KR20150091655A - Method for Compensating Vertical Angle Error by Thermal Deformation of Machine Tool and Numerical Control Apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공작기계의 열변형에 의한 직각도 오차 보정 방법 및 이를 이용한 수치제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a perpendicular angle error correction method by thermal deformation of a machine tool and a numerical control apparatus using the same.
공작기계의 주축은 높은 회전수로 회전하므로 마찰로 인해 열이 발생할 소지가 높다. 이러한 열이 발생했을 경우, 공작기계의 구조에 따라 각 구성요소의 열팽창으로 인해 각 구성요소의 변형이 일어나게 되며, 이는 가공에 있어 공구의 끝점과 공작물 간의 상대적인 변위를 만들게 된다. 이렇게 발생된 변위는 가공의 오차를 발생시키고, 이는 공작기계의 성능 저하로 이어지게 된다.Since the main shaft of the machine tool is rotated at a high rotation speed, it is likely to generate heat due to friction. When such heat is generated, the thermal expansion of each component causes deformation of each component depending on the structure of the machine tool, which results in a relative displacement between the end point of the tool and the workpiece during machining. The resulting displacement causes machining errors, which leads to performance degradation of the machine tool.
또한, 대형 수직 선반 공작기계의 열변형은 일반적인 열변형에서와 같이 온도에 따라 일정한 치수 오차를 발생시키는 것이 아니라 Z축(주축의 회전 중심축)과 X축(회전 중심축 방향으로의 이송축) 간의 직각도가 맞지 않아 Z축 이송에 따라 오차가 변하는 직각도 오차를 발생시킴으로써, 공작물의 원통도를 저하시킨다.In addition, thermal deformation of a large vertical lathe machine tool does not cause a certain dimensional error according to the temperature as in the case of general thermal deformation, but causes the Z axis (rotation axis of the main axis) and the X axis (rotation axis movement axis) The perpendicularity of the workpiece is not matched, so that a right angle error is generated in which the error is changed according to the Z-axis movement, thereby lowering the degree of cylindricality of the workpiece.
비록, 열변형을 제어하기 위한 방법과 상용화된 기술들이 다수 존재하나, 열변형으로 인한 직각도 오차를 제어하는 방법은 존재하지 않아, 상대적으로 Z축 이송량이 많은 대형 수직 선반 공작기계에서 문제를 야기시키고 있다.Although there are many methods and commercialized techniques for controlling thermal deformation, there is no way to control the squareness error due to thermal deformation, causing problems in large vertical lathe machine tools with relatively large Z- I have to.
본 명세서는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열변형에 의한 공작기계의 성능 저하 및 공작물의 원통도 저하를 방지할 수 있는 공작기계의 열변형에 의한 직각도 오차 보정 방법 및 이를 이용한 수치제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of correcting a perpendicularity error due to thermal deformation of a machine tool capable of preventing performance deterioration of a machine tool caused by thermal deformation, And an object of the present invention is to provide a numerical control apparatus using the same.
이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 명세서의 제1 실시예에 따르면, 본 명세서에 따른 공작기계의 열변형에 의한 직각도 오차 보정 방법은, 테이블 회전 구동기어와 베이스의 온도 차이값에 변화가 있는지 여부를 판단하는 단계; 상기 온도 차이값에 변화가 있는 경우, 주축 회전 중심축과 Z축 간의 상대적인 각도와 Z축의 위치에 따른 X축의 변위를 1차 함수로 근사하여 직각도 오차 보상 데이터를 계산하는 단계; 및 상기 직각도 오차 보상 데이터를 이용하여 공작기계의 직각도 오차를 보상하는 단계를 포함한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for correcting a perpendicularity error due to thermal deformation of a machine tool according to the present invention, comprising: ; Calculating squareness error compensation data by approximating a displacement of the X axis according to a relative angle between the main axis rotation center axis and the Z axis and a position of the Z axis with a linear function when there is a change in the temperature difference value; And correcting the perpendicularity error of the machine tool using the squareness error compensation data.
