KR102495718B1 - Tool change control device and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공구 교환 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수개의 스핀들을 구비한 공작기계에서 공구 매거진 그립퍼를 그룹핑하여 각 스핀들별로 공구 교환을 제어하여 공구 파손이나 공작물 손상을 방지할 수 있는 공작기계의 공구 교환 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tool exchange control device and control method, and more particularly, in a machine tool having a plurality of spindles, tool magazine grippers are grouped to control tool exchange for each spindle to prevent tool breakage or workpiece damage. It relates to a tool change control device and control method of a machine tool with

Description

공구 교환 제어장치 및 제어방법{Tool change control device and method thereof}Tool change control device and control method {Tool change control device and method thereof}

본 발명은 공구 교환 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수개의 스핀들을 구비한 공작기계에서 공구 매거진 그립퍼를 그룹핑하여 각 스핀들별로 공구 교환을 제어하여 공구 파손이나 공작물 손상을 방지할 수 있는 공작기계의 공구 교환 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tool exchange control device and control method, and more particularly, in a machine tool having a plurality of spindles, tool magazine grippers are grouped to control tool exchange for each spindle to prevent tool breakage or workpiece damage. It relates to a tool change control device and control method of a machine tool with

일반적으로 공작기계라 함은 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속/비금속의 공작물을 적당한 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.In general, a machine tool refers to a machine used for the purpose of processing a metal/non-metal workpiece into a desired shape and dimension using an appropriate tool by various cutting processing methods or non-cutting processing methods.

터닝센터, 수직/수평 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반, 복합가공기 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.Various types of machine tools, including turning centers, vertical/horizontal machining centers, door type machining centers, Swiss turns, electric discharge machines, horizontal type NC boring machines, CNC lathes, and multi-tasking machines, are widely used in various industrial fields to suit the purpose of the work. It is being used.

공작기계 중 복합가공기란 선삭가공과 드릴, 탭핑, 밀링가공 등 가공형태가 다양한 가공을 수행하는 다기능의 자동공구교환장치(ATC)와 공구 매거진이 장착된 터닝센터를 의미한다. 복합가공기에서 작업자가 가공에 필요한 공구를 로딩하거나 교환시에 공구를 수동으로 공구 매거진에 장착한다.Among machine tools, a multi-tasking machine refers to a turning center equipped with a multifunctional automatic tool changer (ATC) and tool magazine that performs various types of machining such as turning, drilling, tapping, and milling. In a multi-tasking machine, an operator loads or replaces tools necessary for machining by manually loading the tools into the tool magazine.

일반적으로 현재 사용되고 있는 다양한 종류의 공작기계는 수치제어(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numericalcontrol) 기술이 적용되는 조작반을 구비하고 있다. 이러한 조작반은 다양한 기능스위치 또는 버튼과 모니터를 구비한다.In general, various types of machine tools currently in use have a control panel to which numerical control (NC) or computerized numerical control (CNC) technology is applied. Such a control panel has various function switches or buttons and a monitor.

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. In addition, the machine tool has a table on which the material, which is a workpiece, is seated and transported for processing, a pallet for preparing the workpiece before processing, a spindle that rotates with a tool or workpiece combined, a tailstock for supporting the workpiece, etc. provide etc.

일반적으로 공작기계에서 테이블, 공구대, 주축, 심압대, 방진구 등은 다양한 가공을 수행하기 위해 이송축을 따라 이송하는 이송유닛을 구비한다.In general, in a machine tool, a table, a tool post, a main shaft, a tailstock, a resting ball, etc. are provided with a feed unit that feeds along a feed axis to perform various machining operations.

또한, 일반적으로 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 공구 보관장소의 형태로 공구 매거진이나 터렛이 사용된다. Also, in general, machine tools use a plurality of tools for various processing, and a tool magazine or a turret is used as a tool storage space for storing and storing a plurality of tools.

이러한 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 공구 보관장소의 형태로 공구 매거진이 사용된다.These machine tools use a plurality of tools for various processing, and a tool magazine is used in the form of a tool storage area for storing and storing a plurality of tools.

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.In addition, in general, machine tools are provided with an automatic pallet changer (APC) to minimize non-processing time. An Automatic Pallet Changer (APC) automatically exchanges pallets between the workpiece processing area and the workpiece installation area. A workpiece may be mounted on the pallet.

또한, 일반적으로 공작기계는 공작기계의 생산성을 향상시키기 위해 수치제어부의 지령에 의해 특정한 공구를 공구 매거진으로부터 인출하거나 다시 수납하기 위한 자동공구교환장치(ATC, AutomaticTool Changer)를 구비한다.Also, in general, a machine tool includes an automatic tool changer (ATC) for withdrawing or re-accommodating a specific tool from a tool magazine according to a command of a numerical controller to improve productivity of the machine tool.

일반적으로 머시닝센터(machining center)라 함은 자동공구교환장치 등을 구비하고, 여러 종류의 공구를 교환하여 선반, 밀링, 드릴링, 보링머신 등에서 할 수 있는 광범위한 가공을 수행하는 공작기계를 말하는 것으로 크게 추축이 수직으로 장착되어 있는 수직형(vertical) 머시닝센터와 수평형(horizontal) 머시닝센터로 나누어진다.In general, a machining center refers to a machine tool that is equipped with an automatic tool changer and exchanges various types of tools to perform a wide range of machining that can be performed on a lathe, milling, drilling, boring machine, etc. It is divided into a vertical machining center and a horizontal machining center in which the axis is mounted vertically.

수직형 머시닝센터는 베드와 베드의 상부에 설치되는 새들과, 이러한 새들에 설치되어 공작물이 놓여지는 테이블과, 베드의 후방에 수직으로 장착되는 컬럼,과 이 컬럼에 장착되는 스핀들과 이러한 스핀들을 구동시키고 작동을 제어하기 위한 동력 전달계와 전자제어계를 구비하고, 추가로 자동공구교환장치와 공구 매거진 및 공구를 클램핑하는 주축대를 구비할 수 있다.The vertical machining center consists of a bed, saddles installed on the top of the bed, a table installed on these saddles to place workpieces, a column mounted vertically on the rear of the bed, a spindle mounted on this column, and driving these spindles. A power transmission system and an electronic control system for performing and controlling operation may be provided, and an automatic tool changer, a tool magazine, and a headstock for clamping tools may be additionally provided.

도 1에 도시된 것처럼, 종래 공작기계의 공구 교환 제어장치(1)는 주축대(2)에 스핀들(3)이 주축대(2)에 공구 매거진(4)이 서로 양측에 장착되어 주축대(2)의 중량이 증가하고 전체적으로 공작기계와 구조물의 중량이 증가함에 따라 공작기계의 소형화 및 경량화를 도모할 수 없는 문제점이 있었다.As shown in FIG. 1, in the conventional tool change controller 1 of a machine tool, a spindle 3 is mounted on the headstock 2 and a tool magazine 4 is mounted on both sides of the headstock 2 to the headstock (2). As the weight of 2) increases and the overall weight of the machine tool and structure increases, there is a problem in that the machine tool cannot be made smaller and lighter.

또한, 종래 공작기계의 공구 교환 제어장치(1)는 공구 매거진(4)이 커짐에 따라 전체적인 중량 증대에 의해 고속으로 이동할 수 없게 됨에 따라 공구교환시간이 증가하고 비가공시간 증대에 따라 생산성이 감소하는 문제점이 있었다.In addition, the tool change control device 1 of the conventional machine tool cannot move at high speed due to the overall weight increase as the tool magazine 4 increases, so the tool change time increases and the productivity decreases as the non-processing time increases There was a problem with

더욱이, 종래 공작기계의 공구 교환 제어장치(1)는 복수의 스핀들(3)을 갖는 공작기계의 경우 각 스핀들별로 공구 교환을 캠박스(5)와 체인지암(6)을 통해 교환함에 따라 크기가 커져서 공작기계가 대형화되고, 2개의 장비를 유지보수함에 따라 유지보수 비용과 시간이 증가하는 문제점이 있었다.Moreover, in the case of a machine tool having a plurality of spindles 3, the tool change control device 1 of a conventional machine tool has a large size by exchanging tools for each spindle through the cam box 5 and the change arm 6. There was a problem in that the machine tool became large and the maintenance cost and time increased as the two pieces of equipment were maintained.

게다가, 종래 공작기계의 공구 교환 제어장치(1)는 동시에 동일한 가공을 수행하기 위해 복수의 스핀들에 장착하는 공구를 통일하기 위해 공구 매거진(4)에 공구를 장착하는데 많은 시간이 소요되어 비가공 시간 증가에 따라 생산성이 감소하고, 작업자의 불편을 초래하는 문제점이 있었다.In addition, the tool change controller 1 of the conventional machine tool takes a lot of time to load tools into the tool magazine 4 in order to unify tools mounted on a plurality of spindles to perform the same machining at the same time, resulting in non-machining time. There is a problem in that productivity decreases with increase and causes inconvenience to workers.

또한, 종래 공작기계의 공구 교환 제어장치(1)는 공구 매거진(4)에 작업자가 공구 장착시에 해당 그립퍼에 정확하게 가공프로그램에 따른 가공 순서에 따른 공구를 장착하지 못할 경우에 공구가 손상되어 자원을 낭비하고, 가공 정밀도가 감소하며, 동시가공을 통해 생산성을 극대화하려는 본연의 목적을 달성할 수 없는 문제점이 있었다.In addition, in the tool change control device 1 of a conventional machine tool, when an operator fails to accurately mount a tool in the corresponding gripper in the processing sequence according to the machining program when the operator mounts the tool in the tool magazine 4, the tool is damaged and resources are lost. There was a problem in that the original purpose of maximizing productivity through simultaneous processing could not be achieved, wasting processing power, reducing processing precision.

대한민국 특허공개공보 제10-2016-0092326호Korean Patent Publication No. 10-2016-0092326 대한민국 특허공개공보 제10-2009-0051822호Korean Patent Publication No. 10-2009-0051822 대한민국 특허공개공보 제10-2017-0049058호Korean Patent Publication No. 10-2017-0049058 대한민국 특허공개공보 제10-2015-0066633호Korean Patent Publication No. 10-2015-0066633 대한민국 특허공개공보 제10-2014-0050174호Korean Patent Publication No. 10-2014-0050174

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 스핀들 헤드부에 설치되는 스핀들의 개수와 스핀들간의 이격거리 및 공작물의 가공 프로그램의 가공 순서에 따라 공구 매거진에 장착되는 공구를 그룹핑하여 복수개의 스핀들에 탈부착되는 공구 교환을 제어하고 공구 매거진이 컬럼 또는 새들에 분리 없이 일체로 형성하여 암리스를 통해 공구 교환을 수행함에 따라 공작기계의 소형화 및 경령화를 도모하고, 증량감소에 의해 고속이동을 통해 공구교환시간을 최대한 단축하여 비가공시간 감소에 의해 생산성을 높일 수 있는 공구 교환 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to group tools mounted in a tool magazine according to the number of spindles installed in the spindle head, the distance between the spindles, and the processing sequence of the workpiece's machining program. to control the exchange of tools attached to and detached from a plurality of spindles, and the tool magazine is integrally formed without separation to the column or saddle to perform tool exchange through an armless, thereby promoting miniaturization and age reduction of the machine tool, and An object of the present invention is to provide a tool change control device and control method capable of maximally reducing tool change time through high-speed movement and increasing productivity by reducing non-machining time.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 복수개의 스핀들을 구비한 공작기계에서 공구 매거진 그립퍼를 그룹핑하여 각 스핀들별로 공구 교환을 제어하여 공구 파손이나 공작물 손상을 방지하여 안정적인 공구 교환을 통해 공작기계의 신뢰성과 안정성을 증대시키고, 복수의 스핀들을 구비한 공작기계에서 동시가공을 수행할 때에 공구 교환 오류를 예방하여 공작물이 낭비되는 것을 방지하며, 작업자의 편의를 도모하고 안전사고를 미연에 예방할 수 있는 공구 교환 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to group tool magazine grippers in a machine tool having a plurality of spindles and control tool exchange for each spindle to prevent tool breakage or workpiece damage, thereby improving reliability and reliability of the machine tool through stable tool exchange. Tool exchange that increases stability, prevents waste of workpieces by preventing tool exchange errors when simultaneous machining is performed on a machine tool equipped with multiple spindles, promotes operator convenience, and prevents safety accidents in advance To provide a control device and control method.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공구 교환 제어장치는 베드; 상기 베드에 이동 가능하게 설치되는 새들; 상기 새들에 이동 가능하게 설치되는 컬럼; 복수개의 공작물을 동시에 가공하도록 서로 이격하여 복수개의 스핀들을 구비하고, 상기 컬럼에 이동 가능하게 설치되는 스핀들 헤드부; 상기 복수개의 스핀들에 각각 동일한 공구를 공급하기 위한 복수의 그립퍼를 구비하고 상기 컬럼 또는 상기 새들에 형성되어 복수의 공구를 수납하는 공구 매거진; 및 상기 스핀들 헤드부에 설치되는 상기 스핀들의 개수와 상기 스핀들간의 이격거리 및 상기 공작물의 가공 프로그램의 가공 순서에 따라 상기 공구 매거진에 장착되는 공구를 그룹핑하여 상기 복수개의 스핀들에 탈부착되는 공구 교환을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.In order to achieve the object of the present invention, a tool change control device according to the present invention includes a bed; Saddles movably installed on the bed; a column movably installed on the saddle; A spindle head unit provided with a plurality of spindles spaced apart from each other to simultaneously process a plurality of workpieces and movably installed in the column; a tool magazine provided with a plurality of grippers for supplying the same tools to the plurality of spindles and formed in the column or the saddle to accommodate a plurality of tools; And according to the number of the spindles installed in the spindle head, the separation distance between the spindles, and the processing order of the machining program of the workpiece, tools mounted in the tool magazine are grouped to control the exchange of tools attached to and detached from the plurality of spindles. A control unit to do; may include.

