KR20210010252A - 공작기계 및 공작기계의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조작부의 위상에 따라 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에 1개의 조작부에서 조작할 장비를 자동으로 선택하여 오작동을 방지하고, 사용자의 편의성을 향상하며, 공작기계의 소형화를 도모하며, 비가공시간 감소에 따른 생산성을 극대화하고, 공작기계의 안전성과 신뢰성을 향상할 수 있는 공작기계 및 공작기계의 제어방법에 관한 것이다.

Description

공작기계 및 공작기계의 제어방법{Machine tool and controlling method of machine tool}

본 발명은 공작기계 및 공작기계의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조작부의 위상에 따라 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에 1개의 조작부에서 조작할 장비를 자동으로 선택할 수 있는 공작기계 및 공작기계의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계라 함은 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속/비금속의 공작물을 적당한 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.

터닝센터, 수직/수평 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.

일반적으로 현재 사용되고 있는 다양한 종류의 공작기계는 수치제어(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control) 기술이 적용되는 조작반을 구비하고 있다. 이러한 조작반은 다양한 기능스위치 또는 버튼과 모니터를 구비한다.

또한, 공작기계는 공작물인 소재가 안착되고 공작물 가공을 위해 이송하는 테이블, 가공전 공작물을 준비하는 팔렛트, 공구 또는 공작물이 결합되어 회전하는 주축, 공작물 등을 가공중에 지지하기 위한 심압대, 방진구 등을 구비한다.

일반적으로 공작기계에서 테이블, 공구대, 주축, 심압대, 방진구 등은 다양한 가공을 수행하기 위해 이송축을 따라 이송하는 이송유닛을 구비한다.

또한, 일반적으로 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 공구 보관장소의 형태로 공구 매거진이나 터렛이 사용된다.

이러한 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 툴 보관장소의 형태로 공구 매거진이 사용된다.

또한, 일반적으로 공작기계는 공작기계의 생산성을 향상시키기 위해 수치제어부의 지령에 의해 특정한 공구를 공구 매거진으로부터 인출하거나 다시 수납하기 위한 자동공구교환장치(ATC, Automatic Tool Changer)를 구비한다.

또한, 일반적으로 공작기계는 비가공 시간을 최소화하기 위해, 자동팔레트교환장치(APC, Automatic Palette Changer)를 구비한다. 자동팔레트교환장치(APC)는 팔레트를 공작물 가공 영역과 공작물 설치 영역 간에 자동으로 교환한다. 팔레트에는 공작물이 탑재될 수 있다.

공작기계는 공작물을 최대한 신속하고 정확하게 가공하면서 생산성을 향상하기 위해 복수의 장비를 구비한다. 구체적으로 공작기계는 갠트리 로더, 2개의 스핀들, 심압대, 방진구 등과 같은 장비를 구비할 수 있다.

공작기계의 자동화 및 소형화 추세에 따라 오늘날 대부분의 공작기계 및 이의 제어방법에서 복수의 장비는 1개의 조작부와 같은 수치제어장치와 1개의 표시장치로 독립적으로 운영되는 복수의 장비를 개별 제어한다.

그러나, 종래 공작기계 및 이의 제어방법은 독립적으로 운영되는 복수의 장비를 1개의 조작부로 전환하여 제어하기 위해 사용자가 조작버튼을 조작하여 사용함에 따라 사용자가 이동해야 하거나, 별도의 조작 동작이 필요하여 비가공시간이 증가되어 공작기계의 생산성이 감소하고 사용자의 불편을 초래하는 문제점이 있었다.

또한, 종래 공작기계 및 이의 제어방법은 사용자가 조작버튼 조작의 실수에 따라 다른 복수의 장비가 조작부에 선택되었음에도 불구하고, 이를 오조작하거나 오입력에 의해 해당 장비가 손상되거나 파손되어 교체비용 또는 유지보수시간이나 비용이 증가하고, 공작물의 가공비용이 증가하는 문제점이 있었다.

더욱이, 종래 공작기계 및 이의 제어방법은 사용자의 오조작 등에 의해 공작물 가공 불량이 발생하여 자원낭비가 발생하고, 공작기계의 안정성과 신뢰성이 감소하고, 심한 경우 오조작에 따른 다른 장비의 작동에 따라 안전사고가 발생하는 문제점이 있었다.

