KR102549877B1 - Displacement measurement system of a rotary tool - Google Patents

Displacement measurement system of a rotary tool Download PDF

Info

Publication number
KR102549877B1
KR102549877B1 KR1020230039427A KR20230039427A KR102549877B1 KR 102549877 B1 KR102549877 B1 KR 102549877B1 KR 1020230039427 A KR1020230039427 A KR 1020230039427A KR 20230039427 A KR20230039427 A KR 20230039427A KR 102549877 B1 KR102549877 B1 KR 102549877B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tool
horizontal
unit
displacement
hole
Prior art date
Application number
KR1020230039427A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이동섭
김영백
Original Assignee
이동섭
김영백
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이동섭, 김영백 filed Critical 이동섭
Priority to KR1020230039427A priority Critical patent/KR102549877B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102549877B1 publication Critical patent/KR102549877B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/04Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness specially adapted for measuring length or width of objects while moving
    • G01B11/043Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness specially adapted for measuring length or width of objects while moving for measuring length
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/24Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2210/00Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
    • G01B2210/58Wireless transmission of information between a sensor or probe and a control or evaluation unit

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

The present invention relates to a displacement measuring system for a rotating tool, which can reduce an error range of processing a workpiece, comprising: a support (100) in which first to third guide holes (101, 102, 103) are arranged at equal intervals; a measuring unit (200) including a first connection unit (220); a fixing unit (300) including a second connection unit (320); an LM guide (400); and a sensing unit (500) including a linear light receiving unit (520).

Description

회전공구의 변위측정시스템{Displacement measurement system of a rotary tool}Displacement measurement system of a rotary tool}

본 발명은 회전공구의 변위측정시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공작물을 가공하도록 회전하는 공구의 변위를 측정하여 정밀 가공을 유지하도록 공구의 주축 보정 및 공구의 교체 주기를 측정할 수 있는 회전공구의 변위측정시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for measuring the displacement of a rotary tool, and more particularly, to a rotary tool capable of measuring the displacement of a rotating tool to process a workpiece, thereby correcting the spindle of the tool and measuring the replacement cycle of the tool to maintain precision machining. It is about the displacement measurement system of

공작기계를 이용한 절삭가공은 다양한 절삭공구를 이용하여 평삭가공, 측면가공, 구멍가공, 나사가공 등이 이루어지며, 이를 위한 NC(수치제어) 공작기계의 경우, 일측에 마련된 공구 매거진에 다수의 절삭공구를 배치하고 주축은 이 공구를 이용하여 필요한 가공에 공구를 교환하면서 가공을 하게 된다. 이로서 공작기계는 다수의 공구수납으로 보다 빠르고 신속하게 운용된다.The cutting process using machine tools includes planing, side machining, hole machining, threading, etc. using various cutting tools. The tool is placed, and the spindle uses this tool to perform machining while exchanging the tool for the required machining. As a result, the machine tool can be operated faster and more quickly by storing a large number of tools.

상기한 공작기계에 사용되는 공구는 가공 중에 공작물과의 마찰로 인해 공구인선이 마모되면서 길이가 변화하거나 가공 중에 공작물의 재질 불균일, 장비 운용 실수 및 외부의 요인에 의하여 파손 또는 절손 등이 발생된다.The tool used in the above-described machine tool may change its length as the tool edge wears due to friction with the workpiece during processing, or may be damaged or broken due to non-uniform material of the workpiece, equipment operation mistake, or external factors during processing.

절삭용 공구가 다수개의 절삭날을 가지는 경우, 복수개의 공구 인서트가 파손이나 절손 등이 발생되어야 공작물에 직접적으로 영향을 일으키게 된다. 하지만 엔드밀, 탭, 드릴 등의 경우, 절삭 날의 개수가 적기 때문에 절삭날의 파손이 일어나면 공작물에 직접적으로 이상이 생기며 불량을 초래하게 된다.When a cutting tool has a plurality of cutting edges, damage or breakage of a plurality of tool inserts directly affects the workpiece. However, in the case of end mills, taps, drills, etc., since the number of cutting edges is small, damage to the cutting edge directly causes abnormalities in the workpiece and causes defects.

따라서, 장시간 사용된 절삭용 공구는 마모의 발생량만큼 가공 오차가 발생되므로 상기 공구의 길이를 측정하고 마모된 길이를 보정해야 할 필요가 있다.Therefore, since a cutting tool that has been used for a long time generates a machining error as much as the amount of wear, it is necessary to measure the length of the tool and correct the worn length.

또한, 고속회전시 발열 및 원심력에 의한 베어링 변형으로 주축이 축방향으로 움직이므로 주축의 축방향 변위를 측정하여 보정해야 할 필요가 있다.In addition, since the main shaft moves in the axial direction due to bearing deformation caused by heat and centrifugal force during high-speed rotation, it is necessary to measure and correct the axial displacement of the main shaft.

종래에는 절삭공구의 파손검출이나 길이의 측정, 주축의 축방향 변위 측정은, 기계 내부에 설치된 리미터 스위치나 터치센서를 이용하여 주축에 장착된 공구가 주축이 설치된 축이 이송하여 직접 접촉하여 센서가 동작하게 되면 이 동작 시점을 기준으로 이동거리를 환산하는 방법, 레이저 측정장치에 의하여 주사한 레이저가 수광부에 도달하는 시간을 기준으로 측정하는 방법, 초음파 센서 등을 이용하는 방법 등의 다양한 방법들이 있다.Conventionally, in the detection of cutting tool breakage, measurement of length, and measurement of axial displacement of the main shaft, a tool mounted on the main shaft moves directly into contact with the shaft where the main shaft is installed using a limiter switch or touch sensor installed inside the machine, causing the sensor to When it is operated, there are various methods such as a method of converting the movement distance based on the point of time of operation, a method of measuring based on the time it takes for the laser scanned by the laser measuring device to reach the light receiver, and a method using an ultrasonic sensor.

그러나, 상기한 종래의 방법들은 공구의 변위를 단순한 온/오프 타입으로 감지하는 것에 불과하고, 또한 절삭 가공 중에 공구의 변위를 실시간으로 측정하지 못함으로써 응답성이 느리게 되고, 이에 따라 가공 오차가 발생하게 되는 문제점이 있다.However, the conventional methods described above simply detect the displacement of the tool by a simple on/off type, and cannot measure the displacement of the tool in real time during cutting, resulting in slow responsiveness and resulting in machining errors. There is a problem with doing it.

1. 한국등록특허공보 제10-2073290호(2020. 01. 29 등록일)1. Korea Patent Registration No. 10-2073290 (registration date on January 29, 2020) 2. 한국등록특허공보 제10-1389960호(2014. 04. 22 등록일)2. Korea Patent Registration No. 10-1389960 (2014. 04. 22 registration date)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공작기계의 공구가 결합된 주축의 회전 및 공구의 가공정밀도 측정하여, 그 오차범위를 줄일 수 있도록 함은 물론이고, 가공 중에 물리적 및 기계적 변수를 찾아 이를 반영한 공작기계의 주축 및 공구 제어를 통해 최적의 가공조건 및 환경을 확립하도록 회전공구의 변위측정시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, by measuring the rotation of the main shaft to which the tool of the machine tool is coupled and the machining precision of the tool to reduce the error range, as well as to find physical and mechanical variables during processing. The object of the present invention is to provide a rotational tool displacement measurement system to establish optimal processing conditions and environments through control of the spindle and tool of a machine tool reflecting this.

