KR20210122613A - 공작기계의 척킹장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제어부에 의해 가공프로그램에 따라 공작물의 가공조건, 특히 공작물의 가공종류에 따라 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 실시간으로 다양하게 압력조절부로 가변한후에 유압의 세기가 실시간으로 변경된 유압을 방향조절부를 통해 척실린더에 공급함에 따라 공작물에 가해지는 척의 클램핑력을 공작물의 가공조건에 따라 다양하게 가변하여 공작물 가공시에 공작물에 변형을 최소화하여 불량품 발생 감소 및 자원낭비를 방지하고, 가공정밀도를 향상하여 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화하며, 비가공 시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 증대하고, 척킹장치의 소형화를 통해 공간활용도를 극대화하며, 척킹장치의 제조비용과 유지비용을 절감하며, 작업자의 편의를 도모할 수 있는 공작기계의 척킹장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

Description

공작기계의 척킹장치 및 이의 제어방법{Chucking device of machine tool and method for controlling the same}
본 발명은 공작기계의 척킹장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작물의 다양한 가공조건에 따라 공작물에 가해지는 척의 클램핑력을 공작물을 한번 클램핑한 상태에서 실시간으로 가변하여 공작물에 변형을 감소하고, 가공정밀도를 향상할 수 있는 공작기계의 척킹장치 및 이의 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, 복합가공기 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.
공작기계 중 복합가공기란 선삭가공과 드릴, 탭핑, 밀링가공 등 가공형태가 다양한 가공을 수행하는 다기능의 자동공구교환장치(ATC)와 공구 매거진이 장착된 터닝센터를 의미한다. 복합가공기에서 작업자가 가공에 필요한 공구를 로딩하거나 교환시에 공구를 수동으로 공구 매거진에 장착한다.
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.
또한, 일반적으로 공작기계는 가공방법에 따라 크게 터닝센터(TURNING CENTER)와 머시닝센터(MACHINING CENTER)로 분류된다. 일반적으로 터닝센터는 공작물이 회전하고, 머시닝센터는 공구가 회전하면서 공작물의 가공이 수행된다.
일반적으로 이중 선반이라고도 칭하는 터닝센터, 일반적인 NC선반, 머시닝센터와 같은 공작기계에서 공작물을 가공하기 위해서는 스핀들 앞단의 척에 공작물을 먼저 클램핑시킨후에 스핀들을 고속으로 회전시키면서 터렛에 구비된 공구 또는 스핀들에 장착된 공구를 이용하여 공작물을 원하는 형상으로 가공하게 된다.
공작기계는 일반적으로 황삭과 정삭, 선삭과 밀링으로 가공종류가 구분된다. 또한, 가공되는 공작물의 경도에 따라 공작물의 종류가 알루미늄과 같은 연소재, 티타늄과 같은 난삭소재, 철과 같은 강소재로 구분할 수 있다.
일반적으로 가공정밀도를 향상하고, 공작물의 변형을 감소하기 위해서 공작물의 가공종류와 공작물의 종류에 따른 공작물의 가공조건에 따라 척에 의한 공작물의 클램핑력(clamping power)을 가변하여 가공하는 것이 효과적이다.
그러나, 종래 공작기계의 척킹장치 및 이의 제어방법은 공작물의 가공조건에 따라 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 수시로 가변하지 못함에 따라 가공정밀도가 저하되고, 공작물의 변형이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 종래 공작기계의 척킹장치 및 이의 제어방법은 공작물의 변형이나 가공정밀도 감소에 따라 가공조건에 따라 불량품 발생이 증가하여 공작기계의 생산성이 감소하고, 자원낭비를 초래하며, 공작기계의 신뢰성과 안정성이 감소하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래 공작기계의 척킹장치 및 이의 제어방법은 공작기계의 공작물 종류에 따라 2개의 정해진 유압을 변경하여 클램핑력을 2개의 유압으로 조절하였다.
그러나 이처럼, 종래 오직 기 설정된 2개의 유압 가변이 가능한 공작기계의 척킹장치 및 이의 제어방법은 단지 기존에 정해진 2개의 압력만으로 유압을 조절하여 다양한 가공조건에 따라 공작물의 클램핑력을 실시간으로 변경하지 못해 가공정밀도가 저하되고, 알루미늄과 같은 연소재의 경우 공작물의 변형을 막지 못해 자원낭비가 초래되고, 생산성이 감소하는 문제가 여전히 존재하였다.
또한, 종래 오직 기 설정된 2개의 유압 가변이 가능한 공작기계의 척킹장치 및 이의 제어방법은 척에 공작물이 클램핑된 상태에서 실시간으로 공작물의 클램핑력을 가변하지 못함에 따라 공작물에 가해지는 클램핑력을 조절하기 위한 셋팅 시간이 많이 소요되어 생산성이 저하되고, 공작기계의 신뢰성과 안정성이 감소하며, 작업자의 불편을 초래하는 문제점이 있었다.
더욱이, 종래 오직 기 설정된 2개의 유압 가변이 가능한 공작기계의 척킹장치 및 이의 제어방법은 장치가 복잡하여 제조비용과 제조시간이 증가하고, 소형화를 도모할 수 없어 공간활용도가 감소하며, 유지보수 시간이 증가하여 사용자의 부담을 초래하는 문제점이 있었다.
