KR20170116473A - 공작기계를 위한 자동 공구 교환 장치 및 이를 이용한 공구 교환 제어 방법 - Google Patents

공작기계를 위한 자동 공구 교환 장치 및 이를 이용한 공구 교환 제어 방법 Download PDF

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Abstract

공구 교환 제어 장치는 공구 정보를 측정하기 위한 레이저 센서를 포함하는 공구 정보 검출부, 공구 정보 검출부가 검출한 공구 정보를 입력받고, 공구 정보가 미리 설정된 기준값과 비교하여 암 구동 신호를 출력하는 제어부, 및 암 구동 신호를 기초로 공구를 교환하기 위한 암을 구동하는 암 구동부를 포함한다. 공구 교환 제어 장치에 의하면, 레이저 센서를 이용하여 공구의 크기 및 중량을 신속 및 정확하게 검출할 수 있다. 이에 따라, 상기 공구의 크기 및 중량의 오측정에 기인한 자동 공구 교환 장치 및 스핀들의 파손을 예방하고, 공작 시간을 줄일 수 있어 공작기계의 생산성을 높일 수 있다.

Description

공작기계를 위한 자동 공구 교환 장치 및 이를 이용한 공구 교환 제어 방법{AUTOMATIC TOOL CHANGER FOR MACHINE TOOL AND METHOD OF EXCHANGING TOOLS USING THE SAME}
본 발명은 자동 공구 교환 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 공작기계를 위한 공구 교환 제어 장치 및 이를 이용한 공구 교환 제어 방법에 관한 것이다.
머시닝 센터 등을 포함하는 공작 기계에서, 다양한 툴들이 교체되어 사용된다. 예를 들어, 자동 공구 교환 장치(Automatic Tool Changer, ATC)에 의해 툴 매거진(Tool Magazine)에 보관된 공구와 스핀들에 장착된 공구가 가공시에 의해 교환될 수 있다.
교환되는 공구들의 크기 및 중량이 큰 경우에, 공구 교환시 전달되는 충격 및 이에 의한 상기 자동 공구 교환 장치 또는 상기 스핀들의 손상을 예방하기 위해, 상기 공구 교환 장치는 저속으로 공구를 교환해야 할 필요성이 있다.
사용자가 직접 상기 공구들의 크기 및 중량을 상기 자동 공구 교환 장치에 입력하는 경우에 사용자의 오입력에 의한 장치의 파손이 발생할 수 있고 공작 시간이 길어지는 문제가 있다. 또한, 상기 공구들의 크기 및 중량을 측정하는 장치의 부정확한 측정으로 인해, 장치의 파손이 재차 발생할 가능성이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 일 목적은 장치 파손을 예방할 수 있는 공구 교환 제어 장치를 갖는 자동 공구 교환 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 장치 파손을 예방할 수 있는 공구 교환 제어방법을 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 일 목적을 실현하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 공구 교환 제어 장치는, 공구 정보를 검출하기 위한 레이저 센서를 포함하는 공구 정보 검출부, 상기 공구 정보 검출부가 검출한 상기 공구 정보를 입력받고 상기 공구 정보가 미리 설정된 기준값과 비교하여 암 구동 신호를 출력하는 제어부, 및 상기 암 구동 신호를 기초로 공구를 교환하기 위한 암을 구동하는 암 구동부를 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공구 정보는 상기 공구의 크기 및 상기 공구의 중량을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 기준값은 크기 기준값 및 중량 기준값을 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 공구의 상기 크기와 상기 크기 기준값을 비교하고, 상기 공구의 상기 중량과 상기 중량 기준값을 비교할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 암 구동 신호는 고속 구동 신호 및 저속 구동 신호를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 공구의 상기 크기가 상기 크기 기준값보다 크거나 상기 공구의 상기 중량이 상기 중량 기준값보다 큰 경우에, 상기 저속 구동 신호를 상기 암 구동부로 출력할 수 있다. 상기 공구의 상기 크기가 상기 크기 기준값보다 작고 상기 공구의 상기 중량이 상기 중량 기준값보다 작은 경우에, 상기 고속 구동 신호를 상기 암 구동부로 출력할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 암 구동부는 상기 저속 구동 신호가 입력되는 경우에, 저속으로 암을 구동하여 상기 툴을 교환할 수 있다. 