KR20190068858A - 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 및 변경방법 - Google Patents

공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 및 변경방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190068858A
KR20190068858A KR1020170169061A KR20170169061A KR20190068858A KR 20190068858 A KR20190068858 A KR 20190068858A KR 1020170169061 A KR1020170169061 A KR 1020170169061A KR 20170169061 A KR20170169061 A KR 20170169061A KR 20190068858 A KR20190068858 A KR 20190068858A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
path
cycle
tool
tool path
machining
Prior art date
Application number
KR1020170169061A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102507986B1 (ko
Inventor
김덕원
Original Assignee
두산공작기계 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 두산공작기계 주식회사 filed Critical 두산공작기계 주식회사
Priority to KR1020170169061A priority Critical patent/KR102507986B1/ko
Publication of KR20190068858A publication Critical patent/KR20190068858A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102507986B1 publication Critical patent/KR102507986B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/12—Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/013—Control or regulation of feed movement
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50118—Select as function of position of tool during cycle, optimum path
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

본 발명은 사이클 가공시에 수치제어부에 의해 생성된 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 사이클 가공을 수행하도록 수치제어부의 가공프로그램의 공구경로를 변경하여 비절삭 시간을 감소시켜 최종적으로 전체 가공 시간을 단축하고, HMI부를 통해 입력된 가공프로그램과 이를 전달받아 공구경로를 형성하는 수치제어부에서 사이클 가공시에 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간이 최단경로가 되도록 자동으로 공구경로를 계산하고, 이를 종래 공구경로와 비교하여 전체 가공시간이 단축되는 공구경로로 가공을 수행함에 따라 공작기계의 생산성을 향상시키며, 사용자의 만족도를 극대화할 수 있는 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 및 변경방법에 관한 것이다.

Description

공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 및 변경방법{Tool path changing device of cycle processing of machine tool and method thereof}
본 발명은 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 및 변경방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사이클 가공시에 수치제어부에 의해 생성된 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 사이클 가공을 수행하도록 수치제어부의 가공프로그램의 공구경로를 변경할 수 있는 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 및 변경방법에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계라 함은 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속/비금속의 공작물을 적당한 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.
터닝센터, 수직/수평 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.
일반적으로 현재 사용되고 있는 다양한 종류의 공작기계는 수치제어(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control) 기술이 적용되는 조작반을 구비하고 있다. 이러한 조작반은 다양한 기능스위치 또는 버튼과 모니터를 구비한다.
또한, 공작기계는 공작물인 소재가 안착되고 공작물 가공을 위해 이송하는 테이블, 가공전 공작물을 준비하는 팔렛트, 공구 또는 공작물이 결합되어 회전하는 주축, 공작물 등을 가공중에 지지하기 위한 심압대, 방진구 등을 구비한다.
일반적으로 공작기계에서 테이블, 공구대, 주축, 심압대, 방진구 등은 다양한 가공을 수행하기 위해 이송축을 따라 이송하는 이송유닛을 구비한다.
또한, 일반적으로 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 툴 보관장소의 형태로 툴 매거진이나 터렛이 사용된다.
또한, 일반적으로 공작기계는 공작기계의 생산성을 향상시키기 위해 수치제어부의 지령에 의해 특정한 툴을 툴 매거진으로부터 인출하거나 다시 수납하기 위한 자동공구교환장치(ATC, Automatic Tool Changer)를 구비한다.
또한, 일반적으로 공작기계는 비가공 시간을 최소화하기 위해, 자동팔레트교환장치(APC, Automatic Palette Changer)를 구비한다. 자동팔레트교환장치(APC)는 팔레트를 공작물 가공 영역과 공작물 설치 영역 간에 자동으로 교환한다. 팔레트에는 공작물이 탑재될 수 있다.
일반적으로 공작기계에서 공구경로(tool path)는 작업자에 의해 직접 작성되거나, 혹은 CAM, 대화형 시스템등의 방식을 통해 작성된다.
CAM, 대화형 시스템등의 자동화 시스템을 통해 공구경로를 생성하는 경우, 사용자는 실절삭을 위해 필요한 절삭 부품의 치수, 절삭공구, 가공순서, 가공방법에 관한 정보를 입력하게 되며, 이외에도 실절삭간의 이동을 위한 이동경로 생성에 필요한 부가적인 파라미터들을 입력하게 된다. 이때에 사용자는 생성되는 공구경로의 가공 효율뿐만 아니라 공구와 공작물 혹은 공구와 다른 구성품간의 충돌을 회피하고 가공안정성을 고려하여 파라미터들을 입력하고, 자동화 시스템은 입력된 파라미터에 기반하여 공구경로를 생성한다.
종래 공작기계에서 수치제어부(NC 또는 CNC)는 사이클 가공을 수행할 수 있는 경우가 있다. 즉, 사용자가 사이클 가공 공구경로를 생성할 수 있도록 할 수 있다.
사이클 가공이란 일정한 패턴을 이루는 가공을 간단한 형식으로 구성하여 가공이 가능하게 하는 기능을 의미한다.
일반적으로 공작기계에서 단일형 고정 사이클이라 함은 공작물의 외경, 내경을 가공하는 것과 단면을 가공하는 것을 의미한다. 즉, 단일형 고정 사이클에서 사이클 종류는 외경 선삭 사이클, 내경 선삭 사이클, 나사 절삭 사이클, 단면 선삭 사이클의 4종류로 구분할 수 있다.
이처럼, 단일형 고정 사이클은 4개의 STEP으로 하나의 패턴을 이루며, 이 패턴의 반복을 통해 전체 사이클이 형성된다.
