KR102685871B1 - 공구 마모 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공구 마모 측정장치에 관한 것으로, 공작기계에 배치되는 고정브라켓과, 상기 고정브라켓에 연결되는 승강부, 및 상기 승강부에 연결되고, 공구의 마모를 측정하는 센서부를 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에 따르면, 공구의 마모 측정위치에 대응하여 측정센서의 위치를 정밀하게 조절할 수 있다.

Description

공구 마모 측정장치{Device for measuring wear of tool.}

본 발명은 공구 마모 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공구의 마모 측정위치에 대응하여 측정센서의 위치를 정밀하게 조절할 수 있는 공구 마모 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 공작기계 중에는 주축이 수직방향으로 놓여져 테이블 위에 고정된 공작물을 가공하는 수직형 공작기계(VERTICAL MACHINING CENTER)가 있고, 주축이 수평방향으로 놓여진 수평형 공작기계가 있다.

이러한 수직형 또는 수평형 공작기계는 동일한 공구를 장시간 사용하여 가공물을 가공하면 공구 끝단이 마모되거나 파손으로 인해 가공품의 가공 오차가 발생하거나 미삭 등의 결과가 발생하게 된다.

도 1에는 수직형 공작기계(1)에 배치된 종래의 공구 마모 측정장치(10)를 도시하고 있다. 수직형 공작기계(1)는 공구(2)가 공구 이동장치(3)에 의해 공작물(P) 방향으로 이동하여 공작물(P)을 가공할 수 있다. 공작물(P)은 테이블(4)에 고정되고, 테이블(4)이 회전하면 공작물(P)이 회전하여 공구(2)에 의해 가공된다.

공구 마모 측정장치(10)는 고정브라켓(11)에 의해 공작기계(1)상에 배치되고, 고정브라켓(11)의 상단에는 링크블록(12)이 고정되고, 링크블록(12)에는 공구(2) 방향으로 신장된 빔(13)이 배치되며, 빔(13)의 단부에는 공구(2)의 마모를 측정하는 측정센서(14)가 배치된다.

측정센서(14)는 공구(2)의 마모 측정부위(2a)에 접촉되며 마모 정도를 측정한다. 그런데 공구(2)가 공작물(P)을 가공하기 위해 하강하거나 또는 상승하여 측정센서(14)의 높이와 공구(2)의 마모 측정부위(2a)의 높이가 일치하지 않으면 원활히 측정할 수 없는 문제가 있다.

특히 종래 공구 마모 측정장치는 측정센서(14)의 상하 위치가 고정브라켓(11)에 의해 고정되어 있어 높이를 조절할 수 없으므로, 상호간의 높이가 일치하지 않으면, 공구(2)의 마모 정도를 정밀하게 측정할 수 없는 한계가 있다.

KR 20-0348150

본 발명은 상기와 같이 관련 기술분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 공구의 마모 측정위치에 대응하여 측정센서의 위치를 정밀하게 조절할 수 있는 공구 마모 측정장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 공구 마모 측정장치에 관한 것으로, 공작기계에 배치되는 고정브라켓; 상기 고정브라켓에 배치되는 승강부; 및 상기 승강부에 연결되고, 공구의 마모를 측정하는 센서부;를 포함하고, 상기 승강부는 공구의 마모 측정부위의 높이에 대응하여 상기 센서부의 높이를 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 승강부는, 상기 고정브라켓에 고정되는 프레임; 상기 프레임에 길이방향으로 형성되는 리니어가이드; 상기 프레임의 내부에 배치되는 승강액추에이터; 및 상기 승강액추에이터에 연결되고, 상기 센서부를 승강하는 승강블록;를 포함하고, 상기 승강블록은 상기 승강액추에이터의 작동하면, 상기 리니어가이드를 따라 상하방향으로 이동할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 승강부와 상기 센서부 사이에 배치되는 회전부;를 더 포함하되, 상기 회전부는 공구의 마모 측정부위의 원주방향 위치에 대응하여 상기 센서부를 회전시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 회전부는, 상기 승강블록과 링크브라켓에 의해 연결되는 제1 바디; 및 상기 제1 바디에 회전 가능하게 연결되는 제2 바디;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 회전부는, 상기 제1 바디의 내부에 배치되고, 상기 제2 바디와 회전축으로 연결되는 회전모터;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제2 바디와 상기 센서부 사이에 배치되는 빔;을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제2 바디와 상기 빔 사이에 배치되고, 상기 빔을 신축하는 신축부;를 더 포함하되, 상기 신축부는 공구의 마모 측정부위의 거리에 대응하여 상기 센서부의 거리를 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 신축부는, 상기 제2 바디에 연결되고 중앙부에는 상기 빔에 배치되는 개구홀이 형성된 하우징; 및 상기 개구홀에 배치되고 상기 빔의 단부에 연결되는 신축액추에이터;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 공구의 마모 측정위치에 대응하여 측정센서의 위치를 정밀하게 조절할 수 있어, 공구의 사용연한 및 교체시기를 적절하게 파악할 수 있다. 이러한 공구 교체의 적절한 시기 파악은 궁극적으로 공작기계의 가공 정밀성을 높인다.