상기 고속 구동 신호가 입력되는 경우에, 고속으로 암을 구동하여 상기 툴을 교환할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부와 연결되어 상기 측정된 공구 정보를 표시하기 위한 표시부 및 상기 공구 정보를 정정 입력받기 위한 입력부를 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 공구 교환 제어 방법에 있어서, 레이저 센서를 이용하여 공구 교환을 위해 대기 중인 공구의 공구 정보를 측정한다. 상기 측정된 공구 정보와 미리 설정된 기준값을 비교하여 암 구동 신호를 출력한다. 상기 암 구동 신호를 기초로 공구를 교환하기 위한 암을 구동한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공구 정보는 상기 공구의 크기 및 상기 공구의 중량을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 기준값은 크기 기준값 및 중량 기준값을 포함할 수 있다. 상기 암 구동 신호를 출력하는 것은 상기 공구의 상기 크기와 상기 크기 기준값을 비교하고, 상기 공구의 상기 중량과 상기 중량 기준값을 비교하여 상기 암 구동 신호를 출력할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 암 구동 신호는 고속 구동 신호 및 저속 구동 신호를 포함할 수 있다. 상기 암 구동 신호를 출력하는 것은 상기 공구의 상기 크기가 상기 크기 기준값보다 크거나 상기 공구의 상기 중량이 상기 중량 기준값보다 큰 경우에, 상기 저속 구동 신호를 출력할 수 있다. 상기 공구의 상기 크기가 상기 크기 기준값보다 작고 상기 공구의 상기 중량이 상기 중량 기준값보다 작은 경우에, 상기 고속 구동 신호를 출력할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 암을 구동하는 것은 상기 저속 구동 신호가 입력되는 경우에, 저속으로 암을 구동하여 상기 툴을 교환할 수 있다. 상기 고속 구동 신호가 입력되는 경우에, 고속으로 암을 구동하여 상기 툴을 교환할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 측정된 공구 정보를 더 표시할 수 있다. 상기 공구 정보를 정정 입력받을 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 공구 교환 제어 장치 및 공구 교환 제어 방법에 의하면, 레이저 센서를 이용하여 공구 교환을 위해 대기 중인 공구의 공구의 크기 및 중량을 정확히 측정할 수 있다. 이에 따라, 상기 공구의 상기 크기 및 상기 중량의 오측정에 기인한 자동 공구 교환 장치 및 스핀들의 파손을 예방할 수 있다.
또한, 상기 레이저 센서를 이용하는 경우에, 측정을 위한 리프팅 작업, 측정된 정보를 변환하기 위한 컨버팅 작업 또는 정보 입력 작업 등이 불필요하므로, 상기 공구의 상기 크기 및 상기 중량을 매우 빨리 측정할 수 있다. 이에 따라, 공구 교환 시간을 줄일 수 있고, 공작기계의 생산성을 높일 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 자동 공구 교환 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 자동 공구 교환 장치의 공구 교환 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 공구 교환 장치에 의해 공구가 교환되는 것을 설명하기 위한 측면도이다.
도 4는 도 1의 레이저 센서에 의해 측정되는 공구를 나타내는 평면도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 공구 교환 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 자동 공구 교환 장치를 나타내는 개략도이다. 도 2는 도 1의 자동 공구 교환 장치의 공구 교환 제어 장치를 나타내는 블록도이다. 도 3은 도 1의 공구 교환 제어 장치에 의해 공구가 교환되는 것을 설명하기 위한 측면도이다. 도 4는 도 1의 레이저 센서에 의해 측정되는 공구를 나타내는 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 자동 공구 교환 장치(10)는 툴 매거진(tool magazine)과 스핀들 사이에 배치되는 서브 체인저(sub changer, 30), 공구 교환기(tool changer), 및 공구 교환 제어 장치를 포함할 수 있다. 자동 공구 교환 장치(10)는 공작기계에서 가공을 위해 사용되는 복수 개의 공구들을 가공 중에 신속하게 교체하는 역할을 수행할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 툴 매거진은 프레임을 구비하고, 상기 프레임의 일측에 구동 스프로켓과 아이들 스프로켓이 설치될 수 있다. 체인(20)은 상기 구동 스프로켓과 상기 아이들 스프로켓에 의해 이동 가능하도록 설치되고 폐루프(closed loop)를 형성할 수 있다. 체인(20)에는 툴 포트가 구비되고, 각각의 공구는 상기 툴 포트에 수납될 수 있다.