대한민국 실용신안등록공보 제20-0450600호 대한민국 특허공개공보 제10-1997-0069210호 대한민국 특허공개공보 제10-2014-0098860호 대한민국 특허공개공보 제10-2003-0060251호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 조작부의 위상에 따라 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에 1개의 조작부에서 조작할 1개 이상의 장비를 자동으로 선택하여 오작동을 방지하고, 사용자의 편의성을 향상하며, 공작기계의 소형화를 도모할 수 있는 공작기계 및 공작기계의 제어방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 조작부의 위치에 따라 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에 조작부에서 조작할 1개 이상의 장비를 자동으로 선택함에 따라 오작동에 의한 복수의 장비의 손상이나 파손을 방지하여 복수의 장비와 공작기계의 수명을 증대시키고, 조작부의 표시부도 전환됨에 따라 사용자가 실시간으로 확인이 가능하여 공작기계의 안정성과 신뢰성을 향상하고, 자동 전환에 의한 비가공시간을 최소화하여 하여 생산성을 극대화할 수 있는 공작기계 및 공작기계의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계는 독립적으로 운영되는 복수의 장비; 상기 복수의 장비가 설치되는 공간을 형성하는 하우징부; 상기 복수의 장비 중에서 1개 이상의 장비의 운영상태를 조작하는 조작부; 상기 조작부의 위상을 감지하는 감지부; 및 상기 감지부에서 감지되는 상기 조작부의 위상에 따라 상기 복수의 장비 중에 상기 조작부에서 조작할 장비를 선택하는 것을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계의 상기 제어부는 상기 조작부의 위치에 따라 상기 복수의 장비 중에 상기 조작부에서 조작할 1개의 장비를 선택하기 위한 데이터를 저장하는 메모리부; 상기 감지부에서 센싱된 데이터와 상기 메모리부에 저장된 데이터를 통해 상기 복수의 장비 중에서 상기 조작부에서 조작할 장비를 결정하는 선택부; 및 상기 선택부의 선택 결과에 따라 상기 조작부에서 조작할 장비로 전환하는 전환부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계의 상기 조작부는 상기 하우징부에 대해 제1 방향 위치가 변경되도록 이동 가능하게 설치되고, 상기 감지부는 상기 조작부의 제1 방향 위치 변화를 감지하도록 상기 하우징부에 설치되는 제1 센서부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 조작부의 제1 방향 위치데이터에 따라 상기 복수의 장비 중에 상기 조작부에서 조작할 장비의 선택을 제어할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계의 상기 조작부는 상기 하우징부에 대해 선회 가능하게 설치되고, 상기 감지부는 상기 조작부의 선회각도를 감지하도록 상기 하우징부 또는 상기 조작부에 설치되는 제2 센서부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 조작부의 선회데이터에 따라 상기 복수의 장비 중에 상기 조작부에서 조작할 장비의 선택을 제어할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계의 제어부의 상기 메모리부는 상기 복수의 장비의 종류, 길이, 구동 프로그램, 선택 우선순위 데이터를 저장하는 기본데이터 저장부; 상기 복수의 장비중에 상기 조작부에서 조작할 장비 선택을 위한 위치범위에 대한 데이터를 저장하는 위치데이터 저장부; 상기 복수의 장비중에 상기 조작부에서 조작할 장비 선택을 위한 선회각도범위에 대한 데이터를 저장하는 선회데이터 저장부; 상기 감지부에서 감지된 상기 조작부의 위상데이터를 저장하는 센싱데이터 저장부; 및 상기 조작부에서 현재 선택되어 조작중인 장비에 대한 데이터를 저장하는 실시간데이터 저장부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계의 제어부의 상기 선택부는 상기 센싱데이터 저장부에 저장된 상기 조작부의 변경된 제1 위치와 상기 위치데이터 저장부에 저장된 데이터를 비교하여 상기 복수의 장비 중에 조작할 장비를 임시로 선정하는 제1 비교부; 상기 센싱데이터 저장부에 저장된 상기 조작부의 선회각도를 상기 선회데이터 저장부에 저장된 데이터와 비교하여 상기 복수의 장비 중에 조작할 장비를 임시로 선정하는 제2 비교부; 상기 제1 비교부와 상기 제2 비교부의 비교결과 임시로 선정된 상기 복수의 장비 중에 상기 조작부에서 조작할 장비가 서로 상이한지 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부의 판달결과 임시로 선정된 상기 복수의 장비 중에 조작할 장비가 서로 상이한 경우에 상기 기본데이터 저장부에 저장된 선택 우선순위 데이터에 따라 선정 우선순위를 분석하고, 상기 실시간 데이터 저장부에 저장된 데이터와 비교분석을 통해 상기 조작부에서 조작할 장비를 최종적으로 선택하는 분석부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계의 상기 제어부는 상기 선택부와 상기 전환부를 통해 상기 조작부에서 조작할 장비 선택시에 상기 조작부의 제1 위치와 선회각도를 실시간으로 저장하고, 실시간으로 저장된 상기 조작부의 제1 위치와 선회각도와 상기 센싱데이터 저장부에 저장된 데이터를 비교하여 상기 제1 비교부와 상기 제2 비교부의 비교결과를 보정하는 보정부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계는 일단이 상기 하우징부에 연결되고, 타단이 상기 조작부에 연결되는 지지부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계의 상기 조작부는 상기 하우징부 또는 상기 지지부에 대해 선회 가능하게 설치되는 본체부; 상기 복수의 장비 중에서 선택된 장비의 운영상태를 표시하기 위해 상기 본체부에 설치되는 표시부; 및 상기 복수의 장비 중에서 상기 조작부에서 조작할 장비를 임의로 선택할 수 있는 버튼부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계의 제어부의 메모리부의 상기 위치데이터 저장부에는 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 제1 방향 위치 변화에 따라 제1 위치 범위, 제2 위치 범위, 및 제3 위치 범위가 저장되고, 제1 센서부가 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 상기 조작부의 제1 방향 위치 변화의 감지결과 제1 위치범위에 해당하는 경우에는 상기 복수의 장비중에서 제1 장비를 선택하여 표시부에 표시하고, 제1 센서부가 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 상기 조작부의 제1 방향 위치 변화의 감지결과 제2 위치범위에 해당하는 경우에는 상기 복수의 장비중에서 제2 장비를 선택하여 표시부에 표시하며, 제1 센서부가 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 상기 조작부의 제1 방향 위치 변화의 감지결과 제3 위치범위에 해당하는 경우에는 상기 복수의 장비중에서 기존에 선택된 장비를 유지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계의 제어부의 메모리부의 상기 선회데이터 저장부에는 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 선회각도 변화에 따라 제1 위치 범위, 제2 위치 범위, 및 제3 위치 범위가 저장되고, 제2 센서부가 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 선회각도 변화의 감지결과 제1 위치범위에 해당하는 경우에는 상기 복수의 장비중에서 제1 장비를 선택하여 표시부에 표시하고, 제2 센서부가 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 선회각도 변화의 감지결과 제2 위치범위에 해당하는 경우에는 상기 복수의 장비중에서 제2 장비를 선택하여 표시부에 표시하며, 제2 센서부가 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 상기 조작부의 제1 방향 위치 변화의 감지결과 제3 위치범위에 해당하는 경우에는 상기 복수의 장비중에서 기존에 선택된 장비를 유지할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 제어방법은 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에서 조작부에서 조작할 장비를 선택하기 위한 데이터를 메모리부에 저장하는 단계; 상기 조작부의 위치와 선회 각도를 센싱하는 단계; 상기 조작부의 이동에 따른 센싱데이터 저장부에 저장된 센싱데이터와 상기 메모리부에 저장된 데이터를 비교하여 상기 복수의 장비 중에 조작할 장비를 선택하는 단계; 및 선택 결과에 따라 상기 조작부에서 조작할 장비로 전환하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 제어방법의 바람직한 일 실시예에서, 공작기계의 제어방법의 상기 복수의 장비 중 조작할 장비를 선택하는 단계는 상기 센싱데이터 저장부에 저장된 상기 조작부의 변경된 제1 위치 데이터와 위치데이터 저장부에 저장된 데이터를 비교하여 상기 복수의 장비 중에 조작할 장비를 임시로 선정하는 제1 임시선정 단계; 상기 센싱데이터 저장부에 저장된 상기 조작부의 선회각도 데이터를 선회데이터 저장부에 저장된 데이터와 비교하여 상기 복수의 장비 중에 조작할 장비를 임시로 선정하는 제2 임시선정 단계; 상기 제1 임시선정 단계와 상기 제2 임시선정 단계에서 각각 임시로 선정된 상기 복수의 장비 중에 상기 조작부에서 조작할 장비가 서로 상이한지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단하는 단계의 판달결과 임시로 선정된 상기 복수의 장비 중에 상기 조작부에서 조작할 장비가 서로 상이한 경우에 상기 메모리부에 저장된 선택 우선순위 데이터에 따라 선정 우선순위를 분석하고, 상기 실시간 데이터 저장부에 저장된 데이터와 비교분석을 통해 상기 조작부에서 조작할 장비를 최종적으로 선택하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 공작기계 및 이의 제어방법은 조작부의 위상에 따라 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에 오직 1개의 조작부에서 조작할 1개 이상의 장비를 자동으로 선택하여 오작동을 방지하여 사용자의 편의성을 향상하고, 안전사고를 방지하며, 공작기계의 소형화 및 컴팩트화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 공작기계 및 이의 제어방법은 조작부의 위상에 따라 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에 오직 1개의 조작부에서 조작할 1개 이상의 장비를 자동으로 선택함에 따라 오작동에 의한 해당 운영되는 복수의 장비의 손상이나 파손을 방지하여 복수의 장비와 공작기계의 수명을 증대시키고, 가공비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 본 발명에 의한 공작기계 및 이의 제어방법은 장비의 유지보수 또는 교체시간이나 비용을 감소하고, 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에서 현재 조작해야 하는 장비로의 신속한 전환을 통해 비가공시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

게다가, 본 발명에 의한 공작기계 및 이의 제어방법은 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에서 오직 1개의 조작부에서 조작할 1개 이상의 장비를 자동으로 선택될 때에 조작부의 표시부도 연동하여 전환됨에 따라 사용자가 실시간으로 확인이 가능하여 공작기계의 안정성과 신뢰성을 향상할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 공작기계의 구성도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 공작기계의 제어부의 구성도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 정면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 평면도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 작동원리에 대한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 공작기계의 정면도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 공작기계의 평면도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 공작기계의 작동원리에 대한 개념도이다.
도 9는 본 발명에 의한 공작기계의 제어방법의 절차도를 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 공작기계 및 공작기계의 제어방법의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명에 의한 공작기계의 구성도를 나타내고, 도 2는 본 발명에 의한 공작기계의 제어부의 구성도를 나타낸다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 정면도를 나타내고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 평면도를 나타내며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 작동원리에 대한 개념도이다. 도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 공작기계의 정면도를 나타내고, 도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 공작기계의 평면도를 나타내며, 도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 공작기계의 작동원리에 대한 개념도이다. 도 9는 본 발명에 의한 공작기계의 제어방법의 절차도를 나타낸다.