바람직하게는, 상기 직각도 오차 보상 데이터를 계산하는 단계는, Z축이 기설정된 거리만큼 이송할 때 발생하는 X축 오차량에 상기 온도 차이값을 곱하여 현재 단계 직각도 오차 계수를 계산하는 단계; 및 이전 단계 Z축 기계좌표에서 현재 단계 Z축 기계좌표를 뺀 차이값에 상기 현재 단계 직각도 오차 계수를 곱하여 산출된 값에 이전 단계 X축 보정량을 더하여 직각도 오차 보상 데이터인 현재 단계 X축 보정량을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step of calculating the squareness error compensation data includes: calculating a current step squareness error coefficient by multiplying the X axis error occurring when the Z axis is shifted by a predetermined distance, by the temperature difference value; And the current step orthogonality error coefficient to the difference value obtained by subtracting the current step Z machine coordinate from the previous step Z axis machine coordinate, and adding the previous step X axis correction amount to the value calculated by multiplying the current step right angle error coefficient by the previous step X axis correction amount And a step of calculating
바람직하게는, 상기 온도 차이값에 변화가 없는 경우, 직각도 오차 보상 데이터로서 이전 단계 X축 보정량을 이용하여 공작기계의 직각도 오차를 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, when the temperature difference value does not change, the step of correcting the orthogonality error of the machine tool by using the X-axis correction amount of the previous step as the orthogonality error compensation data is further included.
본 명세서의 제2 실시예에 따르면, 본 명세서에 따른 수치제어장치는, 테이블 회전 구동기어와 베이스에 각각 장착된 온도 센서(622)로부터 온도 데이터를 수집하는 온도 데이터 수집부(612); 상기 테이블 회전 구동기어와 상기 베이스의 온도 차이값에 변화가 있는 경우, 주축 회전 중심축과 Z축 간의 상대적인 각도와 Z축의 위치에 따른 X축의 변위를 1차 함수로 근사하여 직각도 오차 보상 데이터를 계산하는 직각도 보정 데이터 산출부(614); 및 상기 직각도 오차 보상 데이터를 이용하여 공작기계의 직각도 오차를 보상하는 보정 데이터 적용부(616)를 포함한다.According to the second embodiment of the present invention, the numerical controller according to this specification comprises a temperature
바람직하게는, 상기 직각도 보정 데이터 산출부(614)는 Z축이 기설정된 거리만큼 이송할 때 발생하는 X축 오차량에 상기 온도 차이값을 곱하여 현재 단계 직각도 오차 계수를 계산하고, 이전 단계 Z축 기계좌표에서 현재 단계 Z축 기계좌표를 뺀 차이값에 상기 현재 단계 직각도 오차 계수를 곱하여 산출된 값에 이전 단계 X축 보정량을 더하여 직각도 오차 보상 데이터인 현재 단계 X축 보정량을 계산하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the squareness correction
이상에서 설명한 바와 같이 본 명세서에 의하면, 온도 센서와 제어 시스템을 바탕으로 공작기계의 열변형에 의해 발생하는 직교하는 두 이송축 간의 직각도 오차를 보상하는 공작기계의 열변형에 의한 직각도 오차 보정 방법 및 이를 이용한 수치제어장치를 제공함으로써, 열변형에 의한 공작기계의 성능 저하 및 공작물의 원통도 저하를 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to correct a perpendicularity error correction due to thermal deformation of a machine tool that compensates for a right angle error between two orthogonal transfer axes caused by thermal deformation of a machine tool based on a temperature sensor and a control system Method and a numerical control apparatus using the same, it is possible to prevent deterioration of the performance of the machine tool due to thermal deformation and reduction of the cylinder diameter of the workpiece.
도 1은 열변형이 없을 때의 대형 수직 선반을 나타낸 도면,
도 2는 열변형이 있을 때의 대형 수직 선반을 나타낸 도면,
도 3은 기계의 원점을 중심으로 열변형에 의해 발생한 직각도 오차를 보여주는 도면,
도 4는 Z축 이송에 따른 X축 오차량을 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 열변형에 의한 직각도 오차 보정 방법을 나타낸 흐름도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.1 shows a large vertical shelf when there is no thermal deformation,
2 shows a large vertical shelf when there is thermal deformation,
3 is a view showing a right angle error caused by thermal deformation about the origin of the machine,
4 is a graph showing an X-axis misalignment due to the Z-axis movement,
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of correcting a squareness error due to thermal deformation of a machine tool according to an embodiment of the present invention. FIG.