도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 종래 공작기계의 외경 선삭 사이클 또는 내경 선삭 사이클 가공시 공구경로는 평면 제2 축 급속이송(STEP1), 평면 제1 축 절삭이송(STEP2), 평면 제2축 절삭이송(STEP3), 평면 제1축 급속이송(STEP4)의 패턴으로 이루어지고, 이러한 패턴의 반복을 통해 사이클이 형성된다. 여기에서 급속이송은 가공경로(실선 화살표)이고, 절삭이송은 비절삭 경로(점선 화살표)이다.
도 3에 도시된 것처럼, 종래 공작기계의 나사 절삭 사이클 가공시 공구경로는 평면 제2축 급속이송(STEP1), 평면 제1축 절삭이송(STEP2), 모서리 절삭이송(STEP3), 평면 제2축 급속이송(STEP4), 평면 제1축 급속이송(STEP5)의 패턴으로 이루어지고, 이러한 패턴의 반복을 통해 사이클이 형성된다.
도 4에 도시된 것처럼, 종래 공작기계의 단면 선삭 사이클 가공시 공구경로는 평면 제1축 급속이송(STEP1), 평면 제2축 절삭이송(STEP2), 평면 제1축 절삭이송(STEP3), 평면 제2축 급속이송(STEP4)의 패턴으로 이루어지고, 이러한 패턴의 반복을 통해 사이클이 형성된다.
이처럼, 종래 공작기계의 사이클 가공시에는 실선 화살표로 표시된 가공경로를 단축할 수 없을 뿐만아니라 가공경로는 전체 가공시간에 대해 차지하는 비중도 매우 작다.
그러나, 종래 공작기계의 사이클 가공시에 점선 화살표로 표시된 비절삭 경로를 최단거리로 변경하게 되면 비절삭 가공시간이 단축될 뿐만아니라 전체적인 가공시간을 단축하여 공작기계의 생선성을 극대화할 수 있다.
그럼에도 불구하고, 종래 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 및 변경방법은 사이클 가공시 비절삭 가공경로를 최단경로로 선택하여 사이클 가공을 수행하지 않음에 따라 비절삭 시간이 증가되는 문제점이 있었다.(도 1, 도 2, 도 4에서 STEP4의 급속이송, 도 3의 STEP5의 급속이송)
또한, 종래 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 및 변경방법은 비절삭 시간의 증가에 따라 전체적인 가공시간이 증가되어 생산성이 감소되고, 가공비용이 증가되는 문제점이 있었다.
더욱이, 종래 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 및 변경방법은 사이클 가공시 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로 자동으로 선택할 수 없고 작업자가 수작업 또는 프로그램을 통해 변경해야 함에 따라 작업자의 불편을 초래하고, 공구경로 변경에 시간이 많이 소요되어 최종적으로 전체적인 가공시간을 최소로 감소할 수 없는 문제점이 있었다.
대한민국 특허공개공보 제10-2013-0116765호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 사이클 가공시에 수치제어부에 의해 생성된 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 사이클 가공을 수행하도록 수치제어부의 가공프로그램의 공구경로를 변경하여 비절삭 시간을 감소시켜 최종적으로 전체 가공 시간을 단축할 수 있는 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 및 변경방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 HMI부를 통해 입력된 가공프로그램과 이를 전달받아 공구경로를 형성하는 수치제어부에서 사이클 가공시에 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간이 최단경로가 되도록 자동으로 공구경로를 계산하고, 이를 종래 공구경로와 비교하여 전체 가공시간이 단축되는 공구경로로 가공을 자동으로 수행함에 따라 공작기계의 생산성을 향상시키고, 작업자의 편의를 도모하여 사용자의 만족도를 극대화할 수 있는 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 및 변경방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치는 공작물을 가공하기 위한 가공프로그램을 입력하는 HMI부; 상기 HMI부에 입력된 가공프로그램을 전송받아 공작물의 가공하기 위한 공구경로를 생성하는 수치제어부; 사이클 가공시에 상기 수치제어부에 의해 생성된 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 사이클 가공을 수행하도록 상기 수치제어부의 가공프로그램의 공구경로를 변경하는 공구경로 제어부; 및 상기 HMI부, 상기 수치제어부, 또는 상기 공구경로 제어부와의 통신을 통해 사이클 가공 수행시에 최단경로로 변경된 사이클 가공 공구경로에 따라 구동부를 구동하는 PLC;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치의 공구경로 제어부는 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 변경하기 위한 정보를 저장하는 메모리부; 및 상기 메모리부에 저장된 정보를 통해 상기 수치제어부에 의해 생성된 사이클 가공시 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 사이클 가공을 수행하도록 공구경로를 연산하는 연산부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치의 공구경로 제어부의 메모리부는 사이클 가공시 공구의 시작좌표와 공구의 종료좌표에 대한 위치데이터를 저장하는 위치데이터 저장부; 사이클 가공시 이송축, 이송방향, 및 이송속도를 저장하는 이송데이터 저장부; 사이클 가공 종류에 따라 X축 절입량, Z축 절입량, X축 도피량을 저장하는 가공데이터 저장부; 및 사이클 가공시 반복횟수를 저장하는 반복횟수데이터 저장부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치의 공구경로 제어부의 연산부는 상기 수치제어부에서 생성된 공구경로와 상기 HMI부에 입력된 가공프로그램이 사이클 기능이 있는지를 판단하는 사이클 유무 판단부; 사이클 가공의 종류를 판단하는 사이클 가공 종류 판단부; 상기 위치데이터 저장부, 상기 이송데이터 저장부, 상기 가공데이터 저장부, 및 상기 반복횟수데이터 저장부의 정보와 사이클 가공 종류 판단부의 사이클 가공의 종류에 따라 비절삭 경로 구간이 최단경로가 되도록 공구경로를 계산하는 공구경로 계산부; 상기 수치제어부에 생성된 기존 공구경로와 상기 공구경로 계산부를 통해 계산된 공구경로 중에서 전체 비절삭 경로를 비교하는 비교부; 및 상기 비교부의 판단결과, 상기 공구경로 계산부를 통해 계산된 