이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "수평방향"(제1 방향)이란 동일부재에서 가로방향, 즉 도 3 내지 도 8에서 X축 방향을 의미하고, "수직방향"이란 수평방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 세로방향, 즉 도 3 내지 도 8에서 Y축 방향을 의미하며, "높이방향"이란 수평방향과 수직방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 폭방향, 즉 도 3 내지 도 8에서 Z축 방향을 의미한다. 또한, 상방(상부)이란 "높이방향"에서 위쪽 방향, 즉 도 3 내지 도 8에서 Z축의 위쪽을 향하는 방향을 의미하고, 하방(하부)이란 "높이방향"에서 아래쪽 방향, 즉 도 3 내지 도 8에서 Z축 아래쪽을 향하는 방향을 의미한다. 또한, "내측(내부)"이란 도 3 내지도 8에서 하우징부의 안쪽을 의미하고, "외측(외부)"이란 도 3 내지 도 8에서 하우징부이 바깥쪽을 의미한다.

도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 의한 공작기계(1)를 설명한다. 도 1 내지 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계(1)는 복수의 장비(100, 110), 하우징부(200), 조작부(300), 감지부(510), 지지부(400), 및 제어부(500)를 포함한다.

복수의 장비(100, 110)는 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영된다. 도 1 내지 도 8에 복수의 장비가 2개가 설치된 것으로 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 2개 이상을 보유할 수 있다. 또한, 복수의 장비(100, 110)는 예를 들어 2개의 스핀들, 심압대, 방진구, 갠트리 로더 등 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 필요한 모든 장비가 그 대상이 될 수 있다. 즉, 복수의 장비는 1개의 수치제어장치와 1개의 표시부로 표시되면서 공작물을 가공하기 위해 독립적을 운영되는 장치로 공작기계의 일부를 구성한다.

하우징부(200)는 복수의 장비가 설치되는 공간을 형성한다. 복수의 장비는 해당 장비의 종류에 따라 하우징부(200)의 내부에 설치될 수도 있고, 하우징부의 외부에 설치될 수도 있다. 예를 들어 복수의 장비가 2개의 스핀들인 경우 복수의 장비는 도 3 내지 도 8에 도시된 것처럼 하우징부(200)의 내부에 설치된다. 도면에 도시되지는 않았지만, 복수의 장비가 갠트리로더인 경우에는 하우징부의 내부 또는 하우징부의 외부에도 설치될 수 있다.

조작부(300)는 복수의 장비 중 1개의 장비의 운영상태를 조작한다. 즉, 본 발명에 의한 공작기계에서 조작부는 오직 1개만 설치되고, 1개의 조작부에서 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에서 1개를 선택하여 조작한다. 이러한, 조작부는 화면표시 프로그램과 화면표시 선택에 따른 데이터 입력 프로그램을 포함하고, 화면표시 프로그램의 출력에 따라 표시화면에 소프트웨어 스위치를 디스플레이하고, 소프트웨어 스위치의 온(ON)/오프(OFF)를 인식하여 기계 동작의 입출력 명령을 내리는 기능을 수행한다. 또한, 제어부는 하우징부에 이동 가능하게 설치되어 다양한 기능스위치 또는 버튼과 각종 정보를 표시할 수 잇는 모니터와 같은 표시부를 포함한다.

감지부(510)는 조작부(300)의 위상을 감지한다. 즉, 감지부(510)는 조작부(300)의 제1 방향 위치(X축 방향 위치) 및 조작부의 선회각도를 센싱한다. 이러한 감지부(510)는 조작부의 제1 방향 위치 변화를 감지하도록 하우징부 또는 지지부의 일부에 설치되는 제1 센서부(511)와 조작부의 선회각도를 감지하도록 하우징부, 지지부 또는 조작부에 설치되는 제2 센서부(512)를 포함한다.

또한, 제1 센서부(511)는 도 3 내지 도 5와 같이 회전하는 타입의 경우에는 지지부에 설치되고, 도 6 내지 도 8과 같이 레일을 통해 직선 이동하는 타입의 경우에는 하우징부에 설치된다.

반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 제1 센서부와 제2 센서부는 자이로 센서, 각도센서, 또는 근접 센서 등으로 형성될 수 있다. 또한, 이러한 감지부는 필요에 따라 상술한 센서가 아닌 조작부가 자동으로 이동하거나 자동으로 변경되는 경우에는 서보모터의 이동량 또는 엔코더 등을 통해서도 수행될 수 있다.

지지부(400)는 금속 바 또는 금속 플레이트 형상으로 형성된다. 지지부의 일단은 하우징부에 이동 또는 선회 가능하게 연결되고, 지지부의 타단은 조작부가 선회 가능하도록 조작부에 연결된다. 즉, 도 3 내지 도 8에 도시된 것처럼, 지지부(400)의 일단은 공작기계의 하우징부에서 조작부의 제1 방향인 X축방향의 위치가 변경되도록 이동 가능하게 설치된다. 구체적으로 도 3 내지 도 5에서는 지지부(400)가 하우징부(200)에 대해 일정한 각도로 회동함에 따라 조작부의 하우징부에 대한 제1 방향 위치(X축 방향)가 변경되고, 도 6 내지 도 8에서는 지지부(400)가 하우징부(200)에 대해 레일 등을 통해 직선 왕복이동함에 따라 조작부의 조작부의 하우징부에 대한 제1 방향 위치(X축 방향)가 변경된다. 또한, 도 3 내지 도 8에 도시된 것처럼, 지지부(400)의 타단은 지지부의 일단에 대해 절곡되게 형성되어 조작부가 지지부의 타단에서 선회가능하도록 설치된다.

본 발명에 의한 공작기계의 조작부(300)는 본체부(310), 표시부(320), 버튼부(330)를 포함한다.

본체부(310)는 하우징부(200)에 이동 또는 선회가능하게 설치된다. 또한, 지지부가 있는 경우에는 본체부(310)는 지지부(400)의 타단에 선회가능하게 설치된다.

표시부(320)는 복수의 장비 중에서 선택된 1개 이상의 장비의 운영상태를 표시하기 위해 본체부(310)에 설치된다. 이러한 표시부(320)는 공작물의 가공을 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비의 운영상태, 감지부(510), 메모리부(520), 선택부(530), 전환부(540), 보정부(550)의 각종 결과정보, 현재 조작부에서 조작중인 장비 정보를 표시하거나, 이상이 있는 경우 알람을 표시하여 공작기계의 오작동을 예방하고, 신뢰성과 안정성을 향상하고, 작업자의 편의를 도모할 수 있다. 이때에 알람은 모니터에 표시되는 형태, 경고음 또는 경광등 등의 형태로 표시될 수 있다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 표시부는 LCD, LED, PDP 모니터 등으로 구성될 수 있다.

버튼부(330)는 복수의 장비 중에서 조작부에서 조작할 1개 이상의 장비를 임의로 선택할 수 있는 것으로 본체부(310)는 또는 표시부의 터치 스크린에 설치된다. 사용자는 버튼부(330)를 통해 수작업으로 사용자가 조작하기 위한 장비를 선택할 수 있어 사용자의 편의성을 극대화하고, 안정성을 향상할 수 있다.

제어부(500)는 조작부(300)의 위상에 따라 복수의 장비 중에 조작부에서 조작할 1개 이상의 장비를 선택하는 것을 제어한다.