또한, 본 발명에 의한 공구 교환 제어장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공구 교환 제어장치의 제어부는 공작물을 가공하기 위한 가공프로그램을 저장하는 가공프로그램 저장부; 상기 스핀들 헤드부에 설치되는 상기 스핀들의 개수와 상기 스핀들간의 이격거리 및 상기 공작물의 가공프로그램의 가공 순서에 따라 상기 공구 매거진에 장착되는 공구를 그룹핑하는 그룹핑부; 상기 가공프로그램저장부 및 상기 그룹핑부와의 통신을 통해 복수개의 공작물의 가공 순서에 따라 그룹핑된 공구의 교환 지령을 전달하는 공구 교환 지령부; 및 싱가 공구 교환 지령부의 신호에 따라 상기 공구 매거진의 구동부와 상기 스핀들 헤드부의 동력 발생부의 작동을 조절하여 공구 교환을 수행하는 교환부;를 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the tool change control device according to the present invention, the control unit of the tool change control device includes a processing program storage unit for storing a processing program for processing a workpiece; a grouping unit for grouping the tools installed in the tool magazine according to the number of spindles installed in the spindle head unit, the separation distance between the spindles, and the processing order of the workpiece processing program; a tool exchange command unit that transmits an exchange command for tools grouped according to a processing order of a plurality of workpieces through communication with the machining program storage unit and the grouping unit; and an exchange unit configured to perform tool exchange by adjusting operations of the driving unit of the tool magazine and the power generating unit of the spindle head unit according to a signal from the Singa tool exchange command unit.

또한, 본 발명에 의한 공구 교환 제어장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공구 교환 제어장치의 제어부의 그룹핑부는 상기 스핀들 헤드부에 설치되는 상기 스핀들의 개수와 상기 스핀들간의 이격거리 데이터를 저장하는 스핀들 데이터 저장부; 상기 스핀들 데이터 저장부와 상기 가공프로그램 저장부에 저장된 데이터에 의해 그룹핑할 그립퍼의 수량을 계산하는 계산부; 및 상기 계산부에 의해 그룹핑된 각각의 스핀들에 따른 그룹의 복수의 그립퍼에 장착되는 공구의 순서를 결정하는 결정부;를 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the tool change control device according to the present invention, the grouping unit of the control unit of the tool change control device stores spindle data for storing the number of spindles installed in the spindle head and the distance between the spindles. wealth; a calculation unit that calculates the number of grippers to be grouped based on the data stored in the spindle data storage unit and the machining program storage unit; and a determination unit that determines the order of tools mounted on the plurality of grippers of the group according to each spindle grouped by the calculation unit.

또한, 본 발명에 의한 공구 교환 제어장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공구 교환 제어장치의 제어부의 그룹핑부는 상기 결정부의 공구 순서에 따라 상기 각 그룹의 복수의 그립퍼에 장착된 공구의 이상 유무를 판단하는 판단부;를 더 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the tool change control device according to the present invention, the grouping unit of the control unit of the tool change control device determines whether or not the tools mounted on the plurality of grippers of each group are abnormal according to the order of the tools of the determination unit. A determination unit; may further include.

또한, 본 발명에 의한 공구 교환 제어장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공구 교환 제어장치의 상기 제어부의 그룹핑부의 계산부는 상기 가공프로그램 저장부에 저장된 가공프로그램상의 공작물 가공을 위해 필요한 공구의 개수가 기준값을 초과하는 경우에는 그룹핑할 그립퍼의 수량을 계산하여 모그룹을 형성하고, 상기 모그룹으로 그룹핑된 그립퍼들 중에서 자그룹으로 그룹핑할 그립퍼의 수량을 재계산하여 자그룹을 형성하고, 상기 제어부의 그룹핑부의 결정부는 각각의 상기 모그룹과 해당 모그룹에 속하는 자그룹의 각각의 그립퍼에 장착되는 공구의 순서와 각각의 모그룹과 자그룹이 상기 공구 매거진 상에 배치되는 순서를 결정하는 것을 특징으로 한다.In addition, in another preferred embodiment of the tool exchange control device according to the present invention, the calculation unit of the grouping unit of the control unit of the tool exchange control device determines the number of tools required for machining a workpiece in the processing program stored in the processing program storage unit to set a reference value. If it exceeds, the parent group is formed by calculating the number of grippers to be grouped, and the child group is formed by recalculating the number of grippers to be grouped into the child group among the grippers grouped into the parent group. It is characterized in that the order of tools mounted on each gripper of each of the parent groups and child groups belonging to the parent group and the order of arrangement of each parent group and child groups on the tool magazine are determined.

또한, 본 발명에 의한 공구 교환 제어장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공구 교환 제어장치의 제어부는 상기 교환부에 의해 공구 교환시에 상기 복수개의 스핀들의 공구 교환 이동 경로 데이터를 저장하는 위치데이터 저장부;를 더 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the tool change control device according to the present invention, the control unit of the tool change control device is a position data storage unit for storing tool change movement path data of the plurality of spindles when tools are exchanged by the change unit. ; may be further included.

또한, 본 발명에 의한 공구 교환 제어장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공구 교환 제어장치의 제어부는 상기 교환부에 의해 공구 교환시에 스핀들에 따라 그룹핑된 그룹의 복수의 그립퍼 중에서 공구 교환 순서에 따른 교환 대상 공구를 탈부착하는 그립퍼가 공구교환영역에 위치하는지 유무와 상기 그룹핑된 그립퍼가 교환 대상 공구를 수납하고 있는지 유무를 확인하는 비교부;를 더 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the tool change control device according to the present invention, the control unit of the tool change control device exchanges according to the tool exchange order among a plurality of grippers of a group grouped according to the spindle when the tool is exchanged by the exchange unit. It may further include a comparator that checks whether a gripper for attaching or detaching a target tool is located in the tool exchange area and whether or not the grouped gripper accommodates a tool to be exchanged.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공구 교환 제어방법은 가공프로그램 및 공구 교환시에 스핀들의 공구 교환 이동 경로 데이터를 저장하는 저장하는 단계; 스핀들 헤드부에 설치되는 스핀들의 개수와 상기 스핀들간의 이격거리 데이터를 저장하는 단계; 상기 스핀들 개수와 스핀들간의 이격거리 및 상기 가공프로그램에 의해 공구 매거진에서 그룹핑할 그립퍼의 수량을 계산하는 단계; 상기 계산하는 단계에 의해 계산된 그룹핑된 각각의 스핀들에 따른 그룹의 복수의 그립퍼에 장착되는 공구의 순서를 결정하는 단계; 및 상기 복수의 그립퍼에 장착되는 공구의 순서에 따라 그룹핑된 각각의 스핀들에 따른 그룹의 복수의 그립퍼에 공구를 반복하여 순차적으로 장착하는 단계;를 포함하고, 상기 공구 매거진은 컬럼 또는 새들에 형성되고, 상기 스핀들은 상기 스핀들 헤드부에 복수개가 서로 이격하여 설치되어 복수개의 공작물을 동시에 가공할 수 있다.In order to achieve another object of the present invention, a tool exchange control method according to the present invention includes the steps of storing and storing tool exchange movement path data of a spindle when a machining program and a tool are exchanged; Storing data on the number of spindles installed in the spindle head and the distance between the spindles; calculating the number of grippers to be grouped in a tool magazine by the number of spindles, the separation distance between spindles, and the machining program; determining an order of tools mounted on a plurality of grippers of a group according to each grouped spindle calculated by the calculating step; And repeatedly and sequentially mounting tools to a plurality of grippers of groups according to respective spindles grouped according to the order of tools mounted to the plurality of grippers; wherein the tool magazine is formed in a column or saddle, , A plurality of the spindles are installed spaced apart from each other in the spindle head portion to simultaneously process a plurality of workpieces.

또한, 본 발명에 의한 공구 교환 제어장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공구 교환 제어방법은 상기 공구를 반복하여 순차적으로 장착하는 단계 이후에, 가공프로그램에 따라 교환 대상 공구를 지령하는 단계; 공구 교환 지령 신호에 따라 상기 공구 매거진의 구동부를 작동하여 상기 공구 매거진을 회전시키는 단계; 상기 스핀들에 따라 그룹핑된 그룹의 복수의 그립퍼 중에서 공구 교환 순서에 따른 교환 대상 공구를 탈부착하는 그립퍼가 공구교환영역에 위치하는지 유무를 확인하는 단계; 상기 그룹핑된 그립퍼가 교환 대상 공구를 수납하고 있는지 유무를 확인하는 단계; 및 공구 교환 지령 신호에 따라 상기 스핀들 헤드부의 동력 발생부의 작동을 조절하여 공구 교환을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.Further, in another preferred embodiment of the tool exchange control device according to the present invention, the tool exchange control method includes the steps of instructing a tool to be exchanged according to a machining program after the step of repeatedly and sequentially mounting the tools; rotating the tool magazine by operating a drive unit of the tool magazine according to a tool exchange command signal; checking whether or not a gripper for attaching or detaching a tool to be exchanged according to a tool exchange order among a plurality of grippers of a group grouped according to the spindle is located in a tool exchange area; checking whether or not the grouped gripper accommodates a tool to be replaced; and performing tool exchange by controlling an operation of the power generating unit of the spindle head unit according to a tool exchange command signal.

또한, 본 발명에 의한 공구 교환 제어장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공구 교환 제어방법은 상기 위치확인 유무 단계와 공구 수납 유무 확인하는 단계 이후에, 상기 스핀들에 따라 그룹핑된 그룹의 복수의 그립퍼 중에서 공구 교환 순서에 따른 교환 대상 공구를 탈부착하는 그립퍼가 공구교환영역에 위치하지 않거나 상기 그룹핑된 그립퍼가 교환 대상 공구를 수납하지 않은 경우에 알람을 발생하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the tool exchange control device according to the present invention, the tool change control method includes, after the position check step and the tool check step, among a plurality of grippers of a group grouped according to the spindle, the tool change control method. The method may further include generating an alarm when a gripper for attaching and detaching a tool to be exchanged according to an exchange order is not located in a tool exchange area or when the grouped gripper does not accommodate a tool to be replaced.

또한, 본 발명에 의한 공구 교환 제어장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공구 교환 제어방법은 상기 공구 장착 단계 이후에, 상기 스핀들에 따라 그룹핑된 그룹의 복수의 그립퍼에 장착된 공구의 순서 이상 유무를 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the tool change control device according to the present invention, the tool change control method determines whether or not the order of the tools mounted on the plurality of grippers of the group grouped according to the spindle is abnormal after the tool mounting step. It may further include;

본 발명에 의한 공구 교환 제어장치 및 제어방법은 스핀들 헤드부에 설치되는 스핀들의 개수와 스핀들간의 이격거리 및 공작물의 가공 프로그램의 가공 순서에 따라 공구 매거진에 장착되는 공구를 그룹핑하여 복수개의 스핀들에 탈부착되는 공구 교환을 제어하고 공구 매거진이 컬럼 또는 새들에 분리 없이 일체로 형성하여 암리스를 통해 공구 교환을 수행함에 따라 공작기계의 소형화 및 경량화를 도모하여 이동체의 고속이동을 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.Tool exchange control device and control method according to the present invention group tools mounted in a tool magazine according to the number of spindles installed in the spindle head, the separation distance between spindles, and the processing order of a workpiece machining program, and attach/detach them to a plurality of spindles. As the tool magazine is integrally formed without separation in the column or saddle and tool exchange is performed through the armless, the effect of enabling high-speed movement of the movable body by promoting miniaturization and light weight of the machine tool is achieved. there is.

또한, 본 발명에 의한 공구 교환 제어장치 및 제어방법은 경량화 및 소형화에 따른 고속이동을 통해 공구교환시간을 최대한 단축하여 비가공시간 감소에 따라 공작기계의 생산성을 향상할 수 있는 효과가 있다.In addition, the tool exchange control apparatus and control method according to the present invention has an effect of improving the productivity of the machine tool according to the reduction of non-processing time by shortening the tool exchange time as much as possible through high-speed movement according to light weight and miniaturization.

더욱이, 본 발명에 의한 공구 교환 제어장치 및 제어방법은 공구 매거진 그립퍼를 그룹핑하여 각 스핀들별로 공구 교환을 제어하여 공구 파손이나 공작물 손상을 방지하여 안정적인 공구 교환을 통해 공작기계의 신뢰성과 안정성을 증대시킬 수 있다.Furthermore, the tool exchange control apparatus and method according to the present invention group tool magazine grippers to control tool exchange for each spindle to prevent tool breakage or workpiece damage, thereby increasing the reliability and stability of the machine tool through stable tool exchange. can

게다가, 본 발명에 의한 공구 교환 제어장치 및 제어방법은 복수의 스핀들의 공구 교환을 그립퍼의 그룹핑을 통한 그립퍼 제어를 통해 복수의 스핀들을 구비한 공작기계에서 동시가공을 수행할 때에 공구 교환 오류를 예방하여 공작물이 낭비되는 것을 방지하며, 공구의 파손이나 손상을 예방하여 유지비용과 보수비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, the tool change control device and control method according to the present invention prevent tool change errors when simultaneous machining is performed in a machine tool having a plurality of spindles through gripper control through gripper grouping of tool change of a plurality of spindles. This prevents waste of workpieces and prevents damage or damage to tools, thereby reducing maintenance and repair costs.

