KR20190125712A - Apparatus for simulating machine tool - Google Patents

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KR20190125712A
KR20190125712A KR1020180049854A KR20180049854A KR20190125712A KR 20190125712 A KR20190125712 A KR 20190125712A KR 1020180049854 A KR1020180049854 A KR 1020180049854A KR 20180049854 A KR20180049854 A KR 20180049854A KR 20190125712 A KR20190125712 A KR 20190125712A
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이후승
김기일
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충남대학교산학협력단
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Abstract

The present invention provides a simulation apparatus for a machine tool which prevents accidents and provides a user with a work environment as if cutting is really performed. The simulation apparatus for a machine tool comprises a simulation cutting unit, a machined unit, a vibration generation unit, a control unit, and a virtual reality unit. The simulation cutting unit corresponds to a cutting tool. A machined unit is virtually cut by the simulation cutting unit. The vibration generation unit is arranged on a lower portion of the machined unit, and generates haptic vibration corresponding to real vibration generated when the simulation cutting unit cuts the machined unit to provide a user with vibration corresponding to real vibration generated during cutting by real cutting power. The control unit receives operating information of the simulation cutting unit and controls haptic vibration generated by the vibration generation unit. The virtual reality unit visually provides a user with virtual cutting shape information in which the machined unit is virtually cut by the simulation cutting unit.

Description

공작기계용 시뮬레이션 장치{APPARATUS FOR SIMULATING MACHINE TOOL}Simulation device for machine tools {APPARATUS FOR SIMULATING MACHINE TOOL}

본 발명은 공작기계용 시뮬레이션 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안전사고를 방지하고, 사용자에게 실제 절삭가공을 하는 것과 같은 작업 환경을 제공할 수 있는 공작기계용 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a simulation device for a machine tool, and more particularly, to a simulation device for a machine tool that can prevent a safety accident and provide a user with a working environment such as actual cutting.

공작기계는 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재(이하 모재)를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하거나 또는 더욱 정밀한 가공을 추가할 목적으로 사용되는 기계를 말한다.Machine tool refers to a machine which is used for the purpose of processing metal or non-metal materials (hereinafter, the base material) into shapes and dimensions using a suitable tool or adding more precise processing by various cutting processing methods or non-cutting processing methods.

이러한 공작기계는 산업 전반에 걸쳐 자동화 및 수치제어화(Numerical Control)가 급속히 진전되고 있으며, 이에 더해 컴퓨터 수치제어(Computerized Numerical Control)화가 적용되어 산업현장에서는 폭 넓은 수요가 이루어지고 있다.Such machine tools are rapidly progressing in automation and numerical control throughout the industry, and in addition, computerized numerical control is applied to meet the wide demand in the industrial field.

이러한 공작기계에서, 모재의 가공은 주로 작업자가 생성한 가공 프로그램에 의해 이루어지고 있으며, 상기 가공 프로그램에는 가공 시 사용할 공구의 종류, 공구의 이송속도 및 스핀들 회전속도 및 가공경로 등이 포함되어 있다.In such a machine tool, the processing of the base metal is mainly performed by a machining program generated by an operator, and the machining program includes a kind of a tool to be used for machining, a feed speed of the tool, a spindle rotation speed, and a machining path.

한편, 공구의 종류, 공구의 이송속도 및 스핀들 회전속도 및 가공경로 등을 판단하여 가공 프로그램을 생성하거나, 단순한 절삭 가공을 수동으로 진행하고자 하는 경우에는 절삭 가공에 대한 폭 넓은 지식이 요구된다.On the other hand, when determining the type of tool, the feed speed of the tool and the spindle rotation speed and the machining path, or the like to generate a machining program, or to manually perform a simple cutting process, extensive knowledge of cutting is required.

이를 위해, 학교나 전문학원과 같은 곳에서는 교육생들에게 공작기계의 실습을 통한 교육 서비스를 제공하고 있다. 그러나, 이러한 교육 서비스가 실제 공작기계과 실제 모재를 이용하여 진행되기 때문에, 부주의 등에 의해 안전사고가 발행할 수 있는 위험이 항상 존재하게 되는 문제점이 있다. To this end, schools and professional academies provide trainees with educational services through the practice of machine tools. However, since the education service is carried out using a real machine tool and a real base material, there is a problem that a risk that a safety accident can be issued due to carelessness always exists.

따라서, 안전사고를 방지하면서 실제 가공실무를 통해서 얻을 수 있는 다양한 경험을 직접적으로 느낄 수 있도록 할 수 있는 절삭 가공 교육 서비스를 제공할 수 있는 기술이 요구된다.Therefore, there is a need for a technology capable of providing cutting education services that can directly prevent various accidents that can be obtained through actual machining practices while preventing safety accidents.

대한민국 등록특허공보 제1638623호(2016.07.11. 공고)Republic of Korea Patent Publication No. 1638623 (July 11, 2016)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 안전사고를 방지하고, 사용자에게 실제 절삭가공을 하는 것과 같은 작업 환경을 제공할 수 있는 공작기계용 시뮬레이션 장치를 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a simulation device for a machine tool that can prevent a safety accident, and can provide a working environment such as actual cutting to the user.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 절삭공구에 대응되는 모의절삭부; 상기 모의절삭부에 의해 가상으로 절삭 가공되는 피가공부; 상기 피가공부의 하부에 구비되고, 실제 절삭력으로 절삭가공 시에 발생되는 실제 진동에 대응되는 진동이 사용자에게 제공되도록, 상기 모의절삭부가 상기 피가공부를 절삭할 때 발생되는 실제 진동에 대응되는 햅틱 진동을 발생하는 진동발생부; 상기 모의절삭부의 작동정보를 전달받고 상기 진동발생부가 발생시키는 상기 햅틱 진동을 제어하는 제어부; 그리고 상기 모의절삭부에 의해 상기 피가공부가 가상 절삭 가공되는 가상의 절삭 가공 형상 정보를 실시간으로 사용자에서 시각적으로 제공하는 가상현실부를 포함하는 공작기계용 시뮬레이션 장치를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention is a simulation cutting unit corresponding to the cutting tool; A to-be-processed part which is virtually cut by the said simulation cutting part; The simulated cutting part corresponding to the actual vibration generated when the simulated cutting part cuts the to-be-processed part is provided at a lower portion of the to-be-processed part, so that a vibration corresponding to the actual vibration generated during the cutting process is provided to the user with the actual cutting force. A vibration generator for generating haptic vibrations; A control unit for receiving the operation information of the simulation cutting unit and controlling the haptic vibration generated by the vibration generating unit; And it provides a simulation device for a machine tool comprising a virtual reality to provide a virtual cutting shape information of the virtual cutting process to be processed by the simulated cutting unit by the user in real time.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 모의절삭부의 작동정보는 상기 모의절삭부의 절삭속도정보, 이송속도정보 및 절입깊이정보를 가지고, 상기 제어부는 상기 작동정보를 기초로 상기 진동발생부의 진동의 크기를 조절할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the operation information of the simulation cutting unit has the cutting speed information, the feed speed information and the depth of cut information of the simulation cutting unit, the control unit based on the magnitude of the vibration of the vibration generating unit based on the operation information I can regulate it.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 진동발생부의 진동은 X축 진동, Y축 진동 및 Z축 진동을 포함하고, 상기 제어부는 상기 X축 진동 및 상기 Y축 진동은 동일한 크기로 발생시키고, 상기 X축 진동 및 상기 Y축 진동은 상기 Z축 진동보다 큰 크기로 발생시킬 수 있다.In an embodiment of the present invention, the vibration generating unit vibration includes an X-axis vibration, Y-axis vibration and Z-axis vibration, the control unit generates the X-axis vibration and the Y-axis vibration to the same magnitude, the X The axial vibration and the Y-axis vibration may be generated to be greater than the Z-axis vibration.