대한민국 실용신안공개공보 제20-1998-0022204호 대한민국 실용신안공개공보 제20-1999-0015254호 대한민국 특허공개공보 제10-2012-0130666호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제어부에 의해 가공프로그램에 따라 공작물의 가공조건, 특히 공작물의 가공종류에 따라 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 실시간으로 다양하게 압력조절부로 가변한 후에 유압의 세기가 실시간으로 변경된 유압을 방향조절부를 통해 척실린더에 공급함에 따라 공작물에 가해지는 척의 클램핑력을 공작물의 가공조건에 따라 다양하게 가변하여 공작물 가공시에 공작물에 변형을 최소화하여 불량품 발생 감소 및 자원낭비를 방지하고, 가공정밀도를 향상하여 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화하며, 비가공 시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 증대하고, 척킹장치의 소형화를 통해 공간활용도를 극대화하며, 척킹장치의 제조비용과 유지비용을 절감하며, 작업자의 편의를 도모할 수 있는 공작기계의 척킹장치 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치는 척과 척킹실린더를 포함하는 공작기계의 척킹장치에 있어서 상기 척킹실린더를 작동하여 상기 척으로 공작물을 클램핑 또는 언클램핑하기 위해 유압을 공급하는 제1 유압공급라인; 상기 제1 유압공급라인과 연통 설치되어 제1 유압공급라인으로부터 공급되는 유압의 세기를 가변하는 압력조절부; 상기 압력조절부와 연통 설치되어 상기 압력조절부에서 배출된 유압을 전달하는 제2 유압공급라인; 상기 제2 유압공급라인과 연통 설치되어 상기 척킹실린더에 공급되는 유압의 방향을 조절하는 방향조절부; 상기 방향조절부와 연통 설치되어 상기 방향조절부에서 배출된 유압을 상기 척킹실린더로 공급하는 제3 유압공급라인; 상기 압력조절부 및 상기 방향조절부와 연통 설치되어 상기 압력조절부 또는 상기 방향조절부로부터 배출되는 유압을 회수하는 회수라인; 및 상기 압력조절부에서 배출되는 유압의 세기를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 공작물의 가공조건에 따라 상기 압력조절부에서 배출되는 유압의 세기를 변경하여 상기 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 가변할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 척킹장치는 상기 제2 유압공급라인 및 상기 압력조절부와 연통 설치되어 상기 제어부에 의해 상기 압력조절부에서 가변되어 배출되는 유압의 세기를 검출하는 압력검출부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 척킹장치의 상기 제어부는 가공프로그램, 최대유압세기, 최소유압세기, 공작물의 가공종류, 및 공작물의 종류에 대한 데이터를 저장하는 메모리부; 상기 척에 공작물의 클램핑 유무를 확인하는 확인부; 상기 확인부의 확인결과 및 상기 메모리부에 저장된 데이터를 통해 상기 척에 클램핑된 공작물의 종류와 공작물의 가공종류를 판단하는 판단부; 상기 메모리부에 저장된 데이터, 상기 확인부의 확인결과, 및 상기 판단부의 판단결과에 따라 상기 공작물의 가공종류 또는 상기 공작물의 종류에 따라 상기 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 가변하기 위해 상기 압력조절부에서 배출되는 유압의 세기를 계산하는 계산부; 및 상기 계산부의 계산결과에 따라 상기 압력조절부에서 가변된 유압 세기로 유압을 배출하도록 가변신호를 출력하는 지령부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 척킹장치의 상기 제어부는 상기 압력검출부에서 검출된 유압의 세기에 대한 피드백 데이터를 실시간으로 저장하고, 상기 피드백 데이터와 상기 계산부의 계산결과를 비교하여 상기 압력조절부에서 가변된 유압의 세기의 정상가변 유무를 분석하는 분석부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 척킹장치는 상기 제2 유압공급라인과 연통 설치되어 상기 제2 유압공급라인의 압력을 표시하는 압력게이지부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 척킹장치의 상기 제어부는 상기 메모리부, 상기 확인부, 상기 판단부, 상기 계산부, 상기 분석부, 및 상기 압력게이지부의 결과를 표시하는 표시부; 및 상기 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력 자동조절모드를 선택하는 선택부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 제어방법은 척실린더에 공급되는 유압에 의해 작동하는 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 공작물의 가공조건에 따라 가변하기 위해 가공프로그램, 최대유압세기, 최소 유압세기, 공작물의 가공종류, 및 공작물의 종류에 대한 데이터를 저장하는 하는 단계; 상기 척에 공작물의 클램핑 유무를 확인하는 단계; 상기 확인결과 및 기저장된 데이터에 의해 상기 척에 클램핑된 공작물의 종류와 공작물의 가공종류를 판단하는 단계; 상기 확인결과, 상기 판단결과, 및 기저장된 데이터에 의해 상기 척에 클램핑된 상기 공작물의 가공종류 또는 상기 공작물의 종류에 따라 상기 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 가변하기 위해 압력조절부에서 배출되는 유압을 세기를 계산하는 단계; 및 상기 계산 결과에 따라 상기 압력조절부에 가변신호를 전달하여 상기 압력조절부에서 배출되는 유압의 세기를 가변하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 제어방법의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 척킹장치의 제어방법은 상기 지령 단계 이후에 압력검출부에서 검출된 유압의 세기에 대한 피드백 데이터를 실시간으로 저장하고, 상기 피드백 데이터와 상기 계산 결과를 비교하여 상기 압력조절부에서 가변된 유압의 세기의 정상가변 유무를 분석하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 제어방법의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 척킹장치의 제어방법은 상기 분석 단계 이후에 상기 확인 결과, 상기 판단 결과, 상기 계산 결과, 및 상기 분석 결과를 표시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 제어방법의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 척킹장치의 제어방법은 상기 표시 단계 이후에 상기 분석 결과 이상이 있는 경우 알람을 발생하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치 및 이의 제어방법은 제어부에 의해 가공프로그램에 따라 공작물의 가공조건, 특히 공작물의 가공종류에 따라 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 실시간으로 다양하게 압력조절부로 가변한 후에 유압의 세기가 실시간으로 변경된 유압을 방향조절부를 통해 척실린더에 공급함에 따라 공작물에 가해지는 척의 클램핑력을 공작물의 가공조건에 따라 다양하게 가변하여 공작물 가공시에 공작물에 변형을 최소화하여 불량품 발생 감소 및 자원낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치 및 이의 제어방법은 공작물이 척에 클램핑된 상태에서 공작물의 가공조건에 따라 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 실시간으로 가변함에 따라 공작물의 가공정밀도를 향상하고, 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치 및 이의 제어방법은 공작물의 변형을 최소화하고 공작물의 가공정밀도를 향상하여 공작물 교체 또는 클램핑력 조절과 같은 비가공 시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 향상하고, 제어부에 의해 별도의 추가적인 유압라인 없이 실시간으로 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 실시간으로 조절하여 척킹장치의 소형화를 통해 공간활용도를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
게다가, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치 및 이의 제어방법은 제어부를 통한 유압의 세기를 가변함에 따라 척킹장치의 제조비용과 유지비용을 절감하고, 작업자의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 유압회로도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 제어부의 구성에 대한 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 제어방법의 절차도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 공작기계의 척킹장치 및 이의 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 척킹장치의 유압회로도를 나타내고, 도 2는 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 제어부의 구성에 대한 블록도를 나타낸다. 도 3은 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 제어방법의 절차도를 나타낸다.
