KR20200000782A - 공작기계 가공 깊이 자동제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계의 가공 깊이 자동제어 방법에 관한 것으로서, 절삭가공을 하는 공작기계에서 절삭가공을 하는 공작기계에서 한계부하 설정 모듈로 주축구조물 변형과 공구 변형이 발생하는 한계부하인 한계설정부하를 설정하는 한계부하 설정 단계, 상기 한계부하 설정 단계가 이뤄짐과 동시에 실시간 부하취득 모듈로 주축 모터를 통해 소재가공부하를 실시간으로 수집하는 부하취득 단계, 부하 비교모듈로 가공시 실시간으로 상기 소재가공부하 정보와 상기 한계설정부하 정보를 수집하여 비교 후 상기 한계설정부하보다 상기 소재가공부하가 이상 혹은 이하인 경우 신호를 발생시키는 부하 비교단계, 자동 가공 깊이 제어 모듈로 상기 부하 비교 단계에서 발생되는 상기 신호를 실시간 확인하면서 상기 신호가 활성화 되면 상기 소재가공부하와 상기 한계설정부하의 크기 차이만큼 중력축을 이동시키는 자동 가공 깊이 제어단계, 상기 중력축을 자동 이동한 경험이 있는 경우 상기 자동 가공 깊이 제어 모듈에서 잔여 가공량 재가공 모듈로 신호를 보내어 현재 공구의 공정이 끝나는 지점에서 다음 공정을 할 공구의 동작을 중지시키고 상기 현재 공구의 공정 시작점으로 동작위치를 이동하여 지령된 잔여 가공량의 재가공을 시작하는 잔여 가공량 자동 재가공단계로 구성되어 이루어지는 공작기계 가공 깊이 자동제어 방법이다.

Description

공작기계 가공 깊이 자동제어 방법 {Automatic Control Method for Machine Cutting Depth}

본 발명은 공작기계의 가공 깊이 자동제어 방법에 관한 것으로서 보다 상세히는 공작기계가 가공물의 절삭 가공시 발생하는 절삭 부하에 따라 가공 깊이를 자동적으로 제어하는 방법에 관한 것이다.

공작기계가 가공물을 절삭 가공하는데 있어서 종래 공작기계의 경우 절삭 가공 깊이는 CAM이나 사용자가 작성한 가공의 프로그램에 의해 결정이 되어서 가공 중에는 변경이 불가하였다. 보통의 복합공작기계의 절삭 가공 프로그램 구성 방식은 예를 들어 G90 G01 Z-1. F100; G90 G01 X100. F100 과 같이 구성된다. 여기서 첫번째 블록에서 표현된 Z-1로 Z축의 최종 위치가 결정되고, 두번째 블록의 X100으로 실제적인 가공진행 방향 X축의 최종 위치까지 소재를 이송하면서 공구가 소재를 절삭하는 과정에 있는 것을 알 수 있다. 그런데 이러한 가공 중에는 Z축의 위치를 자동적으로 변경하는 것이 불가능하다.

도1에서 볼 수 있듯, 이로 인해 소재(1)를 가공하는 과정에서 소재(1)의 코어나 코너부분 또는 난삭재 가공시에 주축구조물(10)의 휨 현상이 발생한다. 이러한 현상이 자주 발생되면 1차적으로 공구를 클램프하는 부분에서 손상이 발생하며, 클램프하는 부분의 손상으로 인해 주축구조물(10)에 충격을 주게 되어 장비의 내구성 약화가 진행되게 된다. 따라서 주축구조물(10)의 휨 정도 또한 가공물의 위치 정밀도에 영향을 주게 되고 공구의 수명이 급격하게 짧아지는데 영향을 미치기도 한다.