본 발명의 실시예에 있어서, 상상기 제어부는 상기 절입깊이정보를 기초로, 상기 모의절삭부의 절입 깊이가 깊어질수록 상기 진동발생부의 진동의 크기가 커지도록 제어할 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, the imaginary controller may control the vibration amplitude of the vibration generator to increase as the depth of cut of the simulation cutting unit increases, based on the depth of cut information.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 절삭속도정보를 기초로, 상기 모의절삭부의 회전속도가 증가할수록 상기 진동발생부의 진동의 크기가 작아지도록 제어할 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, the control unit may control the size of vibration of the vibration generating unit to decrease as the rotational speed of the simulation cutting unit increases based on the cutting speed information.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 이송속도를 기초로, 상기 모의절삭부의 이송속도가 증가할수록, 상기 진동발생부의 진동의 크기가 커지도록 제어할 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, the control unit may control the vibration generating unit to increase in magnitude as the feed rate of the simulation cutting unit increases, based on the feed rate.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 피가공부는, 바닥면과 측면을 가지고 상부가 개방되며 상기 모의절삭부에 의한 가상의 절삭 가공이 이루어지는 가상절삭작업공간을 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the to-be-processed portion may have a virtual cutting work space having a bottom surface and a side surface and an upper portion thereof being opened, and a virtual cutting process performed by the simulation cutting portion.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 모의절삭부는 상기 모의절삭부의 하단부에 구비되고 정전용량신호를 발신하는 발신전극을 가지고, 상기 피가공부는 상기 가상절삭작업공간의 바닥면에 구비되고 상기 발신전극에서 발신하는 상기 정전용량신호를 수신하는 수신전극을 가지며, 상기 제어부는 상기 발신전극에서 발신하고 상기 수신전극으로 수신되는 상기 정전용량신호를 기초로 상기 모의절삭부의 하단부의 좌표위치를 계산할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the simulation cutting unit is provided at the lower end of the simulation cutting unit and has an outgoing electrode for transmitting a capacitance signal, the workpiece is provided on the bottom surface of the virtual cutting workspace and the outgoing electrode The receiving electrode has a receiving electrode for receiving the capacitive signal transmitted from, and the control unit may calculate the coordinate position of the lower end of the simulation cutting unit based on the capacitance signal transmitted from the transmitting electrode and received by the receiving electrode.

본 발명의 실시예에 있어서, 상상기 모의절삭부는 상기 모의절삭부의 하단부에 구비되고 X축 방향으로 레이저빔을 조사하는 제1조사부와, Y축 방향으로 레이저빔을 조사하는 제2조사부와, Z축 방향으로 레이저빔을 조사하는 제3조사부와, 상기 제1조사부에서 조사되는 레이저빔이 수신되는 제1수광부와, 상기 제2조사부에서 조사되는 레이저빔이 수신되는 제2수광부 및 상기 제3조사부에서 조사되는 레이저빔이 수신되는 제3수광부를 가지며, 상기 제어부는 상기 제1수광부, 상기 제2수광부 및 상기 제3수광부로 수신되는 상기 레이저빔의 수신정보를 기초로 상기 모의절삭부의 하단부의 좌표위치를 계산할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the imaginary simulation cutting unit is provided at the lower end of the simulation cutting unit and includes a first irradiation unit for irradiating a laser beam in the X-axis direction, a second irradiation unit for irradiating the laser beam in the Y-axis direction, and Z A third irradiator for irradiating a laser beam in an axial direction, a first light receiver for receiving a laser beam irradiated from the first irradiator, a second light receiver for receiving a laser beam irradiated from the second irradiator, and the third irradiator Has a third light receiving unit for receiving the laser beam irradiated from the controller, and the control unit coordinates of the lower end of the simulation cutting unit based on the received information of the laser beam received by the first light receiving unit, the second light receiving unit, and the third light receiving unit. The position can be calculated.

본 발명의 실시예에 따르면, 공작기계용 시뮬레이션 장치는 절삭공구의 회전속도, 이송속도 및 절입깊이 등에 따라 달라지는 진동이 사용자에게 전달되도록 함과 동시에, 모재가 절삭 가공되는 영상을 제공함으로써, 사용자에게 실제 절삭 가공을 하는 것과 같은 작업 환경을 제공할 수 있다. 이를 통해, 교육생이 보다 현실감이 있는 실무적 감각을 경험하도록 도울 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the simulation device for a machine tool to the user by transmitting the vibration, which varies depending on the rotational speed, the feed speed and the depth of cutting of the cutting tool, and at the same time, by providing an image in which the base material is cut, It can provide a working environment like real cutting work. This can help trainees experience a more realistic working sense.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 이러한 모재의 절삭 가공 형상 정보 및 진동은 실제로 모재를 가공하지 않는 가상의 상태에서 교육생에게 제공될 수 있기 때문에, 안전사고도 방지될 수 있다.Further, according to the embodiment of the present invention, since the cutting shape information and vibration of the base material can be provided to the trainee in a virtual state in which the base material is not actually processed, safety accidents can be prevented.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects, and include all effects deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공작기계용 시뮬레이션 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 공작기계용 시뮬레이션 장치가 설치된 예를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 공작기계용 시뮬레이션 장치의 피가공부를 중심으로 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 공작기계용 시뮬레이션 장치의 진동발생부를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 공작기계용 시뮬레이션 장치에서 모의절삭부의 좌표위치를 판정하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 공작기계용 시뮬레이션 장치에서 모의절삭부의 좌표위치를 판정하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 공작기계용 시뮬레이션 장치의 가상현실부가 제공하는 가상의 가공 형상 정보를 설명하기 위한 예시도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a simulation apparatus for a machine tool according to a first embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view showing an example in which a simulation apparatus for a machine tool according to a first embodiment of the present invention is installed.
Figure 3 is an exemplary view showing the center of the processing unit of the simulation device for a machine tool according to the first embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view for explaining a vibration generating unit of the simulation device for a machine tool according to the first embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view for explaining the determination of the coordinate position of the simulation cutting unit in the simulation device for a machine tool according to the first embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view for explaining the determination of the coordinate position of the simulation cutting unit in the machine tool simulation apparatus according to the second embodiment of the present invention.
7 is an exemplary diagram for explaining virtual machine shape information provided by a virtual reality unit of a simulation apparatus for a machine tool according to a first embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, coupled)" with another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member in between. Also includes the case where In addition, when a part is said to "include" a certain component, this means that unless otherwise stated, it may further include other components rather than excluding the other components.

본 명세서에서 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 명세서에서, “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 herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms “comprise” or “have” are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공작기계용 시뮬레이션 장치의 구성을 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 공작기계용 시뮬레이션 장치가 설치된 예를 나타낸 예시도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 공작기계용 시뮬레이션 장치의 피가공부를 중심으로 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 공작기계용 시뮬레이션 장치의 진동발생부를 설명하기 위한 예시도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a machine tool simulation apparatus according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is an exemplary view showing an example of a machine tool simulation apparatus installed in accordance with a first embodiment of the present invention 3 is an exemplary view showing a machining part of a machine tool simulation apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a vibration generation of the machine tool simulation apparatus according to the first embodiment of the present invention. It is an illustration for demonstrating a part.