공구경로의 전체 비절삭 경로가 감소한 경우 상기 수치제어부의 기존 공구경로를 현재 공구경로 계산부를 통해 계산된 공구경로로 변경하는 변경부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경방법은 공작물을 가공하기 위한 가공프로그램을 입력하는 단계; 입력된 가공프로그램 전송받아 공작물의 가공하기 위한 공구경로를 생성하는 단계; 사이클 가공시 공구의 시작좌표와 공구의 종료좌표에 대한 위치데이터를 저장하는 단계; 사이클 가공시 이송축, 이송방향, 및 이송속도를 저장하는 단계; 사이클 가공 종류에 따른 X축 절입량, Z축 절입량, X축 도피량을 저장하는 단계; 사이클 가공시 반복횟수를 저장하는 단계; 수치제어부에서 생성된 공구경로와 HMI부에 입력된 가공프로그램이 사이클 기능이 있는지를 판단하는 단계; 사이클 가공의 종류를 판단하는 단계; 위치데이터, 이송데이터, 가공데이터, 반복횟수데이터와 사이클 가공의 종류에 따라 비절삭 경로 구간이 최단경로가 되도록 공구경로를 계산하는 단계; 상기 수치제어부에 생성된 기존 공구경로와 현재 계산된 공구경로 중 전체 비절삭 경로를 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과, 현재 계산된 공구경로의 비절삭 경로가 감소한 경우 상기 수치제어부의 기존 공구경로를 현재 공구경로로 변경하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 및 변경방법은 사이클 가공시에 수치제어부에 의해 생성된 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 사이클 가공을 수행하도록 수치제어부의 가공프로그램의 공구경로를 자동으로 변경하여 비절삭 시간을 감소시켜 최종적으로 전체 가공 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 및 변경방법은 HMI부를 통해 입력된 가공프로그램과 이를 전달받아 공구경로를 형성하는 수치제어부에서 사이클 가공시에 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간이 최단경로가 되도록 자동으로 공구경로를 계산하고, 이를 종래 공구경로와 비교하여 전체 가공시간이 단축되는 공구경로로 가공을 수행함에 따라 공작기계의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 의한 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 및 변경방법은 사이클 가공시 비절삭 경로 구간이 최단경로가 되도록 자동으로 공구경로를 변경함에 따라 작업자의 편의를 도모하고 사용자의 만족도를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
게다가, 본 발명에 의한 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 및 변경방법은 가공시간 감소에 따라 공작물의 가공비용을 절감하고, 공작기계의 신뢰성과 안정성을 향상시키며, 수출 증대를 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 공작기계의 외경 선삭 사이클 가공시 공구경로와 반복패턴의 개념도를 나타낸다.
도 2는 종래 공작기계의 내경 선삭 사이클 가공시 공구경로와 반복패턴의 개념도를 나타낸다.
도 3은 종래 공작기계의 나사 절삭 사이클 가공시 공구경로와 반복패턴의 개념도를 나타낸다.
도 4는 종래 공작기계의 단면 선삭 사이클 가공시 공구경로와 반복패턴의 개념도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치의 개념도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치의 구성도를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 의해 공작기계의 외경 선삭 사이클 가공시 공구경로와 반복패턴의 개념도를 나타낸다.
도 8은 본 발명에 의해 공작기계의 내경 선삭 사이클 가공시 공구경로와 반복패턴의 개념도를 나타낸다.
도 9는 본 발명에 의해 공작기계의 나사 절삭 사이클 가공시 공구경로와 반복패턴의 개념도를 나타낸다.
도 10은 본 발명에 의해 공작기계의 단면 선삭 사이클 가공시 공구경로와 반복패턴의 개념도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경방법의 절차도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 조립식 베개의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치의 개념도를 나타내고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치의 구성도를 나타낸다. 도 7은 본 발명에 의해 공작기계의 외경 선삭 사이클 가공시 공구경로와 반복패턴의 개념도를 나타내고, 도 8은 본 발명에 의해 공작기계의 내경 선삭 사이클 가공시 공구경로와 반복패턴의 개념도를 나타내며, 도 9는 본 발명에 의해 공작기계의 나사 절삭 사이클 가공시 공구경로와 반복패턴의 개념도를 나타내고, 도 10은 본 발명에 의해 공작기계의 단면 선삭 사이클 가공시 공구경로와 반복패턴의 개념도를 나타낸다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경방법의 절차도를 나타낸다.
도 5 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치(1)를 설명한다. 도 5 내지 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치(1)는 HMI부(100), 수치제어부(200), 공구경로 제어부(300) 및 PLC(400)를 포함한다.
HMI부(100)는 작업자가 공작물(3)을 가공하기 위한 가공프로그램을 입력하기 위한 사용자-기계연계 인터페이스(Human-Machine Interface)를 제공한다. 작업자는 HMI부(100)를 이용하여 하나 이상의 공작물 가공프로그램을 입력한다.
수치제어부(200)는 HMI부(100)에 입력된 가공프로그램을 전송받아 공작물의 가공하기 위한 공구경로를 생성한다. 수치제어부(200)는 NC(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control)를 포함하고, 각종 수치 제어 프로그램이 내장되어 있다. 즉 수치제어부(200)는 구동부의 구동프로그램, 공구의 가동프로그램 등이 내장되고, 수치제어부의 구동에 따라 해당 프로그램이 자동으로 로딩되어 작동한다. 이러한 수치제어부(200)는 HMI부(100), 공구경로 제어부(300), 및 PLC(300)와 소정의 프로토콜에 의해 통신을 수행한다.