그러나 상술한 문제를 해결하기 위해 가공 깊이의 자동 변경이 불가하며, 가공물의 상태를 확인하고 다시 프로그래밍하는데 시간이 과다소요 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 공작기계의 소재 가공시 주축 구조의 변형을 일으키지 않는 부하량을 설정하고 설정된 부하량 초과시 자동으로 가공 깊이를 제어하여 가공하고, 결정 가공 깊이의 잔여량을 자동 재가공하여 공구의 수명을 향상시키고 및 장비의 내구성을 확보하여 사용자의 잦은 프로그램 수정과 공구교체 및 장비의 비효율적 사용에 대한 대비를 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공작기계 가공 깊이 자동제어 방법은, 절삭가공을 하는 공작기계에서 실시간 부하취득 모듈로 주축 모터를 통해 소재가공부하를 실시간으로 수집하는 부하취득 단계, 상기 부하취득 단계가 이뤄짐과 동시에 한계부하 설정 모듈로 주축구조물 변형과 공구 변형이 발생하는 한계부하인 한계설정부하를 설정하는 한계부하 설정 단계, 부하 비교모듈로 가공시 실시간으로 상기 소재가공부하 정보와 상기 한계설정부하 정보를 수집하여 비교 후 상기 한계설정부하보다 상기 소재가공부하가 이상 혹은 이하인 경우 신호를 발생시키는 부하 비교단계, 자동 가공 깊이 제어 모듈로 상기 부하 비교 단계에서 발생되는 상기 신호를 실시간 확인하면서 상기 신호가 활성화 되면 상기 소재가공부하와 상기 한계설정부하의 크기 차이만큼 중력축을 이동시키는 자동 가공 깊이 제어단계, 상기 중력축을 자동 이동한 경험이 있는 경우 상기 자동 가공 깊이 제어 모듈에서 잔여 가공량 재가공 모듈로 신호를 보내어 현재 공구의 공정이 끝나는 지점에서 다음 공정을 할 공구의 동작을 중지시키고 상기 현재 공구의 공정 시작점으로 동작위치를 이동하여 지령된 잔여 가공량의 재가공을 시작하는 잔여 가공량 자동 재가공단계로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작기계 가공 깊이 자동제어 방법이다.

본 발명을 통해 공작기계의 공구에 일정한 부하적용으로 공구의 수명을 보다 향상시킬 수 있으며, 주축 구조물의 변형 없이 소재의 가공을 진행할 수 있어 가공 장비의 내구성을 향상시킬 수 있고, 공구의 파손을 최소화하여 난삭재 등의 완전 가공을 실현하며, 가공시 절삭 깊이의 자동제어에 따른 공구의 휨 보정 결과로 가공의 정밀도 향상을 이룰 수 있다.

도1은 종래 기술에 의한 공작 기계 주축 구조물의 휘어진 모습을 묘사한 예시도.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 공작기계 가공 깊이 자동제어 방법의 순서도.

이하 본 발명의 구체적인 실시예를 도2를 참조하여 상세하게 설명한다.

도2에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 공작기계 가공 깊이 자동제어 방법은, 절삭가공을 하는 공작기계에서 한계부하 설정 모듈로 주축구조물 변형과 공구 변형이 발생하는 한계부하인 한계설정부하를 설정하는 한계부하 설정(S100) 단계, 상기 한계부하 설정 단계가 이뤄짐과 동시에 실시간 부하취득 모듈로 주축 모터를 통해 소재가공부하를 실시간으로 수집하는 부하취득(S200)단계, 부하 비교모듈로 가공시 실시간으로 상기 소재가공부하 정보와 상기 한계설정부하 정보를 수집하여 비교 후 상기 한계설정부하보다 상기 소재가공부하가 이상 혹은 이하인 경우 신호를 발생시키는 부하 비교(S300)단계, 자동 가공 깊이 제어 모듈로 상기 부하 비교 단계에서 발생되는 상기 신호를 실시간 확인하면서 상기 신호가 활성화 되면 상기 소재가공부하와 상기 한계설정부하의 크기 차이만큼 중력축을 이동시키는 자동 가공 깊이 제어(S400)단계, 상기 중력축을 자동 이동한 경험이 있는 경우 상기 자동 가공 깊이 제어 모듈에서 잔여 가공량 재가공 모듈로 신호를 보내어 현재 공구의 공정이 끝나는 지점에서 다음 공정을 할 공구의 동작을 중지시키고 상기 현재 공구의 공정 시작점으로 동작위치를 이동하여 지령된 잔여 가공량의 재가공을 시작하는 잔여 가공량 자동 재가공(S500)단계로 구성되어 이루어지는 공작기계 가공 깊이 자동제어 방법이다.