또한, 본 발명에 의한 공구 교환 제어장치 및 제어방법은 그룹핑된 그립퍼에 가공프로그램의 순서에 따라 공구를 자동 또는 수동으로 순차적으로 장착할 수 있게 됨에 따라 작업자의 편의를 도모하고 공구 장착 과정에서 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 예방할 수 있는 효과가 있다.In addition, the tool exchange control device and control method according to the present invention promotes operator's convenience as tools can be automatically or manually mounted sequentially according to the order of the machining program in the grouped grippers, and the tool installation process It has the effect of preventing safety accidents in advance.

도 1은 종래 공작기계에 공구 매거진이 장착된 상태의 개념도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 교환 제어장치의 개념도를 나타낸다.
도 3은 스핀들에 장착된 공구를 공구 매거진에 반환하기 전 상태에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 교환 제어장치의 측면도를 나타낸다.
도 4는 공구 매거진에 장착된 공구를 스핀들에 교환하기 전 상태에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 교환 제어장치의 측면도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 교환 제어장치의 제어부의 구성도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 교환 제어장치의 스핀들간의 이격거리에 대한 개념도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 교환 제어장치의 그룹핑할 그립퍼의 수량을 계산하는 원리를 나타낸다.
도 8은 도 2에서 새들, 컬럼, 스핀들 헤드부가 제거된 상태의 사시도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 교환 제어장치에서 복수의 그립퍼에 장착되는 공구의 순서에 따라 그룹핑된 각각의 스핀들에 따른 그룹의 복수의 그립퍼에 공구를 반복하여 순차적으로 장착하는 순서에 대한 개념도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 교환 제어방법의 절차도를 나타낸다.
1 shows a conceptual diagram of a state in which a tool magazine is mounted on a conventional machine tool.
2 shows a conceptual diagram of a tool change control device according to an embodiment of the present invention.
3 shows a side view of the tool change controller according to an embodiment of the present invention in a state before returning a tool mounted on a spindle to a tool magazine.
4 shows a side view of the tool exchange controller according to an embodiment of the present invention in a state before exchanging a tool mounted in a tool magazine to a spindle.
5 shows a configuration diagram of a control unit of a tool change control device according to an embodiment of the present invention.
6 shows a conceptual diagram of a separation distance between spindles of a tool change control device according to an embodiment of the present invention.
7 illustrates a principle of calculating the number of grippers to be grouped in the tool change controller according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view of a state in which the saddle, column, and spindle head parts of FIG. 2 are removed.
9 is a diagram illustrating an order in which tools are repeatedly and sequentially mounted on a plurality of grippers of a group according to each spindle grouped according to the order of tools mounted on a plurality of grippers in the tool change controller according to an embodiment of the present invention. represents a conceptual diagram.
10 shows a procedure diagram of a tool exchange control method according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 공작기계의 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.Hereinafter, a machine tool according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to drawings. The embodiments introduced below are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention may be embodied in other forms without being limited to the embodiments described below. And, in the drawings, the size and thickness of the device may be exaggerated for convenience. Like reference numbers indicate like elements throughout the specification.

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.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the common knowledge in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification. The sizes and relative sizes of layers and regions in the drawings may be exaggerated for clarity of explanation.

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.Terms used in this specification are for describing embodiments, and therefore are not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprise" and/or "comprising" means that a stated component, step, operation, and/or element is the presence of one or more other components, steps, operations, and/or elements. or do not rule out additions.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 교환 제어장치의 개념도를 나타내고, 도 3은 스핀들에 장착된 공구를 공구 매거진에 반환하기 전 상태에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 교환 제어장치의 측면도를 나타내며, 도 4는 공구 매거진에 장착된 공구를 스핀들에 교환하기 전 상태에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 교환 제어장치의 측면도를 나타낸다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 교환 제어장치의 제어부의 구성도를 나타내고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 교환 제어장치의 스핀들간의 이격거리에 대한 개념도를 나타낸다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 교환 제어장치의 그룹핑할 그립퍼의 수량을 계산하는 원리를 나타내고, 도 8은 도 2에서 새들, 컬럼, 스핀들 헤드부가 제거된 상태의 사시도를 나타내며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 교환 제어장치에서 복수의 그립퍼에 장착되는 공구의 순서에 따라 그룹핑된 각각의 스핀들에 따른 그룹의 복수의 그립퍼에 공구를 반복하여 순차적으로 장착하는 순서에 대한 개념도를 나타낸다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 교환 제어방법의 절차도를 나타낸다.2 shows a conceptual diagram of a tool change control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a tool change control device according to an embodiment of the present invention in a state before returning a tool mounted on a spindle to a tool magazine. Figure 4 shows a side view of the tool change control device according to an embodiment of the present invention in a state before exchanging a tool mounted in a tool magazine to a spindle. 5 shows a configuration diagram of a control unit of a tool change control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a conceptual diagram of a separation distance between spindles of a tool change control device according to an embodiment of the present invention. 7 shows a principle of calculating the number of grippers to be grouped in the tool change control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 shows a perspective view of FIG. 2 in a state in which the saddle, column, and spindle head are removed. 9 relates to an order in which tools are repeatedly and sequentially mounted on a plurality of grippers of a group according to each spindle grouped according to the order of tools mounted on a plurality of grippers in the tool change controller according to an embodiment of the present invention. represents a concept. 10 shows a procedure diagram of a tool exchange control method according to an embodiment of the present invention.

이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "수평방향"이란 동일부재에서 가로방향, 즉 도 2 내지 도 4에서 X축 방향을 의미하고, "수직방향"이란 수평방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 세로방향, 즉 도 2 및 도 4에서 Y축 방향을 의미하며, "높이방향"이란 수평방향과 수직방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 상하방향, 즉 즉 도 2 및 도 4에서 Z축 방향을 의미한다. 또한, 상방(상부)이란 "높이방향"에서 위쪽 방향, 즉 도 2 및 도 4에서 Z축의 위쪽을 향하는 방향을 의미하고, 하방(하부)이란 "높이방향"에서 아래쪽 방향, 즉 도 2 및 도 4에서 Z축 아래쪽을 향하는 방향을 의미한다. 또한, 내측이란 동일부재에서 상대적으로 중심에 가까운 쪽 즉, 도 2 내지 도 4에서 안쪽을 의미하고 외측이란 동일부재에서 상대적으로 중심에서 먼쪽 즉 도 2 내지 도 4에서 바깥쪽을 의미한다. 또한, "전방"이란, 그립퍼를 기준으로 앞쪽, 즉 외부공간을 향하는 방향을 의미하며, "후방"이란, 그립퍼를 기준으로 뒷쪽 즉 새들이나 컬럼에 인접하는 방향을 의미한다.The definitions of terms used below are as follows. "Horizontal direction" means the horizontal direction in the same member, that is, the X-axis direction in Figs. 2 to 4, and "vertical direction" means the vertical direction in the same member while orthogonal to the horizontal direction, that is, the Y in Figs. 2 and 4 It means the axial direction, and the "height direction" means the vertical direction in the same member while orthogonal to the horizontal direction and the vertical direction, that is, the Z-axis direction in FIGS. 2 and 4. In addition, upward (upper) means an upward direction in the "height direction", that is, a direction toward the top of the Z axis in FIGS. 2 and 4, and downward (lower) means a downward direction in the "height direction", that is, in FIGS. 2 and 4 4 indicates the direction toward the bottom of the Z axis. In addition, the inside means a side relatively close to the center in the same member, that is, the inside in FIGS. 2 to 4, and the outside means a relatively far side from the center in the same member, that is, outside in FIGS. 2 to 4. In addition, "front" refers to a front side of the gripper, that is, a direction toward the outer space, and "rear" refers to a rear side of the gripper, that is, a direction adjacent to the saddle or column.

도 2 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 교환 제어 장치(10)를 설명한다. 도 2 내지 도 4에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 교환 제어 장치(10)는 베드(100), 새들(200), 컬럼(300), 스핀들 헤드부(400), 공구 매거진(500), 제어부(600), 테이블(700), 및 도어부(800)를 포함한다.A tool change control device 10 for a machine tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 9 . 2 to 4, the tool change control device 10 for a machine tool according to an embodiment of the present invention includes a bed 100, a saddle 200, a column 300, and a spindle head 400 , a tool magazine 500, a control unit 600, a table 700, and a door unit 800.

지면 또는 베이스에 베드(100)가 설치된다. 베드(100)는 공작물을 가공하는 지지대 역할을 수행하고, 공작물을 가공하기 위해 필요한 부품들이 설치되는 공간과 서포트 기능을 수행한다. The bed 100 is installed on the ground or base. The bed 100 serves as a support for processing a workpiece, and serves as a space and a support function in which parts necessary for processing a workpiece are installed.

테이블(700)은 베드(100)의 상부에 설치되고, 테이블(700)에 공작물이 안착된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 테이블(700)은 고정 테이블 또는 회전 테이블로 형성될 수 있다. 즉, 테이블(700)은 필요에 따라 베드(100)의 상부에서 수직방향, 수평방향, 높이방향으로 이동하고 회전할 수도 있다.The table 700 is installed on the bed 100, and a workpiece is seated on the table 700. Although not necessarily limited thereto, the table 700 may be formed as a fixed table or a rotary table. That is, the table 700 may move and rotate in the vertical direction, horizontal direction, and height direction from the top of the bed 100 as needed.

새들(200)은 베드(100)의 상부에 이동 가능하게 설치된다. 즉, 새들(200)은 베드(100)의 상부에서 컬럼(300)을 지지하는 기능을 수행한다. 또한, 새들(200)은 이송부에 의해 베드(100)의 상부에서 수평방향과 수직방향으로 이동할 수 있다.The saddle 200 is movably installed on the top of the bed 100. That is, the saddle 200 supports the column 300 on top of the bed 100 . In addition, the saddle 200 can be moved in the horizontal and vertical directions from the top of the bed 100 by the transfer unit.

컬럼(300)은 새들(200)에 이동 가능하게 설치된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 컬럼(300)은 새들(200)에 대해 높이방향 상방으로 설치된다. 즉, 도 2내지 도 4에 도시된 것처럼, 컬럼(300)은 이송부에 의해 새들(200)의 상부에서 수평방향(X축 방향)이나 수직방향(Y축 방향)으로 이동할 수 있다.The column 300 is movably installed on the saddle 200 . Although not necessarily limited thereto, the column 300 is installed upward in the height direction with respect to the saddle 200 . That is, as shown in FIGS. 2 to 4 , the column 300 may be moved in a horizontal direction (X-axis direction) or a vertical direction (Y-axis direction) from the top of the saddle 200 by the transfer unit.

스핀들 헤드부(400)는 복수개의 공작물을 동시에 가공하도록 서로 이격하여 설치되는 복수개의 스핀들을 구비한다. 또한, 스핀들 헤드부(400)는 컬럼(300)에 이동 가능하게 설치된다. 즉, 도 2 내지 도 4에 도시된 것처럼, 스핀들 헤드부(400)는 수직방향(Y축 방향)과 높이방향(Z축 방향)으로 이동할 수 있도록 설치된다. 스핀들 헤드부(400)는 동력 전달부(430)의 작동에 따라 이동한다. 이에 따라 후술하는 공구 매거진(500)에 장착된 공구와 별도의 체인지암 없이 공구 매거진(500)의 그립퍼(540)의 위치와 스핀들 헤드부(400)의 이동에 따라 그립퍼(540)에 장착된 공구를 교환할 수 있다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 동력 전달부(430)와 상술한 이송부는 LM 가이드와 볼스크류 및 모터, 특히 서보모터로 형성될 수 있다.The spindle head unit 400 includes a plurality of spindles installed spaced apart from each other to simultaneously process a plurality of workpieces. In addition, the spindle head 400 is movably installed on the column 300 . That is, as shown in FIGS. 2 to 4 , the spindle head 400 is installed to be movable in a vertical direction (Y-axis direction) and a height direction (Z-axis direction). The spindle head unit 400 moves according to the operation of the power transmission unit 430 . Accordingly, the tool mounted in the gripper 540 according to the position of the gripper 540 in the tool magazine 500 and the movement of the spindle head 400 without a separate change arm and the tool mounted in the tool magazine 500 described later. can be exchanged. Although not necessarily limited thereto, the power transmission unit 430 and the above-described transfer unit may be formed of an LM guide, a ball screw, and a motor, particularly a servo motor.

공구 매거진(500)은 복수개의 스핀들에 각각 동일한 공구(T)를 공급하기 위한 복수의 그립퍼(540)를 구비한다. 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 교환 제어장치의 공구 매거진(500)은 컬럼 또는 새들에 형성되어 복수의 공구를 수납할 수 있다. 이에 따라 공작기계의 소형화 및 경량화를 도모하여 이동체의 고속이동을 가능하게 할 수 있다.The tool magazine 500 includes a plurality of grippers 540 for supplying the same tool T to a plurality of spindles, respectively. In particular, the tool magazine 500 of the tool change controller of a machine tool according to an embodiment of the present invention is formed in a column or saddle to accommodate a plurality of tools. Accordingly, miniaturization and weight reduction of the machine tool can be promoted and high-speed movement of the movable body can be enabled.

제어부(600)는 스핀들 헤드부(600)에 설치되는 스핀들의 개수(M)와 스핀들간의 이격거리(D) 및 공작물의 가공 프로그램의 가공 순서에 따라 공구 매거진(500)에 장착되는 공구를 그룹핑하여 복수개의 스핀들에 탈부착되는 공구 교환을 제어한다.The control unit 600 groups the tools mounted in the tool magazine 500 according to the number of spindles installed in the spindle head unit 600 (M), the distance between the spindles (D), and the processing order of the workpiece machining program. It controls tool exchange attached to and detached from multiple spindles.

