KR20210131191A - Tool clamp confirmation apparatus and method thereof - Google Patents

Tool clamp confirmation apparatus and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20210131191A
KR20210131191A KR1020200049664A KR20200049664A KR20210131191A KR 20210131191 A KR20210131191 A KR 20210131191A KR 1020200049664 A KR1020200049664 A KR 1020200049664A KR 20200049664 A KR20200049664 A KR 20200049664A KR 20210131191 A KR20210131191 A KR 20210131191A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
spindle
tool
sensing unit
signal
Prior art date
Application number
KR1020200049664A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
현재완
Original Assignee
두산공작기계 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 두산공작기계 주식회사 filed Critical 두산공작기계 주식회사
Priority to KR1020200049664A priority Critical patent/KR20210131191A/en
Publication of KR20210131191A publication Critical patent/KR20210131191A/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/002Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders
    • B23Q17/003Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders by measuring a position
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/15553Tensioning devices or tool holders, e.g. grippers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/18Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for positioning only
    • B23Q3/186Aligning devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02Driving main working members
    • B23Q5/04Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)

Abstract

The present invention relates to a tool clamp checking device and a checking method of a machine tool. According to the present invention, the tool clamp checking device of a machine tool calculates the close contact distance between a spindle and a tool according to the type of the tool clamped on the spindle, and automatically checks whether the clamp is normal in real time before or during machining to prevent the tool from shaking and match the concentricity to ensure the improvement in machining accuracy of a workpiece, thereby preventing tool damage.

Description

툴 클램프 확인장치 및 확인방법{Tool clamp confirmation apparatus and method thereof}Tool clamp confirmation apparatus and method thereof

본 발명은 툴 클램프 확인장치 및 확인방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스핀들에 클램프되는 툴의 종류에 따라 스핀들과 툴의 밀착거리를 계산하여 스핀들에 클램프된 툴의 클램프 정상유무를 공작물 가공전 뿐만아니라 가공중에도 실시간으로 자동으로 확인하여 툴의 떨림을 방지하고 동심도를 일치시켜 공작물의 가공정밀도를 향상하고, 툴의 손상을 방지할 수 있는 공작기계의 툴 클램프 확인장치 및 확인방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tool clamp checking apparatus and a checking method, and more particularly, by calculating the close contact distance between the spindle and the tool according to the type of tool clamped to the spindle, it is possible to check whether the clamp of the tool clamped on the spindle is normal or not before machining the workpiece. It also relates to a tool clamp confirmation device and confirmation method of a machine tool that can automatically check in real time during machining to prevent vibration of the tool, improve the machining precision of the workpiece by matching the concentricity, and prevent damage to the tool.

일반적으로 공작기계라 함은 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속/비금속의 공작물을 적당한 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.In general, a machine tool refers to a machine used for the purpose of processing a metal/non-metal workpiece into a desired shape and size using an appropriate tool by various cutting or non-cutting methods.

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.Various types of machine tools, including turning centers, vertical/horizontal machining centers, door machining centers, Swiss turns, electric discharge machines, horizontal NC boring machines, CNC lathes, multi-tasking machines, etc. is being used

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.Among machine tools, multi-tasking machine means a turning center equipped with a multi-function automatic tool changer (ATC) and tool magazine that performs various machining types such as turning, drilling, tapping, and milling. In the multi-tasking machine, the operator loads the tool required for machining or manually loads the tool into the tool magazine when exchanging it.

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.In general, various types of machine tools currently used have an operation panel to which numerical control (NC) or computerized numerical control (CNC) technology is applied. Such an operation panel is provided with various function switches or buttons and a monitor.

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. In addition, the machine tool includes a table on which a workpiece material is seated and transferred for processing the workpiece, a pallet for preparing the workpiece before processing, a spindle that rotates when a tool or workpiece is combined, a tailstock for supporting the workpiece, etc. during processing, a vibration isolator etc. are provided.

일반적으로 공작기계에서 테이블, 공구대, 주축, 심압대, 방진구 등은 다양한 가공을 수행하기 위해 이송축을 따라 이송하는 이송유닛을 구비한다.In general, in a machine tool, a table, a tool rest, a main shaft, a tailstock, a vibration isolator, etc. are provided with a conveying unit which conveys along a conveying axis in order to perform various processing.

또한, 일반적으로 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 공구 보관장소의 형태로 공구 매거진이나 터렛이 사용된다. In addition, in general, a machine tool uses a plurality of tools for various processing, and a tool magazine or a turret is used as a tool storage place for storing and storing a plurality of tools.

이러한 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 툴 보관장소의 형태로 공구 매거진이 사용된다.Such a machine tool uses a plurality of tools for various processing, and a tool magazine is used in the form of a tool storage place storing a plurality of tools.

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.In addition, in general, a machine tool is provided with an automatic tool changer (ATC, Automatic Tool Changer) for withdrawing a specific tool from the tool magazine or receiving it again according to the command of the numerical control unit in order to improve the productivity of the machine tool.

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.In addition, in general, a machine tool is provided with an automatic pallet changer (APC, Automatic Palette Changer) in order to minimize the non-working time. The automatic pallet changer (APC) automatically exchanges pallets between the workpiece machining area and the workpiece installation area. Pallets may be loaded with workpieces.

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.In addition, in general, machine tools are largely classified into turning centers and machining centers according to processing methods. In general, the turning center rotates the workpiece, and the machining center performs the machining of the workpiece while the tool rotates.

