KR20110013596A - 공작기계의 공구 파손 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계의 공구 파손 검출장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치는, 테이블(10) 또는 테이블(10)이 설치되는 X축 베드 프레임(40)의 양쪽에 이격되어 설치되는 제1, 제2 서포터(110a)(110b); 제1 서포터(110a)의 상측에 배치되고 비접촉식으로 공구(T)와의 거리를 측정하는 제1 센서 조립체(120a); 및 제2 서포터(110b)의 상측에 제1 센서 조립체(120a)와 일정 거리(S)를 두고 제1 센서 조립체(120a)와 대향되게 배치되며 비접촉식으로 공구(T)와의 거리를 측정하는 제2 센서 조립체(120b);를 포함하고, 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)에서 측정된 각각의 측정값의 합산 값과 일정 거리(S)의 차이를 연산하여 공구(T)의 외경 값 구하고 외경 값이 허용범위를 벗어나면 공구(T)가 파손되는 것으로 판단한다.

공구, 파손, 마모, 비정상, 검출, 센서, 센싱, 비접촉식

Description

공작기계의 공구 파손 검출장치 {tool damage detector of machine tool}

본 발명은 공작기계의 공구 파손 검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작기계에서 공작물을 가공하기 전 또는 후에 공구의 파손 또는 마모 정도를 검출하도록 하는 공작기계의 공구 파손 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계는 팔레트에 공작물이 탑재되고 그 공작물과 공구의 상대 운동에 의해 공작물을 절삭가공하게 된다.

상술한 상대 운동의 일례로서, 상술한 팔레트가 좌우 및 전후 방향으로 이동되고 공구는 주축에 장착된 상태로 주축이 상하 방향으로 이동되는 것일 수 있다.

또한, 상술한 상대 운동의 다른 예로서, 상술한 팔레트가 좌우 방향으로 이동되고 공구는 주축에 장착된 상태로 전후 및 상하방향으로 이동되는 것일 수 있다.

또한, 상술한 공구는 툴 매거진에 여러 개가 수납될 수 있고, 자동공구교환장치에 의해 툴 매거진과 주축간에 공구가 교환될 수 있다.

여기서, 여러 개의 공구 중에는 파손 또는 마모 등이 발생된 공구가 있을 수 있고, 이러한 공구는 공작물의 가공 전 또는 후에 미리 파악할 필요가 있으며, 이로써 비정상적인 공구를 이용하여 공작물을 가공하였을 때에 발생할 수 있는 안전사고의 위험, 공작물의 정밀가공 저하, 가공표면의 조도 저하 등의 문제점을 미리 예방할 수 있게 된다.

종래에는 공구의 파손을 검출하기 위한 장치로서 접촉식의 공구 파손 검출장치를 이용하였는데, 이는 첨부도면 도 1 및 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.

종래의 공구 파손 검출장치는 테이블(10)의 한쪽에 프로브(26)가 설치되고 그 프로브(26)가 공구에 접촉함으로써 수치정보를 검출하여 공구의 파손 또는 마모정도를 검출한다.

좀 더 상세하게는, 상술한 테이블(10)에는 팔레트(30)가 탑재되고, 그 팔레트(30)에 공작물이 탑재된 상태일 수 있다.

또한, 상술한 테이블(10)의 한쪽에는 덕트(12)가 설치되며, 덕트(12)는 강성을 갖는 것으로써 프레임의 역할도 한다.

상술한 덕트(12)의 쪽에는 케이스(14)가 설치되며, 케이스(14)의 상측에는 힌지에 의해 개폐되는 커버(16)가 배치된다.

또한, 상술한 케이스(18)의 내부에는 액추에이터(18)가 설치되고, 액추에이터(18)의 로드 단부에는 링크부재(20)가 배치되며, 그 링크 부재(20)에는 플레이트(22)가 설치되고 또한 상술한 링크 부재(20)의 한쪽에는 상술한 커버(16)가 링크로 연결된다.