본 발명에 따른 공작기계용 시뮬레이션 장치는 공작기계에 창작하여 사용될 수 있다. 이러한 공작기계는 절삭가공, 연삭가공 등 다양한 범용 가공기계를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 밀링머신, 선반기계, 연삭기계 등을 포함할 수 있다 The simulation apparatus for a machine tool according to the present invention can be created and used in a machine tool. Such machine tools may include various general processing machines such as cutting, grinding, and the like, and may include, for example, milling machines, lathes, grinding machines, and the like.

도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 공작기계용 시뮬레이션 장치는 모의절삭부(100), 피가공부(200), 진동발생부(300), 제어부(400) 그리고 가상현실부(500)를 포함할 수 있다.As shown in Figures 1 to 4, the simulation device for a machine tool includes a simulation cutting unit 100, the workpiece 200, the vibration generating unit 300, the control unit 400 and the virtual reality unit 500. can do.

모의절삭부(100)는 절삭공구에 대응될 수 있다. The simulation cutting unit 100 may correspond to a cutting tool.

그리고, 피가공부(200)는 모의절삭부(100)에 의해 가상으로 절삭 가공될 수 있다.In addition, the processing unit 200 may be virtually cut by the simulation cutting unit 100.

진동발생부(300)는 피가공부(200)의 하부에 구비될 수 있으며, 모의절삭부(100)가 피가공부(200)를 절삭할 때 발생되는 실제 진동에 대응되는 햅틱 진동을 발생할 수 있다.The vibration generating unit 300 may be provided below the processing unit 200, and may generate haptic vibration corresponding to the actual vibration generated when the simulation cutting unit 100 cuts the processing unit 200. have.

제어부(400)는 모의절삭부(100)의 작동정보를 전달받고, 진동발생부(300)가 발생시키는 햅틱 진동을 제어할 수 있다.The controller 400 may receive the operation information of the simulation cutting unit 100 and control the haptic vibration generated by the vibration generator 300.

그리고, 가상현실부(500)는 모의절삭부(100)에 의해 피가공부(200)가 가상 절삭 가공되는 가상의 절삭 가공 형상 정보를 실시간으로 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. The virtual reality unit 500 may visually provide the user with virtual cutting shape information in which the workpiece 200 is virtually cut by the simulation cutting unit 100 in real time.

이를 통해, 공작기계를 작동하는 교육생은 공작기계를 이용하여 실제 금속 또는 비금속의 소재(이하 ‘모재’라 함)를 절삭 가공할 때와 동일하게 모재가 가상으로 절삭 가공되는 형상을 볼 수 있고, 실제 모재를 절삭 가공할 때 공작기계에 발생되는 진동과 동일한 진동을 느낄 수 있으며, 이를 통해, 실제 절삭가공 시의 절삭력이 모재에 가해지는 느낌을 교육생에게 제공할 수 있다. 그리고, 이러한 모재의 절삭 가공 형상 정보 및 진동은 실제로 모재를 가공하지 않는 가상의 상태에서 교육생에게 제공될 수 있기 때문에, 안전사고도 방지될 수 있다. Through this, the trainee who operates the machine tool can see the shape in which the base material is virtually cut as in the case of cutting the actual metal or non-metal material (hereinafter referred to as the 'base material') using the machine tool. When cutting the actual base material, the vibration can be felt the same as the vibration generated in the machine tool, thereby providing the trainee with a feeling that the cutting force is applied to the base material during the actual cutting process. In addition, since the cutting shape information and vibration of the base material can be provided to the trainee in a virtual state in which the base material is not actually processed, safety accidents can be prevented.

이하에서는 설명의 편의상, 공작기계 중 밀링머신을 예로 설명한다.Hereinafter, for convenience of description, a milling machine of the machine tool will be described as an example.

상세히, 모의절삭부(100)는 밀링머신(10)에 사용되는 엔드밀과 같은 절삭공구에 대응될 수 있다. In detail, the simulation cutting unit 100 may correspond to a cutting tool such as an end mill used in the milling machine 10.

모의절삭부(100)는 실제 절삭공구가 결합되는 위치에 결합될 수 있다.The simulation cutting unit 100 may be coupled to the position where the actual cutting tool is coupled.

피가공부(200)는 모의절삭부(100)에 의해 가상으로 절삭 가공될 수 있다. 피가공부(200)는 밀링머신(10)의 테이블(11)의 상부에 구비될 수 있다. The workpiece 200 may be virtually cut by the simulated cutting unit 100. The workpiece 200 may be provided at an upper portion of the table 11 of the milling machine 10.

피가공부(200)는 모의절삭부(100)의 의한 가상의 절삭 가공이 이루어지는 가상절삭작업공간(210)을 가질 수 있다. 가상절삭작업공간(210)은 상부가 개방되도록 형성될 수 있으며, 피가공부(200)의 내측으로 함몰되어 형성될 수 있다.The workpiece 200 may have a virtual cutting workspace 210 in which virtual cutting is performed by the simulation cutting unit 100. The virtual cutting workspace 210 may be formed so that the upper portion is opened, and may be formed by being recessed into the inside of the workpiece 200.

모의절삭부(100)는 가상절삭작업공간(210)의 내측에서 실제 절삭 가공과 동일한 조건의 절삭 경로를 따라 이송될 수 있다.The simulation cutting unit 100 may be transported along the cutting path under the same conditions as the actual cutting process inside the virtual cutting workspace 210.

진동발생부(300)는 피가공부(200)의 하부에 구비될 수 있으며, 밀링머신(10)의 테이블(11)의 상부에 구비될 수 있다. 즉, 진동발생부(300)는 테이블(11)과 피가공부(200)의 사이에 구비될 수 있다.The vibration generating unit 300 may be provided at a lower portion of the processing unit 200 and may be provided at an upper portion of the table 11 of the milling machine 10. That is, the vibration generating unit 300 may be provided between the table 11 and the workpiece 200.

진동발생부(300)는 모의절삭부(100)가 가상절삭작업공간(210)에서 피가공부(200)를 가상으로 절삭 가공할 때, 이와 같은 조건으로 실제 절삭 가공이 진행되는 동안 발생되는 실제 진동에 대응되는 햅틱 진동을 발생할 수 있다. Vibration generating unit 300 when the simulation cutting unit 100 to virtually cut the workpiece 200 in the virtual cutting workspace 210, the actual generated during the actual cutting process under such conditions Haptic vibration corresponding to the vibration may be generated.

진동발생부(300)에서 발생하는 햅틱 진동은 피가공부(200)에 전달될 수 있다. 나아가, 진동발생부(300)에서 발생하는 햅틱 진동은 밀링머신(10)의 작업핸들(12)을 포함하여 밀링머신(10)에 전체적으로 전달될 수 있다.The haptic vibration generated by the vibration generating unit 300 may be transmitted to the processing unit 200. In addition, the haptic vibration generated in the vibration generating unit 300 may be transmitted to the milling machine 10 as a whole, including the work handle 12 of the milling machine 10.

