KR20190060521A - A method for face milling machine of axial deflection compensation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 페이스 밀링 머신이 동작함에 따라 축의 무게로 인하여 축이 아래로 처지는 축 처짐량에 대한 보상을 실시하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of compensating axial deflection of a face milling machine, and more particularly, to a method of compensating an axial deflection amount of an axis caused by the weight of a shaft due to the operation of a face milling machine.
페이스 밀링 머신(Face milling machine)은 원통형 축의 면 방향을 가공하는 장치로써, 축의 길이를 조절하면서 면을 가공한다.A face milling machine is a device for machining the face direction of a cylindrical shaft. The face milling machine processes the face while adjusting the length of the shaft.
도 1을 참조하면, 중심축을 기준으로 양팔을 벌린 형태의 축을 가지고 있으며, 양 축의 끝에는 축과 수평 방향으로 이동이 가능한 가공부가 위치하여 가공부가 중심축에서 점점 외부로 이동을 수행하며 원형으로 면을 평평하게 가공하는 장치이다. Referring to FIG. 1, a shaft having a shape with both arms opened with respect to a central axis is provided. At the ends of both shafts, a machining part capable of moving in the horizontal direction is disposed at the ends of the shaft. It is a device that processes flat.
도 2를 참조하면, 이상적 상황에서는 가공하려는 원형의 크기가 커지는 상태에서 축의 길이가 길어지는 상황에서도 중심축과 축의 길이는 완벽한 수직을 이루어 가공된 면이 평평함을 유지하여야 하지만, 실제 상황에서는 중력에 의하여 축의 길이가 길어지면 상기 가공부가 중심축에서 멀어져 축의 길이가 길어질수록 축의 무게에 의한 처짐 현상이 발생하게 된다.Referring to FIG. 2, in the ideal situation, even when the length of the circular shape to be machined is increased and the length of the shaft becomes long, the length of the central axis and the axis must be perfectly perpendicular to maintain the machined surface flat. However, As the length of the shaft becomes longer, the machining portion moves away from the central axis, and as the length of the shaft becomes longer, a deflection phenomenon occurs due to the weight of the shaft.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 축의 길이가 길어지면 무게에 의한 처짐을 방지하기 위하여 반대측의 축에도 동일한 무게의 스핀들 장치를 장착하고, 늘어나는 길이를 동일하게 하여 수평 상태를 유지하였다. In order to solve the above-mentioned problems, a spindle device of the same weight is mounted on the shaft on the opposite side in order to prevent sagging due to weight when the length of the shaft becomes long.
그러나, 이러한 상황에서도 일정량의 축의 처짐은 필연적으로 발생하게 되며, 축의 처짐에 의해 가공하려는 원이 커질수록 가공면이 미세한 사선형태로 나타나게 되어, 페이스 밀링 머신으로 가공한 가공품의 품질이 저하되는 문제가 있었다.However, even in such a situation, a certain amount of deflection of the shaft is inevitably generated, and as the circle to be machined becomes larger due to deflection of the shaft, the machined surface appears to have a fine slant shape, and the quality of the machined product processed by the face milling machine is lowered there was.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것이며, 상기와 같은 축의 처짐을 측정하고, 이를 보상함으로써 페이스 밀링 머신의 가공 품질을 상승할 수 있는 방법을 제안한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and proposes a method of measuring the deflection of the shaft and compensating for the deflection of the shaft to increase the machining quality of the face milling machine.