따라서, 본 발명에 의한 공구 교환 제어장치는 공구 매거진 그립퍼를 그룹핑하여 각 스핀들별로 공구 교환을 제어하여 공구 파손이나 공작물 손상을 방지하여 안정적인 공구 교환을 통해 공작기계의 신뢰성과 안정성을 증대할 수 있다.Accordingly, the tool exchange control device according to the present invention groups tool magazine grippers to control tool exchange for each spindle to prevent tool breakage or workpiece damage, thereby increasing reliability and stability of the machine tool through stable tool exchange.

도 2 내지 도 5에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 교환 제어장치(10)의 제어부(600)는 가공프로그램 저장부(610), 그룹핑부(620), 공구 교환 지령부(630), 및 교환부(640)를 포함한다. 또한, 도 5에 도시된 것처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 교환 제어장치(10)의 제어부(600)는 위치 데이터 저장부(650) 및 비교부(650)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 2 to 5 , the controller 600 of the tool exchange controller 10 of a machine tool according to an embodiment of the present invention includes a machining program storage unit 610, a grouping unit 620, and a tool changer. It includes a command unit 630 and an exchange unit 640. In addition, as shown in FIG. 5 , the control unit 600 of the tool change controller 10 of a machine tool according to an embodiment of the present invention may further include a location data storage unit 650 and a comparison unit 650. there is.

가공프로그램 저장부(610)에 공작물을 가공하기 위한 가공프로그램이 저장된다. 즉 가공프로그램 저장부(610)는 작업자가 공작물을 가공하기 위한 가공프로그램을 입력하기 위한 사용자-기계연계 인터페이스(Human-Machine Interface)를 제공한다. 작업자는 가공프로그램 저장부(610)를 이용하여 하나 이상의 공작물 가공프로그램을 입력한다. A machining program for machining a workpiece is stored in the machining program storage unit 610 . That is, the machining program storage unit 610 provides a user-machine linkage interface (Human-Machine Interface) for a worker to input a machining program for machining a workpiece. A worker inputs one or more workpiece machining programs using the machining program storage unit 610 .

또한, 가공프로그램 저장부(610)는 가공프로그램 저장부(610)에 저장되는 가공프로그램상의 공작물 가공을 위해 필요한 공구의 개수에 대한 기준값이 저장된다. 기준값은 공작물의 종류 해당 공구 매거진에 설치되는 그립퍼의 개수, 공작물의 크기와 스핀들 헤드부에 설치되는 스핀들의 개수, 스핀들간의 이격거리에 따라 변경될 수 있다. 이러한 기준값은 작업자가 필요에 따라 입력부를 통해 지정할 수 있고, 해당 데이터와 가공프로그램에 따라 자동으로 산출되어 저장될 수 있다. 기준값을 기준으로 후술하는 바와 같이 그립핑할 그립퍼의 수량을 계산하여 모그룹을 형성하고, 모그룹으로 그룹핑된 그립퍼들 중에서 자그룹으로 그룹핑할 그립퍼의 수량을 재계산하여 자그룹을 형성하고, 이러한 해당 모그룹과 자그룹을 공구 매거진 상에 서로 관련하여 가장 효과적으로 배치함에 따라 공작물 가공 정밀도와 생산성을 증대하고, 공구 매거진에 설치되는 공구의 클램핑 오류를 최소화할 수 있다.In addition, the part program storage unit 610 stores a reference value for the number of tools required for machining a workpiece according to the part program stored in the part program storage unit 610 . The reference value may change depending on the type of workpiece, the number of grippers installed in the corresponding tool magazine, the size of the workpiece, the number of spindles installed in the spindle head, and the separation distance between spindles. These reference values can be designated by the operator through an input unit as needed, and can be automatically calculated and stored according to the corresponding data and processing program. Based on the reference value, as will be described later, a parent group is formed by calculating the number of grippers to be gripped, and a child group is formed by recalculating the number of grippers to be grouped into a child group among the grippers grouped into the parent group. By most effectively arranging confectionary groups in relation to each other on the tool magazine, it is possible to increase workpiece processing precision and productivity, and to minimize clamping errors of tools installed in the tool magazine.

또한, 가공프로그램 저장부(610)는 수치제어부를 포함하고, 수치제어부는 가공프로그램 저장부(610)에 저장된 가공프로그램을 전송받아 공작물의 가공하기 위한 파라메터들을 입력하고 가공 경로를 생성한다. 수치제어부는 NC(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control)를 포함하고, 각종 수치 제어 프로그램이 내장되어 있다. 즉, 수치제어부는 동력 전달부(540)와 공구 매거진의 구동부(510)의 구동프로그램, 공구의 가동프로그램 등이 내장되고, 수치제어부의 구동에 따라 해당 프로그램이 자동으로 로딩되어 작동한다. 이러한 수치제어부는 가공프로그램 저장부(610), 그룹핑부(620), 공구 교환 지령부(630), 교환부(640), 위치 데이터 저장부(650), 비교부(660) 및 PLC와 소정의 프로토콜에 의해 통신을 수행한다.In addition, the processing program storage unit 610 includes a numerical control unit, and the numerical control unit receives the processing program stored in the processing program storage unit 610, inputs parameters for processing the workpiece, and creates a processing path. The numerical control unit includes a numerical control (NC) or a computerized numerical control (CNC), and various numerical control programs are embedded therein. That is, the numerical control unit contains a driving program of the power transmission unit 540 and the driving unit 510 of the tool magazine, a tool operation program, and the like, and the program is automatically loaded and operated according to the driving of the numerical control unit. Such a numerical control unit has a processing program storage unit 610, a grouping unit 620, a tool exchange command unit 630, an exchange unit 640, a position data storage unit 650, a comparison unit 660, and a PLC. Communication is performed by protocol.

또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 수치제어부는 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. In addition, although not shown in the drawing, according to a preferred embodiment of the present invention, the numerical control unit includes a main operation unit, and this main operation unit includes a screen display program and a data input program according to screen display selection, and the screen display It displays the software switch on the display screen according to the output of the program, recognizes the ON/OFF of the software switch, and performs the function of issuing input/output commands for machine operation.

또한, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 주조작부는 공작기계의 하우징, 케이스, 또는 일측에 설치되어 다양한 기능스위치 또는 버튼과 각종 정보를 표시할 수 있는 모니터를 구비한다.In addition, although not necessarily limited thereto, the main operation unit is installed on a housing, a case, or one side of the machine tool and includes various function switches or buttons and a monitor capable of displaying various types of information.

그룹핑부(620)는 스핀들 헤드부(400)에 설치되는 스핀들의 개수(M)와 스핀들간의 이격거리(D) 및 공작물의 가공프로그램의 가공 순서에 따라 공구 매거진(500)의 그립퍼(540)에 장착되는 공구(T)를 그룹핑 한다.The grouping unit 620 is attached to the gripper 540 of the tool magazine 500 according to the number of spindles (M) installed in the spindle head unit 400, the separation distance (D) between the spindles, and the processing order of the workpiece's machining program. Group the mounted tools (T).

공구 교환 지령부(630)는 가공프로그램 저장부(610) 및 그룹핑부(620)와의 통신을 통해 복수개의 공작물의 가공 순서에 따라 그룹핑된 공구의 교환 지령을 전달한다.The tool exchange command unit 630 transmits a tool exchange command for grouped tools according to the processing order of a plurality of workpieces through communication with the machining program storage unit 610 and the grouping unit 620 .

교환부(640)는 공구 교환 지령부(640)의 신호에 따라 공구 매거진의 구동부(510)와 스핀들 헤드부의 동력 발생부(430)의 작동을 조절하여 공구 교환을 수행한다. The exchange unit 640 performs tool exchange by controlling the operation of the drive unit 510 of the tool magazine and the power generator 430 of the spindle head unit according to a signal from the tool exchange command unit 640 .

또한, 교환부(640)는 PLC(Programmable Logic Controller)를 포함하고, PLC는 가공프로그램 저장부(610), 그룹핑부(620), 공구 교환 지령부(630), 위치 데이터 저장부(650), 비교부(660)와 소정의 프로토콜에 의한 통신을 수행하고, 이러한 통신을 통해 제어명령을 행하는 기능을 수행한다. 즉, PLC는 수치제어부 또는 제어부(600)의 제어 프로그램에 따른 제어 명령을 받아 작동한다. 또한, 도 2 내지 도 3에 도시된 것처럼, PLC는 구동부(510)의 엔코더(511)를 이용하여 회전수, 토크를 측정할 수 있고, 이에 따라 공구 매거진(500)의 그룹핑된 그룹의 그립퍼(540)의 현재 위치를 검출하여 가공프로그램에 따라 공구 대상 교환 공구를 수납하거나 제1, 2 스핀들(410, 420)에 장착된 공구를 파지하기 위한 그립퍼(540)를 공구교환영역(A)으로 자동으로 이동시킬 수 있다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 구동부(510)는 모터 또는 서보모터(SERVO MOTOR)로 형성되고, PLC와 교환부(640)에 의해 구동이 제어된다. 이에 따라, 교환부를 통해 저가의 공작기계뿐만 아니라 수평형 또는 수직형 공작기계와 암리스 타입(ARMLESS TYPE)에 대해서도 본 발명이 용이하게 설치되고, 작동됨에 따라 호환성을 극대화하고, 설치비용을 최소화할 수 있다.In addition, the exchange unit 640 includes a programmable logic controller (PLC), and the PLC includes a processing program storage unit 610, a grouping unit 620, a tool exchange command unit 630, a position data storage unit 650, It performs a function of performing communication with the comparator 660 according to a predetermined protocol and executing a control command through such communication. That is, the PLC operates by receiving a control command according to a control program of the numerical control unit or the control unit 600 . In addition, as shown in FIGS. 2 and 3, the PLC can measure the number of revolutions and torque using the encoder 511 of the drive unit 510, and accordingly, the gripper of the grouped group of the tool magazine 500 ( 540) to detect the current position of the tool and store the tool target exchange tool according to the machining program or automatically move the gripper 540 to the tool exchange area (A) for holding the tool mounted on the first and second spindles 410 and 420. can be moved to Although not necessarily limited to this, the driving unit 510 is formed of a motor or a servo motor (SERVO MOTOR), and the driving is controlled by the PLC and the exchange unit 640. Accordingly, the present invention is easily installed and operated not only for low-cost machine tools, but also for horizontal or vertical machine tools and armless types through the exchange unit, thereby maximizing compatibility and minimizing installation costs. can

또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 교환 제어장치(10)의 제어부(600)는 입력부와 표시부를 더 포함할 수 있다.Also, although not shown in the drawings, the control unit 600 of the tool exchange control device 10 for a machine tool according to an embodiment of the present invention may further include an input unit and a display unit.

입력부는 조작반 등에 스위치 또는 터치 버튼 등의 형태로 설치되어 스핀들 개수, 스핀들간의 이격거리, 제1 위치(P1)과 제2 위치(P2) 등을 작업자가 용이하게 입력할 수 있다. The input unit is installed in the form of a switch or touch button on a control panel, etc., so that a worker can easily input the number of spindles, the separation distance between spindles, the first position P1 and the second position P2, and the like.

표시부는 제어부(600)의 계산부(622)의 계산값, 결정부(623)의 공구 순서, 판단부(624)의 판단결과, 비교부(660)의 비교결과, 현재 구동중인 가공프로그램 등을 표시한다. 이에 따라 작업자가 육안으로 현재 장비의 상태를 확인하고, 장비의 이상 유무를 판단하고 검사함에 따라 유지보수 비용을 절감하고 안전사고를 미연에 방지할 수 있다. The display unit displays the calculation value of the calculation unit 622 of the control unit 600, the tool sequence of the determination unit 623, the determination result of the determination unit 624, the comparison result of the comparison unit 660, the currently running machining program, and the like. display Accordingly, as the operator checks the current state of the equipment with the naked eye, determines whether the equipment is abnormal, and inspects it, maintenance costs can be reduced and safety accidents can be prevented in advance.

또한, 표시부는 판단부의 판단결과에 따라 공구 순서에 따른 공구가 각 스핀들별로 그룹핑된 그룹의 그립퍼에 정확하게 장착되지 않는 경우에는 비교부의 비교결과에 따라 공구교환영역에 위치하지 않거나 해당 그립퍼가 공구를 클램핑하지 않는 경우에 알람을 표시하여 작업자에게 경고함에 따라 공작물이 낭비되는 것을 방지하고, 공구가 손상되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다. 이때에 알람은 모니터에 표시되는 형태, 경고음 또는 경광등 등의 형태로 표시될 수 있다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 표시부는 LCD, LED, PDP 모니터 등으로 구성될 수 있다.In addition, according to the determination result of the determination unit, the display unit is not located in the tool exchange area according to the comparison result of the comparison unit or the corresponding gripper clamps the tool when the tool according to the order of the tool is not accurately mounted on the gripper of the group grouped by each spindle. If not, an alarm is displayed to alert the operator, thereby preventing workpieces from being wasted and tools from being damaged or destroyed. At this time, the alarm may be displayed in the form of a monitor, a warning sound, or a warning light. Although not necessarily limited thereto, the display unit may be composed of an LCD, LED, PDP monitor, and the like.