종래 공작기계의 툴 클램프 확인장치 및 확인방법은 드로우바 후방에 변위센서를 부착하여 툴 클램프시 변화하는 변위값을 측정하여 알람을 발생시킨다. 그러나 변위센서 부착방식의 경우 툴 생크 오차에 의해 드로우바가 밀리는 양이 달라지므로 정밀한 셋팅이 어려워 작업자의 불편을 초래하고, 비가공시간 증가에 따라 생산성이 감소하며, 툴 클램프의 정확한 확인이 어려워 공작기계의 안정성과 신뢰성이 감소하는 문제점이 있었다.In the conventional tool clamp confirmation apparatus and confirmation method of a machine tool, a displacement sensor is attached to the rear of a drawbar to measure a displacement value that changes during tool clamping, and an alarm is generated. However, in the case of the displacement sensor attachment method, since the amount of push of the drawbar varies due to the error of the tool shank, precise setting is difficult, which causes inconvenience to the operator, productivity decreases as the non-working time increases, and it is difficult to accurately check the tool clamp. There was a problem in that the stability and reliability of the

또한, 종래 공작기계의 툴 클램프 확인장치 및 확인방법은 스핀들과 툴의 클램프되는 선단면에 에어를 분사하여 에어압력이 누기되는 경우에 알람을 발생시킨다. 그러나, 에어 분사 방식의 경우 스핀들과 에어라인을 연결하기 위하여 별도의 실린더를 구성하여야 함에 따라 구조가 복잡하여 제조비용과 제조시간 및 설치시간이 증가하고, 유지보수 비용과 시간이 증가하며, 소형화를 도모할 수 없어 공간활용도가 감소하는 문제점이 있었다.In addition, the tool clamp confirmation apparatus and method of a conventional machine tool generate an alarm when air pressure is leaked by spraying air to the clamped tip surfaces of the spindle and the tool. However, in the case of the air injection method, since a separate cylinder must be configured to connect the spindle and the air line, the structure is complicated, which increases manufacturing cost, manufacturing time and installation time, increases maintenance cost and time, and reduces downsizing. There was a problem in that space utilization was reduced because it could not be achieved.

더욱이, 종래 공작기계의 툴 클램프 확인장치 및 확인방법은 스핀들의 측면에 설치되어 툴의 흔들림을 와전류로 측정하여 툴의 클램프를 확인한다. 그러나 와전류 측정 방식은 스핀들의 외부로 와전류 측정장치가 돌출되어 설치됨에 따라 가공중 파손이나 칩에 의한 오염에 의해 유지보수 비용이 증가하고, 설치가 어려우며, 장비 자체가 고가로 툴 클램프 확인에 많은 비용이 소모되는 문제점이 있었다.Furthermore, the tool clamp confirmation apparatus and method of the conventional machine tool are installed on the side of the spindle to measure the shaking of the tool with an eddy current to check the clamp of the tool. However, in the eddy current measurement method, as the eddy current measuring device protrudes to the outside of the spindle and is installed, maintenance costs increase due to damage or chip contamination during processing, installation is difficult, and the equipment itself is expensive, so it is expensive to check the tool clamp. There was a problem with this consumption.

이에 따라 구조가 간단하면서 툴과 스핀들의 클램프를 정확하게 감지하고, 유지보수가 용이하고, 설정이 간편하여 작업자의 편의를 도모할 뿐만아니라 가공전에 공구를 교환할 때 뿐만아니라 가공중에도 스핀들과 툴의 클램프 상태를 확인할 수 있는 툴 클램프 확인장치 및 확인방법의 개발이 시급한 실정이다.Accordingly, the structure is simple, the clamp of the tool and the spindle is accurately detected, maintenance is easy, and the setting is simple, which promotes the convenience of the operator. There is an urgent need to develop a tool clamp checking device and a checking method that can check the status.

대한민국 특허공개공보 제10-2004-0060515호Korean Patent Publication No. 10-2004-0060515 대한민국 특허공개공보 제10-2009-0054484호Korean Patent Publication No. 10-2009-0054484 대한민국 특허등록공보 제10-0728282호Korean Patent Registration Publication No. 10-0728282