본 발명이 해결하려는 과제는 전술한 과제로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 또 다른 기술적 과제들은 후술할 내용으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above problem, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 일실시예는 주축에 연결되어 고속 회전하는 수직형 공구의 변위를 측정하는 변위측정시스템에 있어서,One embodiment of the present invention for achieving the above object is a displacement measuring system for measuring the displacement of a high-speed rotating vertical tool connected to a main shaft,

상기 수직형 공구의 측부로 이격되게 배치되어 수직길이로 절개된 제1, 2, 3가이드공이 등간격으로 배열된 지지대와,A support in which first, second, and third guide holes are spaced apart from the side of the vertical tool and cut in a vertical length are arranged at equal intervals;

상기 지지대 타측에 형성된 제1, 3가이드공을 통해 각각 삽입되어 지지대 일측으로 돌출되면서 내측에 공구수용공간이 형성된 전측 및 후측의 제1수평부와 상기 전후측 제1수평부의 타단을 상호 연결하는 제1연결부로 구성된 측정부와,It is inserted through the first and third guide holes formed on the other side of the support and protrudes to one side of the support, interconnecting the first horizontal parts of the front and rear sides with the tool accommodation space formed therein and the other ends of the first horizontal part of the front and rear sides. A measurement unit composed of one connection unit;

상기 측정부의 하측에 배치되어 지지대 일측에 형성된 제1, 3가이드공을 통해 각각 삽입되어 지지대 타측으로 돌출되면서 제1수평부의 위치에 대응되도록 제1수평부의 하측에 위치한 전측 및 후측의 제2수평부와 상기 전후측 제2수평부의 타단을 상호 연결하는 제2연결부로 이루어진 고정부와,The second horizontal portions on the front and rear sides located below the first horizontal portion correspond to the position of the first horizontal portion while being inserted through the first and third guide holes disposed below the measuring portion and formed on one side of the support and protruding to the other side of the support. And a fixing portion consisting of a second connection portion interconnecting the other ends of the front and rear second horizontal portions;

상기 지지대의 하부에 고정된 LM블록과 상기 LM블록 하부에 위치하여 LM블록과 결합되면서 전후 이동되는 LM레일이 베이스부에 고정된 구조의 LM가이드 및,An LM guide having a structure in which an LM block fixed to the lower part of the support and an LM rail located under the LM block and moved back and forth while being coupled with the LM block are fixed to the base part,

상기 공구수용공간에 위치한 공구의 회전시 제1수평부 일단 내측에 마련되어 광을 출력하는 선형투광부와 상기 선형투광부가 마련된 제1수평부에 이웃한 제1수평부 일단 내측에 마련되어 선형투광부로부터 출력되는 광을 수광하는 선형수광부를 포함하는 센싱부로 구성된 회전공구의 변위측정시스템을 제공한다.When the tool located in the tool receiving space rotates, a linear light emitting unit provided inside one end of the first horizontal part to output light and a linear light emitting part provided inside one end of the first horizontal part adjacent to the first horizontal part provided with the linear light emitting part provides light from the linear light emitting part when the tool located in the tool receiving space rotates. A displacement measuring system for a rotary tool composed of a sensing unit including a linear light receiving unit for receiving output light is provided.

한편, 상기 측정부의 각 제1수평부 타단에 조절공이 형성되며,On the other hand, an adjustment hole is formed at the other end of each first horizontal part of the measuring part,

상기 제1수평부의 조절공에 연통되도록 고정부의 제2수평부 길이를 따라 소정의 수평길이로 관통 절개된 수평가이드공이 형성되며,A horizontal guide hole cut through to a predetermined horizontal length along the length of the second horizontal part of the fixing part is formed to communicate with the adjustment hole of the first horizontal part,

상기 제1수평부의 조절공을 통해 제2수평부의 수평가이드공을 연결 고정시키는 고정볼트가 포함되는 회전공구의 변위측정시스템을 제공한다.It provides a displacement measuring system for a rotary tool including a fixing bolt for connecting and fixing the horizontal guide ball of the second horizontal part through the adjusting ball of the first horizontal part.

한편, 상기 측정부의 제1연결부 중앙에 결합공이 형성되며,On the other hand, a coupling hole is formed in the center of the first connection part of the measuring part,

상기 고정부의 제2연결부 상단 중앙에 상향 돌출 연결된 제1결합판부가 형성되며,A first coupling plate portion protruding upwardly connected to the upper center of the second connection portion of the fixing portion is formed,

상기 결합판부의 타측면 중앙에 일단이 연결되어 지지대의 제2가이드공을 통과하여 제1연결부의 결합공을 통과하는 체결볼트가 형성되며,One end is connected to the center of the other side of the coupling plate portion to form a fastening bolt passing through the second guide hole of the support and passing through the coupling hole of the first connection portion,

상기 제1연결부의 결합공을 통과하여 돌출된 체결볼트 단부에 너트를 채워 고정하는 구조를 가지는 회전공구의 변위측정시스템을 제공한다.Provided is a displacement measuring system for a rotary tool having a structure in which a nut is filled and fixed to an end of a fastening bolt protruding through the coupling hole of the first connection unit.

한편, 상기 측정부의 제1연결부 상단 중앙에 상향 돌출된 제2결합판부가 형성되면서 제2결합판부의 중앙에 삽입공이 형성되며,On the other hand, an insertion hole is formed in the center of the second coupling plate portion as the second coupling plate portion protrudes upward from the center of the upper end of the first connection portion of the measurement unit,

상기 지지대의 제2가이드공을 긴밀히 통과하여 타단이 제2결합판부의 삽입공을 통과하는 수평길이의 수평봉과 상기 수평봉의 일단에 타측면 중앙이 연결되면서 일측면에 공구의 외주의 형상에 대응된 형상을 가진 오목형상부가 형성된 위치조절부로 구성된 기준조절체가 더 포함되는 회전공구의 변위측정시스템을 제공한다.A horizontal rod of a horizontal length passing closely through the second guide hole of the support and the other end passing through the insertion hole of the second coupling plate portion and the center of the other side of the horizontal bar are connected to one end of the horizontal rod, corresponding to the shape of the outer circumference of the tool on one side Provided is a displacement measuring system for a rotating tool further comprising a reference adjusting unit composed of a position adjusting unit formed with a concave shape having a shape.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 회전공구의 변위측정시스템은, 공작기계의 공구가 결합된 주축의 회전 및 공구의 가공정밀도를 유지하도록 주축 또는 공구의 변위를 측정하여, 공작물에 대한 가공의 오차범위를 줄일 수 있도록 함은 물론 가공 중에 물리적 및 기계적 변수를 찾아 이를 반영한 공작기계의 주축 및 공구 제어를 통해 최적의 가공조건 및 환경을 확립하는 이점을 가져온다.The rotational tool displacement measuring system according to the present invention made as described above measures the rotation of the main shaft to which the tool of the machine tool is coupled and the displacement of the main shaft or tool to maintain the machining accuracy of the tool, thereby determining the error range of machining for the workpiece. In addition, it brings the advantage of establishing the optimal processing conditions and environment through the control of the main axis and tool of the machine tool by finding physical and mechanical variables during processing and reflecting them.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전공구의 변위측정시스템의 설치 측면구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회전공구의 변위측정시스템의 설치 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전공구의 변위측정시스템의 설치 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전공구의 변위측정시스템의 설치 분해도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회전공구의 변위측정시스템에서 측정부의 사시도(a), 고정부의 사시도(b) 및 기준조립체의 사시도(c).
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전공구의 변위측정시스템의 제어 구성을 설명하는 블록도.
1 is an installation side configuration diagram of a displacement measuring system for a rotary tool according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view of the installation of the displacement measuring system of the rotating tool according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a plan view of the installation of the displacement measuring system of the rotating tool according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exploded view of the installation of the displacement measuring system of the rotating tool according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view (a) of a measuring unit, a perspective view (b) of a fixing unit, and a perspective view (c) of a reference assembly in a displacement measurement system for a rotary tool according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram illustrating a control configuration of a displacement measuring system for a rotary tool according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are given to the same or similar components throughout the specification.

구체적으로, 본 발명은 회전 공구의 변위측정시스템에 대한 것이며, 보다 구체적으로 본 발명은 홀가공, 절삭가공 등을 수행하는 회전 공구의 변위를 측정할 수 있는 변위측정시스템에 관한 것이다.Specifically, the present invention relates to a displacement measuring system for a rotating tool, and more specifically, the present invention relates to a displacement measuring system capable of measuring displacement of a rotating tool performing hole processing, cutting processing, and the like.