서브 체인저(30)는 체인(20)의 일측에 설치될 수 있다. 예를 들면, 서브 체인저(30)는 상기 툴 매거진의 프레임에 설치될 수 있다. 서브 체인저(30)는 공구 대기 포트(tool waiting pot, 110)를 포함할 수 있다. 공구 대기 포트(110)는 서브 체인지(30)의 플레이트 상에서 회전 가능하도록 설치되어 상기 툴 매거진으로부터 공구 교환 대기 위치로 공구를 위치시킬 수 있다.
상기 공구 교환기는 서브 체인저(30)와 스핀들(700) 사이에 설치될 수 있다. 상기 공구 교환기는 암 구동부(300)에 의해 회전 가능한 회전축(310), 회전축에 의해 회전하는 암(320) 및 암(320)의 일단에 구비된 암 클램프(330)를 포함할 수 있다.
툴 이송암(22)은 상기 툴 매거진과 서브 체인저(30)의 공구 대기 포트(110) 사이에서 공구를 교환하고, 상기 공구 교환기는 서브 체인저(30)의 공구 대기 포트(110)와 스핀들(700) 사이에서 공구(T)를 교환할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공구 교환 제어 장치는 공구 정보 검출부(100), 제어부(200) 및 암 구동부(300)를 포함할 수 있다.
공구 정보 검출부(100)는 공구 정보를 측정하여 제어부(200)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 공구 정보는 공구들(T)의 크기 및 공구들(T)의 중량을 포함할 수 있다.
공구 정보 검출부(100)는 상기 공구 정보를 검출하기 위한 레이저 센서(105)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저 센서(105)는 단일 파장의 빛을 방출하고, 되돌아오는 상기 빛을 감지하는 센서일 수 있다. 레이저 센서(105)는 적외선 레이저 센서 또는 가시광선 레이저 센서일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 레이저 센서(105)는 하나 또는 복수 개로 구비될 수 있다. 예를 들면, 레이저 센서(105)는 공구 대기 포트(110) 상부, 예를 들면, 공구 대기 포트(110)에 삽입된 공구(T) 상부에 위치하도록 상기 툴 매거진의 프레임에 설치될 수 있다.
복수 개의 레이저 센서들이 설치된 경우, 평면도에서 보았을 때, 복수 개의 상기 레이저 센서들은 공구 대기 포트(110)로부터 공구 대기 포트(110)에 수납된 공구(T)의 연장 방향, 즉, 공구(T)의 삽입 방향을 따라 배열될 수 있다. 이 경우에 있어서, 일부 레이저 센서들은 공구 대기 포트(110)에 수납된 공구(T)에 의해 반사되는 빛을 감지하고, 다른 일부 레이저 센서들은 반사되어 되돌아오는 빛을 감지하지 못할 수 있다. 이에 따라, 상기 일부 레이저 센서들은 상기 반사되어 되돌아오는 빛을 감지하는 것으로부터 공구(T)의 상기 크기를 측정할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 센서는 공구 대기 포트(110)에 수납된 공구(T)의 경(지름, D)과 장(길이, L)을 측정할 수 있다.
또한, 공구 정보 검출부(100)는 상기 공구들에 대해 각각 저장되어 있는 밀도값 및 측정된 공구(T)의 상기 크기로부터 상기 공구들의 상기 중량을 산출할 수 있다.
상기 공구들은 대상체의 가공을 위한 공구들일 수 있다. 예를 들어, 머시닝 센터(MCT)에서 상기 대상체의 가공을 위한 공구들일 수 있다. 공구(T)는 서브 체인저(30)의 공구 대기 포트(110)에 수납되고, 또한, 스핀들(700)의 공구 홀더(710)에 클램핑될 수 있다. 예를 들어, 공구(T)는 공구 대기 포트(110)에서 대기중인 공구일 수 있으며, 또 다른 공구(T)는 스핀들(700)에서 사용중인 공구일 수 있다.
레이저 센서(105)는 공구 대기 포트(110)에 삽입된 공구(T) 상부에 설치되어, 공구(T)의 상기 크기(경과 장)를 측정할 수 있다. 하지만, 상기 레이저 센서의 설치 위치는 이에 제한되지는 않으며, 공구 대기 포트(110)로부터 돌출한 공구(T)의 크기를 측정하기 위하여 공구(T)에 인접하게 배치될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
제어부(200)는 공구 정보 검출부(100)가 검출한 상기 공구 정보를 수신하고, 상기 공구 정보를 기 설정된 기준값과 비교하여 암 구동 신호를 를 암 구동부(300)에 출력할 수 있다.