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제어부에 의해 센싱부에서 수용부에 설치되는 전달부에 신호를 전송하고 전달부를 거쳐 되돌아오는 신호를 센싱부가 수신하는 시간에 따라 스핀들과 스핀들에 클램프되는 툴의 밀착거리를 계산하여 스핀들에 클램프된 툴의 클램프 정상유무를 공작물 가공전 뿐만아니라 가공중에도 실시간으로 자동으로 확인함에 따라 툴의 떨림을 방지하고 동심도를 일치시켜 공작기계의 가공정밀도를 극대화하여 불량품 발생 감소 및 자원낭비를 방지하고, 툴 클램프의 정밀한 확인을 통해 공작기계의 안정성과 신뢰성을 향상하며, 비가공 시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 증대하고, 툴 클램프 확인장치의 소형화를 통해 공간활용도를 극대화하며, 공작기계의 전체적인 제조비용과 유지비용을 절감하며, 작업자의 편의를 도모할 수 있는 툴 클램프 확인장치 및 확인방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to transmit a signal from the sensing unit to the transmitting unit installed in the receiving unit by the control unit and according to the time the sensing unit receives the signal returning through the transmitting unit. By calculating the close contact distance between the spindle and the tool clamped on the spindle, it automatically checks whether the clamp of the tool clamped on the spindle is normal in real time as well as before machining the workpiece, thereby preventing tool vibration and matching the concentricity of the machine tool. Maximize processing precision to reduce defective products and prevent wastage of resources, improve machine tool stability and reliability through precise checking of tool clamps, increase machine tool productivity by minimizing non-working time, and tool clamp check device It is to provide a tool clamp confirmation device and confirmation method that can maximize space utilization through miniaturization of machine tools, reduce overall manufacturing and maintenance costs of machine tools, and promote operator convenience.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치는 툴을 클램핑하는 스핀들; 상기 스핀들의 내부에서 일측은 상기 스핀들의 회전축 방향 선단으로 연장되고, 타측은 상기 스핀들의 반경 방향 선단으로 연장 형성되는 수용부; 상기 수용부의 타측에 인접하도록 상기 스핀들의 일부에 설치되어 신호를 송수신하는 센싱부; 상기 수용부의 내부에 설치되어 상기 센싱부로부터 전송된 신호를 전달하는 전달부; 상기 스핀들의 회전축 방향 일부에 설치되어 상기 스핀들의 회전 위치를 감지하는 감지부; 및 상기 감지부 및 상기 센싱부로부터 수신된 신호를 통해 상기 스핀들과 상기 툴의 밀착거리를 계산하여 상기 스핀들에 툴의 클램프 정상유무를 실시간으로 확인하는 제어부;를 포함할 수 있다.In order to achieve the object of the present invention, the tool clamp check apparatus according to the present invention includes a spindle for clamping the tool; a receiving part extending from the inside of the spindle to a front end of the spindle in the direction of the rotation axis and the other end extending to a front end in the radial direction of the spindle; a sensing unit installed on a part of the spindle so as to be adjacent to the other side of the receiving unit to transmit and receive a signal; a transmitting unit installed inside the receiving unit to transmit a signal transmitted from the sensing unit; a sensing unit installed in a portion of the spindle in the direction of the rotation axis to sense the rotation position of the spindle; and a control unit that calculates a close contact distance between the spindle and the tool through the sensing unit and the signal received from the sensing unit to check in real time whether or not the clamp of the tool on the spindle is normal.

또한, 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치의 바람직한 다른 실시예에서, 툴 클램프 확인장치의 상기 수용부는 상기 스핀들의 내부에 상기 스핀들의 회전축을 중심으로 일정 각도로 이격하도록 복수개로 형성되고, 상기 전달부는 복수개로 형성되는 상기 수용부 모두에 각각 설치될 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the tool clamp checking device according to the present invention, a plurality of the receiving portion of the tool clamp checking device is formed inside the spindle so as to be spaced apart at a predetermined angle with respect to the axis of rotation of the spindle, and the transmission unit Each of the accommodating parts formed in plurality may be installed, respectively.

또한, 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치의 바람직한 다른 실시예에서, 툴 클램프 확인장치의 상기 수용부는 대각선 또는 ㄱ자 형상으로 상기 스핀들 내부에 관통 형성될 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the tool clamp check device according to the present invention, the receiving portion of the tool clamp check device may be formed through the inside of the spindle in a diagonal or L-shape.

또한, 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치의 바람직한 다른 실시예에서, 툴 클램프 확인장치는 상기 센싱부와 상기 수용부의 타측 사이에 에어를 공급하는 에어 블로워부;를 더 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the tool clamp check apparatus according to the present invention, the tool clamp check apparatus may further include an air blower unit for supplying air between the sensing unit and the other side of the receiving unit.

또한, 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치의 바람직한 다른 실시예에서, 툴 클램프 확인장치의 상기 제어부는 가공프로그램, 상기 수용부의 갯수, 상기 수용부의 위치데이터, 툴 데이터, 및 기준 밀착거리 범위 데이터를 저장하는 데이터 저장부; 상기 스핀들에 클램프되는 툴 종류와 가공유무를 확인하는 확인부; 상기 스핀들 회전시에 상기 감지부에 의해 상기 수용부에 설치된 상기 전달부와 상기 센싱부가 일치할 때에 상기 센싱부의 신호를 검출하는 검출부; 상기 검출부로부터 상기 수용부에 각각 설치되는 모든 상기 전달부로부터 신호가 검출되었는지를 판단하는 판단부; 상기 확인부의 확인결과, 상기 검출부의 검출결과, 상기 판단부의 판단결과 및 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터를 통해 상기 스핀들과 상기 스핀들에 클램프된 툴의 밀착거리를 계산하는 계산부; 상기 계산부에서 계산된 계산 밀착거리와 상기 데이터 저장부에 저장된 기준 밀착거리 범위를 비교하는 비교부; 및 상기 비교부의 비교결과를 분석하여 툴의 클램프 정상유무를 판별하는 분석부;를 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the tool clamp confirmation apparatus according to the present invention, the control unit of the tool clamp confirmation apparatus stores a processing program, the number of the accommodation portions, position data of the accommodation portion, tool data, and reference contact distance range data. a data storage unit; a confirmation unit for confirming the type of tool clamped to the spindle and the presence or absence of processing; a detection unit configured to detect a signal of the sensing unit when the transmitting unit installed in the receiving unit by the sensing unit coincides with the sensing unit when the spindle rotates; a determination unit for determining whether a signal is detected from all of the transmitting units installed in the receiving unit from the detecting unit; a calculation unit for calculating a contact distance between the spindle and the tool clamped to the spindle based on the verification result of the verification unit, the detection result of the detection unit, the determination result of the determination unit, and the data stored in the data storage unit; a comparison unit for comparing the calculated adhesion distance calculated by the calculator with a reference adhesion distance range stored in the data storage unit; and an analysis unit that analyzes the comparison result of the comparison unit to determine whether the clamp of the tool is normal.

또한, 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치의 바람직한 다른 실시예에서, 툴 클램프 확인장치의 제어부의 상기 분석부는 공작물 가공전에 모든 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위 이내인 경우에는 가공 신호를 발생하고, 1개 이상의 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위를 초과하는 경우에는 클램프이상 신호를 발생하며, 모든 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위를 초과하는 경우에는 장비이상 신호를 발생하고, 1개 이상의 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위 미만인 경우에는 설정이상 신호를 발생하며, 공작물 가공중에 1개 이상의 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위를 초과하는 경우에는 장비점검 신호를 발생할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the tool clamp confirmation apparatus according to the present invention, the analysis unit of the control unit of the tool clamp confirmation apparatus receives a processing signal when the calculated adhesion distance in all transfer units is within the reference adhesion distance range before processing the workpiece. When the calculated adhesion distance from one or more transfer units exceeds the standard adhesion distance range, a clamp error signal is generated. A signal is generated, and when the calculated adhesion distance from one or more transfer units is less than the standard adhesion distance range, a setting error signal is generated, and the calculated adhesion distance from one or more transfer units exceeds the standard adhesion distance range during workpiece processing In this case, an equipment check signal may be generated.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 툴 클램프 확인방법은 스핀들과 상기 스핀들에 클램프되는 툴의 밀착거리를 계산하여 상기 스핀들에 툴의 클램프 정상유무를 실시간으로 확인하기 위한 데이터를 저장하는 단계; 상기 스핀들에 클램프되는 툴 종류와 가공유무를 확인하는 단계; 상기 스핀들 회전시에 감지부에 의해 수용부에 설치된 전달부와 센싱부가 일치할 때에 상기 센싱부의 신호를 검출하는 단계; 상기 수용부에 각각 설치되는 모든 상기 전달부로부터 신호가 검출되었는지를 판단하는 단계; 상기 확인결과, 상기 검출결과, 상기 판단결과 및 기저장된 데이터에 의해 상기 스핀들과 상기 스핀들에 클램프된 툴의 밀착거리를 계산하는 단계; 상기 계산결과 계산된 계산 밀착거리와 기저장된 기준 밀착거리 범위를 비교하는 단계; 및 상기 비교결과를 분석하여 툴의 클램프 정상유무를 실시간으로 판별하는 분석 단계;를 포함할 수 있다.In order to achieve another object of the present invention, the tool clamp confirmation method according to the present invention calculates the close contact distance between the spindle and the tool clamped on the spindle, and stores data for checking in real time whether the clamp of the tool on the spindle is normal or not. to do; checking the type of tool clamped to the spindle and the presence or absence of processing; detecting a signal of the sensing unit when the transmitting unit installed in the receiving unit and the sensing unit coincide with each other by the sensing unit when the spindle rotates; determining whether a signal is detected from all the transfer units installed in the receiving unit, respectively; calculating an adhesion distance between the spindle and the tool clamped to the spindle based on the confirmation result, the detection result, the determination result, and pre-stored data; comparing the calculated adhesion distance calculated as a result of the calculation with a pre-stored reference adhesion distance range; and analyzing the comparison result to determine in real time whether the clamp of the tool is normal or not.

본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치 및 확인방법은 제어부에 의해 센싱부에서 수용부에 설치되는 전달부에 신호를 전송하고 전달부를 거쳐 되돌아오는 신호를 센싱부가 수신하는 시간에 따라 스핀들과 스핀들에 클램프되는 툴의 밀착거리를 계산하여 스핀들에 클램프된 툴의 클램프 정상유무를 공작물 가공전 뿐만아니라 가공중에도 실시간으로 자동으로 정밀하고 신속하게 확인함에 따라 툴의 떨림을 방지하고 동심도를 일치시켜 공작기계의 가공정밀도를 극대화하여 불량품 발생 감소 및 자원낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.The tool clamp confirmation device and method according to the present invention transmits a signal from the sensing unit to the transmission unit installed in the receiving unit by the control unit and clamps the spindle and the spindle according to the time the sensing unit receives the signal returning through the transmission unit. By calculating the close contact distance of the tool, the clamping of the tool clamped on the spindle is automatically checked precisely and quickly in real-time before and during machining as well as during machining, thereby preventing the vibration of the tool and matching the concentricity of the machining precision of the machine tool. It has the effect of reducing the occurrence of defective products and preventing the waste of resources by maximizing the

또한, 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치 및 확인방법은 툴 클램프의 정밀한 확인을 통해 공작기계의 안정성과 신뢰성을 향상하며, 비가공 시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 증대할 수 있는 효과가 있다.In addition, the tool clamp confirmation apparatus and the confirmation method according to the present invention have the effect of improving the stability and reliability of the machine tool through precise confirmation of the tool clamp, and minimizing the non-working time to increase the productivity of the machine tool.

더욱이, 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치 및 확인방법은 장치 구조를 단순화하고 제어적인 방식을 통해 툴 클램프를 실시간으로 가공전에 툴 교환시 뿐만아니라 가공중에도 실시간으로 확인할 수 있어 툴 클램프 확인장치의 소형화를 통해 공간활용도를 극대화하고, 공작기계의 전체적인 제조비용과 유지비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.Furthermore, the tool clamp confirmation apparatus and method according to the present invention simplify the structure of the apparatus and control the tool clamp in real time before machining as well as during tool exchange in real time, thereby reducing the size of the tool clamp checking apparatus. This has the effect of maximizing space utilization and reducing overall manufacturing and maintenance costs of machine tools.