도 1은 종래 공구 마모 측정장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명인 공구 마모 측정장치를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명인 공구 마모 측정장치에 대한 조립도.
도 4는 본 발명인 공구 마모 측정장치에서 승강부의 작동상태를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명인 공구 마모 측정장치의 작동상태를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명인 공구 마모 측정장치에서 회전부를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명인 공구 마모 측정장치에서 회전부에 배치된 신축부를 나타낸 도면.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 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.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들면, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다. 이하에서 설명하는 복수의 실시예들은 서로 상충되지 않는 한 중복하여 적용될 수 있다.

도 2 내지 도 6을 참고하면, 본 발명인 공구 마모 측정장치(100)는 고정브라켓(200), 승강부(300), 회전부(400) 및 센서부(500)를 포함할 수 있다.

상기 고정브라켓(200)은 공작기계(1)에 배치될 수 있다. 상기 고정브라켓(200)의 하단부는 공작기계(1)에 볼트 체결되어 고정될 수 있으며, 상기 고정브라켓(200)의 상단부는 상하방향으로 배치될 수 있다. 그리고 상기 고정브라켓(200)은 도 2에서와 같이 테이블(4) 및 공구(2)에 인접하여 배치될 수 있다.

상기 승강부(300)는 상기 고정브라켓(200)에 배치될 수 있으며, 상기 센서부(500)를 상하방향으로 이동시킬 수 있다. 즉 상기 승강부(300)는 공구(2)의 마모 측정부위의 높이에 대응하여 상기 센서부(500)의 높이를 조절하는 기능을 수행할 수 있다.

상기 센서부(500)는 상기 승강부(300)에 연결되고, 공구(2)에 접촉되며 공구(2)의 마모 정도를 측정할 수 있다.

여기서 상기 승강부(300)는 공구(2)의 마모 측정부위의 높이에 대응하여 상기 센서부(500)의 높이를 조절할 수 있다. 이를 위해 상기 승강부(300)는 프레임(310), 리니어가이드(320), 승강액추에이터(330) 및 승강블록(340)을 포함할 수 있다.

상기 프레임(310)은 상기 고정브라켓(200)에 볼트 체결되어 고정될 수 있다. 상기 리니어가이드(320)는 상기 프레임(310)에 길이방향으로 형성될 수 있으며, 상기 고정브라켓(200)에 상하방향으로 배치될 수 있다.

상기 승강액추에이터(330)는 상기 프레임(310)의 내부에 배치될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 서보모터일 수 있다.

상기 승강블록(340)은 상기 승강액추에이터(330)의 구동축에 연결되고, 상기 승강액추에이터(330)의 작동에 따라 상기 리니어가이드(320)를 따라 상하방향으로 이동할 수 있다. 이에 따라 상기 승강블록(340)은 상기 센서부(500)를 상하방향으로 이동시킬 수 있다.

