KR20040061751A - A Spindle Tool Existence or Nonexistence Sensing Unit of CNC and Method Thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A device and method for detecting existence and nonexistence of a spindle tool is provided to prevent the damage of a tool and a workpiece by installing a proximity sensor at a spindle. CONSTITUTION: A device for detecting existence and nonexistence of a spindle tool is composed of a proximity sensor(40), an NC(60), and a warning unit(70). The proximity sensor is installed at a bracket(50) mounted to one side of a spindle, and detects the existence and nonexistence of the spindle tool(10). The NC stops an operation program, and output a warning signal. The warning unit receives the warning signal, and gives an alarm.

Description

공작기계의 주축공구 유무 감지장치 및 방법{A Spindle Tool Existence or Nonexistence Sensing Unit of CNC and Method Thereof}A Spindle Tool Existence or Nonexistence Sensing Unit of CNC and Method Thereof}

본 발명은 주축에 공구유무를 감지하는 감지용 센서를 설치하여 주축에 공구가 있는 경우에는 가공을 계속토록 하고, 주축에 공구가 없는 경우에는 알람을 발생시켜 공작기계를 정지시키도록 하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축 공구유무 감지장치에 관한 것이다.The present invention is characterized in that by installing a sensor for detecting the presence of a tool on the spindle to continue machining if there is a tool on the spindle, and to stop the machine tool by generating an alarm if there is no tool on the spindle It relates to a spindle tool presence detection device of a machine tool.

일반적으로 각종의 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하든가 또는 반소재에 더욱 정밀한 가공을 할 목적으로 사용하는 기계를 공작기계라 한다.In general, a machine tool is used for various cutting or non-cutting methods to process metal or non-metal materials into shapes and dimensions using a suitable tool, or for the purpose of more precise machining on semi-materials.

상기한 공작기계중에서 가공과정에서 칩이 발생하는 공작기계를 절삭공작기계라고 부르고, 가공과정에서 칩이 발생하지 않는 비절삭 공작기계를 금속가공기계라고 한다.Among the machine tools described above, a machine tool in which chips are generated in a machining process is called a cutting machine tool, and a non-cut machine tool in which chips are not generated in a machining process is called a metal machine.

회전 절삭운동하는 공작기계에서 가공물 또는 공구를 고정하고, 이것에 회전운동을 전달하는 축을 주축(spindle)이라고 하며 이것은 매우 중요한 구성요소이다.In a machine tool with rotary cutting motion, the axis that holds the workpiece or tool and transmits the rotational motion to it is called the spindle, which is a very important component.

상기 주축에는 가공물의 중량 및 절삭저항이 작용하고, 또한 절삭운동에 필요한 구동동력과 토크를 전달하고, 절삭공구(드릴, 연삭숫돌, 밀링커터) 또는 가공물에 대한 위치조정을 할 뿐만 아니라 절삭작업중에 필요한 정밀도와 강성을 유지해야 한다.The spindle acts on the weight and cutting resistance of the workpiece, transfers the driving force and torque necessary for the cutting motion, and adjusts the position of the cutting tool (drill, grinding wheel, milling cutter) or workpiece as well as during cutting. Maintain the required precision and rigidity.

한편, 다음 가공해야 할 공구를 공구교환장치에 의해 주축에 장착하여 가공하는데, 작업자의 실수로 공구매거진에 공구를 장착하지 않은 경우와 자동 공구교환을 하다가 공구를 떨어뜨린 경우와 같이 공구가 실제로 주축에 장착되지 않은 상태에서 가공 프로그램을 수행함으로써, 1차가공이 진행되지 않는 가운데 곧바로 2차가공을 수행하게 되어 공구 마모나, 파손 및 공작물 손상이 발생되는 문제점이있었다.On the other hand, the tool to be processed next is mounted on the spindle by the tool changer, and the tool is actually mounted on the spindle, such as when the tool is not accidentally mounted in the tool magazine or when the tool is dropped while performing automatic tool change. By performing the machining program in the state that is not mounted on, there is a problem that the secondary machining is performed immediately while the primary machining is not in progress, resulting in tool wear, breakage and workpiece damage.