게다가, 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치 및 확인방법은 간편한 조작을 통해 툴 클램프 정상유무를 가공전과 가공중에 실시간으로 정확하고 신속하게 자동으로 확인함에 따라 작업자의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다.In addition, the tool clamp confirmation apparatus and method according to the present invention have the effect of increasing the convenience of the operator by automatically and accurately and quickly checking whether the tool clamp is normal in real time before and during processing through a simple operation.

도 1은 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치의 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치의 제어부의 구성에 대한 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 의한 툴 클램프 확인방법의 절차도를 나타낸다.
1 shows a cross-sectional view of a tool clamp confirmation device according to the present invention.
Figure 2 shows a block diagram of the configuration of the control unit of the tool clamp confirmation device according to the present invention.
Figure 3 shows a flow chart of the tool clamp confirmation method according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 툴 클램프 확인장치 및 확인방법의 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.Hereinafter, with reference to the drawings of the tool clamp confirmation device and confirmation method according to an embodiment of the present invention will be described in detail. The embodiments introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And, in the drawings, the size and thickness of the device may be exaggerated for convenience. Like reference numbers refer to like elements throughout.

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.Advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout. The sizes and relative sizes of layers and regions in the drawings may be exaggerated for clarity of description.

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.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments, and thus is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprise” and/or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.

도 1은 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치의 단면도를 나타내고, 도 2는 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치의 제어부의 구성에 대한 블록도를 나타낸다. 도 3은 본 발명에 의한 툴 클램프 확인방법의 절차도를 나타낸다.Figure 1 shows a cross-sectional view of the tool clamp check device according to the present invention, Figure 2 shows a block diagram of the configuration of the control unit of the tool clamp check device according to the present invention. Figure 3 shows a flow chart of the tool clamp confirmation method according to the present invention.

이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "회전축방향"이란 스핀들이 회전하는 축, 도 1에서 C축방향을 의미하고, "반경방향"이란 축방향의 방사상으로 확대되는 방향, 즉 도 1에서 R방향을 의미한다. 또한, 내부(내측)란 동일부재에서 상대적으로 중심에 가까운 쪽 즉, 도 1에서 안쪽을 의미하고, 외부(외측)란 동일부재에서 상대적으로 중심에서 먼쪽, 즉 도 1에서 바깥쪽을 의미한다.Definitions of terms used below are as follows. "Rotation axis direction" means the axis on which the spindle rotates, the C-axis direction in FIG. 1, and "radial direction" means the radially expanding direction of the axial direction, that is, the R direction in FIG. 1 . In addition, inside (inside) means a side relatively close to the center of the same member, that is, inside in FIG. 1, and outside (outside) means a side relatively far from the center in the same member, ie, outside in FIG. 1 .

도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치(1)를 설명한다. 도 1에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치(1)는 스핀들(10), 수용부(20), 전달부(30), 센싱부(40), 감지부(50), 및 제어부(60)를 포함한다.A tool clamp confirmation device 1 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 2 . As shown in FIG. 1 , the tool clamp confirmation device 1 according to the present invention includes a spindle 10 , a receiving unit 20 , a transmitting unit 30 , a sensing unit 40 , a sensing unit 50 , and a control unit. (60).

스핀들(10)은 베드 등에 설치되어 툴(11)을 클램핑 또는 언클램핑한다. 도면에 도시되지는 않았지만, 스핀들(10)은 타이밍벨트를 매개로 구동모터와 결합되어 회전하거나, 빌트인 모터에 의해 회전한다. 즉, 스핀들이 회전함에 따라 스핀들에 클램핑된 툴도 스핀들에 연동하여 회전한다.The spindle 10 is installed on a bed or the like to clamp or unclamp the tool 11 . Although not shown in the drawings, the spindle 10 is rotated by being coupled to a driving motor via a timing belt or by a built-in motor. That is, as the spindle rotates, the tool clamped to the spindle also rotates in conjunction with the spindle.

수용부(20)는 스핀들(10)의 내부에서 수용부의 일측(21)은 스핀들의 회전축방향(C축) 선단으로 연장되고, 수용부의 타측(22)은 스핀들의 반경방향(R방향) 선단으로 연장 형성된다. 즉, 수용부(20)는 스핀들의 내부에서 수용부의 일측(21)이 툴이 스핀들과 결합하는 밀착면을 향하도록 스핀들의 회전축방향 선단으로 연장되고, 수용부의 타측(22)은 센싱부의 설치면을 향하도록 스핀들의 반경방향 선단으로 연장 형성된다.In the accommodating part 20, one side 21 of the accommodating part in the inside of the spindle 10 extends in the rotational axis direction (C-axis) of the spindle, and the other 22 of the accommodating part is in the radial direction (R-direction) of the spindle. extension is formed. That is, the accommodating part 20 extends toward the front end of the spindle in the rotational axis direction so that one side 21 of the accommodating part faces the contact surface where the tool is coupled with the spindle, and the other side 22 of the accommodating part is the installation surface of the sensing part. It is formed extending toward the radial tip of the spindle.

전달부(30)는 수용부(20)의 내부에 설치되어 센싱부로부터 전송된 신호를 전달한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 이러한 전달부(30)는 반사판, 유리, 광섬유 등으로 형성될 수 있다.The transmitting unit 30 is installed inside the receiving unit 20 to transmit a signal transmitted from the sensing unit. Although not necessarily limited thereto, the transfer unit 30 may be formed of a reflector, glass, optical fiber, or the like.

