 설정한다. 검출위치에서 헤드 어태치먼트에 결합된 테스트 툴과 상기 접촉구를 접촉시켜 헤드 어태치먼트의 설치오차를 검출한다. 설치오차를 공작기계의 제어 콘솔로 입력하고 스핀들 중심위치를 설치오차만큼 보정하여 헤드 어태치먼트의 보정위치를 수득한다. 설치오차를 신속하고 간단하게 수득하고 자동으로 제어콘솔로 전송함으로써 보정위치의 정확도를 높일 수 있다.

Description

어태치먼트 중심위치의 보정방법{Method of correcting spindle positions of head attachments for machining tools}

본 발명은 어태치먼트 중심위치의 보정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수치제어 공작기계용 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 관한 설치오차를 테이블의 단일한 위치에서 검출하여 상기 스핀들 중심위치를 자동으로 보정하는 방법에 관한 것이다.

복잡한 형상을 갖는 대형 공작물에 대한 수요가 증가함에 따라 대형 가공 대상물을 테이블에 고정하고 램 유닛이 가공물의 5면을 다양한 형상으로 가공하는 5면 가공기와 같은 대형 공작기계가 널리 이용되고 있다.

문형 머시닝 센터와 같은 대형 공작기계는 다양한 형상을 가공하기 위한 공구세트뿐만 아니라 형상가공에 요구되는 공구들을 용이하게 공작기계의 램 스핀들에 결합하기 위한 다양한 헤드 어태치먼트(head attachment)를 구비하고 있다.

이때, 상기 각 헤드 어태치먼트들의 스핀들 중심위치와 상기 가공 대상물의 표면 위치는 동일한 3차원 좌표계를 이용하여 표시함으로써 헤드 어태치먼트들의 스핀들 중심위치와 가공 대상물의 가공위치 사이의 좌표혼란을 방지하고 있다. 예를 들면, 공작물에 대한 가공이 수행되는 테이블의 상부영역인 작업공간을 표시하는 3차원 공간좌표계를 설정하고 가공물의 표면위치와 가공물을 가공하는 공구의 구동 중심위치를 동일한 좌표계를 이용하여 표시하고 있다.

가공의 종류에 따라 적절한 공구와 헤드 어태치먼트가 선택되어 공작기계의 램 스핀들에 결합되고 헤드 어태치먼트의 설계단계의 수치 데이터를 이용하여 계산에 의해 수득되는 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 상기 좌표계의 원점 또는 특정한 작업 기준점(이하, 작업좌표)에 위치시킨다. 공작기계의 제어 프로그램은 작업좌표를 기준으로 공작물의 가공위치를 식별하고 작업공구는 상기 작업좌표에 위치하므로 공작물은 정확한 위치에서 가공이 수행된다.

그러나, 헤드 어태치먼트들은 가공단계에서 발생하는 가공오차와 램 스핀들에 결합되는 과정에서 발생하는 결합오차와 같은 다양한 설치오차를 내포하고 있으므로, 설계상의 수치 데이터를 근거로 계산된 상기 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 기준으로 램 유닛을 이동시키는 경우, 작업공구의 위치는 작업좌표로부터 설치오차만큼 벗어나서 위치하게 된다.

즉, 공구는 작업좌표로부터 설치오차만큼 벗어난 좌표에 위치하지만 가공위치는 작업좌표를 기준으로 식별되므로 설치오차만큼 벗어난 위치에서 공작물에 대한 가공이 수행되어 가공불량을 유발하게 된다.

상기와 같은 설치오차로 인한 가공불량을 방지하기 위해 공작기계의 가동 전에 가공에 필요한 각 헤드 어태치먼트에 대한 설치오차를 개별적으로 측정하고 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 상기 설치오차만큼 보정할 것이 요구된다.

종래의 어태치먼트 스핀들 중심위치 보정방법에 의하면, 테이블 상의 서로 다른 3지점으로 다이얼 게이지를 옮겨가면서 3차원 좌표계의 3축 방향으로 설치오차를 각각 측정하고 측정된 각 축방향 오차 성분과 상기 스핀들 중심위치를 수작업으로 계산한 후 이를 제어 프로그램에 개별적으로 입력한다. 상기 스핀들 중심위치는 입력된 설치오차만큼 보정되어 어태치먼트 중심위치에 관한 보정위치를 생성한다.

그러나, 이와 같은 종래의 어태치먼트 중심위치 보정방법 및 이를 이용하여 어태치먼트 중심위치를 결정하는 공작기계에 의하면, 작업공간 내에서 상기 설치오차는 3개의 축 방향을 따라 독립적인 3개의 성분으로 측정되어야 하므로, 테이블 상의 서로 다른 3지점에서 각 축 방향을 따라 독립적으로 오차 성분을 측정해야 하는 불편이 있다. 이에 따라, 테이블 상의 서로 다른 3개의 지점에서 설치오차 검출장치를 설치하고 분해하는 작업들을 반복하여야 하는 문제점이 있다. 특히, 앵글 어태치먼트나 유니버설 어태치먼트의 경우에는 램 스핀들과의 각도에 따라 각각 개별적으로 3축 방향의 오차 성분을 검출해야 하므로, 설치오차 검출장치의 설치 및 분해 작업에 소요되는 시간은 기하급수적으로 증가하게 된다.

뿐만 아니라, 종래의 설치오차 검출장치에 의해 측정되는 오차는 테스트 툴의 위치를 중심으로 한 오차이므로, 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 관한 오차로 반영하기 위해서는 측정된 값으로부터 테스트 툴의 형상특성을 반영하여 스핀들 중심위치에 관한 오차로 작업자가 다시 계산해야 하는 불편이 있다. 또한, 수작업에 수득된 설치오차를 개별적으로 제어콘솔로 입력해야 하므로 계산과정에서의 오류와 입력과정에서의 오류로 어태치먼트 중심위치의 정확도가 현저하게 떨어지는 문제점이 있다.

이에 따라, 정확한 설치오차를 신속하게 검출하고 이를 제어 콘솔로 정확하게 입력하여 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 관한 보정위치를 신속하고 정확하게 수득할 수 있는 새로운 어태치먼트 중심위치 결정방법 및 이를 이용하는 공작기계가 요구된다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 테이블 상의 단일한 지점에서 별도의 계산과정 없이 헤드 어태치먼트 설치오차를 직접 검출하고 어태치먼트 중심위치를 자동으로 설치오차만큼 보정하는 공작기계용 어태치먼트의 스핀들 중심위치 보정방법을 제공한다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 바와 같은 방법에 의해 자동으로 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 보정하는 수치제어 공작기계(machining tool)를 제공한다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 어태치먼트 중심위치 보정방법은 한 쌍의 수평 및 수직변위 검출로드와 상기 수평 및 수직변위 검출로드와 접촉하는 접촉구를 구비하고 테이블의 상면과 수직한 수직방향을 따라 회전 가능한 설치오차 검출장치를 상기 테이블의 단일한 검출위치에 고정한다. 이어서, 상기 설치오차 검출장치의 오차측정 기준점에 대응하고 상기 테이블 상의 작업공간을 표시하는 공간 좌표계의 기준점으로 기능하는 작업좌표(work coordinates)를 설정한다. 상기 검출위치에서 헤드 어태치먼트에 결합된 테스트 툴과 상기 접촉구를 접촉시켜, 상기 작업좌표와 상기 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치 사이의 편차를 상기 공간 좌표계의 각 축방향을 따라 측정하고 상기 헤드 어태치먼트의 설치오차를 검출하고, 상기 설치오차를 수치제어 공작기계(Numeric Control Machining Tool)의 제어 콘솔(control console)로 입력한다. 상기 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 상기 설치오차만큼 보정하여 상기 헤드 어태치먼트의 보정위치를 수득한다.

일실시예로서, 상기 작업좌표는 다음과 같이 설정될 수 있다. 먼저, 기준 어태치먼트에 결합된 상기 테스트 툴과 상기 접촉구를 접촉시켜 상기 접촉구의 변위를 발생시키고, 상기 접촉구가 변위된 상태에서, 상기 기준 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 관한 상기 공간 좌표계에서의 좌표를 상기 작업좌표로 설정한다. 또한, 상기 접촉구가 변위된 상태에서, 상기 접촉구에 접촉된 상기 수평 및 수직변위 검출로드의 평형점과 상기 오차측정 기준점을 일치시킨다.

일실시예로서, 상기 어태치먼트 설치오차를 검출 단계는 상기 헤드 어태치먼트의 형상특성으로부터 상기 스핀들 중심위치를 수득하는 단계, 상기 공간 좌표계의 제1 축 및 제3 축 방향을 따라 연장하는 상기 수평 및 수직변위 검출로드와 접촉하는 상기 접촉구에 상기 테스트 툴을 1차 접촉시키는 단계, 상기 수평 및 수직변위 검출로드의 이동거리를 각각 측정하여, 상기 작업좌표의 제1 축 성분 및 제3 축 성분과 상기 스핀들 중심위치의 제1 축 성분 및 제3 축 성분 사이의 설치오차인 제1 축 오차 및 제3 축 오차를 검출하는 단계, 상기 테스트 툴과 상기 접촉구를 분리하고 상기 검출위치에서 상기 설치오차 검출장치를 90도회전시키는 단계, 상기 공간 좌표계의 제2 축 및 제3 축 방향을 따라 연장하는 상기 수평 및 수직변위 검출로드와 접촉하는 상기 접촉구에 상기 테스트 툴을 2차 접촉시키는 단계, 및 상기 수평변위 검출로드의 이동거리를 측정하여 상기 공간 좌표계의 제2 축 방향의 설치오차인 제2 축 오차를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.