도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 척킹장치(1)를 설명한다. 도 1 내지 도 2에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 척킹장치(1)는 제1 유압공급라인(10), 압력조절부(20), 제2 유압공급라인(30), 방향조절부(60), 제3 유압공급라인(70), 회수라인(80), 및 제어부(90)를 포함한다.
척(2)은 조에 척킹된 공작물(4)을 척킹실린더(3)에 공급되는 유압에 의해 클램핑 또는 언클램핑한다. 즉, 척(2)은 척킹실린더(3)에 공급되는 유압의 방향에 따라 전후진 이동하고, 이러한 척킹실린더의 수평방향 이동에 의해 공작물을 클램핑또는 언클램핑한다. 구체적으로, 도 1에서 유압이 방향조절부(60)를 통해 제3 유압공급라인(70)의 A라인으로 공급되면 조가 공작물을 향하는 방향으로 이동하여 공작물(4)을 클램핑한다. 이와 반대로 유압이 방향조절부(60)를 통해 제3 유압공급라인(70)의 B라인으로 공급되면 조가 공작물에서 멀어지는 방향으로 이동하여 공작물(4)을 언클램핑한다.
도면에 도시되지는 않았지만 척은 스핀들에 연결되고, 스핀들은 척과 척에 클램핑된 공작물을 회전시킨다. 이러한 스핀들은 빌트인 서보모터 또는 벨트나 체인 구동 방식의 서보모터에 의해 회전한다.
제1 유압공급라인(10)은 척킹실린더(3)를 작동하여 척(2)으로 공작물(4)을 클램핑 또는 언클램핑하기 위해 유압을 공급한다. 도면에 도시되지는 않았지만, 제1 유압공급라인은 유압탱크와 연결되고, 유압탱크는 제어부의 신호에 의해 유압탱크에 저장된 유압을 펌프와 같은 유압발생수단을 통해 제1 유압공급라인에 공급한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 이러한 유압발생수단은 가변용량 유압펌프로 형성될 수 있다. 결국 제1 유압공급라인(10)의 일측은 유압탱크와 연결되고, 타측은 압력조절부와 연결되어 유압탱크에 저장된 유압을 압력조절부로 공급한다.
압력조절부(20)는 제1 유압공급라인(20)과 연통 설치되어 제1 유압공급라인(10)으로부터 공급되는 유압의 세기를 제어부의 가변신호에 의해 가변한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 이러한 압력조절부(20)는 전류값에 따라 유량을 변경하는 형태로 형성될 수 있다. 바람직하게는 압력조절부(20)는 비례감압밸브로 형성될 수 있다.
제2 유압공급라인(30)은 압력조절부(20)와 연통 설치되어 압력조절부에서 배출된 유압을 방향조절부(60)로 전달한다.
방향조절부(60)는 제2 유압공급라인(30)과 연통 설치되어 척킹실린더(3)에 공급되는 유압의 방향을 조절한다. 즉, 방향조절부(60)는 제어부의 신호에 따라 스풀의 위치를 절환(a위치 또는 b위치)하여 척킹실린더에 공급되는 유압의 방향을 조절한다. 구체적으로, 제어부의 신호에 따라 방향조절부의 스풀이 b위치로 이동하면 복관으로 형성되는 제3 유압공급라인의 B라인을 따라 척킹실린더로 유압이 공급되어 척킹실린더가 전진(도 1에서 우측방향)하여 척의 조가 공작물의 중심으로부터 서로 멀어지도록 이동하여 공작물을 언클램핑한다. 이와 반대로, 제어부의 신호에 따라 방향조절부의 스풀이 a위치로 이동하면 복관으로 형성되는 제3 유압공급라인의 A라인을 따라 척킹실린더로 유압이 공급되어 척킹실린더가 후진(도 1에서 좌측방향)하여 척의 조가 공작물의 중심을 향하여 서로 인접하도록 이동하여 공작물을 클램핑한다.