또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 수치제어부(200)는 주조작부를 포함하고, 이러한 주조작부는 화면표시 프로그램과 화면표시 선택에 따른 데이터 입력 프로그램을 포함하고, 화면표시 프로그램의 출력에 따라 표시화면에 소프트웨어 스위치를 디스플레이하고, 소프트웨어 스위치의 온(ON)/오프(OFF)를 인식하여 기계 동작의 입출력 명령을 내리는 기능을 수행한다.
또한, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 주조작부는 공작기계의 하우징, 케이스, 또는 일측에 설치되어 다양한 기능스위치 또는 버튼과 각종 정보를 표시할 수 있는 모니터를 구비한다.
공구경로 제어부(300)는 사이클 가공시에 수치제어부(200)에 의해 생성된 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 사이클 가공을 수행하도록 수치제어부(200)의 가공프로그램의 공구경로를 변경한다.
PLC(400, Programmable Logic Controller)는 HMI부(100), 수치제어부(200), 또는 공구경로 제어부(300)와의 통신을 통해 사이클 가공 수행시에 최단경로로 변경된 사이클 가공 공구경로에 따라 구동부를 구동한다. PLC(70)는 수치제어부(50) 또는 충돌방지 제어부(60)와 소정의 프로토콜에 의한 통신을 수행하고, 이러한 통신을 통해 제어명령을 행하는 기능을 수행한다. 즉, PLC(400)는 수치제어부(200) 또는 공구경로 제어부(300)의 제어 프로그램에 따른 제어 명령을 받아 작동한다. 또한, PLC(400)는 구동부의 엔코더를 이용하여 회전수, 토크를 측정할 수 있다. 이에 따라, PLC(400)에 의해 저가의 공작기계에 대해서도 본 발명에 의한 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치가 용이하게 설치되고, 작동됨에 따라 호환성을 극대화하고, 설치비용을 최소화할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치는 사이클 가공시에 수치제어부에 의해 생성된 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 사이클 가공을 수행하도록 수치제어부의 가공프로그램의 공구경로를 자동으로 변경하여 비절삭 시간을 감소시켜 최종적으로 전체 가공 시간을 단축할 수 있다.
또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치(1)는 입력부와 표시부를 더 포함할 수 있다.
입력부는 조작반 등에 스위치 또는 터치 버튼 등의 형태로 설치되어 사이클 가공시에 수치제어부에 의해 생성된 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 사이클 가공을 수행하도록 수치제어부의 가공프로그램의 공구경로 자동선택 변경 기능을 수행한다.
즉, 입력부에 의해 작업자가 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 자동 변경 기능을 임의로 선택할 수 있다. 입력부에서 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 자동 변경 기능을 선택하지 않는 경우 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 자동 변경 기능이 작동하지 않게 된다.
표시부는 공구경로 제어부의 메모리부와 연산부의 값등을 표시한다. 이에 따라 조작자가 육안으로 사이클 가공시에 공구경로의 실시간 변화와 메모리부에 저장된 데이터를 확인할 수 있다.
또한, 표시부는 후술하는 비교부의 판단결과 공구경로 계산부를 통해 계산된 현재 공구경로가 수치제어부에 생성된 기존 공구경로보다 비절삭 구간이 최단경로로 판단된 경우에 알람을 표시하여 공작기계의 가공시간을 단축할 수 있다는 사실을 작업자에게 알림에 따라 공작기계의 가공시간을 단축하고, 작업자의 편의를 도모하며, 공구경로 변경시간을 최소화할 수 있다. 이때에 알람은 모니터에 표시되는 형태, 경고음 또는 경광등 등의 형태로 표시될 수 있다.
반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 표시부는 LCD, LED, PDP 모니터 등으로 구성될 수 있다.
도 5 내지 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치(1)의 공구경로 제어부(300)는 메모리부(310)와 연산부(320)를 포함한다.
메모리부(310)는 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 변경하기 위한 정보를 저장한다.
연산부(320)는 메모리부(310)에 저장된 정보를 통해 수치제어부(200)에 의해 생성된 사이클 가공시 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 사이클 가공을 수행하도록 공구경로를 연산한다.
본 발명에 의한 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치는 가공시간 감소에 따라 공작물의 가공비용을 절감하고, 공작기계의 신뢰성과 안정성을 향상시키며, 수출 증대를 도모할 수 있다.
도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치(1)의 공구경로 제어부(300)는 메모리부(310)는 위치데이터 저장부(311), 이송데이터 저장부(312), 가공데이터 저장부(313), 및 반복횟수데이터 저장부(314)를 포함한다.
위치데이터 저장부(311)는 사이클 가공시 공구의 시작좌표(A)와 공구의 종료좌표(A')에 대한 위치데이터를 저장한다. 공구의 시작좌표(A)와 공구의 종료좌표(A')는 공작물의 종류와 사이클 가공 종류에 따라 상이하다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 사이클 가공시 공구의 시작좌표(A)와 공구의 종료좌표(A')는 미리 입력된 룩업 데이터 형태로 저장될 수 있다.
이송데이터 저장부(312)는 사이클 가공시 이송축, 이송방향, 및 이송속도를 저장한다. 이송속도는 다시 급속이송(R) 속도와 절삭이송(F) 속도가 저장된다. 이송축, 이송방향, 및 이송속도는 공작물의 종류와 사이클 가공 종류에 따라 상이하다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 이송축, 이송방향, 및 이송속도는 미리 입력된 룩업 데이터 형태로 저장될 수 있다.
가공데이터 저장부(313)는 사이클 가공 종류에 따라 X축 절입량(A), Z축 절입량(B), X축 도피량(C)을 저장한다. X축 절입량(A), Z축 절입량(B), X축 도피량(C)은 공작물의 종류와 사이클 가공 종류에 따라 상이하다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 축 절입량(A), Z축 절입량(B), X축 도피량(C)은 미리 입력된 룩업 데이터 형태로 저장될 수 있다.