6 is a diagram illustrating a configuration of a control system according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used herein are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. It is also to be understood that the technical terms used herein are to be interpreted in a sense generally understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs, Should not be construed to mean, or be interpreted in an excessively reduced sense. Further, when a technical term used herein is an erroneous technical term that does not accurately express the spirit of the present invention, it should be understood that technical terms that can be understood by a person skilled in the art are replaced. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted according to a predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms "as used herein include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "comprising" or "comprising" or the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps.
또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.Further, the suffix "module" and "part" for components used in the present specification are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.Furthermore, terms including ordinals such as first, second, etc. used in this specification can be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or similar elements throughout the several views, and redundant description thereof will be omitted.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. It is to be noted that the accompanying drawings are only for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the scope of the present invention with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 일실시예에 따른 직각도 오차 보정 방법은 다수의 온도 센서로부터 수집된 온도 데이터의 온도 차이값을 바탕으로 온도에 따른 직각도 오차 계수를 산출하고, 산출된 직각도 오차 계수를 이용하여 X축 보정량을 계산하며, 계산된 X축 보정량을 공작기계에 실시간으로 반영하여 열변형이 있을 때 발생하는 직각도 오차를 보상한다.The orthogonality error correction method according to an embodiment of the present invention calculates orthogonality error coefficients according to temperature based on temperature difference values of temperature data collected from a plurality of temperature sensors, The X-axis correction amount is calculated, and the computed X-axis correction amount is reflected to the machine tool in real time, thereby compensating for the perpendicularity error that occurs when there is thermal deformation.
도 1은 열변형이 없을 때의 대형 수직 선반을 나타낸 도면이고, 도 2는 열변형이 있을 때의 대형 수직 선반을 나타낸 도면이다.Fig. 1 shows a large vertical shelf when there is no thermal deformation, and Fig. 2 shows a large vertical shelf when there is a thermal deformation.
도 1을 참조하면, 열변형이 없을 때 X축과 Z축은 서로 이상적으로 직교한다고 볼 수 있다. 여기서, 주축이 회전할 때 발생되는 마찰로 인해 열변형이 일어나면 도 2에 도시된 바와 같이, 기계가 변형된다.Referring to FIG. 1, it can be seen that when there is no thermal deformation, the X and Z axes are ideally orthogonal to each other. Here, when thermal deformation occurs due to friction generated when the main shaft rotates, the machine is deformed as shown in Fig.
도 1에서 X축과 Z축이 직교한다면, 도 2에서는 열변형으로 인한 각도 α가 발생하여 열변형으로 인한 직각도 오차가 발생하게 된다. 즉, 도 2의 Z'+축은 테이블을 기준으로 이상적인 Z축 방향이며, Z+축은 실제로 기계가 움직이는 Z축 방향이다.If the X axis and the Z axis are orthogonal to each other in FIG. 1, an angle? Due to thermal deformation occurs in FIG. 2, resulting in a perpendicularity error due to thermal deformation. That is, the Z '+ axis in FIG. 2 is the ideal Z axis direction based on the table, and the Z + axis is actually the Z axis direction in which the machine moves.
도 1과 도 2를 비교하여, 테이블의 회전 중심축과 컬럼(Column)의 Z축의 변형을 상대적인 하나의 각도 θ로 표현하면 도 3과 같다.Comparing FIGS. 1 and 2, FIG. 3 shows the relationship between the rotation center axis of the table and the Z-axis deformation of the column by a relative angle?.
도 3은 기계의 원점을 중심으로 열변형에 의해 발생한 직각도 오차를 보여주는 도면이다.3 is a view showing a right angle error caused by thermal deformation around the origin of the machine.
도 3을 참조하면, 온도에 따라 발생되는 각도 θ를 기준으로 Z축의 위치에 따른 X축의 변위를 수학식 1과 같은 1차 함수로 근사하여 계산할 수 있다. 여기서, Z축의 위치에 따른 X축의 변위가 최종적으로 보상하게 되는 직각도 오차 보상 데이터가 된다.Referring to FIG. 3, the displacement of the X-axis according to the position of the Z-axis with respect to the angle? Generated according to the temperature can be calculated by approximating it with a linear function as shown in Equation (1). Here, the orthogonality error compensation data which finally compensates the displacement of the X axis according to the position of the Z axis becomes the final compensation error data.