이를 통해, 밀링머신을 조작하는 교육생은 밀링머신을 이용하여 실제 모재를 절삭 가공할 때에 밀링머신에서 발생되는 진동과 동일한 진동을 느낄 수 있으며, 이러한 진동을 통해 실제 절삭가공 시의 절삭력이 모재에 가해지는 느낌을 느낄 수 있다.In this way, the trainee who operates the milling machine can feel the same vibration as that generated in the milling machine when cutting the actual base material using the milling machine, and through this vibration, the cutting force during the actual cutting process is applied to the base material. You can feel the loss.

제어부(400)는 모의절삭부(100)의 작동정보를 전달받고, 진동발생부(300)가 발생시키는 햅틱 진동을 제어할 수 있다. 제어부(400)는 실제 절삭공구가 실제 모재를 상기 작동정보에 따라 절삭 가공할 때 발생되는 실제 진동정보를 기초로, 이에 대응되는 햅틱 진동이 발생되도록 진동발생부(300)를 제어할 수 있다. The controller 400 may receive the operation information of the simulation cutting unit 100 and control the haptic vibration generated by the vibration generator 300. The controller 400 may control the vibration generator 300 to generate a haptic vibration corresponding thereto based on the actual vibration information generated when the actual cutting tool cuts the actual base material according to the operation information.

상기 실제 진동정보는 해당 밀링머신에서 다양한 작업조전으로 절삭 가공을 진행하여 진동정보를 수집하고, 이렇게 수집되는 진동정보를 통계적으로 처리하여 미리 설정되고 저장될 수 있다.The actual vibration information may be set and stored in advance by collecting the vibration information by processing the cutting operation at various milling aids in the milling machine, and statistically processing the collected vibration information.

진동발생부(300)가 발생시키는 햅틱 진동은 X축 진동(Fx), Y축 진동(Fy) 및 Z축 진동(Fz)을 포함할 수 있다. 제어부(400)는 모의절삭부(100)의 작동정보를 기초로, 진동발생부(300)에서 발생되는 X축 진동(Fx), Y축 진동(Fy) 및 Z축 진동(Fz)의 크기를 조절할 수 있다.The haptic vibration generated by the vibration generator 300 may include an X-axis vibration Fx, a Y-axis vibration Fy, and a Z-axis vibration Fz. The controller 400 measures the magnitudes of the X-axis vibration Fx, the Y-axis vibration Fy, and the Z-axis vibration Fz generated by the vibration generator 300 based on the operation information of the simulation cutting unit 100. I can regulate it.

모의절삭부(100)의 작동정보는 모의절삭부(100)의 절삭속도정보, 모의절삭부(100)의 이송속도정보 및 모의절삭부(100)의 절입깊이정보를 포함할 수 있다. The operation information of the simulation cutting unit 100 may include cutting speed information of the simulation cutting unit 100, feed speed information of the simulation cutting unit 100, and cutting depth information of the simulation cutting unit 100.

여기서, 모의절삭부(100)의 절삭속도정보는 모의절삭부(100)로 대체되는 절삭공구의 절삭속도로써, 상기 절삭속도는 절삭공구의 회전속도(W)일 수 있다.Here, the cutting speed information of the simulation cutting unit 100 is the cutting speed of the cutting tool replaced by the simulation cutting unit 100, the cutting speed may be the rotational speed (W) of the cutting tool.

그리고, 모의절삭부(100)의 이송속도정보는 모의절삭부(100)가 이송되는 속도에 대한 정보일 수 있으며, 모의절삭부(100)의 이송속도(V)는 모의절삭부(100)가 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로 이송되는 속도일 수 있다. And, the feed speed information of the simulation cutting unit 100 may be information about the speed at which the simulation cutting unit 100 is transferred, the feed rate (V) of the simulation cutting unit 100 is the simulation cutting unit 100 It may be a speed to be transferred in the X-axis direction, Y-axis direction and Z-axis direction.

또한, 모의절삭부(100)의 절입깊이정보는 모의절삭부(100)가 절입되는 깊이에 대한 정보일 수 있으며, 모의절삭부(100)의 절입깊이(D)는 모의절삭부(100)가 마이너스 Z축 방향으로 이동되는 거리, 즉, 하강하는 거리일 수 있다.In addition, the depth of cut information of the simulation cutting unit 100 may be information about the depth to which the simulation cutting unit 100 is cut, the depth of cut (D) of the simulation cutting unit 100 is the simulation cutting unit 100 It may be a distance moved in the negative Z-axis direction, that is, a falling distance.

진동발생부(300)는 전압이 가해지면 팽창하고, 전압 공급이 중단되면 수축하는 압전 액추에이터(Piezo Actuator)일 수 있다.The vibration generating unit 300 may be a piezo actuator that expands when a voltage is applied and contracts when the voltage supply is stopped.

전술한 바와 같이, 제어부(400)는 모의절삭부(100)의 작동정보를 기초로, 상기 작동정보와 동일한 작동정보에서 실제 절삭공구를 이용하여 실제 모재를 절삭 가공할 때 발생하는 실제 진동에 대응되는 햅틱 진동이 발생되도록 진동발생부(300)를 제어할 수 있다.As described above, the control unit 400 corresponds to the actual vibration generated when cutting the actual base material using the actual cutting tool in the same operation information as the operation information based on the operation information of the simulation cutting unit 100. The vibration generating unit 300 may be controlled to generate the haptic vibration.

구체적으로, 제어부(400)는 X축 진동(Fx) 및 Y축 진동(Fy)을 동일한 크기로 발생시킬 수 있다. 그리고, X축 진동(Fx) 및 Y축 진동(Fy)은 Z축 진동(Fz)보다 큰 크기로 발생시킬 수 있다.In detail, the controller 400 may generate the X-axis vibration Fx and the Y-axis vibration Fy with the same magnitude. The X-axis vibration Fx and the Y-axis vibration Fy may be generated to be larger than the Z-axis vibration Fz.

또한, 제어부(400)는 모의절삭부(100)의 절입깊이정보를 기초로, 모의절삭부(100)의 절입 깊이(D)가 커질수록, X축 진동(Fx), Y축 진동(Fy) 및 Z축 진동(Fz)의 크기도 증가하도록 제어할 수 있다. In addition, the control unit 400 based on the cutting depth information of the simulation cutting unit 100, the larger the cutting depth (D) of the simulation cutting unit 100, the X-axis vibration (Fx), Y-axis vibration (Fy) And it can be controlled to increase the magnitude of the Z-axis vibration (Fz).

즉, 모의절삭부(100)가 제1절입깊이(D1)로 절입될 때, 제어부(400)는 아래의 식(1)과 같이 진동발생부(300)를 제어할 수 있다.That is, when the simulation cutting unit 100 is cut into the first cutting depth D1, the control unit 400 may control the vibration generating unit 300 as shown in Equation (1) below.

제1 X축 진동(Fx) = 제1 Y축 진동(Fy) > 제1 Z축 진동(Fz) --- 식(1)1st X-axis vibration (Fx) = 1st Y-axis vibration (Fy)> 1st Z-axis vibration (Fz) --- Equation (1)

그리고, 모의절삭부(100)가 제1절입깊이(D1)보다 절입깊이가 큰 제2절입깊이(D2)로 절입될 때, 제어부(400)는 아래의 식(2)과 같이 진동발생부(300)를 제어할 수 있다.Then, when the simulation cutting unit 100 is cut into the second cutting depth D2 having a larger cutting depth than the first cutting depth D1, the control unit 400 generates the vibration generating unit (2) as shown in Equation 2 below. 300) can be controlled.