도 1 및 도 2는 본 발명에 적용되는 공구메거진과 공구교환장치 및 주축을 도시하고 있는바, 공구메거진(100)에는 가공에 필요한 각종 공구(10)가 장착되어 있고, 가공에 필요한 공구(10)를 공구교환장치(20)로 교환후 주축(30)에 결합시키도록 하고 있으며, 이 과정에서 공구교환장치(20)를 통해 공구를 제공받는 주축(30)이 공구(10)가 없는 상태를 인지하지 못하고 가공 프로그램을 진행하게 되면 2차 가공을 수행할 공구가 마모되거나, 파손될 경우가 있으며, 또한 공작물이 손상될 수가 있는 것이다.1 and 2 show a tool magazine, a tool changer, and a spindle applied to the present invention, the tool magazine 100 is equipped with various tools 10 necessary for processing, and a tool 10 required for processing. ) Is to be coupled to the spindle 30 after the exchange with the tool changer 20, in the process the spindle 30 is provided with the tool through the tool changer (20) without the tool (10) If the machining program is not recognized, the tool for secondary machining may be worn or broken, and the workpiece may be damaged.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로, 주축에 공구 실장유무를 판단할 수 있는 센서를 더 장착하여 공구파손이나 공작물 손상을 막도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, the object is to further prevent the tool damage or damage to the workpiece by mounting a sensor that can determine whether the tool is mounted on the spindle.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,As a means for achieving the above object,

주축에 공구장착 유무를 확인하도록, 주축 스핀들의 일측의 브라켓에 설치된 근접센서와; 상기 근접센서로부터 신호를 받아 주축에 공구가 장착되지 않았으면 가공 프로그램을 정지시키고 경보발생을 지령하는 NC와; 상기 NC로부터 경보발생 지령을 접수하여 경보를 발생시키는 경보장치로 구성된 것이 특징이다.A proximity sensor installed on a bracket of one side of the spindle spindle to check whether the tool is mounted on the spindle; An NC which receives a signal from the proximity sensor and stops the machining program and commands an alarm if a tool is not mounted on the spindle; It is characterized by comprising an alarm device for generating an alarm by receiving an alarm generation command from the NC.

또한, 다음 가공 할 공구를 추축에 장착하기 위해 공구 교환 지령을 하는 단계와; 공구 교환 지령이 완료가 될때까지 기다리고, 완료되면 다음 프로그램을 수행하는 단계와; 공구없이 공구 교환을 하는 지령이면 주축 공구를 감지하지 않는 단계와; 상기 단계에서 주축 공구 장착 여부를 확인하는 지령이면 공구 감지신호를 NC(수치제어장치)로 전달하고, 센싱신호가 입력되면 공구가 주축에 정상적으로 장착된 것으로 판단하고 가공에 들어가는 단계와; 상기 단계에서 센싱신호가 입력되지 않으면 주축에 공구가 장착되지 않은 것으로 판단하여, 가공 프로그램 수행 정지를 시키고, 주축에 공구가 없는 상태이므로 주축에 공구 미장착이라는 알람을 발생시켜 작업자에게 알려주는 단계로 이루어지는 것이 특징이다.In addition, the step of giving a tool change command for mounting the next machining tool to the shaft; Waiting for a tool change command to be completed and executing the next program when completed; Not detecting the spindle tool when the tool change command is performed without the tool; Transmitting a tool detection signal to an NC (numerical control device) when the command is to confirm whether the spindle tool is mounted in the above step, and determining that the tool is normally mounted on the spindle when the sensing signal is input, and entering machining; If the sensing signal is not input in the above step, it is determined that the tool is not mounted on the spindle, and the execution of the machining program is stopped, and since there is no tool on the spindle, an alarm is issued to inform the operator that the tool is not mounted on the spindle. Is characteristic.

도 1은 일반적인 공구교환장치 구성도.1 is a block diagram of a general tool changer.

도 2는 일반적인 공구 교환장치의 확대도.2 is an enlarged view of a general tool changer.

도 3a, 3b는 본 발명의 주축유무 감지장치 구성도.Figure 3a, 3b is a configuration of the main shaft presence detection device of the present invention.

도 4는 본 발명의 플로우 챠트.4 is a flow chart of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10: 공구 20: 공구 교환장치10: tool 20: tool changer

30: 주축 헤드 40: 센서30: spindle head 40: sensor

50: 브라켓 60: NC50: bracket 60: NC

70: 경보장치 100: 공구메거진70: alarm device 100: tool magazine

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명에 적용되는 주축을 나타내고 있는바, 도시한 바와같이 주축(30)의 외부에 브라켓(50)을 설치하고 상기 브라켓(50) 끝단에 공구의 장착유무를 확인하기 위한 근접센서(40)를 장착한다.Figure 3 shows the main axis applied to the present invention, as shown in the bracket (50) on the outside of the main shaft 30 and the proximity sensor for checking the mounting of the tool at the end of the bracket (50) ( 40).

상기 근접센서(40)는 일정한 거리에 있는 물체의 존재여부를 감지하여 이를 제어장치에 출력하기 위한 장치이다.The proximity sensor 40 is a device for detecting the presence of an object at a certain distance and output it to the control device.

상기 근접센서(40)의 설치위치는 주축(30) 내주연 일단에 설치하거나 또는 외주연 일단에 설치될 수 있으며, 본 발명에서는 주축의 외주연에 브라켓(50)을 설치하고, 상기 브라켓(50)의 일측에 근접센서(40)를 설치하여 추축(30)에 공구(10)가 물리는지를 정확히 체크할 수 있도록 한 것이다.The installation position of the proximity sensor 40 may be installed at one end of the inner circumference of the main shaft 30 or one end of the outer circumference. In the present invention, the bracket 50 is installed at the outer circumference of the main shaft, and the bracket 50 Proximity sensor 40 is installed on one side of the) to be able to check exactly whether the tool 10 is bitten on the axis (30).

그리고, 수치제어장치(NC; 60)는 상기 근접센서(40)로부터 신호를 받아 주축에 공구가 장착되지 않았으면 가공 프로그램을 정지시키고 경보발생을 지령하고, 경보장치(70)는 상기 NC로부터 경보발생 지령을 접수하여 경보를 발생시킨다.Then, the numerical control device (NC) 60 receives a signal from the proximity sensor 40, stops the machining program if the tool is not mounted on the spindle and commands an alarm to be generated, and the alarm device 70 alarms from the NC. Receives the command to generate an alarm.

상기와 같이 주축 확인용 센서를 장착한 본 발명의 동작순서를 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operating sequence of the present invention equipped with a sensor for identifying the main shaft as described above are as follows.

첫번째 단계로, 다음 가공 할 공구를 공구교환 위치로 이동하기 위해 공구 지령을 한다. 이때 각 축이 이동하여 공구 교환 위치로 이동한다.In the first step, the tool is commanded to move the next tool to the tool change position. At this time, each axis moves to the tool change position.

두번째 단계로, 가공 할 공구를 추축에 장착하기 위해 공구 교환 지령을 한다. 이때 공구 교환 지령이 완료가 될때까지 기다리고, 완료되면 다음 프로그램을 수행한다.In the second step, a tool change command is issued to mount the tool to be machined in the shaft. At this time, wait until the tool change command is completed and execute the next program.

세번째 단계로, 주축 공구 확인을 수행하며, 보수 경우와 같이 공구없이 공구 교환을 할 경우에는 가공 프로그램에서 M-CODE 지령을 하여 공구가 장착되지 않은 상태에서도 공구교환 프로그램을 정상적으로 진행할 수 있도록 제어한다.In the third step, the spindle tool check is carried out. When a tool change is performed without a tool as in the case of maintenance, the M-CODE command is issued in the machining program to control the tool change program to proceed normally even when the tool is not installed.

네번째 단계로, 공구교환 지령이 종료되고, 바로 주축에 공구가 장착 여부를 부착된 근접센서로 감지를 하여 감지 신호가 NC(수치제어장치)로 전달되고, 이 신호가 동작되면 정상적으로 공구교환 종료하고, 공구가 주축에 정상적으로 장착된것으로 판단하고 가공에 들어가며, 근접센싱 신호가 입력되지 않으면 주축에 공구가 장착되지 않은 것으로 판단하여, 가공 프로그램 수행 정지를 시키고, 주축에 공구가 없는 상태이므로, 주축에 공구 미장착이라는 알람을 발생시켜 작업자에게 알려준다.In the fourth step, after the tool change command is completed, the sensor detects whether the tool is mounted on the spindle by the proximity sensor attached to it and the detection signal is transmitted to the NC. When this signal is activated, the tool change ends normally. If it is judged that the tool is normally installed on the spindle and enters the machining, and if the proximity sensing signal is not input, it is determined that the tool is not mounted on the spindle, and the execution of the machining program is stopped. It alerts the operator by generating an alarm that no tool is installed.

도 4는 본 발명의 플로우 챠트로써,4 is a flow chart of the present invention.

다음 가공 할 공구를 추축에 장착하기 위해 공구 교환 지령을 하는 단계(S1)와;A step (S1) of performing a tool change command to mount the tool to be machined to the next shaft;

공구 교환 지령이 완료가 될때까지 기다리고, 완료되면 다음 프로그램을 수행하는 단계(S2)와;Waiting for a tool change command to be completed, and performing a next program (S2) when completed;

공구없이 공구 교환을 하는 지령이면 주축 공구를 감지하지 않는 단계(S3)와;Not detecting a spindle tool when the tool is exchanged without the tool (S3);

상기 단계에서 주축 공구 장착 여부를 확인하는 지령이면 공구 감지신호를 NC(수치제어장치)로 전달하고, 센싱신호가 입력되면 공구가 주축에 정상적으로 장착된 것으로 판단하고 가공에 들어가는 단계(S4)와;A step of transmitting a tool detection signal to an NC (numerical control device) when the command confirms whether the spindle tool is mounted in the above step, and determines that the tool is normally mounted on the spindle when the sensing signal is input (S4);

상기 단계에서 센싱신호가 입력되지 않으면 주축에 공구가 장착되지 않은 것으로 판단하여, 가공 프로그램 수행 정지를 시키고, 주축에 공구가 없는 상태이므로 주축에 공구 미장착이라는 알람을 발생시켜 작업자에게 알려주는 단계(S5)로 이루어진다.If the sensing signal is not input in the above step, it is determined that the tool is not mounted on the spindle, and the execution of the machining program is stopped, and because there is no tool on the spindle, generating an alarm indicating that the tool is not mounted on the spindle (S5). )

상술한 바와 같이 본 발명은 주축에 공구가 장착되었는지를 항시 판단하기 때문에 작업자의 실수로 공구를 매거진에 장착하지 않거나 공구교환시 공구가 바닥으로 떨어져 주축에 공구가 없는 상태에서 정상적으로 가공프로그램을 진행함으로써 발생되는 공구마모, 파손 및 공작물 손상을 방지토록 하는 효과를 제공한다.As described above, the present invention always determines whether the tool is mounted on the spindle, so that the operator does not accidentally mount the tool in the magazine, or when the tool is replaced, the tool falls to the bottom and the machining program normally proceeds without the tool in the spindle. It provides the effect of preventing tool wear, breakage and workpiece damage.

Claims (2)

주축에 공구장착 유무를 확인하도록, 주축 스핀들의 일측의 브라켓에 설치된 근접센서(40)와;Proximity sensor (40) installed on the bracket of one side of the spindle spindle to check whether the tool is mounted on the spindle; 상기 근접센서(40)로부터 신호를 받아 주축에 공구가 장착되지 않았으면 가공 프로그램을 정지시키고 경보발생을 지령하는 NC(60)와;NC (60) for receiving a signal from the proximity sensor 40 to stop the machining program and command the alarm if the tool is not mounted on the spindle; 상기 N(60)C로부터 경보발생 지령을 접수하여 경보를 발생시키는 경보장치(70)로 구성된 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축공구 유무 감지장치.An apparatus for detecting the presence or absence of a spindle tool of a machine tool, characterized by comprising an alarm device (70) for generating an alarm by receiving an alarm generation command from the N (60) C. 다음 가공 할 공구를 추축에 장착하기 위해 공구 교환 지령을 하는 단계(S1)와;A step (S1) of performing a tool change command to mount the tool to be machined to the next shaft; 공구 교환 지령이 완료가 될때까지 기다리고, 완료되면 다음 프로그램을 수행하는 단계(S2)와;Waiting for a tool change command to be completed, and performing a next program (S2) when completed; 공구없이 공구 교환을 하는 지령이면 주축 공구를 감지하지 않는 단계(S3)와;Not detecting a spindle tool when the tool is exchanged without the tool (S3); 상기 단계에서 주축 공구 장착 여부를 확인하는 지령이면 공구 감지신호를 NC(수치제어장치)로 전달하고, 센싱신호가 입력되면 공구가 주축에 정상적으로 장착된 것으로 판단하고 가공에 들어가는 단계(S4)와;A step of transmitting a tool detection signal to an NC (numerical control device) when the command confirms whether the spindle tool is mounted in the above step, and determines that the tool is normally mounted on the spindle when the sensing signal is input (S4); 상기 단계에서 센싱신호가 입력되지 않으면 주축에 공구가 장착되지 않은 것으로 판단하여, 가공 프로그램 수행 정지를 시키고, 주축에 공구가 없는 상태이므로 주축에 공구 미장착이라는 알람을 발생시켜 작업자에게 알려주는 단계(S5)로 이루어짐을 특징으로 하는 공작기계의 주축유무 감지방법.If the sensing signal is not input in the above step, it is determined that the tool is not mounted on the spindle, and the execution of the machining program is stopped, and because there is no tool on the spindle, generating an alarm indicating that the tool is not mounted on the spindle (S5). Spindle presence detection method of the machine tool, characterized in that consisting of.
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