본 발명은 상기와 같은 종래의 페이스 밀링 머신의 축 처짐에 대한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 페이스 밀링 머신의 축 길이가 길어짐에 따라 축의 길이를 측정하고, 축의 길이를 바탕으로 축의 처짐을 계산하여 그 값을 보상하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problem of axial deflection of a conventional face milling machine as described above, the length of the shaft is measured as the shaft length of the face milling machine becomes longer, and the deflection of the shaft is calculated based on the length of the shaft. The purpose is to compensate for the value.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 중심축을 기준으로 축의 길이를 변경하며 축 방향의 면을 원형으로 가공하는 페이스 밀링 머신에 있어서, 제1 센서 및 제2 센서로 페이스 밀링 머신의 축의 길이를 측정하는 단계; 상기 제1 센서 및 제2 센서가 측정한 거리의 차를 계산하는 단계; 상기 거리의 차를 이용하여 상기 밀링 머신의 축의 처짐 각도를 계산하는 단계; 및 상기 축의 처짐 각도를 보상하는 단계;를 포함하는 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a face milling machine for changing a length of a shaft with respect to a central axis and machining a surface in an axial direction into a circular shape, the face milling machine including a first sensor and a second sensor, Measuring the length of the shaft; Calculating a difference between distances measured by the first sensor and the second sensor; Calculating a deflection angle of an axis of the milling machine using the distance difference; And compensating an angle of deflection of the shaft. The present invention also provides a method of compensating axial deflection of a face milling machine.
또한, 상기 제1 센서 및 제2 센서는 레이저 변위센서로 구성하며, 상기 제1 센서 및 제2 센서는 상기 페이스 밀링 머신의 중심축에 서로 다른 높낮이로 위치한다.Also, the first sensor and the second sensor are constituted by a laser displacement sensor, and the first sensor and the second sensor are positioned at different elevations on the central axis of the face milling machine.
또한, 상기 제1 센서 및 제2 센서를 통하여 측정한 각도를 통해 축 처짐 각도를 계산하며, 축 처짐 각도에 따라 구동부에 위치하는 스핀들 모터의 각도 및 위치를 보정한다.Also, the shaft deflection angle is calculated through the angles measured through the first sensor and the second sensor, and the angle and position of the spindle motor positioned in the driving unit are corrected according to the deflection angle of the shaft.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 중심축을 기준으로 축의 길이를 변경하며 축 방향의 면을 원형으로 가공하는 페이스 밀링 머신에 있어서, 중심축에 일정 간격으로 위치하는 제1, 제2 센서; 상기 축의 외측에 위치하며 가공물를 가공하는 가공부; 상기 가공부에 위치하는 표시봉; 및 상기 표시봉과 상기 제1, 제2 센서간의 거리를 측정하여 축 처짐량 및 축 처짐 보상 값을 계산하여 상기 가공부를 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 가공부는 상기 축의 외측 끝에 위치하는 스핀들 모터 및 비트로 구성되고, 상기 제어부는 상기 스핀들 모터의 높낮이 및 상기 축과의 각도를 제어하여 상기 축 처짐 보상 값을 상기 가공부에 적용하는 것을 특징으로 하는 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상 장치의 구조를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a face milling machine for changing a length of a shaft with respect to a central axis and machining a surface in an axial direction into a circular shape, 1, a second sensor; A machining portion located outside of the shaft for machining a workpiece; A display bar located in the processing portion; And a control unit for controlling the machining unit by calculating a shaft deflection amount and an axial deflection compensation value by measuring a distance between the display rod and the first and second sensors, and the machining unit includes a spindle motor and a bit And the control unit controls the height of the spindle motor and the angle with respect to the axis to apply the deflection compensation value to the machining unit.
또한, 상기 가공부는 상기 축의 외측 끝에 위치하는 스핀들 모터 및 비트로 구성된다.Further, the machining portion is constituted by a spindle motor and a bit located at an outer end of the shaft.
또한, 상기 제어부는 상기 축 처짐 보상 값을 이용하여 상기 가공부와 축 간의 높낮이 및 각도를 변경하여 축 처짐을 보상한다.Also, the control unit compensates the deflection of the shaft by changing the elevation and angle between the processing unit and the axis using the deflection compensation value.
상기한 본 발명에 의하면, 페이스 밀링 머신에서 축 처짐을 보상함으로써 페이스 밀링 머신을 통한 가공품의 가공 품질을 상승할 수 있다.According to the present invention, the machining quality of the workpiece can be increased through the face milling machine by compensating the deflection of the shaft in the face milling machine.
도 1은 페이스 밀링 머신의 구조를 나타내는 구성도이다.