제2 X축 진동(Fx) = 제2 Y축 진동(Fy) > 제2 Z축 진동(Fz) --- 식(2)2nd X-axis vibration (Fx) = 2nd Y-axis vibration (Fy)> 2nd Z-axis vibration (Fz) --- Equation (2)

여기서, 제2 X축 진동(Fx) > 제1 X축 진동(Fx)이고, 제2 Y축 진동(Fy) > 제1 Y축 진동(Fy)이고, 제2 Z축 진동(Fz) > 제1 Z축 진동(Fz)일 수 있다.Here, the second X-axis vibration (Fx)> the first X-axis vibration (Fx), the second Y-axis vibration (Fy)> the first Y-axis vibration (Fy), the second Z-axis vibration (Fz)> 1 Z-axis vibration (Fz).

또한, 제어부(400)는 모의절삭부(100)의 절삭속도정보를 기초로, 모의절삭부(100)의 회전속도(W)가 증가할수록 X축 진동(Fx), Y축 진동(Fy) 및 Z축 진동(Fz)의 크기가 작아지도록 제어할 수 있다.In addition, the control unit 400 is based on the cutting speed information of the simulation cutting unit 100, X-axis vibration (Fx), Y-axis vibration (Fy) and as the rotational speed (W) of the simulation cutting unit 100 increases; The magnitude of the Z-axis vibration Fz can be controlled to be small.

모의절삭부(100)의 회전속도가 증가한다는 것은 절삭공구의 하나의 날당 절삭량이 작아진다는 것을 의미하므로, 회전속도가 증가할수록 진동의 크기는 작아질 수 있다. 반면 회전속도가 감소한다는 것은 절삭공구의 하나의 날당 절삭량이 커진다는 것을 의미하므로, 회전속도가 감소할수록 진동의 크기는 커질 수 있다.Increasing the rotational speed of the simulation cutting unit 100 means that the cutting amount per one blade of the cutting tool is small, so that the magnitude of the vibration may be smaller as the rotational speed is increased. On the other hand, decreasing the rotational speed means that the cutting amount per one blade of the cutting tool is increased, so that the magnitude of the vibration can be increased as the rotational speed is decreased.

그리고, 제어부(400)는 모의절삭부(100)의 이송속도(V)를 기초로, 모의절삭부(100)의 이송속도가 빠를수록, X축 진동(Fx), Y축 진동(Fy) 및 Z축 진동(Fz)의 크기가 커지도록 제어할 수 있다.And, the control unit 400 is based on the feed rate (V) of the simulation cutting unit 100, the faster the feed rate of the simulation cutting unit 100, the X-axis vibration (Fx), Y-axis vibration (Fy) and The magnitude of the Z-axis vibration Fz may be controlled to increase.

모의절삭부(100)의 이송속도가 증가한다는 것은 절삭공구의 하나의 날당 절삭량이 커진다는 것을 의미하므로, 회전속도가 증가할수록 진동의 크기는 커질 수 있다. 반면 회전속도가 감소한다는 것은 절삭공구의 하나의 날당 절삭량이 작아진다는 것을 의미하므로, 회전속도가 감소할수록 진동의 크기는 작아질 수 있다.Increasing the feed rate of the simulation cutting unit 100 means that the cutting amount per one blade of the cutting tool increases, so that the magnitude of the vibration may increase as the rotation speed increases. On the other hand, the decrease in the rotational speed means that the cutting amount per one blade of the cutting tool is smaller, so that the magnitude of the vibration may be smaller as the rotational speed is decreased.

제어부(400)는 이러한 제어를 통해 실제 절삭 공정을 진행할 때와 동일한 진동이 발생하도록 할 수 있고, 이러한 진동은 밀링머신에서 전체적으로 발생할 수 있다. 특히, 사용자는 작업핸들(12)을 조작하여 절삭 가공을 진행하게 되는데, 공작기계용 시뮬레이션 장치는 이러한 진동이 작업핸들(12)에서도 발생되도록 하기 때문에, 절삭공구의 회전속도, 이송속도 및 절입깊이 뿐만 아니라, 모재의 종류 등에 따라 달라지는 진동이 작업자에게 효과적으로 전달되도록 할 수 있다. The control unit 400 may cause the same vibration to occur as the actual cutting process through this control, the vibration may occur in the milling machine as a whole. In particular, the user proceeds to the cutting process by operating the work handle 12, because the machine tool simulation device such vibrations are also generated in the work handle 12, the rotational speed, feed speed and depth of cut of the cutting tool In addition, the vibration that varies depending on the type of the base material can be effectively transmitted to the worker.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 공작기계용 시뮬레이션 장치에서 모의절삭부의 좌표위치를 판정하는 것을 설명하기 위한 예시도이다. 5 is an exemplary view for explaining the determination of the coordinate position of the simulation cutting unit in the simulation device for a machine tool according to the first embodiment of the present invention.

먼저, 도 5의 (a)에서 보는 바와 같이, 모의절삭부(100)는 모의절삭부(100)의 하단부에 구비되고 정전용량신호를 발생하는 발신전극(110)을 가질 수 있다.First, as shown in (a) of FIG. 5, the simulation cutting unit 100 may have an outgoing electrode 110 provided at a lower end of the simulation cutting unit 100 and generating a capacitance signal.

그리고, 피가공부(200)는 가상절삭작업공간(210)의 바닥면(201)에 수신전극(120)을 가질 수 있다. 수신전극(120)은 발신전극(110)에서 발신하는 정전용량신호를 수신할 수 있으며, 발신전극(110)은 복수로 마련될 수 있다.In addition, the workpiece 200 may have a receiving electrode 120 on the bottom surface 201 of the virtual cutting workspace 210. The receiving electrode 120 may receive the capacitance signal transmitted from the outgoing electrode 110, and the outgoing electrode 110 may be provided in plural.

제어부(400)는 발신전극(110)에서 발신하고, 수신전극(120)으로 수신되는 정전용량신호를 기초로 모의절삭부(100)의 하단부의 좌표위치(CP)를 판정할 수 있다. 여기서, 모의절삭부(100)의 하단부의 좌표위치(CP)는 실제로는 절삭공구의 절삭날의 위치에 대응될 수 있다.The controller 400 may determine the coordinate position CP of the lower end of the simulation cutting unit 100 based on the capacitance signal transmitted from the transmitting electrode 110 and received by the receiving electrode 120. Here, the coordinate position CP of the lower end of the simulation cutting unit 100 may actually correspond to the position of the cutting edge of the cutting tool.

발신전극(110)의 형태는 특정하게 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 발신전극(110)은 균일한 형태의 다각형 형태로 구현될 수 있으며, 발신전극(110)은 인접한 다각형의 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 각각의 발신전극은 신호 배선(미도시)에 연결될 수 있으며, 상기 신호배선을 통해 정전용량신호는 전달될 수 있다. The shape of the outgoing electrode 110 is not particularly limited. For example, the outgoing electrode 110 may be implemented in a polygonal shape of a uniform shape, the outgoing electrode 110 may be arranged in a matrix form of an adjacent polygon. Each outgoing electrode may be connected to a signal wire (not shown), and the capacitance signal may be transmitted through the signal wire.