반복횟수데이터(K)는 사이클 가공시 반복횟수를 저장한다. 반복횟수 역시 공작물의 종류와 사이클 가공 종류에 따라 상이하다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 반복횟수(K)는 미리 입력된 룩업 데이터 형태로 저장될 수 있다.
도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치(1)의 공구경로 제어부(300)의 연산부(320)는 사이클 유무 판단부(321), 사이클 가공 종류 판단부(322), 공구경로 계산부(323), 비교부(324), 및 변경부(325)를 포함한다.
사이클 유무 판단부(321)는 수치제어부(200)에서 생성된 공구경로와 HMI부(100)에 입력된 가공프로그램이 사이클 기능이 있는지를 판단한다.
사이클 가공 종류 판단부(322)는 사이클 가공의 종류를 판단한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 사이클 가공 종류는 단일형 고정 사이클에서 사이클 종류는 외경 선삭 사이클, 내경 선삭 사이클, 나사 절삭 사이클, 단면 선삭 사이클의 4종류로 구분된다.
공구경로 계산부(323)는 위치데이터 저장부(311), 이송데이터 저장부(312), 가공데이터 저장부(313), 및 반복횟수데이터 저장부(314)의 정보와 사이클 가공 종류 판단부(322)의 사이클 가공의 종류에 따라 비절삭 경로 구간이 최단경로가 되도록 공구경로를 계산한다. 공구경로 계산부(323)는 사이클 종류가 외경 선삭 사이클인 경우 도 7과 같은 방식으로 계산된다. 다만, 내경 선삭 사이클과 단면 선삭 사이클은 외경 선삭 사이클과 사이클 패턴이 유사하여 자세한 설명은 이하 생략한다.
도 1 및 도 7을 참조하여 사이클 종류가 외경 선삭 사이클(내경 선삭 사이클 및 단면 선삭 사이클 포함)인 경우에 공구경로 계산부에서 비절삭 경로 구간이 최단경로가 되도록 공구경로를 계산하는 과정을 이하 설명한다.
도 1에 도시된 것처럼, X축 절입량이 A, Z축 절립량이 B, 반복횟수가 7회라고 할 때에 종래 공작기계의 사이클 가공시 공구경로는 사이클 종류가 외경 선삭 사이클인 도 1에서 점선 화살표로 표시된 총 비절삭 경로는 다음과 같다.
Figure pat00001
최종적으로 종래 외경 선삭 사이클 가공시 전체 비절삭 경로는 하기 수학식 1로 계산된다.
[수학식 1]
전체 비절삭 경로 = 3KA - 2A + KB
도 7에 도시된 것처럼, X축 절입량이 A, Z축 절립량이 B, 반복횟수가 7회라고 할 때에 본 발명에 의한 공작기계의 사이클 가공시 공구경로는 사이클 종류가 외경 선삭 사이클인 도 7에서 점선 화살표로 표시된 총 비절삭 경로는 다음과 같다.
Figure pat00002
Figure pat00003
최종적으로 본 발명에 의한 외경 선삭 사이클 가공시 전체 비절삭 경로는 하기 수학식 2로 계산된다.
[수학식 2]
전체 비절삭 경로 =
Figure pat00004
공구경로 계산부(323)는 사이클 종류가 나사 절삭 사이클인 경우 도 9와 같은 방식으로 계산된다.
도 3 및 도 9를 참조하여 사이클 종류가 나사 절삭 사이클인 경우에 공구경로 계산부에서 비절삭 경로 구간이 최단경로가 되도록 공구경로를 계산하는 과정을 이하 설명한다.
도 3에 도시된 것처럼, X축 절입량이 A, Z축 절립량이 B, X축 도피량이 C, 반복횟수가 7회라고 할 때에 종래 공작기계의 사이클 가공시 공구경로는 사이클 종류가 나사 절삭 사이클인 도 3에서 점선 화살표로 표시된 총 비절삭 경로는 다음과 같다.
Figure pat00005
최종적으로 종래 외경 선삭 사이클 가공시 전체 비절삭 경로는 하기 수학식 3으로 계산된다.
[수학식 3]
전체 비절삭 경로 = 3KA - 2A +KB +KC
도 9에 도시된 것처럼, X축 절입량이 A, Z축 절립량이 B, X축 도피량이 C, 반복횟수가 7회라고 할 때에 본 발명에 의한 공작기계의 사이클 가공시 공구경로는 사이클 종류가 나사 절삭 사이클인 도 9에서 점선 화살표로 표시된 총 비절삭 경로는 다음과 같다.
Figure pat00006
Figure pat00007
최종적으로 본 발명에 의한 외경 선삭 사이클 가공시 전체 비절삭 경로는 하기 수학식 4로 계산된다.
[수학식 4]
전체 비절삭 경로
Figure pat00008
비교부(324)는 수치제어부(200)에 생선된 기존 공구경로와 공구경로 계산부(323)를 통해 계산된 공구경로 중에서 전체 비절삭 경로를 비교한다.
외경 선삭 사이클에서 상술한 수학식 1에 의해 기존 공구경로 중에서 전체 비절삭 경로와 수학식 2에 의한 본 발명에 의해 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 계산한 공구경로 중에서 전체 비절삭 경로 길이를 비교하면 하기 표 1과 같다.
즉, 사이클 종류가 외경 선삭 사이클이고, X축 절입량이 2, Z축 절립량이 5, 반복횟수를 1회에서부터 10회까지로 할 때에 비절삭 경로를 최단경로로 변경전과 변경후로 비교하면 하기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 반복횟수가 1인 경우를 제외하고는 경로 감소율이 17~20%로 변경된다.