보다 상세하게 설명하자면 한계부하 설정(S100)단계가 이루어지는 한계부하 설정 모듈로 이루어지며, 부하 취득(S200)단계에서 구축구조물 모터의 부하와 소재를 운반하는 횡방향 이송축 모터의 부하를 수집한다. 부하 비교(S300)단계에서는 중력축의 이동을 증가 방향으로 증가분 이동시킨 후 감소 방향으로 증가분을 환원할 시에는 최종 이동 보정 절대값이 0이하가 되지 않는 선에서 보정의 한계를 설정한다. 이에 자동 가공 깊이 제어(S400)단계에서는 소재를 이송하는 이송축의 종방향 위치를 제어하게 된다. 또한, 잔여 가공량 자동 재가공(S500)단계에서 자동 가공 깊이 제어여부를 확인하며 가공깊이 제어가 필요한 경우 중력축을 증분하여 이동시키고 다시 현재 공구 공정의 끝점에서 시작점으로 이동하여 잔여 가공량 자동재가공(S500)단계를 반복한다.

이러한 본 발명을 통해 공작기계의 공구에 일정한 부하적용으로 공구의 수명을 보다 향상시킬 수 있으며, 주축구조물의 변형 없이 소재의 가공을 진행할 수 있어 가공 장비의 내구성을 향상시킬 수 있고, 공구의 파손을 최소화하여 난삭재 등의 완전 가공을 실현하며, 가공시 절삭 깊이의 자동제어에 따른 공구의 휨 보정 결과로 가공의 정밀도 향상을 이룰 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로하여 설명되었으나, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

S100: 한계부하 설정 단계
S200: 실시간 부하취득 단계
S300: 부하 비교 단계
S400: 자동 가공깊이 제어 단계
S500: 가공량 자동재가공 단계

Claims (1)

1. 절삭가공을 하는 공작기계에서
   한계부하 설정 모듈로 주축구조물 변형과 공구 변형이 발생하는 한계부하인 한계설정부하를 설정하는 한계부하 설정 단계,
   상기 한계부하 설정 단계가 이뤄짐과 동시에 실시간 부하취득 모듈로 주축 모터를 통해 소재가공부하를 실시간으로 수집하는 부하취득 단계,
   상기 부하 비교모듈로 가공시 실시간으로 상기 소재가공부하 정보와 상기 한계설정부하 정보를 수집하여 비교 후 상기 한계설정부하보다 상기 소재가공부하가 이상 혹은 이하인 경우 신호를 발생시키는 부하 비교단계,
   상기 자동 가공 깊이 제어 모듈로 상기 부하 비교 단계에서 발생되는 상기 신호를 실시간 확인하면서, 상기 신호가 활성화 되면 상기 소재가공부하와 상기 한계설정부하의 크기 차이만큼 중력축을 이동시키는 자동 가공 깊이 제어단계,
   상기 중력축을 자동 이동한 경험이 있는 경우 상기 자동 가공 깊이 제어 모듈에서 잔여 가공량 재가공 모듈로 신호를 보내어 현재 공구의 공정이 끝나는 지점에서 다음 공정을 할 공구의 동작을 중지시키고 상기 현재 공구의 공정 시작점으로 동작위치를 이동하여 지령된 잔여 가공량의 재가공을 시작하는 잔여 가공량 자동 재가공단계
   로 구성되어 이루어지는 공작기계 가공 깊이 자동제어 방법.
   

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