모의절삭부(100)의 발신전극(110)이 일 지점에 위치되면 발신전극(110)에서 발신되는 정전용량신호는 수신전극(120) 중에 발신전극(110)의 수직 하방에 위치된 수신전극에서 감지될 수 있다. 그러면, 발신전극(110)이 위치된 지점의 X좌표(XA) 및 Y좌표(YA)가 계산될 수 있다. When the outgoing electrode 110 of the simulation cutting unit 100 is located at one point, the capacitance signal transmitted from the outgoing electrode 110 is transmitted from the outgoing electrode 120 which is located below the outgoing electrode 110 vertically. Can be detected. Then, the X coordinate XA and the Y coordinate YA of the point where the outgoing electrode 110 is located may be calculated.

그리고, 수신전극(120)에서 수신되는 정전용량신호의 강도에 따라 발신전극(110)의 Z좌표가 계산될 수 있다. 예를 들어, 발신전극(110)이 마이너스 Z축 방향으로 이동될수록, 즉, 발신전극(110)이 하강할수록 정전용량신호의 강도는 커지게 된다. 그리고, 발신전극(110)이 플러스 Z축 방향으로 이동될수록, 즉, 발신전극(110)이 상승할수록 정전용량신호의 강도는 작아지게 된다. The Z coordinate of the outgoing electrode 110 may be calculated according to the strength of the capacitance signal received from the receiving electrode 120. For example, as the outgoing electrode 110 moves in the negative Z-axis direction, that is, as the outgoing electrode 110 descends, the strength of the capacitance signal increases. In addition, as the outgoing electrode 110 moves in the positive Z-axis direction, that is, as the outgoing electrode 110 rises, the strength of the capacitance signal decreases.

제어부(400)는 정전용량신호의 강도를 크기를 기초로, 발신전극(110)의 Z좌표를 계산할 수 있으며, 이를 통해 발신전극(110)의 최종 좌표위치(CP)가 계산될 수 있다.The controller 400 may calculate the Z coordinate of the outgoing electrode 110 based on the magnitude of the capacitance signal, through which the final coordinate position CP of the outgoing electrode 110 may be calculated.

한편, 도 5의 (b)에서 보는 바와 같이, 피가공부(200)의 가상절삭작업공간(210)의 측면(202)에는 추가수신전극(121)이 더 구비될 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 5 (b), the additional receiving electrode 121 may be further provided on the side surface 202 of the virtual cutting workspace 210 of the workpiece 200.

이 경우, 모의절삭부(100)의 발신전극(110)이 일 지점에 위치되면 발신전극(110)에서 발신되는 정전용량신호는 수신전극(120) 중에 발신전극(110)의 수직 하방에 위치된 수신전극에서 감지되어 발신전극(110)이 위치된 지점의 X좌표(XA) 및 Y좌표(YA)가 계산될 수 있다. In this case, when the outgoing electrode 110 of the simulation cutting unit 100 is located at one point, the capacitance signal transmitted from the outgoing electrode 110 is positioned vertically below the outgoing electrode 110 among the receiving electrodes 120. The X coordinate XA and the Y coordinate YA of the point where the outgoing electrode 110 is detected by the receiving electrode may be calculated.

그리고, 추가수신전극(121)도 발신전극(110)에서 발신되는 정전용량신호를 수신할 수 있으며, 추가수신전극(121)에서 수신되는 정전용량신호에 의해 발신전극(110)의 Z좌표가 계산될 수 있다. 제어부(400)는 수신전극(120) 및 추가수신전극(121)에서 수신되는 정전용량신호를 기초로, 발신전극(110)의 최종 좌표위치(CP)를 계산할 수 있다.Further, the additional receiving electrode 121 may also receive a capacitance signal transmitted from the transmitting electrode 110, and the Z coordinate of the transmitting electrode 110 is calculated by the capacitance signal received from the additional receiving electrode 121. Can be. The controller 400 may calculate the final coordinate position CP of the outgoing electrode 110 based on the capacitance signals received from the receiving electrode 120 and the additional receiving electrode 121.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 공작기계용 시뮬레이션 장치에서 모의절삭부의 좌표위치를 판정하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.6 is an exemplary view for explaining the determination of the coordinate position of the simulation cutting unit in the machine tool simulation apparatus according to the second embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 모의절삭부(1100)는 제1조사부(1110), 제2조사부(1120), 제3조사부(1130), 제1수광부(1210), 제2수광부(1220) 그리고 제3수광부(1230)를 가질 수 있다.Referring to FIG. 6, the simulation cutting unit 1100 includes a first irradiator 1110, a second irradiator 1120, a third irradiator 1130, a first light receiver 1210, a second light receiver 1220, and a third light receiver. The light receiving unit 1230 may be provided.

제1조사부(1110)는 모의절삭부(1100)의 하단부에 구비될 수 있으며, 제1조사부(1110)는 레이저빔(LBx)을 X축 방향으로 조사할 수 있다. 제1조사부(1110)에서 조사되는 X 방향 레이저빔(LBx)은 제1측면(1202)으로 조사될 수 있다.The first irradiator 1110 may be provided at the lower end of the simulation cutting unit 1100, and the first irradiator 1110 may irradiate the laser beam LBx in the X-axis direction. The X-direction laser beam LBx irradiated from the first irradiator 1110 may be irradiated to the first side surface 1202.

그리고, 제2조사부(1120)는 모의절삭부(1100)의 하단부에 구비될 수 있으며, 제2조사부(1120)는 레이저빔(LBy)을 Y축 방향으로 조사할 수 있다. 제2조사부(1120)에서 조사되는 Y 방향 레이저빔(LBy)은 제2측면(1203)으로 조사될 수 있다.The second irradiator 1120 may be provided at the lower end of the simulation cutting unit 1100, and the second irradiator 1120 may irradiate the laser beam LBy in the Y-axis direction. The Y-direction laser beam LBy irradiated from the second irradiator 1120 may be irradiated to the second side surface 1203.

또한, 제3조사부(1130)는 모의절삭부(1100)의 하단부에 구비될 수 있으며, 제3조사부(1130)는 레이저빔(LBz)을 Z축 방향으로 조사할 수 있다. 제3조사부(1130)에서 조사되는 Z 방향 레이저빔(LBz)은 바닥면(1201)으로 조사될 수 있다.In addition, the third irradiator 1130 may be provided at the lower end of the simulation cutting unit 1100, and the third irradiator 1130 may irradiate the laser beam LBz in the Z-axis direction. The Z-direction laser beam LBz irradiated from the third irradiator 1130 may be irradiated to the bottom surface 1201.

제1수광부(1210)는 모의절삭부(1100)의 하단부에 구비될 수 있으며, 제1수광부(1210)는 제1조사부(1110)에서 조사되는 X 방향 레이저빔(LBx)을 수광할 수 있다. 제1수광부(1210)는 제1조사부(1110)와 쌍을 이루어 구비될 수 있다.The first light receiving unit 1210 may be provided at the lower end of the simulation cutting unit 1100, and the first light receiving unit 1210 may receive the X-direction laser beam LBx irradiated from the first irradiation unit 1110. The first light receiving unit 1210 may be provided in pairs with the first irradiation unit 1110.