Figure pat00009
나사 절삭 사이클에서 상술한 수학식 3에 의해 기존 공구경로 중에서 전체 비절삭 경로와 수학식 4에 의한 본 발명에 의해 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 계산한 공구경로 중에서 전체 비절삭 경로 길이를 비교하면 하기 표 2과 같다.
즉, 사이클 종류가 나사 절삭 사이클이고, X축 절입량이 2, Z축 절립량이 5, X축 도피량이 0, 반복횟수를 1회에서부터 10회까지로 할 때에 비절삭 경로를 최단경로로 변경전과 변경후로 비교하면 하기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이 반복횟수가 1인 경우를 제외하고는 경로 감소율이 17~20%로 변경된다.
Figure pat00010
나사 절삭 사이클에서 상술한 수학식 3에 의해 기존 공구경로 중에서 전체 비절삭 경로와 수학식 4에 의한 본 발명에 의해 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 계산한 공구경로 중에서 전체 비절삭 경로 길이를 비교하면 하기 표 3과 같다.
즉, 사이클 종류가 나사 절삭 사이클이고, X축 절입량이 2, Z축 절립량이 5, X축 도피량이 0.5, 반복횟수를 1회에서부터 10회까지로 할 때에 비절삭 경로를 최단경로로 변경전과 변경후로 비교하면 하기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이 반복횟수가 1인 경우를 제외하고는 경로 감소율이 6~24%로 변경된다.
Figure pat00011
나사 절삭 사이클에서 상술한 수학식 3에 의해 기존 공구경로 중에서 전체 비절삭 경로와 수학식 4에 의한 본 발명에 의해 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 계산한 공구경로 중에서 전체 비절삭 경로 길이를 비교하면 하기 표 4와 같다.
즉, 사이클 종류가 나사 절삭 사이클이고, X축 절입량이 2, Z축 절립량이 5, X축 도피량이 1, 반복횟수를 1회에서부터 10회까지로 할 때에 비절삭 경로를 최단경로로 변경전과 변경후로 비교하면 하기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이 반복횟수가 1인 경우를 제외하고는 경로 감소율이 11~27%로 변경된다.
Figure pat00012
나사 절삭 사이클에서 상술한 수학식 3에 의해 기존 공구경로 중에서 전체 비절삭 경로와 수학식 4에 의한 본 발명에 의해 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 계산한 공구경로 중에서 전체 비절삭 경로 길이를 비교하면 하기 표 5와 같다.
즉, 사이클 종류가 나사 절삭 사이클이고, X축 절입량이 2, Z축 절립량이 5, X축 도피량이 1.5, 반복횟수를 1회에서부터 10회까지로 할 때에 비절삭 경로를 최단경로로 변경전과 변경후로 비교하면 하기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이 반복횟수가 1인 경우를 제외하고는 경로 감소율이 15~30%로 변경된다.
Figure pat00013
이처럼, 표 1 내지 표 5를 통해 나사 절삭 사이클에서 X축 도피량이 0일 때는 외경 선삭 사이클의 경로 감소율과 유사함을 알 수 있다.
또한, 반복횟수, X축 절입량, Z축 절입량이 동일한 경우에는 X축 도피량이 커질수록 경로 감소율을 증가함을 하기 표 6을 통해 알 수 있다.
Figure pat00014
이러한 표 1 내지 표 6과 유사한 방식으로 비교부에서 수치제어부에 생성된 종래 기존 공구경로와 공구경로 계산부를 통해 계산된 새로운 공구경로 중에서 전체 비절삭 경로, 즉 경로 감소율을 비교한다. 다만, 표 1 내지 6은 본 발명의 사이클 가공시에 수치제어부에 의해 생성된 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 사이클 가공을 수행하도록 수치제어부의 가공프로그램의 공구경로를 변경 및 비교방법을 설명하기 위한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
변경부(325)는 비교부의 판단결과, 공구경로 계산부(324)를 통해 계산된 공구경로의 전체 비절삭 경로가 감소한 경우 수치제어부(200)의 기존 공구경로를 현재 공구경로 계산부를 통해 계산된 공구경로로 변경한다.
따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치는 HMI부를 통해 입력된 가공프로그램과 이를 전달받아 공구경로를 형성하는 수치제어부에서 사이클 가공시에 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간이 최단경로가 되도록 자동으로 공구경로를 계산하고, 이를 종래 공구경로와 비교하여 전체 가공시간이 단축되는 공구경로로 가공을 수행함에 따라 공작기계의 생산성을 향상시키며, 사이클 가공시 비절삭 경로 구간이 최단경로가 되도록 자동으로 공구경로를 변경함에 따라 작업자의 편의를 도모하고, 사용자의 만족도를 극대화할 수 있다.
도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경방법을 설명한다. 도 11에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경방법은 가공프로그램 입력 단계(S1), 공구경로 생성 단계(S2), 위치데이터 저장 단계(S3), 이송데이터 저장 단계(S4), 가공데이터 저장 단계(S5), 반복횟수데이터 저장 단계(S6), 사이클 기능 유무 판단 단계(S7), 사이클 종류 판단 단계(S8), 공구경로 계산 단계(S9), 기존 공구경로와 현재 공구경로 중에서 전체 비절삭 경로를 비교하는 단계(S10), 공구경로 변경 단계(S11)을 포함한다. 공구경로 계산부(323)와 비교부(324)이 계산 및 비교원리는 앞에서 자세히 설명한고 이하에서도 동일한바 이후에는 각 단계에 대한 내용을 중점으로 설명한다.
HMI부(100)를 이용하여 하나 이상의 공작물 가공프로그램을 공작물을 가공하기 위한 가공프로그램을 입력한다.
가공프로그램 입력 단계(S1) 이후에, 수치제어부(200)에서 입력된 가공프로그램 전송받아 공작물의 가공하기 위해 공구경로를 생성한다.