따라서, 본 발명에 의한 공작기계는 조작부의 위상에 따라 복수의 장비 중에 조작부에서 조작할 1개 이상의 장비를 자동으로 선택하여 오작동을 방지하여 공작기계의 안전성과 신뢰성을 향상하고, 사용자의 편의성을 도모하며, 안전사고를 방지할 수 있다.

구체적으로 조작부(300)는 하우징부(200)에 대해 하우징부 또는 지지부에 선회 가능하게 설치되고, 제어부(500)는 조작부의 위상 변화에 의한 선회데이터에 따라 복수의 장비 중에 오직 1개의 조작부에서 조작할 1개 이상의 장비의 선택을 결정하고, 선택된 장비로 전환하여 표시부에 선택된 1개 이상의 장비 상태를 표시하고, 선택된 장비를 제어할 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 공작기계는 조작부의 선회각도 변화에 따른 위상변화에 의해 1차적으로 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비중에서 1개 이상의 장비를 선택하여 이전 장비에서 선정된 1개의 장비로 전환하고, 전환을 통해 조작부의 표시부에 표시하여 1개의 조작부로 사용자가 편리하게 복수의 장비를 조작함에 따라 공작기계의 소형화를 도모하고, 오작동을 방지하며, 공작기계의 생산성을 향상하고, 공작기계의 신뢰성을 극대화할 수 있다.

또한, 조작부(300)는 하우징부(200)에 대해 하우징부 또는 지지부에 결합되어 조작부의 제1 방향 위치가 변경되도록 이동 가능하게 설치되고, 제어부(500)는 조작부의 위상 변화에 의한 제1 방향 위치데이터에 따라 복수의 장비 중에 1개의 조작부에서 조작할 1개 장비의 선택을 결정하고, 선택된 장비로 전환하여 표시부에 선택된 1개의 장비 상태를 표시하고, 선택된 1개의 장비를 제어할 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 공작기계는 조작부의 공작기계의 하우징부의 수평방향인 제1 방향의 위치 변화에 따른 위상변화에 의해 2차적으로 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비중에서 1개의 장비를 선택하여 이전 장비에서 선정된 1개의 장비로 전환하고, 전환을 통해 조작부의 표시부에 표시하여 1개의 조작부로 사용자가 편리하게 복수의 장비를 조작할 수 있다.

결국, 제어부를 통해 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비중에서 1개의 조작부에서 조작을 위해 선택되는 장비는 조작부의 제1 방향 위치 변화 또는 조작부의 선회각도 변화에 따라 결정될 수 있다. 이에 대한 원리를 이하에서 구체적으로 설명한다.

도 2에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계(1)의 제어부(500)는 메모리부(520), 선택부(530), 전환부(540), 및 보정부(550)를 포함한다. 또한, 필요에 따라 감지부(510)는 제어부(510)의 내부에 설치될 수도 있다.

메모리부(520)는 조작부의 위치에 따라 복수의 장비 중에 1개의 조작부에서 조작할 장비를 선택하기 위한 데이터를 저장한다. 이러한 메모리부(520)는 각종 데이터를 입력하기 위한 사용자-기계연계 인터페이스(Human-Machine Interface)를 제공한다. 사용자는 메모리부(520) 또는 조작부의 표시부 등을 이용하여 후술하는 각종 데이터를 메모리부에 입력할 수 있다.

선택부(530)는 감지부(510)에서 센싱된 데이터와 메모리부(510)에 저장된 데이터를 통해 복수의 장비 중에서 1개의 조작부에서 조작할 장비를 결정한다. 이러한 선택부(530)는 NC(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control)를 포함하고, 각종 수치 제어 프로그램이 내장되어 있다. 즉 선택부(530)는 공작물 가공프로그램 등이 내장되고, 수치제어부의 구동에 따라 해당 프로그램이 자동으로 로딩되어 작동한다. 이러한 선택부(530)는 센싱부(510), 메모리부(520), 전환부(540), 보정부(550), 및 조작부(300)과 소정의 프로토콜에 의해 통신을 수행한다.

전환부(540)는 선택부(530)의 선택 결과에 따라 오직 1개의 조작부(300)에서 조작할 장비로 전환한다. 이러한 전환부(540)는 PLC(Programmable Logic Controller)를 포함한다. PLC는 감지부(510), 메모리부(520), 선택부(530), 보정부(550), 및 조작부(300)와 소정의 프로토콜에 의한 통신을 수행하고, 이러한 통신을 통해 제어명령을 행하는 기능을 수행한다. 즉, PLC는 선택부의 제어 프로그램에 따른 제어 명령을 받아 작동한다. 또한, PLC는 복수의 장비를 구동하는 구동부의 엔코더를 이용하여 각각의 장비를 구동하는 구동부의 회전수, 토크, 각도 등을 측정할 수 있다. 이에 따라, PLC에 의해 저가의 공작기계에 대해서도 본 발명이 용이하게 설치되고 작동됨에 따라 호환성을 극대화하고, 설치비용을 최소화할 수 있다.

보정부(550)는 선택부(530)와 전환부(540)를 통해 오직 1개의 조작부(300)에서 조작할 장비의 선택시에 조작부의 제1 위치(X축 방향 위치)와 선회각도를 실시간으로 저장하고, 실시간으로 저장된 조작부의 제1 위치와 선회각도와 센싱데이터 저장부에 저장된 데이터를 비교하여 제1 비교부와 제2 비교부의 비교결과를 보정한다.

즉, 보정부(550)는 본 발명에 의한 공작기계 및 공작기계의 제어방법을 통해 저장된 데이터를 기반으로 빅데이터를 구축하고, 해당 데이터와 기존에 입력된 데이터 및 실시간으로 작동하는 공작기계의 각종 데이터를 저장하고 분석 판단하여 조작부의 위상 변화에 따른 제1 방향 위치 또는 선회각도의 차이값을 서로 비교분석하고, 오차량을 계산하여 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비중에서 사용자가 진정으로 조작하고자 하는 장비를 선택할 수 있도록 선택부의 선택결과를 보정하여 보정된 결과로 장비의 전환을 수행함에 따라 공작기계의 신뢰성과 안정성을 극대화하고, 생산성을 향상하고, 오작동 방지에 의한 손상을 예방하고, 사용자의 편의성을 극대화시킬 수 있다.

도 2에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계(1)의 제어부(500)의 메모리부(520)는 기본데이터 저장부(521), 위치데이터 저장부(522), 선회데이터 저장부(523), 센싱데이터 저장부(524), 및 실시간데이터 저장부(525)를 포함한다.

기본데이터 저장부(521)는 공작물의 가공을 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비의 종류, 길이, 구동 프로그램, 선택 우선순위 데이터를 저장한다. 선택 우선순위 데이터는 사용자가 임의로 지정할 수 있다.

위치데이터 저장부(522)는 공작물의 가공을 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에 오직 1개의 조작부에서 조작할 장비 선택을 위한 위치범위에 대한 데이터를 저장한다. 즉, 위치데이터 저장부(522)는 제1 센서부에서 센싱되는 데이터가 위치데이터 저장부에 포함되는 경우 복수의 장비 중에서 장비를 선택하기 위한 제1 방향 위치데이터 범위를 저장한다.

선회데이터 저장부(523)는 공작물의 가공을 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비중에 오직 1개의 조작부에서 조작할 장비 선택을 위한 선회각도범위에 대한 데이터를 저장한다. 즉, 선회데이터 저장부(523)는 제2 센서부에서 센싱되는 데이터가 센싱데이터 저장부에 포함되는 경우 복수의 장비 중에서 장비를 선택하기 위한 조작부의 선회각도 데이터 범위를 저장한다.