위치데이터 저장부(650)는 교환부(640)에 의해 공구 교환시에 복수개의 스핀들(410, 420)의 공구 교환 이동 경로 데이터를 저장한다. 즉, 도 3에 도시된 것처럼, 제2 스핀들(420)에 공구(T)가 장착된 경우에 해당 공구(T)를 공구 매거진(500)의 그립퍼(540)로 이동시키기 위해 제1 위치(P1)로 제2 스핀들(420)이 이동하여야 하고, 반대로 도 4에 도시된 것처럼, 제2 스핀들(420)에 공구 매거진(500)의 그립퍼(540)에 장착된 공구(T)를 장착하기 위해서 제2 스핀들(420)은 제2 위치(P2)로 이동하여야 하고, 이러한 이동 경로를 최소화하여 비가공시간을 절감하여 생산성을 극대화하면서 장비나 공작물이 손상되는 것을 방지하기 위한 최적의 제1 위치(P1)와 제2 위치(P2)를 각 장비나 가공 종류나 공작물의 크기에 따라 작업자가 임의로 조작하여 지정할 수 있다. The position data storage unit 650 stores tool exchange movement path data of the plurality of spindles 410 and 420 when tools are exchanged by the exchange unit 640 . That is, as shown in FIG. 3 , when the tool T is mounted on the second spindle 420, the tool T is moved to the gripper 540 of the tool magazine 500 at the first position P1. ), the second spindle 420 has to move, and on the contrary, as shown in FIG. 4, in order to mount the tool T mounted on the gripper 540 of the tool magazine 500 to the second spindle 420 2 The spindle 420 should be moved to the second position (P2), and the optimal first position (P1) to prevent damage to equipment or workpieces while maximizing productivity by reducing non-machining time by minimizing this movement path ) and the second position P2 can be designated by an operator arbitrarily manipulating them according to each type of equipment, type of processing, or size of a workpiece.

비교부(660)는 교환부(640)에 의해 공구 교환시에 스핀들에 따라 그룹핑된 그룹의 복수의 그립퍼 중에서 공구 교환 순서에 따른 교환 대상 공구를 탈부착하는 그립퍼가 공구교환영역(A)에 위치하는지 유무와 그룹핑된 그립퍼가 교환 대상 공구를 수납하고 있는지 유무를 확인하는 비교부(660)를 포함한다.The comparator 660 checks whether the gripper for attaching or detaching the tool to be exchanged according to the tool exchange order among the plurality of grippers of the group grouped according to the spindle during tool exchange by the exchange unit 640 is located in the tool exchange area A. and a comparison unit 660 that checks whether or not the gripper grouped holds the tool to be replaced.

도 3 및 도 8에 도시된 것처럼, 공구 교환 순서에 따른 교환 대상 공구를 탈부착하는 그립퍼가 공구교환영역(A)에 위치하는지 유무는 위치확인부(520)에 의해 수행된다. 위치확인부(520)는 공구 매거진의 지지 프레임에 설치되어 공구교환영역(A)에서 공구교환시에 그립퍼가 이동하지 않도록 그립퍼(540)를 고정한다. 즉, 위치확인부(520)는 공구교환영역(A)에서 공구교환시에 공구 위치의 정확도를 증가하여 공구교환영역에 위치하는 그립퍼(540)가 고정되어 이동하지 않도록 하고, 제1, 2 스핀들(410, 420)의 이동에 의한 공구교환시에 그립퍼(540)가 이동하거나 흔들리는 것을 방지하여 정확한 공구교환을 도모하고, 공작기계의 신뢰도를 향상할 수 있도록 공구교환영역(A)에 설치된다. 이처럼, 위치확인부(520)에 의해 그립퍼(520)의 정확한 포지션닝이 가능하여 가공정밀도와 안정성을 극대화할 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 8 , whether a gripper for attaching or detaching a tool to be exchanged according to a tool exchange sequence is located in the tool exchange area A is performed by the positioning unit 520 . The positioning unit 520 is installed on the support frame of the tool magazine and fixes the gripper 540 so that the gripper does not move during tool exchange in the tool exchange area A. That is, the positioning unit 520 increases the accuracy of the tool position during tool exchange in the tool exchange area A so that the gripper 540 located in the tool exchange area is fixed and does not move, and the first and second spindles It is installed in the tool change area (A) to prevent the gripper 540 from moving or shaking during tool change due to the movement of (410, 420) to promote accurate tool change and to improve the reliability of the machine tool. As such, accurate positioning of the gripper 520 is possible by the positioning unit 520, so that processing precision and stability can be maximized.

도 3 및 도 8에 도시된 것처럼, 그룹핑된 그립퍼가 교환 대상 공구를 수납하고 있는지 유무는 공구유무 확인부(530)에 의해 수행된다. 공구유무 확인부(530)는 공구교환영역(A)상의 공구 매거진(500)의 지지프레임에 설치되어 공구교환영역 내에서 현재 공구 교환될 위치에 놓여진 그립퍼(540)에 공구가 수납되어 있는지를 확인하여 공구교환시에 제1, 2 스핀들(41, 420)과의 충돌을 방지한다. 따라서, 스핀들의 파손에 의한 보수비용 및 시간을 절감하고 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 8 , whether or not the grouped gripper accommodates the tool to be replaced is performed by the tool existence check unit 530 . The tool existence confirmation unit 530 is installed in the support frame of the tool magazine 500 on the tool exchange area A and checks whether the tool is stored in the gripper 540 placed at the current tool exchange position in the tool exchange area. This prevents collision with the first and second spindles 41 and 420 during tool exchange. Therefore, it is possible to reduce maintenance cost and time due to damage of the spindle and to prevent safety accidents in advance.

도 2 내지 도 10에서 스핀들 헤드부(400)에 스핀들이 제1 스핀들(410)과 제2 스핀들(420)로 2개가 설치된 것으로 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 3개 이상으로도 형성될 수 있다. 바람직하게는 스핀들은 2개 내지 10개로 형성될 수 있다.2 to 10, it is illustrated that two spindles, a first spindle 410 and a second spindle 420, are installed in the spindle head 400, but it is not necessarily limited thereto, and three or more spindles may be used as needed. can be formed Preferably, 2 to 10 spindles may be formed.

또한, 스핀들 헤드부(400)의 스핀들이 제1 스핀들(410)과 제2 스핀들(420)의 2개 이상의 복수개로 형성되는 경우에는 제1, 2 스핀들(410, 420)의 공구교환은 공구 매거진(500)의 직선영역에서 이루어진다. 즉, 스핀들이 복수개로 형성되는 공작기계에서 공구 매거진(500)의 지지 프레임은 반드시 직선영역을 구비해야 하고, 공구가 교환되는 공구교환영역(A)은 이러한 직선영역에 위치하게 된다. 이는 곡선부(예를 들어 원형)로만 지지 프레임이 형성되는 경우에는 복수개의 스핀들이 형성되는 경우에는 공간 제약과 간섭 등으로 인해 동시에 공구를 교환할 수 없기 때문이다.In addition, when the spindle of the spindle head unit 400 is formed of a plurality of two or more of the first spindle 410 and the second spindle 420, tool exchange of the first and second spindles 410 and 420 is performed in a tool magazine. It is made in the straight line area of (500). That is, in a machine tool having a plurality of spindles, the support frame of the tool magazine 500 must have a straight area, and the tool exchange area A where tools are exchanged is located in this straight area. This is because tools cannot be exchanged at the same time due to space limitations and interference when a plurality of spindles are formed when the support frame is formed only with curved portions (eg, circular shapes).

도 3 및 도 4를 참조하여 공구교환 동작을 설명한다.A tool change operation will be described with reference to FIGS. 3 and 4 .

도 3에 도시된 것처럼, 제1 스핀들(410)과 제2 스핀들(420)에 공구(T)가 장착된 경우에는 스핀들이 제1 위치(P1)로 이동하고, 이때에 제어부(600)에 의해 구동부(510)를 통해 공구 매거진(500)의 그립퍼(540)가 회전하여 제1, 2 스핀들(410, 420)에 장착된 공구를 수납하기 위한 그립퍼(540)가 공구교환영역(A)으로 위치하게 된다. 이후, 비교부(660)에서 공구교환여역(A)에 해당 그립퍼(540)가 위치하고 있는지 유무와 그립퍼(540)가 공구를 파지하고 있는지 유무를 확인한 후에, 이상이 없으면 도어부(800)가 열리고, 제1, 2 스핀들이 수직방향(Y축 방향)으로 이동하게 된다. (도 3에서 오른쪽 방향) 이에 따라 제1, 2 스핀들(410, 420)에 장착된 공구는 그룹핑된 그립퍼에 클램핑된다. 이후, 제1, 2 스핀들(410, 420)은 높이방향(Z축 방향) 상부로 이동하고, 제어부(600)에 의해 제1, 2 스핀들에 장착될 순서의 공구를 클램핑하고 있는 그립퍼가 공구교환영역으로 이동하게 된다. 이후 제1, 2 스핀들이 높이방향 하부로 이동함과 동시에 공구(T)를 클램핑하고, 다시 수직방향(Y축 방향)으로 이동하고 도어부(800)가 닫히게 된다.(도 3에서 왼쪽 방향)As shown in FIG. 3 , when the tool T is mounted on the first spindle 410 and the second spindle 420, the spindle moves to the first position P1, and at this time, by the control unit 600 The gripper 540 of the tool magazine 500 is rotated by the drive unit 510 so that the gripper 540 for accommodating tools mounted on the first and second spindles 410 and 420 is located in the tool changing area A. will do Thereafter, after checking whether the gripper 540 is located in the tool exchange area A and whether the gripper 540 is gripping the tool in the comparison unit 660, if there is no problem, the door unit 800 opens. , the first and second spindles move in the vertical direction (Y-axis direction). (Right direction in FIG. 3 ) Accordingly, the tools mounted on the first and second spindles 410 and 420 are clamped to the grouped grippers. Thereafter, the first and second spindles 410 and 420 move upward in the height direction (Z-axis direction), and the gripper clamping the tool to be mounted on the first and second spindles by the control unit 600 changes the tool. move into the area. Thereafter, the first and second spindles move downward in the height direction, simultaneously clamp the tool T, and again move in the vertical direction (Y-axis direction), and the door part 800 is closed (left direction in FIG. 3).

도 4에 도시된 것처럼, 제1 스핀들(410)과 제2 스핀들(420)에 공구(T)가 장착되지 않은 경우에는 스핀들이 제2 위치(P2)로 이동하고, 제어부(600)에 의해 제1, 2 스핀들에 장착될 순서의 공구를 클램핑하고 있는 그립퍼가 공구교환영역으로 이동하게 된다. 이후, 비교부(660)에서 공구교환여역(A)에 해당 그립퍼(540)가 위치하고 있는지 유무와 그립퍼(540)가 공구를 파지하고 있는지 유무를 확인한 후에, 이상이 없으면 도어부(800)가 열리고, 제1, 2 스핀들이 수직방향(Y축 방향)으로 이동(도 4에서 오른쪽 방향)하고, 이후 제1, 2 스핀들이 높이방향(Z축 방향) 하부로 이동하면서 해당 공구를 클램핑한다. 이후, 제1, 2 스핀들은 다시 수직방향(Y축 방향)으로 이동하고 도어부(800)가 닫히게 된다.(도 4에서 왼쪽 방향) As shown in FIG. 4 , when the tool T is not mounted on the first spindle 410 and the second spindle 420, the spindle moves to the second position P2 and is controlled by the control unit 600. The gripper clamping the tools to be mounted on the 1st and 2nd spindles moves to the tool change area. Thereafter, after checking whether the gripper 540 is located in the tool exchange area A and whether the gripper 540 is gripping the tool in the comparison unit 660, if there is no problem, the door unit 800 opens. , The first and second spindles move in the vertical direction (Y-axis direction) (rightward direction in FIG. 4), and then the first and second spindles clamp the tool while moving downward in the height direction (Z-axis direction). After that, the first and second spindles move again in the vertical direction (Y-axis direction) and the door unit 800 is closed (left direction in FIG. 4).

이때에, 제2 위치(P2)가 제1 위치(P1) 보다 높이방향으로 더 높은 위치에 위치하게 된다.At this time, the second position P2 is located at a higher position in the height direction than the first position P1.

도어부(800)에 의해 대기중인 공구와 그립퍼(540)와 공구 매거진이 불순물이나 절삭유와 칩으로부터 오염되는 것을 방지하여 유지비용과 시간을 절감할 수 있다.Maintenance cost and time can be reduced by preventing the tool, the gripper 540, and the tool magazine waiting by the door unit 800 from being contaminated by impurities, cutting oil, and chips.

도 5에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 교환 제어장치(10)의 제어부(600)의 그룹핑부(620)는 스핀들 데이터 저장부(621), 계산부(622), 결정부(623), 및 판단부(624)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the grouping unit 620 of the control unit 600 of the tool change controller 10 of the machine tool according to an embodiment of the present invention includes a spindle data storage unit 621 and a calculation unit 622 , a decision unit 623, and a decision unit 624.

스핀들 데이터 저장부(621)는 스핀들 헤드부(400)에 설치되는 스핀들의 개수(M)와 스핀들간의 이격거리(D) 데이터를 저장한다.The spindle data storage unit 621 stores data on the number of spindles installed in the spindle head unit 400 (M) and the distance between spindles (D).

계산부(622)는 스핀들 데이터 저장부와 가공프로그램 저장부에 저장된 데이터에 의해 그룹핑할 그립퍼의 수량(N)을 계산한다.The calculation unit 622 calculates the number (N) of grippers to be grouped based on the data stored in the spindle data storage unit and the machining program storage unit.