공구경로 생성 단계(S2) 이후에, 사이클 가공시 공구의 시작좌표(A)와 공구의 종료좌표(A')에 대한 위치데이터를 위치데이터 저장부(311)에 저장한다.
위치데이터 저장 단계(S3) 이후에, 사이클 가공시 이송축, 이송방향, 및 이송속도를 이송데이터 저장부(312)에 저장한다. 이송속도는 다시 급속이송(R) 속도와 절삭이송(F) 속도로 저장된다.
이송데이터 저장 단계(S4) 이후에, 사이클 가공 종류에 따른 X축 절입량, Z축 절입량, X축 도피량을 가공데이터 저장부(313)에 저장한다.
가공데이터 저장 단계(S5) 이후에, 사이클 가공시 반복횟수를 반복횟수 데이터 저장부(314)에 저장한다.
반복횟수데이터 저장 단계(S6) 이후에, 수치제어부(200)에서 생성된 공구경로와 HMI부(100)에 입력된 가공프로그램이 사이클 기능이 있는지를 사이클 유무 판단부(321)에서 판단한다.
사이클 기능 유무 판단 단계(S7) 이후에, 사이클 가공의 종류를 판단한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 사이클 가공 종류는 단일형 고정 사이클에서 사이클 종류는 외경 선삭 사이클, 내경 선삭 사이클, 나사 절삭 사이클, 단면 선삭 사이클의 4종류로 구분된다.
사이클 종류 판단 단계(S8) 이후에, 공구경로 계산부(323)에서 위치데이터, 이송데이터, 가공데이터, 반복횟수데이터와 사이클 가공의 종류에 따라 비절삭 경로 구간이 최단경로가 되도록 공구경로를 계산한다. 이러한 계산 원리는 앞에서 자세히 설명하였고 동일한바 이하 생략한다.
공구경로 계산 단계(S9) 이후에, 비교부(324)에서 수치제어부에 생성된 기존 공구경로와 현재 계산된 공구경로 중 전체 비절삭 경로를 비교한다. 이러한 비교원리는 앞에서 자세히 설명하였고 동일한바 이하 생략한다.
비교 단계(S10) 이후에, 비교 결과 현재 계산된 공구경로의 비절삭 경로가 감소(비절삭 경로 감소율이 증가한 경우 동일)한 경우 수치제어부(200)의 기존 공구경로를 현재 공구경로로 변경한다.
따라서, 가공시에 수치제어부에 의해 생성된 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 사이클 가공을 수행하도록 수치제어부의 가공프로그램의 공구경로를 자동으로 변경하여 비절삭 시간을 감소시켜 최종적으로 전체 가공 시간을 단축하고, 이를 자동으로 변경하여 사용자의 편의를 도모하며, 공작기계의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
1 : 공구경로 변경장치, 2 : 공구,
3 : 공작물, 100 : HMI부,
200 : 수치제어부, 300 : 공구경로 제어부,
310 : 메모리부, 311 : 위치데이터 저장부,
312 : 이송데이터 저장부, 313 : 가공데이터 저장부,
314 : 반복횟수데이터 저장부, 320 : 연산부,
321 : 사이클 유무 판단부, 322 : 사이클 가공 종류 판단부,
323 : 공구경로 계산부, 324 : 비교부,
325 : 변경부, 400 : PLC,
A : 시작좌표, X축 절입량, A' : 종료좌표,
B : Z축 절입량, C : X축 도피량,
K : 반복횟수, R : 급속이송,
F : 절삭이송.

Claims (5)

  1. 공작물을 가공하기 위한 가공프로그램을 입력하는 HMI부;
    상기 HMI부에 입력된 가공프로그램을 전송받아 공작물의 가공하기 위한 공구경로를 생성하는 수치제어부;
    사이클 가공시에 상기 수치제어부에 의해 생성된 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 사이클 가공을 수행하도록 상기 수치제어부의 가공프로그램의 공구경로를 변경하는 공구경로 제어부; 및
    상기 HMI부, 상기 수치제어부, 또는 상기 공구경로 제어부와의 통신을 통해 사이클 가공 수행시에 최단경로로 변경된 사이클 가공 공구경로에 따라 구동부를 구동하는 PLC;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공구경로 제어부는,
    공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 변경하기 위한 정보를 저장하는 메모리부; 및
    상기 메모리부에 저장된 정보를 통해 상기 수치제어부에 의해 생성된 사이클 가공시 공구경로 중에서 비절삭 경로 구간을 최단경로로 선택하여 사이클 가공을 수행하도록 공구경로를 연산하는 연산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메모리부는,
    사이클 가공시 공구의 시작좌표와 공구의 종료좌표에 대한 위치데이터를 저장하는 위치데이터 저장부;
    사이클 가공시 이송축, 이송방향, 및 이송속도를 저장하는 이송데이터 저장부;
    사이클 가공 종류에 따라 X축 절입량, Z축 절입량, X축 도피량을 저장하는 가공데이터 저장부; 및
    사이클 가공시 반복횟수를 저장하는 반복횟수데이터 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 수치제어부에서 생성된 공구경로와 상기 HMI부에 입력된 가공프로그램이 사이클 기능이 있는지를 판단하는 사이클 유무 판단부;
    사이클 가공의 종류를 판단하는 사이클 가공 종류 판단부;
    상기 위치데이터 저장부, 상기 이송데이터 저장부, 상기 가공데이터 저장부, 및 상기 반복횟수데이터 저장부의 정보와 사이클 가공 종류 판단부의 사이클 가공의 종류에 따라 비절삭 경로 구간이 최단경로가 되도록 공구경로를 계산하는 공구경로 계산부;
    상기 수치제어부에 생성된 기존 공구경로와 상기 공구경로 계산부를 통해 계산된 공구경로 중에서 전체 비절삭 경로를 비교하는 비교부; 및
    상기 비교부의 판단결과, 상기 공구경로 계산부를 통해 계산된 공구경로의 전체 비절삭 경로가 감소한 경우 상기 수치제어부의 기존 공구경로를 현재 공구경로 계산부를 통해 계산된 공구경로로 변경하는 변경부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치.