제3 유압공급라인(70)은 방향조절부(60)와 연통 설치되어 방향조절부에서 배출된 유압을 척킹실린더(3)로 공급한다. 제3 유압공급라인은 복관으로 형성된다. 즉, 제3 유압공급라인(70)은 방향조절부의 a위치와 연결되는 B라인(공작물의 언클램핑)과 방향조절부의 b위치와 연결되는 A라인(공작물의 클램핑)의 복관 형태로 형성된다.
이처럼, 방향조절부(60)는 제어부의 신호에 따라 스풀의 위치를 절환(a위치 또는 b위치)하여 척킹실린더에 공급되는 유압의 방향을 조절한다. 구체적으로, 제어부의 신호에 따라 방향조절부의 스풀이 b위치로 이동하면 복관으로 형성되는 제3 유압공급라인의 B라인을 따라 척킹실린더로 유압이 공급되어 척킹실린더가 전진(도 1에서 우측방향)하여 척의 조가 공작물의 중심으로부터 서로 멀어지도록 이동하여 공작물을 언클램핑한다. 이와 반대로, 제어부의 신호에 따라 방향조절부의 스풀이 a위치로 이동하면 복관으로 형성되는 제3 유압공급라인의 A라인을 따라 척킹실린더로 유압이 공급되어 척킹실린더가 후진(도 1에서 좌측방향)하여 척의 조가 공작물의 중심을 향하여 서로 인접하도록 이동하여 공작물을 클램핑한다.
회수라인(80)은 압력조절부(20) 및 방향조절부(60)와 연통 설치되어 압력조절부 또는 방향조절부로부터 배출되는 유압을 회수한다. 도면에 도시되지는 않았지만, 회수라인도 복관으로 형성되어 1개의 라인의 일측은 압력조절부(20)와 연통되고, 타측은 유압탱크와 연결된다. 또한, 다른 1개의 회수라인의 일측은 방향조절부와 연통되고, 타측은 유압탱크와 연결된다. 이에 따라 회수라인은 압력조절부 또는 방향조절부로부터 배출된 유압을 유압탱크로 전달한다. 즉, 제어부의 가변신호에 의해 압력이 가변된 후에 압력조절부를 통해 배출되고 남은 유압은 회수라인을 통해 회수되어 유압탱크로 유동한다. 또한, 방향조절부를 통해 척킹실린더에 A라인 또는 B라인을 통해 공급된 후에 회수라인을 통해 유압탱크로 회수되어 유압을 순환시켜 사용함에 따라 유지비용과 시간을 절감한다.
제어부(90)는 압력조절부에서 배출되는 유압의 세기를 제어한다. 즉, 제어부(90)는 공작물의 가공조건에 따라 압력조절부(20)에서 배출되는 유압의 세기를 실시간으로 변경하여 척(2)에 클램핑된 공작물의 클램핑력(clamping power)을 가변시킨다. 즉, 제어부(90)는 가공프로그램에 따라 현재 공작물의 종류를 1차적으로 확인하고, 바로 다음 단계에서 수행될 공작물의 가공종류에 따른 공작물의 가공조건에 따라 압력조절부에서 배출되는 유압의 세기를 실시간으로 변경하여 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 가변한다. 구체적으로 예를 들어 바로 직전에 수행된 가공이 정삭에 선삭이었다가 다음 단계에서 수행될 가공이 황삭에 선삭인 경우에 공작물의 클램핑력을 증대시키도록 압력조절부에서 유압의 세기를 실시간으로 변경한다.
또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 제어부는 공작물 절단확인 장치는 PLC를 포함한다.
제어부는 NC(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control)를 포함하고, 각종 수치 제어 프로그램이 내장되어 있다. 즉, 제어부에는 압력발생수단, 압력조절부, 방향조절부, 스핀들, 공구교환의 구동프로그램 등이 내장되고, 제어부의 구동에 따라 해당 프로그램이 자동으로 로딩되어 작동한다. 또한, 제어부는 PLC 및 압력검출부, 압력발생수단, 압력조절부, 스핀들, 방향조절부, 압력게이지부와 소정의 프로토콜에 의해 통신을 수행한다.
또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 이러한 제어부는 주조작부를 포함하고, 이러한 주조작부는 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, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 주조작부는 공작기계의 하우징, 케이스, 또는 일측에 설치되어 다양한 기능스위치 또는 버튼과 각종 정보를 표시할 수 있는 모니터를 구비한다.
PLC(Programmable Logic Controller)는 스핀들, 압력발생수단, 압력조절부, 압력조절부, 압력검출부 등과 소정의 프로토콜에 의한 통신을 수행하고, 이러한 통신을 통해 제어명령을 행하는 기능을 수행한다. 즉, PLC는 제어부의 수치 제어 프로그램에 따라 스핀들, 압력발생수단, 압력조절부, 압력조절부, 압력검출부를 구동시킨다.
따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치는 공작물의 가공조건, 특히 공작물의 가공종류에 따라 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 실시간으로 다양하게 압력조절부로 가변한후에 유압의 세기가 실시간으로 변경된 유압을 방향조절부를 통해 척실린더에 공급함에 따라 공작물에 가해지는 척의 클램핑력을 공작물의 가공조건에 따라 다양하게 가변하여 공작물 가공시에 공작물에 변형을 최소화하여 불량품 발생 감소 및 자원낭비를 방지하고, 공작물의 가공정밀도를 향상하고, 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화할 수 있다.
도 1에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치(1)는 압력검출부(40) 또는 압력게이지부(50)를 더 포함할 수 있다.
압력검출부(40)는 제2 유압공급라인(30) 및 압력조절부(20)와 연통 설치되어 제어부(90)에 의해 압력조절부에서 가변되어 배출되는 유압의 세기를 검출한다. 즉, 압력검출부(40)는 압력트랜스미터로 형성되어 제어부의 가변신호에 의해 제1 유압공급라인을 통해 공급된 유압의 세기가 압력조절부(20)에서 가변되어 배출될 때에 가변된 유압의 세기를 실시간으로 검출하고, 검출된 유압의 피드백하여 제어부로 전송한다. 압력검출부를 통해 실시간으로 제어부의 가변신호에 의해 압력조절부에서 가변되는 유압의 세기를 체크하여 장비의 신뢰성과 안정성을 향상하고, 사용자의 안전을 보장하며, 공작물 손상을 방지하고, 가공정밀도를 증대시킬 수 있다.
압력게이지부(50)는 제2 유압공급라인(30)과 연통 설치되어 제2 유압공급라인을 유동하는 유압의 압력을 표시한다. 즉, 압력게이지부(50)는 표시부와 별도로 제2 유압공급라인을 유동하는 유압의 압력을 표시하여 사용자나 작업자가 직관적이고 신속하게 압력조절부를 통해 가변된 유압의 세기를 확인하여 장비의 오작동을 방지하고 신뢰성을 향상하고, 가공정밀도를 극대화할 수 있다.
도 2에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치(1)의 제어부(90)는 메모리부(91), 확인부(92), 판단부(93), 계산부(94), 및 지령부(95)를 포함한다.
메모리부(91)는 공작물의 가공프로그램, 압력탱크에 설치되는 압력발생수단에 의해 제1 유압공급라인으로 공급되는 유압의 최대유압세기, 압력탱크에 설치되는 압력발생수단에 의해 제1 유압공급라인으로 공급되는 유압의 최소유압세기, 공작물의 가공종류, 및 공작물의 종류에 대한 데이터를 저장한다. 최대유압세기를 통해 공작기계의 작동중 공작물이 손상되거나 공작기계의 오작동을 방지하고, 최소유압세기를 통해 공작물의 클램핑시에 공작물이 낙하하여 손상되는 것을 방지한다. 또한, 최소유압세기는 척에 공작물이 클램핑된 상태를 유지하기 위한 최소한의 유압세기로서 이를 통해 제어부의 가변신호에 의해 압력조절부에서 배출되는 유압의 세기를 조절할 때에도 최소유압세기보다 큰 압력으로 가변되어 제2 유압공급라인으로 배출된다. 이러한 메모리부(91)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기일 수 있고, 인터넷(internet)상에서 저장부(410)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)일 수도 있다. 메모리부(91)에 공작물의 가공조건에 따라 상기 압력조절부에서 배출되는 유압의 세기를 변경하여 상기 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 가변하기 위한 각종 데이터를 저장하는 작업은 작업자가 제어부 또는 주조작부를 통해 수행할 수 있고, 프로그램 형태로 PLC에 저장할 수도 있다.
또한, 메모리부(91)에 저장되는 공작물의 가공종류는 다양한 형태로 구분하여 저장될 수 있다. 예를 들어 황삭과 정삭, 선삭과 밀링으로만 2가지 형태로 구분하여 저장할 수도 있고, 황삭에 선삭, 황삭에 밀링, 정삭에 선삭, 정삭에 밀링으로 4가지 형태로 구분하여 저장할 수도 있다. 이때에 유압의 압력의 세기는 황삭에 선삭(P1)이 가장 크고, 다음이 황삭에 밀링(P2), 그 후가 정삭에 선삭(P3), 가장 유압의 세기가 작은 형태는 정삭에 밀링(P4)이 된다.(P1 > P2 > P3 > P4)
또한, 메모리부(91)에 저장되는 공작물의 종류는 공작물의 소재에 따라 다양한 형태로 구분하여 저장될 수 있다. 예를 들어 알루미늄과 같은 연소재(M1), 티타늄과 같은 난삭소재(M2), 철과 같은 강소재(M3)로 구분할 수 있다. 이때에 공작물의 클램핑시에 클램핑력의 세기, 즉 압력조절부를 통해 배출되는 유압의 세기는 난삭소재가 가장 크고, 다음이 강소재, 마지막이 연소재가 된다.(M2 > M3 > M1)
확인부(92)는 척에 공작물의 클램핑 유무를 확인한다. 즉, 확인부(92)는 척에 공작물이 클램핑되었는지를 확인하여 공작물이 클램핑된 상태에서 공작물의 가공조건에 따라 공작물의 클램핑력을 실시간으로 가변할 수 있게 한다.
판단부(93)는 확인부의 확인결과 및 메모리부에 저장된 데이터를 통해 척에 클램핑된 공작물의 종류와 공작물의 가공종류를 판단한다. 즉, 판단부(93)는 척에 공작물이 클램핑된 경우에 공작물의 종류가 연소재(M1)인지 난삭소재(M2)인지 강소재(M3)인지 판단한다. 또한, 척에 공작물이 클램핑된 경우에 공작물의 가공프로그램에 따라 바로 다음에 수행하는 공작물의 가공종류가 황삭에 선삭(P1)인지 황삭에 밀링(P2)인지 정삭에 선삭(P3)인지 정삭에 밀링(P4)인지 판단한다.
계산부(94)는 메모리부에 저장된 데이터, 확인부의 확인결과, 및 판단부의 판단결과에 따라 공작물의 가공종류 또는 공작물의 종류에 따라 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 가변하기 위해 압력조절부에서 배출되는 유압을 세기를 계산한다. 즉, 계산부(94)는 압력조절부를 통해 제1 유압공급라인에서 공급된 유압의 세기를 증가시키거나 감소시키기 위해 현재 압력조절부를 통해 배출되어 제2 유압공급라인을 통해 방향조절부로 전달되는 유압의 세기를 계산한다.