결정부(623)는 계산부(622)에 의해 그룹핑된 각각의 스핀들에 따른 그룹(G1, G2)의 복수의 그립퍼(540)에 장착되는 공구의 순서를 결정한다.The determination unit 623 determines the order of tools mounted on the plurality of grippers 540 of the groups G1 and G2 according to each spindle grouped by the calculation unit 622 .

판단부(624)는 결정부(623)의 공구 순서에 따라 각 그룹(G1, G2)의 복수의 그립퍼(540)에 장착된 공구의 이상 유무를 판단한다.The determination unit 624 determines whether or not the tools mounted on the plurality of grippers 540 of each group G1 and G2 are abnormal according to the order of the tools of the determination unit 623 .

이처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 공구 교환 제어장치는 복수의 스핀들의 공구 교환을 그립퍼의 그룹핑을 통한 그립퍼 제어를 통해 복수의 스핀들을 구비한 공작기계에서 동시가공을 수행할 때에 공구 교환 오류를 예방하여 공작물이 낭비되는 것을 방지하며, 공구의 파손이나 손상을 예방하여 유지비용과 보수비용을 절감할 수 있고, 그룹핑된 그립퍼에 가공프로그램의 순서에 따라 공구를 자동 또는 수동으로 순차적으로 장착할 수 있게 됨에 따라 작업자의 편의를 도모하고 공구 장착 과정에서 발생할 수 있는 안전사고와 가공중에 발생하는 사고를 미연에 예방할 수 있다.As described above, the tool change control device for a machine tool according to the present invention prevents tool change errors when simultaneous machining is performed in a machine tool having a plurality of spindles through gripper control through gripper grouping for tool change of a plurality of spindles. to prevent waste of workpieces, and to reduce maintenance and repair costs by preventing breakage or damage to tools, and to automatically or manually mount tools sequentially according to the order of the machining program in the grouped grippers. As a result, it is possible to promote the convenience of workers and prevent safety accidents that may occur in the process of installing tools and accidents that may occur during processing.

또한, 제어부(600)의 그룹핑부(620)의 계산부(622)는 가공프로그램 저장부(610)에 저장된 가공프로그램상의 공작물 가공을 위해 필요한 공구의 개수가 가공프로그램 저장부(610)에 저장된 기준값을 초과하는 경우에는 그룹핑할 그립퍼의 수량을 계산하여 모그룹(G)을 형성하고, 모그룹(G)으로 그룹핑된 그립퍼들 중에서 자그룹으로 그룹핑할 그립퍼의 수량을 재계산하여 자그룹(G')을 형성한다.In addition, the calculation unit 622 of the grouping unit 620 of the control unit 600 calculates the number of tools required for machining a workpiece according to the processing program stored in the processing program storage unit 610 as the reference value stored in the processing program storage unit 610. If it exceeds , the parent group (G) is formed by calculating the number of grippers to be grouped, and the number of grippers to be grouped into a child group among the grippers grouped into the parent group (G) is recalculated to form a child group (G'). form

또한, 제어부(600)의 그룹핑부(620)의 결정부(623)는 각각의 모그룹(G)과 해당 모그룹에 속하는 자그룹의 각각의 그립퍼에 장착되는 공구의 순서와 각각의 모그룹과 자그룹이 공구 매거진(500) 상에 배치되는 순서를 결정하고 해당 그립퍼에 해당 공구가 클램핑 된다.In addition, the determining unit 623 of the grouping unit 620 of the control unit 600 determines the order of tools mounted on each gripper of each parent group G and each of the child groups belonging to the corresponding parent group and each parent group and child group. The arrangement order on the tool magazine 500 is determined, and the corresponding tool is clamped to the corresponding gripper.

즉, 계산부는 가공프로그램 저장부(610)에 저장되는 가공프로그램상의 공작물 가공을 위해 필요한 공구의 개수에 대한 기준값을 기준으로 이러한 기준값을 초과하는 경우에는 계산부가 그룹핑할 그립퍼의 수량을 계산하여 모그룹을 형성하고, 해당 모그룹으로 그룹핑된 그립퍼들 중에서 각각의 모그룹에 속하는 자그룹으로 그룹핑할 그립퍼의 수량을 재계산하여 각각의 자그룹을 형성한다. 구체적으로 예를 들어 그룹핑할 그립퍼의 수량에 따라 2개의 모그룹이 필요한 경우에는 2개의 모그룹(G1, G2)을 1차로 형성하고, 제1 모그룹(G1)으로 그룹핑된 그립퍼들 중에서 제1 모그룹의 자그룹으로 그룹핑할 그립퍼의 수량을 재계산하여 제1-1, 1-2 자그룹(G1', G1'')을 2차로 형성하고, 동일한 방식으로 제2 모그룹(G2)으로 그룹핑된 그립퍼들 중에서 제1 모그룹의자그룹으로 그룹핑할 그립퍼의 수량을 재계산하여 제2-1, 2-2 자그룹(G2', G2'')를 2차로 형성한다.That is, the calculation unit calculates the number of grippers to be grouped by the calculation unit based on the reference value for the number of tools required for machining the workpiece in the machining program stored in the machining program storage unit 610, and if the reference value is exceeded, the parent group is formed. and each child group is formed by recalculating the number of grippers to be grouped into child groups belonging to each parent group among the grippers grouped into the corresponding parent group. Specifically, for example, when two parent groups are required according to the number of grippers to be grouped, two parent groups (G1 and G2) are primarily formed, and among the grippers grouped into the first parent group (G1), the child of the first parent group is formed. The number of grippers to be grouped into groups is recalculated to secondarily form the 1st-1st and 1-2nd child groups (G1', G1''), and among the grippers grouped into the second parent group (G2) in the same way. The number of grippers to be grouped into the first parent group chair group is recalculated to secondarily form the 2-1 and 2-2 child groups (G2', G2'').

이후, 결정부는 각각의 모그룹(G)과 해당 모그룹에 속하는 자그룹의 각각의 그립퍼에 장착되는 공구의 순서와 각각의 모그룹과 자그룹이 공구 매거진(500)상에 배치되는 순서를 결정하고, 최종적으로 도 9와 동일한 방식으로 해당 그립퍼에 해당 공구를 클램핑하게 된다.Thereafter, the determination unit determines the order of tools mounted on each gripper of each parent group (G) and child groups belonging to the parent group and the order in which each parent group and child group are arranged on the tool magazine 500, and finally As shown in FIG. 9, the corresponding tool is clamped to the corresponding gripper.

즉, 결정부는 제1 모그룹(G)과 이에 해당하는 1-1, 1-2 자그룹(G1', G1'')과 제2 모그룹(G)과 이에 해당하는 제2-1, 2-2, 2-3 자그룹(G2', G2'')을 공구 매거진 상에 공작물 가공시간, 가공순서, 공구 매거진에 설치되는 그립퍼의 개수, 공작물의 크기와 종류, 스핀들간의 이격거리 등을 고려하여 최적의 상태로 배치하게 된다. 구체적으로 일예로 공구 매거진에 제1 모그룹(G1)이 배치되고, 인접하여 제2 모그룹(G2)이 배치되고, 제2 모그룹(G2)에 인접하여 제1-1 자그룹(G1')이 배치되고, 제1-1 자그룹에 인접하여 제2-1 자그룹(G2')이 배치된다. 동일한 방식으로 제2-1 자그룹(G')에 인접하여 제1-2 자그룹(G1'')이 배치되고, 이에 인접하여 제2-2 자그룹(G2'')가 배치된다.That is, the decision unit determines the first parent group (G) and the corresponding 1-1, 1-2 child groups (G1', G1'') and the second parent group (G) and the corresponding 2-1, 2-2 , 2-3 child groups (G2', G2'') are optimized by considering the workpiece processing time, processing order, number of grippers installed in the tool magazine, size and type of workpiece, distance between spindles, etc. will be placed in the state of Specifically, as an example, the first parent group G1 is disposed in the tool magazine, the second parent group G2 is disposed adjacent to the tool magazine, and the 1-1 child group G1' is disposed adjacent to the second parent group G2. and the 2-1st child group G2' is disposed adjacent to the 1-1st child group. In the same manner, the 1-2nd child group G1'' is disposed adjacent to the 2-1st child group G', and the 2-2nd child group G2'' is disposed adjacent to it.

이때에 공구는 제1 모그룹(G1)에 T1, T2가 장착되면 제2 모그룹(G2)에 T1, T2가 동일하게 장착되고, 동일한 방식으로 제1-1 자그룹(G1')에 T3, T4가 장착되면 제2-1 자그룹(G2')에 T3, T4가 장착된다. 또한, 동일한 방식으로 제1-2 자그룹(G1'')에 T5, T6가 장착되면 제2-2 자그룹(G2'')에 T5, T6가 장착된다. At this time, when T1 and T2 are mounted on the first parent group G1, T1 and T2 are equally mounted on the second parent group G2, and T3 and T4 are installed on the 1-1 child group G1' in the same way. When is installed, T3 and T4 are installed in the 2-1st child group (G2'). In addition, when T5 and T6 are mounted to the 1st-2nd child group G1'' in the same manner, T5 and T6 are mounted to the 2nd-2nd child group G2''.

따라서, 많은 수의 공구가 필요한 긴 공정이 필요한 공작물의 가공시에도 모그룹과 자그룹의 그룹핑을 통해 복수개의 스핀들이 동시 가공을 수행할 수 있어 가공시간 감소에 따라 생산성을 향상하고, 작업자의 공구 설치 어려움을 해소하여 작업자의 만족도를 개선하고, 공구 설치 오류로 인한 공작물이나 공구 손상을 방지하여 자원낭비를 예방하고, 공작기계의 신뢰성과 안전성을 극대화할 수 있다.Therefore, even when machining a workpiece that requires a long process requiring a large number of tools, multiple spindles can perform simultaneous machining through grouping of the parent group and child group, improving productivity by reducing machining time and installing tools by workers. It can improve worker satisfaction by solving difficulties, prevent waste of resources by preventing damage to workpieces or tools due to tool installation errors, and maximize reliability and safety of machine tools.

도 6 내지 도 9를 참조하여 그룹핑부(620)에 의해 공구 매거진(500)의 그립퍼(540)의 그룹핑 방법 및 원리를 설명한다.The grouping method and principle of the gripper 540 of the tool magazine 500 by the grouping unit 620 will be described with reference to FIGS. 6 to 9 .

도 6에 도시된 것처럼, 스핀들 헤드부(400)에 설치되는 스핀들간의 이격거리(D)를 스핀들 데이터 저장부(621)에 저장한다. 도 6에 도시된 것처럼 스핀들이 2개로 제1 스핀들(410)의 중심축(B)과 제2 스핀들(420)의 중심축(C) 사이의 거리는 D/(M-1)이 되고, 여기서 M은 스핀들의 개수로 2가 된다. 스핀들간의 총 이격거리 D는 작업자가 입력부 등을 통해 각 장치와 가공프로그램 또는 가공 종류, 공작물 종류에 따라 고정값으로 입력하게 된다. 스핀들간의 거리에 따라 그룹핑될 그립퍼의 길이가 결정되고, 이러한 길이 계산은 인접하는 그립퍼(도 7에서 1, 2번 그립퍼) 사이의 거리(D/N(M-1))에 의해 계산된다. 즉, 스핀들간 이격거리가 가공 순서에 따라 동일한 공구를 각각의 스핀들에 장착하면서 교환할 수 있도록 하기 위해 스핀들간 이격거리와 동일한 거리 내에서 해당 그립퍼가 그룹핑되어야 하기 때문이다. 이와 같이 되지 않을 경우 제1 스핀들과 제2 스핀들에 다른 공구가 장착되게 된다. As shown in FIG. 6 , the distance D between spindles installed in the spindle head unit 400 is stored in the spindle data storage unit 621 . As shown in FIG. 6, with two spindles, the distance between the central axis B of the first spindle 410 and the central axis C of the second spindle 420 is D/(M-1), where M is 2 as the number of spindles. The total distance D between the spindles is entered as a fixed value according to each device, machining program, processing type, and workpiece type through an input unit by the operator. The length of grippers to be grouped is determined according to the distance between spindles, and this length is calculated by the distance (D/N(M-1)) between adjacent grippers (grippers 1 and 2 in FIG. 7). That is, this is because the corresponding grippers must be grouped within the same distance as the distance between spindles so that the same tool can be exchanged while mounting the same tool on each spindle according to the machining order. If this is not the case, different tools are mounted on the first spindle and the second spindle.

만약, M 2, D가 100인 경우 그룹핑된 그립퍼의 수량 N은 4가 된다. 즉, 도 7과 도 8에서 제1 그룹의 그립퍼(540-1, 540-2,540-3, 540-4)는 4개가 되고, 제2 그룹의 그립퍼(540-5)는 제1 그룹의 그립퍼(540-1)과 동일한 공구를 클램핑하여야 동시에 동일한 가공을 수행할 수 있다. 따라서, 540-1 그립퍼가 클램핑하는 공구(T1)와 540-5 그립퍼가 클램핑하는 공구(T2)는 동일한 공구가 되게 된다.If M 2 and D are 100, the quantity N of the grouped grippers becomes 4. That is, in FIGS. 7 and 8, the first group of grippers 540-1, 540-2, 540-3, and 540-4 is four, and the second group of grippers 540-5 is the first group of grippers ( 540-1) must be clamped to perform the same machining at the same time. Accordingly, the tool T1 clamped by the 540-1 gripper and the tool T2 clamped by the 540-5 gripper are the same tool.

