KR20170067700A - 기어 절삭 기계를 제어하는 방법 및 기어 절삭 기계 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 워크피스 마운트에 고정되는 워크피스 내로 기어들을 절삭하는 적어도 하나의 툴을 가지는 기어 절삭 기계를 제어하는 방법에 관한 것으로, 기계 제어는 기어 절삭 기계가공 동안 3차원 충돌 모니터링을 수행한다.

Description

기어 절삭 기계를 제어하는 방법 및 기어 절삭 기계{METHOD OF CONTROLLING A GEAR CUTTING MACHINE AND GEAR CUTTING MACHINE}
본 발명은 워크피스 마운트(workpiece mount)에 고정(clmap)되는 워크피스에 기어들을 절삭하는 적어도 하나의 툴(tool)을 가지는 기어 절삭 기계를 제어하는 방법에 관한 것이다.
공지되어 있는 기어 절삭 기계들은 워크피스를 기어 절삭 기계가공(machining)하기 위하여 툴, 워크피스 또는 다른 기계 구성요소들의 필요한 방사상 이동들, 법선 이동들, 축상 이동들, 회전 이동들, 피봇 이동들 또는 수직 이동들을 일으키는 복수의 제어 CNC(computer numerical control) 축을 포함한다. 기어 절삭 기계의 CNC 제어는 프로그램 제어된 각각의 CNC 축상 구동들의 제어를 담당한다.
현대의 기어 절삭 기계들은 조정 가능한 기계 구성요소들에 의해 자체가 상이한 기어 절삭 적용예들에 대하여 설비되고 프로그램될 수 있도록 점점 더 보편화되는 방식으로 구성된다. 조정가능 기계 구성요소들은 예를 들어 워크피스를 고정하는 장치 또는 워크피스 자체뿐만 아니라 기계가공 헤드 또는 내부에 고정되는 작업 굴대(mandrel)를 포함하고 이 굴대 상에는 하나 이상의 툴들이 배치된다. 사용되는 조정가능 기계 구성요소들의 다양성 및 복잡성은 기계를 제어하는 프로그래밍을 더 어렵게 만든다. 게다가, 프로그램 제어 기어 절삭 프로세스에 대한 기계 구성을 위해서 개별 조정가능 구성요소들에 관한 다수의 기계 파라미터들이 요구된다. 일반적으로, 이 파라미터들은 조작자에 의해 제어되도록 수동으로 입력되어야만 한다.
상기 문제들로부터 기어 절삭 기계의 동작 위험성이 증가하는 결과가 초래하는데 왜냐하면 부정확한 입력들로 인해 또는 에러들을 가지는 프로그램 코드들에 의해 기어 절삭 프로세스 동안 충돌들이 발생할 수 있기 때문이다. 이 이유로, 충돌의 위험을 방지하는 방법을 인지하는 포괄적인 보호 조치들이 바람직하다.
본 발명의 목적은 청구항 제 1 항의 특징들에 따른 방법에 의해 달성된다. 상기 방법의 유리한 실시예들은 주 청구항에 종속되는 종속 청구항들의 대상이다.
제 1 항에 따르면, 기어들을 워크피스 마운트에 고정되는 워크피스 내로 기어들을 절삭하는 적어도 하나의 툴을 가지는 기어 절삭 기계를 제어하는 방법이 제안된다. 기어 절삭 기계는 내치 및 외치를 가지는 치가공된(toothed) 기어 휠들을 제조하는 데 적합하다. 본 발명에 따르면, 기계 제어는 기어 절삭 기계가공 동안 3차원 충돌 모니터링을 수행한다. 충돌 모니터링은 따라서 기어 절삭 기계가공 동안 실시간으로 발생한다. 이상적으로, 기어 절삭 프로세스의 각각의 기계가공 단계는 잠재적인 충돌에 대해 모니터링된다.
특정한 기계 구성요소들의 운동(kinematics)은 3차원 공간에서의 기어 절삭 프로세스 동안 모니터링된다. 개별 기계 구성요소들은 기계 제어 시에 3차원 물체들에 의해 가상으로 시뮬레이션되고 이들의 이동 루틴은 충돌들에 대해 실시간으로 모니터링된다. 전체 기어 절삭 프로세스는 결과적으로 3차원 공간 모델로 시뮬레이션되고 충돌들 또는 가능한 충돌들에 대해 모니터링된다. 게다가, 결정 논리(decision logic)들은 예를 들어, 툴, 특히 툴 블레이드(tool blade) 및 워크피스 사이의 허용된 충돌들 및 허용되지 않는 충돌들 사이를 구별해야한 한다.
