KR20000046993A - Method for preventing clash of machine tool - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for preventing a clash of a machine tool is provided to prevent an approach of a shaft by stopping a transferring of the shaft when the shaft is approached to an interfering area of a machine. CONSTITUTION: To prevent a clash in an area to be able to clash divided to a moving shaft(X) of a machine tool and a moving shaft(Z) of a column, preparations of power input and machine operation for the machine tool are finished. A coordinates value of an axial interfering area become an object of an axial interference is inputted to a data table. A value control unit(10) detects an axial operated state of a machine control unit(20) by reading or recording various kinds of information inside the value control unit(10) with the machine control unit(20). A movement of the machine inside the coordinates value set in the data table is always detected. The movement to the other shaft is stopped by checking that the other shaft is in the axial interfering area when one shaft is located in the axial interfering area. When the axial transferring of the objective shaft detected the axial interfering area is continued, the transferring of shaft is immediately stopped by clashing a pallet(32) and a main shaft on a pallet table(31). And the former shaft entered into the axial interfering area is unable to be transferred. Because the objective shaft detected the axial interfering area is entered to the axial interfering area at the same time, an alarm is displayed on a message screen to inform a present situation to a driver of machine.

Description

공작기계의 충돌방지 방법Anti-collision method of machine tool

본 발명은 공작기계의 충돌방지 방법에 관한 것으로, 축간섭 영역 데이터를 저장하고 이를 검출하여 축간섭 영역인지를 확인하고, 자동운전모드에서 축간섭이 있을 때 수동 모드로 전환시켜 안전위치로 이동한 후 자동 운전모드를 수행토록한 공작기계의 충돌방지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a collision avoidance method of a machine tool, and to store the axis interference area data and detect it to determine whether the axis interference area, when the axis interference in the automatic operation mode to switch to the manual mode to move to the safe position The present invention relates to a collision avoidance method of a machine tool to perform an automatic operation mode afterwards.

일반적으로 공작기계는 수치 제어부(10)와, 수치 제어부(10)의 지령에 따라서 구동부(30)를 조작하는 기계 제어부(20)와, 기계제어부(20)의 구동부(30) 제어를 위하여 필요한 프로그램과 데이터를 저장하는 메모리부(40)와, 기계제어부(20)의 제어를 지령하는 조작반(50)을 포함하여 이루어진다.In general, a machine tool includes a numerical control unit 10, a machine control unit 20 for operating the drive unit 30 in accordance with a command from the numerical control unit 10, and a program necessary for controlling the drive unit 30 of the machine control unit 20. And a memory unit 40 for storing data, and an operation panel 50 for commanding the control of the machine control unit 20.

도 2 는 일반적인 수평형 머시닝센터를 나타낸 요부 구성도로, 일축(X) 방향으로 이동하는 팔레트 테이블(31)과, 팔레트 테이블(31)위에 안치되어 축(B) 방향으로 회전 운동하는 팔레트(32)와, 공구를 결합하고 축(Y) 방향으로 이동하는 스핀들 헤드(33)와, 스핀들 헤드(33)를 축(Z)방향으로 이동시키는 칼럼(34)으로 이루어진다.Fig. 2 is a main structural view showing a general horizontal machining center, which includes a pallet table 31 moving in one axis (X) direction and a pallet 32 which is placed on the pallet table 31 and rotates in an axis B direction. And a spindle head 33 for engaging the tool and moving in the axial Y direction, and a column 34 for moving the spindle head 33 in the axial Z direction.

도 3 은 도 2 의 정면도로, 스핀들 헤드(33)의 전후 이동과 팔레트(32)의 이동 공간(36)을 나타내며, 이동 공간(36)에는 충돌 공간(35)을 포함한다.FIG. 3 is a front view of FIG. 2 showing the forward and backward movement of the spindle head 33 and the moving space 36 of the pallet 32, which includes the collision space 35.

이상과 같은 종래의 머시닝 센터 특히 수평형 머시닝 센터에서 공작물이 올라가는 팔레트(32)를 기준으로 볼 때 주축에 부착된 칼럼(34)(Y축, Z축)이 팔레트 중심으로 접근하였을 경우 팔레트 테이블(31)위에 올라가 있는 팔레트(32)와 충돌하게 되는 간섭영역(도 3 의 충돌 공간(35))이 존재하나 기계운전자의 이상조작 또는 가공 프로그램의 오류가 있으면 팔레트(32)와 주축(스핀들 헤드(33))이 충돌을 일으키게된다. 이러한 이상 조작을 검출하여 장비가 충돌하지 않도록 하는 예방책이 없어 장비의 충돌시 팔레트 또는 주축부위의 손상으로 인하여, 기계생산과정에서는 팔레트의 재가공 또는 주축 손상 부위 보수에 상당한 시간과 경비가 소요되게 되며, 기계 사용자 측면에서는 한 번 충돌을 일으키게되면 공작물의 손상과 기계 수리에 걸리는 많은 시간들로 인하여 생산성의 감소와 불필요한 경비의 지출이 발생되는 등의 문제점이 있다.In the above conventional machining center, in particular, the horizontal machining center, when the column 32 (Y-axis, Z-axis) attached to the main shaft approaches the pallet center, the pallet table ( 31) If there is an interference area (collision space 35 in FIG. 3) that collides with the pallet 32 that is raised above, but there is an abnormal operation of the machine operator or an error in the machining program, the pallet 32 and the spindle (spindle head ( 33)) will cause this collision. Since there is no preventive measure to prevent such equipment from crashing due to the detection of abnormal operation, due to damage of pallet or spindle in case of machine crash, it takes considerable time and expense to rework pallet or repair spindle damage. On the machine user's side, once a collision occurs, there is a problem such as a reduction in productivity and unnecessary expenses due to the damage of the workpiece and the much time required for repairing the machine.

본 발명의 목적은 이를 해소코자 하는 것으로, 기계의 간섭영역으로 축이 접근하면 축 이송을 중단시켜 축의 접근을 방지토록 하는 것이다.An object of the present invention is to solve this problem, and when the axis approaches the interference area of the machine to stop the axis feed to prevent the approach of the shaft.

이를 위하여 본 발명은 기계의 이상조작 또는 프로그램 작성의 오류가 있더라도 기계의 간섭 영역으로의 접근을 항상 감시하여 축 간섭영역으로 들어오면 축이송을 중단토록 하여 기계의 충돌을 미연에 방지하고, 사용자에게 기계의 현재 상태가 충돌 할 수 있는 위치임을 알리고 이에 상응하는 조치를 취할 수 있도록 하므로써 충돌 발생시에 기계의 재가공 또는 손상의 보수와 같은 불필요한 생산지역 또는 경비의 지출을 없애도록 한다.To this end, the present invention always monitors the access to the interference area of the machine even if there is an error in the operation or programming of the machine, and prevents the collision of the machine by stopping the axis movement when entering the axis interference area. By informing the current state of the machine that it is likely to be in conflict and taking appropriate action, it eliminates the expense of unnecessary production areas or expenses, such as reworking the machine or repairing damage in the event of a crash.

도 1 은 일반적인 공작기계의 구성 블록도,1 is a block diagram of a general machine tool;

도 2 는 수평형 머시닝 센터의 일 예를 나타낸 요부 구성도,2 is a main configuration diagram showing an example of a horizontal machining center;

도 3 은 도 2 의 정면도 상태로 나타낸 충돌 방지 가능 지역 표시 도면,3 is an anti-collision area display diagram shown in the front view of FIG. 2;

도 4 는 본 발명의 충돌 방지 간섭 영역에 축이 있는지를 확인하는 플로우차트,4 is a flowchart for confirming whether an axis exists in an anti-collision interference region of the present invention;

도 5 는 자동 운전모드일 때 본 발명의 과정을 나타내는 플로우차트이다.5 is a flowchart showing the process of the present invention in the automatic operation mode.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※

32; 팔레트 33; 스핀들 헤드32; Pallet 33; Spindle head

34; 이동공간 35; 충돌공간34; Moving space 35; Collision space

이하 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 4 는 본 발명의 간섭영역 여부를 확인하는 단계를 보인 플로우차트이고, 도 5 는 도 4 에 이어 자동운전모드 인지를 확인하여 수행하는 플로우차트로써,4 is a flowchart showing a step of checking whether an interference region of the present invention is shown, and FIG. 5 is a flowchart performed by checking whether the automatic operation mode is performed after FIG. 4.

스핀들 헤드의 이동 축(X)과 칼럼의 이동축(Z)으로 구획되는 충돌 가능지역에서의 충돌을 방지하는 방법으로,In a method for preventing a collision in a collision possibility area, which is partitioned between the movement axis (X) of the spindle head and the movement axis (Z) of the column,

공작기계의 대상축 및 축 간섭영역(충돌공간)의 좌표 값을 데이터 테이블에 입력하는 단계(S1),Inputting coordinate values of the target axis and the axis interference area (collision space) of the machine tool into the data table (S1),

수치 제어기의 윈도우 기능을 개시하여 대상축의 축간섭 영역검출 기능 동작을 수행하는 단계(S2),Starting the window function of the numerical controller to perform an axis interference area detection function operation of the target axis (S2),

일 축이 축 간섭 영역에 위치시 다른 축이 축 간섭 영역에 있는지 확인하여 다른 축으로의 이송을 정지시키는 단계(S3),Checking whether one axis is in the axis interference area when one axis is located in the axis interference area to stop the transfer to the other axis (S3),

축 간섭 영역에 있을 때 경보를 발생시키는 단계(S4),Generating an alarm when in the axis interference region (S4),

자동 운전모드 인지를 확인하는 단계(S5),Checking whether the automatic operation mode (S5),

자동 운전모드 이면 리셋 시키고 프로그램 이상 여부를 확인하는 단계(S6),If the automatic operation mode to reset and check whether the program abnormality (S6),

이어 자동 모드에서 수동 모드로 전환시키는 단계(S7),Subsequently, switching from the automatic mode to the manual mode (S7),

수동 모드 상태에서 축을 안전 위치로 이동후 경보 리셋 버튼의 누름이 있는지를 확인하는 단계(S8),After moving the axis to the safe position in the manual mode state to check whether the alarm reset button is pressed (S8),

이어 축 간섭 영역에 들어옴의 표시 상태를 삭제하고 자동 운전 모드로 전환시켜 자동 운전 프로그램을 정상 수행토록 하고 종료하는 단계(S9),Subsequently, the display state of entering the interference region of the axis is deleted and the mode is switched to the autonomous operation mode so that the autonomous operation program is normally executed and finished (S9).

상기단계(S5)에서 자동 운전 모드가 아닐 때 축을 안전위치로 옮기고 경보 리셋 누름 버튼을 눌러 축 간섭 영역임을 삭제하고 종료하는 단계(S10)를 수행하여 이루어진다.In the step S5, when the automatic operation mode is not performed, the shaft is moved to a safe position and the alarm reset push button is pressed to delete and terminate the axis interference area.

이와 같이 구성한 본 발명의 동작을 설명하면,Referring to the operation of the present invention configured in this way,

공작기계의 이동 축(X)과 칼럼의 이동축(Z)으로 구획되는 충돌 가능지역에서의 충돌을 방지하도록,In order to prevent a collision in the collisionable area partitioned by the moving axis X of the machine tool and the moving axis Z of the column,

공작기계의 전원 투입 및 기계운전 준비를 완료하고, 축간섭 대상이 되는 축의 축 간섭영역(도 3 의 충돌공간)의 좌표값을 데이터 테이블에 입력한다. 예를 들어 각 축별로 데이터 번호를 부가하고(예를 들어 D860, D864, D868, D872, D876) 이에 상응하는 기계 좌표값(예를 들어 0, 160000, 140000, 0, 0)을 도 1 에 보인 메모리부(40)에 미리 입력하여 둔다(단계(S1)).After the power supply of the machine tool and the preparation for the machine operation are completed, the coordinate values of the axis interference area (collision space of FIG. 3) of the axis to be the axis interference target are input to the data table. For example, data numbers are added for each axis (e.g. D860, D864, D868, D872, D876) and the corresponding machine coordinate values (e.g. 0, 160000, 140000, 0, 0) are shown in FIG. It is inputted in advance in the memory unit 40 (step S1).

그리고 수치 제어부(10)내부의 각종 정보를 기계 제어부(20)가 읽거나 기록하여 기계 제어부(20)의 축 작동 상태를 수치 제어부(10)가 감시한다. 그리고 데이터 테이블에 설정한 좌표값 안으로 기계의 이동이 있는가를 항상 감시한다(S2).In addition, the numerical control unit 10 monitors the axis operating state of the mechanical control unit 20 by reading or recording various information in the numerical control unit 10. And it always monitors whether there is a machine movement in the coordinate value set in the data table (S2).

그리고 일 축이 축 간섭 영역에 위치시 다른 축이 축 간섭 영역에 있는지 확인하여 다른 축으로의 이송을 정지시키는 과정을 수행한다(단계(S3)). 상기 단계(S3)는 축(Y, Z)이 축 간섭 영역 검출 대상인 경우 축(Y 또는 Z)을 이송토록 지령하고(단계(S3-1 또는 S3-11)), 어느 한 축(Y 또는 Z)이 축 간섭 영역에 있는지를 확인하고(단계(S3-2 또는 S3-21)), 상기 확인한 축 외의 다른 축(Z 또는 Y)의 축이송 동작을 지령하며(단계(S3-3 또는 S3-31)), 이에 따라 나머지 한 축(Z 또는 Y)의 축이송을 수행한다(단계(S3-4 또는 S3-41)). 그리고 나머지 한 축(Z 또는 Y)도 축 간섭 영역에 들어 왔는지를 감시하여 판단한다(단계(S3-5 또는 S3-51)). 이렇게 하여 나중에 이송된 축도 축 간섭영역에 들어오면 축 간섭영역 감시 대상축의 축이송이 계속되게되면 팔레트 테이블(31)위의 팔레트(32)와 주축이 충돌을 일으키게되어 축 이송을 즉시 정지하게된다. 또한 먼저 축 간섭영역으로 들어온 축도 축 간섭영역 방향으로 축이송도 불가능하게 한다. 이 경우 축 간섭 영역과 반대 방향으로의 축이송은 충돌의 위험으로부터 벗어나는 것이기에 가능하다.Then, when one axis is located in the axis interference area, a process of stopping the transfer to the other axis is performed by checking whether the other axis is in the axis interference area (step S3). The step S3 instructs the axis Y or Z to be transferred if the axis Y or Z is an axis interference area detection target (step S3-1 or S3-11), and either axis Y or Z. ) Is in the axis interference region (step S3-2 or S3-21), and commands the axis transfer operation of the other axis (Z or Y) other than the checked axis (step S3-3 or S3-). 31)), and accordingly, the axis feed of the other axis Z or Y is performed (step S3-4 or S3-41). Then, it is judged by monitoring whether the other axis Z or Y also enters the axis interference region (step S3-5 or S3-51). In this way, when the conveyed axis also enters the axis interference area, if the axis movement of the axis interference area monitoring target axis continues, the pallet 32 and the main axis collide with each other on the pallet table 31, and the axis feeding is immediately stopped. In addition, it is also impossible to move the axis in the direction of the axis interference region. In this case, it is possible that the axis feed in the direction opposite to the axis interference area is free from the risk of collision.

상기에서 축 간섭 영역 감시 대상축이 동시에 축 간섭영역으로 들어왔기 때문에 기계 운전자에게 현재의 상황을 알리기 위하여 경보(축 간섭영역을 알림)를 메시지 화면에 표시한다(단계(S4)).Since the axis interference area monitoring target axis has entered the axis interference area at the same time, an alarm (notifying the axis interference area) is displayed on the message screen to inform the machine operator of the current situation (step S4).

이때 자동 운전모드에서 기계를 운전하고 있을 때는 이를 확인하여(단계(S5)), 자동 운전모드 이면 리셋 시키고 프로그램 중에서 축간섭을 일으킬 수 잇는 원인이 무엇인지를 확인하고 수정한다(단계(S6)).At this time, if the machine is operating in the automatic operation mode, check it (step S5), reset it in the automatic operation mode, and identify and correct the cause of the axis interference in the program (step S6). .

이어 자동 모드에서 수동 모드로 전환시킨다(단계(S7)). 이는 자동 운전모드에서는 축 간섭영역에 들어온 축의 축 간섭영역으로부터 벗어날 수 있는 운전 방법이 없기 때문이다.Then, switching from the automatic mode to the manual mode (step S7). This is because in the automatic operation mode, there is no operation method that can escape from the axis interference area of the axis entering the axis interference area.

이어 수동 모드 상태에서 축을 안전 위치로 이동후 경보 리셋 버튼의 누름이 있는지를 확인한다(단계(S8)).Then, after moving the axis to the safe position in the manual mode, check whether the alarm reset button is pressed (step S8).

이어 "축 간섭 영역에 들어옴"의 경보 메시지를 삭제하고 정상적인 축 이송을 가능토록 자동운전모드로 전환하여 경보가 발생하기 전의 운전 가공 프로그램을 운전한다(단계(S9)).Subsequently, the alarm message "entering the axis interference area " is deleted and the operation process program before the alarm is triggered by switching to the automatic operation mode to enable normal axis feed (step S9).

상기 단계(S5)에서 자동 운전 모드가 아닐 때 즉 수동모드일 때는 축 간섭 영역에 들어온 축을 조그 운전이나 핸들 운전으로 축 간섭영역으로부터 벗어나도록 하며, 이때 급속 이송은 불가능하고 핸들에서도 배율이 낮은 값으로 이송한다. 그리고 경보 리셋(Alarm reset) 누름 버튼을 눌러 "축 간섭 영역임"을 나타내는 경보 메시지를 삭제시키고 정상적인 축이송 운전동작을 가능케 한다(단계(S10)).In the step (S5), when not in the automatic operation mode, that is, in the manual mode, the axis entering the axis interference area is moved out of the axis interference area by jog operation or steering wheel operation. Transfer. Then, the alarm reset push button is pressed to delete the alarm message indicating the "axis interference area" and enable the normal axis transfer operation operation (step S10).

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and drawings, and various permutations, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those who have

이상과 같이 본 발명은 기계의 이상 운전시 기계의 충돌이 일어날 수 있는 상태를 항상 감시하여 장비의 충돌을 미연에 방비함으로써 장비의 고장을 줄이며, 기계의 충돌시에 일어날 수 있는 장비의 손상으로 인한 보수를 위한 시간과 경비 소요를 줄이게 하고 생산적인 향상과 지속적인 장비의 정비 유지에 효과가 크다.As described above, the present invention reduces the failure of the equipment by always monitoring the state in which the machine can crash during the abnormal operation of the machine to prevent the collision of the equipment, and due to the damage of the equipment that may occur during the machine crash. It is effective in reducing the time and expense required for repair, improving productivity and maintaining the maintenance of continuous equipment.

Claims (1)

스핀들 헤드의 이동 축과 칼럼의 이동축으로 구획되는 충돌 가능지역에서의 충돌을 방지하는 방법으로,In order to prevent collisions in the collision possible area, which is partitioned by the movement axis of the spindle head and the movement axis of the column, 수치 제어기의 대상축 및 축 간섭영역의 좌표 값을 데이터 테이블에 입력하는 단계(S1),Inputting coordinate values of the target axis and the axis interference region of the numerical controller into the data table (S1), 수치 제어기의 윈도우 기능을 개시하여 대상축의 축간섭 영역검출 기능 동작을 수행하는 단계(S2),Starting the window function of the numerical controller to perform an axis interference area detection function operation of the target axis (S2), 일 축이 축 간섭 영역에 위치시 다른 축이 축 간섭 영역에 있는지 확인하여 다른 축으로의 이송을 정지시키는 단계(S3),Checking whether one axis is in the axis interference area when one axis is located in the axis interference area to stop the transfer to the other axis (S3), 축 간섭 영역에 있을 때 경보를 발생시키는 단계(S4),Generating an alarm when in the axis interference region (S4), 자동 운전모드 인지를 확인하는 단계(S5),Checking whether the automatic operation mode (S5), 자동 운전모드 이면 리셋 시키고 프로그램 이상 여부를 확인하는 단계(S6),If the automatic operation mode to reset and check whether the program abnormality (S6), 이어 자동 모드에서 수동 모드로 전환시키는 단계(S7),Subsequently, switching from the automatic mode to the manual mode (S7), 수동 모드 상태에서 축을 안전 위치로 이동후 경보 리셋 버튼의 누름이 잇는지를 확인하는 단계(S8),After moving the shaft to the safe position in the manual mode state to check whether the alarm reset button is pressed (S8), 이어 축 간섭 영역에 들어옴의 표시 상태를 삭제하고 자동 운전 모드로 전환시켜 자동 운전 프로그램을 정상 수행토록 하고 종료하는 단계(S9),Subsequently, the display state of entering the interference region of the axis is deleted and the mode is switched to the autonomous operation mode so that the autonomous operation program is normally executed and finished (S9). 상기 단계(S5)에서 자동 운전 모드가 아닐 때 축을 안전위치로 옮기고 경보 리셋 누름 버튼을 눌러 축 간섭 영역임을 삭제하고 종료하는 단계(S10)를 수행함을 특징으로 하는 공작기계의 충돌방지 방법.When the step (S5) is not in the automatic operation mode, the step of moving the shaft to the safe position and pressing the alarm reset push button to delete the end of the axis interference zone and terminates (S10) characterized in that for performing the machine tool.
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