일실시예로서, 상기 수평변위 검출로드는 상기 제1 축 및 제2 축에 의해 한정되는 상기 테이블의 수평면을 따라 배치되고 상기 수직변위 검출로드는 상기 테이블과 수평면과 수직한 상기 제3 축을 따라 배치되어, 상기 수평 및 수직변위 검출로드는 상기 테스트 툴과 상기 접촉구의 접촉에 의한 상기 접촉구의 변위크기에 비례하여 상기 오차측정 기준점으로부터 각각 동시에 이동한다.

일실시예로서, 상기 수평변위 검출로드의 상기 제1 방향을 따른 이격거리는 상기 수평변위 검출로드와 연결된 수평변위 검출기에 의해 측정되어 상기 제1 축 오차로 저장되고, 상기 수직변위 검출로드의 상기 제3 축을 따른 이격거리는 상기 수직변위 검출로드와 연결된 수직변위 검출기에 의해 측정되어 상기 제3 축 오차로 저장된다.

일실시예로서, 상기 접촉구와 상기 테스트 툴의 2차 접촉에 의해 생성되는 상기 수평변위 검출로드의 상기 제2 방향을 따른 이격거리는 상기 수평 변위 검출기에 의해 측정되어 상기 제2 축 오차로 저장된다.

일실시예로서, 상기 설치오차를 상기 제어콘솔로 입력하는 단계는 상기 제1 내지 제3 축 오차를 상기 제어 콘솔로 무선으로 전송할 수 있다.

일실시예로서, 상기 헤드 어태치먼트의 보정위치를 수득하는 단계는 상기 스핀들 중심위치를 상기 설치오차만큼 평행 이동시키는 단계를 포함한다.

일실시예로서, 상기 헤드 어태치먼트가 앵글 어태치먼트를 포함하는 경우, 상기 앵글 어태치먼트의 스핀들 축이 상기 접촉구에 대하여 0도, 90도,180도 및 270도로 배치된 경우에 대하여 각각 개별적으로 상기 설치오차를 검출하되, 상기 0도 및 180도로 배치된 경우에는 상기 제1 내지 제3 축 오차를 검출하고 상기 90도 및 270도로 배치된 경우에는 상기 제3 축 오차만 검출할 수 있다.

일실시예로서, 상기 헤드 어태치먼트가 인덱스 유니버설 어태치먼트를 포함하는 경우, 상기 접촉구에 대하여 상기 인덱스 유니버설 어태치먼트의 B축이 0도로 배치되고 C축이 0도, 90도,180도 및 270도로 배치된 경우에 대하여 각각 개별적으로 상기 설치오차를 검출하되, 상기 C축이 0도 및 180도로 배치된 경우에는 상기 제1 내지 제3 축 오차를 검출하고 상기 C축이 90도 및 270도로 배치된 경우에는 상기 제3 축 오차만 검출할 수 있다.

이때, 상기 접촉구에 대하여 상기 인덱스 유니버설 어태치먼트의 상기 B축이 90도로 배치되고 상기 C축은 0도로 배치된 경우에 대하여 상기 제3 축 오차만 검출하도록 상기 설치오차를 검출할 수 있다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따른 수치제어 공작기계는 가공대상 공작물이 고정되는 테이블 및 상기 테이블의 주변부에 배치되어 상기 공작물을 가공하는 공구(tool)가 결합되는 헤드 어태치먼트가 선택적으로 결합되고 상기 테이블 상의 작업공간을 표시하는 공간 좌표계의 3축 방향을 따라 상기 헤드 어태치먼트를 구동시키는 구조물을 구비하는 가공기, 상기 가공기와 전기적으로 연결되어 상기 가공기의 동작을 제어하는 수치제어 프로그램을 구비하고, 상기 헤드 어태치먼트의 설치오차를 검출하는 설치오차 검출장치와 통신하여 상기 설치오차를 수신하는 설치오차 수신유닛을 구비하고 상기 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 상기 설치오차만큼 보정하는 제어 콘솔, 및 상기 제어 콘솔과 연결되어 상기 가공기의 동작정보를 사용자에게 표시하는 디스플레이를 구비하고 상기 헤드 어태치먼트에 관한 상기 설정오차, 상기 스핀들 중심위치 및 상기 보정위치를 시각적으로 표시하는 조작패널을 포함한다.

일실시예로서, 상기 제어 콘솔은 상기 헤드 어태치먼트(head attachment)의 스핀들 중심위치 및 설치오차를 저장하는 데이터 저장유닛을 더 구비한다.

일실시예로서, 상기 공작물의 가공에 요구되는 다수의 상기 헤드 어태치먼트를 각 헤드 어태치먼트의 형상특성에 따라 분류하여 수용하고 상기 제어 콘솔과 통신하여 상기 헤드 어태치먼트를 자동으로 교환하는 자동 어태치먼트 교환 장치(automatic attachment changer, AAC)를 더 포함하고, 상기 헤드 어태치먼트의 형상특성은 상기 제어콘솔로부터 전송되는 어태치먼트 선택신호에 따라 상기 자동 어태치먼트 교환 장치로부터 상기 데이터 저장유닛으로 저장된다.

일실시예로서, 상기 제어 콘솔은 상기 헤드 어태치먼트 형상특성으로부터 상기 스핀들 중심위치를 수득하고 상기 데이터 저장유닛에 저장하는 연산 프로세서를 구비하는 동작 제어부를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 의한 공작기계용 어태치먼트 중심위치 보정방법 및 이를 이용하는 공작기계에 의하면, 테이블의 단일한 위치에서 추가적인 수작업에 의한 계산과정 없이 어태치먼트 설치오차를 직접 검출함으로써 오차검출 시간을 현저하게 단축시키고 설치오차의 정확도를 높일 수 있다. 또한, 검출된 설치오차를 자동으로 공작기계의 제어 콘솔로 입력함으로써 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 정확하게 보정할 수 있다.

이에 따라, 공구의 구동중심으로 기능하는 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치가 공작물의 가공위치를 결정하는 작업좌표로부터 벗어남으로써 발생하는 가공불량을 현저하게 개선할 수 있다.

특히, 다양한 헤드 어태치먼트에 대한 설치오차를 각 헤드 어태치먼트 별로 구분하여 제어 콘솔에 저장하고 헤드 어태치먼트가 교환될 때 좌표변환에 의해 자동으로 스핀들 중심위치를 보정함으로써 헤드 어태치먼트가 교환된다 할지라도 스핀들 중심을 작업좌표에 정확하게 위치시킬 수 있다.

상기 공작기계에 자동 어태치먼트 교환장치(automatic attachment changer, AAC)와 자동 공구 교환기(automatic tool changer, ATC)를 배치하는 경우, 어태치먼트의 교환과 중심위치에 대한 보정이 자동으로 수행되어 헤드 어태치먼트에 결합된 절삭공구는 항상 작업좌표에 정확하게 위치하게 된다. 이에 따라, 수치제어 프로그램에 의해 자동으로 구동되는 공작기계의 가공 정밀도를 현저하게 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 어태치먼트 스핀들의 중심위치를 자동으로 결정하는 공작기계를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 공작기계의 구성을 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 수치제어 공작기계에서 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 보정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 헤드 어태치먼트의 설치오차를 검출하는 설치오차 검출장치를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 도 3에 도시된 작업좌표 설정단계를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 도 3에 도시된 헤드 어태치먼트 설치오차 검출단계를 나타내는 흐름도이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

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 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는" 과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 어태치먼트 스핀들의 중심위치를 자동으로 결정하는 공작기계를 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 공작기계의 구성을 개념적으로 나타내는 블록도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 수치제어 공작기계(1000)는 가공대상 공작물(미도시)을 고정하고 가공하는 가공기(600), 상기 가공기(600)와 전기적으로 연결되어 가공기(600)의 동작을 제어하는 수치제어 프로그램을 구비하는 제어 콘솔(700) 및 상기 제어 콘솔(700)과 연결되어 상기 가공기(600)의 구동정보를 사용자에게 표시하는 디스플레이를 구비하고 상기 제어 콘솔(700)의 사용자 인터페이스(user interface)로 기능하는 조작 패널(800)을 포함한다.

예를 들면, 상기 가공기(600)는 상기 공작물이 고정되는 테이블(620) 및 상기 테이블(620)의 주변부에 배치되어 상기 공작물을 가공하는 작업공구(tool, 미도시)가 결합되는 헤드 어태치먼트가 선택적으로 결합되는 구조물(630)을 구비한다.

상기 테이블(620)은 바닥에 지지된 베드(610)의 상면에 이동가능하게 배치되고 상기 구조물(630)은 상기 테이블(620)의 주변부에 마주보고 배치되는 한 쌍의 칼럼(631), 상기 테이블(620)을 횡단하도록 상기 한 쌍의 칼럼(631)에 결합되는 크로스 레일(632) 및 상기 크로스 레일(632)에 결합되어 구동하고 상기 헤드 어태치먼트가 결합되는 스핀들을 고정하는 램 유닛(630)을 구비한다.