[수학식 1][Equation 1]
X_compn = X_Compn -1 + An × (Zn -1 - Zn)X_comp n = X_Comp n -1 + A n × (Z n -1 - Z n )
여기서, X_compn은 현재 단계 X축 보정량, X_Compn -1은 이전 단계 X축 보정량, An은 현재 단계 직각도 오차 계수, Zn은 현재 단계 Z축 기계좌표, Zn -1은 이전 단계 Z축 기계좌표이다.Here, X_comp n is The current step X-axis correction amount, X_Comp n -1 , The previous step X-axis correction amount, A n , The current step squareness error coefficient, Z n The current step Z-axis machine coordinate, Z n -1 , The previous step is the Z-axis machine coordinate.
An은 Z축이 기설정된 거리(예를 들면, 10mm)만큼 이송할 때 발생하는 X축 오차량을 실험적 방법을 통해 산출하고, 산출된 X축 오차량 즉, 상수 값에 다수의 온도 센서로부터 수집된 온도 데이터의 온도 차이값을 곱하여 구해진다. 여기서, An은 도 4의 Z축 이송에 따른 X축 오차량에 대한 그래프에서 기울기를 나타낸다.A n is calculated by an experimental method by calculating an X axis misalignment occurring when the Z axis is moved by a predetermined distance (for example, 10 mm), and the calculated X axis misfit value, that is, And the temperature difference value of the collected temperature data. Here, A n represents the slope in the graph for the X axis misalignment according to the Z-axis transfer in FIG.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 열변형에 의한 직각도 오차 보정 방법을 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method of correcting a perpendicular angle error due to thermal deformation of a machine tool according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 테이블 회전 구동기어의 온도(S1)와 베이스의 온도(H1)의 온도 차이값에 변화가 있는지 여부를 판단한다(S510).Referring to FIG. 5, it is determined whether there is a change in the temperature difference value between the temperature S1 of the table rotation driving gear and the temperature H1 of the base (S510).
Z축이 기설정된 거리만큼 이송할 때 발생하는 X축 오차량에 온도 차이값을 곱하여 현재 단계 직각도 오차 계수(An)를 계산하고(S520), 이전 단계 Z축 기계좌표(Zn -1)에서 현재 단계 Z축 기계좌표(Zn)를 뺀 차이값에 현재 단계 직각도 오차 계수(An)를 곱하여 산출된 값에 이전 단계 X축 보정량(X_Compn -1)을 더하여 직각도 오차 보상 데이터인 현재 단계 X축 보정량(X_compn)을 계산한다(S530).The current phase angle error error coefficient A n is calculated by multiplying the X axis error occurring when the Z axis is shifted by a predetermined distance by the temperature difference value in step S520 and the previous step Z axis machine coordinate Z n -1 (X_Comp n -1 ) to the value obtained by multiplying the difference value obtained by subtracting the present stage Z-axis machine coordinate (Z n ) from the current step squareness error coefficient (A n ) Axis X-axis correction amount (X_comp n ) that is data (S530).
이어서, 현재 단계 X축 보정량(X_compn)을 이용하여 공작기계의 직각도 오차를 보상한다(S540).Next, the orthogonality error of the machine tool is compensated by using the present X-axis correction amount X_comp n (S540).
전술한 방법은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(Firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.The above-described method can be implemented by various means. For example, embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러 및 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.In the case of hardware implementation, the method according to embodiments of the present invention may be implemented in one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), Programmable Logic Devices (PLDs) , FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of an implementation by firmware or software, the method according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure or a function for performing the functions or operations described above. The software code can be stored in a memory unit and driven by the processor. The memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various well-known means.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a configuration of a control system according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 제어 시스템은 수치제어장치(610) 및 공작기계(620)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the control system according to the present invention includes a
수치제어장치(610)는 다수의 온도 센서(622)로부터 수집된 온도 데이터의 온도 차이값을 바탕으로 온도에 따른 직각도 오차 계수를 산출하고, 산출된 직각도 오차 계수를 이용하여 X축 보정량을 계산하며, 계산된 X축 보정량을 공작기계(620)에 실시간으로 반영하여 열변형이 있을 때 발생하는 직각도 오차를 보상한다.The
이를 위해, 수치제어장치(610)는 온도 데이터 수집부(612), 직각도 보정 데이터 산출부(614) 및 직각도 보정 데이터 적용부(616)를 포함할 수 있다.For this purpose, the
온도 데이터 수집부(612)는 테이블 회전 구동기어와 베이스에 각각 장착된 온도 센서로(622)부터 온도 데이터를 수집한다.The temperature
직각도 보정 데이터 산출부(614)는 테이블 회전 구동기어와 베이스의 온도 차이값에 변화가 있는 경우, 주축 회전 중심축과 Z축 간의 상대적인 각도와 Z축의 위치에 따른 X축의 변위를 전술한 수학식 1과 같은 1차 함수로 근사하여 직각도 오차 보상 데이터를 계산한다. 자세하게는, 직각도 보정 데이터 산출부(614)는 Z축이 기설정된 거리만큼 이송할 때 발생하는 X축 오차량에 온도 차이값을 곱하여 현재 단계 직각도 오차 계수를 계산하고, 이전 단계 Z축 기계좌표에서 현재 단계 Z축 기계좌표를 뺀 차이값에 현재 단계 직각도 오차 계수를 곱하여 산출된 값에 이전 단계 X축 보정량을 더하여 직각도 오차 보상 데이터인 현재 단계 X축 보정량을 계산한다.When there is a change in the temperature difference value between the table rotation drive gear and the base, the perpendicularity correction
보정 데이터 적용부(616)는 직각도 오차 보상 데이터를 공작기계(620)의 서버 모터(624)에 적용하여 공작기계(620)의 직각도 오차를 보상한다.The correction
공작기계(620)는 다수의 온도 센서(622)를 이용하여 테이블 회전 구동기어와 베이스의 온도를 각각 측정하고, 열변형에 의해 직각도 오차가 발생하는 경우 수치제어장치(610)의 제어에 의해 서보 모터(624)의 X축의 위치를 이동시킴으로써, 직각도 오차를 보정한다.The
이를 위해, 공작기계(620)는 다수의 온도 센서(622) 및 서보 모터(624)를 포함할 수 있다.To this end, the
다수의 온도 센서(622)는 비록 도면에는 도시되지 않았지만 테이블 회전 구동기어와 베이스에 장착된다. 본 발명의 일실시예에서 다수의 온도 센서(622)는 테이블 회전 구동기어와 베이스에 장착되지만 이에 한정되는 것은 아니며, 다수의 온도 센서(622)는 온도차가 발생할 수 있는 테이블, 베이스 및 테이블 회전 구동기어 주변의 다른 장치에 장착될 수도 있다.A plurality of
서보 모터(624)는 툴이 장착된 주축대를 X축 또는 Z축 방향으로 제어하여 공작물을 가공하는데, 공작기계(620)의 열변형에 의해 직각도 오차가 발생하는 경우, 직각도 오차를 보상하기 위해 수치제어장치(610)의 명령에 의해 X축의 위치를 이동시킨다.The
이상에서 본 명세서에 개시된 실시예들을 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 이와 같이 각 도면에 도시된 실시예들은 한정적으로 해석되면 아니되며, 본 명세서의 내용을 숙지한 당업자에 의해 서로 조합될 수 있고, 조합될 경우 일부 구성 요소들은 생략될 수도 있는 것으로 해석될 수 있다.The embodiments disclosed herein have been described with reference to the accompanying drawings. Thus, the embodiments shown in the drawings are not to be construed as limiting, and those skilled in the art will understand that the present invention can be combined with each other, and when combined, some of the components may be omitted.
여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Here, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings, but should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea disclosed in the present specification.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 명세서에 개시된 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only examples described in the present specification, and not all of the technical ideas disclosed in the present specification are described. Therefore, various modifications It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
610: 수치제어장치 612: 온도 데이터 수집부
614: 직각도 보정 데이터 산출부 616: 보정 데이터 적용부
620: 공작기계 622: 온도 센서
624: 서보 모터610: Numerical control unit 612: Temperature data collecting unit
614: squareness correction data calculation unit 616: correction data application unit
620: Machine tool 622: Temperature sensor
624: Servo motor
Claims (5)
상기 온도 차이값에 변화가 있는 경우, 주축 회전 중심축과 Z축 간의 상대적인 각도와 Z축의 위치에 따른 X축의 변위를 1차 함수로 근사하여 직각도 오차 보상 데이터를 계산하는 단계; 및
상기 직각도 오차 보상 데이터를 이용하여 공작기계의 직각도 오차를 보상하는 단계;
를 포함하는 공작기계의 열변형에 의한 직각도 오차 보정 방법.Determining whether there is a change in the temperature difference value between the table rotation drive gear and the base;
Calculating squareness error compensation data by approximating a displacement of the X axis according to a relative angle between the main axis rotation center axis and the Z axis and a position of the Z axis with a linear function when there is a change in the temperature difference value; And
Compensating a perpendicularity error of the machine tool using the squareness error compensation data;
And correcting the angle error of the machine tool by thermal deformation of the machine tool.