이상적으로, 기어 절삭 프로세스에 의해 프로세스에 따라 이동되어야 하는 거의 모든 기계 구성요소들이 충돌에 대해 모니터링된다. 이 이동들은 공급 이동(feed movement)들, 회전 이동들 또는 피봇 이동들이다. 충돌 모니터링은 순전히 툴 블레이드를 모니터링하는 것으로 더 이상 제한되지 않고, 오히려 자체의 전체 주변 또는 실제적으로 전체 주변에 걸친 충돌 모니터링에 의해 모든 이동 가능한 기계 구성요소들이 검출된다.
충돌 모니터링은 바람직하게는 수행될 기계 절삭 프로세스에 따라 기어 절삭 기계에 설치되는 조정 가능 기계 구성요소들을 포함한다. 조정 가능 기계 구성요소들은 특히 기계가공 헤드, 내부에 고정되고 자체 상에 하나 이상의 툴들이 배치되는 작업 굴대, 워크피스를 고정하는 장치뿐만 아니라 워크피스 자체이다. 조정 가능 구성요소들을 사용하는 것은 수동의 구성 입력들 또는 기계 제어의 수정들을 필요로 하게 만들기 때문에 조정 가능 기계 구성요소들의 충돌 위험성이 증가된다. 이 이유로, 이 조정 가능 부품들의 직접 충돌 모니터링이 특히 바람직하다.
본 방법의 바람직한 실시예에 따르면, 모니터링되는 기계 구성요소들은 가상 3차원 몸체들로서 모델링되고 이것들의 운동들은 3차원 공간에서 서로에 대한 자체의 상호 간격에 관하여 모니터링된다. 특정한 최소 간격 이하가 되면, 충돌 모니터링은 잠재적 충돌을 인식하고 조작자에게 고지한다. 특정한 성상도(constellation)들 또는 기계 구성요소들에 대한 상이한 한계 값들이 착상 가능하다.
예를 들어, 포락면(envelope)이 대응하는 기계 구성요소 주위에 배치되기 때문에 가상의 3차원 모델링은 덮개 함수(envelope function)에 기초하여 발생하는 것이 착상 가능하다. 기어 절삭 동작은 결과적으로 상이한 3차원 포락면들을 사용하는 3차원 모델에서 모니터링된다.
포락면들 또는 포락 몸체들의 분해능(resolution), 즉 모델링의 정확도는 적어도 하나의 다른 기계 구성요소와의 거리에 따라 결정되는 것이 착상 가능하다. 분해능은 특히 거리가 감소할수록 증가된다. 충분히 큰 거리에 있어서, 충돌 확률은 더 작고 모델링에 대해서 더 작은 분해능이 충분하다. 기계 제어의 조작은 자원 집중이 덜한 더 작은 분해능으로 인해 가능하다. 거리가 감소할 때, 충돌 확률이 증가하므로 고 분해능이 필요하다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 충돌 모니터링은 CNC 제어되는 기어 절삭 프로세스 동안 그리고/또는 수동으로 제어되는 기어 절삭 프로세스 동안 활성화될 수 있다. 충돌들에 대해 모니터링되는 순 기어 절삭 기계가공 이외에, 그와 같은 모니터링은 또한 워크피스 변경 또는 툴 변경에 대해 가동될 수 있는데 왜냐하면 특정 기계 성상도에 있어서 이 특정한 기계가공 프로세스들에 의해 실질적인 충돌의 위험성 또한 임박하기 때문이다.
충돌 모니터링은 바람직하게는 프로그램 루틴 동안 기계 구성요소들의 미래의 운동이 충돌들에 대해 모니터링되는 예측 방식으로 작동된다. 더욱이 이동 파라미터들은 기계 제어의 프로그램 코드로부터 도출될 수 있다. 기어 절삭 기계의 수동 기계 동작 중에, 하나 이상의 기계 구성요소들의 이동 파라미터들은 적절한 예측 프로세스들에 의해 추정된다.