도 1 내지 도 5에 나타낸 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 회전공구의 변위측정시스템은, 주축(미도시)에 연결되어 고속 회전하는 수직형 공구(20)의 변위를 측정하는 변위측정시스템에 있어서,As shown in FIGS. 1 to 5, the displacement measuring system of a rotary tool according to an embodiment of the present invention measures the displacement of a vertical tool 20 that is connected to a main shaft (not shown) and rotates at high speed. in

상기 수직형 공구(20)의 측부로 이격되게 배치되어 수직길이로 절개된 제1, 2, 3가이드공(101)(102)(103)이 등간격으로 배열된 지지대(100)와,A support 100 in which first, second, and third guide holes 101, 102, and 103, which are spaced apart from the side of the vertical tool 20 and cut in a vertical length, are arranged at equal intervals;

상기 지지대(100) 타측에 형성된 제1, 3가이드공(101)(103)을 통해 각각 삽입되어 지지대(100) 일측으로 돌출되면서 내측에 공구수용공간(201)이 형성된 전측 및 후측의 제1수평부(210)와 상기 전측 및 후측 제1수평부(210)의 타단을 상호 연결하는 제1연결부(220)로 구성된 측정부(200)와,It is inserted through the first and third guide holes 101 and 103 formed on the other side of the support 100 and protrudes to one side of the support 100, and the tool receiving space 201 is formed inside the first horizontal front and rear sides. A measuring unit 200 composed of a first connection unit 220 interconnecting the other ends of the unit 210 and the front and rear first horizontal units 210;

상기 측정부(200)의 하측에 배치되어 지지대(100) 일측에 형성된 제1, 3가이드공(101)(103)을 통해 각각 삽입되어 지지대(100) 타측으로 돌출되면서 제1수평부(210)의 위치에 대응되도록 제1수평부(210)의 하측에 위치한 전측 및 후측의 제2수평부(310)와 상기 전후측 제2수평부(310)의 타단을 상호 연결하는 제2연결부(320)로 이루어진 고정부(300)와,The first horizontal part 210 is inserted through the first and third guide holes 101 and 103 disposed below the measuring part 200 and formed on one side of the support 100 and protrudes to the other side of the support 100. A second connection part 320 interconnecting the front and rear second horizontal parts 310 located below the first horizontal part 210 and the other ends of the front and rear second horizontal parts 310 so as to correspond to the position of A fixing part 300 made of,

상기 지지대(100)의 하부에 고정된 LM블록(410)과 상기 LM블록(410) 하부에 위치하여 LM블록(410)과 결합되면서 전후 이동되는 LM레일(420)이 베이스부(30)에 고정된 구조의 LM가이드(400) 및,An LM block 410 fixed to the lower part of the support 100 and an LM rail 420 located below the LM block 410 and moved back and forth while being combined with the LM block 410 are fixed to the base part 30 structured LM guide 400 and,

상기 공구수용공간(201)에 위치한 공구(20)의 회전시 제1수평부(210) 일단 내측에 마련되어 광을 출력하는 선형투광부(510)와 상기 선형투광부(510)가 마련된 제1수평부(210)에 이웃한 제1수평부(210) 일단 내측에 마련되어 선형투광부(510)로부터 출력되는 광을 수광하는 선형수광부(520)를 포함하는 센싱부(500)로 구성된 회전공구의 변위측정시스템(10, 이하, ‘변위측정시스템‘이라 칭함.)을 제공한다.When the tool 20 located in the tool accommodating space 201 rotates, the first horizontal part 210 has one end provided inside the linear light projector 510 for outputting light, and the first horizontal part 510 is provided. Displacement of a rotary tool composed of a sensing unit 500 including a linear light receiving unit 520 provided at one end inside the first horizontal unit 210 adjacent to the unit 210 and receiving light output from the linear light emitting unit 510 A measurement system (10, hereinafter referred to as 'displacement measurement system') is provided.

본 발명의 변위측정시스템(10)은 도 1 내지 도 2과 같이 회전공구(20), 지지대(100), 측정부(200), 고정부(300), LM가이드(400) 및 센싱부(500)로 구성되며, 상기 지지대(100)는 수직판재형태로 수직형 공구의 측부로 이격되게 배치되어 수직길이로 절개된 제1, 2, 3가이드공(101)(102)(103)이 등간격으로 배열되며, 상기 지지대(100)에 제1, 2, 3가이드공(101)(102)(103)의 순으로 배열되며, 즉 제2가이드공(102)이 제1, 3가이드공(101)(103)의 사이에 형성되며, 후술된 고정부(300)의 제2수평부(310)가 제1, 3가이드공(101)(103)을 따라 삽입되어 제2연결부(320)가 지지대(100) 일측면에 면접되었을 때 고정대(300)가 수평형태로 안정적인 상태를 유지할 수 있는 지지대(100)의 좌우 폭을 형성한다.The displacement measuring system 10 of the present invention, as shown in FIGS. ), and the support 100 is arranged to be spaced apart from the side of the vertical tool in the form of a vertical plate, and the first, second, and third guide holes 101, 102, and 103 cut in vertical length are equally spaced. , and the first, second, and third guide holes 101, 102, and 103 are arranged in the order of the support 100, that is, the second guide hole 102 is the first and third guide holes 101 ) 103, and the second horizontal part 310 of the fixing part 300 described later is inserted along the first and third guide holes 101 and 103 so that the second connection part 320 is a support (100) Forms the left and right widths of the support 100 that can maintain a stable state in a horizontal form when the support 300 is interviewed on one side.

그리고, 도 2, 도 4 및 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이 상기 측정부(200)는 지지대(100) 타측인 회전공구(20)에 마주하는 지지대(100)의 일면에 대향하는 타면에 형성된 제1, 3가이드공(101)(103)을 통해 각각 삽입되어 지지대(100) 일측으로 돌출된 전측 및 후측에 각각 제1수평부(210)가 형성되며, 상기 제1수평부(210)와 제1수평부(210) 사이에 공구수용공간(201)이 형성되며, 이때 각각의 제1수평부(210)가 제1, 3가이드공(101)(103)을 통과하여 회전공구(20)로 진입시 공구수용공간(201)의 중앙에 회전공구(20)가 위치하게 되며, 그리고 상기 전/후측 각각의 제1수평부(210) 타단을 상호 연결하는 제1연결부(220)가 형성된다.And, as shown in (a) of FIGS. 2, 4 and 5, the measuring unit 200 is on the other side opposite to one side of the support 100 facing the rotary tool 20, which is the other side of the support 100. A first horizontal portion 210 is formed on the front and rear sides respectively inserted through the formed first and third guide holes 101 and 103 and protrudes to one side of the support 100, and the first horizontal portion 210 And a tool receiving space 201 is formed between the first horizontal portion 210, and at this time, each of the first horizontal portion 210 passes through the first and third guide holes 101 and 103, and the rotary tool 20 ), the rotary tool 20 is located in the center of the tool receiving space 201, and a first connection part 220 is formed to interconnect the other ends of the first horizontal part 210 of each of the front and rear sides. .

상기 제1가이드공(101)의 폭과 전측 제1수평부(210)의 폭이 비례하면서 전측 제1수평부(210)의 폭과 후측 제1수평부(210)의 폭은 비례함과 함께 제1가이드공(101)의 폭과 제3가이드공(103)의 폭은 비례한다.While the width of the first guide hole 101 is proportional to the width of the first horizontal portion 210 on the front side, the width of the first horizontal portion 210 on the front side is proportional to the width of the first horizontal portion 210 on the rear side. The width of the first guide hole 101 and the width of the third guide hole 103 are proportional.

그리고, 도 2, 도 4 및 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이 상기 고정부(300)는 지지대(100)에 결합된 측정부(200)의 하측에 배치되어 지지대(100) 일측인 회전공구(20)에 마주한 지지대(100)의 일측에 형성된 제1, 3가이드공(101)(103)을 통해 각각 삽입되어 지지대(100) 타측으로 돌출되면서 제1수평부(210)의 위치에 대응되도록 제1수평부(210)의 하측에 위치한 전측 및 후측의 제2수평부(310)와 상기 전측 및 후측 제2수평부(310) 각각의 타단을 상호 연결하는 제2연결부(320)로 구성된다.And, as shown in (b) of FIGS. 2, 4 and 5, the fixing part 300 is disposed on the lower side of the measuring part 200 coupled to the support 100, and the rotary tool is one side of the support 100. It is inserted through the first and third guide holes 101 and 103 formed on one side of the support 100 facing the (20) and protrudes to the other side of the support 100 so as to correspond to the position of the first horizontal portion 210. It consists of a front and rear second horizontal portion 310 located below the first horizontal portion 210 and a second connection portion 320 interconnecting the other ends of the front and rear second horizontal portions 310. .

상기 고정부(300)는 측정부(200)의 하측에 위치하여 측정부(200)의 하중을 지지하여 측정부(200)에 마련된 센싱부(500)를 통한 변위를 정밀하게 측정하도록 하며, 한 쌍의 제2수평부(30)와 상기 한 쌍의 제2수평부(310)를 단부를 상호 연결하는 제2연결부(310)로 구성된 일몸체로서, 상기 제2수평부(310) 각각은 지지대(100) 일측의 제1, 3가이드공(101)(103)을 통해 삽입되어 지지대(100) 타측으로 돌출되며, 이때 고정부(300)의 제2수평부(310) 상면은 측정부(200)의 제1수평부(210) 하면과 면접되는 구조를 가진다.The fixing part 300 is located below the measuring part 200 to support the load of the measuring part 200 so as to accurately measure the displacement through the sensing part 500 provided in the measuring part 200. A body composed of a pair of second horizontal parts 30 and a second connection part 310 interconnecting the ends of the pair of second horizontal parts 310, wherein each of the second horizontal parts 310 is a support (100) is inserted through the first and third guide holes 101 and 103 on one side and protrudes to the other side of the support 100, and at this time, the upper surface of the second horizontal part 310 of the fixing part 300 is ) Has a structure that is interviewed with the first horizontal portion 210 of the lower surface.