센싱부(40)는 수용부의 타측에 인접하도록 스핀들(10)의 일부에 설치되어 신호를 송수신한다. 즉, 센싱부(40)는 스핀들에 툴이 결합하는 스핀들의 회전축 방향(C)이 아닌, 스핀들의 반경방향(R) 일부에 설치되어 레이저, 적외선, 초음파 등의 신호를 송신하고, 전달부를 통해 전달되어 툴과 스핀들의 밀착면까지 이동하다가 다시 반사되어 전달부를 통해 전달되는 신호를 수신한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 센싱부(40)는 TOF(time of flight) 센서로 형성되어 시간을 통해 밀착거리를 계산할 수 있다.The sensing unit 40 is installed on a part of the spindle 10 so as to be adjacent to the other side of the receiving unit to transmit and receive signals. That is, the sensing unit 40 is installed in a part of the radial direction (R) of the spindle, not in the rotation axis direction (C) of the spindle where the tool is coupled to the spindle, and transmits signals such as laser, infrared, and ultrasonic waves, and through the transmission unit It is transmitted and moves to the contact surface of the tool and the spindle, and then it receives a signal transmitted through the transmission unit by being reflected again. Although not necessarily limited thereto, preferably, the sensing unit 40 is formed of a time of flight (TOF) sensor, so that the contact distance can be calculated over time.

도 1에 도시된 것처럼, 이러한 수용부(20)는 수용부의 일측(21)이 툴과 스핀들이 결합하는 밀착면을 향하도록 회전축(C) 방향에 평행하는 평행부와 평행부의 선단에서 절곡되어 수용부의 타측(22)이 스핀들의 상부에 센싱부의 설치면을 향하도록 스핀들의 반경방향(R)으로 연장하도록 형성된다. 즉, 수용부는 전체적으로 "ㄱ"자 형상으로 스핀들의 내부에 복수개가 관통 형성될 수 있다. 이처럼, 수용부가 ㄱ자 형상으로 형성되는 경우에는 반사판, 유리 등으로 센싱부의 신호를 밀착면까지 전달하고 다시 반사시키기가 어려워 전달부는 광섬유로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 수용부가 ㄱ자 형상으로 형성됨에 따라 스핀들의 전방 구조를 단순화하고, 스핀들의 두께를 최소화하여 설치 편의성을 확보함과 동시에 소형화를 도모할 수 있다. As shown in Fig. 1, the receiving portion 20 is bent at the front end of the parallel portion and the parallel portion parallel to the direction of the rotation axis (C) so that one side 21 of the receiving portion faces the contact surface where the tool and the spindle are coupled. The other side 22 of the part is formed to extend in the radial direction (R) of the spindle to face the installation surface of the sensing part on the upper part of the spindle. That is, a plurality of accommodating portions may be formed through the inside of the spindle in an overall “L” shape. As such, when the receiving portion is formed in a L-shape, it is difficult to transmit the signal of the sensing unit to the contact surface with a reflector, glass, or the like and reflect it again, so it is preferable that the transmitting unit is formed of an optical fiber. In addition, as the receiving portion is formed in a L-shape, the front structure of the spindle is simplified, and the thickness of the spindle is minimized to secure installation convenience and reduce the size of the spindle.

도면에 도시되지는 않았지만 이러한 수용부(20)는 또한, 대각선 형상으로 스핀들의 내부에 복수개로 관통 형성될 수 있다. 즉, 수용부의 일측이 툴과 스핀들이 결합하는 밀착면을 향하도록 형성되고, 수용부의 타측이 센싱부의 설치면을 향하도록 스핀들의 반경방향으로 향하도록 일자형태로 형성된다. 즉, 수용부는 회전축을 기준으로 일정한 경사각도를 갖고 수용부의 일측이 툴과 스핀들의 밀착면까지 연장되고, 수용부의 타측이 센싱부의 설치면까지 연장되도록 스핀들의 내부에 복수개가 관통 형성될 수 있다. 이처럼, 수용부가 대각선 형상으로 형성되는 경우에는 신호의 절곡이 없어 반사판, 유리 등 레이저나 적외선을 전달할 수 있는 전달소재로 전달부가 형성되어 제조비용을 절감할 수 있다.Although not shown in the drawings, the receiving part 20 may also be formed through a plurality of diagonals inside the spindle. That is, one side of the accommodating part is formed to face the contact surface where the tool and the spindle are coupled, and the other side of the accommodating part is formed in a straight line to face the installation surface of the sensing part in the radial direction of the spindle. That is, the accommodating part has a constant inclination angle with respect to the rotation axis, one side of the accommodating part extends to the contact surface of the tool and the spindle, and the other side of the accommodating part extends to the installation surface of the sensing part. In this way, when the receiving portion is formed in a diagonal shape, there is no signal bending, and the transmitting portion is formed of a transmitting material capable of transmitting laser or infrared rays such as a reflector or glass, thereby reducing manufacturing costs.

감지부(50)는 스핀들(10)의 회전축방향 일부에 설치되어 스핀들의 회전 위치를 감지한다. 즉, 감지부(50)는 스핀들의 회전축 방향을 기준으로 센싱부와 이격하도록 스핀들의 후방에 설치되어 스핀들의 회전동작시에 스핀들의 회전 위치를 감지한다. 구체적으로 감지부는 스핀들이 회전할 때에 전달부와 센싱부가 일치하는 순간에 스핀들의 위치를 감지하고, 이러한 감지부(50)는 엔코더, Biz 센서 등으로 형성될 수 있다.The sensing unit 50 is installed on a part of the spindle 10 in the rotational axis direction to sense the rotational position of the spindle. That is, the sensing unit 50 is installed at the rear of the spindle so as to be spaced apart from the sensing unit with respect to the direction of the rotation axis of the spindle to sense the rotational position of the spindle during the rotational operation of the spindle. Specifically, the sensing unit detects the position of the spindle at the moment the transmission unit and the sensing unit coincide when the spindle rotates, and the sensing unit 50 may be formed of an encoder, a Biz sensor, or the like.

제어부(60)는 감지부(50) 및 센싱부(40)로부터 수신된 신호를 통해 스핀들과 툴의 밀착거리를 계산하여 스핀들에 클램프된 툴의 클램프 정상유무를 공작물의 가공전 뿐만아니라 공작물의 가공중에도 실시간으로 확인하는 기능을 수행한다.The control unit 60 calculates the close contact distance between the spindle and the tool through the signals received from the sensing unit 50 and the sensing unit 40 to determine whether the clamp of the tool clamped on the spindle is normal as well as before processing the workpiece. It also performs a function to check in real time.

따라서, 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치는 제어부에 의해 센싱부에서 수용부에 설치되는 전달부에 신호를 전송하고 전달부를 거쳐 되돌아오는 신호를 센싱부가 수신하는 시간에 따라 스핀들과 스핀들에 클램프되는 툴의 밀착거리를 계산하여 스핀들에 클램프된 툴의 클램프 정상유무를 공작물 가공전 뿐만아니라 가공중에도 실시간으로 자동으로 정밀하고 신속하게 확인함에 따라 가공정밀도를 극대화하여 불량품 발생 감소 및 자원낭비를 방지하고, 공작기계의 안정성과 신뢰성을 향상하며, 비가공 시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 증대할 수 있다.Therefore, the tool clamp confirmation device according to the present invention transmits a signal from the sensing unit to the transmission unit installed in the receiving unit by the control unit, and the tool clamped to the spindle and the spindle according to the time the sensing unit receives the signal returning through the transmission unit By calculating the close contact distance of the tool clamping on the spindle, it is automatically and precisely and quickly checked in real time before and during machining as well as during machining, thereby maximizing machining precision to reduce the occurrence of defective products and prevent wastage of resources. It improves the stability and reliability of the machine, and it can increase the productivity of the machine tool by minimizing the non-working time.

또한, 도 1에 도시된 것처럼, 수용부(20)는 스핀들(10)의 내부에 스핀들의 회전축(C)을 중심으로 일정 각도로 이격하도록 복수개로 형성되고, 전달부(30)는 복수개로 형성되는 수용부(20) 모두에 각각 설치된다.In addition, as shown in FIG. 1 , the accommodating part 20 is formed in plurality to be spaced apart at a predetermined angle with respect to the rotation axis C of the spindle inside the spindle 10 , and the transfer part 30 is formed in plurality. Each of the receiving portions 20 to be installed are respectively.

구체적으로 툴 클램프의 정상유무를 정확하고 신속하게 확인하기 위해서 스핀들이 회전할 때에 감지부가 이를 감지한 상태에서 센싱부에서 최소한 2곳 이상의 전달부로 신호를 송신하고 전달부에서 반사되는 신호를 수신하여 분석해야 한다. 결국, 수용부가 스핀들의 내부에 스핀들의 회전축을 중심으로 180도 각도로 이격하도록 2개, 120도 각도로 이격하도록 3개, 90도 각도로 이격하도록 4개, 60도 각도로 이격하도록 6개, 45도 각도로 이격하도록 8개, 30도 각도로 이격하도록 12개, 15도 각도로 이격하도록 24개, 또는 10도 각도로 이격하도록 36개가 스핀들의 내부에 스핀들의 회전축을 중심으로 관통 형성될 수 있다. Specifically, in order to accurately and quickly check whether the tool clamp is normal or not, the sensing unit detects it when the spindle rotates, transmits a signal from the sensing unit to at least two transmission units, and receives and analyzes the signal reflected from the transmission unit. Should be. In the end, two receiving parts are spaced apart at an angle of 180 degrees around the axis of rotation of the spindle inside the spindle, three are spaced apart at an angle of 120 degrees, four are spaced apart at an angle of 90 degrees, six are spaced apart at an angle of 60 degrees, Eight pieces spaced apart at an angle of 45 degrees, 12 pieces spaced apart at an angle of 30 degrees, 24 pieces spaced apart at an angle of 15 degrees, or 36 pieces spaced at an angle of 10 degrees can be formed through the inside of the spindle around the rotation axis of the spindle. have.

또한, 이러한 2개, 4개, 6개, 8개, 12개, 24개, 또는 36개의 모든 수용부 각각에 전달부가 설치된다. 즉, 예를 들어 전달부는 수용부가 회전축을 중심으로 180도 각도로 이격하도록 2개로 형성되는 경우에는 회전축을 중심으로 180도 각도로 이격된 각각의 수용부에 총 2개가 설치되고, 회전축을 중심으로 90도 각도로 이격하도록 4개로 형성되는 경우에는 회전축을 중심으로 90도 각도로 이격된 각각의 수용부에 총 4개가 설치된다. Also, a transmission unit is provided in each of these 2, 4, 6, 8, 12, 24, or 36 all receiving units. That is, for example, when the transmission unit is formed in two so that the receiving part is spaced apart at an angle of 180 degrees about the rotation axis, a total of two are installed in each receiving part spaced apart at an angle of 180 degrees about the rotation axis, and When the four are formed to be spaced apart at an angle of 90 degrees, a total of four are installed in each receiving part spaced apart at an angle of 90 degrees with respect to the axis of rotation.