센싱데이터 저장부(524)는 감지부(510)의 제1 센서부(511)와 제2 센서부(512)에서 감지된 조작부의 위치데이터와 조작부의 선회데이터인 조작부의 위상데이터를 저장한다. 즉, 센싱데이터 저장부는 실제 조작부의 위상(제1 방향 위치 변화 또는 선회각도 변화)에 대한 데이터를 저장한다. 이와 달리 위치데이터 저장부와 선회데이터 저장부는 복수의 장비 선택을 위한 조작부의 제1 방향위치 범위와 선회각도 범위에 대한 기준 데이터를 저장하는 것이다.

실시간데이터 저장부(525)는 1개의 조작부에서 현재 선택되어 조작중인 장비에 대한 데이터를 저장한다. 즉, 실시간데이터 저장부(525)는 현재 조작부에서 조작중인 복수의 장비가 어느 것인지에 대한 데이터를 저장한다.

도 2에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계(1)의 제어부(500)의 선택부(530)는 제1 비교부(531), 제2 비교부(532), 판단부(533), 및 분석부(534)를 포함한다.

제1 비교부(531)는 센싱데이터 저장부에 저장된 조작부의 변경된 제1 위치와 위치데이터 저장부에 저장된 데이터를 비교하여 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에 조작할 장비를 임시로 선정한다.

제2 비교부(532)는 센싱데이터 저장부에 저장된 조작부의 선회각도를 선회데이터 저장부에 저장된 데이터와 비교하여 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에 조작할 장비를 임시로 선정한다.

판단부(533)는 제1 비교부와 제2 비교부의 비교결과 임시로 선정된 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에 오직 1개의 조작부에서 조작할 장비가 서로 상이한지 여부를 판단한다.

분석부(534)는 판단부의 판달결과 임시로 선정된 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에 1개의 조작부에서 조작할 장비가 서로 상이한 경우에 기본데이터 저장부에 저장된 선택 우선순위 데이터에 따라 선정 우선순위를 분석하고, 실시간 데이터 저장부에 저장된 데이터와 비교분석을 통해 오직 1개의 조작부에서 조작할 장비를 최종적으로 선택한다. 즉, 제1 비교부와 제2 비교부의 임시 선정된 1개의 장비가 서로 동일한 경우에는 다음과 같은 원리로 분석한다. 구체적으로 분석부(534)는 예를 들어 제1 비교부가 복수의 장비 중에서 제1 장비를 선정하고, 제2 비교부도 복수의 장비 중에서 제1 장비를 선정한 경우에, 실시간데이터 저장부에서 이전에 조작부에서 조작한 장비가 제1 장비이면 제1 장비를 계속표시하고, 실시간데이터 저장부에서 이전에 조작부에서 조작한 장비가 제2 장비이면 제1 장비를 최종 선택하여 제1 장비로 전환하고, 표시부에 제1 장비와 이와 관련된 내용을 표시한다.

이와 달리, 제1 비교부와 제2 비교부에서 임시 선정된 1개의 장비가 서로 상이한 경우에는 다음과 같은 원리로 최종 장비를 선택한다. 구체적으로 분석부(534)는 예를 들어 제1 비교부가 복수의 장비 중에서 제1 장비를 선정하고, 제2 비교부가 복수의 장비 중에서 제2 장비를 선정한 경우에는 기본데이터 저장부에 선택 우선순위가 제1 센서부가 우선인 경우에는 제1 장비를 선정하고, 실시간데이터 저장부에서 이전에 조작부에서 조작한 장비가 제1 장비이면 제1 장비를 계속표시하고, 실시간데이터 저장부에서 이전에 조작부에서 조작한 장비가 제2 장비이면 제1 장비를 최종 선택하여 제1 장비로 전환하고, 표시부에 제1 장비와 이와 관련된 내용을 표시한다. 반대로 기본데이터 저장부에 선택 우선순위가 제2 센서부가 우선인 경우에는 제2 장비를 선정하고, 실시간데이터 저장부에서 이전에 조작부에서 조작한 장비가 제1 장비이면 제2 장비로 전환하고, 실시간데이터 저장부에서 이전에 조작부에서 조작한 장비가 제2 장비이면 계속해서 제2 장비를 유지하고, 표시부에 제2 장비와 이와 관련된 내용을 표시한다.

이처럼, 본 발명에 의한 공작기계는 조작부의 위상에 따라 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에 오직 1개의 조작부에서 조작할 장비를 자동으로 선택함에 따라 오작동에 의한 해당 운영되는 복수의 장비의 손상이나 파손을 방지하여 복수의 장비와 공작기계의 수명을 증대시키고, 가공비용을 절감하며, 장비의 유지보수 또는 교체시간이나 비용을 감소하고, 복수의 장비 중에서 현재 조작해야 하는 장비로의 빠른 전환을 통해 비가공시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 극대화할 수 있다.

도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 의한 공작기계에서 공작물을 가공하기 위한 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에서 공작기계에 설치된 오직 1개의 조작부에서 조작할 장비를 자동으로 선택하는 제어원리를 설명한다.

이하에서는 본 발명에 의한 공작기계의 제어원리를 설명하기 위해 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비는 제1 장비 또는 제1 계통 장비와 제2 장비 또는 제2 계통 장비로 한정한다. 더욱 구체적으로 제1 장비는 제1 스핀들(110)과 제2 장비는 제2 스핀들(100)로 한정하고, 조작부의 제1 방향 위치변화는 수평방향(X축 방향)의 이동 변화로 한정한다. 도 3 내지 도 5는 2개의 스핀들을 보유하는 공작기계 중에서 조작부가 지지부에 의해 회전하는 타입이고, 도 6 내지 도 8은 하우징에 형성된 레일을 통해 직선으로 이동하는 타입이다. 다만, 제1 방향은 본 발명의 이해를 위한 일 예시로, 지지부 또는 조작부가 하우징부에 설치된 상태에 따라 수평방향(X축 방향)으로 설명하는 것일 뿐, 조작부가 하우징부나 지지부에 설치된 상태나 공작기계의 위치 등 필요에 따라 다른 방향인 수직방향 또는 높이방향 중 1개의 방향으로 결정될 수 있다.

도 5 및 도 8에 도시된 것처럼, 1차적으로 조작부(300)는 사용자의 조작 또는 서보모터와 같은 구동장치에 의해 조작부(300)가 하우징부 또는 지지대에 대해 360도 선회할 수 있다. 또한, 임의의 각도로만 선회할 수 있다. 즉, 조작부의 하우징부에 대한 제1 방향 위치와 조작부의 하우징부에 대한 선회각도는 사용자의 조작 또는 서보모터와 같은 구동장치에 의해 제1 위치(A) 범위, 제2 위치(B) 범위, 제3 위치(C) 범위 중에서 어느 하나로 변경될 수 있다. 사용자는 미리 메모리부의 위치데이터 저장부와 선회데이터 저장부에 제1 위치 범위(A), 제2 위치 범위(B), 제3 위치 범위(C)를 저장할 수 있다. 이때에 실제 조작부(300)가 사용자 또는 구동부에 의해 하우징부에 대해 제1 위치방향인 X축방향의 위치가 변경되면 감지부의 제1 센서부가 이를 감지하고, 제1 센서부에 의해 감지된 결과에 따라 제1 계통 장비(제1 장비)를 표시부에 표시할지 또는 제2 계통 장비(제2 장비)를 선택하여 표시부에 표시할지를 결정한다.