도 2는 종래의 페이스 밀링 머신의 문제점을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상 방법을 개략적으로 나타내는 동작 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상을 위한 축 길이 측정 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 페이스 밀링 머신의 축 처짐량을 계산하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 페이스 밀링 머신의 축 처짐량에 따라 스핀들 모터를 보정하는 방법을 나타내는 도면이다.1 is a configuration diagram showing the structure of a face milling machine.
2 is a block diagram schematically showing a problem of a conventional face milling machine.
3 is an operational flowchart schematically showing a method of compensating axial deflection of a face milling machine according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic view showing the structure of an axial length measuring apparatus for axial deflection compensation of a face milling machine according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for calculating the axial deflection amount of the face milling machine according to the embodiment of the present invention.
6 is a view illustrating a method of correcting a spindle motor according to an axial deflection amount of a face milling machine according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the present invention, the same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상 방법을 개략적으로 나타내는 동작 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상을 위한 축 길이 측정 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 구성도이다.FIG. 3 is an operational flowchart schematically illustrating a method of compensating axial deflection of a face milling machine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flow chart illustrating a method of compensating axial deflection of a face milling machine according to an embodiment of the present invention. And Fig.
이하, 도 4를 참조하며 도 3을 설명하도록 한다.Hereinafter, FIG. 4 will be described with reference to FIG.
페이스 밀링 머신의 중심축에 제1 센서(210)와 제2 센서(220)를 두고, 상기 페이스 밀링 머신의 축 끝에는 표시봉(230)을 위치시킨다. The
상기 제1 센서(210) 및 상기 제2 센서(220)는 상기 중심축에 위치하며, 상기 제1 센서(210)와 상기 제2 센서(220)는 일정 간격으로 떨어진 위치에 위치시키도록 한다. The
상기 제1 센서(210)와 상기 표시봉(230)의 거리를 측정한다(S110).The distance between the
상기 제2 센서(210)와 상기 표시봉(230)의 거리를 측정한다(S110).The distance between the
본 실시 예에서 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 레이저 변위 센서를 이용하는 거리를 측정하는 구성을 가지고 있으나, 이에 한정하지 않으며, 중심축과 축 끝 부분의 거리를 측정할 수 있는 수단을 가지는 모든 방법이 이용 가능하다.In the present embodiment, the first sensor and the second sensor have a configuration for measuring the distance using the laser displacement sensor, but the present invention is not limited to this, and all of the sensors having means for measuring the distance between the center axis and the shaft end portion Methods are available.
상기 제1 센서(210) 및 상기 제2 센서(220)와 상기 표시봉(230)의 측정 결과의 차를 계산한다(S130).The difference between the measurement results of the
도 5를 참조하면, 이상적 상태에서는 축이 길어지더라도 축의 처짐이 발생하지 않으므로, 상기 제1 센서(210)의 측정 거리와 상기 제2 센서(220)의 측정 거리의 차는 0에 수렴할 것이다. 그러나, 실제적인 상태에서는 축의 하중 및 베어링, 연결부의 상태에 따라 끝 부분이 아래쪽으로 처지게 된다.5, in the ideal state, even if the axis is long, the deflection of the shaft does not occur, so that the difference between the measurement distance of the
그러므로, 상기 측정 거리의 차는 “0”의 값이 아닌 일정 변위 차가 발생하게 되며, 이 길이를 a라 설정한다. Therefore, a difference in the measured distance is not a value of " 0 ", but a certain displacement difference is generated, and this length is set to a.
상기 중심축에 위치하는 상기 두 센서는 일정 간격을 두고 설치하게 되며, 상기 제1 센서(210)와 상기 제2 센서(220)의 설치 간격 차이를 b라고 설정한다.The two sensors located on the central axis are spaced apart from each other by a predetermined distance and the difference between the installation distances of the
도 5를 참조하면, 상기 a와 b는 직각 삼각형을 그리게 되고, 축 처짐으로 인하여 발생하는 삼각형의 사잇각을 θ라 설정한다.Referring to FIG. 5, a and b form a right triangle, and an angle of a triangle generated due to axis deflection is set to?.