상기 기준값은 크기 기준값 또는 중량 기준값을 포함할 수 있다. 제어부(200)는 공구(T)의 상기 측정된 크기와 상기 크기 기준값을 비교하고, 공구(T)의 상기 산출된 중량과 상기 중량 기준값을 비교할 수 있다. 제어부(200)는 공구 대기 포트(110)에 대기 중인 공구(T)와 스핀들(700)의 공구 홀더(710)에 삽입된 공구(T)의 정보(크기와 중량)을 기준값과 비교하여 상기 암 구동 신호를 출력할 수 있다.
예를 들어, 상기 암 구동 신호는 고속 구동 신호 및 저속 구동 신호를 포함할 수 있다. 제어부(200)는 공구들(T)의 상기 검출된 크기가 상기 크기 기준값보다 크거나 공구들(T)의 상기 검출된 중량이 상기 중량 기준값보다 큰 경우에, 상기 저속 구동 신호를 암 구동부(300)로 출력할 수 있다.
공구들(T)의 상기 검출된 크기가 상기 크기 기준값보다 작고 공구들(T)의 상기 중량이 상기 중량 기준값보다 작은 경우에, 상기 고속 구동 신호를 암 구동부(300)로 출력할 수 있다.
암 구동부(300)는 상기 저속 구동 신호가 입력되는 경우에, 저속으로 암(320)을 구동하여 공구들(T)을 교환할 수 있다. 또한, 암 구동부(300)는 상기 고속 구동 신호가 입력되는 경우에, 고속으로 암(320)을 구동하여 공구들(T)을 교환할 수 있다.
예를 들어, 암 구동부(300)는 회전축(310)을 회전시켜 이에 따라 암(320)은 회전하고, 암 클램프(330)로 공구(T)를 클램핑하여 공구들(T)을 서로 교체할 수 있다. 암 구동부(300)에 의하여 공구(T)는 스핀들(700)의 공구 홀더(710)에 삽입되고, 공구(T)는 서브 체인저(30)의 공구 대기 포트(110)에 임시적으로 대기할 수 있다.
이 후, 서브 체인저(30)의 공구 대기 포트(110)에 보관된 공구(T)는 상기 툴 매거진으로 전달될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공구 교환 제어 장치는 제어부(200)와 연결되어 상기 검출된 공구 정보를 표시하기 위한 표시부(500), 및 제어부(200)와 연결되어 상기 공구 정보를 정정 입력받기 위한 입력부(400)를 더 포함할 수 있다.
표시부(500)는 공구 정보 검출부(100)가 검출한 상기 공구 정보를 표시하고, 사용자는 입력부(500)를 통하여 상기 공구 정보의 정정이 필요한 경우에 상기 공구 정보를 정정 입력할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 공구 교환 제어 장치에 의하면, 레이저 센서(105)를 이용하여 공구들(T)의 크기 및 중량을 정확히 검출할 수 있다. 이에 따라, 공구들(T)의 상기 크기 및 상기 중량의 오측정에 기인한 상기 자동 공구 교환 장치 및 스핀들(700)의 파손을 예방할 수 있다.
교환되는 공구들(T)의 크기 및 중량이 큰 경우에, 공구 교환시 전달되는 충격 및 이에 의한 상기 자동 공구 교환 장치 또는 스핀들(700)의 손상을 예방하기 위해, 상기 자동 공구 교환 장치는 저속으로 공구들(T)을 교환해야 할 필요성이 있다.
또한, 레이저 센서(105)를 이용하는 경우에, 종래의 중량 센서를 이용할 경우 중량 측정을 위한 리프팅 실린더(이에 의한 리프팅 작업), 측정된 정보를 변환하기 위한 컨버터 등과 같은 추가 부품 또는 수작업에 의한 정보 입력 작업 등이 불필요하므로, 공구들)의 크기만을 정확하고 신속하게 측정하여 상기 공구 교환기의 속도를 제어할 수 있다. 이에 따라, 공구 교환 시간을 줄일 수 있고, 공작기계의 생산성을 높일 수 있다.
이하에서는, 도 1 및 도 2의 공구 교환 제어 장치를 이용한 공구 교환 제어 방법에 대하여 설명하기로 한다.도 5는 예시적인 실시예들에 따른 공구 교환 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 레이저 센서(105)를 이용하여 공구 정보를 획득한다(S100). 예를 들어, 상기 공구 정보는 서브 체인저(30)의 공구 대기 포트(110)에 수납된 공구(T)의 크기 및 중량에 대한 정보를 포함할 수 있다. 공구 정보 검출부(100)는 상기 공구 정보를 검출하여 제어부(200)로 출력할 수 있다.