Z축이 기설정된 거리만큼 이송할 때 발생하는 X축 오차량에 상기 온도 차이값을 곱하여 현재 단계 직각도 오차 계수를 계산하는 단계; 및
이전 단계 Z축 기계좌표에서 현재 단계 Z축 기계좌표를 뺀 차이값에 상기 현재 단계 직각도 오차 계수를 곱하여 산출된 값에 이전 단계 X축 보정량을 더하여 직각도 오차 보상 데이터인 현재 단계 X축 보정량을 계산하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 열변형에 의한 직각도 오차 보정 방법.2. The method of claim 1, wherein calculating the squareness error compensation data comprises:
Calculating an error angle coefficient of the current step by multiplying the X axis misalignment occurring when the Z axis is moved by a predetermined distance by the temperature difference value; And
The previous step X axis correction amount is added to the value obtained by multiplying the difference value obtained by subtracting the present step Z axis machine coordinate from the previous step Z axis machine coordinate and the current step squareness error coefficient to calculate the present step X axis correction amount Calculating;
And correcting the error of the rectangular angle by thermal deformation of the machine tool.
상기 온도 차이값에 변화가 없는 경우, 직각도 오차 보상 데이터로서 이전 단계 X축 보정량을 이용하여 공작기계의 직각도 오차를 보상하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 열변형에 의한 직각도 오차 보정 방법.The method according to claim 1,
Compensating a perpendicularity error of the machine tool using the X-axis correction amount in the previous step as the rectangular error error compensation data when there is no change in the temperature difference value;
And correcting the angle error of the machine tool by the thermal deformation of the machine tool.
상기 테이블 회전 구동기어와 상기 베이스의 온도 차이값에 변화가 있는 경우, 주축 회전 중심축과 Z축 간의 상대적인 각도와 Z축의 위치에 따른 X축의 변위를 1차 함수로 근사하여 직각도 오차 보상 데이터를 계산하는 직각도 보정 데이터 산출부(614); 및
상기 직각도 오차 보상 데이터를 이용하여 공작기계의 직각도 오차를 보상하는 보정 데이터 적용부(616);
를 포함하는 수치제어장치.A temperature data collecting unit 612 for collecting temperature data from a temperature sensor 622 mounted on the table rotation driving gear and the base, respectively;
When there is a change in the temperature difference value between the table rotation driving gear and the base, the displacement of the X axis according to the relative angle between the main axis rotation center axis and the Z axis and the position of the Z axis is approximated by a linear function, A squareness correction data calculation section 614 for calculating the squareness; And
A correction data applying unit (616) for compensating a squareness error of the machine tool by using the squareness error compensation data;
And a numerical control device.
상기 직각도 보정 데이터 산출부(614)는 Z축이 기설정된 거리만큼 이송할 때 발생하는 X축 오차량에 상기 온도 차이값을 곱하여 현재 단계 직각도 오차 계수를 계산하고, 이전 단계 Z축 기계좌표에서 현재 단계 Z축 기계좌표를 뺀 차이값에 상기 현재 단계 직각도 오차 계수를 곱하여 산출된 값에 이전 단계 X축 보정량을 더하여 직각도 오차 보상 데이터인 현재 단계 X축 보정량을 계산하는 것을 특징으로 하는 수치제어장치.5. The method of claim 4,
The right angle correction data calculation unit 614 calculates the current step right angle error coefficient by multiplying the X axis error occurring when the Z axis is shifted by a predetermined distance by the temperature difference value, Axis correction amount is calculated by adding the previous-stage X-axis correction amount to a value calculated by multiplying a difference value obtained by subtracting the current step Z-axis mechanical coordinate from the current step orthogonality error coefficient. Numerical control device.
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|---|---|---|---|
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