구체적으로 또한, 도 3 내지 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따르면 공작기계의 조작부(300)는 1차적으로 사용자의 조작 또는 서보모터와 같은 구동장치에 의해 조작부(300)가 하우징부 또는 지지대에 대해 제1 방향위치(X축방향)로 직선왕복 이동할 수 있다. 또한, 제1 방향 위치로 임의의 위치로만 직서왕복 이동할 수 있다. 제1 방향위치(X축 방향)가 사용자의 조작 또는 서보모터와 같은 구동장치에 의해 제1 위치(A)에서 제2 위치(B), 제3 위치(C)로 변경될 수 있다. 즉, 조작부(300)는 사용자의 조작 또는 구동부에 의해 자동으로 제1 방향 위치가 제1 위치(A)에서 제2 위치(B), 또는 제3 위치(C) 중 어느 하나로 변경될 수 있다. 사용자는 미리 메모리부의 위치데이터 저장부에 제1 위치(A) 범위, 제2 위치(B) 범위, 제3 위치(C) 범위를 저장할 수 있다. 이때에 실제 조작부(300)가 사용자 또는 구동부에 의해 제1 방향으로 직선 이동하여 조작부의 제1 방향 위치가 어느 범위에 포함되는지 감지부의 제1 센서부가 이를 감지하고, 해당 위치를 위치데이터 저장부에 저장한다. 이후, 제1 비교부에서 이를 비교하여 조작부가 제1 위치 범위(A), 제2 위치 범위(B) 또는 제3 위치 범위(C)중 어느 범위에 포함되는지를 비교하여 장비를 선정한다. 이때에 제1 위치 범위(A)는 제1 스핀들(제1 장비, 제1 계통, 110), 제2 위치 범위(B)는 제2 스핀들(제2 장비, 제2 계통, 100), 제3 위치 범위(C)인 경우에는 기존 장비를 유지하는 값이다.

이처럼 위치데이터 저장부에는 조작부의 하우징부에 대한 제1 방향 위치 변화에 따라 제1 위치 범위(A), 제2 위치 범위(B), 및 제3 위치 범위(C)가 저장된다. 이에 따라 제1 센서부가 조작부의 하우징부에 대한 조작부의 제1 방향 위치 변화의 감지결과 제1 위치범위에 해당하는 경우에는 복수의 장비중에서 제1 장비(제1 계통장비, 제1 스피들)를 선택하여 표시부에 표시하여 제1 장비를 조작자가 별도의 추가적인 동작이나 조작 없이 용이하게 컨트롤하고, 제어할 수 있다. 또한, 제1 센서부가 조작부의 하우징부에 대한 조작부의 제1 방향 위치 변화의 감지결과 제2 위치범위에 해당하는 경우에는 복수의 장비중에서 제2 장비(제2 계통장비, 제2 스핀들)를 선택하여 표시부에 표시하여 제2 장비를 조작자가 별도의 추가적인 조작이나 동작 없이 용이하게 컨트롤하고, 제어할 수 있다. 또한, 제1 센서부가 조작부의 하우징부에 대한 조작부의 제1 방향 위치 변화의 감지결과 제3 위치범위에 해당하는 경우에는 복수의 장비중에서 기존에 선택된 장비를 유지한다. 결국 제3 위치범위에 해당하는 경우에는 표시부에 기존에 선택된 이전 장비(이전 계통 장비)가 그대로 표시된다.

또한, 도 3 내지 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따르면 공작기계의 조작부(300)는 2차적으로 사용자의 조작 또는 서보모터와 같은 구동장치에 의해 조작부(300)가 하우징부에 대해 선회 또는 회전할 수 있다. 조작부의 선회각도가 사용자의 조작 또는 서보모터와 같은 구동장치에 의해 제1 위치(A)에서 제2 위치(B), 제3 위치(C)로 변경될 수 있다. 즉, 조작부(300)는 사용자의 조작 또는 구동부에 의해 자동으로 하우징부에 대한 선회각도가 제1 위치(A)에서 제2 위치(B), 또는 제3 위치(C) 중 어느 하나로 변경될 수 있다. 사용자는 미리 메모리부의 선회데이터 저장부에 제1 위치 범위(A), 제2 위치 범위(B), 제3 위치 범위(C)를 저장할 수 있다. 구체적으로 실제 조작부(300)가 사용자 또는 구동부에 의해 하우징부에 대해 선회하여 선회각도가 변경되면 감지부의 제2 센서부가 이를 감지하고, 제2 센서부에 의해 감지된 결과에 따라 제1 계통 장비(제1 장비)를 표시부에 표시할지 또는 제2 계통 장비(제2 장비)를 선택하여 표시부에 표시할지를 결정한다.

즉, 구체적으로 선회데이터 저장부에는 조작부의 하우징부에 대한 선회각도 변화에 따라 제1 위치 범위(A), 제2 위치 범위(B), 및 제3 위치 범위(C)가 저장된다. 이에 따라 제2 센서부가 조작부의 하우징부에 대한 선회각도 변화의 감지결과 제1 위치범위에 해당하는 경우에는 복수의 장비중에서 제1 장비(제1 계통장비, 제1 스피들)를 선택하여 표시부에 표시하여 제1 장비를 조작자가 별도의 추가적인 동작이나 조작 없이 용이하게 컨트롤하고, 제어할 수 있다. 또한, 제2 센서부가 조작부의 하우징부에 대한 선회각도 변화의 감지결과 제2 위치범위에 해당하는 경우에는 복수의 장비중에서 제2 장비(제2 계통장비, 제2 스피들)를 선택하여 표시부에 표시하여 제2 장비를 조작자가 별도의 추가적인 동작이나 조작 없이 용이하게 컨트롤하고, 제어할 수 있다. 또한, 제2 센서부가 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 상기 조작부의 제1 방향 위치 변화의 감지결과 제3 위치범위에 해당하는 경우에는 복수의 장비중에서 기존에 선택된 장비를 유지한다. 결국 제3 위치범위에 해당하는 경우에는 표시부에 기존에 선택된 이전 장비(이전 계통 장비)가 그대로 표시된다.

따라서, 본 발명에 의한 공작기계는 조작부의 위상에 따라 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에 오직 1개의 조작부에서 조작할 1개 이상의 장비를 자동으로 선택하여 오작동을 방지하여 사용자의 편의성을 향상하고, 안전사고를 방지하며, 공작기계의 소형화 및 컴팩트화를 도모할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 공작기계는 조작부의 위상에 따라 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에 오직 1개의 조작부에서 조작할 1개 이상의 장비를 자동으로 선택함에 따라 오작동에 의한 해당 운영되는 복수의 장비의 손상이나 파손을 방지하여 복수의 장비와 공작기계의 수명을 증대시키고, 가공비용을 절감할 수 있다.

또한, 사용자는 선정 우선순위를 기본데이터 저장부에 저장할 수 있다. 제1 비교부와 제2 비교부에서 선정된 1개의 임시장비가 제1 스핀들로 동일한 경우에는 실시간데이터 저장부에 저장된 기존에 선정된 1개의 장비가 제1 스핀들인 경우에는 분석부에서 제1 스핀들로 최종 선택하고, 전환부에서 별도 전환없이 기존 제1 스핀들을 조작부에서 조작할 수 있도록 유지하고, 표시부에 제1 스핀들의 운영정보를 표시한다. 만약, 실시간데이터 저장부에 저장된 기존에 선정된 장비가 제2 스핀들인 경우에는 분석부에서 제1 스핀들로 최종 선택하고, 전환부에서 제1 스핀들로 전환하여 조작부에서 제1 스핀들을 조작할 수 있도록 유지하고, 표시부에 새로운 제1 스핀들의 운영정보를 표시한다.