상기 θ는 다음과 같은 식 (1)을 통하여 구할 수 있다.The above θ can be obtained by the following equation (1).
도 5를 참조하면, 상기 식 (1)을 통하여 구한 상기 축의 축처짐 각도는 보각과 대정각(맞꼭지각)에 의하여 축과 중심축을 연장한 선이 이루는 삼각형의 각과 동일한 각을 가지고 있으며, 또한, 이상적 상황에서의 축 형태와 축이 처진 상태의 사잇각이 같음을 알 수 있다.5, the axis deflection angle obtained through the equation (1) has the same angle as the angle of the triangle formed by the line extending from the axis and the central axis by the angle of inclination and the angle of apex (angle of apex) And the angle of the shaft is the same.
그러므로 이상적 상태에서의 축 형태와 축의 처짐이 발생한 축의 크기를 계산함으로써, 축 처짐이 발생한 값을 계산할 수 있다.Therefore, by calculating the axis shape in the ideal state and the size of the axis where the deflection of the axis occurs, the value of the axis deflection can be calculated.
처진 축에 대한 축 중심이 이동한 z축 방향의 거리를 r1이라 하고, 처진 축의 중심과 축의 z축 방향 최저점까지의 거리를 r2라 하면 다음과 같은 식을 만족하게 된다.Let r 1 be the distance in the z-axis direction along which the shaft center moves relative to the driven shaft, and r 2 be the distance from the center of the driven shaft to the lowest point in the z-axis direction.
여기에서 l은 축 중심으로부터 축 끝부분까지 축의 길이이며, d는 축의 z축 방향의 두께이다.Where l is the length of the axis from the axis center to the shaft end and d is the thickness in the z-axis direction of the axis.
상기 식 (2) 및 상기 식 (3)을 통하여 계산된 축의 값을 통하여 상기 페이스 밀링 머신의 축 처짐이 발생한 값을 정확하게 계산할 수 있다.It is possible to accurately calculate the value at which the axial deflection of the face milling machine occurred through the values of the axes calculated through the above-described equations (2) and (3).
제어부(미도시)는 상기 축 처짐 값을 이용하여 상기 축의 외측면에 위치하는 스핀들 모터의 위치(각도, 높낮이)를 제어하며, 이는 이하 도 6에서 설명하도록 한다.A control unit (not shown) controls the position (angle, height) of the spindle motor located on the outer surface of the shaft using the shaft deflection value, which will be described with reference to FIG.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 페이스 밀링 머신의 축 처짐량에 따라 스핀들 모터를 보정하는 방법을 나타내는 도면이다.6 is a view illustrating a method of correcting a spindle motor according to an axial deflection amount of a face milling machine according to an embodiment of the present invention.
상기 스핀들 모터(310)은 중심축 반대편의 축 외측에 위치하며, 상기 스핀들 모터(310)의 회전을 통하여 가공물을 가공한다.The
상기 스핀들 모터(310)의 하중에 의하여 축 처짐이 발생하면, 상기 가공물의 가공면과 상기 스핀들 모터(310)의 스핀들 니들(미도시)이 정확한 수직을 이루지 못하여 경사가 발생하거나 불량이 발생하여 품질을 저하시키는 주요 원인이 된다.When the shaft deflection occurs due to the load of the
그러므로, 상기 스핀들 모터(310)의 위치를 제어할 필요가 있다.Therefore, the position of the
상기 식(2) 및 식(3)을 통하여 계산한 축 처짐 값을 참조하여 설명한다.Axis deflection values calculated through the above-described equations (2) and (3) will be referred to.