지령부(95)는 계산부의 계산결과에 따라 압력조절부에서 가변된 유압 세기로 유압을 배출하도록 가변신호를 출력하여 압력조절부에 전달한다. 즉, 지령부(95)에서 전달되는 가변신호에 의해 압력조절부(20)는 유압의 세기를 변경한다. 구체적으로 지령부(95)에서 전달된 전류신호에 의한 전류값에 따라 압력조절부의 개폐밸브량을 가변하여 유압의 세기를 조절한다.
이처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치는 제어부에 의해 가공프로그램에 따라 공작물의 가공조건, 특히 공작물의 가공종류에 따라 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 실시간으로 다양하게 압력조절부로 가변한후에 유압의 세기가 실시간으로 변경된 유압을 방향조절부를 통해 척실린더에 공급함에 따라 공작물에 가해지는 척의 클램핑력을 공작물의 가공조건에 따라 다양하게 가변하여 공작물 가공시에 공작물에 변형을 최소화하여 불량품 발생 감소 및 자원낭비를 방지하고, 공작물의 가공정밀도를 향상하고, 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화하며, 척킹장치의 소형화를 통해 공간활용도를 극대화하고, 척킹장치의 제조비용과 유지비용을 절감하고, 작업자의 편의를 도모할 수 있다.
도 2에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치(1)의 제어부(90)는 분석부(96) 및/또는 표시부(97) 및/또는 선택부(98)를 포함한다.
분석부(96)는 압력검출부(40)에서 검출된 유압의 세기에 대한 피드백 데이터를 실시간으로 저장하고, 검출된 피드백 데이터와 계산부의 계산결과 및 최대유압세기와 최소유압세기를 상호 비교하여 압력조절부에서 가변된 유압의 세기의 정상가변 유무를 분석하고 이상이 있는 경우 알람을 발생한다. 이러한 알람은 경광등, 사이렌과 같이 다양한 형태로 필요에 따라 변경할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치는 분석부를 통해 압력조절부에서 가변된 유압의 세기가 실제 가공조건에 따라 정확하게 가변되었는지를 실시간으로 분석하고 비교하여 이상이 있는 경우 알람을 발생하여 공작기계의 오작동을 방지하고, 공작물이나 각종 장비가 손상되는 것을 예방하여 가공비용을 절감하고, 작업자의 편의를 도모하고, 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
표시부(97)는 메모리부, 확인부, 판단부, 계산부, 분석부, 및/또는 압력게이지부의 결과와 후술하는 선택부의 선택결과를 실시간으로 표시하여 사용자의 편의성을 향상할 수 있다. 이러한 표시부(97)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 표시부(97)는 공작물의 가공조건에 따라 상기 압력조절부에서 배출되는 유압의 세기를 변경하여 상기 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 가변하기 위한 각종 공작물 종류 또는 공작물의 가공종류 또는 가공프로그램 정보나 사용자의 조작 명령을 입력받고 입력받은 조작명령이나 공작물 가공조건 정보 PLC, 제어부로 출력할 수 있는 터치스크린 형태로 형성될 수 있다.
또한, 표시부(97)는 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, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 표시부는 공작기계의 하우징, 케이스, 또는 일측에 설치되어 다양한 기능스위치 또는 버튼과 각종 정보를 표시할 수 있다.
선택부(98)는 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력 자동조절모드를 선택하는 기능을 수행한다. 구체적으로 선택부(98)는 표시부(97) 등에 버튼 형태로 형성되어 사용자가 버튼 조작을 통해 공작물의 클램핑력 자동조절모드 기능을 수행하면, 제어부에 의해 클램핑된 공작물의 가공종류 또는 공작물의 종류와 같은 공작물의 가공조건에 따라 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 자동으로 가변한다. 반대로 사용자가 버튼 조작을 통해 공작물의 클램핑력 자동조절모드 기능을 수행하지 않으면 클램핑력 자동조절모드 기능이 않고 초기 설정된 값이나 이전에 수행된 클램핑력으로 공작물을 클램핑한 상태에서 가공이 진행된다. 이처럼, 사용자가 필요에 따라 공작물의 가공조건에 따라 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 실시간으로 가변여부를 임의로 선택함에 따라 가공시간을 감소하여 생산성을 극대화하고, 사용자의 편의성을 도모하며, 가공정밀도를 극대화할 수 있다.
도 3을 참조하여 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 제어방법을 설명한다. 도 3에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 제어방법은 데이터 저장 단계(S1), 확인 단계(S2), 판단 단계(S3), 계산 단계(S4), 지령 단계(S5), 분석 단계(S6), 표시 단계(S7), 및/또는 알람 단계(S8)를 포함한다. 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 제어방법의 전체적인 작동원리와 제어방식 및 장비 구성 등은 상술한 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치와 동일한 바 이하에서는 차이점을 중점으로 설명한다.
척실린더에 공급되는 유압에 의해 작동하는 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 공작물의 가공조건에 따라 가변하기 위해 가공프로그램, 최대유압세기, 최소 유압세기, 공작물의 가공종류, 및 공작물의 종류에 대한 데이터를 메모리부에 저장한다. 구체적으로 메모리부에 공작물 종류와 공작물 가공종류 등 공작물 가공조건, 공작물 가공프로그램, 최대유압세기, 최소유압세기에 대한 각종 데이터를 사용자가 제어부의 주조작부, PLC 또는 표시부를 통해 저장한다.