이와 달리 제1 비교부는 제1 스핀들을 제2 비교부는 제2 스핀들을 선정하고, 기본데이터 저장부에 선정 우선순위가 제1 센서부에 있는 경우에는 제1 스핀들을 선정하고, 선정 우선순위가 제2 센서부에 있는 경우에는 제2 스핀들을 선정한다. 이후 실시간데이터 저장부에 저장된 기존에 선정된 장비와 비교하여 가 제1 스핀들인 경우에는 분석부에서 제1 스핀들로 선택한다. 이후 실시간데이터 저장부와 분석 과정은 상술한 바와 동일하여 이하 생략한다.

도 9를 참조하여 본 발명에 의한 공작기계의 제어방법을 설명한다. 도 9에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 제어방법은 데이터 저장 단계(S1), 센싱단계(S2), 선택단계(S3), 및 전환단계(S4)를 포함하고, 선택단계(S3)는 다시 제1 임시 선정 단계(S3-1), 제2 임시 선정 단계(S3-2), 판단 단계(S3-3), 분석 단계(S3-4)를 포함한다. 본 발명에 의한 공작기계의 제어방법은 상술한 공작기계와 유사하여 이하에서는 상술한 공작기계와 차이점을 중심으로 설명한다.

공작물을 가공하기 위한 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에서 조작부에서 조작할 장비를 선택하기 위한 데이터를 메모리부에 저장한다.

데이터 저장 단계(S1) 이후에, 감지부에서 조작부의 위치와 선회 각도를 센싱한다.

센싱단계(S2) 이후에, 조작부의 이동에 따른 센싱데이터 저장부에 저장된 센싱데이터와 메모리부의 위치데이터 저장부에 저장된 위치데이터 또는 선회데이터 저장부에 저장된 선회데이터를 데이터를 각각 비교하여 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에 조작부에서 조작할 장비를 선택부에서 선택한다.

구체적으로 선택단계는 다음과 같은 후속절차로 진행된다.

센싱데이터 저장부에 저장된 조작부의 변경된 제1 위치 데이터와 위치데이터 저장부에 저장된 데이터를 비교하여 복수의 장비 중에 조작할 장비를 임시로 선정한다.

제1 임시선정 단계(S3-1) 이후에, 센싱데이터 저장부에 저장된 조작부의 선회각도 데이터를 선회데이터 저장부에 저장된 데이터와 비교하여 복수의 장비 중에 조작할 1개의 장비를 임시로 선정한다.

제2 임시선정 단계(S3-2) 이후에, 제1 임시선정 단계와 제2 임시선정 단계에서 각각 임시로 선정된 복수의 장비 중 조작부에서 조작할 장비가 서로 상이한지 여부를 판단한다.

판단 단계(S3-3) 이후에, 판단부의 판단결과 임시로 선정된 복수의 장비 중에 조작부에서 조작할 1개의 장비가 서로 상이한 경우에 메모리부에 저장된 선택 우선순위 데이터에 따라 선정 우선순위를 분석하고, 실시간 데이터 저장부에 저장된 데이터와 비교분석을 통해 조작부에서 조작할 장비를 최종적으로 선택한다.

이러한 선택단계(S3) 이후에, 선택부의 선택 결과에 따라 조작부에서 조작할 1개의 장비로 전환부에서 전환한다.

이처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 제어방법은 조작부의 위상에 따라 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에 오직 1개의 조작부에서 조작할 장비를 자동으로 선택하여 오작동을 방지하여 사용자의 편의성을 향상하고, 안전사고를 방지하며, 공작기계의 소형화 및 컴팩트화를 도모할 수 있다.

도 5 및 도 8에 도시된 것처럼, 1차적으로 조작부(300)는 사용자의 조작 또는 서보모터와 같은 구동장치에 의해 조작부(300)가 하우징부 또는 지지대에 대해 360도 선회할 수 있다. 또한, 임의의 각도로만 선회할 수 있다. 즉, 조작부의 하우징부에 대한 제1 방향 위치와 조작부의 하우징부에 대한 선회각도는 사용자의 조작 또는 서보모터와 같은 구동장치에 의해 제1 위치(A) 범위, 제2 위치(B) 범위, 제3 위치(C) 범위 중에서 어느 하나로 변경될 수 있다. 사용자는 미리 메모리부의 위치데이터 저장부와 선회데이터 저장부에 제1 위치 범위(A), 제2 위치 범위(B), 제3 위치 범위(C)를 저장할 수 있다. 이때에 실제 조작부(300)가 사용자 또는 구동부에 의해 하우징부에 대해 제1 위치방향인 X축방향의 위치가 변경되면 감지부의 제1 센서부가 이를 감지하고, 제1 센서부에 의해 감지된 결과에 따라 제1 계통 장비(제1 장비)를 표시부에 표시할지 또는 제2 계통 장비(제2 장비)를 선택하여 표시부에 표시할지를 결정한다.

또한, 도 3 내지 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따르면 공작기계의 조작부(300)는 2차적으로 사용자의 조작 또는 서보모터와 같은 구동장치에 의해 조작부(300)가 하우징부에 대해 선회 또는 회전할 수 있다. 조작부의 선회각도가 사용자의 조작 또는 서보모터와 같은 구동장치에 의해 제1 위치(A)에서 제2 위치(B), 제3 위치(C)로 변경될 수 있다. 즉, 조작부(300)는 사용자의 조작 또는 구동부에 의해 자동으로 하우징부에 대한 선회각도가 제1 위치(A)에서 제2 위치(B), 또는 제3 위치(C) 중 어느 하나로 변경될 수 있다. 사용자는 미리 메모리부의 선회데이터 저장부에 제1 위치 범위(A), 제2 위치 범위(B), 제3 위치 범위(C)를 저장할 수 있다. 구체적으로 실제 조작부(300)가 사용자 또는 구동부에 의해 하우징부에 대해 선회하여 선회각도가 변경되면 감지부의 제2 센서부가 이를 감지하고, 제2 센서부에 의해 감지된 결과에 따라 제1 계통 장비(제1 장비)를 표시부에 표시할지 또는 제2 계통 장비(제2 장비)를 선택하여 표시부에 표시할지를 결정한다.

따라서, 오작동을 방지하고 조작부의 위치변화나 선회각도 변화에 의해서도 최적의 상태로 공작물을 가공하기 위해 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에서 조작부로 조작하려는 1개의 장비를 자동으로 선택하여 사용자의 편의를 도모하고, 오작동을 방지하며, 비가공시간 감소에 따라 생산성을 극대화하고, 공작기계의 안전성과 신뢰성을 향상할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

1 : 공작기계,
100, 110 : 복수의 장비,
200 : 하우징부, 300 : 조작부,
400 : 지지부, 500 : 제어부,
510 : 감지부, 520 : 메모리부,
530 : 선택부, 540 : 전환부,
550 : 보정부.