상기 스핀들 모터(310)는 축에 고정되는 고정부를 통하여 고정이 되어 있으며, 이를 이동할 수 있는 모터와 볼스크류 장치를 통하여 높낮이 및 상기 가공물과의 각도를 조절할 수 있다.The
이하, 상기 스핀들 모터(310)의 높낮이를 제 1축(320)이라 하고, 상기 스핀들 모터(310)와 축이 이루는 각을 제 2축(330)이라고 설정하여 설명하도록 한다.The height of the
상기 제어부는 상기 스핀들 모터(310)의 회전 속도를 설정한다. 상기 스핀들 모터(310)와 중심축간의 거리를 고려하여 속도를 변경하며, 거리가 가까울수록 속도를 낮게 설정하고, 거리가 멀수록 속도를 증가시킨다. 상기 페이스 밀링 머신은 원형의 가공물을 가공하는 장치이며, 동일 각도의 원주를 가공함에 있어서 반지름이 증가함에 따라 원주의 길이가 증대되므로 상기 스핀들 모터(310)의 속도를 증대시켜 더 빠르게 가공함으로써 동일 시간에 동일 각도의 가공이 가능하다.The control unit sets the rotation speed of the
상기 가공 속도(ω)는 본 발명에서는 따로 제시하지 않으며, 기존에 출시되어 있는 제품들의 동작 매뉴얼을 참조하여 구성할 수 있다.The machining speed? Is not separately described in the present invention, and can be configured by referring to operation manuals of existing products.
상기 제 1축(320)은 축과 상기 스핀들 모터(310)의 높낮이로써 축의 처짐이 발생하면, 축 처짐이 발생한 높낮이만큼 보상을 수행하여야 한다. When the axis of the
상기 축 처짐이 발생한 만큼 상기 스핀들 모터(310)를 축과 수직 방향으로 상하 이동을 수행하여야 하며, 상하 이동을 위한 값(Zref)은 다음과 같은 식 (4)를 통하여 계산할 수 있다.The
상기 식 (4)에서 zcon은 상기 페이스 밀링 머신의 축 고정부 위치에 따라 기본적인 z축 방향의 제어 값이다.In Equation (4), z con is a basic z-axis control value according to the position of the shaft fixing portion of the face milling machine.
상기 식 (4)를 통하여 계산된 값은 상기 제 1축(320)에 위치하는 볼스크류 장치를 제어하여 상기 스핀들 모터(310)의 높낮이 변화를 통해 축 처짐 값을 보상한다.The value calculated through Equation (4) controls the ball screw device located on the
상기 제 2축(330)은 축과 상기 스핀들 모터(310)의 각도로써 축의 처짐이 발생하면, 상기 스핀들 모터(310)와 가공면이 정확한 수직을 이루지 못하고 비스듬한 각도를 가진 상태에서 가공하게 된다.When the axis of the
상기 비스듬한 각도를 가지는 상태에서 가공물을 가공하게 되면, 상기 스핀들 모터(310)에 장착된 상기 스핀들 니들의 마모도 일정하지 않아 가공물을 평평한 상태로 가공이 되지 않고, 가공물의 중간에 음각 또는 양각의 불량이 발생하게 된다. 이러한 상태를 방지하기 위하여 상기 스핀들 모터(310)가 상기 가공물과 수직을 이루어야 한다.If the workpiece is machined while having the oblique angle, the wear of the spindle needle mounted on the
상기 스핀들 모터(310)가 상기 가공물과 수직 상태를 이루기 위하여 계산되는 각도(z∠θ)는 다음과 같은 식 (5)를 통하여 계산할 수 있다.The angle (z ∠θ ) calculated by the
상기 식 (5)를 통하여 계산된 값은 상기 제 2축(330)에 위치하는 서보모터 장치를 제어하여 상기 스핀들 모터(310)의 각도를 보상한다.The value calculated through equation (5) controls the servo motor device located on the
상기 식(5)를 살펴보면 상기 식 (1)에서 구한 축 처짐 각도와 동일한 것을 확인할 수 있다.The equation (5) can be confirmed to be the same as the deflection angle of the shaft obtained in the above equation (1).