계산부(622)에 의해 계산된 그룹핑할 그립퍼의 수량(N)이 결정되면, 결정부(623)에서 그룹핑된 각각의 스핀들에 따른 그룹(G1, G2)의 복수의 그립퍼(540)에 장착되는 공구의 순서를 결정하게 된다. 즉, 도 9에 도시된 것처럼, 제1 그룹(G)의 1번 그립퍼와 제2 그룹(G2)의 5번 그립퍼, 제1 그룹(G)의 2번 그립퍼와 제2 그룹(G2)의 6번 그립퍼, 제1 그룹(G)의 3번 그립퍼와 제2 그룹(G2)의 6번 그립퍼, 제1 그룹(G)의 4번 그립퍼와 제2 그룹(G2)의 8번 그립퍼는 각각 동일한 공구(T1, T2, T3, T4)가 장착되어야 한다.When the number N of grippers to be grouped calculated by the calculation unit 622 is determined, the plurality of grippers 540 of the groups G1 and G2 according to each spindle grouped in the determination unit 623 are mounted. Determine the order of tools. That is, as shown in FIG. 9 , gripper No. 1 of the first group G and gripper No. 5 of the second group G2, gripper No. 2 of the first group G and gripper No. 6 of the second group G2 Gripper No. 3 of the first group (G), gripper No. 6 of the second group (G2), gripper No. 4 of the first group (G) and gripper No. 8 of the second group (G2) are the same tools. (T1, T2, T3, T4) must be installed.

이에 따라 결정부(623)에 의해 공구 순서가 결정되면 작업자 또는 자동으로 공구 매거진(500)의 구동부(510)를 구동하여 1번 그립퍼에 공구(T1)을 장착하고(도 9 ①) 이후 5번 그립퍼에 공구(T1)를 장착한다.(도 9 ②) 이후 순차적으로 2번 그립퍼에 공구(T2)를 장착하고(도 9 ③), 이후 6번 그립퍼에 공구(T2)를 장착한다.(도 9 ④) 이후 순차적으로 3번 그립퍼에 공구(T3)를 장착하고(도 9 ⑤), 이후 7번 그립퍼에 공구(T3)를 장착한다.(도 9 ⑥) 이후 순차적으로 4번 그립퍼에 공구(T4)를 장착하고(도 9 ⑦), 이후 8번 그립퍼에 공구(T4)를 장착한다.(도 9 ⑧) Accordingly, when the order of tools is determined by the decision unit 623, the operator or automatically drives the driving unit 510 of the tool magazine 500 to mount the tool T1 to the gripper No. 1 (FIG. 9 ①), and then Mount the tool (T1) on the gripper (Fig. 9 ②). Then, sequentially mount the tool (T2) on the gripper No. 2 (Fig. 9 ③), and then mount the tool (T2) on the gripper No. 6 (Fig. 9). 9 ④) Then, sequentially mount the tool (T3) on the gripper No. 3 (Fig. 9 ⑤), and then mount the tool (T3) on the gripper No. 7 (Fig. 9 ⑥). T4) (Fig. 9 ⑦), and then mount the tool (T4) on the No. 8 gripper (Fig. 9 ⑧).

따라서, 본 발명에 의한 공구 교환 제어장치 및 제어방법은 그룹핑된 그립퍼에 가공프로그램의 순서에 따라 공구를 자동 또는 수동으로 순차적으로 장착할 수 있게 됨에 따라 작업자의 편의를 도모하고 공구 장착 과정에서 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 예방하며 가공정밀도와 신뢰도를 극대화할 수 있다.Therefore, the tool exchange control device and control method according to the present invention promotes operator's convenience by automatically or manually sequentially mounting tools to the grouped grippers according to the order of the machining program, and prevents occurrence during the tool mounting process. Safety accidents can be prevented in advance and processing precision and reliability can be maximized.

도 10을 참조하여 본 발명에 의한 공작기계의 공구 교환 제어방법을 설명한다. 도 10에 도시된 것처럼, 공작기계의 공구 교환 제어방법은 가공프로그램 및 공구 교환 이동 경로 데이터 저장 단계(S1), 스핀들 관련 데이터 저장 단계(S2), 그룹핑할 그립퍼 수량 계산 단계(S3), 공구의 순서 결정 단계(S4), 공구 장착 단계(S5), 공구 순서 이상 유무 판단 단계(S6), 교환 대상 공구 지령 단계(S7), 공구 매거진 회전 단계(S8), 공구 교환 영역 위치 확인 단계(S9), 그립퍼 교환 대상 공구 수납 유무 확인 단계(S10), 및 공구 교환(S11)로 이루어진다.Referring to FIG. 10, a tool exchange control method for a machine tool according to the present invention will be described. As shown in FIG. 10, the tool exchange control method of the machine tool includes a process program and tool exchange movement path data storage step (S1), a spindle related data storage step (S2), a gripper quantity calculation step to be grouped (S3), tool Sequence determination step (S4), tool mounting step (S5), tool order abnormality determination step (S6), exchange target tool command step (S7), tool magazine rotation step (S8), tool exchange area location check step (S9) , a step of checking whether a tool to be replaced by the gripper is stored (S10), and a tool exchange (S11).

가공프로그램 저장부(610)에 가공프로그램 및 공구 교환시에 스핀들의 공구 교환 이동 경로 데이터를 위치 데이터 저장부(650)에 저장한다.In the machining program storage unit 610, the machining program and the tool exchange movement path data of the spindle during tool exchange are stored in the position data storage unit 650.

가공프로그램 및 공구 교환 이동 경로 데이터 저장 단계(S1) 이후에, 스핀들 헤드부(400)에 설치되는 스핀들의 개수(M)와 스핀들간의 이격거리(D) 데이터를 스핀들 데이터 저장부(621)에 저장한다.After the process program and tool exchange movement path data storage step (S1), the number of spindles (M) installed in the spindle head unit 400 and the distance between spindles (D) are stored in the spindle data storage unit 621. do.

스핀들 관련 데이터 저장 단계(S2) 이후에, 스핀들 개수(M)와 스핀들간의 이격거리(D) 및 가공프로그램에 의해 공구 매거진에서 그룹핑할 그립퍼의 수량(N)을 계산부(622)에서 계산한다. 즉, 상술한 바와 같이 도 5 내지 도 9에 도시된 방식과 동일한 방식에 의해 공구 매거진에서 그룹핑할 그립퍼의 수량(N)을 계산하낟.After the spindle-related data storage step (S2), the calculation unit 622 calculates the number of spindles (M), the separation distance (D) between spindles, and the quantity (N) of grippers to be grouped in the tool magazine by the machining program. That is, as described above, the number N of grippers to be grouped in the tool magazine is calculated by the same method as shown in FIGS. 5 to 9 .

그룹핑할 그립퍼 수량 계산 단계(S3) 단계 이후에, 계산부(622)에서 계산된 그룹핑된 각각의 스핀들에 따른 그룹의 복수의 그립퍼에 장착되는 공구의 순서를 결정부(623)에서 결정한다.After the step of calculating the number of grippers to be grouped (S3), the determining unit 623 determines the order of tools to be mounted on the plurality of grippers of the group according to each of the grouped spindles calculated in the calculating unit 622.

공구의 순서 결정 단계(S4) 이후에, 복수의 그립퍼에 장착되는 공구의 순서에 따라 그룹핑된 각각의 스핀들에 따른 그룹의 복수의 그립퍼에 공구를 반복하여 순차적으로 장착한다. 즉, 상술한 바와 같이 도 6 내지 도 9에서 설명한 방식과 동일한 방식으로 그룹상에서 동일한 위치에 해당하는 그립퍼에 동일한 공구를 장착하면서 공구 장착시간을 감소하고, 오류를 예방하여 생산성을 증대하고 사용자의 편의를 극대화한다.After the tool order determination step (S4), the tools are repeatedly and sequentially mounted on the plurality of grippers of the group according to each spindle grouped according to the order of the tools mounted on the plurality of grippers. That is, as described above, while mounting the same tool to the gripper corresponding to the same position on the group in the same way as the method described in FIGS. 6 to 9, tool installation time is reduced, and productivity is increased by preventing errors and user convenience maximize

이러한, 공구 매거진(500)은 컬럼(300) 또는 새들(200)에 형성되고, 스핀들은 스핀들 헤드부(400)에 복수개가 서로 이격하여 설치되어 복수개의 공작물을 동시에 가공한다.The tool magazine 500 is formed in the column 300 or the saddle 200, and a plurality of spindles are installed in the spindle head 400 to be spaced apart from each other to simultaneously process a plurality of workpieces.

공구 장착 단계(S5) 이후에, 스핀들에 따라 그룹핑된 그룹의 복수의 그립퍼에 장착된 공구의 순서 이상 유무를 판단부(624)에서 판단한다. 상술한 바와 같이 판단결과 공구 순서 이상이 있는 경우에는 표시부 등을 통해 알람을 발생한ㄷ.After the tool mounting step (S5), the determination unit 624 determines whether or not the order of the tools mounted on the plurality of grippers of the group grouped according to the spindle is abnormal. As a result of the determination as described above, if there is an error in the tool sequence, an alarm is generated through the display unit.

공구 순서 이상 유무 판단 단계(S6) 이후에, 가공프로그램 저장부(610)에 저장된 가공프로그램에 따라 교환 대상 공구를 공구 교환 지령부(630)에서 지령한다.After the step of determining whether or not there is an error in the tool sequence (S6), a tool to be replaced is commanded from the tool exchange command unit 630 according to the processing program stored in the processing program storage unit 610.

교환 대상 공구 지령 단계(S7) 이후에, 공구 교환 지령 신호에 따라 공구 매거진(500)의 구동부(510)를 작동하여 공구 매거진을 회전시킨다. After the exchange target tool command step (S7), the tool magazine is rotated by operating the drive unit 510 of the tool magazine 500 according to the tool exchange command signal.

공구 매거진 회전 단계(S8) 단계 이후에, 스핀들에 따라 그룹핑된 그룹의 복수의 그립퍼 중에서 공구 교환 순서에 따른 교환 대상 공구를 탈부착하는 그립퍼가 공구교환영역에 위치하는지 유무를 위치확인부(520)의 결과를 수신하여 비교부(660)가 확인한다.After the step of rotating the tool magazine (S8), it is checked by the positioning unit 520 whether the gripper for attaching or detaching the tool to be exchanged according to the tool exchange order among the plurality of grippers of the group grouped according to the spindle is located in the tool exchange area. The result is received and the comparison unit 660 checks it.

공구 교환 영역 위치 확인 단계(S9) 이후에, 그룹핑된 그립퍼가 교환 대상 공구를 수납하고 있는지 유무를 공구유무 확인부(530)의 결과를 수신하여 비교부(660)가 확인한다.After the tool exchange area position check step (S9), the comparison unit 660 checks whether or not the grouped grippers contain the tool to be exchanged by receiving the result of the tool existence check unit 530.

그립퍼 교환 대상 공구 수납 유무 확인 단계(S10) 이후에, 스핀들에 따라 그룹핑된 그룹의 복수의 그립퍼 중에서 공구 교환 순서에 따른 교환 대상 공구를 탈부착하는 그립퍼가 공구교환영역에 위치하지 않거나 그룹핑된 그립퍼가 교환 대상 공구를 수납하지 않은 경우에 표시부를 통해 알람을 발생한다. After the step of checking whether a tool to be replaced by the gripper is stored (S10), among a plurality of grippers in a group grouped according to the spindle, the gripper for attaching and detaching the tool to be replaced according to the tool exchange order is not located in the tool exchange area, or the grouped gripper is exchanged. When the target tool is not stored, an alarm is generated through the display unit.

알람 발생 단계 이후에, 공구 교환 지령 신호에 따라 스핀들 헤드부의 동력 발생부의 작동을 조절하여 공구 교환을 수행한다.After the alarm generation step, tool exchange is performed by controlling the operation of the power generating unit of the spindle head unit according to the tool exchange command signal.

그룹핑 방법, 공구 순서에 따라 그룹핑된 각 그룹의 그립퍼에 공구를 장착하는 방법, 알람 표시 등에 대한 방법 및 원리는 공작기계의 공구 교환 제어장치에서 자세하게 생략한바 이하 생략한다.The method and principle of the grouping method, the method of mounting tools on the grippers of each group grouped according to the order of the tools, and the alarm display are omitted in detail in the tool change controller of the machine tool, and will be omitted below.

따라서, 본 발명에 의한 공구 교환 제어방법은 스핀들 헤드부에 설치되는 스핀들의 개수와 스핀들간의 이격거리 및 공작물의 가공 프로그램의 가공 순서에 따라 공구 매거진에 장착되는 공구를 그룹핑하여 복수개의 스핀들에 탈부착되는 공구 교환을 제어하고 공구 매거진이 컬럼 또는 새들에 분리 없이 일체로 형성하여 암리스를 통해 공구 교환을 수행함에 따라 공작기계의 소형화 및 경량화를 도모하여 이동체의 고속이동을 가능하게 할 수 있으며, 공구 매거진 그립퍼를 그룹핑하여 각 스핀들별로 공구 교환을 제어하여 공구 파손이나 공작물 손상을 방지하여 안정적인 공구 교환을 통해 공작기계의 신뢰성과 안정성을 증대시킬 수 있다.Therefore, the tool exchange control method according to the present invention groups tools mounted in a tool magazine according to the number of spindles installed in the spindle head, the separation distance between the spindles, and the processing order of the workpiece machining program, and attaches to and detaches from a plurality of spindles. Tool exchange is controlled, and the tool magazine is formed integrally with the column or saddle without separation, and tool exchange is performed through the armless, thereby promoting the miniaturization and light weight of the machine tool, enabling high-speed movement of the movable body, and the tool magazine By grouping grippers, tool exchange is controlled for each spindle to prevent tool breakage or damage to workpieces, thereby increasing the reliability and stability of machine tools through stable tool exchange.