그리고, 도 1에 나타낸 바와 같이 상기 LM가이드(400)는 지지대(100)의 하부에 고정된 LM블록(410)과 상기 LM블록(410) 하부에 위치하여 LM블록(410)과 결합되면서 전후 이동되면서 베이스부(30)에 고정된 LM레일(420)로 구성되며, 상기 회전공구(20)가 측정부(300)의 공구수용공간(201) 중앙에 위치하도록 지지대(100)를 LM가이드(400)를 통해 이동시키며, 이때 LM블록(410)이 정위치에 위치하였을 때 LM가이드(400)의 LM블록(410)이나 LM레일(420)에 스토퍼(미도시)를 나사 결합하여 사용하며, 상시 스토퍼는 LM레일(420)에 LM블록(410)이 정치된 상태를 유지하도록 하는 멈춤수단이다.And, as shown in FIG. 1, the LM guide 400 moves forward and backward while being combined with the LM block 410 fixed to the lower part of the support 100 and the LM block 410 located below the LM block 410. It is composed of an LM rail 420 fixed to the base part 30, and the support 100 is installed in the LM guide 400 so that the rotary tool 20 is located in the center of the tool receiving space 201 of the measuring part 300. ), and at this time, when the LM block 410 is located in the correct position, a stopper (not shown) is screwed into the LM block 410 or LM rail 420 of the LM guide 400 and used. The stopper is a stopping means for keeping the LM block 410 stationary on the LM rail 420.

그리고, 도 3, 도 4 및 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이 상기 센싱부(500)는 공구수용공간(201)에 위치한 공구(20)의 회전시 제1수평부(210) 일단 내측에 마련되어 광을 출력하는 선형투광부(510)와 상기 선형투광부(510)가 마련된 제1수평부(210)에 이웃한 제1수평부(210) 일단 내측에 마련되어 선형투광부(510)로부터 출력되는 광을 수광하는 선형수광부(520)를 구성된다.And, as shown in (a) of FIGS. 3, 4 and 5, the sensing unit 500 is located inside the first horizontal part 210 at one end when the tool 20 located in the tool receiving space 201 rotates. The linear light emitting unit 510 provided to output light and the first horizontal portion 210 adjacent to the first horizontal portion 210 provided with the linear light emitting unit 510 are provided inside one end and output from the linear light emitting unit 510. It consists of a linear light receiving unit 520 for receiving the light to be.

상기 센싱부(500)과 연계된 데이터 취득부(710), 공작기계의 동작을 제어하는 공작기계 제어부(740), 데이터 취득부(710)와 공작기계 제어부(740)에 연결된 제어모듈(720) 및 제어모듈(720)에 연결되어 공구측정정보를 디스플레이하는 표시부(730)를 포함한다.A data acquisition unit 710 associated with the sensing unit 500, a machine tool control unit 740 controlling the operation of the machine tool, and a control module 720 connected to the data acquisition unit 710 and the machine tool control unit 740 and a display unit 730 connected to the control module 720 and displaying tool measurement information.

상기 센싱부(500)는 가속도 센서로서, 공작기계의 가공동작 과정에서 발생하는 회전공구(20)의 변위를 수집하며, 회전공구(20)의 주축을 축 방향으로 설정하여 회전공구(20)의 변위를 측정한다.The sensing unit 500 is an acceleration sensor, and collects the displacement of the rotary tool 20 generated during the machining operation of the machine tool, sets the main axis of the rotary tool 20 in the axial direction, and measure displacement.

상기 회전공구(20)의 축방향에 대한 변위측정의 설정은 회전공구(20)가 공작물을 가공할 때 발생하는 변위를 모두 측정하기 위한 것이며, 변위측정은 가공 과정의 전체 시간에 거쳐 실시간으로 수행되고, 이렇게 측정된 변위 데이터는 데이터 취득부(710)로 전달된다.The setting of the displacement measurement in the axial direction of the rotary tool 20 is to measure all displacements generated when the rotary tool 20 processes the workpiece, and the displacement measurement is performed in real time throughout the entire machining process. and the displacement data measured in this way is transmitted to the data acquisition unit 710.

상기 센싱부(500)에는 통신모듈이 설치되어 측정된 데이터를 데이터 취득부(710)로 무선으로 전달하게 된다.A communication module is installed in the sensing unit 500 to transmit the measured data to the data acquiring unit 710 wirelessly.

상기 데이터 취득부(710)는 센싱부(500)와 연결되고, 상기 센싱부(500)로부터 실시간으로 검출되는 변위 데이터를 마모나 결함 분석을 위한 광속의 차단 양을 통신모듈을 통해 제어모듈(720)로 전달한다.The data acquisition unit 710 is connected to the sensing unit 500 and transmits the displacement data detected in real time from the sensing unit 500 to the control module 720 through a communication module to transmit the blocking amount of light flux for wear or defect analysis. ) is forwarded to

여기서, 공작기계는 가공 종류에 따라 선정된 회전공구(20)를 장착하게 되고, 선정된 회전공구(20)는 공작물의 재질 또는 가공 방법에 따라 마모와 파손의 종류가 각각 다르기 때문에 각 회전공구(20)의 가공 시점을 인식한 후에 전체 가공과정에서 마모, 결함 또는 파손에 따른 광선의 특성을 분석하고 분류하여 미리 결함 패턴의 데이터 베이스로서 저장 구축한다.Here, the machine tool is equipped with a rotary tool 20 selected according to the type of processing, and since the selected rotary tool 20 has different types of wear and damage depending on the material or processing method of the workpiece, each rotary tool ( After recognizing the processing time of 20), the characteristics of light rays according to wear, defect, or damage are analyzed and classified in the entire processing process, and stored as a database of defect patterns in advance.

그리고, 상기 데이터 취득부(710)는 센싱부(500)와 연결되어 상기 센싱부(500)에 의해 획득된 신호를 이용하여 상기 센싱부(500)의 광선양을 측정한다. 이때, 상기 데이터 취득부(710)는 상기 센싱부(500)로부터 입력된 광선신호의 양을 측정하고, 상기 광선신호의 증가 또는 감소량을 측정하여 회전공구(20)의 마모 또는 진동을 예측하게 된다.Also, the data acquisition unit 710 is connected to the sensing unit 500 and measures the amount of light rays of the sensing unit 500 using a signal acquired by the sensing unit 500 . At this time, the data acquisition unit 710 measures the amount of the light signal input from the sensing unit 500, and measures the increase or decrease of the light signal to predict wear or vibration of the rotary tool 20. .

그리고, 상기 제어모듈(720)은 공작기계로부터 공작물을 가공시 회전공구(20)를 제어하는 공작기계 제어부(740)에서 전달된 가공 신호와 공정 신호를 이용하여 가공하는 회전공구 번호를 인식하고, 미리 저장된 회전공구(20)의 데이터 베이스를 불러온다.In addition, the control module 720 recognizes a rotary tool number for processing using a processing signal and a process signal transmitted from the machine tool control unit 740 that controls the rotary tool 20 when processing a workpiece from the machine tool, The database of pre-stored rotary tools 20 is called.

이에, 변위분석 파라미터를 기반으로 데이터 취득부(710)에서 전송되는 변위 데이터를 미리 저장된 데이터 베이스와 비교, 즉 가공 시 변위 특성을 결함 유형별로 분류하여 결함 패턴과 비교함으로써 마모상태나 공구 떨림의 결함 등을 인지하여 회전공구(20)의 잔여 수명 등을 예측할 수 있다.Therefore, based on the displacement analysis parameters, the displacement data transmitted from the data acquisition unit 710 is compared with a pre-stored database, that is, the displacement characteristics during machining are classified by defect type and compared with the defect pattern, resulting in defects in wear conditions or tool vibration. It is possible to predict the remaining life of the rotary tool 20 by recognizing the etc.