공구 정보 검출부(100)는 상기 공구 정보를 검출하기 위한 레이저 센서(105)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저 센서(105)는 단일 파장의 빛을 방출하고, 되돌아오는 상기 빛을 감지하는 센서일 수 있다. 레이저 센서(105)는 적외선 레이저 센서 또는 가시광선 레이저 센서일 수 있다.
상기 공구들은 대상체의 가공을 위한 공구들일 수 있다. 예를 들어, 머시닝 센터(MCT)에서 상기 대상체의 가공을 위한 공구들일 수 있다. 공구(T)는 서브 체인저(30)의 공구 대기 포트(110)에 수납되고, 또한, 스핀들(700)의 공구 홀더(710)에 클램핑될 수 있다.
예를 들어, 공구(T)는 공구 대기 포트(110)에서 대기중인 공구일 수 있으며, 또 다른 공구(T)는 스핀들(700)에서 사용중인 공구일 수 있다.
레이저 센서(105)는 공구 대기 포트(110)에 삽입된 공구(T) 상부에 배치되어, 공구(T)의 상기 크기(경과 장)을 측정할 수 있다. 공구 정보 검출부(100)는 상기 공구들에 대해 각각 저장되어 있는 밀도값 및 측정된 공구(T)의 상기 크기로부터 상기 공구들의 상기 중량을 산출할 수 있다
이어서, 상기 검출된 공구 정보와 미리 설정된 기준값을 비교하여 제어부(200)는 암 구동 신호를 암 구동부(300)로 출력한다. 예를 들어, 상기 기준값은 크기 기준값 및 중량 기준값을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어부(200)는 공구(T)의 크기(크기 검출값)과 상기 크기 기준값을 비교할 수 있다(S110). 제어부(200)는 공구(T)의 상기 크기가 상기 크기 기준값보다 큰 경우에 암 구동부(300)로 저속 구동 신호를 출력할 수 있다.
또한, 제어부(200)는 공구(T)의 중량(중량 검출값)과 상기 중량 기준값을 비교할 수 있다(S120). 제어부(200)는 공구(T)의 상기 중량이 상기 중량 기준값보다 큰 경우에 암 구동부(300)로 저속 구동 신호를 출력할 수 있다.
제어부(200)는 공구(T)의 크기가 상기 크기 기준값보다 크며, 공구(T)의 중량이 상기 중량 기준값보다 큰 경우에 암 구동부(300)로 고속 구동 신호를 출력할 수 있다.
이어서, 상기 암 구동 신호를 기초로 공구들(T)을 교환하기 위한 암(320)을 구동할 수 있다.
예를 들어, 암 구동부(300)는 상기 고속 구동 신호가 입력되는 경우에, 고속으로 암(320)을 구동하여 공구(T)를 교환할 수 있다(S130). 또한, 암 구동부(300)는 상기 저속 구동 신호가 입력되는 경우에, 저속으로 암(320)을 구동하여 공구들(T)을 교환할 수 있다(S140).
암 구동부(300)는 회전축(310)을 중심으로 암(320)을 회전시켜, 암 클램프(330)로 공구들(T)을 클램핑시킨 후 서로 교체할 수 있다. 암 구동부(300)에 의하여 공구(T)는 스핀들(700)의 공구 홀더(710)에 삽입되고, 한편, 또 다른 공구(T)는 공구 대기 포트(110)에 보관될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 검출된 공구 정보를 표시하고, 상기 공구 정보를 정정 입력받을 수 있다.
예를 들어, 상기 공구 교환 제어 장치는 제어부(200)와 연결되어 상기 측정된 공구 정보를 표시하기 위한 표시부(500), 및 제어부(200)와 연결되어 상기 공구 정보를 정정 입력받기 위한 입력부(400)를 더 포함할 수 있다.
표시부(500)는 공구 정보 검출부(100)가 검출한 상기 공구 정보를 표시하고, 사용자는 입력부(400)를 통하여 상기 공구 정보의 정정이 필요한 경우에 상기 공구 정보를 정정 입력할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 공구 교환 제어 방법에 의하면, 레이저 센서(110)를 이용하여 공구들(T)의 크기 및 중량을 정확히 측정할 수 있다. 이에 따라, 공구들(T)의 상기 크기 및 상기 중량의 오측정에 기인한 상기 공구 교환 장치 및 스핀들(700)의 파손을 예방할 수 있다.
