KR20200115106A - 주축 진동 측정 시스템, 주축 진동 측정 방법 및 프로그램 - Google Patents

주축 진동 측정 시스템, 주축 진동 측정 방법 및 프로그램 Download PDF

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Abstract

본 주축 진동 측정 시스템은, 워크(W)에 절삭 또는 연마 가공을 실시하는 가공기(100)에서의 주축(120)의 진동을 측정하는 것으로서, 가공기(100)는 워크(W)를 홀딩하는 워크 홀딩부(150)와, 툴(120c)을 홀딩하는 주축(120)과, 워크 홀딩부(150)와 주축(120)을 상대 이동시키는 이동 기구를 갖는 것이며, 주축(120)이 회전할 때의 이동 기구의 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터를 취득하고, 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터에 근거하여 주축(120)의 진동에 관한 결과를 출력 또는 축적한다.

Description

주축 진동 측정 시스템, 주축 진동 측정 방법 및 프로그램{SYSTEM FOR MEASURING VIBRATION IN SPINDLE, METHOD FOR MEASURING VIBRATION IN SPINDLE AND PROGRAM THEREFOR}
본 발명은 주축 진동 측정 시스템, 주축 진동 측정 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
최근 머시닝 센터(machining center) 등의 절삭 가공기(processor)에 의해 IT 부품, 장식품 등 외관 부품의 고품위 가공을 하는 것이 많아지고 있다. 상기 가공에는 단결정 다이아몬드, 다결정 다이아몬드(PCD) 등이 사용되며, 주축 진동의 극소화 및 고정밀도의 위치 결정이 요구된다.
고품위 가공이 아닌 일반적인 가공을 하는 가공기에서, 주축 헤드에 X축 방향 및 Y축 방향의 가속도계를 부착하고, 또한 임펙트 해머에 의해 가속도계의 근방 부위를 가진(加振)하고, 이에 의해 주축 헤드의 진동 특성을 얻는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 2011-200998호 공보
고품위 가공은 주축에의 의도하지 않는 부하, 주축 또는 워크 홀딩부의 경년 열화(aging degradation) 등에 의해, 주축과 워크의 사이가 바람직하지 못한 진동이 증대하여 가공면에 영향을 미친다. 고품위 가공의 가공면은 예를 들면 경면인 것이 요구되기 때문에, 소량의 가공 불량이 큰 영향을 미쳐 가공면에 나타난다.
이러한 가공 불량의 발생은 가공품의 품질 검사 공정 등에서 발견될 수도 있다. 경년 열화 등에 의해 주축과 워크 사이의 진동이 가공 불량의 원인인 경우, 품질 검사 공정에서 가공 불량이 밝혀졌을 때에는, 많은 워크가 가공 불량이 되어 버린다. 또한, 가공 불량의 원인 조사로서, 주축 등에 가속도계를 부착함과 동시에 주축의 진동 측정을 하는 경우, 진동 측정 결과로부터 특정 원인 주파수를 추출하는 등의 작업이 필요하게 되며, 가공 불량의 원인 조사에 장시간을 요한다. 상기 진동 측정을 하고도 가공 불량의 원인이 발견되지 않는 경우도 있어, 이 경우는 진동 측정의 시간이 낭비된다. 또한, 이러한 진동 측정은 고도인 지식을 가진 자만이 적절하게 할 수 있기 때문에, 그만큼 가공 공정의 재가동에 장시간을 요하게 된다.
본 발명은 상술의 사정을 감안하여 이루어졌다. 본 발명의 목적 중 하나는 진동 측정하는데 있어서 가속도계나 집음 장치 등과 같은 고가이고 고장 나기 쉬운 추가 설비를 필요로 하지 않고, 가공 불량의 원인 파악, 가공 조건의 설정 등을 적절하게 할 수 있는 주축 진동 측정 시스템, 주축 진동 측정 방법 및 프로그램의 제공을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 이하의 수단을 채용한다.
본 발명의 제1양태는 워크에 절삭 또는 연마 가공을 실시하는 가공기에서의 주축의 진동을 측정하는 주축 진동 측정 시스템으로서, 상기 가공기는 상기 워크를 홀딩(保持)하는 워크 홀딩부와, 툴을 홀딩하는 상기 주축과, 상기 워크 홀딩부와 상기 주축을 상대 이동시키는 이동 기구를 갖는 것이며, 상기 주축이 회전할 때의 상기 이동 기구의 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과, 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터에 근거하여 상기 주축의 진동에 관한 결과를 출력 또는 축적하는 처리 수단을 구비한다.
워크의 가공 불량의 한 요인은 툴과 워크의 상대적인 위치 변동이라고 생각된다. 제1양태에서는 툴과 워크의 상대적인 위치 변동이 툴을 홀딩하는 주축과 워크를 홀딩하는 워크 홀딩부와의 상대 이동에 관련되는 이동 기구의 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터로서 취득되며, 얻어진 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터에 근거하여 주축의 진동에 관한 결과가 출력 또는 축적된다. 이 때문에, 예를 들면 출력 결과가 오퍼레이터, 컴퓨터 등에 의해 판단됨으로서, 가공 불량의 원인 파악, 가공 조건의 설정 등이 적절하게 이루어질 수 있다.
상기 양태에 있어서, 바람직하게는 상기 데이터 취득 수단은 상기 주축에 홀딩된 상기 툴이 상기 워크에 접촉하지 않은 상태에서, 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 취득한다.
해당 구성을 채용함으로서, 툴과 워크와의 접촉에 의한 영향이 없는 상태로, 주축의 회전에 기인하는 툴과 워크와의 상대적인 위치 변동에 관련되는 데이터를 취득할 수 있다.
상기 양태에 있어서, 바람직하게는 상기 데이터 취득 수단은, 상기 주축을 회전수가 소정의 범위에서 순차 변화하도록 회전시켰을 때의 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 취득하고, 상기 처리 수단은 상기 데이터 취득 수단에 의해 취득된 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터에 근거하여, 상기 주축의 진동이 임계값보다 큰 또는 상기 진동이 상기 임계값 이하인 회전수 범위를 판단한다.
상기 양태에 있어서, 바람직하게는 상기 데이터 취득 수단은 상기 주축을 복수의 소정 회전수로 순차 회전시켰을 때의 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 취득하고, 상기 처리 수단은 상기 데이터 취득 수단에 의해 취득된 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터에 근거하여 상기 주축의 진동이 임계값보다 큰 또는 상기 진동이 상기 임계값 이하인 회전수의 범위를 판단한다.
이러한 구성을 채용하면 주축의 진동이 임계값보다 큰 또는 해당 진동이 임계값 이하인 회전수를 오퍼레이터, 컴퓨터 등이 정확하게 파악하는 것이 가능해지며, 이것은 가공 불량의 원인 파악, 가공 조건의 적절한 설정 등에 공헌한다.
상기 양태에 있어서, 바람직하게는 상기 처리 수단은 상기 데이터 취득 수단에 의해 취득된 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를, 메모리에 축적되어 있는 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터와 비교하여, 비교 결과를 상기 주축의 진동에 관한 결과로서 출력한다.
해당 구성을 채용하면, 예를 들면 메모리에 축적되어 있는 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터와의 비교에 의해, 데이터 취득 수단에 의해 취득된 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터가 과거의 상태에 대하여 크게 변화되고 있는지의 여부, 다른 유사한 툴의 위치 데이터 또는 진동 데이터에 대하여 크게 다른지의 여부 등을 정확하게 파악하는 것이 가능해진다.
상기 양태에 있어서, 바람직하게는 상기 데이터 취득 수단은 상기 주축을 회전수가 변화하도록 회전시켰을 때의 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 취득하고, 상기 처리 수단은 상기 데이터 취득 수단에 의해 취득된 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 주파수 또는 상기 주축의 회전수의 함수로서 나타내는 해석을 행하고, 해석 결과를 상기 주축의 진동에 관한 결과로서 출력 또는 축적한다.
해당 구성을 채용하면, 주축의 진동이 임계값보다 큰 또는 해당 진동이 임계값 이하인 회전수, 해당 진동의 경향 등을 오퍼레이터, 컴퓨터 등이 정확하게 파악하는 것이 가능해지며, 이것은 가공 불량의 원인 파악, 가공 조건의 적절한 설정 등에 공헌한다.
상기 양태에 있어서, 바람직하게는 상기 처리 수단은 상기 해석 결과를 메모리에 축적되어 있는 해석 결과와 비교하여, 비교 결과를 상기 주축의 진동에 관한 결과로서 출력한다.
해당 구성을 채용하면, 예를 들면 메모리에 축적되어 있는 해석 결과와의 비교에 의해, 처리 수단에 의해 얻어진 해석 결과가 과거의 상태에 대하여 크게 변화되고 있는지의 여부, 다른 유사한 툴의 해석 결과에 대하여 크게 다른지의 여부 등을 정확하게 파악하는 것이 가능해진다.
상기 양태에 있어서, 바람직하게는 상기 주축이 복수 종류의 툴을 택일적으로 홀딩 가능하며, 상기 데이터 취득 수단이 상기 각 툴이 상기 주축에 홀딩되었을 때의 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 취득하는 것이며, 상기 처리 수단은 상기 주축의 진동이 임계값보다 큰 또는 상기 진동이 상기 임계값 이하인 회전수의 범위 또는 회전수를 상기 복수 종류의 툴마다 메모리에 축적한다.
해당 구성을 채용하면, 복수 종류의 툴 각각에 대하여 주축의 진동이 임계값보다 큰 또는 해당 진동이 임계값 이하인 회전수를 오퍼레이터, 컴퓨터 등이 용이하게 또한 확실하게 파악하는 것이 가능해지며, 이것은 가공 조건의 적절한 설정에 공헌한다.
상기 양태에 있어서, 바람직하게는 상기 처리 수단이 상기 판단에 의해 얻어진 상기 회전수의 범위 또는 상기 해석 결과에 근거하여, 워크에 절삭 또는 연마 가공을 실시하기 위해 상기 가공기를 작동시키는 가공 프로그램의 갱신을 하고, 갱신된 가공 프로그램을 축적한다.
해당 구성을 채용하면, 가공 프로그램이 자동적으로 개선되어, 이에 의해 가공 품질의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명의 제2양태는 워크에 절삭 또는 연마 가공을 실시하는 가공기에서의 주축의 진동을 측정하는 주축 진동 측정 방법으로서, 상기 가공기는 상기 워크를 홀딩하는 워크 홀딩부와, 툴을 홀딩하는 상기 주축과, 상기 워크 홀딩부와 상기 주축을 상대 이동시키는 이동 기구를 갖는 것이며, 상기 주축이 회전할 때의 상기 이동 기구의 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터를 취득하는 진동 데이터 취득 단계와, 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터에 근거하여 상기 주축의 진동에 관한 결과를 도출하는 결과 도출 단계를 갖는다.
제2양태에 있어서, 바람직하게는 상기 진동 데이터 취득 단계에 있어서, 상기 주축에 홀딩된 상기 툴이 상기 워크에 접촉하지 않은 상태에서, 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터가 취득된다.
제2양태에 있어서, 바람직하게는 상기 진동 데이터 취득 단계에 있어서, 상기 주축을 복수의 소정 회전수로 순차 회전시켰을 때의 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터가 취득되며, 상기 결과 도출 단계에 있어서, 상기 진동 데이터 취득 단계에 의해 취득된 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터에 근거하여 상기 주축의 진동이 임계값보다 큰 또는 상기 진동이 상기 임계값 이하인 회전수 범위를 도출한다.
제2양태에 있어서, 바람직하게는 상기 결과 도출 단계에 있어서, 상기 진동 데이터 취득 단계에서 취득된 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터가, 메모리에 축적되어 있는 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터와 비교되며, 비교 결과에 근거하여 상기 주축의 진동에 관한 결과의 도출로서 상기 주축의 진동에 관한 판단이 이루어진다.
제2양태에 있어서, 바람직하게는 상기 진동 데이터 취득 단계에 있어서, 상기 주축을 회전수가 변화되도록 회전시켰을 때의 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터가 취득되며, 상기 결과 도출 단계에 있어서, 상기 진동 데이터 취득 단계에 의해 취득된 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 주파수 또는 상기 주축의 회전수의 함수로서 나타내기 위한 해석이 이루어진다.
또한, 제2양태에 있어서, 바람직하게는 상기 결과 도출 단계에 있어서, 상기 해석 결과가 메모리에 축적되어 있는 해석 결과와 비교된다.
제2양태에 있어서, 바람직하게는 상기 도출에 의해 얻어진 상기 회전수의 범위 또는 상기 해석의 결과에 근거하여 상기 워크에 절삭 또는 연마 가공을 실시하기 위해 상기 가공기를 작동시키는 가공 프로그램이 갱신되어, 갱신된 가공 프로그램이 축적된다.
본 발명의 제3양태는 워크에 절삭 또는 연마 가공을 실시하는 가공기에서의 주축의 진동을 측정하는 주축 진동 측정에 이용되는 프로그램으로서, 상기 가공기는 상기 워크를 홀딩하는 워크 홀딩부와, 툴을 홀딩하는 상기 주축과, 상기 워크 홀딩부와 상기 주축을 상대 이동시키는 이동 기구를 갖는 것이며, 상기 주축이 회전할 때의 상기 이동 기구의 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터를 취득시키는 진동 데이터 취득 단계와, 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터에 근거하여 상기 주축의 진동에 관한 결과를 도출하는 결과 도출 단계를 컴퓨터에 실행시키도록 구성되어 있다.
본 발명에 의하면, 가공 불량의 원인 파악, 가공 조건의 설정 등을 적절하게 행하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태의 주축 진동 측정 시스템의 측정 대상의 가공기의 사시도이다.
도 2는 제1실시형태의 주축 진동 측정 시스템의 제어 장치의 블록도이다.
도 3은 제1실시형태의 주축 진동 측정 시스템의 제어 장치에 의한 제어를 나타내는 플로차트이다.
도 4는 제1실시형태의 주축 진동 측정 시스템에 의해 얻어지는 위치 변동 데이터의 예를 나타내는 차트이다.
도 5는 제1실시형태의 주축 진동 측정 시스템에 의해 얻어지는 해석 결과의 예를 나타내는 차트이다.
도 6은 제1실시형태의 주축 진동 측정 시스템에 의해 축적되는 회전수 범위의 데이터 테이블이다.
도 7은 제1실시형태의 주축 진동 측정 시스템에 의해 축적되는 회전수 범위의 데이터 테이블이다.
도 8은 제2실시형태의 주축 진동 측정 시스템의 제어 장치에 의한 제어를 나타내는 플로차트이다.
도 9는 제2실시형태의 주축 진동 측정 시스템에 의해 얻어지는 위치 변동 데이터의 예를 나타내는 차트이다.
도 10은 제3실시형태의 주축 진동 측정 시스템의 제어 장치에 의한 제어를 나타내는 플로차트이다.
도 11은 제1 내지 제3실시형태의 주축 진동 측정 시스템의 변형예를 나타내기 위한 가공기의 사시도이다.
본 발명의 제1실시형태에 따른 주축 진동 측정 시스템이 도면을 이용하면서 이하에 설명되어 있다. 본 실시형태의 주축 측정 시스템은 워크(W)에 절삭 또는 연마를 실시함으로서 워크(W)에 경면 가공을 하는 가공기(100)에서의 주축(120)의 진동을 측정하기 위한 것이다.
가공기(100)는 프레이즈반(milling machine), 선반, NC프레이즈반(NC milling machine), NC 선반, 드릴링 가공기, 주축(120)에 홀딩되는 툴(120c)에 의해 워크(W)에 연마 가공을 하는 연마기 등일 수 있다. 본 실시형태의 가공기(100)는 워크(W)의 표면을 절단 블레이드(cutting blades)에 의해 경면 가공하기 위한 공지의 NC프레이즈반이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 가공기(100)는 프레임(100a)의 상단측에 마련된 주축 지지부(110)와, 주축 지지부(110)에 연직축 주위에 회전 가능하게 부착된 주축(120)과, 주축(120)을 회전시키기 위한 주축 모터(121)와, 프레임(100a)에 고정되며, 주축(120)의 아래쪽에 배치된 베이스부(130)와, 베이스부(130)의 상면에 고정된 한 쌍의 레일(131)과, 한 쌍의 레일(131)에 의해 지지된 가동 부재(140)와, 가동 부재(140)의 상면에 고정된 한 쌍의 레일(141)과, 한 쌍의 레일(141)에 의해 지지된 워크 홀딩부(150)를 갖는다. 워크 홀딩부(150)는 척(chuck)(151)에 의해 워크(W)를 고정한다.
주축(120)은 주축 지지부(110)에 베어링 등에 의해 연직축 주위에 회전 가능하게 지지되는 주축 본체(120a)와, 주축 본체(120a)의 하부에 마련된 툴 홀더(120b)를 구비한다. 툴 홀더(120b)에는 엔드 밀, 드릴 등의 절단 블레이드를 갖는 툴(120c)이 홀딩된다. 본 실시형태에서는 툴(120c)도 주축(120)의 일부로서 간주하지만, 툴(120c)을 주축(120)에 부착되는 것으로 간주할 수도 있다. 또한, 툴(120c)은 연마용 선단(先端)을 갖는 다른 툴이어도 된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 레일(131)은 Y축에 따른 방향으로 연장되고 있으며, 한 쌍의 레일(141)은 X축에 따른 방향으로 연장되어 있다. 또한, X축 및 Y축은 수평 방향으로 연장되는 축이며, X축과 Y축은 직교하고 있다. 또한, Z축은 연직 방향으로 연장되는 축이다. 이 때문에, 워크(W) 및 워크 홀딩부(150)는 한 쌍의 레일(141)에 따라 X축 방향으로 이동 가능하며, 워크(W), 워크 홀딩부(150) 및 가동 부재(140)는 한 쌍의 레일(131)에 따라 Y축 방향으로 이동 가능하다.
가동 부재(140)상에는 서보 모터 등의 X축 모터(142)가 고정되며, 가동 부재(140)상에는 X축 모터(142)에 의해 회전하는 볼 스크류(143)가 마련되어 있다. 볼 스크류(143)는 한 쌍의 레일(141)과 평행하게 배치되어 있다. 워크 홀딩부(150)는 그 하면부에 도시하지 않은 볼 스크류 너트를 가지고 있으며, 워크 홀딩부(150)의 하면부가 볼 스크류(143)와 나사결합되어 있다.
한 쌍의 레일(141), X축 모터(142), 볼 스크류(143) 및 볼 스크류 너트는 워크 홀딩부(150)와 주축(120)을 상대 이동시키는 이동 기구로서 기능한다.
베이스부(130)상에는 서보 모터 등의 Y축 모터(132)가 고정되며, 베이스부(130)상에는 Y축 모터(132)에 의해 회전하는 볼 스크류(133)가 마련되어 있다. 볼 스크류(133)는 한 쌍의 레일(131)과 평행하게 배치되어 있다. 가동 부재(140)은 그 하면부에 도시하지 않은 볼 스크류 너트를 가지고 있으며, 가동 부재(140)의 하면부가 볼 스크류(133)와 나사결합되어 있다.
한 쌍의 레일(131), Y축 모터(132), 볼 스크류(133) 및 볼 스크류 너트는 워크 홀딩부(150)와 주축(120)을 상대 이동시키는 이동 기구로서 기능한다.
이 때문에, X축 모터(142) 및 Y축 모터(132)에 의해 워크(W) 및 워크 홀딩부(150)가 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동한다.
프레임(100a)의 상단측에는 한 쌍의 레일(101)이 고정되며, 한 쌍의 레일(101)은 상하 방향(Z축에 따른 방향)으로 연장되어 있다. 또한, 주축 지지부(110)는 한 쌍의 레일(101)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다.
프레임(100a)의 상단측에는 서보 모터 등의 Z축 모터(102)가 고정되며, 프레임(100a)의 상단측에는 Z축 모터(102)에 의해 회전하는 볼 스크류(103)가 마련되어 있다. 볼 스크류(103)는 한 쌍의 레일(101)과 평행하게 배치되어 있다. 주축 지지부(110)는 그 측면에 도시하지 않은 볼 스크류 너트를 가지고 있으며, 주축 지지부(110)의 측면부가 볼 스크류(103)와 나사결합되어 있다.
이 때문에, Z축 모터(102)에 의해 주축 지지부(110) 및 주축(120)이 상하 방향으로 이동한다.
한 쌍의 레일(101), Z축 모터(102), 볼 스크류(103) 및 볼 스크류 너트는 워크 홀딩부(150)와 주축(120)을 상대 이동시키는 이동 기구로서 기능한다.
주축 모터(121), X축 모터(142), Y축 모터(132) 및 Z축 모터(102)는 가공기(100)의 제어 장치(200)에 의해 제어된다.
제어 장치(200)는 도 2에 나타내는 바와 같이, CPU 등의 프로세서(210)와, 표시 장치(220)와, 불휘발성 스토리지, ROM, RAM 등을 갖는 기억부(230)와 키보드, 터치 패널, 조작반, 티치 펜던트 등을 갖는 입력 장치(240)와, 신호를 송수신하기 위한 송수신부(250)을 구비하고 있다. 송수신부(250)는 태블릿 단말 등으로부터 정보를 수신하고, 수신된 정보를 제어 장치(200)에 입력하기 때문에, 입력부로서도 기능한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, X축 모터(142), Y축 모터(132) 및 Z축 모터(102)는 각각 인코더(142a, 132a 및 102a)를 구비하고 있으며, 제어 장치(200)는 인코더(142a, 132a 및 102a)에 접속되어 있다. 인코더(142a, 132a 및 102a)는 X축 모터(142), Y축 모터(132) 및 Z축 모터(102)의 축 회전 위치를 각각 검출한다. 인코더(142a, 132a 및 102a)는 X축 모터(142), Y축 모터(132) 및 Z축 모터(102)의 내부가 아닌 외부에 마련되어 있어도 된다. 또한, 후술의 구성에 있어서, 인코더(142a, 132a 및 102a)의 검출값 대신에, X축 모터(142), Y축 모터(132) 및 Z축 모터(102)의 전류 검출값을 이용해도 된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 주축 모터(121)는 인코더(121a)를 구비하고 있으며, 제어 장치(200)은 인코더(121a)에 접속되어 있다. 인코더(121a)는 주축(120)의 회전수, 회전 위치 등을 검출한다. 인코더(121a)가 주축 모터(121)의 내부가 아닌 외부에 마련되어 있어도 된다. 또한, 인코더(121a) 대신에 회전계가 이용되어도 된다.
기억부(230)에는 가공 프로그램(230a)이 격납되어 있으며, 제어 장치(200)는 가공 프로그램(230a)에 근거하며, 워크(W)의 가공을 위해 주축 모터(121), X축 모터(142), Y축 모터(132) 및 Z축 모터(102)를 제어한다. 이 때, 제어 장치(200)는 인코더(121a, 142a, 132a 및 102a)의 검출값을 이용하여 피드백 제어, 피드포워드 제어 등을 한다.
이어서, 주축 진동 측정 시스템을 이하에 설명한다. 주축 진동 측정 시스템은 일례에서는 제어 장치(200)의 기억부(230)에 격납되어 있는 데이터 취득 프로그램(데이터 취득 수단)(230b) 및 처리 프로그램(처리 수단)(230c)을 갖는다. 본 실시형태에서는, 이들 프로그램(230b, 230c)이 기억부(230)에 격납되어 있으며, 프로세서(210)에 의해 실행되므로, 프로세서(210) 또는 제어 장치(200)는 주축 진동 측정 시스템의 일부이다. 이들 프로그램(230b, 230c)이 제어 장치(200)와는 다른 컴퓨터의 기억부에 격납되며, 해당 컴퓨터의 프로세서에 의해 프로그램(230b, 230c)이 실행되어도 된다.
또한, 본 실시형태의 주축 진동 측정 시스템은 인코더(142a, 132a 및 102a)를 이용 또는 갖는다.
이하, 데이터 취득 프로그램(230b) 및 처리 프로그램(230c)에 근거하는 프로세서(210)에 의한 처리를 도 3의 플로차트를 참조하면서 설명한다.
먼저, 주축(120)의 툴(120c)이 워크(W)에 접촉하지 않은 상태에서, 입력장치(240)로의 입력에 근거하는 시작 신호 또는 송수신부(250)이 수신하는 시작 신호를 프로세서(210)가 접수하면(스텝S1-1), 프로세서(210)는 데이터 취득 프로그램(230b)에 근거하여 주축(120)의 회전을 시작한다(스텝S1-2). 스텝S1-2에서는 주축(120)의 회전수를 서서히 변화시킨다. 구체적으로는, 주축(120)의 회전수를 소정의 저회전수로부터 소정의 고회전수까지 서서히 변화시킨다. 소정의 저회전수는 예를 들면 0rpm이며, 소정의 고회전수는 예를 들면 24000rpm이다. 주축(120)의 회전수를 소정의 고회전수로부터 소정의 저회전수까지 서서히 변화시켜도 된다.
이때, 프로세서(210)는 데이터 취득 프로그램(230b)에 근거하며, 인코더(142a) 및 인코더(132a)의 검출값을 주축(120)의 회전수에 대응시켜서 취득한다(스텝S1-3). 이것에 의해, X축 모터(142) 및 Y축 모터(132)의 축 회전 위치 변동 데이터가 취득된다. X축 모터(142) 및 Y축 모터(132)는 워크(W) 및 워크 홀딩부(150)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시키기 위한 것이다. 이 때문에, 해당 회전 위치 변동 데이터는 워크(W) 및 워크 홀딩부(150)의 주축(120)에 대한 수평 방향의 위치 변동 데이터라고도 할 수 있다. 또한, 수평 방향은 주축(120)의 축 방향과 직교하는 방향이다.
또한, 주축(120)과 인코더(142a) 및 인코더(132a)의 데이터 취득은 단위시간으로 취득하는 것으로, 회전수와 위치 변동 데이터의 대응이 가능하다. 예를 들면 단위 시간 1msec으로 하는 것으로, 500Hz까지의 주파수 성분이 정확하게 측정 가능해진다.
또한, 스텝S1-3에 있어서, 프로세서(210)가 인코더(102a)의 검출값을 주축(120)의 회전수에 대응시켜 취득해도 된다. 이것에 의해, Z축 모터(102)의 축 회전 위치 변동 데이터가 취득된다. Z축 모터(102)는 워크(W)에 대하여 주축(120)을 상하 방향(Z축 방향)으로 이동시키기 위한 것이다. 이 때문에, 해당 회전 위치 변동 데이터는 워크(W)와 주축(120)과의 상하 방향의 위치 변동 데이터라고도 할 수 있다. 또한, 상하 방향은 주축(120)의 축 방향이다.
또한, 주축(120)과 인코더(102a)의 데이터 취득은 단위 시간으로 취득하는 것으로, 회전수와 위치 변동 데이터의 대응이 가능하다.
스텝S1-3에 의해 취득되는 데이터의 예를 도 4에 나타내고 있다. 도 4에서는 가로축은 시간이며, 인코더(142a)의 검출값인 X축 방향 위치 변동, 인코더(132a)의 검출값인 Y축 방향 위치 변동 및 인코더(102a)의 검출값인 Z축 방향 위치 변동을 나타내고 있다. 또한, 도 4에는 시간과 함께 서서히 변화되는 주축(120)의 회전수를 나타내고 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 주축(120)의 어떤 회전수 범위, 구체적으로는 5000rpm에서 12000rpm의 범위에 있어서, X축 방향 위치 변동이 단속적으로 커지고 있다. 또한, 주축(120)의 다른 회전수 범위, 구체적으로는 18000rpm 이상의 범위에 있어서, X축 방향 위치 변동이 약간 커지고 있다. 또한, 6000rpm에서 12000rpm의 범위, 15000rpm에서 16000rpm의 범위 및 18000rpm 이상의 범위에 있어서, Z축 방향 위치 변동이 커지고 있다. 또한, 9500rpm에서 12000rpm의 범위 및 18000rpm 이상의 범위에 있어서, Y축 방향 위치 변동이 커지고 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 각 위치 변동은 소정의 중심 위치를 중심으로 한 변동이기 때문에 진동이라고 할 수도 있다.
이어서, 프로세서(210)는 처리 프로그램(230c)에 근거하여, 주축(120)의 진동에 관한 결과를 출력한다(스텝S1-4).
예를 들면 워크(W)의 경면 가공에 X축 방향 위치 변동이 크게 영향을 미칠 경우, 상기 출력의 제1예로서, 프로세서(210)는 도 4에 나타내는 X축 방향 위치 변동을 표시하기 위한 데이터를 표시 장치(220)에 출력하며, X축 방향 위치 변동이 표시 장치(220)에 표시된다. 또한, X축 방향 위치 변동이 이용되는 대신에, Y축 방향 위치 변동, 주축(120)의 축 방향 위치 변동인 Z축 방향 위치 변동, X축 방향 위치 변동과 Y축 방향 위치 변동의 양쪽, X축 방향 위치 변동과 Y축 방향 위치 변동을 종합하여 얻어지는 주축(120)의 축 방향과 직교하는 방향의 위치 변동, X축 방향 위치 변동과 Y축 방향 위치 변동과 Z축 방향 위치 변동을 종합하여 얻어지는 위치 변동 등을 이용하는 것이 가능하며, 후술의 설명에서도 마찬가지이다. 이하의 설명에서는 이들을 단지 위치 변동이라 칭한다. 또한, 제1예에서는, 프로세서(210)가 디스플레이 부착의 다른 컴퓨터에 위치 변동을 표시하기 위한 데이터를 송신해도 된다.
상기 출력의 제2예로서, 프로세서(210)는 시간의 함수로서 나타내고 있는 도 4의 위치 변동 데이터를 푸리에 변환 등을 이용하여 주축(120)의 회전수 또는 주파수의 함수로서 나타내는 주파수 해석 등의 해석을 행하고, 이것에 의해 해석 결과를 얻어(도 5), 해석 결과를 표시하기 위한 데이터를 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터에 출력해도 된다. 도 5에 나타내는 차트에 있어서, 가로축은 주축(120)의 회전수이며, 세로축은 위치 변동의 크기(진폭)이다.
표시되는 해석 결과는, 도 5에 나타내는 차트, 해당 차트 중에서 위치 변동이 소정의 임계값 이하인 주축(120)의 회전수 범위, 해당 차트 중에서 위치 변동이 소정의 임계값을 초과하는 주축(120)의 회전수 범위 등 일 수 있다. 예를 들면, 위치 변동이 소정의 임계값 이하인 주축(120)의 회전수 범위로서, 5000rpm 이하, 13000rpm에서 14000rpm 및 16500rpm에서 17500rpm라는 회전수 범위의 데이터가 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터에 출력된다.
상기 출력의 제3예로서, 프로세서(210)는 위치 변동의 크기가 소정의 임계값 이하인 주축(120)의 회전수 범위를 판정하고, 판정에 의해 얻어진 회전수 범위의 데이터를 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터에 출력해도 된다. 예를 들면, 5000rpm 이하, 13000rpm에서 14000rpm 및 16500rpm에서 17500rpm라는 회전수 범위의 데이터가 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터에 출력된다.
상기 출력의 제4예로서, 제3예와는 반대로 프로세서(210)는 위치 변동의 크기가 소정의 임계값을 초과하는 주축(120)의 회전수 범위를 판정하고, 판정에 의해 얻어진 회전수 범위의 데이터를 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터에 출력해도 된다. 또한, 제1예의 표시를 보고 오퍼레이터가 제3예 및 제4예의 회전수 범위를 판정하고, 판정된 회전수 범위를 제어 장치(200)에 입력하고, 판정에 의해 얻어진 회전수 범위의 데이터를 프로세서(210)가 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터로 출력해도 된다.
상기 출력의 제5예로서, 도 4에 나타내는 바와 같은 위치 변동 데이터, 제2예의 해석 결과의 데이터, 제2예의 해석에 의해 얻어진 회전수 범위의 데이터, 제3예의 판정에 의해 얻어진 회전수 범위의 데이터, 제4예의 판정에 의해 얻어진 회전수 범위의 데이터 등을 서버에 출력해도 된다. 이들 데이터는 가공기(100)의 기종을 나타내는 데이터, 툴(120c)에 관한 데이터와 함께 출력된다. 서버에서는 이들 데이터를 가공기(100)의 기종, 툴(120c)의 종류 등에 대응시켜 보존하고, 해석, 다른 가공기에서의 가공 시의 참고 등으로 할 수 있다.
상기 출력의 제6예로서, 도 4에 나타내는 바와 같은 위치 변동의 데이터, 제2예의 해석 결과의 데이터, 제2예의 해석에 의해 얻어진 회전수 범위의 데이터, 제3예의 판정에 의해 얻어진 회전수 범위의 데이터, 제4예의 판정에 의해 얻어진 회전수 범위의 데이터 등을 기억부(230)에 축적해도 된다. 예를 들면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 툴(120c)의 종류에 대응시켜, 제3예의 판정에 의해 얻어진 회전수 범위의 데이터를 축적한다.
상기 출력의 제7예로서, 제6예의 축적을 할 때에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 제3예의 판정에 의해 얻어진 회전수 범위의 데이터에 대응하는 워크(W)의 가공 품질 데이터를 더욱 축적해도 된다. 해당 가공 품질 데이터는 판정으로 의해 얻어진 회전수 범위내인 주축(120)의 회전수를 이용하여 가공된 워크(W)에 대하여, 오퍼레이터의 판단 또는 품질 검사 장치의 판단에 근거하여 얻어지는 데이터일 수 있다. 도 7에서는, 일례로서 오퍼레이터의 판단 또는 품질 검사 장치의 판단에 근거하는 광택도의 지수가, 워크(W)의 가공 품질 데이터가 축적된다. 스텝S1-1 내지 S1-3 및 스텝S1-4의 제3예의 판정이 복수의 워크(W)를 가공하기 전에 이루어지며, 제3예에서 판정된 주축(120)의 회전수 범위를 이용하여 복수의 워크(W)의 가공이 이루어지고, 가공된 워크(W)에 대한 오퍼레이터의 판단 또는 품질 검사 장치의 판단에 근거하는 광택도의 지수가 축적되어도 된다.
상기 출력의 제8예로서, 제2예의 해석 결과의 데이터, 제2예의 해석에 의해 얻어진 회전수 범위의 데이터, 제3예에 의해 판정된 회전수 범위의 데이터, 제4예에 의해 판정된 회전수 범위의 데이터, 제6예에 의해 축적된 회전수 범위의 데이터, 제7예에 의해 축적된 회전수 범위의 데이터 및 가공 품질 데이터 등을 이용하며, 프로세서(210)가 가공 프로그램(230a)의 갱신을 하고, 갱신된 가공 프로그램(230a)을 기억부(230)에 축적해도 된다. 또한, 기억부(230)내에서 갱신된 가공 프로그램(230a)을 툴(120c)의 종류에 대응시켜도 된다. 또한, 가공 프로그램(230a)의 갱신은 도 4에 나타내는 바와 같은 위치 변동의 데이터, 제2예의 해석 결과의 데이터, 제2예의 해석에 의해 얻어진 회전수 범위의 데이터, 제3예 또는 제4예에 의해 판정된 회전수 범위의 데이터, 제6예 또는 제7예에 의해 축적된 데이터 등을 참조하여 오퍼레이터가 해도 된다.
상기 출력의 제9예로서, 프로세서(210)가 제2 내지 제4예에 의하여 얻은 데이터를 툴(120c)의 종류마다 기억부(230)에 축적해도 된다. 예를 들면, 제3예에 의해 판정된 회전수 범위의 데이터를 툴(120c)의 종류에 대응시켜 기억부(230)에 축적하는 것이 가능하다.
상기 출력의 제10예로서, 프로세서(210)가 어떤 툴(120c)을 주축(120)의 툴 홀더(120b)에 의해 홀딩된 상태로 제1 내지 제4예에 의하여 얻은 데이터를, 해당 툴(120c)에 대하여 기억부(230)에 기억되기 이전의 데이터와 비교하여, 비교 결과를 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터에 출력해도 된다. 이 경우, 이전의 데이터는 해당 툴(120c)을 이전 또는 그 이전에 툴 홀더(120b)에 의해 홀딩했을 때에 얻어진 제1 내지 제4예의 데이터이다.
또한, 프로세서(210)가 어떤 툴(120c)을 주축(120)의 툴 홀더(120b)에 의해 홀딩한 상태로 제1 내지 제4예에 의하여 얻은 데이터를, 다른 툴(120c)에 대하여 기억부(230)에 기억되기 이전의 데이터와 비교하여, 비교 결과를 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터에 출력해도 된다. 이 경우에도, 툴(120c)과 툴 홀더(120b)사이에 작은 이물질 등이 존재하는 것에 의한 부착 이상의 검출 등이 가능하며, 또한, 상기 툴(120c)과 상기 다른 툴(120c)이 유사한 경우는 주축(120)의 다른 부분의 이상 검출도 가능하다.
본 발명의 제2실시형태에 따른 주축 진동 측정 시스템이 도면을 이용하면서 이하에 설명되어 있다. 제2실시형태에서는, 제1실시형태에 있어서 주축(120)의 회전수를 소정의 저회전수로부터 소정의 고회전수까지 서서히 변화시키는 대신에, 주축(120)의 회전수를 소정의 복수 종류의 회전수로 회전시킨다. 제2실시형태에 있어서 설명되지 않는 구성은 제1실시형태와 마찬가지이며, 동일한 구성에는 동일한 부호가 부가된다.
제2실시형태에서의 데이터 취득 프로그램(230b) 및 처리 프로그램(230c)에 근거하는 프로세서(210)에 의한 처리를 도 8의 플로차트를 참조하면서 설명한다.
먼저, 주축(120)의 툴(120c)이 워크(W)에 접촉되지 않은 상태에서 입력 장치(240)에의 입력에 근거하는 시작 신호 또는 송수신부(250)가 수신하는 시작 신호를 프로세서(210)가 접수하면(스텝S2-1), 프로세서(210)는 데이터 취득 프로그램(230b)에 근거하여 주축(120)의 회전을 시작한다(스텝S2-2). 여기서, 프로세서(210)는 주축(120)을 복수 종류의 회전수로 순차 회전시킨다. 예를 들면, 프로세서(210)는 도 9에 나타내는 바와 같이, 0rpm, 5000rpm, 10000rpm, 15000rpm, 20000rpm 및 24000rpm의 6종류의 회전수로 주축(120)을 순차 회전시킨다.
이 때, 프로세서(210)는 데이터 취득 프로그램(230b)에 근거하여, 인코더(142a), 인코더(132a) 및 인코더(102a)의 검출값을 주축(120)의 회전수에 대응시켜 취득한다(스텝S2-3).
스텝S2-3에 의해 취득되는 데이터의 예를 도 9에 나타내고 있다. 도 9에서는 가로축은 시간이며, 인코더(142a)의 검출값인 X축 방향 위치 변동, 인코더(132a)의 검출값인 Y축 방향 위치 변동 및 인코더(102a)의 검출값인 Z축 방향 위치 변동을 나타내고 있다. 또한, 도 9에는 시간과 함께 단계적으로 변화되는 주축(120)의 회전수를 나타내고 있다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 주축(120)이 어떤 회전수가 되었을 때, 구체적으로는 5000rpm, 10000rpm, 20000rpm 및 24000rpm에서, X축 방향 위치 변동이 커지고 있다. 또한, 20000rpm 및 24000rpm에서, Z축 방향 위치 변동이 커지고 있으며, 15000rpm에서 Z축 방향 위치 변동이 약간 커지고 있다. 또한, 10000rpm, 20000rpm 및 24000pm에서, Y축 방향 위치 변동이 커지고 있으며, 15000rpm에서 Y축 방향 위치 변동이 약간 커지고 있다.
이어서, 프로세서(210)는 처리 프로그램(230c)에 근거하여 주축(120)의 진동에 관한 결과를 출력한다(스텝S2-4).
상기 출력으로서, 제1실시형태의 제1예의 출력을 할 수 있다. 즉, 프로세서(210)는 도 9에 나타내지는 위치 변동을 표시하기 위한 데이터를 표시 장치(220)에 출력하는 것이 가능하며, 해당 데이터를 디스플레이 부착의 다른 컴퓨터에 출력하는 것도 가능하다.
또한, 제1실시형태의 제2예의 출력을 할 수도 있다. 즉, 프로세서(210)는 도 9의 위치 변동 데이터를 주축(120)의 회전수 또는 주파수의 함수로서 나타내는 해석을 행하고, 이것에 의해 해석 결과를 얻어, 해석 결과를 표시하기 위한 데이터를 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터에 출력할 수 있다. 제1실시형태와 마찬가지로, 표시되는 해석 결과는 가로축이 주축(120)의 회전수이며 세로축이 위치 변동의 크기인 차트, 해당 차트 중에서 위치 변동이 소정의 임계값 이하인 주축(120)의 회전수 범위, 해당 차트 중에서 위치 변동이 소정의 임계값을 초과하는 주축(120)의 회전수 범위 등일 수 있다.
또한, 제1실시형태의 제3예와 동일한 출력을 할 수도 있다. 즉, 프로세서(210)는 위치 변동의 크기가 소정의 임계값 이하인 주축(120)의 회전수를 판정하고, 판정에 의해 얻어진 회전수의 데이터를 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터에 출력해도 된다. 예를 들면, 워크(W)의 경면 가공에 X축 방향 위치 변동이 크게 영향을 미칠 경우, 15000rpm의 회전수의 데이터가 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터에 출력되어, 워크(W)의 경면 가공에 Z축 방향 위치 변동이 크게 영향을 미칠 경우, 5000rpm 및 10000rpm의 회전수의 데이터가 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터에 출력된다.
또한, 제1실시형태의 제4예와 동일한 출력을 할 수도 있다. 프로세서(210)는 위치 변동의 크기가 소정의 임계값을 초과하는 주축(120)의 회전수를 판정하고, 판정에 의해 얻어진 회전수의 데이터를 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터에 출력해도 된다. 또한, 제1예의 표시를 보고 오퍼레이터가 제3예 및 제4예의 회전수를 판정하고, 판정된 회전수를 제어 장치(200)에 입력하고, 판정에 의해 얻어진 회전수의 데이터를 프로세서(210)가 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터에 출력해도 된다.
또한, 제1실시형태의 제5예의 서버로의 출력, 제6예 및 제7예의 데이터의 축적 및 제8예의 가공 프로그램(230a)의 갱신을 할 수도 있다. 제2실시형태의 경우, 제1실시형태의 제5예 내지 제8예의 설명 중에서, "회전수 범위"는 "회전수"로 이해되어야 한다.
본 발명의 제3실시형태에 따른 주축 진동 측정 시스템이 도면을 이용하면서 이하에 설명되어 있다. 제3실시형태에서는, 제1실시형태에 있어서 주축(120)의 회전수를 소정의 저회전수로부터 소정의 고회전수까지 서서히 변화시키는 대신에 주축(120)을 소정의 회전수로 회전시킨다. 소정의 회전수가 툴(120c)의 종류에 따라 미리 설정되어 있어도 된다. 제3실시형태에 있어서 설명되지 않은 구성은 제1실시형태와 동일하며, 동일한 구성에는 동일한 부호가 부가된다.
제3실시형태에 있어서의 데이터 취득 프로그램(230b) 및 처리 프로그램(230c)에 근거하는 프로세서(210)에 의한 처리를 도 10의 플로차트를 참조하면서 설명한다.
먼저, 주축(120)의 툴(120c)이 워크(W)에 접촉되지 않은 상태에서, 입력장치(240)에의 입력에 근거하는 시작 신호 또는 송수신부(250)가 수신하는 시작 신호를 프로세서(210)가 접수하면(스텝S3-1), 프로세서(210)는 데이터 취득 프로그램(230b)에 근거하여 주축(120)의 회전을 시작한다(스텝S3-2). 여기서, 프로세서(210)는 주축(120)을 소정의 회전수로 회전시킨다. 예를 들면, 프로세서(210)는 워크(W)의 재질, 워크(W)의 형상, 툴(120c)의 종류 등에 따라 미리 결정되어 있는 회전수로 주축(120)을 회전시킨다.
이때, 프로세서(210)는 데이터 취득 프로그램(230b)에 근거하고, 인코더(142a), 인코더(132a) 및 인코더(102a)의 검출값을 취득한다(스텝S3-3).
이어서, 프로세서(210)는 처리 프로그램(230c)에 근거하고, 주축(120)의 진동에 관한 결과를 출력한다(스텝S3-4).
상기 출력으로서, 제1실시형태의 제1예의 출력을 할 수 있다. 즉, 프로세서(210)는 스텝S3-3에 의해 얻어진 위치 변동을 표시하기 위한 데이터를 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터에 출력할 수 있다.
또한, 상기 출력으로서, 스텝S3-3에 의해 얻어진 위치 변동이 임계값을 초과하는 경우에, 그 보고를 위한 신호를 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터에 출력할 수 있다.
또한, 상기 출력으로서, 제1실시형태의 제5예와 동등한 출력을 할 수 있다. 즉, 스텝S3-3에 의해 얻어진 위치 변동의 데이터를 서버에 출력할 수 있다. 이 데이터는 가공기(100)의 기종을 나타내는 데이터, 툴(120c)에 관한 데이터와 함께 출력된다. 서버에서는 위치 변동의 데이터를 가공기(100)의 기종, 툴(120c)의 종류 등에 대응시켜 보존하고, 해석, 다른 가공기에서의 가공시의 참고 등으로 할 수 있다.
또한, 상기 출력으로서, 제1실시형태의 제6예와 동등한 출력을 할 수 있다. 즉, 스텝S3-3에 의해 얻어진 위치 변동의 데이터를 기억부(230)에 축적할 수 있다. 예를 들면, 툴(120c)의 종류에 대응시켜, 위치 변동의 데이터를 축적한다.
또한, 상기 출력으로서, 제1실시형태의 제7예와 동등한 출력을 할 수 있다. 즉, 제6예에 따라 상기 축적을 할 때에, 스텝S3-3에 의해 얻어진 위치 변동의 데이터에 대응하는 워크(W)의 가공 품질 데이터를 더욱 축적해도 된다.
또한, 제1실시형태 및 제2실시형태에서도, 프로세서(210)가 스텝S1-3 및 S2-3에 의해 얻어진 위치 변동이 임계값을 초과하는 경우에, 그 보고를 위한 신호를 표시 장치(220) 또는 상기 다른 컴퓨터에 출력할 수 있다.
또한, 제1실시형태 및 제2실시형태에서도, 오퍼레이터가 제1예 내지 제4예에 의해 표시되는 결과에 근거하여, 가공 프로그램(230a)의 주축(120)의 회전수에 대응하는 회전수에서의 위치 변동의 양부 판정을 하는 것도 가능하다.
또한, 제1 내지 제3실시형태에 있어서, 서보 모터에 영향을 주지 않는 진동을 취득하기 위해 도 11에 나타내는 바와 같이, 인코더(142a, 132a 및 102a) 대신에 가속도 센서 등의 센서(300)를 이용할 수도 있다. 이 경우, 센서(300)는 접착제, 볼트 등의 체결 부재 등에 의해, 워크(W), 워크 홀딩부(150) 또는 가동 부재(140)에 분리 가능하게 부착된다. 센서(300)는 공지의 3축 가속도 센서, 1축 가속도 센서 등 일 수 있다. 센서(300)는 제어 장치(200)에 접속되어 있다.
프로세서(210)는 데이터 취득 프로그램(230b)에 근거하여, 센서(300)로부터 워크(W), 워크 홀딩부(150) 또는 가동 부재(140) 등의 X축 방향, Y축 방향 등의 진동 데이터를 취득한다. 즉, 프로세서(210)는 제1 내지 제3실시형태의 스텝S1-3, S2-3, S3-3에서 위치 변동 데이터 대신에 센서(300)에서 진동 데이터를 취득한다.
이 경우에도, 위치 변동 데이터 대신에 진동 데이터를 이용하여, 제1예 내지 제8예와 동등한 출력 또는 축적을 할 수 있다.
워크(W)의 가공 불량의 하나의 요인은 툴(120c)과 워크(W)의 상대적인 위치 변동이라 생각된다. 상기 각 실시형태에서는 툴(120c)과 워크(W)의 상대적인 위치 변동이 툴(120c)을 홀딩하는 주축(120)과 워크를 홀딩하는 워크 홀딩부(150)의 상대 이동에 관련되는 이동 기구의 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터로서 취득되며, 얻어진 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터에 근거하여 주축(120)의 진동에 관한 결과가 출력 또는 축적된다. 이 때문에, 예를 들면 출력 결과가 오퍼레이터, 컴퓨터 등에 의해 판단됨으로서, 가공 불량의 원인 파악, 가공 조건의 설정 등이 적절하게 이루어진다.
상기 각 실시형태에서는, 주축(120)에 홀딩된 툴(120c)이 워크(W)에 접촉되지 않은 상태에서, 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터가 취득된다. 해당 구성을 채용함으로서, 툴(120c)과 워크(W)의 접촉에 의한 영향이 없는 상태로, 주축(120)의 회전에 기인하는 툴(120c)과 워크(W)의 상대적인 위치 변동에 관련되는 데이터를 취득할 수 있다.
제1실시형태에서는, 주축(120)을 회전수가 소정 범위에서 순차 변화되도록 회전시켰을 때의 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터가 취득되며, 취득된 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터에 근거하여, 주축(120)의 진동이 임계값보다 큰 또는 해당 진동이 임계값 이하인 회전수 범위의 판단이 이루어진다.
또한, 제2실시형태에서는, 주축(120)을 복수의 소정 회전수로 순차 회전시켰을 때의 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터가 취득되며, 취득된 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터에 근거하여, 주축(120)의 진동이 임계값보다 큰 또는 해당 진동이 임계값 이하인 회전수 범위의 판단이 이루어진다.
이들의 구성을 채용하면, 주축(120)의 진동이 임계값보다 큰 또는 해당 진동이 임계값 이하인 회전수를 오퍼레이터, 컴퓨터 등이 정확하게 파악하는 것이 가능해지며, 이것은 가공 불량의 원인 파악, 가공 조건의 적절한 설정 등에 공헌한다.
상기 각 실시형태에서는, 취득된 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터가 기억부(230)에 축적되어 있는 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터와 비교되어, 비교 결과가 주축(120)의 진동에 관한 결과로서 출력된다.
해당 구성을 채용하면, 예를 들면 기억부(230)에 축적되어 있는 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터와의 비교에 의해, 취득된 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터가 과거의 상태에 대하여 크게 변화되고 있는지의 여부, 다른 유사한 툴(120c)의 위치 데이터 또는 진동 데이터에 대하여 크게 다른지의 여부 등을 정확하게 파악하는 것이 가능해진다.
상기 각 실시형태에서는, 주축(120)을 회전수가 변화하도록 회전시켰을 때의 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터가 취득되며, 취득된 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터를 주파수 또는 주축(120)의 회전수의 함수로서 나타내는 해석이 이루어지며, 해석 결과가 주축(120)의 진동에 관한 결과로서 출력 또는 축적된다.
해당 구성을 채용하면, 주축(120)의 진동이 임계값보다 큰 또는 해당 진동이 임계값 이하인 회전수, 해당 진동의 경향 등을 오퍼레이터, 컴퓨터 등이 정확하게 파악하는 것이 가능해지며, 이것은 가공 불량의 원인 파악, 가공 조건의 적절한 설정 등에 공헌한다.
상기 각 실시형태에서는, 얻어진 해석 결과가 기억부(230)에 축적되어 있는 해석 결과와 비교되며, 비교 결과가 주축(120)의 진동에 관한 결과로서 출력된다.
해당 구성을 채용하면, 예를 들면 기억부(230)에 축적되어 있는 해석 결과와의 비교에 의해, 새롭게 얻어진 해석 결과가 과거 상태에 대하여 크게 변화되고 있는지의 여부, 새롭게 얻어진 해석 결과가 다른 유사한 툴(120c)의 해석 결과에 대하여 크게 다른지의 여부 등을 정확하게 파악하는 것이 가능해진다.
상기 각 실시형태에서는, 주축(120)은 복수 종류의 툴(120c)을 택일적으로 홀딩 가능하며, 각 툴(120c)이 주축(120)에 홀딩되었을 때의 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터가 취득되며, 주축(120)의 진동이 임계값보다 큰 또는 해당진동이 임계값 이하인 회전수의 범위 또는 회전수가 복수 종류의 툴(120c)마다 기억부(230)에 축적된다.
해당 구성을 채용하면, 복수 종류의 툴(120c)의 각각에 대하여, 주축(120)의 진동이 임계값보다 큰 또는 해당 진동이 임계값 이하인 회전수를 오퍼레이터, 컴퓨터 등이 용이하고 또한 확실하게 파악하는 것이 가능해지며, 이것은 가공 조건의 적절한 설정에 공헌한다.
상기 각 실시형태에서는, 상기 판단에 의해 얻어진 상기 회전수의 범위 또는 상기 해석 결과에 근거하여 가공 프로그램(230a)의 갱신이 이루어지며, 갱신된 가공 프로그램이 축적된다.
해당 구성을 채용하면, 가공 프로그램(230a)이 자동적으로 개선되어, 이에 의해 가공 품질의 향상을 도모할 수 있다.
100: 가공기 100a: 프레임
101: 레일 102: Z축 모터
102a: 인코더 103: 볼 스크류
110: 주축 지지부 120: 주축
120a: 주축 본체 120b: 툴 홀더
120c: 툴 130: 베이스부
131: 레일 132: Y축 모터
132a: 인코더 133: 볼 스크류
140: 가동 부재 141: 레일
142: X축 모터 142a: 인코더
143: 볼 스크류 150: 워크 홀딩부
151: 척 200: 제어 장치
210: 프로세서 220: 표시 장치
230: 기억부 230a: 가공 프로그램
230b: 데이터 취득 프로그램(데이터 취득 수단)
230c: 처리 프로그램(처리 수단)
240: 입력 장치 250: 송수신부
300: 가속도 센서 W: 워크

Claims (19)

  1. 워크에 절삭 또는 연마 가공을 실시하는 가공기에서의 주축의 진동을 측정하는 주축 진동 측정 시스템으로서,
    상기 가공기는 상기 워크를 홀딩(保持)하는 워크 홀딩부와, 툴을 홀딩하는 상기 주축과, 상기 워크 홀딩부와 상기 주축을 상대 이동시키는 이동 기구를 갖는 것이며,
    상기 주축이 회전할 때의 상기 이동 기구의 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터를 취득하는 데이터 취득 수단과,
    상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터에 근거하여 상기 주축의 진동에 관한 결과를 출력 또는 축적하는 처리 수단을 구비하는 주축 진동 측정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 취득 수단은 상기 주축에 홀딩된 상기 툴이 상기 워크에 접촉하지 않은 상태에서, 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 취득하는 주축 진동 측정 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 데이터 취득 수단은 상기 주축을 회전수가 소정의 범위에서 순차 변화하도록 회전시켰을 때의 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 취득하고,
    상기 처리 수단은 상기 데이터 취득 수단에 의해 취득된 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터에 근거하여, 상기 주축의 진동이 임계값보다 큰 또는 상기 진동이 상기 임계값 이하인 회전수의 범위를 판단하는 주축 진동 측정 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 데이터 취득 수단은 상기 주축을 복수의 소정 회전수로 순차 회전시켰을 때의 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 취득하고,
    상기 처리 수단은 상기 데이터 취득 수단에 의해 취득된 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터에 근거하여 상기 주축의 진동이 임계값보다 큰 또는 상기 진동이 상기 임계값 이하인 회전수의 범위를 판단하는 주축 진동 측정 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 처리 수단은 상기 데이터 취득 수단에 의해 취득된 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 메모리에 축적되어 있는 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터와 비교하여, 비교 결과를 상기 주축의 진동에 관한 결과로서 출력하는 주축 진동 측정 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 데이터 취득 수단은 상기 주축을 회전수가 변화하도록 회전시켰을 때의 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 취득하고,
    상기 처리 수단은 상기 데이터 취득 수단에 의해 취득된 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 주파수 또는 상기 주축의 회전수의 함수로서 나타내는 해석을 행하고, 해석 결과를 상기 주축의 진동에 관한 결과로서 출력 또는 축적하는 주축 진동 측정 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 처리 수단은 상기 해석 결과를 메모리에 축적되어 있는 해석 결과와 비교하여, 비교 결과를 상기 주축의 진동에 관한 결과로서 출력하는 주축 진동 측정 시스템.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 주축이 복수 종류의 툴을 택일적으로 홀딩 가능하며,
    상기 데이터 취득 수단이 상기 각 툴이 상기 주축에 홀딩되었을 때의 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 취득하는 것이며,
    상기 처리 수단은 상기 주축의 진동이 임계값보다 큰 또는 상기 진동이 상기 임계값 이하인 회전수의 범위 또는 회전수를 상기 복수 종류의 툴마다 메모리에 축적하는 주축 진동 측정 시스템.
  9. 제3항, 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 수단이 상기 판단에 의해 얻어진 상기 회전수의 범위 또는 상기 해석 결과에 근거하여, 상기 워크에 절삭 또는 연마 가공을 실시하기 위해 상기 가공기를 작동시키는 가공 프로그램의 갱신을 하고, 갱신된 가공 프로그램을 축적하는 주축 진동 측정 시스템.
  10. 워크에 절삭 또는 연마 가공을 실시하는 가공기에서의 주축의 진동을 측정하는 주축 진동 측정 방법으로서,
    상기 가공기는 상기 워크를 홀딩하는 워크 홀딩부와, 툴을 홀딩하는 상기 주축과, 상기 워크 홀딩부와 상기 주축을 상대 이동시키는 이동 기구를 갖는 것이며,
    상기 주축이 회전할 때의 상기 이동 기구의 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터를 취득하는 진동 데이터 취득 단계와,
    상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터에 근거하여 상기 주축의 진동에 관한 결과를 도출하는 결과 도출 단계를 갖는 주축 진동 측정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 진동 데이터 취득 단계에서는, 상기 주축에 홀딩된 상기 툴이 상기 워크에 접촉하지 않은 상태에서, 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 취득하는 주축 진동 측정 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 진동 데이터 취득 단계에서는, 상기 주축을 회전수가 소정의 범위에서 순차 변화하도록 회전시켰을 때의 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 취득하며,
    상기 결과 도출 단계에 있어서, 상기 진동 데이터 취득 단계에 의해 취득된 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터에 근거하여 상기 주축의 진동이 임계값보다 큰 또는 상기 진동이 상기 임계값 이하인 회전수의 범위를 도출하는 주축 진동 측정 방법.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 진동 데이터 취득 단계에서는, 상기 주축을 복수의 소정 회전수로 순차 회전시켰을 때의 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 취득하며,
    상기 결과 도출 단계에서는, 상기 진동 데이터 취득 단계에 의해 취득된 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터에 근거하여 상기 주축의 진동이 임계값보다 큰 또는 상기 진동이 상기 임계값 이하인 회전수의 범위를 도출하는 주축 진동 측정 방법.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 결과 도출 단계에서는, 상기 진동 데이터 취득 단계에서 취득된 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를, 메모리에 축적되어 있는 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터와 비교하며, 비교 결과에 근거하여 상기 주축의 진동에 관한 결과의 도출로서 상기 주축의 진동에 관한 판단을 행하는 주축 진동 측정 방법.
  15. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 진동 데이터 취득 단계에서는, 상기 주축을 회전수가 변화하도록 회전시켰을 때의 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 취득하며,
    상기 결과 도출 단계에서는, 상기 진동 데이터 취득 단계에 의해 취득된 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 주파수 또는 상기 주축의 회전수의 함수로서 나타내기 위한 해석을 행하는 주축 진동 측정 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 결과 도출 단계에서는, 상기 해석 결과를 메모리에 축적되어 있는 해석 결과와 비교하는 주축 진동 측정 방법.
  17. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 주축은 복수 종류의 툴을 택일적으로 홀딩 가능하며,
    상기 진동 데이터 취득 단계에서는, 상기 각 툴이 상기 주축에 홀딩되었을 때의 상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터를 취득하며,
    상기 결과 도출 단계에서는, 상기 주축의 진동이 임계값보다 큰 또는 상기 진동이 상기 임계값 이하인 회전수의 범위 또는 회전수를 상기 복수 종류의 툴마다 메모리에 축적하는 주축 진동 측정 방법.
  18. 제12항, 제13항, 제15항 및 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도출에 의해 얻어진 상기 회전수의 범위 또는 상기 해석의 결과에 근거하여 상기 워크에 절삭 또는 연마 가공을 실시하기 위해 상기 가공기를 작동시키는 가공 프로그램을 갱신시켜서, 갱신된 가공 프로그램을 축적시키는 주축 진동 측정 방법.
  19. 워크에 절삭 또는 연마 가공을 실시하는 가공기에서의 주축의 진동을 측정하는 주축 진동 측정에 이용되는 프로그램으로서,
    상기 가공기는 상기 워크를 홀딩하는 워크 홀딩부와, 툴을 홀딩하는 상기 주축과, 상기 워크 홀딩부와 상기 주축을 상대 이동시키는 이동 기구를 갖는 것이며,
    상기 주축이 회전할 때의 상기 이동 기구의 위치 변동 데이터 또는 진동 데이터를 취득시키는 진동 데이터 취득 단계와,
    상기 위치 변동 데이터 또는 상기 진동 데이터에 근거하여 상기 주축의 진동에 관한 결과를 도출하는 결과 도출 단계를 컴퓨터에 실행시키도록 구성되어 있는 프로그램.
KR1020200021535A 2019-03-25 2020-02-21 주축 진동 측정 시스템, 주축 진동 측정 방법 및 프로그램 KR102638086B1 (ko)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220087056A (ko) 2020-12-17 2022-06-24 주식회사 포스코건설 회전 설비의 진동 측정 장치 및 방법

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020127510A1 (de) 2020-10-19 2022-04-21 Haimer Gmbh Zustandsüberwachung bei einem Werkzeughalter mit Messvorrichtung
DE102020127509A1 (de) 2020-10-19 2022-04-21 Haimer Gmbh Werkzeughalter mit Messvorrichtung
CN113714933A (zh) * 2021-07-29 2021-11-30 浙江万向精工有限公司 一种磨床专用的gis振动信号连续采集系统及方法
CN114102262B (zh) * 2021-12-27 2023-03-24 爱派尔(常州)数控科技有限公司 一种机床主轴安全检测方法、系统及机床
CN115008256B (zh) * 2022-08-04 2022-12-16 南京木木西里科技有限公司 一种旋转轴运动过程中振动测试系统
CN116047105B (zh) * 2023-04-03 2023-06-30 中国航发四川燃气涡轮研究院 一种转速键相基准获取方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000121426A (ja) * 1998-10-13 2000-04-28 Mazda Motor Corp ツールの異常状態検出装置
JP2005074545A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Okuma Corp 工作機械の状態監視装置
US20090110499A1 (en) * 2007-10-25 2009-04-30 Okuma Corporation Method for suppressing vibration and device therefor
JP2011200998A (ja) 2010-03-26 2011-10-13 Brother Industries Ltd 工作機械の数値制御装置
JP2017094463A (ja) * 2015-11-26 2017-06-01 Dmg森精機株式会社 切削工具の固有振動数導出方法及び安定限界曲線作成方法、並びに切削工具の固有振動数導出装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6604013B1 (en) * 2000-10-11 2003-08-05 Ford Motor Company Tool failure detection utilizing frequency derived, pre-characterization templates
US7341410B2 (en) * 2003-03-10 2008-03-11 Foster-Miller, Inc. Dynamical instrument for machining
US20090030545A1 (en) * 2007-07-23 2009-01-29 Fanuc Ltd Numeric control device of machine tool
JP4777960B2 (ja) * 2007-10-25 2011-09-21 オークマ株式会社 振動抑制装置
JP4942839B2 (ja) * 2010-09-10 2012-05-30 株式会社牧野フライス製作所 びびり振動検出方法及びびびり振動回避方法、並びに工作機械
WO2013073436A1 (ja) * 2011-11-15 2013-05-23 株式会社日立製作所 工作機械の切削力検出装置、切削力検出方法、加工異常検出方法、および加工条件制御システム
JP6100747B2 (ja) * 2014-11-26 2017-03-22 ファナック株式会社 切削条件変更機能を有する工作機械を制御する制御装置
TW201634176A (zh) * 2015-03-18 2016-10-01 Citizen Holdings Co Ltd 工具機及其控制裝置
JP6439542B2 (ja) * 2015-03-30 2018-12-19 ブラザー工業株式会社 数値制御装置と制御方法
JP6294262B2 (ja) * 2015-05-19 2018-03-14 ファナック株式会社 工作機械の異常検出機能を備えた異常検出装置、及び異常検出方法
JP6695102B2 (ja) * 2015-05-26 2020-05-20 株式会社ディスコ 加工システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000121426A (ja) * 1998-10-13 2000-04-28 Mazda Motor Corp ツールの異常状態検出装置
JP2005074545A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Okuma Corp 工作機械の状態監視装置
US20090110499A1 (en) * 2007-10-25 2009-04-30 Okuma Corporation Method for suppressing vibration and device therefor
JP2011200998A (ja) 2010-03-26 2011-10-13 Brother Industries Ltd 工作機械の数値制御装置
JP2017094463A (ja) * 2015-11-26 2017-06-01 Dmg森精機株式会社 切削工具の固有振動数導出方法及び安定限界曲線作成方法、並びに切削工具の固有振動数導出装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220087056A (ko) 2020-12-17 2022-06-24 주식회사 포스코건설 회전 설비의 진동 측정 장치 및 방법

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