이러한 제어모듈(720)은 가공시 회전공구(20)에서 발생하는 변위 특성을 기준으로 회전공구(20)의 마모 정도와 잔여 수명을 예측하게 된다.The control module 720 predicts the degree of wear and remaining life of the rotary tool 20 based on displacement characteristics generated by the rotary tool 20 during processing.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 회전공구(20)의 수명 예측은 먼저 작업자가 공작기계에 대한 가공조건, 가공재료 및 가공 종류에 따라 회전공구(20)를 선정하고, 공작기계 제어부(740)로부터 공정신호를 수신하면, 제어모듈(720)이 선정된 회전공구(20)를 인식한다.To this end, in order to predict the life of the rotary tool 20 according to an embodiment of the present invention, the operator first selects the rotary tool 20 according to the processing conditions, processing materials, and processing types for the machine tool, and the machine tool control unit 740 ) Upon receiving a process signal from, the control module 720 recognizes the selected rotary tool 20.

이때, 미리 각각의 회전공구(20)에 대한 가공과정에서 마모, 결함 또는 파손에 따른 변위 특성을 분석하고 분류하여 결함 패턴의 데이터 베이스를 저장 구축하고, 상기 제어모듈(720)이 저장 구축된 데이터 베이스 중 선정된 회전공구(20)의 결함 패턴을 포함하는 데이터 베이스를 선택하여 불러올 수 있다.At this time, in the processing process for each rotary tool 20 in advance, the displacement characteristics according to wear, defect, or damage are analyzed and classified to store and build a database of defect patterns, and the control module 720 stores and builds data. A database including a defect pattern of the rotary tool 20 selected from among the bases may be selected and loaded.

이와 같은 과정을 포함한 본 발명의 실시예에 따른 변위측정시스템(10)을 갖춘 공작기계의 회전공구(20)는 작업자가 공작기계 가동 시 정기적으로 회전공구(20)의 상태를 검사하지 않고 변위 센싱부(500)를 이용하여 회전공구(20)의 마모나 결함 상태 등을 검출하여 변위특성을 수집하고, 수집된 변위특성을 정량적 및 정성적으로 분석하며, 구축된 회전공구(20)의 수명 예측 알고리즘 또는 회전공구(20)의 이상 발생시 블랙박스 기능을 하여 공구의 이상 발생원의 알고리즘을 예측 또는 판단할 수 있다.The rotary tool 20 of the machine tool equipped with the displacement measurement system 10 according to the embodiment of the present invention including the above process is displacement sensing without the operator regularly inspecting the state of the rotary tool 20 when the machine tool is running. By using the unit 500, the wear or defect state of the rotating tool 20 is detected to collect displacement characteristics, the collected displacement characteristics are quantitatively and qualitatively analyzed, and the life of the built rotating tool 20 is predicted. When an error occurs in the algorithm or the rotary tool 20, it can function as a black box to predict or determine the algorithm of the error source of the tool.

그리고, 회전공구(20)가 측정부(200)의 공구수용공간(201) 중앙의 정위치에 위치하도록 고정부(300) 상에 측정부(200)를 좌우 이동이 가능하도록 다음과 같은 구조가 포함된다.In addition, the following structure is provided so that the measuring unit 200 can be moved left and right on the fixing unit 300 so that the rotary tool 20 is located in the center of the tool receiving space 201 of the measuring unit 200. included

도 4에 나타낸 바와 같이 상기 측정부(200)의 각 제1수평부(210) 타단에 조절공(211)이 형성되며, 상기 제1수평부(210)의 조절공(211)에 연통되도록 고정부(300)의 제2수평부(310) 길이를 따라 소정의 수평길이로 관통 절개된 수평가이드공(311)이 형성되며, 상기 제1수평부(210)의 조절공(211)을 통해 제2수평부(310)의 수평가이드공(311)을 연결 고정시키는 고정볼트(50)가 포함되는 변위측정시스템을 제공한다.As shown in FIG. 4, an adjustment hole 211 is formed at the other end of each first horizontal part 210 of the measurement part 200, and is connected to the adjustment hole 211 of the first horizontal part 210. A horizontal guide hole 311 penetrated to a predetermined horizontal length along the length of the second horizontal part 310 of the top 300 is formed, and through the adjusting hole 211 of the first horizontal part 210 It provides a displacement measuring system that includes a fixing bolt 50 for connecting and fixing the horizontal guide hole 311 of the second horizontal part 310.

상기 지지대(100)를 기준으로 측정부(200)와 고정부(300)가 서로 대향되는 방향에서 제1, 3가이드공(101)(103)을 통해 삽입되며, 이때 측정부(200)는 상측 그리고 고정부(300)는 하측에 위치하면서 측정부(200)의 제1수평부(210) 하면이 고정부(300)의 제2수평부(310) 상면에 면접된다.Based on the support 100, the measuring part 200 and the fixing part 300 are inserted through the first and third guide holes 101 and 103 in opposite directions. And while the fixing part 300 is located on the lower side, the lower surface of the first horizontal part 210 of the measuring part 200 is interviewed to the upper surface of the second horizontal part 310 of the fixing part 300.

그리고 지지대(100)를 기준으로 측정부(200)를 우측으로 이동시켜 전/후측의 제1수평부(210) 내측에 마련된 센싱부(500) 사이의 중앙에 공구(20)가 위치하게 되면 제1수평부(210) 단부에 형성된 조절공(211)으로 고정볼트(50)를 통과하여 제2수평부(310)의 수평가이드공(311)을 통해 제2수평부(310)를 체결하여 측정부(200)와 고정부(300)를 고정시키게 된다.In addition, when the tool 20 is located in the center between the sensing units 500 provided inside the first horizontal portion 210 on the front/rear side by moving the measuring unit 200 to the right with respect to the support 100, the first Measured by fastening the second horizontal part 310 through the horizontal guide hole 311 of the second horizontal part 310 through the fixing bolt 50 through the adjustment hole 211 formed at the end of the first horizontal part 210 The part 200 and the fixing part 300 are fixed.

그리고, 상기 고정부(300)의 제2수평부(310)가 지지대(100)의 제1, 3가이드공(101)(103)을 통과한 후 지지대(100)의 타측으로 돌출된 제1수평부(210)의 하측에 상하받침부(40)가 설치되며, 이때 제1수평부(210)의 하면이 상하받침부(40)의 상면에 면접되며, 상기 고정볼트(50)의 하부가 수평가이드공(311)을 통과하여 상하받침부(40)의 상면에 형성된 고정공에 체결 고정하게 된다.After the second horizontal part 310 of the fixing part 300 passes through the first and third guide holes 101 and 103 of the support 100, the first horizontal part protrudes to the other side of the support 100. The upper and lower supporting parts 40 are installed on the lower side of the unit 210, and at this time, the lower surface of the first horizontal part 210 is interviewed on the upper surface of the upper and lower supporting parts 40, and the lower part of the fixing bolt 50 is horizontal. It passes through the guide hole 311 and is fastened and fixed to the fixing hole formed on the upper surface of the upper and lower support portion 40.

그리고, 상기 상하받침부(40)는 측정부(200)와 고정부(300)가 제1, 3가이드공(101)(103)을 따라 상하 이동시 이에 대응된 길이로 상하 이동을 할 수 있는 구조를 가진다.In addition, the upper and lower supporting parts 40 have a structure in which the measuring part 200 and the fixing part 300 can move up and down with a corresponding length when the first and third guide holes 101 and 103 move up and down. have

그리고, 상기 측정부(200)가 고정부(300)에 견고한 고정구조를 가지도록 다음과 같은 구조가 포함된다.In addition, the following structure is included so that the measuring unit 200 has a rigid fixing structure to the fixing unit 300.

도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 측정부(200)의 제1연결부(220) 중앙에 결합공(221)이 형성되며,As shown in FIGS. 3 to 5, a coupling hole 221 is formed in the center of the first connection portion 220 of the measurement unit 200,

상기 고정부(300)의 제2연결부(320) 상단 중앙에 상향 돌출 연결된 제1결합판부(330)가 형성되며,A first coupling plate portion 330 protruding upward is formed at the center of the upper end of the second connection portion 320 of the fixing portion 300,

상기 제1결합판부(330)의 타측면 중앙에 일단이 연결되어 지지대(100)의 제2가이드공(102)을 통과하여 제1연결부(220)의 결합공(221)을 통과하는 체결볼트(331)가 형성되며,A fastening bolt having one end connected to the center of the other side of the first coupling plate portion 330 and passing through the second guide hole 102 of the support 100 and passing through the coupling hole 221 of the first connection portion 220 ( 331) is formed,

상기 제1연결부(220)의 결합공(221)을 통과하여 돌출된 체결볼트(331) 단부에 너트(332)를 채워 고정하는 구조를 가지는 변위측정시스템(10)을 제공한다.Provided is a displacement measuring system 10 having a structure in which a nut 332 is filled and fixed to an end of a fastening bolt 331 protruding through the coupling hole 221 of the first connection part 220.