즉, 상술한 액추에이터(18)의 구동에 의해 플레이트(22)가 승강되고 아울러 커버(16)가 개폐되는 것이다.

또한, 상술한 플레이트(22)는 선형 가이드에 의해 흔들림 없이 안정적으로 승강될 수 있고, 선형 가이드는 상술한 케이스(14)의 한쪽에 고정된다.

또한, 플레이트(22)의 한쪽에는 센서 조립체(24)와 프로브(26)가 설치되고, 프로브(26)는 접촉식으로서 측정대상물과 접촉하며 프로브(26)가 접촉하는 순간을 센서 조립체(24)에서 검출하게 되는 것이다.

상술한 센서 조립체(24)에서 검출신호가 발생하면, 그 검출신호는 공작기계의 제어부로 전달되어 검출 값이 계산되는 것이다.

상술한 프로브(26)와 공구의 접촉을 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

테이블(10)과 공구는 상대운동을 하는 것이고, 이때 테이블(10)의 운동과 함께 프로브(26)가 이동되는 것으로서 결국 테이블(10)과 공구의 상대위치에 따라 프로브(26)가 공구와 접촉되는 것이다.

일례로서 공구(T)가 주축에 장착된 상태로 팔레트(30)의 상측 위치로 접근할 수 있고, 상술한 공구(T)가 접근하는 이동경로 상에 미리 배치되거나 공구(T)가 소정의 위치로 접근한 후에 프로브(26)가 이동될 수도 있다.

즉, 기준이 되는 위치에서부터 프로브(26)가 공구와 접촉하는 위치까지의 거리가 수치제어의 좌표에 의해 연산될 수 있는 것이고, 기준 거리의 범위를 벗어나는 검출 값일 때에는 해당 공구가 비정상으로 판단하여 알람을 울리거나 신호등을 밝혀 작업자가 공구의 상태를 알아 차릴 수 있도록 하는 것이다.

상술한 바와 같이 구성되는 종래의 공구 파손 검출장치는 다음과 같은 문제 점이 지적된다.

공구 파손 검출장치는 공구가 주축에 장착된 직후에 공작물을 가공하기 전 또는 후에 공구의 상태를 검출하는 것으로서 그 외에 다른 시간에는 공작물(W)과의 간섭을 피하여야 하는 것이다.

즉, 공작물(W)과의 간섭을 피하기 위하면서도 공구의 이동경로 상에 적절하게 배치되어야 하지만, 이러한 설치위치 선정은 많은 제약이 따르는 문제점이 있다.

특히, 종래의 공구 파손 검출장치는 설치위치나 공작물 소재 또는 치구 등과 간섭이 발생할 가능성이 많아지고 이로써 공구이동 경로에 제약이 많아지는 문제점이 있다.

상술한 바와 같이 공구이동 경로를 설정함에 있어서 제약이 따르므로 공작물을 좀 더 다양한 형태로 가공하는데 있어서 자유롭지 못한 문제점이 있다.

또한, 공작물을 절삭가공을 할 때에 절삭유, 냉각수 또는 절삭 칩 등의 이물질이 센서 조립체(24) 또는 프로브(26)에 손상을 가할 수 있는데, 이러한 피해를 방지하기 위하여 케이스(14)와 커버(16) 등의 보호구성품이 반드시 필요하게 된다.

특히, 공구의 파손 유무를 검출하기 위해서는 액추에이터(18)가 확장 구동되어 뚜껑(16)을 개방함과 아울러 센서 조립체(24)와 프로브(26)를 상승시켜야 하고, 공구의 파손 검출이 완료된 후에는 액추에이터(18)가 수축 구동되어 뚜껑(16)을 닫음과 아울러 센서 조립체(24)와 프로브(26)를 케이스(14)의 내부로 감추어야 하므로 그 구성과 작용이 무척 복잡하며 이로써 공작기계의 원가가 상승되는 문제점이 있다.

또한, 센서 조립체(24)의 배선과 이물질 유입을 방지하는 에어 블로우 라인 등의 배선은 테이블(10)의 내부를 통과하여 설치하여야 하는데, 이러한 과정은 공작기계의 경로를 설정하고 조립하는 데에 조립공수가 많아져 불편한 문제점이 있다.

다른 한편으로, 종래의 공구 파손 검출장치는 공구의 직경을 측정할 때에 다소 큰 공구를 측정하지 못하는 공구 크기의 제한적인 문제점이 있다.

일례로서, 공구의 지름을 측정하기 위해서는 공구의 최저면에 접촉하고 최고면에 접촉하여 그 거리 차이를 연산하여 공구의 지름을 측정하게 되는데, 이때 프로브(26)의 설치높이는 결정된 상태로서 어느 높이 이상으로 상승할 수 없게 된다.

또한, 공구는 팔레트와의 간섭을 피하면서 접근할 수 있는 공간에 제한을 받게되므로 공구의 높이가 낮게 접근하는 데에는 한계가 있게 된다.

따라서 프로브(26)의 높이를 원천적으로 높게 배치하여 공구의 지름이 크더라도 측정할 수 있겠지만, 이렇게 프로브(26)의 높이를 높게 배치하기 위해서는 케이스(14)의 구조가 높게 변경되거나 또는 액추에이터(18)의 행정거리가 길어져야 하는 문제점이 있다.

또한, 상술한 바와 같이 케이스(14) 또는 액추에이터(18)의 구조가 높게 변경될 경우에는 공작물을 가공할 때에 공작물(W), 공구, 치구 등과의 간섭을 고려하여야 하므로 프로브(26)의 높이 설정에는 매우 제한적인 문제점이 있다.

다른 한편으로, 케이스(14)의 위치에 있어서도, 테이블(10)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치에 배치할수록 더 큰 공작물(W)을 팔레트(30)에 탑재할 수 있겠지만, 케이스(14)의 위치에는 매우 제한 적일 수밖에 없다.

상술한 케이스(14)의 설치위치가 제한적인 이유에 대하여 설명하면 다음과 같다.

테이블(10)은 좌우 방향으로 이동되면서 공작물의 가공이 이루어지는 것이고, 테이블(10)이 케이스(14)가 설치된 방향으로 이동되면 공작기계의 벽체 패널에 케이스(14)가 가까워지게 되는데 상술한 바와 같이 테이블(10)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치에 케이스(14)가 배치되었을 경우에는 케이스(14)가 공작기계의 벽체 패널에 부딪힐 우려가 있는 것이다.

따라서 종래의 공구 파손 검출장치는 공작물(W)의 최대 크기에 매우 제한적인 문제점이 있고 이로써 공작기계의 이용효율이 저하되는 문제점이 있다.

또 다른 한편으로, 센서 조립체(24)와 프로브(26)는 매우 정교한 구성요소로서 정기적으로 유지보수를 하여야 하는데, 케이스(14)가 설치된 위치를 살펴보면 공작기계의 벽체 패널의 내부에 위치되는 것으로서 작업자의 접근성이 매우 불편한 문제점이 있다.

또 다른 한편으로, 상술한 바와 같이 프로브(26)는 접촉식으로써 피 측정물 일례로 공구(T)와 접촉하여 데이터를 얻는 것인데, 이때 프로브(26)와 공구(T)의 접촉 회수가 늘어남에 따라 프로브(26)가 비정상적으로 변형될 수 있고, 이렇게 프로브(26)가 변형됨에 따라 공구(T)의 외경 값을 정확하게 측정하지 못할 수 있는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공작물, 치구 및 공구이동경로와 간섭을 피할 수 있으면서도 가공할 수 있는 공작물의 최대크기에 수용할 수 있도록 하는 공작기계의 공구 파손 검출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 공구의 파손을 검출하는 장치를 간소화하고 작업자의 접근을 쉽도록 하여 유지보수가 편리하도록 하는 공작기계의 공구 파손 검출장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 공구의 지름이 다소 크더라도 공구의 지름 크기와 상관없이 계측이 가능하도록 하는 공작기계의 공구 파손 검출장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치는, 테이블 또는 상기 테이블이 설치되는 X축 베드 프레임의 양쪽에 이격되어 설치되는 제1, 제2 서포터; 상기 제1 서포터의 상측에 배치되고 비 접촉식으로 공구와의 거리를 측정하는 제1 센서 조립체; 및 상기 제2 서포터의 상측에 상기 제1 센서 조립체와 일정 거리를 두고 상기 제1 센서 조립체와 대향되게 배치되며 비접촉식으로 상기 공구와의 거리를 측정하는 제2 센서 조립체;를 포함하고, 상기 제1, 제2 센서 조립체에서 측정된 각각의 측정값의 합산 값과 상기 일정 거리의 차이를 연산하여 상기 공구의 외경 값 구하고 상기 외경 값이 허용범위를 벗어나면 상기 공구가 파손되는 것으로 판단한다.

또한, 상기 제1 센서 조립체와 상기 제2 센서 조립체는 설치되는 높이가 서로 다른 것일 수 있다.

또한, 상기 제1, 제2 서포터는 상측 또는 하측이 굴절되어 상기 제1, 제2 서포터의 일부가 공작기계의 벽체 패널의 외측에 배치되는 것일 수 있다.

또한, 상기 제1 센서 조립체 또는 상기 제2 센서 조립체는 센서를 보호하는 센서 커버가 더 설치되는 것일 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치는 비접촉식의 센서 조립체를 이격시켜 배치함으로써 공작물, 치구 및 공구이동경로와 간섭을 피할 수 있으면서도 가공할 수 있는 공작물의 최대크기에 수용할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치는 양측으로 이격된 위치에 비접촉식의 센서 조립체를 배치함으로써 공구의 파손을 검출하는 장치를 간소화할 수 있고, 특히 공작기계의 벽체 패널의 외부에서 접근할 수 있음으로써 작업자의 접근이 쉬워 유지보수가 편리한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치는 이격되어 배치되는 센서 조립체의 사이에 공구가 위치되도록 함으로써 공구의 지름이 다소 크더라도 공구의 지름 크기와 상관없이 계측이 가능한 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치(100)는 테이블(10)이 이동되는 X축 베드프레임(40)의 한쪽에 설치될 수 있다.

X축 베드 프레임(40)의 양쪽에 각각 제1 서포터(110a)와 제2 서포터(110b)가 이격되어 배치되고, 제1, 제2 서포터(110a)(110b)의 상측에는 앵글 서포터(112)가 배치될 수 있으며, 그 앵글 서포터(112)의 한쪽에는 비접촉식의 검출수단인 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)가 각각 설치될 수 있다.

상술한 제2 센서 조립체(120b)는 상술한 제1 센서 조립체(120a)와 일정 거리(S)를 두고 상술한 제1 센서 조립체(120a)와 대향되게 설치되는 것일 수 있다.

상술한 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)는 상술한 바와 같이 비접촉식으로써, 수광부와 발광부가 구비되고 발광부에서 빔을 발광 후 수광부에서 반사 빛을 받아 빔의 반사되는 시간을 계산하여 피측정물과의 거리를 측정하도록 하는 레이저 센서일 수 있다.

또한, 상술한 제1, 제2 서포터(110a)(110b)는 하측에 영문자 L자 형성으로 굴절되어 형성될 수 있고, 수직부분은 후술되는 벽체 패널(210)의 외측에 배치되고 상술한 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)는 상술한 벽체 패널(210)의 내측에 배치될 수 있다.

또한, 상술한 앵글 서포터(112)에는 플랜지(115)가 형성될 수 있으며, 그 플랜지(115)는 후술되는 벽체 패널(210)에 체결되어 고정될 수 있다.

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상술한 앵글 서포터(112)의 한쪽 단부는 경사진 형태의 제1, 제2 설치대(114a)(114b)가 배치된다.

상술한 제1 설치대(114a)와 상술한 제2 설치대(114a)에는 각각 상술한 제1 센서 조립체(120a)와 제2 센서 조립체(120b)가 설치되는 것이고, 여기서 제1 센서 조립체(120a)와 제2 센서 조립체(120b)는 상호 대향되게 배치되는 것일 수 있다.

다른 한편으로, 상술한 제1 서포터(110a)와 제2 서포터(110b)의 높이(길이)는 서로 다를 수 있고, 일례로 어느 한쪽이 높게 되면 상술한 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)가 대향하는 가상의 선(L)이 경사질 수 있다.

상술한 바와 같이 가상의 선(L)이 기울어짐에 따라 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)는 기울어진 상태로 배치될 수 있고, 여기서, 상술한 제1, 제2 설치대(114a)(114b)는 상술한 가상의 선(L)에 대응하도록 소정의 각도로 경사지게 형성될 수 있는 것이다.

다른 한편을, 구체적으로 나타내지 않았으나, 상술한 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)는 상호 대향되도록 미세 위치조절이 가능할 수 있다.

또한, 하측에 배치되는 제2 센서 조립체(120b)의 경우에는 센서를 보호하기 위하여 센서 커버(130)가 더 배치될 수도 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치(100)의 설치 예를 첨부도면 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치의 설치 예를 설명하기 위한 정면 및 측면의 예시도면이고, 첨부도면 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치를 설명하기 위한 평면 예시도면이다.

도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 공작기계는 X축 베드 프레임(40)의 상측에서 좌우 방향으로 선형 운동하도록 테이블(10)이 설치될 수 있고, 상술한 X축 베드 프레임(40)과 직교되는 방향으로 Y축 베드프레임(50)이 설치될 수 있으며, Y축 베드 프레임(50)의 상측에는 상술한 테이블(10)이 설치된 방향(전후 방향)으로 선형 운동되도록 하는 Z축 프레임(60)이 설치될 수 있다.

또한, 상술한 Z축 프레임(60)에는 승강 방향으로 선형 운동하도록 주축(70)이 설치될 수 있으며, 공작기계의 한쪽에는 자동공구교환장치(80)와 툴 매거진(90)이 설치될 수 있다.

상술한 툴 매거진(90)에는 여러 가지의 공구(T)가 수납되어 있고, 상술한 자동공구교환장치(80)는 툴 매거진(90)과 주축(70)간에 툴(T)을 자동으로 교환하는 것이다.

또한, 테이블(10)의 주변은 벽체 패널(210)이 둘러싸인 형태로 배치될 수 있고, 벽체 패널(210)은 가공영역과 외부를 차단하는 안전장치의 역할을 하는 것이다.

또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 공구 파손 검출장치(100)는 X축 베드 프레임(40)의 양측에 제1, 제2 서포터(110a)(110b)가 이격되어 배치됨으로써, 공구(T)는 상술한 제1 센서 조립체(120a)와 제2 센서 조립체(120b)의 사이로 위치될 수 있고, 특히 공구(T)가 가상의 선(L)을 지날 때에 공구(T)의 외경이 계측될 수 있다.

또한, 공구 파손 검출장치(100)는 테이블(10)과 주축(70) 또는 공구(T)의 이동경로와 간섭이 발생하지 않는 위치에 배치됨으로써 공작물(W)의 가공이 좀 더 자유로워질 수 있는 것이다.

특히, 도 5에 나탄 낸 바와 같이, 제1 센서 조립체(120a)와 제2 센서 조립체(120b)는 상호 대향하는 가상의 선(L)이 경사지게 배치되는 것일 수 있고, 이와 같이 경사지도록 배치함으로써 제1 센서 조립체(120a)와 제2 센서 조립체(120b)의 사이 거리를 확보할 수 있으며, 이로써 공작물(W)을 가공할 때에 공작물(W), 치구 또는 공구(T)의 이동경로와 간섭을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 벽체 패널(210)의 외측에 제1, 제2 서포터(110a)(110b)가 배치되고, 앵글 서포터(112)에 의해 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)가 지지되는 것인바, 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)를 유지보수하기 위해서 작업자가 가공영역 쪽으로 접근하지 않고도 공작기계의 외부에서 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)에 접근할 수 있게 됨으로써 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)의 설치와 유지보수가 편리해지는 이점이 있는 것이다.

또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1 센서 조립체(120a)와 제2 센서 조립체(120b)의 높이를 동일한 높이로 배치할 수 있고, 이로써 제1 센서 조립체(120a)와 제2 센서 조립체(120b)는 상호 대향하는 가상의 선(L)은 수평을 이룰 수 있다.

상술한 바와 같이, 가상의 선(L)이 수평을 이루도록 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)를 배치함으로써 제1, 제2 서포터(110a)(110b)의 높이를 동일하게 제공할 수 있고, 또한, 제1, 제2 설치대(114a)(114b)는 수평상태로 제공될 수 있음으로써 경사지도록 설계되는 것에 비교하여 제조가 좀 더 편리하고, 아울러 설치하는 것도 좀 더 편리할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치는 테이블(10)에 설치될 수 있는 것으로 이는 첨부도면 도 9를 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 테이블(10)의 양측에 제1, 제2 서포터(110a)(110b)가 배치될 수 있고, 제1, 제2 서포터(110a)(110b)의 상측에 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)가 배치될 수 있다.

또한, 상술한 제1, 제2 서포터(110a)(110b)의 높이는 동일할 수 있고, 이때에는 양측의 센서를 잇는 가상의 선(L)이 수평을 이룰 수 있다.

다른 한편으로, 상술한 제1, 제2 서포터(110a)(110b)의 높이를 다르게 제공할 수 있고, 이때에는 양측의 센서를 잇는 가상의 선(L)이 경사질 수 있으며, 가상의 선(L)이 경사지게 배치됨으로써 제1 센서 조립체(120a)와 제2 센서 조립체(120b)의 사이 거리를 멀리할 수 있고, 이로써 공작물(W), 치구 및 공구경로와 간섭을 피할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치(100)는 다음과 같이 작용된다.

주축(70)에 공구(T)가 장착된 상태에서 테이블(10)과 주축(70)이 상대운동을 하고 이로써, 공구(T)는 제1 센서 조립체(120a)와 제2 센서 조립체(120b)의 사이에 진입하며, 주축(70)의 승강방향으로의 이동에 의해 공구(T)는 가상의 선(L)을 지나치게 된다.

이때, 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)는 공구(T)까지의 거리를 계측하고 이로써 공구(T)의 외경을 측정할 수 있게 된다.

또한, 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)의 사이에 공구(T)가 위치될 때에 공구(T)는 제1 센서 조립체(120a) 또는 제2 센서 조립체(120b) 중에 어느 한쪽으로 치우쳐 있더라도 공구(T)의 외경을 측정할 수 있고, 좀 더 상세하게 설명하면 제1 센서 조립체(120a) 또는 제2 센서 조립체(120b)에서 측정되는 값은 가변 될지라도 제1 센서 조립체(120a)와 제2 센서 조립체(120b)가 이루는 거리는 절대적인 일정 거리(S)로써 고정된 값이므로, 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)에서 측정된 거리 값과 상술한 일정 거리(S)와 거리 값의 차이를 계산하면 공구(T)의 외경을 쉽게 계측할 수 있는 것이다.

또한, 공구(T)가 비정상적인 상태, 일례로서, 공구(T)가 파손되거나 허용 범위를 벗어날 정도로 마모가 진행되었을 때에는 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)에 의해 계측되는 값에 의해 알 수 있게 되고, 이와 같이 공구(T)의 이상상태가 검출되면 작업자가 시각 또는 청각으로 알 수 있게 경고등을 발광시키거나 경고음을 발생시키도록 한다.

다른 한편으로, 공구(T)의 외경이 다소 크더라도 그 공구(T)는 항상 제1 센서 조립체(120a)와 제2 센서 조립체(120b)의 사이에 배치될 수 있으므로 공구(T)의 외경 크기와는 상관없이 공구(T)의 외경을 측정할 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치는 공작물을 가공하기 전에 공구의 파손 또는 마모 등의 상태를 검출하여 비정상적일 때에 작업자에게 알릴 수 있도록 하는 데에 이용될 수 있다.

도 1은 종래의 공작기계의 공구 파손 검출장치를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 2는 종래의 공작기계의 공구 파손 검출장치를 설명하기 위한 예시도면으로서, 각각 (a)는 평면도, (b)는 정면도, (c)는 측면도이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치의 설치 예를 설명하기 위한 정면, 측면 및 평면의 예시도면이다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공작기계의 공구 파손 검출장치를 설명하기 위한 예시도면이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10: 테이블 12: 덕트

14: 케이스 16: 커버

18: 액추에이터 20: 링크 부재

22: 플레이트 24: 센서 조립체

26: 프로브(probe) 30: 팔레트

40: X축 베드 프레임 50: Y축 베드 프레임

60: Z축 프레임 70: 주축

80: 자동공구교환장치 90: 툴 매거진

100: 공구 파손 검출장치

110a, 110b: 제1, 제2 서포터

112: 앵글 서포터

114a, 114b: 제1, 제2 설치대

115: 플랜지

120a, 120b: 제1, 제2 센서 조립체

130: 센서 커버

210: 공작기계 벽체 패널

T: 공구 W: 공작물

Claims (4)

1. 테이블(10) 또는 상기 테이블(10)이 설치되는 X축 베드 프레임(40)의 양쪽에 이격되어 설치되는 제1, 제2 서포터(110a)(110b);

   상기 제1 서포터(110a)의 상측에 배치되고 비접촉식으로 공구(T)와의 거리를 측정하는 제1 센서 조립체(120a); 및

   상기 제2 서포터(110b)의 상측에 상기 제1 센서 조립체(120a)와 일정 거리(S)를 두고 상기 제1 센서 조립체(120a)와 대향되게 배치되며 비접촉식으로 상기 공구(T)와의 거리를 측정하는 제2 센서 조립체(120b);를 포함하고,

   상기 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)에서 측정된 각각의 측정값의 합산 값과 상기 일정 거리(S)의 차이를 연산하여 상기 공구(T)의 외경 값 구하고 상기 외경 값이 허용범위를 벗어나면 상기 공구(T)가 파손되는 것으로 판단하는 공작기계의 공구 파손 검출장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제1 센서 조립체(120a)와 상기 제2 센서 조립체(120b)는,

   설치되는 높이가 서로 다른 것을 특징으로 하는 공작기계의 공구 파손 검출장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제1, 제2 서포터(110a)(110b)는,

   상측 또는 하측이 굴절되어 상기 제1, 제2 서포터(110a)(110b)의 일부가 공작기계의 벽체 패널(210)의 외측에 배치되고

   상기 제1, 제2 센서 조립체(120a)(120b)는 상기 벽체 패널(210)의 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공구 파손 검출장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제1 센서 조립체(120a) 또는 상기 제2 센서 조립체(120b)는,

   센서를 보호하는 센서 커버(130)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공구 파손 검출장치.

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