그리고, 제2수광부(1220)는 모의절삭부(1100)의 하단부에 구비될 수 있으며, 제2수광부(1220)는 제2조사부(1120)에서 조사되는 Y 방향 레이저빔(LBy)을 수광할 수 있다. 제2수광부(1220)는 제2조사부(1120)와 쌍을 이루어 구비될 수 있다.In addition, the second light receiving unit 1220 may be provided at the lower end of the simulation cutting unit 1100, and the second light receiving unit 1220 may receive the Y-direction laser beam LBy irradiated from the second irradiation unit 1120. have. The second light receiving unit 1220 may be provided in pairs with the second irradiation unit 1120.

또한, 제3수광부(1230)는 모의절삭부(1100)의 하단부에 구비될 수 있으며, 제3수광부(1230)는 제3조사부(1130)에서 조사되는 Z 방향 레이저빔(LBz)을 수광할 수 있다. 제3수광부(1230)는 제3조사부(1130)와 쌍을 이루어 구비될 수 있다.In addition, the third light receiving unit 1230 may be provided at the lower end of the simulation cutting unit 1100, and the third light receiving unit 1230 may receive the Z-direction laser beam LBz irradiated from the third irradiation unit 1130. have. The third light receiving unit 1230 may be provided in pairs with the third irradiation unit 1130.

제어부(400)는 제1수광부(1210), 제2수광부(1220) 및 제3수광부(1230)로 수신되는 레이저빔의 수신정보를 기초로 모의절삭부(1100)의 하단부의 좌표위치를 계산할 수 있다. 이때, 제어부(400)는 미리 설정된 기준위치(SP)를 참고하여 모의절삭부(1100)의 하단부의 좌표위치를 계산할 수 있다. The controller 400 may calculate the coordinate position of the lower end of the simulation cutting unit 1100 based on the reception information of the laser beam received by the first light receiving unit 1210, the second light receiving unit 1220, and the third light receiving unit 1230. have. In this case, the controller 400 may calculate the coordinate position of the lower end of the simulation cutting unit 1100 by referring to the preset reference position SP.

즉, 제어부(400)는 제1수광부(1210), 제2수광부(1220) 및 제3수광부(1230)로 수신되는 레이저빔의 수신정보를 기초로 모의절삭부(1100)의 하단부가 제1측면(1202), 제2측면(1203) 및 바닥면(1201)으로부터 떨어진 이격 거리를 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(400)는 미리 설정된 기준위치(SP)와 산출된 상기 이격 거리를 기초로, 모의절삭부(1100)의 하단부의 좌표위치를 계산할 수 있다.That is, the controller 400 has a lower end portion of the simulation cutting unit 1100 based on reception information of the laser beam received by the first light receiving unit 1210, the second light receiving unit 1220, and the third light receiving unit 1230. The separation distance 1202, the second side surface 1203, and the bottom surface 1201 may be calculated. The controller 400 may calculate the coordinate position of the lower end of the simulation cutting unit 1100 based on the preset reference position SP and the calculated distance.

그리고, 가상현실부(500)는 모의절삭부(100)에 의해 피가공부(200)가 가상으로 절삭 가공되는 가상의 절삭 가공 형상 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. The virtual reality unit 500 may visually provide the user with virtual cutting shape information in which the processing unit 200 is virtually cut by the simulation cutting unit 100.

가상현실부(500)는 제어부(400)와 무선 또는 유선으로 통신될 수 있다.The virtual reality unit 500 may communicate with the control unit 400 by wireless or wired.

도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 공작기계용 시뮬레이션 장치의 가상현실부가 제공하는 가상의 가공 형상 정보를 설명하기 위한 예시도이다.7 is an exemplary diagram for explaining virtual machine shape information provided by a virtual reality unit of a simulation apparatus for a machine tool according to a first embodiment of the present invention.

도 7을 더 참조하면, 가상현실부(500)는 절삭공구(15)를 표시할 수 있다. 여기서, 절삭공구(15)는 모의절삭부(100)를 대체하는 가상의 이미지일 수 있다. 절삭공구(15)는 절삭 공정을 진행하기 위해 미리 설정된 종류의 절삭공구로 표시될 수 있다. Referring to FIG. 7, the virtual reality unit 500 may display the cutting tool 15. Here, the cutting tool 15 may be a virtual image replacing the simulation cutting unit 100. The cutting tool 15 may be displayed as a cutting tool of a preset type in order to proceed with the cutting process.

그리고, 가상현실부(500)는 테이블(11)의 상부에 구비되는 가상의 다이(13)와, 가상의 다이(13)에 결합된 가상의 모재(510)와, 가상의 모재(510)가 절삭공구(15)에 의해 절삭 가공되는 형상을 표시할 수 있다. 즉, 가상현실부(500)는 피가공부(200)의 가상절삭작업공간(210)에서의 모의절삭부(100)의 작동정보를 기초로 가상의 모재(510)가 절삭되는 형태를 표시할 수 있다. In addition, the virtual reality unit 500 includes a virtual die 13 provided above the table 11, a virtual base material 510 coupled to the virtual die 13, and a virtual base material 510. The shape to be cut by the cutting tool 15 can be displayed. That is, the virtual reality unit 500 may display a form in which the virtual base material 510 is cut based on the operation information of the simulation cutting unit 100 in the virtual cutting workspace 210 of the processing unit 200. Can be.

가상현실부(500)는 사용자가 착용할 수 있고, 착용자에서 시각적으로 영상을 표시할 수 있는 형태를 가질 수 있다.The virtual reality unit 500 may be worn by a user and may have a form in which a wearer can visually display an image.

이처럼, 공작기계용 시뮬레이션 장치는 절삭공구의 회전속도, 이송속도 및 절입깊이 등에 따라 달라지는 진동이 사용자에게 전달되도록 함과 동시에, 모재가 절삭 가공되는 영상을 제공함으로써, 사용자에게 실제 절삭 가공 시와 동일한 환경을 제공할 수 있다. 이를 통해, 교육생이 보다 현실감이 있는 실무적 감각을 경험하도록 도울 수 있다. As such, the simulation device for a machine tool transmits vibrations that vary according to the rotational speed, feed speed, and depth of cut of the cutting tool to the user, and provides an image in which the base material is cut, thereby providing the user with the same cutting edge as in actual cutting. It can provide an environment. This can help trainees experience a more realistic working sense.

또한, 공작기계용 시뮬레이션 장치는 절삭 가공이 가상으로 진행되기 때문에, 안전요원이 부재한 상황에서도 교육실습을 수행할 수 있으며, 이를 통해, 실습시간을 충분히 늘릴 수 있고, 교육생의 실무역량 강화에 큰 도움을 줄 수 있다. In addition, since the cutting machine is virtually processed, the machine tool simulation apparatus can carry out training exercises even in the absence of safety personnel, thereby sufficiently increasing the training time and greatly improving the trainees' practical capabilities. It can help.

또한, 실제 실습 전에 모의실습을 통하여 작업순서를 기획할 수 있기 때문에, 작업순서불량에 따른 피삭재 낭비 및 그에 따른 안전사고를 방지할 수 있어, 공정기획을 효과적으로 할 수 있도록 도울 수 있다.In addition, since the work order can be planned through the simulation practice before the actual practice, it is possible to prevent the waste of the work materials and the safety accidents due to the work order defect, thereby helping to effectively plan the process.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the invention is indicated by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the invention.