테이블(620)의 상면에 공작물이 고정되고 테이블(620)과 상기 칼럼(631) 및 크로스 레일(632)로 한정되는 3차원 공간인 작업공간에서 테이블(620)에 고정된 바닥면을 제외한 공작물 표면에 대하여 다양한 가공이 수행된다.

테이블(620)이 베드(610)의 길이 방향을 따라 이동함에 따라 공작물도 길이방향을 따라 이동가능하고 헤드 어태치먼트가 결합된 상기 램 유닛(630)은 테이블(620)의 폭방향을 따라 이동하면서 공작물을 가공할 수 있다. 또한, 상기 램 유닛(630)의 스핀들은 새들(633a)에 장착되어 상기 작업공간의 높이방향을 따라 이동할 수 있다. 이에 따라, 공작물의 높이방향을 따라 다양한 표면에 대한 가공이 가능하다.

상기 작업공간은 테이블의 길이방향인 제1 축(I), 테이블의 폭 방향인 제2 축(II) 및 상기 칼럼(631)의 연장방향으로서 작업공간의 높이방향인 제3 축(III)으로 구성되는 공간 좌표계에 의해 표시되고, 상기 공작물의 가공위치 및 상기 공작물을 가공하는 작업공구의 구동중심인 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치도 동일한 공간 좌표계로 표시함으로써 가공위치를 정확히 특정할 수 있다.

상기 제어 콘솔(700)은 상기 가공기(600)와 전기적으로 연결되어 상기 가공기(600)의 동작을 제어하는 수치제어 프로그램을 구비하고, 상기 헤드 어태치먼트의 설치오차를 검출하는 설치오차 검출장치(500)와 통신하여 상기 설치오차를 수신하는 설치오차 수신유닛(710)을 구비한다. 상기 스핀들 중심위치는 상기 설치오차만큼 보정되어 상기 스핀들 중심위치에 대한 보정위치를 생성되어 저장된다. 어태치먼트 위치제어 유닛(미도시)을 이용하여 상기 보정위치를 중심으로 어태치먼트를 위치시킨다.

상기 헤드 어태치먼트(head attachment)의 스핀들 중심위치 및 상기 설치오차 검출장치(500)에 의해 검출된 상기 설치오차는 데이터 저장유닛(730)에 저장되어 수치제어 프로그램의 호출신호에 따라 실시간으로 호출될 수 있다.

예를 들면, 상기 제어 콘솔(700)은 연산 프로세서(701)와 내장된 수치제어 프로그램을 구비하여 상기 가공기(600)를 구동하기 위한 다양한 정보를 처리하고 구동신호를 생성하는 동작 제어부(operational control unit, OCU)를 구비한다.

상기 설치오차 수신유닛(710), 다양한 제어신호를 전송하는 제어신호 전송유닛(720) 및 상기 데이터 저장유닛(730)은 상기 동작 제어부(OCU)에 연결되어 상기 가공기(600)의 구동에 필요한 데이터나 신호를 생성할 수 있다. 스핀들 중심위치를 상기 설치오차만큼 보정하여 스핀들 중심위치의 보정위치를 생성하는 어태치먼트 위치제어 유닛도 상기 동작 제어부(OCU)에 의해 제어된다.

상기 설치오차 수신유닛(710)은 후술하는 설치오차 검출장치(500)의 제어유닛(400)과 통신하여 상기 검출장치(500)를 통하여 검출된 설치오차를 수신한다. 예를 들면, 상기 설치오차 수신유닛(710)은 와이파이(Wi-Fi)와 같은 무선 전송수단을 포함할 수 있다. 이에 따라, 작업자가 수작업에 의해 개별적으로 입력하지 않더라도 검출된 설치오차를 상기 제어 콘솔(700)로 자동으로 전송함으로써 설치오차의 입력으로 인한 오차를 방지할 수 있다. 이와 달리, 상기 설치오차 검출장치(500)에 표시된 설치오차를 작업자가 상기 조작패널(800)을 통하여 직접 입력할 수도 있음은 자명하다.

상기 제어신호 전송유닛(720)은 상기 수치제어 프로그램에 따라 상기 동작 제어부(OCU)를 통하여 다양한 동작 제어신호가 생성되는 경우 상기 제어신호를 대응하는 동작요소로 전송한다. 예를 들면, 공작물의 특정위치에 대한 가공이 수행되는 경우, 가공위치에 대한 정보와 공구가 결합된 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 대한 정보 및 공구의 동작정보를 상기 동작 제어부(OCU)에서 생성하고 상기 제어신호 전송유닛(720)은 상기 램 유닛(630)으로 신호들을 전송한다. 이에 따라, 상기 수치제어 프로그램에 의해 제어되는 다양한 동작이 수행되어 공작물에 대한 가공이 자동으로 수행된다.

특히, 상기 수치제어 공작기계(1000)는 상기 공작물의 가공에 요구되는 다수의 헤드 어태치먼트를 각 헤드 어태치먼트의 형상특성에 따라 분류하여 수용하고 상기 제어 콘솔과 통신하여 상기 헤드 어태치먼트를 자동으로 교환하는 자동 어태치먼트 교환 장치(automatic attachment changer, AAC, 910) 및 가공에 요구되는 다수의 공구를 분류하여 수용하고 제어 콘솔의 공구신호에 따라 적절한 공구를 선택하여 자동으로 공급하는 자동 공구 교환 장치(automatic tool changer(ATC), 920)를 더 포함한다.

따라서, 공작물에 대해 특정 가공이 요구되는 경우, 상기 동작 제어부(OCU)에 의해 헤드 어태치먼트 정보와 공구정보가 결정되고 상기 제어신호 전송유닛(720)을 통하여 상기 AAC(910) 및 ATC(920)로 전송된다. 헤드 어태치먼트 및 공구선택신호가 전송되면, 상기 공작물의 가공에 적절한 공구 및 상기 공구를 장착할 헤드 어태치먼트가 선택되어 상기 램 유닛(630)의 스핀들에 자동으로 결합된다.

특히, 상기 헤드 어태치먼트의 형상특성 및 공구 특성에 관한 정보는 상기 선택신호와 동시에 상기 AAC(910) 및 ATC(920)로부터 상기 데이터 저장유닛(730)으로 전송되어 저장된다. 이때, 전송되는 헤드 어태치먼트의 형상특성은 어태치먼트의 설계단계의 상세내역(specifications)을 포함하고 있으며, 상기 상세내역은 상기 동작 제어부(OCU)에 구비된 연산 프로세서(701)에 의해 연산되어 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 계산할 수 있다.

상기 데이터 저장유닛(730)은 전자기적인 수단으로 이진파일 형태의 데이터를 저장한다. 예를 들면, 상기 데이터 저장유닛(730)은 하드 디스크(hard disk)나 메모리 소자를 구비하는 데이터 저장장치를 포함한다. 상기 데이터 저장유닛(730)은 상기 동작 제어부(OCU)뿐만 아니라 설치오차 수신유닛(710), 제어신호 전송유닛(720) 및 어태치먼트 위치제어 유닛(740)과 연결되어 상기 수치제어 프로그램이 공작기계(1000)를 구동하기 위해 필요한 다양한 연산 데이터나 기초 데이터를 저장한다.

예를 들면, 선택된 헤드 어태치먼트(이하, 선택 어태치먼트)에 관한 형상특성 및 선택된 공구에 대한 공구특성을 이용하여 이론적으로 계산된 어태치먼트 상기 선택 어태치먼트의 스핀들 중심위치(이하, 선택 중심위치)에 관한 정보, 상기 선택 어태치먼트의 설치오차에 관한 정보 등이 상기 데이터 저장유닛(730)에 저장될 수 있다.

도시되지는 않았지만, 상기 어태치먼트 위치제어 유닛은 데이터 처리 프로세서 및 논리회로를 구비하여 데이터 저장유닛(730)으로부터 상기 선택 중심위치 및 상기 설치오차에 대한 데이터를 추출하여 상기 공간 좌표계 내에서 상기 선택 중심위치를 설치오차만큼 수정한다.

예를 들면, 상기 어태치먼트 위치제어 유닛은 상기 공간 좌표계의 작업좌표를 설정하는 작업좌표 설정기, 상기 데이터 저장유닛(730)으로부터 추출된 상기 선택 중심위치를 상기 공간 좌표계의 각 단위 축 방향을 따라 상기 설치오차만큼 평행 이동시켜 상기 선택 어태치먼트에 대한 보정위치를 생성하는 논리회로인 보정 맵핑기 및 상기 선택 어태치먼트를 상기 작업좌표로 위치시키는 구동신호를 생성하는 어태치먼트 구동신호 생성기를 포함한다.

상기 작업좌표는 상기 테이블(620) 상의 작업 공간 내에서 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심이 위치하는 좌표이며 동시에 상기 공작물의 가공위치를 식별하기 위한 공간 좌표계의 원점으로 기능한다. 즉, 작업공구의 구동 중심이 위치하는 공간 좌표계의 원점으로서, 작업공간 내의 임의의 위치로 결정되어 상기 공작물에 대한 가공이 완료될 때 까지 제어 프로그램에 의해 작업좌표로 인식된다.