데이터 저장 단계(S1) 이후에, 확인부(92)에서 척에 공작물의 클램핑 유무를 확인한다. 즉, 척에 공작물이 클램핑된 상태에서 공작물의 가공조건에 따라 실시간으로 공작물의 클램핑력을 가변하기 위해 확인부에서 공작물의 클램핑 유무를 확인한다. 또한, 확인부(92)에서 공작물의 클램핑유무를 확인함과 동시에 선택부(98)를 통해 공작물 가공조건에 따라 클램핑력 자동조절모드 기능의 작동에 대한 신호를 확인한다. 즉, 사용자가 선택부(98)를 통해 공작물의 가공조건에 따라 공작물의 클램핑력 자동조절모드 기능을 활성화하지 않으면 공작물의 가공조건에 따라 공작물의 클램핑력 자동조절모드 공정이 수행되지 않게 된다.
확인 단계(S2) 이후에, 확인부의 확인결과 및 메모리부에 기저장된 데이터에 의해 척에 클램핑된 공작물의 종류와 공작물의 가공종류를 판단부(93)에서 판단한다. 즉, 상술한 바와 같이 척에 클램핑된 공작물이 알루미늄과 같은 연소재인지 난삭소재인지 강소재인지 판단한다. 또한, 현재 척에 클램핑된 공작물의 바로 다음 단계의 가공종류가 황삭과 선삭인지 황삭과 밀링인지 정삭과 선삭인지 정삭과 밀링인지를 판단부에서 판단한다.
판단 단계(S3) 이후에, 확인부의 확인결과, 판단부의 판단결과, 및 메모리부에 기저장된 데이터에 의해 척에 클램핑된 공작물의 가공종류 또는 공작물의 종류에 따라 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 가변하기 위해 압력조절부에서 배출되는 유압을 세기를 계산부에서 계산한다. 즉, 상술한 바와 같이 계산부는 공작물의 가공종류 또는 공작물의 종류에 따라 압력조절부를 통해 배출되는 유압의 세기를 계산한다.
계산 단계(S4) 이후에, 계산부의 계산 결과에 따라 지령부에서 압력조절부에 가변신호를 전달하여 압력조절부에서 배출되는 유압의 세기를 가변한다.
지령 단계(S5) 이후에, 압력검출부에서 검출된 유압의 세기에 대한 피드백 데이터를 실시간으로 저장하고, 피드백 데이터와 계산부의 계산 결과 및 메모리부에 저장된 최대유압세기 및 최소유압세기를 비교하여 압력조절부에서 가변된 유압의 세기의 정상가변 유무를 분석한다.
분석 단계(S6) 이후에, 확인부의 확인 결과, 판단부의 판단 결과, 계산부의 계산 결과, 및 분석부의 분석 결과를 표시부에 표시한다.
표시 단계(S7) 이후에, 분석부의 분석 결과 이상이 있는 경우 표시부 또는 분석부에서 알람을 발생한다. 즉, 알람 단계(S8)에서 알람은 압력검출부로부터 전달받은 피드백 데이터와 계산부의 계산 결과가 서로 상이한 경우에 발생한다. 또한, 알람 단계에서 알람은 압력검출부로부터 전달받은 피드백 데이터가 최대유압세기를 초과하거나 최소유압세기 미만이 경우에 알람이 발생한다.
구체적으로 압력검출부로부터 전달받은 피드백 데이터와 계산부의 계산 결과가 서로 상이한 경우에는 현재 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 정확하게 가변하지 못함에 따라 가공정밀도가 감소하고 공작물의 손상이 발생할 수 있어 공작물의 가공을 중단하고 알람을 발생하여 사용자가 현재 장비의 상태를 점검할 수 있게 한다. 또한, 압력검출부로부터 전달받은 피드백 데이터와 최대유압세기와 최소유압세기를 비교하여, 피드백 데이터가 최대유압세기보다 큰 경우에는 장비가 손상되거나 공작물이 손상될 수 있고, 반대로 피드백 데이터가 최소유압세기보다 작은 경우에는 클램핑력이 너무 약해 가공중에 척에 클램핑된 공작물의 클램핑이 해제되어 공작물이 낙하하여 공작물과 공구가 손상되거나 안전사고가 발생할 수 있어 공작물의 가공을 중단하고 알람을 발생하여 사용자가 현재 장비 상태를 점검할 수 있게 하여 안전사고나 공작물이나 장비의 손상을 방지하고, 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 척킹장치의 제어방법은 제어부에 의해 가공프로그램에 따라 공작물의 가공조건, 특히 공작물의 가공종류에 따라 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 실시간으로 다양하게 압력조절부로 가변한 후에 유압의 세기가 실시간으로 변경된 유압을 방향조절부를 통해 척실린더에 공급함에 따라 공작물에 가해지는 척의 클램핑력을 공작물의 가공조건에 따라 다양하게 가변하여 공작물 가공시에 공작물에 변형을 최소화하여 불량품 발생 감소 및 자원낭비를 방지하고, 공작물이 척에 클램핑된 상태에서 공작물의 가공조건에 따라 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 실시간으로 가변함에 따라 공작물의 가공정밀도를 향상하고, 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화하며, 공작물의 변형을 최소화하고 공작물의 가공정밀도를 향상하여 공작물 교체 또는 클램핑력 조절과 같은 비가공 시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 향상하고, 제어부에 의해 별도의 추가적인 유압라인 없이 실시간으로 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 실시간으로 조절하여 척킹장치의 소형화를 통해 공간활용도를 극대화하고, 척킹장치의 제조비용과 유지비용을 절감하고, 작업자의 편의를 도모할 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 : 척킹장치, 2 : 척,
3 : 척킹실린더, 4 : 공작물,
10 : 제1 유압공급라인, 20 : 압력조절부,
30 : 제2 유압공급라인, 40 : 압력검출부,
50 : 압력게이지부, 60 : 방향조절부,
70 : 제3 유압공급라인, 80 : 회수라인,
90 : 제어부.