10: 밀링머신
12: 작업핸들
15: 절삭공구
100: 모의절삭부
200: 피가공부
210: 가상절삭작업공간
300: 진동발생부
400: 제어부
500: 가상현실부10: Milling Machine
12: Work handle
15: cutting tool
100: simulation cutting part
200: processing part
210: virtual cutting workspace
300: vibration generating unit
400: control unit
500: virtual reality

Claims (9)

절삭공구에 대응되는 모의절삭부;
상기 모의절삭부에 의해 가상으로 절삭 가공되는 피가공부;
상기 피가공부의 하부에 구비되고, 실제 절삭력으로 절삭가공 시에 발생되는 실제 진동에 대응되는 진동이 사용자에게 제공되도록, 상기 모의절삭부가 상기 피가공부를 절삭할 때 발생되는 실제 진동에 대응되는 햅틱 진동을 발생하는 진동발생부;
상기 모의절삭부의 작동정보를 전달받고 상기 진동발생부가 발생시키는 상기 햅틱 진동을 제어하는 제어부; 그리고
상기 모의절삭부에 의해 상기 피가공부가 가상 절삭 가공되는 가상의 절삭 가공 형상 정보를 실시간으로 사용자에서 시각적으로 제공하는 가상현실부를 포함하는 공작기계용 시뮬레이션 장치.A simulation cutting part corresponding to the cutting tool;
A to-be-processed part which is virtually cut by the said simulation cutting part;
The simulated cutting part corresponding to the actual vibration generated when the simulated cutting part cuts the to-be-processed part is provided at a lower portion of the to-be-processed part, so that a vibration corresponding to the actual vibration generated during the cutting process is provided to the user. A vibration generator for generating haptic vibrations;
A control unit for receiving the operation information of the simulation cutting unit and controlling the haptic vibration generated by the vibration generating unit; And
And a virtual reality unit providing virtual cutting shape information in which the workpiece is virtually cut by the simulation cutting unit in real time. 제1항에 있어서,
상기 모의절삭부의 작동정보는 상기 모의절삭부의 절삭속도정보, 이송속도정보 및 절입깊이정보를 가지고,
상기 제어부는 상기 작동정보를 기초로 상기 진동발생부의 진동의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 시뮬레이션 장치.The method of claim 1,
The operation information of the simulation cutting unit has cutting speed information, feed speed information and cutting depth information of the simulation cutting unit,
The control unit simulation device for a machine tool, characterized in that for adjusting the magnitude of the vibration of the vibration generating unit based on the operation information. 제2항에 있어서,
상기 진동발생부의 진동은 X축 진동, Y축 진동 및 Z축 진동을 포함하고,
상기 제어부는 상기 X축 진동 및 상기 Y축 진동은 동일한 크기로 발생시키고, 상기 X축 진동 및 상기 Y축 진동은 상기 Z축 진동보다 큰 크기로 발생시키는 것을 특징으로 하는 공작기계용 시뮬레이션 장치.The method of claim 2,
Vibration of the vibration generating unit includes an X-axis vibration, Y-axis vibration and Z-axis vibration,
The control unit generates the X-axis vibration and the Y-axis vibration to the same magnitude, and the X-axis vibration and the Y-axis vibration to generate a magnitude greater than the Z-axis vibration. 제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 절입깊이정보를 기초로, 상기 모의절삭부의 절입 깊이가 깊어질수록 상기 진동발생부의 진동의 크기가 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 시뮬레이션 장치.The method of claim 2,
The control unit based on the depth of cut, the simulation device for a machine tool, characterized in that the control to increase the magnitude of the vibration of the vibration generating portion as the depth of cut deeper. 제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 절삭속도정보를 기초로, 상기 모의절삭부의 회전속도가 증가할수록 상기 진동발생부의 진동의 크기가 작아지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 시뮬레이션 장치.The method of claim 2,
The control unit based on the cutting speed information, the simulation apparatus for a machine tool, characterized in that the control to reduce the magnitude of the vibration of the vibration generating portion as the rotational speed of the simulation cutting unit increases. 제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 이송속도를 기초로, 상기 모의절삭부의 이송속도가 증가할수록, 상기 진동발생부의 진동의 크기가 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 시뮬레이션 장치.The method of claim 2,
The controller controls the machine tool to increase the magnitude of the vibration of the vibration generating unit as the feed speed of the simulation cutting unit increases based on the feed speed. 제1항에 있어서,
상기 피가공부는, 바닥면과 측면을 가지고 상부가 개방되며 상기 모의절삭부에 의한 가상의 절삭 가공이 이루어지는 가상절삭작업공간을 가지는 것을 특징으로 하는 공작기계용 시뮬레이션 장치.The method of claim 1,
The to-be-processed part has a bottom surface and a side, the upper part is open, and has a virtual cutting work space which a virtual cutting process is performed by the said simulation cutting part, The machine tool simulation apparatus characterized by the above-mentioned. 제7항에 있어서,
상기 모의절삭부는 상기 모의절삭부의 하단부에 구비되고 정전용량신호를 발신하는 발신전극을 가지고,
상기 피가공부는 상기 가상절삭작업공간의 바닥면에 구비되고 상기 발신전극에서 발신하는 상기 정전용량신호를 수신하는 수신전극을 가지며,
상기 제어부는 상기 발신전극에서 발신하고 상기 수신전극으로 수신되는 상기 정전용량신호를 기초로 상기 모의절삭부의 하단부의 좌표위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 시뮬레이션 장치.The method of claim 7, wherein
The simulation cutting unit is provided at the lower end of the simulation cutting unit and has an outgoing electrode for transmitting a capacitance signal,
The to-be-processed portion is provided on the bottom surface of the virtual cutting workspace and has a receiving electrode for receiving the capacitance signal transmitted from the outgoing electrode,
And the control unit calculates the coordinate position of the lower end of the simulation cutting unit based on the capacitance signal transmitted from the transmitting electrode and received by the receiving electrode. 제7항에 있어서,
상기 모의절삭부는 상기 모의절삭부의 하단부에 구비되고 X축 방향으로 레이저빔을 조사하는 제1조사부와, Y축 방향으로 레이저빔을 조사하는 제2조사부와, Z축 방향으로 레이저빔을 조사하는 제3조사부와, 상기 제1조사부에서 조사되는 레이저빔이 수신되는 제1수광부와, 상기 제2조사부에서 조사되는 레이저빔이 수신되는 제2수광부 및 상기 제3조사부에서 조사되는 레이저빔이 수신되는 제3수광부를 가지며,
상기 제어부는 상기 제1수광부, 상기 제2수광부 및 상기 제3수광부로 수신되는 상기 레이저빔의 수신정보를 기초로 상기 모의절삭부의 하단부의 좌표위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 시뮬레이션 장치.The method of claim 7, wherein
The simulation cutting unit is provided at a lower end of the simulation cutting unit and includes a first irradiation unit for irradiating a laser beam in an X axis direction, a second irradiation unit for irradiating a laser beam in a Y axis direction, and a second irradiating laser beam in a Z axis direction. A third irradiator, a first light receiver for receiving the laser beam irradiated from the first irradiator, a second light receiver for receiving the laser beam irradiated from the second irradiator, and a second laser receiver irradiated from the third irradiator 3 light-receiving section
And the control unit calculates a coordinate position of the lower end of the simulation cutting unit based on the reception information of the laser beam received by the first light receiving unit, the second light receiving unit, and the third light receiving unit.
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