본 실시예의 경우, 상기 작업좌표는 후술하는 바와 같이 설치오차 검출장치의 영점과 함께 설정하고, 상시 선택 어태치먼트에 대한 설치오차는 상기 설치오차 검출장치의 영점으로부터 벗어난 편차를 측정함으로써 자동으로 검출할 수 있다. 예를 들면, 기준 어태치먼트의 스핀들 중심위치(이하, 기준 중심위치)를 작업좌표로 설정한다. 상기 작업좌표는 작업좌표 설정기(741)에 의해 설정되고, 작업좌표 설졍에 의해 상기 작업공간을 나타내기 위한 공간 좌표계가 특정된다.

예를 들면, 상기 작업좌표 설정기(741)는 기준 어태치먼트에 결합된 테스트 툴이 상기 접촉구(320)와 접촉한 상태에서 상기 기준 어태치먼트에 관한 형상특성 및 상기 테스트 툴의 공구특성을 이용하여 이론적으로 계산된 상기 기준 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 상기 기준 중심위치로 추출하고 상기 기준 중심위치에 관한 좌표값을 상기 작업좌표로 선택하고 이를 저장한다. 바람직하게는, 상기 작업좌표 설정기는 상기 설치오차 검출장치(500)와 통신할 수 있는 통신수단을 구비하여 상기 기준 어태치먼트에 결합된 테스트 툴이 상기 접촉구(320)와 접촉한 상태에서 상기 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)의 평형점을 상기 설치오차 검출장치(500)의 영점으로 설정한다. 이에 따라, 상기 기준 중심위치는 상기 제어 콘솔(700)에 작업좌표로 저장되고 상기 설치오차 검출장치(500)는 상기 작업좌표에서의 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)의 평형점이 영점으로 설정된다.

상기 보정 맵핑기는 상기 스핀들 선택 중심위치를 상기 공간 좌표계의 3축 방향을 따라 설치오차만큼 맵핑시켜 상기 스핀들 선택 중심위치에 대한 보정위치를 생성한다.

상기 선택 중심위치는 특정한 가공을 위해 선택된 헤드 어태치먼트인 선택 어태치먼트의 형상특성으로부터 이론적인 계산에 의해 수득된 상기 공간 좌표계 내의 위치로서, 설치오차 없이 설계단계에서의 형상대로 상기 램 스핀들에 설치된 경우 상기 헤드 어태치먼트가 상기 작업 공간 내에서 위치하는 이론적인 지점을 의미한다.

따라서, 상기 설치오차가 검출되지 않은 선택 어태치먼트의 경우에는 상기 선택 중심위치와 상기 작업좌표가 일치하도록 상기 선택 어태치먼트가 장착된 램 유닛(630)을 구동함으로써 작업좌표에 상기 선택 중심위치가 일치하도록 상기 선택 어태치먼트를 설치한다.

그러나, 상기 선택 어태치먼트가 설치될 때 설치오차를 내포하는 경우에는, 상기 보정 맵핑기에 의해 설치오차만큼 상기 선택 중심위치를 이동시켜 상기 선택 어태치먼트의 보정위치를 생성하고 상기 보정위치와 작업좌표가 일치하도록 상기 선택 어태치먼트가 장착된 램 유닛(630)을 구동한다. 이에 따라, 선택 어태치먼트의 설치오차에도 불구하고 상기 작업좌표와 상기 선택 중심위치가 정확하게 일치하도록 설치될 수 있다.

생성된 상기 보정위치는 다시 데이터 저장유닛(730)으로 저장되어 동일한 헤드 어태치먼트가 교환되는 경우 후술하는 어태치먼트 구동신호 생성기에 의해 호출되어 상기 보정위치를 작업좌표와 일치시키도록 어태치먼트가 결합된 램 유닛(630)을 구동하는 구동신호를 생성하게 된다.

상기 어태치먼트 구동신호 생성기는 상기 선택 중심위치와 상기 작업좌표가 일치하도록 상기 선택 어태치먼트를 이송하는 구동신호를 생성한다. 교환될 헤드 어태치먼트가 상기 AAC(910)로부터 선택되고, 선택된 헤드 어태치먼트인 선택 어태치먼트가 상기 램 유닛(630)의 스핀들에 장착되면, 상기 선택 중심위치 또는 이의 보정위치를 수득하고 상기 선택 중심위치 또는 이의 보정위치와 상기 작업좌표가 일치되도록 상기 선택 어태치먼트를 이동시키는 구동신호를 생성한다.

선택 어태치먼트에 대한 설정오차가 없는 경우에는 상기 데이터 저장유닛(730)으로부터 이론적으로 계산된 선택 중심위치를 호출하고 선택 중심위치를 기준으로 상기 작업좌표까지의 변위를 계산한다. 계산된 변위에 기초하여 상기 램 유닛(630)의 이동거리 및 방향을 결정하고 램 유닛을 구동하는 구동신호를 생성한다. 이에 따라, 상기 선택 어태치먼트는 작업좌표에 정확하게 위치하게 된다.

선택 어태치먼트에 대한 설정오차가 있는 경우에는 상기 데이터 저장유닛(730)으로부터 상기 보정위치를 호출하고 보정위치와 상기 작업좌표까지의 변위를 계산한다. 계산된 변위에 기초하여 상기 램 유닛(630)의 이동거리 및 방향을 결정하고 램 유닛(630)을 구동하는 구동신호를 생성한다. 이에 따라, 상기 선택 어태치먼트에 설치오차를 내포하는 경우에도, 상기 설치오차를 반영하여 선택 어태치먼트를 작업좌표에 정확하게 위치시킬 수 있다.

사용자 인터페이스로 기능하는 상기 조작패널(800)은 상기 가공기(600)의 동작정보를 사용자에게 표시하는 디스플레이(810)를 구비하고 상기 헤드 선택 어태치먼트에 관한 설정오차, 선택 중심위치 및 보정위치와 같은 다양한 구동정보를 사용자에게 시각적으로 표시한다. 또한, 조작패널(800)은 패널 터치 방식으로 작동되는 입력수단을 동시에 구비하여 디스플레이(810)에 표시된 구동정보를 확인하고 적절한 작업지시를 제어콘솔(700)로 인가할 수 있다.

상기 제어콘솔(700)과 조작패널(800)은 유선 또는 무선방식을 통하여 전기적으로 연결될 수 있으며 상기 수치제어 공작기계의 동작상태와 다양한 설정정보를 디스플레이(810)에 표시하도록 구성할 수 있다. 특히, 무선방식으로 제어 콘솔(700)과 연결되는 조작패널(800)은 상기 가공기(600) 및 제어 콘솔(700)의 위치 및 형상과 무관하게 배치될 수 있으므로 공작기계 구성의 유연성을 높일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 수치제어 공작기계에 의하면, 공작물의 가공에 요구되는 다양한 헤드 어태치먼트들의 설치오차를 설치오차 검출장치로부터 자동으로 입력받고 스핀들 중심위치를 설치오차만큼 자동으로 보정함으로써 헤드 어태치먼트를 작업공간 내의 작업좌표에 정확하게 위치시킬 수 있다. 이에 따라, 설치오차로 인한 공작물의 가공오류를 원천적으로 방지할 수 있다.

특히, 당해 공작물의 가공에 소요되는 각 헤드 어태치먼트들의 설치오차를 개별적으로 측정한 후 제어콘솔의 데이터 저장유닛에 헤드 어태치먼트별로 분류하여 저장하고 헤드 어태치먼트가 교환될 때 마다 좌표변환에 의해 자동으로 설치오차를 반영하여 보정위치를 생성함으로써 헤드 어태치먼트의 설치오차를 자동으로 어태치먼트 설치과정에 반영할 수 있다. 이에 따라, 수치제어에 의해 자동으로 구동되는 공작기계의 가공 정밀도를 현저하게 높일 수 있다.

이하에서, 헤드 어태치먼트의 설치오차를 검출하고 자동으로 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 보정하는 방법을 상세하게 설명한다.

도 3은 도 1에 도시된 수치제어 공작기계에서 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 보정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 한 쌍의 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)와 상기 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)와 접촉하는 접촉구(320)를 구비하고 테이블(620)의 상면과 수직한 수직방향을 따라 회전 가능한 설치오차 검출장치(500)를 상기 테이블(620)의 단일한 검출위치에 고정한다(단계 S100).

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 헤드 어태치먼트의 설치오차를 검출하는 설치오차 검출장치를 나타내는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 상기 설치오차 검출장치(500)는 상기 제1 축(I) 및 제3 축(III)을 따라 각각 연장하는 한 쌍의 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)들 및 상기 수평 및 수직 변위 검출로드(311,312)와 결합된 접촉구(320)를 구비하는 오차 검출기(300)를 구비하고 상기 제3 축(III) 방향을 따라 배치된 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 몸체(100)에 고정된다. 예를 들면, 고정 프레임(200)이 몸체(100)에 회전가능하게 결합되고 상기 오차 검출기(300)는 상기 고정 프레임(200)에 고정되어 상기 고정 프레임(200)과 함께 회전축을 중심으로 회전하도록 구성된다.

상기 수평변위 검출로드(311)는 테이블(620) 상면과 평행한 수평면을 따라 연장하도록 배치되고 상기 수직변위 검출로드(312)는 상기 수평면과 수직한 수직방향을 따라 연장하도록 배치되도록 상기 고정 프레임(200)에 고정된다. 따라서, 상기 수평변위 검출로드(311)는 공간 좌표계의 제1 축(I) 또는 제2 축(II)을 따라 배치될 수 있고 상기 수직변위 검출로드(312)는 공간 좌표계의 제3 축(III)을 따라 배치될 수 있다. 상기 접촉구(320)는 볼 형상을 갖고 상기 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)와 접촉하도록 배치되어 상기 접촉구(320)의 중심은 상기 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)가 연장되어 교차하는 교점에 위치한다.

상기 고정 프레임(200)의 결합부재(210)는 상기 제3 축(III) 방향을 따라 상기 몸체(100)의 중심을 관통하는 결합축(142)에 회전하게 결합되고 상기 수직변위 검출로드(312)는 상기 제3 축(III)을 따라 결합부재(210)로부터 일정거리만큼 이격되어 서로 평행하게 배치되는 수평부재(230)를 관통하도록 배치된다. 또한, 상기 수평변위 검출로드(311)는 상기 결합부재(210) 및 수평부재(230)와 연결되고 상기 제3 축(III)을 따라 연장하는 연결부재(220)를 관통하도록 배치된다. 따라서, 상기 접촉구(320)는 수평부재(230)의 상부에서 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)와 서로 접촉하도록 배치된다.

상기 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)는 각각 수평변위 검출기(340) 및 수직변위 검출기(350)에 연결된다. 본 실시예의 경우, 수평변위 검출기(340)는 상기 연결부재(220)의 측부에 배치되어 상기 연결부재(220)를 관통하는 수평변위 검출로드(311)와 결합되고 상기 수직변위 검출로드(312)는 상기 수평부재(230)의 하부에 배치되어 수평부재(230)를 관통하는 수직변위 검출로드(312)와 결합된다.

상기 접촉구(320)에 외력이 인가되는 경우, 상기 외력의 수평성분 및 수직성분에 비례하여 상기 수평변위 검출로드(311) 및 수직변위 검출로드(312)가 각각 이동하게 되고 상기 수평변위 검출기(340) 및 수직변위 검출기(350)는 상기 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)의 이동거리를 각각 수평변위 및 수직변위로 측정하도록 구성된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 설치오차 검출장치(500)를 상기 테이블(620) 상의 검출위치에 고정한다. 상기 검출위치는 가공대상 공작물이 고정되는 테이블(620)의 상면이면 임의의 위치로 선정될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 몸체(100)의 고정판(110)을 테이블(620)에 볼트(bolt)로 결합함으로써 각 헤드 어태치먼트에 대한 설치오차 검출이 완료 될 때까지 상기 설치오차 검출장치(500)를 테이블(620)에 고정할 수 있다.

이에 따라, 후술하는 바와 같이 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치에 대한 설치오차는 상기 설치오차 검출장치(500)가 테이블(620) 상의 검출위치에 고정된 채 공간 좌표계를 구성하는 단위 축 방향을 따라 각각 측정된다.

이어서, 작업공간을 표시하는 공간 좌표계의 원점인 작업좌표(work coordinates)와 상기 설치오차 검출장치(500)의 기준점을 설정한다(단계 S200).

상기 작업좌표는 작업공구의 구동 중심이 위치하는 공간 좌표계의 원점으로서 작업 공간 내의 임의의 위치로 결정되어 상기 공작물에 대한 가공이 완료될 때 까지 제어 프로그램에 의해 작업좌표로 유지된다.

따라서, 다양한 헤드 어태치먼트에 공통적으로 적용될 수 있는 형상을 갖는 기준 어태치먼트를 선정하고 상기 기준 어태치먼트의 스핀들 중심위치인 기준 중심위치를 작업좌표로 선정하고 상기 작업좌표에 위치하는 상기 기준 어태치먼트에 의해 발생한 상기 설치오차 검출장치(500)의 수직 및 수평변이를 상기 설치오차 검출장치(500)의 기준점으로 설정(영점조정)한다면, 상기 설치오차 검출장치(500)의 기준점에 대한 상대적 편차로 다양한 헤드 어태치먼트에 대한 설치오차를 간편하게 검출할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 도 3에 도시된 작업좌표 설정단계를 나타내는 흐름도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 먼저 상기 기준 어태치먼트에 결합된 테스트 툴과 상기 접촉구(320)를 접촉시켜 상기 접촉구(320)의 변위를 발생시킨다(단계 S210).

상기 램 유닛(630)에 상기 기준 어태치먼트를 설치하고 기준 어태치먼트의 스핀들에 상기 테스트 툴을 장착한다. 상기 테스트 툴은 헤드 어태치먼트에 결합되는 작업공구를 대신할 수 있는 결합체로서 헤드 어태치먼트와의 체결과 분리가 용이하다면 다양한 부재가 테스트 툴로서 이용될 수 있다. 상기 테스트 툴은 다양한 헤드 어태치먼트에 대한 설치오차 검출에 동일하게 이용된다.

상기 기준 어태치먼트를 이동시켜 테이블(620)에 고정된 상기 설치오차 검출장치(500)의 접촉구(320)와 상기 테스트 툴을 접촉시키면, 외력에 의해 상기 공간좌표계 내에서의 상기 접촉구(320) 중심의 좌표가 변화하게 된다. 즉, 테스트 툴과 접촉구(320)의 접촉에 의해 상기 접촉구(320)의 변위가 생성된다.

이때, 상기 접촉구(320)의 변위의 수평성분은 상기 수평변위 검출로드(311)를 이동시키고 수직성분은 수직변위 검출로드(312)를 이동시키게 된다. 상기 수평변위 검출로드(311)와 수직변위 검출로드(312)는 상기 테이블(620)의 수평방향 및 수직방향을 따라 접촉구(320)에 접촉되도록 배치되므로, 상기 접촉구(320) 변위에 의해 상기 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)는 동시에 이동하게 된다.

이어서, 상기 접촉구(320)가 변위된 상태에서, 상기 기준 중심위치에 관한 좌표를 상기 작업좌표로 설정한다(단계 S220).

예를 들면, 상기 접촉구(320)와 접촉을 유지하고 있는 상기 기준 어태치먼트의 스핀들 중심위치인 기준 중심위치에 관한 좌표를 상기 공간 좌표계의 원점으로 인식하도록 상기 제어 콘솔(700)을 조작한다. 예를 들면, 작업좌표 설정기(미도시)를 이용하여 상기 기준 중심위치를 작업좌표로 설정한다.

이어서, 상기 접촉구(320)가 변위된 상태에서 상기 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)의 평형점을 설치오차 검출장치(500)의 측정 기준점으로 설정하여 상기 설치오차 검출장치(500)에 대한 영점조정을 수행한다(단계 S230).

본 실시예의 경우, 상기 수평변위 검출로드(311)는 제1 평형점을 기준으로 수평면을 구성하는 제1 축(I) 또는 제2 축(II)을 따라 일정한 진폭을 갖고 왕복운동을 하도록 상기 수평변위 검출기(340)에 연결되고, 상기 수직변위 검출로드(312)는 제2 평형점을 기준으로 수평면에 수직한 제3 축(III)을 따라 일정한 진폭을 갖고 왕복운동을 하도록 상기 수직변위 검출기(350)에 연결된다.

상기 수평 및 수직변위 검출기(340,350)는 각각 제1 및 제2 평형점이 측정 기준점으로부터 이격된 거리를 측정하여 헤드 어태치먼트의 중심위치에 관한 설치오차를 검출하도록 구성된다.

따라서, 상기 접촉구(320)가 변위된 상태에서 상기 제1 평형점을 상기 수평변위 검출기(340)의 새로운 측정 기준점으로 설정하고 상기 제2 평형점을 상기 수직변위 검출기(350)의 새로운 측정 기준점으로 설정하는 영점조정을 수행한다.

본 실시예에서는 접촉구(320)와 테스트 툴의 2회의 접촉을 통하여 상기 공간 좌표계의 각 축방향을 따른 영점조정을 수행한다. 예를 들면, 상기 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)가 상기 공간 좌표계의 I-III 평면을 따라 배치되도록 설치오차 검출장치(500)를 구성하고, 접촉구(320)와 테스트 툴을 접촉시킨 상태에서 상기한 바와 같은 영점조정을 수행한다. 이에 따라, 상기 제1 축 및 제3 축을 따른 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)의 영점조정을 완료한다.

이어서, 상기 고정 프레임(200)을 90도 회전시켜 상기 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)가 상기 공간 좌표계의 II-III 평면을 따라 배치되도록 설치오차 검출장치(500)를 구성하고, 접촉구(320)와 테스트 툴을 접촉시킨 상태에서 상기한 바와 같은 영점조정을 수행한다. 이에 따라, 상기 제2 축을 따른 수평변위 검출로드(311)의 영점조정을 완료한다. 이때, 제3 축을 따른 수직변위 검출로드(312)의 영점조정도 동시에 수행되지만 제3 축을 따른 영점조정은 이미 완료된 상태이므로 반드시 수행될 필요는 없다.

이에 따라, 상기 접촉구(320)와 상기 기준 어태치먼트에 결합된 상기 테스트 툴이 접촉한 상태에서의 상기 기준 중심위치에 관한 좌표는 작업좌표로 상기 제어 콘솔(700)에 설정되고, 동시에 상기 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)의 평형점은 수평 및 수직변위 검출기(340,350)의 오차측정 기준점으로 설정된다. 따라서, 상기 공간 좌표계의 원점에서 상기 설치오차 검출장치(500)는 영점조정이 완료된다.

이어서, 상기 검출위치에서 특정한 가공을 위해 선택되는 헤드 어태치먼트인 선택 어태치먼트에 상기 테스트 툴을 결합하고 상기 접촉구(320)에 접촉시켜, 상기 작업좌표와 상기 선택 어태치먼트의 스핀들 중심위치인 선택 중심위치 사이의 편차를 상기 공간 좌표계의 각 축 방향을 따라 측정하여 상기 선택 어태치먼트의 설치오차를 검출한다(단계 S300).

도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 도 3에 도시된 헤드 어태치먼트 설치오차 검출단계를 나타내는 흐름도이다.

도 4 및 도 6을 참조하면, 먼저 상기 선택 어태치먼트의 형상특성및 상기 테스트 툴의 공구특성으로부터 선택 중심위치를 수득한다(단계 S310).

예를 들면, 상기 선택 어태치먼트에 관한 설계 상세내역(design specifications)인 형상특성과 상기 테스트 툴의 공구특성으로부터 상기 선택 들 중심위치를 이론적으로 계산할 수 있다. 상기 계산은 작업자에 의해 수작업으로 진행될 수도 있지만, 상기 선택 어태치먼트에 관한 설계내역 및 상기 테스트 툴에 대한 공구특성이 저장된 리스트를 상기 제어 콘솔(700)로 전송하고 위치산정 프로그램을 이용하여 자동으로 산출하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 선택 어태치먼트에 관한 설계 상세내역은 제어 콘솔(700)의 데이터 저장유닛(730)에 저장될 수 있다.

이어서, 상기 선택 어태치먼트에 결합된 상기 테스트 툴을 상기 접촉구(320)에 1차 접촉시킨다(단계 S320).

예를 들면, 상기 수평변위 검출로드(311)는 상기 공간 좌표계의 제1 축(I)을 따라 연장하도록 배치되고 상기 수직변위 검출로드(312)는 제3 축(III)을 따라 연장하도록 배치되어, 상기 접촉구(320)는 상기 공간 좌표계에서 I-III 평면상에 중심이 위치하도록 상기 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)와 접촉한다. 이때, 상기 수평 및 수직변위 검출기(340,350)는 영점조정이 완료된 상태를 유지한다.

상기 선택 어태치먼트는 상기 스핀들 중심이 상기 작업좌표와 위치하도록 이동하면, 상기 테스트 툴과 접촉구(320)가 접촉되어 접촉구(320)에 변위를 유발하게 된다.

상기 선택 어태치먼트에 설치오차 없이 램 유닛(630)에 설치되었다면, 상기 선택 어태치먼트는 작업좌표에 정확히 위치할 것이므로 상기 접촉구(320) 변위는 발생하지 않는다. 그러나, 허용오차를 넘는 설치오차를 포함하고 있다면, 상기 설치오차에 대응하여 접촉구(320) 중심의 변위를 생성하게 되고, 상기 접촉구(320)의 변위는 상기 변위 검출로드(310)에 의해 수평성분 및 수직성분으로 구분되어 측정된다.

상기 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)의 이동거리를 각각 측정하여 상기 작업좌표의 제1 축(I) 성분 및 제3 축(III) 성분과 상기 스핀들 중심위치의 제1 축 성분(I) 및 제3 축(III) 성분 사이의 편차를 측정하여 상기 공간 좌표계의 제1 축 및 제3 축 방향의 설치오차인 제1 축 오차 및 제3 축 오차를 검출한다(단계 S330).

상기 수평변위 검출로드(311)는 상기 접촉구(320) 변위의 수평성분에 비례하여 이동하고 상기 수직변위 검출로드(312)는 상기 접촉구(320) 변위의 수직성분에 비례하여 이동한다.

상기 수평변위 검출로드(311)의 제1 평형점은 상기 수평변위 검출기(340)의 오차측정 기준점으로 영점조정이 되어 있으므로, 상기 수평변위 검출로드(311)의 이동거리는 상기 오차측정 기준점과 상기 제1 평형점 사이의 이격거리로 측정할 수 있다. 또한, 상기 수평변위 검출로드(311)는 제1 축(I)을 따라 연장하도록 구성되어 있으므로, 상기 오차측정 기준점과 상기 제1 평형점 사이의 이격거리는 상기 선택 중심위치의 제1 축(I) 성분과 상기 작업좌표의 제1 축 성분 사이의 편차를 의미하게 된다.

즉, 상기 오차측정 기준점과 상기 제1 평형점 사이의 이격거리는 상기 테스트 툴의 형상과 사이즈에 무관하게 상기 스핀들 중심위치의 제1 축(I) 성분이 상기 작업좌표의 제1 축 성분으로부터 벗어난 정도를 의미하게 된다. 따라서, 상기 수평성분 검출기(340)의 제1 표시창(341)에 표시되는 상기 수평변위 검출로드(311)의 이동거리는 추가적인 계산없이 상기 선택 중심위치에 관한 제1 축 방향을 따른 설치오차로 직접 검출된다. 이에 따라, 상기 수평변위 검출기(340)로부터 상기 선택 중심위치의 제1 축(I) 방향을 따른 설치오차인 제1 축 오차를 직접 검출하게 된다.

마찬가지로, 상기 수직변위 검출로드(312)의 제2 평형점은 상기 수직변위 검출기(350)의 오차측정 기준점으로 영점조정이 되어 있으므로, 상기 수직변위 검출로드(312)의 이동거리는 상기 오차측정 기준점과 상기 제2 평형점 사이의 이격거리로 측정할 수 있다. 또한, 상기 수직변위 검출로드(312)는 제3 축(III)을 따라 연장하도록 구성되어 있으므로, 상기 오차측정 기준점과 상기 제2 평형점 사이의 이격거리는 상기 선택 중심위치의 제3 축(III) 성분과 상기 작업좌표의 제3 축 성분 사이의 편차를 의미하게 된다.

즉, 상기 오차측정 기준점과 상기 제2 평형점 사이의 이격거리는 상기 선택 중심위치의 제3 축(III) 성분이 상기 작업좌표의 제3 축 성분으로부터 벗어난 정도를 의미하게 된다. 따라서, 상기 수직변위 검출기(350)의 제2 표시창(351)에 표시되는 상기 수직변위 검출로드(312)의 이동거리는 추가적인 계산없이 상기 선택 중심위치에 관한 제3 축 방향을 따른 설치오차로 직접 검출된다. 이에 따라, 상기 수직변위 검출기(350)로부터 상기 헤드 선택 중심위치의 제3 축(III) 방향을 따른 설치오차인 제3 축 오차를 직접 검출하게 된다.

이때, 상기 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)는 상기 접촉구 변위의 수평성분 및 수직변위에 비례하여 동시에 이동하므로, 상기 제1축 오차 및 상기 제3 축 오차는 동시에 검출된다.

상기 헤드 어태치먼트가 익스텐션(extension) 헤드 어태치먼트와 같이 스핀들 축 방향 회전을 포함하지 않는 경우, 상술한 바와 같이 테스트 툴과 접촉구(320)의 1차 및 2차 접촉에 의해 1축 오차 내지 3축 오차로 구성되는 상기 설치오차를 검출할 수 있다.

상기 헤드 어태치먼트가 앵글(angle) 헤드 어태치먼트나 유니버설(universal) 헤드 어태치먼트와 같이 축 방향 회전을 포함하는 경우, 가공에 필요한 각도 별로 상기 설치오차를 각각 검출한다. 예를 들면, 상기 앵글 헤드 어태치먼트의 스핀들 축이 당해 공작물에 대한 가공에서 공작물에 대하여 30도및 45도 가공각도로 경사지게 가공될 것이 요구된다면, 30도 및 45도 각각의 위치에서 1축 오차 내지 3축 오차를 검출하여야 한다.

이때, 상기 설치오차 검출장치(500)는 테이블(620) 상의 단일한 검출위치에 고정되고, 상기 앵글 헤드 어태치먼트 또는 유니버설 헤드 어태치먼트를 상기 접촉구(320)에 대하여 테스트 툴이 상기 가공각도를 유지하면서 2회 접촉하도록 제어함으로써 간단하게 상기 설치오차를 검출할 수 있다.

따라서, 설치오차 검출에 소요되는 시간을 현저하게 줄일 수 있다. 종래의 설치오차 검출방법과 비교하면 앵글 헤드 어태치먼트나 유니버설 헤드 어태치먼트의 경우 각각의 가공각도에서 설치오차 검출장치의 조립 및 분해를 3번씩 반복하여야 하지만, 본 발명에 의한 설치오차 검출방법에 의하면 테이블 상의 단일한 검출위치에서 각 가공각도에서 테스트 툴과 접촉구(320)의 2회 접촉만으로 설치오차를 검출할 수 있다.

특히, 앵글 어태치먼트나 유니버설 어태치먼트의 경우에는 상기 1축 오차와 2축 오차는 동일한 수평변위에 기초하여 검출되는 것이므로 특정한 가공각도의 경우에는 부분적으로 설치오차의 축 성분을 생략할 수도 있다.

예를 들면, 상기 헤드 어태치먼트가 앵글 어태치먼트를 포함하는 경우, 상기 앵글 어태치먼트의 스핀들 축이 상기 접촉구에 대하여 0도 및 180도로 배치된 경우 각 가공각도에 대하여 상기 제1 내지 제3 축 오차를 검출하는 경우, 접촉구에 대하여 90도 및 270도로 배치된 경우에 대한 설치오차를 검출하는 경우에는 1축 오차 및 2축 오차는 생략하고 상기 제3 축 오차만 검출하는 것으로 충분하다. 이에 따라, 앵글 어태치먼트의 설치오차 검출을 간소화할 수 있다.

또한, 상기 헤드 어태치먼트가 인덱스 유니버설 어태치먼트를 포함하는 경우, 상기 접촉구에 대하여 상기 인덱스 유니버설 어태치먼트의 B축이 0도로 배치되고 C축이 0도, 90도,180도 및 270도로 배치된 경우에 대하여 각각 개별적으로 상기 설치오차를 검출한다. 이때, 상기 C축이 0도 및 180도로 배치된 경우에는 상기 제1 내지 제3 축 오차를 모두 검출하고 상기 C축이 90도 및 270도로 배치된 경우에는 상기 제3 축 오차만 검출하는 것으로 충분하다. 뿐만 아니라 상기 B축이 90도로 배치되고 상기 C축이 0도로 배치된 경우에도 상기 제3 축 오차만 검출하는 것으로 충분하다.

즉, 본 발명에 의한 설치오차 검출방법을 이용하는 경우, 스핀들 축이 공작물에 대하여 일정할 가공각도를 갖고 구동되는 경우, 가공각도의 조합에 따라 설치오차의 3축 성분 중 수평오차를 검출하지 않더라도 설치오차를 검출할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라, 설치오차 검출의 편의성과 신속성을 높일 수 있다.

이어서, 상기 테스트 툴과 상기 접촉구(320)를 분리하고 상기 검출위치에서 상기 설치오차 검출장치(500)를 90도회전시킨다(단계 S340).

상기 제1 축 오차 및 제3 축 오차가 검출되고 설치오차 검출장치(500)에 저장한 후, 램 유닛(630)을 구동하여 상기 선택 어태치먼트를 이동시킨다. 이에 따라, 테스트 툴과 접촉구(320)의 접촉은 해제되고 상기 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)는 복원되어 제1 및 제2 평형점은 각각 수평변위 검출기(340) 및 수직변위 검출기(350)의 오차측정 기준점과 일치하도록 영점 조정된다.

이어서, 상기 연결부재(220)를 상기 제3 축(III)을 따라 연장하는 결합축(142)을 중심으로 90도만큼 회전시킨다. 이에 따라, 제3 축을 따라 연장하는 수직변위 검출로드(312)의 연장방향은 변하지 않은 채, 제1 축(I)을 따라 연장하는 수평변위 검출로드(311)는 연결부재(220)와 함께 회전하여 제2 축(II)을 따라 연장하도록 배치된다.

이어서, 상기 램 유닛(630)을 구동하여 테스트 툴과 접촉구(320)가 2차 접촉하도록 상기 헤드 어태치먼트를 이동시킨다. 이에 따라, 상기 공간 좌표계의 제2 축(II) 및 제3 축(III) 방향을 따라 연장하는 상기 수평 및 수직변위 검출로드(311,312)와 접촉하는 상기 접촉구(320)에 상기 테스트 툴을 2차 접촉시킨다(단계 S350).

1차 접촉과 마찬가지로 상기 램 유닛(630)은 상기 스핀들 중심위치를 상기 작업좌표와 일치하도록 헤드 어태치먼트를 이동시켜 테스트 툴과 접촉구(320)를 2차 접촉시킨다.

이어서, 상기 수평변위 검출로드(311)의 이동거리를 측정하여 상기 공간 좌표계의 제2 축(II) 방향의 설치오차인 제2 축 오차를 검출한다(단계 S360).

상기 제1 및 제3 축 오차를 검출하는 것과 마찬가지 과정에 의해 제2 축 오차 및 제3 축 오차를 검출한다. 따라서, 제2 축 오차 및 제3 축 오차의 검출과정에 대해서는 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

다만, 2차 접촉에 의해 검출되는 제3 축 오차는 테스트 툴과 접촉구(320)의 제1 차 접촉에 의해 검출된 것과 동일한 값을 가지므로, 상기 제2 축 오차만을 검출하고 수평변위 검출기(340)에 저장한다.

상기 헤드 어태치먼트에 대한 설치오차 검출이 완료되면, 제어 콘솔(700)로 입력하여(단계 S400) 스핀들 중심위치에 대한 보정을 준비한다.

상기 제1 축 오차 내지 제3 축 오차는 상기 설치오차 검출장치(500)의 내부에 저장되고 제1 및 제2 표시창(341,351)을 통하여 디지털 수치로 표시된다. 또한, 제1 및 제2 전송기(410, 420)를 통하여 상기 제어 콘솔(700)의 데이터 저장유닛(730)으로 전송되어 저장될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 전송기(410,420)는 와이파이(Wi-Fi)와 같은 무선전송 수단을 구비하여 상기 설치오차 수신유닛(710)과 서로 통신할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 내지 제3 축 오차는 무선전송에 의해 상기 제어 콘솔(700)로 입력될 수 있다. 상기 제1 및 제2 전송기(410,420)에는 상기 설치오차를 시각적으로 확인한 후 데이터 전송을 지시할 수 있는 작업버튼을 별도로 배치할 수도 있다

이어서, 상기 선택 중심위치를 상기 설치오차만큼 보정하여 상기 선택 어태치먼트의 스핀들 중심에 관한 보정위치를 수득한다(단계 S500).

상기 선택 어태치먼트에 대한 설치오차는 제어 콘솔(700)의 데이터 저장유닛(730)으로 전송되어 헤드 어태치먼트별로 저장된다. 또한, 상기 헤드 어태치먼트의 형상특성에 관한 정보는 어태치먼트 선택신호와 동시에 상기 AAC(910)로부터 상기 데이터 저장유닛(730)으로 전송되어 저장되고, 상기 형상특성은 상기 연산 프로세서(701)에 의해 연산되어 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 계산되어 데이터 전송유닛에 저장된다.

따라서, 상기 데이터 저장유닛(730)은 상기 공작물의 가공에 소요되는 각 헤드 어태치먼트 별로 형상특성, 스핀들 중심위치 및 설치오차에 관한 데이터를 저장하도록 데이터 구조를 갖는다.

상기 동작 제어부(OCU)에서 생성된 어태치먼트 선택신호에 의해 헤드 어태치먼트가 선택되면, 상기 선택 어태치먼트의 스핀들 중심위치인 선택 중심위치가 상기 데이터 저장유닛(730)으로부터 동작 제어부(OCU)로 호출된다.

선택 어태치먼트에 연동된 설치오차가 발견되지 않으면, 상기 동작 제어부(OCU)는 작업좌표 설정기에 의해 설정된 작업좌표와 상기 스핀들 중심위치가 일치하도록 상기 선택 어태치먼트를 이동시킨다.

선택 어태치먼트에 연동된 설치오차가 발견되면, 상기 동작 제어부(OCU)는 선택 어태치먼트의 스핀들 중심위치와 설치오차를 보정 맵핑기로 전송하여 선택 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 설치오차만큼 보정한다. 예를 들면, 상기 스핀들 중심위치의 각 축방향 성분을 상기 설치오차의 각 축방향 성분만큼 평행이동 시킬 수 있다. 그러나, 평행이동뿐만 아니라 상기 어태치먼트의 특성에 따라 다양한 좌표변환 기법을 이용할 수 있음은 자명하다. 이에 따라, 상기 보정 맵핑기(742)에 의해 선택 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 보정한 보정위치가 생성된다.

보정 맵핑기는 선택 어태치먼트에 대한 보정위치에 관한 데이터를 상기 데이터 저장유닛(730)에 저장하고 상기 동작 제어부(OCU)로 리턴한다. 상기 동작 제어부(OCU)는 상기 보정위치를 상기 작업좌표와 일치하도록 선태 어태치먼트를 이동시키도록 구동신호를 생성하여 상기 제어신호 전송유닛(720)으로 전송한다.

상기 데이터 저장유닛(730)의 헤드 어태치먼트에 관한 데이터 구조에 보정위치에 관한 데이터를 저장할 수 있는 영역을 추가하여 동일한 헤드 어태치먼트가 선택되는 경우에는 더 이상의 중심위치 보정없이 보정위치에 관한 저장된 데이터를 즉시 호출하여 사용할 수 있다.

이에 따라, 공작물의 가공에 소요되는 각 헤드 어태치먼트 별로 설치오차를 자동으로 저장하고 가공단계의 필요에 따라 헤드 어태치먼트가 교환될 때 마다 자동으로 설치오차를 반영한 보정위치를 수득함으로써 헤드 어태치먼트의 교환에도 불구하고 정확한 스핀들 중심위치를 결정할 수 있다. 따라서, 작업공구의 위치를 작업좌표에 정확하게 위치시킴으로써 작업공구의 위치와 가공위치의 오류로 인한 가공불량을 현저하게 방지할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 의한 공작기계용 어태치먼트 중심위치 보정방법 및 이를 이용하는 공작기계에 의하면, 테이블의 단일한 위치에서 추가적인 수작업에 의한 계산과정 없이 어태치먼트 설치오차를 직접 검출함으로써 오차검출 시간을 현저하게 단축시키고 설치오차의 정확도를 높일 수 있다. 또한, 검출된 설치오차를 자동으로 공작기계의 제어 콘솔로 입력함으로써 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 정확하게 보정할 수 있다.

이에 따라, 공구의 구동중심으로 기능하는 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치가 공작물의 가공위치를 결정하는 작업좌표로부터 벗어남으로써 발생하는 절삭불량을 현저하게 개선할 수 있다.

특히, 다양한 헤드 어태치먼트에 대한 설치오차를 각 헤드 어태치먼트 별로 구분하여 제어 콘솔에 저장하고 헤드 어태치먼트가 교환될 때 좌표변환에 의해 자동으로 스핀들 중심위치를 보정함으로써 헤드 어태치먼트가 교환된다 할지라도 스핀들 중심을 작업좌표에 정확하게 위치시킬 수 있다.

상기 공작기계에 자동 어태치먼트 교환장치(automatic attachment changer, AAC)와 자동 공구 교환기(automatic tool changer, ATC)를 배치하는 경우, 어태치먼트의 교환과 중심위치에 대한 보정이 자동으로 수행되어 헤드 어태치먼트에 결합된 절삭공구는 항상 작업좌표에 정확하게 위치하게 된다. 이에 따라, 수치제어 프로그램에 의해 자동으로 구동되는 공작기계의 가공 정밀도를 현저하게 높일 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

1. 한 쌍의 수평변위 검출로드 및 수직변위 검출로드와 상기 수평변위 검출로드 및 상기 수직변위 검출로드와 접촉하는 접촉구를 구비하고 테이블의 상면과 수직한 수직방향을 따라 회전 가능한 설치오차 검출장치를 상기 테이블의 단일한 검출위치에 고정하는 단계;
   기준 어태치먼트에 결합된 테스트 툴과 상기 접촉구를 접촉시켜 상기 설치오차 검출장치에 대한 영점조정 및 상기 테이블 상의 작업공간을 표시하는 공간 좌표계의 원점으로 기능하는 작업좌표(work coordinates) 설정을 수행하는 단계;
   선택된 헤드 어태치먼트인 선택 어태치먼트에 결합된 상기 테스트 툴과 상기 접촉구를 상기 검출위치에서 접촉시켜, 상기 작업좌표와 상기 선택 어태치먼트의 스핀들 중심위치인 선택 중심위치 사이의 편차를 상기 선택 어태치먼트의 설치오차로 검출하는 단계;
   상기 설치오차를 수치제어 공작기계(Numeric Control Machining Tool)의 제어 콘솔(control console)로 입력하는 단계;
   상기 헤드 어태치먼트의 스핀들 중심위치를 상기 설치오차만큼 보정하여 상기 헤드 어태치먼트의 보정위치를 수득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어태치먼트 중심위치 보정방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 영점조정 및 상기 작업좌표 설정을 수행하는 단계는,
   상기 기준 어태치먼트에 결합된 상기 테스트 툴과 상기 접촉구를 접촉시켜 상기 접촉구를 변위시키는 단계;
   상기 접촉구가 변위된 상태에서, 상기 기준 어태치먼트 및 상기 테스트 툴의 형상특성 정보를 연산하여 상기 기준 어태치먼트의 스핀들 중심위치인 기준 중심위치를 수득하여 상기 기준 중심위치에 관한 상기 공간 좌표계에서의 좌표를 상기 작업좌표로 설정하는 단계; 및
   상기 접촉구가 변위된 상태에서, 상기 접촉구에 접촉된 상기 수평변위 검출로드 및 상기 수직변위 검출로드의 평형점을 각각 상기 설치오차 검출장치의 오차측정 기준점으로 설정하여 상기 영점조정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어태치먼트 중심위치 보정방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 설치오차를 검출하는 단계는,
   상기 선택 중심위치가 상기 작업좌표에 위치하도록 상기 테스트 툴이 결합된 상기 선택 어태치먼트를 설치하는 단계;
   상기 공간 좌표계의 제1 축 및 제3 축 방향을 따라 연장하는 상기 수평변위 검출로드 및 상기 수직변위 검출로드와 동시에 접촉하는 상기 접촉구에 상기 선택 어태치먼트와 결합된 상기 테스트 툴을 1차 접촉시키는 단계;
   상기 수평변위 검출로드 및 상기 수직변위 검출로드의 상기 오차측정 기준점으로부터의 이동거리를 각각 측정하여, 상기 설치오차의 제1축 성분 및 제3축 성분인 제1 축 오차 및 제3 축 오차를 검출하는 단계;
   상기 테스트 툴과 상기 접촉구를 분리하고 상기 검출위치에서 상기 설치오차 검출장치를 90도 회전시키는 단계;
   상기 공간 좌표계의 제2 축 및 제3 축 방향을 따라 연장하는 상기 수평변위 검출로드 및 상기 수직변위 검출로드와 동시에 접촉하는 상기 접촉구에 상기 선택 어태치먼트에 결합된 상기 테스트 툴을 2차 접촉시키는 단계; 및
   상기 수평변위 검출로드의 상기 오차측정 기준점으로부터의 이동거리를 측정하여 상기 설치오차의 제2 축 성분인 제2 축 오차를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어태치먼트 중심위치 보정방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 수평변위 검출로드는 상기 제1 축 및 제2 축에 의해 한정되는 상기 테이블의 수평면을 따라 배치되고 상기 수직변위 검출로드는 상기 테이블과 수평면과 수직한 상기 제3 축을 따라 배치되어, 상기 수평변위 검출로드 및 상기 수직변위 검출로드는 상기 테스트 툴과 상기 접촉구의 접촉에 의한 상기 접촉구의 변위크기에 비례하여 상기 오차측정 기준점으로부터 각각 동시에 이동하는 것을 특징으로 하는 어태치먼트 중심위치 보정방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 수평변위 검출로드의 상기 제1 축을 따른 이격거리는 상기 수평변위 검출로드와 연결된 수평변위 검출기에 의해 측정되어 상기 제1 축 오차로 저장되고, 상기 수직변위 검출로드의 상기 제3 축을 따른 이격거리는 상기 수직변위 검출로드와 연결된 수직변위 검출기에 의해 측정되어 상기 제3 축 오차로 저장되는 것을 특징으로 하는 어태치먼트 중심위치 보정방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 접촉구와 상기 테스트 툴의 2차 접촉에 의해 생성되는 상기 수평변위 검출로드의 상기 제2 축 방향을 따른 이격거리는 상기 수평 변위 검출기에 의해 측정되어 상기 제2 축 오차로 저장되는 것을 특징으로 하는 어태치먼트 중심위치 보정방법.
7. 제3항에 있어서, 상기 설치오차를 상기 제어콘솔로 입력하는 단계는 상기 제1 내지 제3 축 오차를 상기 제어 콘솔로 무선 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어태치먼트 중심위치 보정방법.
8. 제3항에 있어서, 상기 헤드 어태치먼트의 보정위치를 수득하는 단계는 상기 스핀들 중심위치를 상기 설치오차만큼 평행 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어태치먼트 중심위치 보정방법.
9. 제3항에 있어서, 상기 헤드 어태치먼트가 앵글 어태치먼트를 포함하는 경우, 상기 앵글 어태치먼트의 스핀들 축이 상기 접촉구에 대하여 0도, 90도, 180도 및 270도로 배치된 경우에 대하여 각각 개별적으로 상기 설치오차를 검출하되, 상기 0도 및 180도로 배치된 경우에는 상기 제1 내지 제3 축 오차를 검출하고 상기 90도 및 270도로 배치된 경우에는 상기 제3 축 오차만 검출하는 것을 특징으로 하는 어태치먼트 중심위치 보정방법.
10. 제3항에 있어서, 상기 헤드 어태치먼트가 인덱스 유니버설 어태치먼트를 포함하는 경우, 상기 접촉구에 대하여 상기 인덱스 유니버설 어태치먼트의 B축이 0도로 배치되고 C축이 0도, 90도,180도 및 270도로 배치된 경우에 대하여 각각 개별적으로 상기 설치오차를 검출하되, 상기 C축이 0도 및 180도로 배치된 경우에는 상기 제1 내지 제3 축 오차를 검출하고 상기 C축이 90도 및 270도로 배치된 경우에는 상기 제3 축 오차만 검출하는 것을 특징으로 하는 어태치먼트 중심위치 보정방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 접촉구에 대하여 상기 인덱스 유니버설 어태치먼트의 상기 B축이 90도로 배치되고 상기 C축은 0도로 배치된 경우에 대하여 상기 제3 축 오차만 검출하도록 상기 설치오차를 검출하는 것을 특징으로 하는 어태치먼트 중심위치 보정방법.
    
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