상기 회전부(400)는 상기 승강부(300)와 상기 센서부(500) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 회전부(400)는 상기 공구(2)의 마모 측정부위의 원주방향 위치에 대응하여 상기 센서부(500)를 회전시키는 기능을 수행할 수 있다.

이러한 상기 회전부(400)는 제1 바디(410), 제2 바디(420), 회전모터(430) 및 빔(440)을 포함할 수 있다.

상기 제1 바디(410)는 상기 승강블록(340)과 사각 블록 형상의 링크브라켓(350)에 의해 볼트 체결되어 연결될 수 있다. 그리고 상기 제2 바디(420)는 상기 제1 바디(410)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.

상기 회전모터(430)는 상기 제1 바디(410)의 내부에 배치될 수 있으며, 상기 회전모터(430)의 회전축은 상기 제2 바디(420)와 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 회전모터(430)가 작동하면, 상기 제2 바디(420)가 일정 회전각도 범위내에서 회전할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 회전각도 90도 범위내일 수 있다. 도 3, 도 5 내지 도 7에 개시된 회전부(400)의 빔(440)은 하나이고, 도면상에서는 양끝 90도 최대 각도에 각각 위치한 빔(440)의 상태를 도시하고 있다.

상기 빔(440)은 상기 제2 바디(420)와 상기 센서부(500) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 센서부(500)를 상기 공구(2) 방향으로 연장하여 배치될 수 있다.

한편, 도 7을 참고하면, 본 발명인 공구 마모 측정장치(100)는 신축부(600)를 더 포함할 수 있다. 상기 신축부(600)는 상기 제2 바디(420)와 상기 빔(440) 사이에 배치되고, 상기 빔(440)을 신축할 수 있다. 즉 상기 신축부(600)는 공구(2)의 마모 측정부위의 거리에 대응하여 상기 센서부(500)의 거리를 조절하는 기능을 수행할 수 있다.

이러한 상기 신축부(600)는 하우징(620) 및 신축액추에이터(610)를 포함할 수 있다. 상기 하우징(620)은 상기 제2 바디(420)에 연결되고 중앙부에는 상기 빔(440)에 배치되는 개구홀(620a)이 형성될 수 있다.

그리고 상기 신축액추에이터(610)는 상기 개구홀(620a)에 배치되고 상기 빔(440)의 단부에 연결될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상기 신축액추에이터(610)는 유압실린더 또는 모터일 수 있다. 모터인 경우 회전축에 스크류가 장착되고, 상기 빔(440)과 스크류가 맞물려 회전함에 따라 상기 빔(440)이 신축되는 방식일 수 있다.

본 발명인 공구 마모 측정장치(100)의 구성은 상기와 같으며, 이하 작동방식을 설명하도록 한다.

도 2를 참고하면, 공작물(P)을 가공하기 위해 공구(2)가 특정 위치에 위치하는 경우, 그 위치에서 공구(2)의 마모 정도를 측정하기 위해서는 센서부(500)를 공구(2)의 마모 측정부위에 접할 수 있도록 위치시켜야 한다.

우선, 공구(2)의 마모 측정부위의 높이와 센서부(500)의 높이가 다른 경우, 사용자는 승강부(300)를 작동시켜 높이를 일치시킨다. 사용자가 콘트롤러에 의해 승강액추에이터(330)를 작동하면, 승강액추에이터(330)에 연결되어 있는 승강블록(340)이 리니어가이드(320)를 따라 상하방향으로 이동한다. 이에 따라 승강블록(340)에 연결되어 있는 회전부(400) 및 센서부(500)의 높이가 조절된다. 이러한 높이 조절은 공구(2)의 마모 측정부위의 높이와 센서부(500)의 높이가 일치될 때까지 수행한다.

다음, 공구(2)의 마모 측정부위의 원주방향 위치와 센서부(500)의 원주방향 위치가 다른 경우, 사용자는 회전부(400)를 작동시켜 위치를 일치시킨다. 사용자가 콘트롤러에 의해 회전모터(430)를 작동하면, 회전모터(430)의 회전축에 연결되어 있는 제2 바디(420)가 회전하고, 이에 따라 제2 바디(420)에 빔(440)으로 연결되어 있는 센서부(500)가 회전하게 된다. 이러한 원주방향 회전은 공구(2)의 마모 측정부위의 원주방향 위치와 센서부(500)의 원주방향 위치가 일치될 때까지 수행한다.

한편, 공구 마모 측정장치(100)가 신축부(600)를 포함할 때에는, 공구(2)의 마모 측정부위의 거리와 상기 빔(440)의 길이가 일치하지 않는 경우, 사용자가 콘트롤러에 의해 신축액추에이터(610)를 작동하면, 신축액추에이터(610)에 연결되어 있는 빔(440)이 신축하게 된다. 이에 따라 빔(440)에 연결되어 있는 센서부(500)와 공구(2)의 마모 측정부위간의 상호 간격(거리)이 조절된다. 이러한 거리 조절은 공구(2)의 마모 측정부위와 센서부(500)가 접촉될 때까지 수행한다.

상기와 같이, 승강부(300)를 통한 높이 조절, 회전부(400)를 통한 원주방향 위치 조절 및 신축부(600)를 통한 거리 조절을 수행하여 공구(2)의 마모 측정부위가 어느 위치에 있던 공구 마모 측정장치(100)의 센서부(500)를 이동시켜 공구(2)의 마모 정도를 정밀하게 측정할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

이상의 사항은 공구 마모 측정장치의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.

따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.

1:공작기계 2:공구
3:공구 이동부 4:테이블
P:공작물
100:공구 마모 측정장치 200:고정브라켓
300:승강부 310:프레임
320:리니어가이드 330:승강액추에이터
340:승강블록 350:링크브라켓
400:회전부 410:제1 바디
420:제2 바디 430:회전모터
440:빔 500:센서부
600:신축부 610:신축액추에이터
620:하우징 620a:개구홀

Claims (8)

1. 공작기계에 배치되는 고정브라켓;
   상기 고정브라켓에 배치되는 승강부; 및
   상기 승강부에 연결되고, 공구의 마모를 측정하는 센서부;를 포함하고,
   상기 승강부는 공구의 마모 측정부위의 높이에 대응하여 상기 센서부의 높이를 조절하고,
   상기 승강부와 상기 센서부 사이에 배치되는 회전부;를 더 포함하되,
   상기 회전부는 공구의 마모 측정부위의 원주방향 위치에 대응하여 상기 센서부를 회전시키고,
   상기 회전부는,
   상기 승강부에 형성된 승강블록과 링크브라켓에 의해 연결되는 제1 바디;
   상기 제1 바디에 회전 가능하게 연결되는 제2 바디; 및
   상기 제2 바디와 상기 센서부 사이에 배치되는 빔;을 포함하고,
   상기 제2 바디와 상기 빔 사이에 배치되고, 상기 빔을 상기 빔의 길이방향을 따라 신축시키는 신축부;를 더 포함하되, 상기 신축부는 공구의 마모 측정부위의 거리에 대응하여 상기 센서부의 거리를 조절하고,
   상기 신축부는,
   상기 제2 바디에 연결되고 중앙부에는 상기 빔에 배치되는 개구홀이 형성된 하우징; 및
   상기 개구홀에 배치되고 상기 빔의 단부에 연결되는 신축액추에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 마모 측정장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 승강부는,
   상기 고정브라켓에 고정되는 프레임;
   상기 프레임에 길이방향으로 형성되는 리니어가이드;
   상기 프레임의 내부에 배치되는 승강액추에이터; 및
   상기 승강액추에이터에 연결되고, 상기 센서부를 승강하는 승강블록;를 포함하고,
   상기 승강블록은 상기 승강액추에이터의 작동하면, 상기 리니어가이드를 따라 상하방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 공구 마모 측정장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 회전부는,
   상기 제1 바디의 내부에 배치되고, 상기 제2 바디와 회전축으로 연결되는 회전모터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 마모 측정장치.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제