교환되는 공구들(T)의 크기 및 중량이 큰 경우에, 공구 교환시 전달되는 충격 및 이에 의한 상기 공구 교환 장치 또는 스핀들(700)의 손상을 예방하기 위해, 상기 공구 교환 장치는 저속으로 공구들(T)을 교환해야 할 필요성이 있다.
또한, 레이저 센서(110)를 이용하는 경우에, 측정을 위한 리프팅 작업, 측정된 정보를 변환하기 위한 컨버팅 작업 또는 정보 입력 작업 등이 불필요하므로, 공구들(T)의 상기 크기 및 상기 중량을 신속하게 측정할 수 있다. 이에 따라, 공구 교환 시간을 줄일 수 있고, 공작기계의 생산성을 높일 수 있다.
이상 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 자동 공구 교환 장치 20: 체인
22: 툴 이송암 30: 서브 체인저
100: 공구 정보 검출부 105: 레이저 센서
110: 공구 대기 포트 200: 제어부
300: 암 구동부 310: 회전축
320: 암 330: 암 클램프
400: 입력부 500: 표시부
700: 스핀들 710: 공구 홀더

Claims (12)

  1. 공구 정보를 검출하기 위한 레이저 센서를 포함하는 공구 정보 검출부;
    상기 공구 정보 검출부가 검출한 상기 공구 정보를 입력받고, 상기 공구 정보가 미리 설정된 기준값과 비교하여 암 구동 신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 암 구동 신호를 기초로 공구를 교환하기 위한 암을 구동하는 암 구동부를 포함하는 공작기계를 위한 공구 교환 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공구 정보는,
    상기 공구의 크기 및 상기 공구의 중량을 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 기준값은 크기 기준값 및 중량 기준값을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 공구의 상기 크기와 상기 크기 기준값을 비교하고, 상기 공구의 상기 중량과 상기 중량 기준값을 비교하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 암 구동 신호는 고속 구동 신호 및 저속 구동 신호를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 공구의 상기 크기가 상기 크기 기준값보다 크거나 상기 공구의 상기 중량이 상기 중량 기준값보다 큰 경우에, 상기 저속 구동 신호를 상기 암 구동부로 출력하고,
    상기 공구의 상기 크기가 상기 크기 기준값보다 작고 상기 공구의 상기 중량이 상기 중량 기준값보다 작은 경우에, 상기 고속 구동 신호를 상기 암 구동부로 출력하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 암 구동부는,
    상기 저속 구동 신호가 입력되는 경우에, 저속으로 암을 구동하여 상기 툴을 교환하고,
    상기 고속 구동 신호가 입력되는 경우에, 고속으로 암을 구동하여 상기 툴을 교환하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부와 연결되어 상기 측정된 공구 정보를 표시하기 위한 표시부; 및
    상기 제어부와 연결되어 상기 공구 정보를 정정 입력받기 위한 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 장치.
  7. 레이저 센서를 이용하여 공구 정보를 검출하는 단계;
    상기 검출된 공구 정보와 미리 설정된 기준값을 비교하여 암 구동 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 암 구동 신호를 기초로 공구를 교환하기 위한 암을 구동하는 단계를 포함하는 공구 교환 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 공구 정보는,
    상기 공구의 크기 및 상기 공구의 중량을 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 기준값은 크기 기준값 및 중량 기준값을 포함하고,
    상기 암 구동 신호를 출력하는 단계는,
    상기 공구의 상기 크기와 상기 크기 기준값을 비교하고, 상기 공구의 상기 중량과 상기 중량 기준값을 비교하여 상기 암 구동 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 암 구동 신호는 고속 구동 신호 및 저속 구동 신호를 포함하고,
    상기 암 구동 신호를 출력하는 단계는,
    상기 공구의 상기 크기가 상기 크기 기준값보다 크거나 상기 공구의 상기 중량이 상기 중량 기준값보다 큰 경우에, 상기 저속 구동 신호를 출력하고,
    상기 공구의 상기 크기가 상기 크기 기준값보다 작고 상기 공구의 상기 중량이 상기 중량 기준값보다 작은 경우에, 상기 고속 구동 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 암을 구동하는 단계는,
    상기 저속 구동 신호가 입력되는 경우에, 저속으로 암을 구동하여 상기 툴을 교환하고,
    상기 고속 구동 신호가 입력되는 경우에, 고속으로 암을 구동하여 상기 툴을 교환하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어 방법.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 측정된 공구 정보를 표시하는 단계; 및
    상기 공구 정보를 정정 입력받는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 교환 제어 방법.
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