상기 지지대(100)를 기준으로 양측에서 제1, 3가이드공(101)(103)을 통해 측정부(200)의 제1수평부(210)와 고정부(300)의 제2수평부(310)가 삽입될 경우 고정부(300)의 제1결합판부(330)에 형성된 소정 수평길이의 체결볼트(331)가 제2가이드공(102)을 통해 삽입되어 측정부(200)의 제1연결부(220) 중앙에 형성된 결합공(221)을 통해 삽입되며, 이때 제1연결부(220)의 결합공(221)을 통과한 체결볼트(331) 단부에 하나의 너트(332)를 채워 체결 고정하며, 그리고 상기 제1연결부(220)의 결합공(221)을 통과하기 전에 체결볼트(331)로 다른 하나의 너트(332)를 나사 결합하여 제1연결부(220)의 결합공(221)으로 체결볼트(331)를 통과한 후에 제1연결부(220) 외측으로 돌출된 체결볼트(331) 단부에 하나의 너트(332)를 체결 고정하며, 이때 제1연결부(220)의 내측에 위치한 다른 하나의 너트(332)를 제1연결부(220) 내측에 밀착되도록 체결 고정하게 된다.The first horizontal part 210 of the measuring part 200 and the second horizontal part 310 of the fixing part 300 through the first and third guide holes 101 and 103 on both sides of the support 100 ) is inserted, the fastening bolt 331 of a predetermined horizontal length formed in the first coupling plate portion 330 of the fixing part 300 is inserted through the second guide hole 102 to the first connection part of the measuring part 200 (220) is inserted through the coupling hole 221 formed in the center, and at this time, one nut 332 is filled at the end of the fastening bolt 331 passing through the coupling hole 221 of the first connection part 220 and fastened and fixed. And, before passing through the coupling hole 221 of the first connection portion 220, another nut 332 is screwed together with the fastening bolt 331 and fastened to the coupling hole 221 of the first connection portion 220. After passing through the bolt 331, one nut 332 is fastened and fixed to the end of the fastening bolt 331 protruding outward of the first connection part 220, and at this time, the other one located inside the first connection part 220 The nut 332 is tightened and fixed so as to be in close contact with the inside of the first connection part 220 .

상기 체결볼트(322)가 제1결합판부(330)의 결합공(221)을 통과하였을 때 체결볼트(331)가 수평상태로 배치된다.When the fastening bolt 322 passes through the coupling hole 221 of the first coupling plate portion 330, the fastening bolt 331 is disposed in a horizontal state.

그리고, 상기 측정부(200)의 공구수용공간(201) 중앙에 공구(20)가 정위치에 설정되었는 지를 검사할 수 있는 수단이 다음과 같은 구조로 포함된다.In addition, a means for inspecting whether the tool 20 is set in the correct position in the center of the tool receiving space 201 of the measuring unit 200 is included in the following structure.

도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 측정부(200)의 제1연결부(220) 상단 중앙에 상향 돌출된 제2결합판부(230)가 형성되면서 제2결합판부(230)의 중앙에 삽입공(231)이 형성되며,As shown in FIGS. 3 to 5, the second coupling plate portion 230 protruding upward is formed at the center of the upper end of the first connection portion 220 of the measurement unit 200, and an insertion hole is formed at the center of the second coupling plate portion 230. (231) is formed,

상기 지지대(100)의 제2가이드공(102)을 긴밀히 통과하여 타단이 제2결합판부(230)의 삽입공(231)을 통과하는 수평길이의 수평봉(610)과 상기 수평봉(610)의 일단에 타측면 중앙이 연결되면서 일측면에 공구(20)의 외주의 형상에 대응된 형상을 가진 오목형상부(621)가 형성된 위치조절부(620)로 구성된 기준조절체(600)가 더 포함되는 변위측정시스템(10)을 제공한다.A horizontal rod 610 of a horizontal length passing closely through the second guide hole 102 of the support 100 and the other end passing through the insertion hole 231 of the second coupling plate 230 and one end of the horizontal rod 610 A reference adjusting body 600 composed of a position adjusting unit 620 having a concave shape 621 having a shape corresponding to the shape of the outer circumference of the tool 20 is formed on one side while the center of the other side is connected to the A displacement measuring system 10 is provided.

상기 기준조절체(600)는 수평길이의 수평봉(610)과 상시 수평봉(610) 일단에 고정된 위치조절부(620)로 구성되며, 상기 수평봉(610)은 제2가이드공(102)을 통과하여 제2결합판부(230)의 삽입공(231)을 자유롭게 통과하는 구조로 설치되며, 상기 제2가이드공(102)을 통과시 고정부(300)의 제1결합판부(330)의 상단에 안착되며, 이때 제2결합판부(230)의 삽입공(231)을 통과하였을 때 수평봉(610)이 수평상태를 유지하도록 제1결합판부(330)의 높이를 형성한다.The standard adjusting body 600 is composed of a horizontal bar 610 of a horizontal length and a position adjusting unit 620 fixed to one end of the horizontal bar 610, and the horizontal bar 610 passes through the second guide hole 102. It is installed in a structure that freely passes through the insertion hole 231 of the second coupling plate portion 230, and at the top of the first coupling plate portion 330 of the fixing portion 300 when passing through the second guide hole 102 It is seated, and at this time, the height of the first coupling plate portion 330 is formed so that the horizontal bar 610 maintains a horizontal state when passing through the insertion hole 231 of the second coupling plate portion 230.

그리고 상기 위치조절부(620)의 일측면에 형성된 오목형상부(621)가 형성되며, 이때 오목형상부(621)는 공구(20)의 외주면 형상에 대응되는 형상을 가지며, 이에 위치조절부(620)의 오목형상부(621) 내로 공구(20)를 긴밀히 수용하였을 경우 공구(20)가 공구수용공간(201)의 중앙에 정위치함을 판단하여 LM가이드(400)를 정지 수행 및 측정부(200)와 고정부(300)를 고정하는 수행을 하게 된다.In addition, a concave portion 621 formed on one side of the position adjusting portion 620 is formed, and at this time, the concave portion 621 has a shape corresponding to the outer circumferential shape of the tool 20, and thus the position adjusting portion ( When the tool 20 is tightly accommodated into the concave portion 621 of 620), it is determined that the tool 20 is positioned in the center of the tool accommodation space 201, and the LM guide 400 is stopped and the measuring unit 200 and the fixing part 300 are performed.

그리고, 상기 기준조절체(600)의 위치조절부(620)에 의해 공구(20)의 정위치를 확인한 후 수평봉(610)을 삽입공(231)을 통해 제2결합판부(230) 외측으로 더 돌출되도록 이동시켜 공구(20)로부터 위치조절부(620)의 오목형상부(621)를 이탈시키며, 이때 위치조절부(620)의 타측면 하측이 제1결합판부(330)의 일측면 상측에 면접 또는 근접하게 이동시킨다.Then, after confirming the correct position of the tool 20 by the position adjusting unit 620 of the reference adjusting body 600, the horizontal bar 610 is further outward of the second coupling plate unit 230 through the insertion hole 231. The concave portion 621 of the positioning unit 620 is separated from the tool 20 by moving it so as to protrude. Interview or move closer.

또한, 상기 삽입공(231)이 제1결합판부(330)의 수직 상향으로 절개된 형태를 가지어 위치조절부(620)에 의해 공구(20)의 정위치를 확인한 후 수평봉(610)을 삽입공(231)으로부터 해제 후 기준조절체(600)를 제거할 수 있는 구조를 가질 수 있다.In addition, the insertion hole 231 has a shape cut vertically upward of the first coupling plate part 330, and after confirming the correct position of the tool 20 by the position adjusting unit 620, the horizontal bar 610 is inserted. After release from the ball 231, it may have a structure capable of removing the standard adjusting body 600.