  5. 공작물을 가공하기 위한 가공프로그램을 입력하는 단계;
    입력된 가공프로그램 전송받아 공작물의 가공하기 위한 공구경로를 생성하는 단계;
    사이클 가공시 공구의 시작좌표와 공구의 종료좌표에 대한 위치데이터를 저장하는 단계;
    사이클 가공시 이송축, 이송방향, 및 이송속도를 저장하는 단계;
    사이클 가공 종류에 따른 X축 절입량, Z축 절입량, X축 도피량을 저장하는 단계;
    사이클 가공시 반복횟수를 저장하는 단계;
    수치제어부에서 생성된 공구경로와 HMI부에 입력된 가공프로그램이 사이클 기능이 있는지를 판단하는 단계;
    사이클 가공의 종류를 판단하는 단계;
    위치데이터, 이송데이터, 가공데이터, 반복횟수데이터와 사이클 가공의 종류에 따라 비절삭 경로 구간이 최단경로가 되도록 공구경로를 계산하는 단계;
    상기 수치제어부에 생성된 기존 공구경로와 현재 계산된 공구경로 중 전체 비절삭 경로를 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과, 현재 계산된 공구경로의 비절삭 경로가 감소한 경우 상기 수치제어부의 기존 공구경로를 현재 공구경로로 변경하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경방법.
KR1020170169061A 2017-12-11 2017-12-11 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 KR102507986B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170169061A KR102507986B1 (ko) 2017-12-11 2017-12-11 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170169061A KR102507986B1 (ko) 2017-12-11 2017-12-11 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190068858A true KR20190068858A (ko) 2019-06-19
KR102507986B1 KR102507986B1 (ko) 2023-03-09

Family

ID=67104241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170169061A KR102507986B1 (ko) 2017-12-11 2017-12-11 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102507986B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220083116A (ko) 2020-12-11 2022-06-20 주식회사 디엔솔루션즈 공작기계의 가공 제어장치 및 이의 제어방법
WO2022210302A1 (ja) * 2021-03-30 2022-10-06 ファナック株式会社 数値制御装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120062186A (ko) * 2010-12-06 2012-06-14 두산인프라코어 주식회사 Ｎｃ 공작기계 공구경로 파트 프로그램 수정 시스템
KR20130116765A (ko) 2012-04-16 2013-10-24 현대위아 주식회사 Ｃｎｃ 공작기계장치, 그 제어장치, 그 제어방법 및 그 제어방법을 실행할 수 있는 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능 기록매체
JP2015011669A (ja) * 2013-07-02 2015-01-19 ファナック株式会社 複合形固定サイクルの開始点経路短縮機能を有する数値制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120062186A (ko) * 2010-12-06 2012-06-14 두산인프라코어 주식회사 Ｎｃ 공작기계 공구경로 파트 프로그램 수정 시스템
KR20130116765A (ko) 2012-04-16 2013-10-24 현대위아 주식회사 Ｃｎｃ 공작기계장치, 그 제어장치, 그 제어방법 및 그 제어방법을 실행할 수 있는 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능 기록매체
JP2015011669A (ja) * 2013-07-02 2015-01-19 ファナック株式会社 複合形固定サイクルの開始点経路短縮機能を有する数値制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220083116A (ko) 2020-12-11 2022-06-20 주식회사 디엔솔루션즈 공작기계의 가공 제어장치 및 이의 제어방법
WO2022210302A1 (ja) * 2021-03-30 2022-10-06 ファナック株式会社 数値制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR102507986B1 (ko) 2023-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7847506B2 (en) Machine tool controller
EP2541355B1 (en) Machine control program creating device
EP3088979B1 (en) Control device for machine tool
US7058473B2 (en) Method and device for generation of machining program
US20170308055A1 (en) Machine tool control method and machine tool control device
US9927799B2 (en) Numerical control (NC) program generating apparatus considering power saving
CN104570929A (zh) 一种机床
KR20120085420A (ko) 컴퓨터 수치 제어 공작기계에서 대화형 프로그램을 이용한 가공 형상 입력 장치 및 방법
KR20190083043A (ko) 공작기계의 공구이상 검출장치 및 검출방법
KR20170096613A (ko) 와이어 방전 가공기 및 와이어 방전 가공기에 있어서의 가공 방법
KR20190068858A (ko) 공작기계의 사이클 가공시 공구경로 변경장치 및 변경방법
KR102453367B1 (ko) 공작기계 및 공작기계의 제어방법
US20190202017A1 (en) Selecting device, selecting method, and program
EP0529239B1 (en) Numerical control unit with position counter control and display
KR20190021059A (ko) 공작기계의 서보 제어장치 및 제어방법
JP2006000995A (ja) ねじ切り加工装置
KR101108211B1 (ko) 복합선반용 파트프로그래밍 장치 및 복합 공정간 동기화 프로그램 생성방법
KR102336216B1 (ko) 공작기계의 가공시간 표시장치
KR101078800B1 (ko) 외장형 파트프로그램 작성장치
WO2022196622A1 (ja) 数値制御装置
WO2023181301A1 (ja) 表示装置およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
US20230280707A1 (en) Numerical controller, manufacturing machine, and method of controlling manufacturing machine
KR102436808B1 (ko) 공작기계의 충돌방지장치 및 충돌방지방법
KR102532211B1 (ko) 공작기계 제어장치 및 공작기계의 제어방법
JPH0592349A (ja) 数値制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant