KR20200131734A - Machine tool and control method for machine tool - Google Patents

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KR20200131734A
KR20200131734A KR1020200040320A KR20200040320A KR20200131734A KR 20200131734 A KR20200131734 A KR 20200131734A KR 1020200040320 A KR1020200040320 A KR 1020200040320A KR 20200040320 A KR20200040320 A KR 20200040320A KR 20200131734 A KR20200131734 A KR 20200131734A
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cutting
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장용익
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두산공작기계 주식회사
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Abstract

Provided is a machine tool capable of providing optimal processing conditions in repeated transfer cutting processing. The machine tool comprises: a headstock for clamping a workpiece; a cutting tool post on which a cutting tool post for holding a cutting tool for cutting the workpiece is mounted; a cutting tool transfer mechanism for transferring the cutting tool post according to an input control signal; and a control part that outputs the control signal to the cutting tool transfer mechanism when a repeated transfer cutting mode of the cutting tool for the workpiece is selected, and calculates a control signal for a cutting tool transfer amount based on the amplitude and frequency of repeated transfer and transfer speed.

Description

공작 기계 및 공작 기계의 제어 방법{MACHINE TOOL AND CONTROL METHOD FOR MACHINE TOOL}Machine tool and control method of machine tool {MACHINE TOOL AND CONTROL METHOD FOR MACHINE TOOL}

본 발명은 공작 기계의 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 공작물에 대하여 절삭 공구를 상대적으로 반복 이송시켜 공작물을 절삭 가공하는 공작 기계 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control device and a control method for a machine tool. More specifically, it relates to a machine tool for cutting a work by relatively repeatedly transferring a cutting tool to a work, and a control method thereof.

절삭 가공 시에 발생하는 칩을 순차적으로 분절시키기 위한 반복 이송 절삭 가공을 수행할 수 있다. 관련 기술들에 따르면, 이러한 반복 이송 절삭 가공에 있어서, 테이블에 저장된 데이터에 기초하여 이송 속도(Feed)나 스핀들 회전수를 결정하므로 장비 사양에 맞는 최적의 가공 조건을 찾기가 어려운 문제점이 있다. 또한, 반복 이송 절삭 가공의 설정값이 변경되더라도 이를 반영하지 못하거나 사용자가 일일이 설정해야 하는 불편이 있다.It is possible to perform repeated feed cutting for sequentially segmenting chips generated during cutting. According to related technologies, in such a repetitive feed cutting process, it is difficult to find an optimum machining condition that meets the equipment specifications because the feed rate or the spindle rotation speed is determined based on data stored in the table. In addition, even if the setting value of the repetitive feed cutting process is changed, it cannot be reflected or there is an inconvenience that the user must manually set it.

본 발명의 일 과제는 반복 이송 절삭 가공에서 최적의 가공 조건을 제공할 수 있는 공작기계를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a machine tool capable of providing optimum processing conditions in repeated feed cutting.

본 발명의 다른 과제는 상기 공작기계를 제어하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for controlling the machine tool.

상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 공작 기계는 공작물을 클램핑하기 위한 주축대, 상기 공작물을 절삭 가공하기 위한 절삭 공구를 유지하는 절삭 공구대가 탑재되는 절삭 공구대, 입력된 제어 신호에 따라 상기 절삭 공구대를 이송시키기 위한 절삭 공구 이송 기구, 및 상기 공작물에 대한 상기 절삭 공구의 반복 이송 절삭 모드가 선택된 경우 상기 절삭 공구 이송 기구에 상기 제어 신호를 출력하고 상기 반복 이송의 진폭 및 진동수 그리고 이송 속도에 기초하여 절삭 공구 이송량에 대한 제어 신호를 산출하는 제어 장치를 포함한다.The machine tool according to exemplary embodiments for achieving the object of the present invention includes a headstock for clamping a work piece, a cutting tool post on which a cutting tool post for holding a cutting tool for cutting the work piece is mounted, and an input When a cutting tool conveying mechanism for conveying the cutting tool rest according to a controlled signal, and a repetitive conveying cutting mode of the cutting tool for the workpiece are selected, the control signal is output to the cutting tool conveying mechanism, and the repetitive conveying And a control device that calculates a control signal for a cutting tool feed amount based on the amplitude and frequency and the feed rate.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 절삭 공구 이송량에 대한 제어 신호는 상기 절삭 공구의 전진 거리와 후진 거리, 상기 절삭 공구의 전진 속도와 후진 속도, 상기 절삭 공구의 가속도와 반복 횟수에 대한 제어 신호를 포함할 수 있다.In example embodiments, the control signal for the cutting tool feed amount includes a control signal for the advance distance and the reverse distance of the cutting tool, the forward and reverse speed of the cutting tool, and the acceleration and the number of repetitions of the cutting tool. Can include.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 반복 이송의 진폭 및 진동수는 사용자에 의해 프로그램된 설정값일 수 있다.In example embodiments, the amplitude and frequency of the repetitive feed may be set values programmed by a user.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 이송 속도를 평균 Feed로 설정하는 속도 모드 및 상기 이송 속도를 최대 Feed로 설정하는 제한 모드 중 선택된 어느 하나의 모드를 수행할 수 있다.In example embodiments, the control device may perform any one of a speed mode in which the feed rate is set as an average feed and a limit mode in which the feed rate is set as a maximum feed.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 절삭 공구가 상기 공작물의 가공 경로를 따라 원하는 반복 이송을 수행하기 위한 정보를 저장하기 위한 저장부, 상기 저장부에 저장된 정보를 통해 상기 반복 이송의 진폭 및 진동수 그리고 이송 속도에 기초하여 상기 절삭 공구의 이송량에 대한 제어 신호를 산출하기 위한 연산부, 및 상기 연산부의 결과에 따라 상기 절삭 공구 이송 기구를 구동시켜 상기 반복 이송을 수행하기 위한 지령부를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the control device includes a storage unit for storing information for the cutting tool to perform a desired repetitive transfer along a processing path of the workpiece, and the repetitive transfer through information stored in the storage unit. An operation unit for calculating a control signal for the amount of conveyance of the cutting tool based on the amplitude and frequency of and the feed rate, and a command unit for performing the repetitive feed by driving the cutting tool feed mechanism according to the result of the operation unit. can do.

상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 공작 기계의 제어 방법에 있어서, 공작물에 대한 절삭 공구의 반복 이송 절삭 모드의 선택 여부를 확인한다. 상기 반복 이송 절삭 모드를 위해 프로그램된 설정값으로서 상기 반복 이송의 진폭 및 진동수 그리고 이송 속도에 대한 설정값들을 수신한다. 상기 프로그램된 설정값에 기초하여 절삭 공구의 이송량을 결정한다. 상기 산출된 절삭 공구의 이송량에 따라 절삭 공구 이송 기구를 구동시켜 상기 반복 이송을 수행할 수 있다.In the control method of a machine tool according to exemplary embodiments for achieving the object of the present invention, it is checked whether or not the repeat feed cutting mode of the cutting tool for the work is selected. As set values programmed for the repeat feed cutting mode, set values for the amplitude and frequency of the repeat feed and the feed speed are received. The feed amount of the cutting tool is determined based on the programmed set value. The repetitive transfer may be performed by driving a cutting tool transfer mechanism according to the calculated transfer amount of the cutting tool.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 절삭 공구의 이송량을 결정하는 것은 상기 절삭 공구의 전진 거리와 후진 거리, 상기 절삭 공구의 전진 속도와 후진 속도, 상기 절삭 공구의 가속도와 반복 횟수를 결정하는 것을 포함할 수 있다.In example embodiments, determining the feed amount of the cutting tool includes determining an advance distance and a reverse distance of the cutting tool, a forward and reverse speed of the cutting tool, and an acceleration and repetition number of the cutting tool. can do.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 반복 이송을 수행하는 것은 상기 이송 속도를 평균 Feed로 설정하는 속도 모드 및 상기 이송 속도를 최대 Feed로 설정하는 제한 모드 중에서 선택된 어느 하나의 모드를 수행하는 것을 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, performing the repetitive feed includes performing any one mode selected from a speed mode in which the feed rate is set as an average feed and a limit mode in which the feed rate is set as a maximum feed. I can.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방법은, 상기 반복 이송 절삭 모드 중에, 새롭게 프로그램된 설정값에 기초하여 제2 절삭 공구의 이송량을 결정하고, 그리고 상기 결정된 제2 절삭 공구의 이송량에 따라 적어도 하나의 반복 이송 절삭 가공 단계를 수행하는 것을 더 포함할 수 있다.In example embodiments, the method comprises determining a feed amount of the second cutting tool based on a newly programmed set value during the repetitive feed cutting mode, and at least one according to the determined feed amount of the second cutting tool. It may further include performing the repeating feed cutting processing step of.

예시적인 실시예들에 따르면, 반복 이송 절삭 모드를 수행할 때, 프로그램된 설정값(반복 이송의 진폭 및 진동수, 및 이송 속도)에 기초하여 절삭 공구 이송량에 대한 제어값(절삭 공구의 전진 거리와 후진 거리, 절삭 공구의 전진 속도와 후진 속도, 절삭 공구의 가속도, 반복 횟수 등)을 산출하고, 상기 산출된 절삭 공구 이송량에 대한 제어값에 따라 절삭 공구 이송 기구의 동작을 제어할 수 있다.According to exemplary embodiments, when performing the repetitive feed cutting mode, the control value for the cutting tool feed amount (the advance distance of the cutting tool and the feed rate) based on the programmed set value (the amplitude and frequency of the repetitive feed, and the feed rate) The retraction distance, the forward and reverse speed of the cutting tool, the acceleration of the cutting tool, the number of repetitions, etc.) are calculated, and the operation of the cutting tool transfer mechanism can be controlled according to the control value for the calculated cutting tool feed amount.

따라서, 장비 사양에 맞는 최적의 절삭 공구 이송량에 대한 가공 조건을 용이하게 찾을 수 있고, 진동 절삭 가공의 설정값이 변경되더라도 이를 사용자가 설정하지 않더라도 곧바로 가공 조건에 반영할 수 있다. 이에 따라, 절삭 가공 품질을 향상시킬 수 있다.Therefore, it is possible to easily find the processing conditions for the optimal cutting tool feed amount that meets the equipment specifications, and even if the setting value of the vibration cutting processing is changed, it can be immediately reflected in the processing conditions even if the user does not set it. Accordingly, it is possible to improve the cutting quality.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and may be variously extended without departing from the spirit and scope of the present invention.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 공작 기계를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 공작 기계의 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2의 제어 장치에 의해 절삭 공구 이송량에 대한 제어값을 산출하는 과정을 나타내는 그래프들이다.
도 4는 도 2의 제어 장치에 의해 출력되는 제어 값을 나타내는 그래프들이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 공작 기계의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 공작 기계의 제어 방법에 의해 절삭 가공된 공작물을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a machine tool according to exemplary embodiments.
2 is a block diagram showing a control device of the machine tool of FIG. 1.
3A to 3C are graphs illustrating a process of calculating a control value for a cutting tool feed amount by the control device of FIG. 2.
4 are graphs showing control values output by the control device of FIG. 2.
5 is a flow chart illustrating a method of controlling a machine tool according to exemplary embodiments.
6 is a cross-sectional view illustrating a workpiece cut by a method of controlling a machine tool according to exemplary embodiments.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.In each of the drawings of the present invention, the dimensions of the structures are shown to be enlarged than the actual size for clarity of the present invention.

본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In the present invention, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

본 발명에서 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 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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 terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural or functional descriptions have been exemplified only for the purpose of describing the embodiments of the present invention, and the embodiments of the present invention may be implemented in various forms. It should not be construed as being limited to the embodiments described in.

즉, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.That is, in the present invention, various modifications can be made and various forms can be obtained. Specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form of disclosure, it is to be understood as including all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 공작 기계를 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 공작 기계의 제어 장치를 나타내는 블록도이다. 도 3a 내지 도 3c는 도 2의 제어 장치에 의해 절삭 공구 이송량에 대한 제어값을 산출하는 과정을 나타내는 그래프들이다. 도 4는 도 2의 제어 장치에 의해 출력되는 제어 값을 나타내는 그래프들이다.1 is a cross-sectional view showing a machine tool according to exemplary embodiments. 2 is a block diagram showing a control device of the machine tool of FIG. 1. 3A to 3C are graphs illustrating a process of calculating a control value for a cutting tool feed amount by the control device of FIG. 2. 4 are graphs showing control values output by the control device of FIG. 2.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 공작 기계(10)는 베드(도시되지 않음) 상에서 공작물(W)을 클램핑하기 위한 주축대(20), 공작물(W)을 절삭 가공하기 위한 절삭 공구(T)를 유지하는 절삭 공구대(30)가 탑재되는 절삭 공구대(30), 절삭 공구대(30)를 상기 베드 상에서 이송시키기 위한 절삭 공구 이송 기구(40) 및 절삭 공구(T)가 원하는 반복 이송을 하도록 절삭 공구 이송 기구(40)의 동작을 제어하기 위한 제어 장치(100)를 포함할 수 있다.1 to 4, the machine tool 10 includes a headstock 20 for clamping a work W on a bed (not shown), and a cutting tool T for cutting the work W. The cutting tool post 30 on which the cutting tool post 30 is mounted, the cutting tool transfer mechanism 40 for transferring the cutting tool post 30 on the bed, and the cutting tool T perform the desired repeated transfer. It may include a control device 100 for controlling the operation of the cutting tool transfer mechanism 40 so as to.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공작 기계는 수평형 NC 선반 또는 터닝 센터일 수 있다. 여기서, 제1 방향(Z 방향)은 상기 베드의 길이 방향이고, 제2 방향(X 방향)은 상기 제1 방향과 직교하며 상기 절삭 공구를 공작물(W)을 향하여 이송시키는 방향이고, 제3 방향(Y 방향)은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 직교하는 방향일 수 있다.In example embodiments, the machine tool may be a horizontal NC lathe or turning center. Here, the first direction (Z direction) is the length direction of the bed, the second direction (X direction) is orthogonal to the first direction and is a direction in which the cutting tool is transferred toward the work piece W, and the third direction (Y direction) may be a direction orthogonal to the first direction and the second direction.

주축대(20)는 공작물(W)의 일단을 클램핑하는 척(26)을 포함할 수 있다. 척(26)은 스핀들 모터(22)의 주축(24)에 부착될 수 있다. 척(26)은 주축(24)에 의해 회전함에 따라, 상기 고정된 공작물을 회전시킬 수 있다.The headstock 20 may include a chuck 26 for clamping one end of the work W. The chuck 26 may be attached to the main shaft 24 of the spindle motor 22. As the chuck 26 rotates by the main shaft 24, the fixed workpiece may be rotated.

예시적인 실시예들에 있어서, 절삭 공구 이송 기구(40)는 절삭 공구(T)를 공작물(W)에 대하여 복수 축 방향(예를 들면, X 방향 및 Z 방향)으로 이송시킬 수 있다. 절삭 공구 이송 기구(40)는 리니어 서보 모터를 포함할 수 있다. 상기 리니어 서보 모터는 제어 장치(100)로부터 출력된 제어 신호(전류)에 의해 동작하여 절삭 공구(T)를 X 방향 또는 Z 방향으로 전진 또는 후진 이동시킬 수 있다.In exemplary embodiments, the cutting tool transfer mechanism 40 may transfer the cutting tool T with respect to the work W in a plurality of axial directions (eg, the X direction and the Z direction). The cutting tool conveying mechanism 40 may include a linear servo motor. The linear servo motor may be operated by a control signal (current) output from the control device 100 to move the cutting tool T forward or backward in the X direction or the Z direction.

이와 다르게, 공작 기계(10)는 절삭 공구 이송 기구(40)를 대신하여 또는 절삭 공구 이송 기구(40)와 함께 주축대 이송 기구를 포함할 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 주축대 이송 기구는 공작물(W)을 Z 방향으로 이송시킬 수 있다.Alternatively, the machine tool 10 may include a headstock transfer mechanism in lieu of the cutting tool transfer mechanism 40 or in conjunction with the cutting tool transfer mechanism 40. In this case, the headstock transfer mechanism may transfer the work W in the Z direction.

도 2에 도시된 바와 같이, 제어 장치(100)는 CPU 등으로 이루어지는 중앙 제어부(110), 터치 패널 등으로 이루어지는 조작부(120), 액정 모니터 등으로 이루어지는 표시부(130)를 포함할 수 있다. 또한, 제어 장치(100)의 중앙 제어부(110)는 서보 앰프를 통하여 상기 제어 신호를 절삭 공구 이송 기구(40)에 출력하는 모터 제어부를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the control device 100 may include a central control unit 110 made of a CPU or the like, an operation part 120 made of a touch panel, etc., and a display unit 130 made of a liquid crystal monitor. In addition, the central control unit 110 of the control device 100 may include a motor control unit that outputs the control signal to the cutting tool transfer mechanism 40 through a servo amplifier.

사용자는 조작부(120)를 통해 NC 프로그램을 작성하거나 공작 기계(10)를 수동으로 동작시킬 수 있다. 예를 들면, 조작부(120)를 통해 절삭 공구대(30)를 이송시키거나 공구 측정 장치를 조작할 수 있다.The user may create an NC program through the operation unit 120 or manually operate the machine tool 10. For example, the cutting tool rest 30 may be transferred through the operation unit 120 or the tool measuring device may be operated.

제어 장치(100)의 중앙 제어부(110)는 반복 이송 절삭 모드에 따라 절삭 공구(T)가 원하는 반복 이송을 하도록 절삭 공구 이송 기구(40)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 중앙 제어부(110)는 상기 반복 이송 절삭 모드의 프로그램을 실행할 때 프로그램된 설정값에 기초하여 절삭 공구 이송량에 대한 제어값을 산출할 수 있다. 예를 들면, 중앙 제어부(110)는 저장부(112), 연산부(114) 및 지령부(116)를 포함할 수 있다.The central control unit 110 of the control device 100 may control the cutting tool transfer mechanism 40 so that the cutting tool T performs a desired repeated feed according to the repeat feed cutting mode. Specifically, the central control unit 110 may calculate a control value for the cutting tool feed amount based on a programmed set value when executing the program of the repeated feed cutting mode. For example, the central control unit 110 may include a storage unit 112, an operation unit 114, and a command unit 116.

저장부(112)는 절삭 공구대(30)에 장착된 절삭 공구(T)가 공작물의 가공 경로를 따라 원하는 반복 이송을 수행하기 위한 정보를 저장할 수 있다. 저장부(112)는 각종 데이터를 입력하기 위한 사용자-기계연계 인터페이스(Human-Machine Interface)를 제공할 수 있다. 사용자는 저장부(410)를 이용하여 각종 데이터를 저장부(410)에 입력할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 저장부(112)에는 사용자에 의해 프로그램된 설정값에 대응하는 상기 절삭 공구 이송량에 대한 제어값들이 저장될 수 있다.The storage unit 112 may store information for the cutting tool T mounted on the cutting tool rest 30 to perform a desired repetitive feed along a machining path of the workpiece. The storage unit 112 may provide a human-machine interface for inputting various types of data. A user may input various types of data into the storage unit 410 using the storage unit 410. As will be described later, the storage unit 112 may store control values for the cutting tool feed amount corresponding to a set value programmed by the user.

연산부(114)는 저장부(112)에 저장된 정보를 통해 상기 프로그램된 설정값에 에 기초하여 절삭 공구 이송량에 대한 제어값을 산출할 수 있다.상기 프로그램된 설정값은 스핀들 회전수, 상기 반복 이송의 진폭(P) 및 진동수(Q), 및 이송 속도(Feed)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 프로그램된 설정값은 공작물(W)의 크기(X축 위치) 등을 더 포함할 수 있다.The calculation unit 114 may calculate a control value for the cutting tool feed amount based on the programmed set value through the information stored in the storage unit 112. The programmed set value is the number of spindle rotations and the repeated feed rate. It may include the amplitude (P) and frequency (Q), and the feed rate (Feed). In addition, the programmed set value may further include the size of the work W (X-axis position).

상기 절삭 공구 이송량에 대한 제어값은 절삭 공구(T)의 전진 거리와 후진 거리, 절삭 공구(T)의 전진 속도와 후진 속도, 절삭 공구(T)의 가속도, 반복 횟수 등을 포함할 수 있다.The control value for the cutting tool feed amount may include the advance distance and the reverse distance of the cutting tool T, the advance and reverse speed of the cutting tool T, the acceleration of the cutting tool T, and the number of repetitions.

도 3a에 도시된 바와 같이, 스핀들 회전수, 반복 이송의 진폭(P)과 진동수(Q)에 의해 그래프 G1이 결정되고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 이송 속도(Feed)에 의해 그래프 G2가 결정될 수 있다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 제어 장치(100)의 중앙 제어부(110)는 그래프 G1과 그래프 G2에 기초하여 절삭 공구 이송량에 대한 제어값(그래프 G3)을 산출할 수 있다.As shown in Fig. 3a, the graph G1 is determined by the spindle rotation speed, the amplitude (P) and the frequency (Q) of the repetitive feed, and as shown in Fig. 3B, the graph G2 is determined by the feed rate (Feed). Can be determined. As shown in FIG. 3C, the central control unit 110 of the control device 100 may calculate a control value (graph G3) for the cutting tool feed amount based on the graph G1 and the graph G2.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 산출된 절삭 공구 이송량에 대한 제어값은 절삭 공구(T)의 전진 거리와 후진 거리, 절삭 공구(T)의 전진 속도와 후진 속도, 절삭 공구(T)의 가속도를 포함할 수 있다. 절삭 공구(T)의 1회전당 이송량(S)은 1회의 왕복 진동에 있어서 절삭 공구(T)의 전진 거리(F)와 절삭 공구(T)의 후진 거리(B)에 의해 결정될 수 있다.As shown in FIG. 4, the control values for the calculated cutting tool feed amount are the advance distance and the reverse distance of the cutting tool T, the advance and reverse speed of the cutting tool T, and the acceleration of the cutting tool T. It may include. The feed amount S per rotation of the cutting tool T may be determined by the advance distance F of the cutting tool T and the reverse distance B of the cutting tool T in one reciprocating vibration.

지령부(116)는 연산부(114)의 산출 결과에 따라 상기 절삭 공구 이송량에 대한 제어 신호를 절삭 공구 이송 기구(40)로 출력할 수 있다. 지령부(116)는 PLC(Programmable Logic Controller)를 포함할 수 있다. PLC는 저장부(112), 연산부(114), 조작부(120), 표시부(130), 및 절삭 공구 이송 기구(40)와 소정의 프로토콜에 의한 통신을 수행하고, 이러한 통신을 통해 제어명령을 행하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, PLC는 연산부의 제어 프로그램에 따른 제어 명령을 받아 작동할 수 있다.The command unit 116 may output a control signal for the cutting tool feed amount to the cutting tool feed mechanism 40 according to the calculation result of the calculation unit 114. The command unit 116 may include a PLC (Programmable Logic Controller). The PLC communicates with the storage unit 112, the operation unit 114, the operation unit 120, the display unit 130, and the cutting tool transfer mechanism 40 by a predetermined protocol, and executes a control command through such communication. Function can be performed. That is, the PLC can operate by receiving a control command according to the control program of the operation unit.

예시적인 실시예들에 있어서, 반복 이송 절삭에서 속도 모드와 제한 모드에 따라 이송 속도(Feed)가 다르게 설정될 수 있다.In example embodiments, the feed rate may be set differently according to the speed mode and the limit mode in repeated feed cutting.

상기 속도 모드에서는 사용자가 지령한 이송 속도(Feed)를 평균 Feed로 설정할 수 있다. 이 경우에 있어서, 평균적인 절입 깊이가 기 설계한 프로그램과 일치한 반면, 순간적인 Feed와 절입 깊이가 공구 수명에 나쁜 영향을 줄 수 있다.In the speed mode, a feed speed commanded by a user may be set as an average feed. In this case, while the average depth of cut matches the previously designed program, the instantaneous feed and depth of cut can adversely affect the tool life.

상기 제한 모드에서는 사용자가 지령한 이송 속도(Feed)를 최대 Feed로 설정할 수 있다. 이 경우에 있어서, 공구 사양에 맞는 최대 Feed값에 맞추어 프로그램 지령을 할 수 있는 반면, 사이클 타임이 줄어들 수 있다.In the limit mode, a user commanded feed rate may be set as the maximum feed. In this case, while it is possible to command the program according to the maximum feed value that meets the tool specification, the cycle time may be reduced.

이하에서는, 도 1의 공작 기계를 제어하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of controlling the machine tool of FIG. 1 will be described.

도 5는 예시적인 실시예들에 따른 공작 기계의 제어 방법을 나타내는 순서도이다. 5 is a flow chart illustrating a method of controlling a machine tool according to exemplary embodiments.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 먼저, 프로그램을 실행하면(S100), 반복 이송 절삭 모드의 수행 여부를 확인할 수 있다(S110).Referring to FIGS. 1 to 5, first, when the program is executed (S100), it is possible to check whether the repetitive feed cutting mode is performed (S110).

예시적인 실시예들에 있어서, 사용자는 조작부(120)를 사용하여, NC 언어를 사용한 프로그램을 작성할 수 있다. 구체적으로, 스핀들의 회전수를 입력하고 일반 절삭 모드의 지령 코드 또는 반복 이송 절삭 모드의 지령 코드를 입력할 수 있다.In example embodiments, the user may create a program using the NC language using the operation unit 120. Specifically, it is possible to input the number of revolutions of the spindle and input the command code of the general cutting mode or the command code of the repeated feed cutting mode.

사용자는 조작부(120)를 통하여 반복 이송의 진폭(P) 및 진동수(Q), 및 이송 속도(Feed)(공작물(W)의 1회전당 절삭 공구(T)의 이송량)의 입력을 NC 언어를 사용하여 프로그램을 작성할 수 있다. 또한, 사용자는 직선 보간 및 원호 보간에 관한 설정을 입력할 수 있다.The user can input the amplitude (P) and frequency (Q) of the repetitive feed and the feed rate (Feed) (the amount of feed of the cutting tool (T) per rotation of the work piece (W)) through the operation unit 120 using the NC language. Can be used to write programs. In addition, the user can input the settings for linear interpolation and circular interpolation.

상기 반복 이송 절삭 모드의 프로그램이 수행되는 경우, 프로그램된 설정값을 수신하고(S120), 상기 설정값에 기초하여 절삭 공구 이송량에 대한 제어값을 산출할 수 있다(S122). 이어서, 상기 산출된 제어값에 따라 절삭 공구 이송 구동 모터를 제어할 수 있다(S130).When the program of the repetitive feed cutting mode is performed, a programmed set value may be received (S120), and a control value for a cutting tool feed amount may be calculated based on the set value (S122). Subsequently, the cutting tool feed driving motor may be controlled according to the calculated control value (S130).

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 스핀들 회전수, 상기 반복 이송의 진폭(P) 및 진동수(Q), 및 이송 속도(Feed)가 설정값으로 수신될 수 있다. 제어 장치(100)의 중앙 제어부(110)는 상기 설정값에 상기 절삭 공구 이송량에 대한 제어값을 산출할 수 있다.In example embodiments, the spindle rotation speed, the amplitude (P) and frequency (Q) of the repetitive feed, and the feed rate (Feed) may be received as set values. The central control unit 110 of the control device 100 may calculate a control value for the cutting tool feed amount based on the set value.

상기 산출된 절삭 공구 이송량에 대한 제어값은 절삭 공구(T)의 전진 거리와 후진 거리, 절삭 공구(T)의 전진 속도와 후진 속도, 절삭 공구(T)의 가속도를 포함할 수 있다.The control value for the calculated cutting tool feed amount may include a forward distance and a reverse distance of the cutting tool T, a forward and backward speed of the cutting tool T, and an acceleration of the cutting tool T.

절삭 공구 이송 기구(40)의 리니어 서보 모터는 제어 장치(100)로부터 출력된 제어 신호(전류)에 의해 동작하여 절삭 공구(T)를 X 방향 또는 Z 방향으로 전진 또는 후진 이동시킬 수 있다.The linear servo motor of the cutting tool transfer mechanism 40 can move the cutting tool T forward or backward in the X direction or the Z direction by operating according to a control signal (current) output from the control device 100.

상기 일반 절삭 모드의 프로그램이 수행되는 경우, 상기 일반 절삭 모드에 따른 절삭 공구 이송 구동 모터를 제어할 수 있다(S130),When the program of the general cutting mode is executed, a cutting tool feed driving motor according to the general cutting mode may be controlled (S130),

도 6은 예시적인 실시예들에 따른 공작 기계의 제어 방법에 의해 절삭 가공된 공작물을 나타내는 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a workpiece cut by a method of controlling a machine tool according to exemplary embodiments.

도 6을 참조하면, NC 프로그램을 작성하고, 작성된 NC 프로그램을 실행하여 공작물(W)을 가공할 수 있다. NC 프로그램에는, 초기점 이동, 진동 절삭 모드 설정 코드, 진동 이송 절삭, 진동 절삭 모드 OFF 코드 등과 지령 코드들이 기술될 수 있다.Referring to FIG. 6, an NC program may be created, and a workpiece W may be processed by executing the created NC program. In the NC program, command codes such as initial point movement, vibration cutting mode setting code, vibration feed cutting, vibration cutting mode OFF code, and the like may be described.

도 6에서와 같이, 사용자는 제1 진동 절삭 모드 설정 코드를 통해 제1 절삭 공구 이송량에 대한 제어값을 설정하고 상기 프로그램된 설정값에 기초하여 결정된 제1 절삭 공구의 이송량에 따라 하나 또는 그 이상의 진동(반복 이송) 절삭 가공 단계들(X50 진동 이송 절삭, Z100 진동 이송 절삭, X30.Z80 까지 진동 이송 절삭)을 수행하도록 프로그램 설정할 수 있다. 또한, 사용자는, 동일한 반복 이송 절삭 모드에서 제2 진동 절삭 모드 설정 코드를 통해 제2 절삭 공구 이송량에 대한 제어값을 설정하고 상기 프로그램된 설정값에 기초하여 결정된 제2 절삭 공구의 이송량에 따라 하나 또는 그 이상의 진동(반복 이송) 절삭 가공 단계들(Z0 진동 이송 절삭, Z100 진동 이송 절삭)을 수행하도록 프로그램할 수 있다.6, the user sets the control value for the first cutting tool feed amount through the first vibration cutting mode setting code, and one or more according to the feed amount of the first cutting tool determined based on the programmed set value. It can be programmed to perform vibration (repetitive feed) cutting processing steps (X50 vibration feed cutting, Z100 vibration feed cutting, and vibration feed cutting up to X30.Z80). In addition, the user sets a control value for the second cutting tool feed amount through the second vibration cutting mode setting code in the same repeated feed cutting mode, and one according to the feed amount of the second cutting tool determined based on the programmed set value. Alternatively, it may be programmed to perform more vibration (repetitive feed) cutting processing steps (Z0 vibration feed cutting, Z100 vibration feed cutting).

이 경우에 있어서, 사용자는 상기 제1 진동 절삭 모드 설정 코드로서 "M249P1.Q0.5F0.1D1"라고 기술함으로써, 반복 이송의 진폭(P) 및 진동수(Q), 및 이송 속도(F)를 프로그램 설정할 수 있다. 제어 장치(100)의 중앙 제어부(110)는 상기 프로그램된 설정값에 기초하여 절삭 공구 이송량에 대한 제어값(절삭 공구(T)의 전진 거리와 후진 거리, 절삭 공구(T)의 전진 속도와 후진 속도, 절삭 공구(T)의 가속도, 반복 횟수 등)을 산출할 수 있다. 이후의 하나 또는 그 이상의 진동(반복 이송) 절삭 가공 단계들에서의 절삭 공구 이송 구동 모터는 상기 산출된 절삭 공구 이송량에 대한 제어값에 따라 제어될 수 있다.In this case, the user programmed the amplitude (P) and frequency (Q) of the repetitive feed, and the feed rate (F) by describing "M249P1.Q0.5F0.1D1" as the first vibration cutting mode setting code. Can be set. The central control unit 110 of the control device 100 provides control values for the cutting tool feed amount based on the programmed set value (advance distance and retraction distance of cutting tool T, advance speed and retraction of cutting tool T). The speed, acceleration of the cutting tool T, the number of repetitions, etc.) can be calculated. The cutting tool feed drive motor in the subsequent one or more vibration (repeated feed) cutting steps may be controlled according to a control value for the calculated cutting tool feed amount.

또한, 사용자는 상기 제2 진동 절삭 모드 설정 코드로서 "M249P2Q0.8F0.2D1"라고 기술함으로써, 새로운 설정값을 프로그램할 수 있다. 이에 따라, 제어 장치(100)의 중앙 제어부(110)는 새롭게 프로그램된 설정값에 기초하여 절삭 공구 이송량에 대한 제어값을 산출할 수 있다. 이후의 하나 또는 그 이상의 진동(반복 이송) 절삭 가공 단계들에서의 절삭 공구 이송 구동 모터는 상기 새롭게 산출된 절삭 공구 이송량에 대한 제어값에 따라 제어될 수 있다.Further, the user can program a new setting value by describing "M249P2Q0.8F0.2D1" as the second vibration cutting mode setting code. Accordingly, the central control unit 110 of the control device 100 may calculate a control value for the cutting tool feed amount based on the newly programmed set value. The cutting tool feed driving motor in one or more subsequent vibration (repetitive feed) cutting steps may be controlled according to a control value for the newly calculated cutting tool feed amount.

상술한 바와 같이, 반복 이송 절삭 모드를 수행할 때, 프로그램된 설정값(반복 이송의 진폭(P) 및 진동수(Q), 및 이송 속도(Feed))에 기초하여 절삭 공구 이송량에 대한 제어값(절삭 공구(T)의 전진 거리와 후진 거리, 절삭 공구(T)의 전진 속도와 후진 속도, 절삭 공구(T)의 가속도, 반복 횟수 등)을 산출하고, 상기 산출된 절삭 공구 이송량에 대한 제어값에 따라 절삭 공구 이송 기구(40)의 동작을 제어할 수 있다.As described above, when performing the repetitive feed cutting mode, a control value for the cutting tool feed amount based on the programmed set values (amplitude (P) and frequency (Q) of repetitive feed, and feed rate (Feed))) Calculate the advance and reverse distance of the cutting tool T, the advance and reverse speed of the cutting tool T, the acceleration of the cutting tool T, the number of repetitions, etc.), and a control value for the calculated cutting tool feed amount Accordingly, the operation of the cutting tool feed mechanism 40 can be controlled.

따라서, 장비 사양에 맞는 최적의 절삭 공구 이송량에 대한 가공 조건을 용이하게 찾을 수 있고, 진동 절삭 가공의 설정값이 변경되더라도 이를 사용자가 설정하지 않더라도 곧바로 가공 조건에 반영할 수 있다. 이에 따라, 절삭 가공 품질을 향상시킬 수 있다.Therefore, it is possible to easily find the processing conditions for the optimal cutting tool feed amount that meets the equipment specifications, and even if the setting value of the vibration cutting processing is changed, it can be immediately reflected in the processing conditions even if the user does not set it. Accordingly, it is possible to improve the cutting quality.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can.

10: 공작 기계 20: 주축대
26: 척 30: 절삭 공구대
40: 절삭 공구 이송 기구 100: 제어 장치
110: 중앙 제어부 112: 저장부
114: 연산부 116: 지령부
120: 조작부 130: 표시부10: machine tool 20: headstock
26: chuck 30: cutting tool rest
40: cutting tool feed mechanism 100: control device
110: central control unit 112: storage unit
114: operation unit 116: command unit
120: operation unit 130: display unit

Claims (9)

공작물을 클램핑하기 위한 주축대;
상기 공작물을 절삭 가공하기 위한 절삭 공구를 유지하는 절삭 공구대가 탑재되는 절삭 공구대;
입력된 제어 신호에 따라 상기 절삭 공구대를 이송시키기 위한 절삭 공구 이송 기구; 및
상기 공작물에 대한 상기 절삭 공구의 반복 이송 절삭 모드가 선택된 경우 상기 절삭 공구 이송 기구에 상기 제어 신호를 출력하고, 상기 반복 이송의 진폭 및 진동수 그리고 이송 속도에 기초하여 절삭 공구 이송량에 대한 제어 신호를 산출하는 제어 장치를 포함하는 공작 기계.Headstock for clamping the workpiece;
A cutting tool rest on which a cutting tool rest for holding a cutting tool for cutting the workpiece is mounted;
A cutting tool transfer mechanism for transferring the cutting tool post according to an input control signal; And
When the repetitive feed cutting mode of the cutting tool for the workpiece is selected, the control signal is output to the cutting tool transfer mechanism, and a control signal for the cutting tool feed amount is calculated based on the amplitude and frequency of the repetitive feed and the feed speed. A machine tool comprising a control device to perform. 제 1 항에 있어서, 상기 절삭 공구 이송량에 대한 제어 신호는 상기 절삭 공구의 전진 거리와 후진 거리, 상기 절삭 공구의 전진 속도와 후진 속도, 상기 절삭 공구의 가속도와 반복 횟수에 대한 제어 신호를 포함하는 공작 기계.The method of claim 1, wherein the control signal for the cutting tool feed amount comprises a control signal for an advance distance and a reverse distance of the cutting tool, a forward speed and a reverse speed of the cutting tool, and an acceleration and repetition number of the cutting tool. machine tool. 제 1 항에 있어서, 상기 반복 이송의 진폭 및 진동수는 사용자에 의해 프로그램된 설정값인 공작 기계.The machine tool according to claim 1, wherein the amplitude and frequency of the repetitive feed are set values programmed by a user. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 이송 속도를 평균 Feed로 설정하는 속도 모드 및 상기 이송 속도를 최대 Feed로 설정하는 제한 모드 중에서 선택된 어느 하나의 모드를 수행하는 공작 기계.The machine tool according to claim 1, wherein the control device performs any one mode selected from a speed mode for setting the feed rate to an average feed and a limit mode for setting the feed rate to a maximum feed. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 장치는,
상기 절삭 공구가 상기 공작물의 가공 경로를 따라 원하는 반복 이송을 수행하기 위한 정보를 저장하기 위한 저장부;
상기 저장부에 저장된 정보를 통해 상기 반복 이송의 진폭 및 진동수 그리고 이송 속도에 기초하여 상기 절삭 공구의 이송량에 대한 제어 신호를 산출하기 위한 연산부; 및
상기 연산부의 결과에 따라 상기 절삭 공구 이송 기구를 구동시켜 상기 반복 이송을 수행하기 위한 지령부를 포함하는 공작 기계.The method of claim 1, wherein the control device,
A storage unit for storing information for the cutting tool to perform a desired repetitive feed along a machining path of the work piece;
An operation unit for calculating a control signal for the amount of conveying of the cutting tool based on the amplitude and frequency of the repetitive feed and the feed rate through information stored in the storage unit; And
A machine tool comprising a command unit for performing the repetitive transfer by driving the cutting tool transfer mechanism according to a result of the calculation unit. 공작물에 대한 절삭 공구의 반복 이송 절삭 모드의 선택 여부를 확인하고;
상기 반복 이송 절삭 모드를 위해 프로그램된 설정값으로서 상기 반복 이송의 진폭 및 진동수 그리고 이송 속도에 대한 설정값들을 수신하고;
상기 프로그램된 설정값에 기초하여 절삭 공구의 이송량을 결정하고; 그리고
상기 산출된 절삭 공구의 이송량에 따라 절삭 공구 이송 기구를 구동시켜 상기 반복 이송을 수행하는 것을 포함하는 공작 기계의 제어 방법.Confirm whether or not the repeat feed cutting mode of the cutting tool for the workpiece is selected;
Receive set values for the amplitude and frequency of the repeat feed and feed speed as set values programmed for the repeat feed cutting mode;
Determining a feed amount of the cutting tool based on the programmed set value; And
A control method of a machine tool, comprising performing the repetitive feed by driving a cutting tool feed mechanism according to the calculated feed amount of the cutting tool. 제 6 항에 있어서, 상기 절삭 공구의 이송량을 결정하는 것은 상기 절삭 공구의 전진 거리와 후진 거리, 상기 절삭 공구의 전진 속도와 후진 속도, 상기 절삭 공구의 가속도와 반복 횟수를 결정하는 것을 포함하는 공작 기계의 제어 방법.The work according to claim 6, wherein determining the feed amount of the cutting tool comprises determining an advance distance and a reverse distance of the cutting tool, a forward speed and a reverse speed of the cutting tool, and an acceleration and repetition number of the cutting tool. The control method of the machine. 제 6 항에 있어서, 상기 반복 이송을 수행하는 것은
상기 이송 속도를 평균 Feed로 설정하는 속도 모드 및 상기 이송 속도를 최대 Feed로 설정하는 제한 모드 중에서 선택된 어느 하나의 모드를 수행하는 것을 포함하는 공작 기계의 제어 방법.The method of claim 6, wherein performing the repetitive transfer
And performing any one mode selected from a speed mode for setting the feed rate as an average feed and a limit mode for setting the feed rate as a maximum feed. 제 6 항에 있어서,
상기 반복 이송 절삭 모드 중에, 새롭게 프로그램된 설정값에 기초하여 제2 절삭 공구의 이송량을 결정하고; 그리고
상기 결정된 제2 절삭 공구의 이송량에 따라 적어도 하나의 반복 이송 절삭 가공 단계를 수행하는 것을 더 포함하는 공작 기계의 제어 방법.The method of claim 6,
During the repeating feed cutting mode, determining a feed amount of the second cutting tool based on a newly programmed set value; And
The control method of a machine tool further comprising performing at least one repetitive feed cutting processing step according to the determined feed amount of the second cutting tool.
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