상기 식 (1)을 다시 참조하면, 초기 상태의 상기 페이스 밀링 머신은 가공물과 평행 상태를 이루고, 상기 중심축과 상기 스핀들 모터(310)이 서로 평행을 이루게 된다. 다시 말하면, 상기 중심축, 스핀들 모터(310), 축 및 가공물은 직사각형의 상호 수직 상태를 가지게 된다.Referring again to Equation (1), the face milling machine in the initial state is in parallel with the workpiece, and the central axis and the
상기 직사각형 상태에서 가공을 수행하기 위하여 축의 길이를 증가시키게 되면, 축의 길이 증가에 따라 축의 처짐이 발생하게 되고, 축의 처짐에 의하여 발생된 각도는 결국 상기 스핀들 모터(310)와 축이 이루는 각도는 상호 보각을 이루며 동일한 각도임을 확인할 수 있다.When the length of the shaft is increased in order to perform machining in the rectangular state, deflection of the shaft occurs due to an increase in the length of the shaft. As a result, the angle formed between the
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상 방법에 따르면, 축 외측에 위치하는 스핀들 모터의 높낮이 및 각도를 직접 제어함으로써 종래의 축 처짐을 보상하는 방법에 대비하여 정확한 보정이 가능하다.As described above, according to the method of compensating axial deflection of the face milling machine of the present invention, precise correction is possible in comparison with a conventional method of compensating axial deflection by directly controlling the height and angle of the spindle motor located outside the shaft .
따라서, 본 발명에 의한 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상 방법에 의해 가공물의 가공 품질을 증대시킬 수 있음을 알 수 있다.Therefore, it can be understood that the machining quality of the workpiece can be increased by the axial deflection compensating method of the face milling machine according to the present invention.
상술한 실시 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다.The features, structures, effects and the like described in the foregoing embodiments are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to one embodiment. Further, the features, structures, effects and the like illustrated in the embodiments can be combined and modified by other persons skilled in the art to which the embodiments belong.
따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 이상에서 실시 예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
210 : 제1 센서
220 : 제2 센서
230 : 표시봉
310 : 스핀들 모터210: first sensor
220: second sensor
230:
310: Spindle motor
Claims (9)
제1 센서 및 제2 센서로 페이스 밀링 머신의 축의 길이를 측정하는 단계;
상기 제1 센서 및 제2 센서가 측정한 거리의 차를 계산하는 단계;
상기 거리의 차를 이용하여 상기 밀링 머신의 축의 처짐 높낮이 및 각도를 계산하는 단계; 및
상기 축의 처짐 높낮이 및 각도를 보상하는 단계;
를 포함하는 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상 방법.1. A face milling machine for changing the length of an axis with respect to a central axis and machining a surface in the axial direction into a circle,
Measuring the length of the axis of the face milling machine with the first sensor and the second sensor;
Calculating a difference between distances measured by the first sensor and the second sensor;
Calculating a deflection height and an angle of an axis of the milling machine using the distance difference; And
Compensating the deflection height and angle of the shaft;
Wherein the axial deflection compensating method of the face milling machine comprises:
상기 제1 센서 및 제2 센서는 레이저 변위센서인 것을 특징으로 하는 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상 방법.The method according to claim 1,
Wherein the first sensor and the second sensor are laser displacement sensors.
상기 제1 센서 및 제2 센서는 상기 페이스 밀링 머신의 중심축에 서로 다른 높낮이로 위치하는 것을 특징으로 하는 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상 방법.The method according to claim 1,
Wherein the first sensor and the second sensor are located at different elevations on the central axis of the face milling machine.
상기 수학식 1을 통하여 상기 축처짐 각도를 계산하며,
상기 θ는 상기 축처짐 각도, a는 상기 제1 센서 및 제2 센서에서 측정한 거리의 차, b는 상기 제1 센서와 상기 제2 센서의 높이 차인 것을 특징으로 하는 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상 방법.The method according to claim 1,
The axis deflection angle is calculated through Equation (1)
Wherein the angle θ is the axis deflection angle, a is a difference between the distances measured by the first sensor and the second sensor, and b is a height difference between the first sensor and the second sensor. Way.