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.In the detailed description of the present invention described above, it has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, but those skilled in the art or those having ordinary knowledge in the art will find the scope of the present invention described in the claims to be described later. It will be understood that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and technical scope. Therefore, the technical scope of the present invention is not limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

1 : 종래 공구 교환 제어장치, 2 : 주축대,
3 : 스핀들, 4 : 공구 매거진,
5 : 캠박스, 6 : 체인지암,
10 : 공구 교환 제어장치, 100 : 베드,
200 : 새들, 300 : 컬럼,
400 : 스핀들 헤드부, 410 : 제1 스핀들,
420 : 제2 스핀들, 430 : 동력 발생부,
500 : 공구 매거진, 510 : 구동부,
511 : 엔코더, 520 : 위치확인부,
530 : 공구유무 확인부, 540 : 그립퍼,
600 : 제어부, 610 : 가공프로그램 저장부,
620 : 그룹핑부, 621 : 스핀들 데이터 저장부,
622 : 계산부, 623 : 결정부,
624 : 판단부, 630 : 공구 교환 지령부,
640 : 교환부, 650 : 위치 데이터 저장부,
660 : 비교부, 700 : 테이블,
800 : 도어부, A : 공구교환영역,
B : 제1 스핀들 중심축, C : 제2 스핀들 중심축,
D : 스핀들간 이격거리, G : 그룹,
M : 스핀들수, N : 그룹핑할 그립퍼의 수량,
P1 : 제1 위치, P2 : 제2 위치,
T : 공구.
1: conventional tool change control device, 2: headstock,
3: spindle, 4: tool magazine,
5: cam box, 6: change arm,
10: tool change controller, 100: bed,
200: saddle, 300: column,
400: spindle head, 410: first spindle,
420: second spindle, 430: power generator,
500: tool magazine, 510: driving unit,
511: encoder, 520: position confirmation unit,
530: tool presence check unit, 540: gripper,
600: control unit, 610: processing program storage unit,
620: grouping unit, 621: spindle data storage unit,
622: calculation unit, 623: determination unit,
624: judgment unit, 630: tool exchange command unit,
640: exchange unit, 650: location data storage unit,
660: comparison unit, 700: table,
800: door part, A: tool exchange area,
B: first spindle central axis, C: second spindle central axis,
D: Separation distance between spindles, G: Group,
M: number of spindles, N: number of grippers to be grouped,
P1: first position, P2: second position,
T: Tool.

Claims (11)

베드;
상기 베드에 이동 가능하게 설치되는 새들;
상기 새들에 이동 가능하게 설치되는 컬럼;
복수개의 공작물을 동시에 가공하도록 서로 이격하여 복수개의 스핀들을 구비하고, 상기 컬럼에 이동 가능하게 설치되는 스핀들 헤드부;
상기 복수개의 스핀들에 각각 동일한 공구를 공급하기 위한 복수의 그립퍼를 구비하고 상기 컬럼 또는 상기 새들에 형성되어 복수의 공구를 수납하는 공구 매거진; 및
상기 스핀들 헤드부에 설치되는 상기 스핀들의 개수와 상기 스핀들간의 이격거리 및 상기 공작물의 가공 프로그램의 가공 순서에 따라 상기 공구 매거진에 장착되는 공구를 그룹핑하여 상기 복수개의 스핀들에 탈부착되는 공구 교환을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
공작물을 가공하기 위한 가공프로그램을 저장하는 가공프로그램 저장부;
상기 스핀들 헤드부에 설치되는 상기 스핀들의 개수와 상기 스핀들간의 이격거리 및 상기 공작물의 가공프로그램의 가공 순서에 따라 상기 공구 매거진에 장착되는 공구를 그룹핑하는 그룹핑부;
상기 가공프로그램저장부 및 상기 그룹핑부와의 통신을 통해 복수개의 공작물의 가공 순서에 따라 그룹핑된 공구의 교환 지령을 전달하는 공구 교환 지령부; 및
싱가 공구 교환 지령부의 신호에 따라 상기 공구 매거진의 구동부와 상기 스핀들 헤드부의 동력 발생부의 작동을 조절하여 공구 교환을 수행하는 교환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어장치.
bed;
Saddles movably installed on the bed;
a column movably installed on the saddle;
A spindle head unit provided with a plurality of spindles spaced apart from each other to simultaneously process a plurality of workpieces and movably installed in the column;
a tool magazine provided with a plurality of grippers for supplying the same tools to the plurality of spindles and formed in the column or the saddle to accommodate a plurality of tools; and
Controlling the exchange of tools attached to and detached from the plurality of spindles by grouping tools mounted in the tool magazine according to the number of spindles installed in the spindle head, the distance between the spindles, and the processing order of the machining program of the workpiece Including; control unit;
The control unit,
a processing program storage unit for storing a processing program for processing a workpiece;
a grouping unit for grouping the tools installed in the tool magazine according to the number of spindles installed in the spindle head unit, the separation distance between the spindles, and the processing order of the workpiece processing program;
a tool exchange command unit that transmits an exchange command for tools grouped according to a processing order of a plurality of workpieces through communication with the machining program storage unit and the grouping unit; and
and an exchange unit that performs tool exchange by controlling the operation of the driving unit of the tool magazine and the power generating unit of the spindle head unit according to a signal from the Singa tool exchange command unit.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어부의 그룹핑부는,
상기 스핀들 헤드부에 설치되는 상기 스핀들의 개수와 상기 스핀들간의 이격거리 데이터를 저장하는 스핀들 데이터 저장부;
상기 스핀들 데이터 저장부와 상기 가공프로그램 저장부에 저장된 데이터에 의해 그룹핑할 그립퍼의 수량을 계산하는 계산부; 및
상기 계산부에 의해 그룹핑된 각각의 스핀들에 따른 그룹의 복수의 그립퍼에 장착되는 공구의 순서를 결정하는 결정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어장치.
According to claim 1,
The grouping unit of the control unit,
a spindle data storage unit which stores data on the number of spindles installed in the spindle head unit and the distance between the spindles;
a calculation unit that calculates the number of grippers to be grouped based on the data stored in the spindle data storage unit and the machining program storage unit; and
and a determination unit which determines an order of tools mounted on a plurality of grippers of a group according to each spindle grouped by the calculation unit.
제3항에 있어서,
상기 제어부의 그룹핑부는,
상기 결정부의 공구 순서에 따라 상기 각 그룹의 복수의 그립퍼에 장착된 공구의 이상 유무를 판단하는 판단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어장치.
According to claim 3,
The grouping unit of the control unit,
The tool exchange control device of claim 1 , further comprising a determination unit configured to determine whether or not the tools mounted on the plurality of grippers of each group are abnormal according to the order of the tools of the determination unit.
제4항에 있어서,
상기 제어부의 그룹핑부의 계산부는,
상기 가공프로그램 저장부에 저장된 가공프로그램상의 공작물 가공을 위해 필요한 공구의 개수가 기준값을 초과하는 경우에는 그룹핑할 그립퍼의 수량을 계산하여 모그룹을 형성하고, 상기 모그룹으로 그룹핑된 그립퍼들 중에서 자그룹으로 그룹핑할 그립퍼의 수량을 재계산하여 자그룹을 형성하고,
상기 제어부의 그룹핑부의 결정부는,
각각의 상기 모그룹과 해당 모그룹에 속하는 자그룹의 각각의 그립퍼에 장착되는 공구의 순서와 각각의 모그룹과 자그룹이 상기 공구 매거진 상에 배치되는 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어장치.
According to claim 4,
The calculation unit of the grouping unit of the control unit,
When the number of tools required for machining a workpiece in the machining program stored in the machining program storage unit exceeds the reference value, a parent group is formed by calculating the number of grippers to be grouped, and the grippers grouped into the parent group are grouped into subgroups. The number of grippers to be recalculated to form a child group,
The determination unit of the grouping unit of the control unit,
and determining the order of tools mounted on each gripper of each of the parent groups and child groups belonging to the corresponding parent group and the order of disposing each parent group and child group on the tool magazine.
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 교환부에 의해 공구 교환시에 상기 복수개의 스핀들의 공구 교환 이동 경로 데이터를 저장하는 위치데이터 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어장치.
According to claim 4,
The control unit,
and a position data storage unit for storing tool exchange movement path data of the plurality of spindles when a tool is exchanged by the exchange unit.
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 교환부에 의해 공구 교환시에 스핀들에 따라 그룹핑된 그룹의 복수의 그립퍼 중에서 공구 교환 순서에 따른 교환 대상 공구를 탈부착하는 그립퍼가 공구교환영역에 위치하는지 유무와 상기 그룹핑된 그립퍼가 교환 대상 공구를 수납하고 있는지 유무를 확인하는 비교부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어장치.
According to claim 4,
The control unit,
At the time of tool exchange by the exchange unit, it is determined whether or not the gripper for attaching and detaching the tool to be exchanged according to the tool exchange order among the plurality of grippers of the group grouped according to the spindle is located in the tool exchange area, and that the grouped gripper holds the tool to be exchanged. The tool exchange control device further comprising a comparison unit for checking whether or not it is stored.
가공프로그램 및 공구 교환시에 스핀들의 공구 교환 이동 경로 데이터를 저장하는 저장하는 단계;
스핀들 헤드부에 설치되는 스핀들의 개수와 상기 스핀들간의 이격거리 데이터를 저장하는 단계;
상기 스핀들 개수와 스핀들간의 이격거리 및 상기 가공프로그램에 의해 공구 매거진에서 그룹핑할 그립퍼의 수량을 계산하는 단계;
상기 계산하는 단계에 의해 계산된 그룹핑된 각각의 스핀들에 따른 그룹의 복수의 그립퍼에 장착되는 공구의 순서를 결정하는 단계; 및
상기 복수의 그립퍼에 장착되는 공구의 순서에 따라 그룹핑된 각각의 스핀들에 따른 그룹의 복수의 그립퍼에 공구를 반복하여 순차적으로 장착하는 단계;를 포함하고,
상기 공구 매거진은 컬럼 또는 새들에 형성되고, 상기 스핀들은 상기 스핀들 헤드부에 복수개가 서로 이격하여 설치되어 복수개의 공작물을 동시에 가공하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어방법.
A step of storing a tool exchange movement path data of a spindle when a machining program and a tool are exchanged;
Storing data on the number of spindles installed in the spindle head and the distance between the spindles;
calculating the number of grippers to be grouped in a tool magazine by the number of spindles, the separation distance between spindles, and the machining program;
determining an order of tools mounted on a plurality of grippers of a group according to each grouped spindle calculated by the calculating step; and
Repeatedly and sequentially mounting tools to a plurality of grippers of a group according to each spindle grouped according to the order of tools mounted to the plurality of grippers;
The tool change control method according to claim 1 , wherein the tool magazine is formed in a column or a saddle, and a plurality of spindles are installed spaced apart from each other in the spindle head to simultaneously process a plurality of workpieces.
제8항에 있어서,
상기 공구를 반복하여 순차적으로 장착하는 단계 이후에,
가공프로그램에 따라 교환 대상 공구를 지령하는 단계;
공구 교환 지령 신호에 따라 상기 공구 매거진의 구동부를 작동하여 상기 공구 매거진을 회전시키는 단계;
상기 스핀들에 따라 그룹핑된 그룹의 복수의 그립퍼 중에서 공구 교환 순서에 따른 교환 대상 공구를 탈부착하는 그립퍼가 공구교환영역에 위치하는지 유무를 확인하는 단계;
상기 그룹핑된 그립퍼가 교환 대상 공구를 수납하고 있는지 유무를 확인하는 단계; 및
공구 교환 지령 신호에 따라 상기 스핀들 헤드부의 동력 발생부의 작동을 조절하여 공구 교환을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어방법.
According to claim 8,
After the step of repeatedly and sequentially mounting the tool,
Commanding a tool to be replaced according to the machining program;
rotating the tool magazine by operating a drive unit of the tool magazine according to a tool exchange command signal;
checking whether or not a gripper for attaching or detaching a tool to be exchanged according to a tool exchange order among a plurality of grippers of a group grouped according to the spindle is located in a tool exchange area;
checking whether or not the grouped gripper accommodates a tool to be replaced; and
and performing tool exchange by controlling the operation of the power generating unit of the spindle head unit according to a tool exchange command signal.
제9항에 있어서,
위치확인 유무 단계와 공구 수납 유무 확인하는 단계 이후에,
상기 스핀들에 따라 그룹핑된 그룹의 복수의 그립퍼 중에서 공구 교환 순서에 따른 교환 대상 공구를 탈부착하는 그립퍼가 공구교환영역에 위치하지 않거나 상기 그룹핑된 그립퍼가 교환 대상 공구를 수납하지 않은 경우에 알람을 발생하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어방법.
According to claim 9,
After the position confirmation step and the step of checking whether or not the tool is stored,
An alarm is generated when a gripper for attaching and detaching a tool to be exchanged according to the tool exchange sequence among a plurality of grippers of a group grouped according to the spindle is not located in the tool exchange area or the grouped gripper does not accommodate a tool to be exchanged Tool change control method characterized in that it further comprises a; step.
제10항에 있어서,
상기 공구 교환을 수행하는 단계 이후에,
상기 스핀들에 따라 그룹핑된 그룹의 복수의 그립퍼에 장착된 공구의 순서 이상 유무를 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어방법.
According to claim 10,
After performing the tool change,
The tool exchange control method further comprising the step of determining whether or not the order of the tools mounted on the plurality of grippers of the group grouped according to the spindle is out of order.
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