Claims (13)

1. 독립적으로 운영되는 복수의 장비;
   상기 복수의 장비가 설치되는 공간을 형성하는 하우징부;
   상기 복수의 장비 중에서 1개 이상의 장비의 운영상태를 조작하는 조작부;
   상기 조작부의 위상을 감지하는 감지부; 및
   상기 감지부에서 감지되는 상기 조작부의 위상에 따라 상기 복수의 장비 중에 상기 조작부에서 조작할 장비를 선택하는 것을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 조작부의 위치에 따라 상기 복수의 장비 중에 상기 조작부에서 조작할 1개의 장비를 선택하기 위한 데이터를 저장하는 메모리부;
   상기 감지부에서 센싱된 데이터와 상기 메모리부에 저장된 데이터를 통해 상기 복수의 장비 중에서 상기 조작부에서 조작할 장비를 결정하는 선택부; 및
   상기 선택부의 선택 결과에 따라 상기 조작부에서 조작할 장비로 전환하는 전환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 조작부는 상기 하우징부에 대해 제1 방향 위치가 변경되도록 이동 가능하게 설치되고,
   상기 감지부는 상기 조작부의 제1 방향 위치 변화를 감지하도록 상기 하우징부에 설치되는 제1 센서부;를 포함하며,
   상기 제어부는 상기 조작부의 제1 방향 위치데이터에 따라 상기 복수의 장비 중에 상기 조작부에서 조작할 장비의 선택을 제어하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 조작부는 상기 하우징부에 대해 선회 가능하게 설치되고,
   상기 감지부는 상기 조작부의 선회각도를 감지하도록 상기 하우징부 또는 상기 조작부에 설치되는 제2 센서부;를 포함하며,
   상기 제어부는 상기 조작부의 선회데이터에 따라 상기 복수의 장비 중에 상기 조작부에서 조작할 장비의 선택을 제어하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 메모리부는,
   상기 복수의 장비의 종류, 길이, 구동 프로그램, 선택 우선순위 데이터를 저장하는 기본데이터 저장부;
   상기 복수의 장비중에 상기 조작부에서 조작할 장비 선택을 위한 위치범위에 대한 데이터를 저장하는 위치데이터 저장부;
   상기 복수의 장비중에 상기 조작부에서 조작할 장비 선택을 위한 선회각도범위에 대한 데이터를 저장하는 선회데이터 저장부;
   상기 감지부에서 감지된 상기 조작부의 위상데이터를 저장하는 센싱데이터 저장부; 및
   상기 조작부에서 현재 선택되어 조작중인 장비에 대한 데이터를 저장하는 실시간데이터 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 선택부는,
   상기 센싱데이터 저장부에 저장된 상기 조작부의 변경된 제1 위치와 상기 위치데이터 저장부에 저장된 데이터를 비교하여 상기 복수의 장비 중에 조작할 장비를 임시로 선정하는 제1 비교부;
   상기 센싱데이터 저장부에 저장된 상기 조작부의 선회각도를 상기 선회데이터 저장부에 저장된 데이터와 비교하여 상기 복수의 장비 중에 조작할 장비를 임시로 선정하는 제2 비교부;
   상기 제1 비교부와 상기 제2 비교부의 비교결과 임시로 선정된 상기 복수의 장비 중에 상기 조작부에서 조작할 장비가 서로 상이한지 여부를 판단하는 판단부; 및
   상기 판단부의 판달결과 임시로 선정된 상기 복수의 장비 중에 조작할 장비가 서로 상이한 경우에 상기 기본데이터 저장부에 저장된 선택 우선순위 데이터에 따라 선정 우선순위를 분석하고, 상기 실시간 데이터 저장부에 저장된 데이터와 비교분석을 통해 상기 조작부에서 조작할 장비를 최종적으로 선택하는 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 선택부와 상기 전환부를 통해 상기 조작부에서 조작할 장비 선택시에 상기 조작부의 제1 위치와 선회각도를 실시간으로 저장하고, 실시간으로 저장된 상기 조작부의 제1 위치와 선회각도와 상기 센싱데이터 저장부에 저장된 데이터를 비교하여 상기 제1 비교부와 상기 제2 비교부의 비교결과를 보정하는 보정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
   
8. 제2항에 있어서,
   일단이 상기 하우징부에 연결되고, 타단이 상기 조작부에 연결되는 지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
   
9. 제2항에 있어서,
   상기 조작부는,
   상기 하우징부 또는 상기 지지부에 대해 선회 가능하게 설치되는 본체부;
   상기 복수의 장비 중에서 선택된 장비의 운영상태를 표시하기 위해 상기 본체부에 설치되는 표시부; 및
   상기 복수의 장비 중에서 상기 조작부에서 조작할 장비를 임의로 선택할 수 있는 버튼부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
   
10. 제5항에 있어서,
    상기 위치데이터 저장부에는 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 제1 방향 위치 변화에 따라 제1 위치 범위, 제2 위치 범위, 및 제3 위치 범위가 저장되고,
    제1 센서부가 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 상기 조작부의 제1 방향 위치 변화의 감지결과 제1 위치범위에 해당하는 경우에는 상기 복수의 장비중에서 제1 장비를 선택하여 표시부에 표시하고,
    제1 센서부가 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 상기 조작부의 제1 방향 위치 변화의 감지결과 제2 위치범위에 해당하는 경우에는 상기 복수의 장비중에서 제2 장비를 선택하여 표시부에 표시하며,
    제1 센서부가 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 상기 조작부의 제1 방향 위치 변화의 감지결과 제3 위치범위에 해당하는 경우에는 상기 복수의 장비중에서 기존에 선택된 장비를 유지하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
    
11. 제5항에 있어서,
    상기 선회데이터 저장부에는 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 선회각도 변화에 따라 제1 위치 범위, 제2 위치 범위, 및 제3 위치 범위가 저장되고,
    제2 센서부가 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 선회각도 변화의 감지결과 제1 위치범위에 해당하는 경우에는 상기 복수의 장비중에서 제1 장비를 선택하여 표시부에 표시하고,
    제2 센서부가 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 선회각도 변화의 감지결과 제2 위치범위에 해당하는 경우에는 상기 복수의 장비중에서 제2 장비를 선택하여 표시부에 표시하며,
    제2 센서부가 상기 조작부의 상기 하우징부에 대한 상기 조작부의 제1 방향 위치 변화의 감지결과 제3 위치범위에 해당하는 경우에는 상기 복수의 장비중에서 기존에 선택된 장비를 유지하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
12. 독립적으로 운영되는 복수의 장비 중에서 조작부에서 조작할 장비를 선택하기 위한 데이터를 메모리부에 저장하는 단계;
    상기 조작부의 위치와 선회 각도를 센싱하는 단계;
    상기 조작부의 이동에 따른 센싱데이터 저장부에 저장된 센싱데이터와 상기 메모리부에 저장된 데이터를 비교하여 상기 복수의 장비 중에 조작할 장비를 선택하는 단계; 및
    선택 결과에 따라 상기 조작부에서 조작할 장비로 전환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 제어방법.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 장비 중 조작할 장비를 선택하는 단계는,
    상기 센싱데이터 저장부에 저장된 상기 조작부의 변경된 제1 위치 데이터와 위치데이터 저장부에 저장된 데이터를 비교하여 상기 복수의 장비 중에 조작할 장비를 임시로 선정하는 제1 임시선정 단계;
    상기 센싱데이터 저장부에 저장된 상기 조작부의 선회각도 데이터를 선회데이터 저장부에 저장된 데이터와 비교하여 상기 복수의 장비 중에 조작할 장비를 임시로 선정하는 제2 임시선정 단계;
    상기 제1 임시선정 단계와 상기 제2 임시선정 단계에서 각각 임시로 선정된 상기 복수의 장비 중에 상기 조작부에서 조작할 장비가 서로 상이한지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단하는 단계의 판달결과 임시로 선정된 상기 복수의 장비 중에 상기 조작부에서 조작할 장비가 서로 상이한 경우에 상기 메모리부에 저장된 선택 우선순위 데이터에 따라 선정 우선순위를 분석하고, 상기 실시간 데이터 저장부에 저장된 데이터와 비교분석을 통해 상기 조작부에서 조작할 장비를 최종적으로 선택하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 제어방법.

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