또한, 도면에 미도시되었지만 상기 수평봉(610)에 위치조절부(620)가 형성되지 않고, 상기 공구(20)의 외경과 동일한 내경을 가진 통공이 상하 관통되면서 상기 제2결합판부(230)의 삽입공(231)의 위치에 대응된 일면 중앙에 볼트공이 형성된 사면체형의 삽입체(미도시)가 설치되며,In addition, although not shown in the drawing, the position adjusting part 620 is not formed on the horizontal bar 610, and the through hole having the same inner diameter as the outer diameter of the tool 20 passes through the upper and lower parts of the second coupling plate part 230. A tetrahedral insert (not shown) having a bolt hole is installed in the center of one surface corresponding to the position of the insertion hole 231,

상기 기준조절체(600)의 수평봉(610)이 제2결합판부(230)의 삽입공(231)을 통과하여 공구(20) 상에 결속된 삽입체의 볼트공에 수평봉(610) 단부가 나사 결합되며, 이때 수평봉(610)이 수평길이로 형성되어 공구(20)가 공구수용공간(201)의 중앙에 정위치함을 판단하게 되며, 그리고 상기 수평봉(610)의 일면에 수평계(미도시)가 설치되며, 상기 수평계는 물방울 수평계로 이루어진다.The horizontal bar 610 of the standard adjusting body 600 passes through the insertion hole 231 of the second coupling plate 230, and the end of the horizontal bar 610 is screwed into the bolt hole of the insertion body bound on the tool 20. At this time, the horizontal bar 610 is formed in a horizontal length, and it is determined that the tool 20 is positioned in the center of the tool receiving space 201, and a level (not shown) is placed on one side of the horizontal bar 610. is installed, and the leveling system consists of a droplet leveling system.

이상과 같이 본 발명은 회전공구의 변위측정시스템을 제공하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 일 실시 예에 불과하므로 본 발명의 진정한 범위는 청구범위에 의해 결정되어야 한다.As described above, the main technical idea of the present invention is to provide a displacement measuring system for a rotary tool, and the embodiment described above with reference to the drawings is only one embodiment, so the true scope of the present invention is determined by the claims. It should be.

변위측정시스템 10 공구 20 지지대 100
제1가이드공 101 제2가이드공 102 제3가이드공 103
측정부 200 제1수평부 210 조절공 211
제1연결부 220 제2결합판부 230 삽입공 231
고정부 300 제2수평부 310 제2연결부 320
제1결합판부 330 LM가이드 400 LM블럭 410
LM레일 420 센싱부 500 선형투광부 510
선형수광부 520 기준조립체 600 수평부 610
위치조절부 620 오목형상부 621
Displacement measurement system 10 Tool 20 Support 100
1st guide hole 101 2nd guide hole 102 3rd guide hole 103
Measuring part 200 First horizontal part 210 Control hole 211
First connection part 220 Second coupling plate part 230 Insertion hole 231
Fixing part 300 Second horizontal part 310 Second connecting part 320
First coupling plate 330 LM guide 400 LM block 410
LM rail 420 Sensing unit 500 Linear emitter 510
Linear light receiver 520 reference assembly 600 horizontal part 610
Position adjusting part 620 Concave part 621

Claims (6)

주축에 연결되어 고속 회전하는 수직형 공구(20)의 변위를 측정하는 변위측정시스템에 있어서,
상기 수직형 공구(20)의 측부로 이격되게 배치되어 수직길이로 절개된 제1, 2, 3가이드공(101)(102)(103)이 등간격으로 배열된 지지대(100);와,
상기 지지대(100) 타측에 형성된 제1, 3가이드공(101)(103)을 통해 각각 삽입되어 지지대(100) 일측으로 돌출되면서 내측에 공구수용공간(201)이 형성된 전측 및 후측의 제1수평부(210)와 상기 전측 및 후측 제1수평부(210)의 타단을 상호 연결하는 제1연결부(220)로 구성된 측정부(200);와,
상기 측정부(200)의 하측에 배치되어 지지대(100) 일측에 형성된 제1, 3가이드공(101)(103)을 통해 각각 삽입되어 지지대(100) 타측으로 돌출되면서 제1수평부(210)의 위치에 대응되도록 제1수평부(210)의 하측에 위치한 전측 및 후측의 제2수평부(310)와 상기 전후측 제2수평부(310)의 타단을 상호 연결하는 제2연결부(320)로 이루어진 고정부(300);와,
상기 지지대(100)의 하부에 고정된 LM블록(410)과 상기 LM블록(410) 하부에 위치하여 LM블록(410)과 결합되면서 전후 이동되는 LM레일(420)이 베이스부(30)에 고정된 구조의 LM가이드(400);와,
상기 공구수용공간(201)에 위치한 공구(20)의 회전시 제1수평부(210) 일단 내측에 마련되어 광을 출력하는 선형투광부(510)와 상기 선형투광부(510)가 마련된 제1수평부(210)에 이웃한 제1수평부(210) 일단 내측에 마련되어 선형투광부(510)로부터 출력되는 광을 수광하는 선형수광부(520)를 포함하는 센싱부(500); 및,
상기 측정부(200)의 각 제1수평부(210) 타단에 조절공(211)이 형성되며, 상기 제1수평부(210)의 조절공(211)에 연통되도록 고정부(300)의 제2수평부(310) 길이를 따라 소정의 수평길이로 관통 절개된 수평가이드공(311)이 형성되며, 상기 제1수평부(210)의 조절공(211)을 통해 제2수평부(310)의 수평가이드공(311)을 연결 고정시키는 고정볼트(50);로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전공구의 변위측정시스템.
In the displacement measurement system for measuring the displacement of a vertical tool 20 connected to the main shaft and rotating at high speed,
A support 100 in which first, second, and third guide holes 101, 102, and 103, which are spaced apart from the side of the vertical tool 20 and cut in a vertical length, are arranged at equal intervals;
It is inserted through the first and third guide holes 101 and 103 formed on the other side of the support 100 and protrudes to one side of the support 100, and the tool receiving space 201 is formed inside the first horizontal front and rear sides. A measurement unit 200 composed of a first connection unit 220 interconnecting the unit 210 and the other ends of the front and rear first horizontal units 210;
The first horizontal part 210 is inserted through the first and third guide holes 101 and 103 disposed below the measuring part 200 and formed on one side of the support 100 and protrudes to the other side of the support 100. A second connection part 320 interconnecting the front and rear second horizontal parts 310 located below the first horizontal part 210 and the other ends of the front and rear second horizontal parts 310 so as to correspond to the position of A fixing part 300 made of; and,
An LM block 410 fixed to the lower part of the support 100 and an LM rail 420 located below the LM block 410 and moved back and forth while being combined with the LM block 410 are fixed to the base part 30 LM guide 400 having a structure; and,
When the tool 20 located in the tool accommodating space 201 rotates, the first horizontal part 210 has a linear light emitter 510 that outputs light once provided inside and a first horizontal part provided with the linear light emitter 510. a sensing unit 500 including a linear light receiving unit 520 disposed inside one end of the first horizontal unit 210 adjacent to the unit 210 and receiving light output from the linear light emitting unit 510; and,
An adjustment hole 211 is formed at the other end of each first horizontal part 210 of the measuring part 200, and the first horizontal part 210 of the fixing part 300 is connected to the adjustment hole 211. A horizontal guide hole 311 cut through to a predetermined horizontal length along the length of the second horizontal part 310 is formed, and the second horizontal part 310 is formed through the adjusting hole 211 of the first horizontal part 210. Displacement measuring system of a rotating tool, characterized in that consisting of; a fixing bolt 50 for connecting and fixing the horizontal guide ball 311 of the.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 측정부(200)의 제1연결부(220) 중앙에 결합공(221)이 형성되며,
상기 고정부(300)의 제2연결부(320) 상단 중앙에 상향 돌출 연결된 제1결합판부(330)가 형성되며,
상기 제1결합판부(330)의 타측면 중앙에 일단이 연결되어 지지대(100)의 제2가이드공(102)을 통과하여 제1연결부(220)의 결합공(221)을 통과하는 체결볼트(331)가 형성되며,
상기 제1연결부(220)의 결합공(221)을 통과하여 돌출된 체결볼트(331) 단부에 너트(332)를 채워 고정하는 것을 특징으로 하는 회전공구의 변위측정시스템.
According to claim 1,
A coupling hole 221 is formed at the center of the first connection part 220 of the measuring part 200,
A first coupling plate portion 330 protruding upward is formed at the center of the upper end of the second connection portion 320 of the fixing portion 300,
A fastening bolt having one end connected to the center of the other side of the first coupling plate portion 330 and passing through the second guide hole 102 of the support 100 and passing through the coupling hole 221 of the first connection portion 220 ( 331) is formed,
Displacement measuring system for a rotary tool, characterized in that the nut 332 is fixed to the end of the fastening bolt 331 protruding through the coupling hole 221 of the first connection part 220.
제1항에 있어서,
상기 측정부(200)의 제1연결부(220) 상단 중앙에 상향 돌출된 제2결합판부(230)가 형성되면서 제2결합판부(230)의 중앙에 삽입공(231)이 형성되며,
상기 지지대(100)의 제2가이드공(102)을 긴밀히 통과하여 타단이 제2결합판부(230)의 삽입공(231)을 통과하는 수평길이의 수평봉(610)과 상기 수평봉(610)의 일단에 타측면 중앙이 연결되면서 일측면에 공구(20)의 외주의 형상에 대응된 형상을 가진 오목형상부(621)가 형성된 위치조절부(620)로 구성된 기준조절체(600)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 회전공구의 변위측정시스템.
According to claim 1,
An insertion hole 231 is formed at the center of the second coupling plate portion 230 as the second coupling plate portion 230 protrudes upward from the center of the upper end of the first connection portion 220 of the measuring unit 200,
A horizontal rod 610 of a horizontal length passing closely through the second guide hole 102 of the support 100 and the other end passing through the insertion hole 231 of the second coupling plate 230 and one end of the horizontal rod 610 A reference adjusting body 600 composed of a position adjusting unit 620 having a concave shape 621 having a shape corresponding to the shape of the outer circumference of the tool 20 is formed on one side while the center of the other side is connected to the Displacement measuring system for a rotating tool, characterized in that.
제4항에 있어서,
상기 수평봉(610)에 위치조절부(620)가 형성되지 않고, 상기 공구(20)의 외경과 동일한 내경을 가진 통공이 상하 수직 관통되면서 상기 제2결합판부(230)의 삽입공(231) 위치에 대응된 일면 중앙에 볼트공이 형성된 정사면체형의 삽입체가 설치되며,
상기 기준조절체(600)의 수평봉(610)이 제2결합판부(230)의 삽입공(231)을 통과하여 공구 상에 결속된 삽입체의 볼트공에 수평봉(610) 단부가 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 회전공구의 변위측정시스템.
According to claim 4,
The position adjusting part 620 is not formed in the horizontal bar 610, and the insertion hole 231 of the second coupling plate part 230 is positioned as the through hole having the same inner diameter as the outer diameter of the tool 20 vertically penetrates vertically. A tetrahedral insert is installed in which a bolt hole is formed in the center of one side corresponding to
The horizontal bar 610 of the standard adjusting body 600 passes through the insertion hole 231 of the second coupling plate 230 and the end of the horizontal bar 610 is screwed into the bolt hole of the inserted body bound on the tool. Displacement measurement system of a rotating tool characterized by.
제1항, 제3항 내지 제4항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
상기 공구(20)에 마련된 센싱부(500), 상기 센싱부(500)와 연결된 데이터 취득부(710), 공작기계의 동작을 제어하는 공작기계 제어부(740), 데이터 취득부(710)와 공작기계 제어부(740)에 연결된 제어모듈(720) 및 제어모듈(720)에 연결되어 공구측정정보를 디스플레이하는 표시부(730)를 포함하며,
상기 센싱부(500)는 변위센서로서, 공작기계의 가공동작 과정에서 발생하는 회전공구(20)에 전달되는 변위를 수집하며,
상기 데이터 취득부(710)는 센싱부(500)와 연결되고, 상기 센싱부(500)로부터 실시간으로 검출되는 변위 데이터를 마모나 결함 분석을 위한 변위 변화를 통신모듈을 통해 제어모듈(720)로 전달하며,
상기 제어모듈(720)은 공작기계 제어부(740)에서 전달된 가공 신호와 공정 신호를 이용하여 가공하는 회전공구 번호를 인식하고, 미리 저장된 회전공구(20)의 데이터 베이스를 불러오며, 변위분석 파라미터를 기반으로 데이터 취득부(710)에서 전송되는 변위 데이터를 미리 저장된 데이터 베이스와 비교하는 것을 특징으로 하는 회전공구의 변위측정시스템.
According to any one selected from claims 1, 3 to 4,
The sensing unit 500 provided in the tool 20, the data acquisition unit 710 connected to the sensing unit 500, the machine tool control unit 740 controlling the operation of the machine tool, the data acquisition unit 710 and the machine tool A control module 720 connected to the machine control unit 740 and a display unit 730 connected to the control module 720 to display tool measurement information,
The sensing unit 500 is a displacement sensor, and collects displacement transmitted to the rotary tool 20 generated during the machining operation of the machine tool,
The data acquisition unit 710 is connected to the sensing unit 500, and transmits the displacement data detected in real time from the sensing unit 500 to the control module 720 through a communication module for displacement change for wear or defect analysis. deliver,
The control module 720 recognizes the number of a rotary tool to be processed using the processing signal and the process signal transmitted from the machine tool control unit 740, calls a database of the rotary tool 20 stored in advance, and performs displacement analysis parameters. Displacement measuring system of a rotary tool, characterized in that for comparing the displacement data transmitted from the data acquisition unit 710 with a previously stored database based on.
KR1020230039427A 2023-03-26 2023-03-26 Displacement measurement system of a rotary tool KR102549877B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230039427A KR102549877B1 (en) 2023-03-26 2023-03-26 Displacement measurement system of a rotary tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230039427A KR102549877B1 (en) 2023-03-26 2023-03-26 Displacement measurement system of a rotary tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102549877B1 true KR102549877B1 (en) 2023-06-30

Family

ID=86959497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230039427A KR102549877B1 (en) 2023-03-26 2023-03-26 Displacement measurement system of a rotary tool

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102549877B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH055382U (en) * 1991-07-04 1993-01-26 株式会社明電舎 Tool mounting device
EP0766857A2 (en) * 1994-06-23 1997-04-09 London Health Association Method and system for constructing and displaying three-dimensional images
KR101389960B1 (en) 2012-09-12 2014-04-29 한양대학교 에리카산학협력단 Vibration suppression device for machine tool
KR102073290B1 (en) 2017-10-17 2020-03-02 주식회사 대영테크 Signal Processing Method For Adaptive Vibration Control Of Machine Tools
KR20220160141A (en) * 2021-05-26 2022-12-06 주식회사 지노이드 Displacement measuring device for tools rotating at high speed

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH055382U (en) * 1991-07-04 1993-01-26 株式会社明電舎 Tool mounting device
EP0766857A2 (en) * 1994-06-23 1997-04-09 London Health Association Method and system for constructing and displaying three-dimensional images
KR101389960B1 (en) 2012-09-12 2014-04-29 한양대학교 에리카산학협력단 Vibration suppression device for machine tool
KR102073290B1 (en) 2017-10-17 2020-03-02 주식회사 대영테크 Signal Processing Method For Adaptive Vibration Control Of Machine Tools
KR20220160141A (en) * 2021-05-26 2022-12-06 주식회사 지노이드 Displacement measuring device for tools rotating at high speed

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102005626B1 (en) Optical detecting apparatus for detecting a degree of freedom error of a spindle and a detecting method thereof
EP2647950B1 (en) Apparatus for measuring an object
JP6434446B2 (en) Processing system
US4928019A (en) System for compensatively correcting for displacements due to heat in machine tools
US11400556B2 (en) Abnormality detection apparatus for working tools
EP0439907A2 (en) Apparatus and method for the noncontact measurement of drill diameter, runout, and tip position
EP1707293A1 (en) Method and device for measuring and adjusting the electrode for taper machining on an electrical discharge machine
KR20220012303A (en) A machine tool having a machining module and a unit for detecting the profile of the tool and a method for detecting a profile of a tool
JP6013139B2 (en) Tool length measuring method and machine tool
US6286055B1 (en) Error correction apparatus for NC machine tool
KR102549877B1 (en) Displacement measurement system of a rotary tool
EP0085124B1 (en) Screw inspection device
CN111451838A (en) Machine tool, management system, and tool deterioration detection method
US6225771B1 (en) Probe chord error compensation
CN109693278A (en) For running the method and processing facility of at least one process equipment
US20160082561A1 (en) Test gauge
EP1348934B1 (en) Accuracy analyzing apparatus for machine tool
EP3450936A1 (en) Optical apparatus and method for assessing the beam profile of a non-contact tool setting apparatus
CN107990827B (en) Full-automatic detection system for M value and tooth surface run-out of worm
US20120017671A1 (en) Test gauge
CN212420599U (en) Tool setting device and processing equipment with same
CN1822916A (en) Apparatus and method for the position checking of a mechanical part
US20120243956A1 (en) Machine tool
EP3847415B1 (en) 360 degree optical measuring device
CN111975448A (en) Tool setting device, machining equipment and tool setting control method

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant