KR20140078461A - 씨엔씨 공작기계의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

이 발명은, 소재의 가공경로에 따라 소재제거량을 추출하고 추출된 소재제거량에 따라 적정한 이송속도를 산출하여 반영함으로써 상대적으로 가공시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 가공부하를 줄여서 공구수명을 향상시킬 수 있는, 씨엔씨 공작기계의 제어방법에 관한 것으로서,
동작이 시작되면 소재형상에 맞추어 엔씨(NC) 코드를 입력받는 단계와, 시뮬레이션을 하여 이송경로별로 소재제거량을 추출하는 단계와, 추출된 소재제거량에 따라 적정한 이송속도를 산출하는 단계와, 산출된 적정 이송속도를 반영한 후 동작을 종료하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

씨엔씨 공작기계의 제어방법{Control method for CNC machine tool}
이 발명은 씨엔씨 공작기계의 제어방법에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 소재의 가공경로에 따라 소재제거량을 추출하고 추출된 소재제거량에 따라 적정한 절삭이송속도를 산출하여 반영함으로써 상대적으로 가공시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 가공부하를 줄여서 공구수명을 향상시킬 수 있는, 씨엔씨 공작기계의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 씨엔씨 선반이나 씨엔씨 밀링과 같은 씨엔씨 공작기계에서는 NC 코드를 이용하여 소재의 가공형상에 맞추어 가공경로를 결정하게 된다.
그러나, 종래의 NC 코드는 절삭깊이가 동일하지 않은데도 최대절삭깊이를 기준으로 동일한 이송속도를 적용함으로써 상대적으로 가공시간이 오래 걸리게 될 뿐만 아니라, 공구에 전달되는 가공부하가 상대적으로 커서 공구수명이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소재의 가공경로에 따라 소재제거량을 추출하고 추출된 소재제거량에 따라 적정한 절삭이송속도를 산출하여 반영함으로써 상대적으로 가공시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 가공부하를 줄여서 공구수명을 향상시킬 수 있는, 씨엔씨 공작기계의 제어방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 동작이 시작되면 소재형상에 맞추어 엔씨(NC) 코드를 입력받는 단계와, 시뮬레이션을 하여 이송경로별로 소재제거량을 추출하는 단계와, 추출된 소재제거량에 따라 절삭이송속도를 산출하는 단계와, 산출된 절삭이송속도를 반영한 후 동작을 종료하는 단계를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 선반의 경우에 절삭이송속도(Vc)는 다음의 수식에 의해 산출되면 바람직하다.
Figure pat00001
여기서, N은 주축 회전수이고, Mr은 소재제거량이고, Dc는 가공외경이고, Hc는 절삭깊이이다.
이 발명의 구성은, 선반의 경우에 소재 제거량(Mr)은 다음의 수식에 의해 산출되면 바람직하다.
Figure pat00002
여기서, Mo는 소재부피이고, Mc는 가공후 부피이고, Wc는 절삭폭이고, D는 소재외경이고, Dc는 가공외경이다.
이 발명의 구성은, 선반의 경우에 가공후 부피(Mc)는 다음의 수식에 의해 산출되면 바람직하다.
Figure pat00003
여기서, Wc는 절삭폭이고, Dc는 가공외경이다.
이 발명의 구성은, 밀링의 경우에 절삭이송속도(Vc)는 다음의 수식에 의해 산출되면 바람직하다.
Figure pat00004
여기서, Mr은 소재제거량이고, \c는 절삭폭이고, Hc는 절삭깊이이다.
이 발명의 구성은, 밀링의 경우에 소재 제거량(Mr)은 다음의 수식에 의해 산출되면 바람직하다.
Mr = Wc× Hc× Vc
여기서, Wc는 절삭폭이고, Hc는 절삭깊이이며, Vc는 절삭이송속도이다.
이 발명은, 소재의 가공경로에 따라 소재제거량을 추출하고 추출된 소재제거량에 따라 적정한 절삭이송속도를 산출하여 반영함으로써 상대적으로 가공시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 가공부하를 줄여서 공구수명을 향상시킬 수 있는, 효과를 갖는다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 씨엔씨 공작기계의 제어방법의 동작 순서도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 씨엔씨 공작기계의 제어방법의 선반의 경우에 소재제거량과 절삭이송속도의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 씨엔씨 공작기계의 제어방법의 밀링의 경우에 소재제거량과 절삭이송속도의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 방향에 관한 용어는 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하기로 한다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 씨엔씨 공작기계의 제어방법의 동작 순서도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일 실시예에 따른 씨엔씨 공작기계의 제어방법의 구성은, 동작이 시작되는 단계(S10)와, 소재형상에 맞추어 엔씨(NC) 코드를 입력받는 단계(S20)와, 시뮬레이션을 하는 단계(S30)와, 이송경로별로 소재제거량을 추출하는 단계(S40)와, 추출된 소재제거량에 따라 적정한 이송속도를 산출하는 단계(S50)와, 산출된 적정 이송속도를 반영하는 단계(S60)와, 동작을 종료하는 단계(S70)를 포함하여 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일 실시예에 따른 씨엔씨 공작기계의 제어방법의 작용은 다음과 같다.
씨엔씨 공작기계의 제어부는 동작이 시작되면(S10), 소재형상에 맞추어 엔씨(NC) 코드를 입력받는다(S20).
이어서, 씨엔씨 공작기계의 제어부는 시뮬레이션을 하여(S30), 이송경로별로 소재제거량을 추출한다(S40).
선반의 경우에, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 피드에 의해 이송된 거리(Wc)에 대한 소재 제거량(Mr)은 소재부피(Mo)와 가공후 부피(Mc)의 차로 구할 수가 있다. 도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 씨엔씨 공작기계의 제어방법의 선반의 경우에 소재제거량과 절삭이송속도의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
소재부피(Mo)는 다음의 수학식 1과 같이 산출된다.
Figure pat00005
여기서, Wc는 절삭폭이고, D는 소재외경이다.
가공후 부피(Mc)는 다음의 수학식 2와 같이 산출된다.
Figure pat00006
여기서, Wc는 절삭폭이고, Dc는 가공외경이다.
위의 수식으로부터 소재 제거량(Mr)은 다음의 수학식 3과 같이 산출된다.
Figure pat00007
소재의 외경(D)은 다음의 수학식 4와 같이 가공후 외경에 절삭깊이(Hc)의 두배를 더한 값과 같다.
Figure pat00008
상기한 수학식 4를 수학식 3 대입하면 다음의 수학식 5와 같다.
Figure pat00009
선반에서 절삭이송속도(Vc)는 다음의 수학식 6과 같이 절삭폭(Wc)과 주축 회전수(N)의 곱으로 나타낼 수 있다.
위의 수학식 5에서 Wc를 구하여 수학식 6에 대입하면 다음의 수학식 7과 같다.
Figure pat00011
밀링의 경우에, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 단위시간당 제거된 소재제거량(Mr)은 다음의 수학식 8과 같이 산출된다. 도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 씨엔씨 공작기계의 제어방법의 밀링의 경우에 소재제거량(Mr)과 절삭이송속도(Vc)의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
Figure pat00012
여기서, Wc는 절삭폭이고, Hc는 절삭깊이이며, Vc는 절삭이송속도이다.
따라서, 절삭이송속도(Vc)를 단위시간당 소재제거량(Mr)으로 나타내면 다음의 수학식 9와 같다.
Figure pat00013
이와 같이 소재제거량(Mr)에 따라 선반과 밀링의 적정한 절삭이송속도(Vc)를 산출한 뒤에(S50), 이와 같이 산출된 적정 절삭이송속도를 반영한 후에(S60), 동작을 종료한다(S70).
Lc : 절삭길이 Wc : 절삭폭
Vc : 절삭이송속도 Hc : 절삭깊이

Claims (6)

  1. 동작이 시작되면 소재형상에 맞추어 엔씨(NC) 코드를 입력하는 단계와,
    시뮬레이션을 하여 이송경로별로 소재제거량을 추출하는 단계와,
    추출된 소재제거량에 따라 절삭이송속도를 산출하는 단계와,
    산출된 절삭이송속도를 반영한 후 동작을 종료하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 씨엔씨 공작기계의 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    선반의 경우에 절삭이송속도(Vc)는 다음의 수식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 씨엔씨 공작기계의 제어방법.
    Figure pat00014

    여기서, N은 주축 회전수이고, Mr은 소재제거량이고, Dc는 가공외경이고, Hc는 절삭깊이이다.
  3. 제 2항에 있어서,
    선반의 경우에 소재 제거량(Mr)은 다음의 수식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 씨엔씨 공작기계의 제어방법.
    Figure pat00015

    여기서, Mo는 소재부피이고, Mc는 가공후 부피이고, Wc는 절삭폭이고, D는 소재외경이고, Dc는 가공외경이다.
  4. 제 3항에 있어서,
    선반의 경우에 가공후 부피(Mc)는 다음의 수식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 씨엔씨 공작기계의 제어방법.
    Figure pat00016

    여기서, Wc는 절삭폭이고, Dc는 가공외경이다.
  5. 제 1항에 있어서,
    밀링의 경우에 절삭이송속도(Vc)는 다음의 수식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 씨엔씨 공작기계의 제어방법.
    Figure pat00017

    여기서, Mr은 소재제거량이고, \c는 절삭폭이고, Hc는 절삭깊이이다.
  6. 제 5항에 있어서,
    밀링의 경우에 소재 제거량(Mr)은 다음의 수식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 씨엔씨 공작기계의 제어방법.
    Mr = Wc× Hc× Vc
    여기서, Wc는 절삭폭이고, Hc는 절삭깊이이며, Vc는 절삭이송속도이다.
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