충돌 모니터링이 충돌을 인식하면, 기어 절삭 기계에 대한 기계 제어는 기어 절삭 기계가공을 정지시키거나, 감속하거나 중단시킬 수 있다. 이것은 가능한 충돌 위험성 및 충돌의 발생 직전의 인식 모두에 적용된다. 충돌의 위험성 또는 충돌의 인식 이후에 기계 제어는 적절한 디스플레이 유닛(unit) 상에 경보를 출력할 수 있다. 특히 포함되는 기계 구성요소들의 충돌 상황의 시각적 표현은 여기서 착상 가능하다.
오프라인으로 충돌 모니터링을 수행하는 것이 대안으로 착상 가능하다. 오프라인으로 수행되는 충돌 모니터링은 특히 가능성이 있는 잠재적인 충돌 장소들 및 위험성들이 기어 절삭 기계의 조정 프로세스 이후에 기어 절삭 포르세스의 가동 직전에 미리 인식되고 방지되어야 할 때 유용하다. 이와 관련하여 기어 절삭 기계의 완전한 구성 이후에 의도되는 기어 절삭 프로세스의 가상 시뮬레이션이 기계 제어 내에서 발생하고 결과적으로 잠재적인 충돌 장소들이 인식될 수 있음이 착상 가능하다. 그러므로 위험성을 가능한 많이 감소시킬 수 있도록 기어 절삭 프로세스의 가동 전에 적절한 대책들이 취해질 수 있다.
본 발명은 더욱이 본 발명에 따른 방법을 수행하거나 본 발명에 따른 방법의 유리한 실시예를 수행하기 위해 기계 제어하는 기어 절삭 기계에 관한 것이다. 기어 절삭 기계는 명백히 본 발명에 따른 방법과 동일한 장점들 및 속성들을 가지므로, 이 점에 있어서 반복 설명이 필요한 것으로 간주되지 않는다.
기어 절삭 기계 외에, 본 발명은 더욱이 본 발명에 따른 방법 또는 상기 방법의 유리한 실시예를 수행하기 위하여 데이터 캐리어(data carrier) 상에 저장되는 제어 소프트웨어에 관한 것이다. 제어 소프트웨어는 기어 절삭 기계의 대응하는 기계 제어부 상에 로딩될 수 있고 기어 절삭 프로세스 동안 본 발명에 따른 방법을 수행하는 역할을 한다.
본 발명의 추가적인 장점들 및 속성들은 이후에 도면들에 도시된 실시예를 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 공지되어 있는 CNC 기어 절삭 기계가공의 도면;
도 2는 적재 도어(loading door)로부터 시작하는 기어 절삭 기계의 내부 기계 공간의 부분 사시도;
도 3은 적재 측으로부터의 기계가공 헤드의 세부 사시도;
도 4는 공급되는 링 로더(ring loader)를 구비하는 기어 절삭 기계의 기계 공간 내부로의 측면도; 및
도 5는 대향하는 측으로부터 도 4의 도면의 측 사시도.
도 1은 치가공된 워크피스를 제조하는 공지되어 있는 CNC 기어 절삭 기계의 도면을 도시한다. 여기서 도시되는 CNC 기어 절삭 기계는 공지되어 있는 설계로 되어 있고 따라서 다시 상세하게 설명되지 않을 것이다. 창성(generating) 및 프로파일 기계가공용 CNC 제어 밀링(milling) 또는 연삭(grinding) 기계에 대한 개략적인 사시도에서 여러 이동 방향들이 도시된다. 이 도면으로부터 CNC 기계의 5개의 표준 축들이 도시될 수 있고 이 축들은 3개의 회전 축들(A1, B1 및 C2)뿐만 아니라 3개의 선형 축들(X1, Z1, V1)로 나누어질 수 있다. 회전 축(A1)은 도시되지 않지만 툴을 내향 피봇하는 데 소용되고; 회전 축(B1)은 사용되는 툴의 회전 이동을 담당하고; 회전 축(C2)은 워크피스 테이블(7) 상에서 기계가공될 워크피스의 회전 이동을 지정하며 마찬가지로 여기에서는 도시되지 않는다. 세 선형 축들(X1, Z1 및 V1)은 툴의 방사상 이동(X1); 툴의 공급 이동(Z1); 툴의 법선 이동(V1)을 제공한다.
게다가, 도면에서는 예를 들어, 카운터-홀더(counter holder) 암, 링 로더 등을 통합하기 위해, 상이한 기능들을 담당할 수 있는 백 레스트(back rest)가 제공된다. 회전 축(C3)은 예를 들어, 링 로더의 회전 이동을 수행하는 데 적합하다.
도 2는 워크피스(12)의 절삭 기계가공 동안의 기계 공간의 사시도를 도시한다. 이 도면으로부터 절삭 헤드(5)가 도시될 수 있고, 이 절삭 헤드(5)는 툴 스탠드 슬라이드(stand slide)에 축(A1)을 중심으로 피봇 가능하게 지지된다. 게다가, 절삭 헤드(5)는 Z1 축 방향으로의 툴 공급 이동을 위해 수직으로 그리고 툴(15)의 방사상 이동을 위해 선형 방식으로 X1 방향으로 수평하게 공급될 수 있다.
도 3은 적재 층으로부터의 기어 절삭 기계의 내부 공간을 도시하고, 여기서 이 공간은 자동화 또는 백 레스트 없이 도시된다. 이 점에 있어서 절삭 헤드(5)는 준비되는 워크피스의 특정한 면취(chamfering) 방향을 생성하기 위해 축(A1)을 중심으로 특정한 피봇 각만큼 피봇된다. 기계가공 헤드의 거대한 크기로 인해, 절삭 헤드(5) 및 기계 베드(bed)(7) 또는 기계 테이블(3) 사이의 충돌의 위험성이 특히 인식될 수 있다. 절삭 헤드(5)는 카운터 베어링(counter-bearing)(16) 뿐만 아니라 구동 유닛(8)을 구비하는 주 베어링(17)을 포함한다(도 3). 작업 굴대는 이들 사이에 배치되는 기계가공 헤드 베드에 고정되고 절삭공구(cutter)(15)는 상기 굴대 상에 B1 축을 중심으로 회전 가능하게 배치된다.
기계 테이블(7)은 워크피스(12)를 고정하기 위한 장치를 수용하는 테이블 플레이트(3)를 지지한다. 이 장치는 상위 장치 부분(11)뿐만 아니라 하위 장치 부분(10)으로 분리되고 이 부분들은 워크피스(12)를 단단히 붙잡고 이 워크피스(12)를 하부 및 상부로부터 고정한다. 전체 장치(10, 11)는 워크피스 회전 축(C2)을 중심으로 워크피스와 함께 회전 가능하다. 상위 장치 부분(11)은 위로 카운터-홀더 암(20)이 취해지고 이 카운터-홀더 암(20)은 순차적으로 백 레스트(21)에 선형으로 이동 가능한 방식으로 Z4 방향으로 지지된다.
도시되는 기어 절삭 기계가공 시나리오에서, 카운터-베어링(16) 또는 주 베어링(17)이 워크피스의 회전 축(C2)의 레벨에 있고 절삭 헤드(5)가 이 위치에서 X1 또는 Z1 방향으로 워크피스(12)로 공급되도록 절삭 헤드(5)가 축(A1)을 중심으로 피봇되면 또는 절삭 헤드(5)가 V1 방향으로 시프트되는 최외측 위치에 있으면 절삭공구(15)의 주 베어링 또는 카운터 베어링(17, 16) 사이에서 장치(10, 11)와 충돌할 확률이 증가한다.
절삭 헤드(5)가 준비되는 치가공된 휠(12)의 면취 방향에 따라 좌측 또는 우측으로 비스듬히 내향하여 피봇될 때 또한 절삭 헤드(5) 및 기계 베드(7) 또는 기계 테이블(3) 사이가 충돌할 실질적인 위험성 또한 존재한다. 이 위치는 기어가 워크피스(12) 내로 절삭하는 면취 각에 그리고 툴(15)의 피치 방향에 좌우된다. 이 경우에, X1 방향으로 그리고 Z1 방향으로의 공급은 또한 하나의 역할을 한다. 워크피스(12)의 워크피스 직경이 더 작을수록, 절삭 헤드(5) 및 기계 베드(7) 또는 기계 테이블(3) 사이의 가능한 충돌들의 위험성이 더 커진다.