상기 수학식 2를 통하여 페이스 밀링 머신의 처진 축에 대한 축 중심이 이동한 높이 z 축 방향의 거리를 계산하고, 상기 수학식 3을 통하여 처진 축의 중심과 축의 높이 z축 방향 최저점까지의 거리를 계산하며,
상기 수학식 3을 통하여 상기 페이스 밀링 머신의 외측에 위치한 스핀들 모터의 상기 축 처짐에 의한 높낮이 보상 값을 계산하고, 상기 수학식 4를 통하여 상기 스핀들 모터의 상기 축 처짐에 의한 보상 각도를 계산하며,
상기 r1은 상기 페이스 밀링 머신의 처진 축에 대한 축 중심이 이동한 높이 z 축 방향의 거리, 상기 r2는 처진 축의 중심과 축의 높이 z축 방향 최저점까지의 거리, 상기 zref는 상기 페이스 밀링 머신의 외측에 위치한 스핀들 모터의 상기 축 처짐에 의한 높낮이 보상 값, 상기 z∠θ는 상기 스핀들 모터의 상기 축 처짐에 의한 보상 각도, 상기 l은 상기 축의 중심으로부터 일측 끝 부분까지의 거리, d는 상기 축의 높이 z축 방향 두께인 것을 특징으로 하는 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상 방법.5. The method of claim 4,
Using Equation 2, the distance in the height z axis direction of the axis of the face milling machine with respect to the driven axis of the face milling machine is calculated, and the distance from the center of the driven axis to the height of the axis in the z axis direction is calculated In addition,
Calculating a compensation value based on the axis deflection of the spindle motor located outside the face milling machine using Equation (3), calculating a compensation angle based on the axis deflection of the spindle motor through Equation (4)
Wherein r 1 is the axial center to move the height distance of the z-axis direction of the stray axis of the face milling machine, wherein r 2 is a distance from the stray axis center of the shaft height of the z-axis direction lowest point, the z ref is the face milling Where z is a compensation angle due to the axial deflection of the spindle motor, l is a distance from the center of the axis to one end, and d is a distance from the center of the spindle motor to the other end of the spindle motor. Wherein the thickness of the shaft is the z-axis direction thickness.
중심축에 일정 간격으로 위치하는 제1, 제2 센서;
상기 축의 외측에 위치하며 가공물를 가공하는 가공부;
상기 가공부에 위치하는 표시봉; 및
상기 표시봉과 상기 제1, 제2 센서간의 거리를 측정하여 축 처짐량 및 축 처짐 보상 값을 계산하여 상기 가공부를 제어하는 제어부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상 장치의 구조.1. A face milling machine for changing the length of an axis with respect to a central axis and machining a surface in the axial direction into a circle,
First and second sensors positioned at regular intervals on a central axis;
A machining portion located outside of the shaft for machining a workpiece;
A display bar located in the processing portion; And
And a control unit for controlling the machining unit by calculating a shaft deflection amount and an axial deflection compensation value by measuring a distance between the display rod and the first and second sensors.
상기 가공부는 상기 축의 외측 끝에 위치하며 가공물을 가공하는 스핀들 니들, 상기 스핀들 니들에 회전을 부여하는 스핀들 모터 및 상기 가공부와 상기 축을 연결 및 고정하는 고정부로 구성되는 것을 특징으로 하는 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상 장치의 구조.The method according to claim 6,
Wherein the machining portion comprises a spindle needle located at an outer end of the shaft and adapted to process a workpiece, a spindle motor for imparting rotation to the spindle needle, and a fixing portion for connecting and fixing the machining portion and the shaft. Structure of Axial Deflection Compensator.
상기 제어부는 상기 축 처짐 보상 값을 이용하여 상기 가공부와 축 간의 높낮이 및 각도를 변경하는 것을 특징으로 하는 페이스 밀링 머신의 축 처짐 보상 장치의 구조.The method according to claim 6,
Wherein the control unit changes the elevation and angle between the machining unit and the axis using the axis deflection compensation value.
상기 가공부의 높낮이는 볼스크류 장치를 통해 상하 높이를 조절하고, 상기 가공부의 각도는 서보모터를 통하여 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 페이즈 밀링 머신의 축 처짐 보상 장치의 구조.9. The method of claim 8,
Wherein a height of the machining portion is controlled by a ball screw device, and an angle of the machining portion is adjusted through a servo motor.
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