Claims (10)

  1. 척과 척킹실린더를 포함하는 공작기계의 척킹장치에 있어서,
    상기 척킹실린더를 작동하여 상기 척으로 공작물을 클램핑 또는 언클램핑하기 위해 유압을 공급하는 제1 유압공급라인;
    상기 제1 유압공급라인과 연통 설치되어 제1 유압공급라인으로부터 공급되는 유압의 세기를 가변하는 압력조절부;
    상기 압력조절부와 연통 설치되어 상기 압력조절부에서 배출된 유압을 전달하는 제2 유압공급라인;
    상기 제2 유압공급라인과 연통 설치되어 상기 척킹실린더에 공급되는 유압의 방향을 조절하는 방향조절부;
    상기 방향조절부와 연통 설치되어 상기 방향조절부에서 배출된 유압을 상기 척킹실린더로 공급하는 제3 유압공급라인;
    상기 압력조절부 및 상기 방향조절부와 연통 설치되어 상기 압력조절부 또는 상기 방향조절부로부터 배출되는 유압을 회수하는 회수라인; 및
    상기 압력조절부에서 배출되는 유압의 세기를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는 공작물의 가공조건에 따라 상기 압력조절부에서 배출되는 유압의 세기를 변경하여 상기 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 가변하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 척킹장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유압공급라인 및 상기 압력조절부와 연통 설치되어 상기 제어부에 의해 상기 압력조절부에서 가변되어 배출되는 유압의 세기를 검출하는 압력검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 척킹장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    가공프로그램, 최대유압세기, 최소유압세기, 공작물의 가공종류, 및 공작물의 종류에 대한 데이터를 저장하는 메모리부;
    상기 척에 공작물의 클램핑 유무를 확인하는 확인부;
    상기 확인부의 확인결과 및 상기 메모리부에 저장된 데이터를 통해 상기 척에 클램핑된 공작물의 종류와 공작물의 가공종류를 판단하는 판단부;
    상기 메모리부에 저장된 데이터, 상기 확인부의 확인결과, 및 상기 판단부의 판단결과에 따라 상기 공작물의 가공종류 또는 상기 공작물의 종류에 따라 상기 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 가변하기 위해 상기 압력조절부에서 배출되는 유압의 세기를 계산하는 계산부; 및
    상기 계산부의 계산결과에 따라 상기 압력조절부에서 가변된 유압 세기로 유압을 배출하도록 가변신호를 출력하는 지령부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 척킹장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 압력검출부에서 검출된 유압의 세기에 대한 피드백 데이터를 실시간으로 저장하고, 상기 피드백 데이터와 상기 계산부의 계산결과를 비교하여 상기 압력조절부에서 가변된 유압의 세기의 정상가변 유무를 분석하는 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 척킹장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 유압공급라인과 연통 설치되어 상기 제2 유압공급라인의 압력을 표시하는 압력게이지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 척킹장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 메모리부, 상기 확인부, 상기 판단부, 상기 계산부, 상기 분석부, 및 상기 압력게이지부의 결과를 표시하는 표시부; 및
    상기 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력 자동조절모드를 선택하는 선택부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 척킹장치.
  7. 척실린더에 공급되는 유압에 의해 작동하는 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 공작물의 가공조건에 따라 가변하기 위해 가공프로그램, 최대유압세기, 최소 유압세기, 공작물의 가공종류, 및 공작물의 종류에 대한 데이터를 저장하는 하는 단계;
    상기 척에 공작물의 클램핑 유무를 확인하는 단계;
    상기 확인결과 및 기저장된 데이터에 의해 상기 척에 클램핑된 공작물의 종류와 공작물의 가공종류를 판단하는 단계;
    상기 확인결과, 상기 판단결과, 및 기저장된 데이터에 의해 상기 척에 클램핑된 상기 공작물의 가공종류 또는 상기 공작물의 종류에 따라 상기 척에 클램핑된 공작물의 클램핑력을 가변하기 위해 압력조절부에서 배출되는 유압을 세기를 계산하는 단계; 및
    상기 계산 결과에 따라 상기 압력조절부에 가변신호를 전달하여 상기 압력조절부에서 배출되는 유압의 세기를 가변하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 척킹장치의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지령 단계 이후에,
    압력검출부에서 검출된 유압의 세기에 대한 피드백 데이터를 실시간으로 저장하고, 상기 피드백 데이터와 상기 계산 결과를 비교하여 상기 압력조절부에서 가변된 유압의 세기의 정상가변 유무를 분석하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 척킹장치의 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 분석 단계 이후에,
    상기 확인 결과, 상기 판단 결과, 상기 계산 결과, 및 상기 분석 결과를 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 공작기계의 척킹장치의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 표시 단계 이후에,
    상기 분석 결과 이상이 있는 경우 알람을 발생하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 척킹장치의 제어방법.
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KR19980022204U (ko) 1996-10-25 1998-07-15 추호석 듀얼 척킹 유압회로
KR19990015254U (ko) 1997-10-14 1999-05-15 추호석 다단의 클램핑력을 갖는 척킹장치
KR20120130666A (ko) 2011-05-23 2012-12-03 두산인프라코어 주식회사 공작기계의 클램핑 압력 조절방법

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