기어 절삭 기계의 개별 이동 가능 구성요소들, 즉 베어링 지점들(16, 17) 및 구동부(8) 뿐만 아니라 툴(15)을 포함하는 기계가공 헤드(5), 기계 테이블(7), 테이블 플레이트(3), 장치(10, 11), 카운터-홀더 암(20) 및 카운터-홀더 삽입부(22) 뿐만 아니라 워크피스(12)는 충돌 모니터링의 수행을 위하여 3차원 물체들로서 모델링되고 3차원 공간에서의 가상 충돌 모니터링에 대해 고려된다. 이 목적을 위해, 상기 구성요소들은 대응하는 구성요소들의 주변 주위에 놓이는 포락 몸체들에 의해 모델링된다. 개별 부품 구성요소들이 모델링되는 분해능 또는 정확도는 가능한 충돌을 발생시킬 수 있는 각각의 구성요소들 사이의 간격에 좌우된다. 만일 기계가공 헤드(5)가 예를 들어 기계 테이블로부터 또는 테이블 플레이트로부터 특정 거리로 멀리 떨어져 있으면, 충돌 모니터링은 더 작은 정확도로 작동할 수 있고, 여기서 기계가공 헤드의 또는 다른 부품 구성요소들의 미세한 구조상의 양태들을 무시하는 간소화된 덮개 함수가 사용된다. 기계가공 헤드(5)가 테이블 플레이트(3) 또는 기계 테이블(7)에 더 가까이 접근할수록, 가능한 충돌들을 인식할 수 있도록 개별 구성요소들의 모델링이 더 정확해져야만 한다.
게다가, 또한 특정 구성요소들의 어떤 부품들이 서로 충돌할 수 있을지 또는 충돌하지 않을 수 있는지에 대한 구분이 행해져야만 한다. 이것은 특히 자연적으로 워크피스(12)와 맞물리는 툴(15)에 관한 것으로 결과적으로 충돌을 인식할 수 없다. 기계가공 헤드(5)를 모델링하면, 따라서 툴 부분(15) 및 기계가공 헤드의 베어링들(16, 17) 또는 구동부(8) 사이를 구별하는 것이 필요하다. 그러나, 툴(15) 및 워크피스(12)와 상이한 다른 기계 부품과의 충돌이 인식되어야 하고 억제되어야만 한다.
도 4는 소위 링 로더를 반송하는 백 레스트(21)가 있는 기계 공간의 도면을 도시한다. 여기에서의 링 로더는 정합 파지기(gripper) 삽입부(22)를 통해 기계가공될 워크피스를 잡을 수 있고 따라서 기어 절삭 프로세스 동안 워크피스 변경을 자동으로 수행할 수 있는 파지기 암(gripper arm)(23)을 가진다. 이 점에 있어서, 절삭 헤드(5)가 V1 방향으로 시프트될 때 기계가공 헤드(5)의 주 베어링 및 카운터-베어링(17, 16) 사이에서 파지기 암(23)의 파지 삽입부들(22)과 충돌할 잠재성이 마찬가지로 증가한다. 결과적으로, 링 로더의 파지기 삽입부(22) 및 파지기 암(23)은 가상 3D 물체들로 모델링되고 충돌 모니터링에 대해서 고려된다.
도 5는 대향하는 측으로부터의 기계 공간을 도시하고 이 측으로부터 기계가공 헤드(5)의 베어링들(16, 17)이 시프트 이동 시에 파지기 삽입부(22)와 충돌할 수 있음이 확인될 수 있다.
이미 초기에 설명되었던 바와 같이, 개별 조정 가능 기계 구성요소들과 관련되는 다수의 기계 파라미터들은 프로그램 제어되는 기어 절삭 프로세스를 위해 기계 제어 내로 수동으로 입력되어야만 한다. 이 입력들의 에러의 경향성을 줄이기 위해, 기어 절삭 기계는 기어 절삭 프로세스의 시작 전에 필요한 기계 구성을 위한 터치 감응 디스플레이를 가진다. 여기서의 기계 제어는 기어 절삭 기계의 특정한 기계 구성요소들 및/또는 기계가공 프로세스들의 가상 3차원 표현이 가능하다. 기계는 이에 의해서 디스플레이 요소 상에 그래픽 모델링에 의해 사용자에게 실제로 조정 가능한 기계 부품, 즉 툴(15), 장치(10, 11), 워크피스(12), 파지기 암(21, 23), 파지기 삽입부(22) 등을 포함하는 링 로더 등을 모델링할 가능성을 제공한다. 기계 제어에 요구되는 파라미터들은 후속해서 준비되어 있는 모델링으로부터 직접적으로 도출되고 기계 제어의 기어 절삭 기계가공에 대해 제공된다. 요구되는 제어 구성은 순 수(pure number)들을 입력함으로써 거의 더 이상 발생하지 않지만, 그러나 그래픽 모델링에 기초하여 시각적으로 발생한다. 시각적 표현에 요구되는 기계 구성요소들의 원 데이터는 충돌 모니터링에 대해 즉각 사용될 수 있다.
디스플레이 요소 상의 그래픽 모델링 및 표시는 사용자에게 사용자의 입력의 시각 모니터링에 대한 가능성을 제공한다. 사용자는 그 결과에 따라 준비되어 있는 디스플레이 요소 상의 그래픽 모델을 실제로 설치된 기계 부품들과 비교할 수 있고; 명백한 에러들이 인지되고 미리 방지될 수 있다. 추가 계산 단계들은 완전히 필요 없게 된다. 이 프로세스는 실질적으로 부정확한 수동 입력들의 가능성을 감소시킨다.
사용자는 조작 패널(operating panel)과의 또는 디스플레이 요소와의 상호 작용에 의해 그래픽 모델링을 실제 사용되는 기계 부품과 정확하게 정합시킬 수 있다. 이상적으로, 적어도 하나의 기계 부품의 그래픽 표현은 기계 제어의 융출 프로세스(rendering process)에 의해 계산된다. 이 목적에 요구되는 원 데이터 및 장면 정보(scene information)는 기어 절삭 기계의 데이터베이스에 저장된다.
본 방법의 바람직한 실시예에서, 융출 프로세스는 실시간으로 발생하고 기저의 장면은 조작자에 의해 상호 작용하여 변경될 수 있다. 조작자는 예를 들어 사용자 입력에 의해 상호 작용하여 시야 각 및 표현의 줌을 변경할 수 있고; 컴퓨터 기반 모델의 계산은 실시간으로 발생하고 디스플레이 요소 상에 즉각 시각화된다.
디스플레이 요소는 조작자가 디스플레이 요소에 터치함으로써 그래픽 모델링된 기계 부품의 장면을 변경할 수 있도록 편리하게 터치 동작 가능, 특히 다중 터치(multitouch) 동작 가능하다. 다중 터치 동작 가능 디스플레이 요소는 특히 장면이 다양한 다수 손가락(multifinger) 제스처들에 의하여 상호 작용하여 변경될 수 있도록 사용된다.
사용자는 적어도 하나의 기계 부품의 그래픽 모델링을 위해 기어 절삭 기계의 데이터베이스를 사용할 수 있다. 기계 부품, 예를 들어 장치(10, 11) 또는 작업 굴대는 여기서 다수의 다양한 개별 구성요소들로 구성될 수 있다. 사용자에게는 설치된 작업 굴대를 가상으로 구성하는 선택 사양이 제공된다. 데이터베이스는 이 목적을 위해 사용자에게 스페이서 슬레이브(spacer sleeve)들 등뿐만 아니라 적절한 툴들 등이 갖춰질 수 있는 다양한 유형들의 굴대를 제공한다. 사용자는 이상적으로 임의의 실제 작업 굴대를 데이터베이스를 사용하여 축적(scale)에 따라 그래픽 모델링할 수 있다. 기계 제어를 위한 제어 관련 파라미터들은 그래픽 모델링으로부터 자동으로 도출되고 기계 제어에 공급된다. 사용되는 기계 부품에 관한 기어 절삭 기계의 수동 구성은 더 이상 필요하지 않다.
사용자의 순전히 시각적인 타당성(plausibility) 제어 외에, 기계 제어에 의해 배경에 그래픽 모델링의 가상 타당성 제어가 발생한다. 특히 여기서 사용자의 입력들, 즉 그래픽 모델링이 타당한지 그리고 부정확한 거동(behavior)이 발생하지 않거나 후속 기어 절삭 기계가공 동안 충돌이 발생하지 않는지에 대한 검사 및 모니터링이 행해진다. 예를 들어, 기어 절삭에 대한 계획된 기계가공 프로그램을 고려하는 동안 그리고/또는 기계 부품의 조립된 구성요소들을 고려하는 동안 그리고/또는 설치될 수 있는 추가 기계 부품들을 고려하는 동안 가상의 타당성 제어가 발생한다. 작업 굴대가 편리하게 선택하는 부품 구성요소들로 구성되는지와 같은 모니터링이 착상 가능하다. 또한 워크피스 고장에 요구되는 장치가 계획된 기계가공에 대해 조정 또는 구성되었는지가 모니터링된다.
기계 제어는 타당성 제어의 결과를 디스플레이하고 선택적으로 경고 메시지들을 출력할 수 있고 비상 시에 강제로 기계를 정지시킬 수 있다.
기계 부품의 또는 적어도 기계 부품의 개별 구성요소의 기하학적 모델링은 사용자 입력에 의해 수정될 수 있음이 착상 가능하다. 사용자는 그 결과에 따라 데이터베이스로부터 개별 기계 부품들 또는 기계 부품 구성요소들을 선택할 수 있을 뿐만 아니라 사용자 입력에 의해 이것들을 실시간으로 개별적으로, 특히 자체의 기하학적 치수들, 자체의 포지셔닝, 장소 또는 다른 기계 부품 구성요소들 등에 대한 정렬 등에 관하여 모델링 또는 수정할 수 있다. 기계 부품의 또는 기계 부품 구성요소의 가능한 속성들 또한 수정 및 적응될 수 있다. 이것은 특히 사용자 입력에 의해 상이한 툴들의 기어들의 수, 치의 수 등에 관하여 적응될 수 있는 상기 상이한 툴들을 사용할 때 실제로 사용되는 기계 부품 구성요소들에 적용된다.
데이터베이스는 대응하는 인터페이스에 의해, 특히 기계 부품들 또는 기계 부품 구성요소들에 대한 보충 목록들에 의해 확장될 수 있다. 이것은 렌더링 프로세스에 요구되는 원 데이터에 마찬가지로 적용된다.

Claims (8)

  1. 워크피스 마운트(workpiece mount)에 고정되는 워크피스 내로 기어 치들을 절삭하는 적어도 하나의 툴(tool)을 가지는 기어 절삭 기계를 제어하는 방법으로서, 기계 제어는 기어 절삭 기계가공 동안 3차원 충돌 모니터링을 수행하되,
    수행될 기어 절삭 프로세스에 따라 기어 절삭 기계에 설치되는 조정 가능 기계 구성요소들은 충돌 모니터링을 위해 가상 3차원 몸체들로서 모델링(modeling)되고 상기 가상 3차원 몸체들의 이동 루틴(routine)들은 자체의 서로의 거리들에 관하여 모니터링되며, CNC 제어되는 기어 절삭 프로세스 동안 상기 3차원 충돌 모니터링이 활성화되며, 상기 조정 가능 기계 구성요소들의 미래의 이동 파라미터들이 충돌들에 대해 모니터링되는 예측 충돌 모니터링이 발생하며,
    상기 조정 가능 기계 구성요소들의 가상 3차원 모델링을 위하여 상기 조정 가능 기계 구성요소들의 포락면(envelope)을 사용하며, 상기 가상 3차원 모델링은 덮개 함수(envelope function)에 기초하여 발생하며,
    상기 조정 가능 기계 구성요소의 3차원 모델링의 분해능(resolution)은 적어도 하나의 추가 기계 부품으로부터의 거리에 따라 결정되며, 상기 3차원 모델링의 분해능은 거리가 감소함에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모델링된 기계 구성요소들은 하나 이상의 툴들, 굴대 상에 배치되는 툴들을 포함하는 작업 스핀들, 기계가공 헤드, 워크피스를 고정하는 장치, 워크피스, 기계 테이블, 기계 베드(bed), 링 로더(ring loader), 파지기 암(gripper arm) 및 파지기 삽입부인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    수동으로 제어되는 기어 절삭 프로세스 동안, 워크피스 변경 동안 및 툴 변경 동안에도 상기 3차원 충돌 모니터링이 활성화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기어 절삭 기계가공은 충돌이 존재하거나 충돌의 위험성이 인식되는 경우 중단되는 것을 특징으로 하고, 선택적으로 충돌 기술(collision description)이 있는 경보가 출력되는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 경보는 디스플레이 요소 상에서의 충돌하는 경우의 시각적 그래픽 표현이고 영향을 받는 기계 구성요소들의 3차원 그래픽 표현인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 3차원 충돌 모니터링은 기계 조정 이후에 그리고 상기 기어 절삭 기계가공 이전에 가능한 잠재적 충돌들을 인식하기 위하여 오프라인으로 수행될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 기계 제어하는 기어 절삭 기계.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위해 데이터 캐리어(data carrier)에 저장되는 제어 소프트웨어.
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