이에 따라 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치는 장치 구조를 단순화하고 제어적인 방식을 통해 툴 클램프를 실시간으로 가공전에 툴 교환시 뿐만아니라 가공중에도 실시간으로 확인할 수 있어 툴 클램프 확인장치의 소형화를 통해 공간활용도를 극대화하고, 공작기계의 전체적인 제조비용과 유지비용을 절감하며, 간편한 조작을 통해 툴 클램프 정상유무를 가공전과 가공중에 실시간으로 정확하고 신속하게 자동으로 확인함에 따라 작업자의 편의를 도모할 수 있다.Accordingly, the tool clamp checking device according to the present invention simplifies the structure of the device and allows the tool clamp to be checked in real time before machining as well as during machining in real time through a control method. It maximizes the efficiency of the machine tool, reduces the overall manufacturing and maintenance costs of the machine tool, and through simple operation, the operator's convenience can be promoted by automatically and accurately and quickly checking the normality of the tool clamp before and during machining in real time.

도 1에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치(1)는 에어 블로워부(70)를 더 포함한다.As shown in FIG. 1 , the tool clamp confirmation device 1 according to the present invention further includes an air blower unit 70 .

에어 블로워부(70)는 센싱부(40)와 수용부의 타측(22) 사이에 에어를 공급한다. 즉, 에어 블로워부(700)는 에어공급원으로부터 에어라인을 통해 공급되는 공압을 센싱부와 수용부의 타측 사이에 공급하여 전달부, 특히 광섬유로 형성되는 전달부에 침투한 이물질과 센싱부에 부착된 이물질을 제거하여 밀착거리 계산의 정확도를 증가시키고 툴 클램프 확인결과의 신속성과 안정성을 증대시키고, 오작동을 방지하여 유지비용과 시간을 감소하며 비가공 시간 감소에 따라 생산성을 향상하고, 작업자의 편의를 도모할 수 있다.The air blower unit 70 supplies air between the sensing unit 40 and the other side 22 of the receiving unit. That is, the air blower unit 700 supplies the air pressure supplied from the air supply source through the air line between the sensing unit and the other side of the receiving unit to the transmitting unit, in particular, foreign substances penetrating into the transmitting unit formed of optical fibers and attached to the sensing unit. By removing foreign substances, the accuracy of the calculation of the close contact distance is increased, the speed and stability of the tool clamp confirmation result is increased, the maintenance cost and time are reduced by preventing malfunctions, and the productivity is improved by reducing the non-working time, and the convenience of the operator is increased. can be promoted

도 2에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치(1)의 제어부(60)는 데이터 저장부(61), 확인부(62), 검출부(63), 판단부(64), 계산부(65), 비교부(66), 및 분석부(67)를 포함한다.As shown in FIG. 2 , the control unit 60 of the tool clamp confirmation device 1 according to the present invention includes a data storage unit 61 , a confirmation unit 62 , a detection unit 63 , a determination unit 64 , and a calculation unit 65 , a comparison unit 66 , and an analysis unit 67 .

또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치의 제어부는 PLC를 포함한다.In addition, although not shown in the drawings, the control unit of the tool clamp confirmation device according to the present invention includes a PLC.

제어부는 NC(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control)를 포함하고, 각종 수치 제어 프로그램이 내장되어 있다. 즉, 제어부에는 스핀들, 공구교환장치, 매거진의 구동프로그램 등이 내장되고, 제어부의 구동에 따라 해당 프로그램이 자동으로 로딩되어 작동한다. 또한, 제어부는 스핀들, PLC, 전달부, 센싱부, 감지부와 소정의 프로토콜에 의해 통신을 수행한다.The control unit includes NC (numerical control, NC) or CNC (computerized numerical control), and various numerical control programs are built-in. That is, a spindle, a tool changing device, and a driving program of a magazine are built-in in the control unit, and the corresponding program is automatically loaded and operated according to the driving of the control unit. In addition, the control unit communicates with the spindle, PLC, transmission unit, sensing unit, and sensing unit by a predetermined protocol.

또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 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. In addition, although not shown in the drawings, according to a preferred embodiment of the present invention, the control unit includes a main operation unit, and the main operation unit includes a screen display program and a data input program according to screen display selection, and a screen display program Displays the software switch on the display screen according to the output of the software switch, recognizes the ON/OFF of the software switch, and executes the function of issuing an input/output command for machine operation.

또한, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 주조작부는 공작기계의 하우징, 케이스, 또는 일측에 설치되어 다양한 기능스위치 또는 버튼과 각종 정보를 표시할 수 있는 모니터를 구비한다.In addition, although not necessarily limited thereto, the main operation unit includes a monitor that is installed on the housing, case, or one side of the machine tool to display various function switches or buttons and various information.

PLC(Programmable Logic Controller)는 제어부, 스핀들, 전달부, 센싱부, 감지부 등과 소정의 프로토콜에 의한 통신을 수행하고, 이러한 통신을 통해 제어명령을 행하는 기능을 수행한다. 즉, PLC는 제어부의 수치 제어 프로그램에 따라 스핀들, 구동모터, 매거진, 공구교환장치 등을 구동시킨다.A programmable logic controller (PLC) performs communication according to a predetermined protocol with a control unit, a spindle, a transmission unit, a sensing unit, a sensing unit, and the like, and performs a function of executing a control command through such communication. That is, the PLC drives the spindle, drive motor, magazine, tool changer, etc. according to the numerical control program of the control unit.

따라서, 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치는 제어부에 의해 센싱부에서 수용부에 설치되는 전달부에 신호를 전송하고 전달부를 거쳐 되돌아오는 신호를 센싱부가 수신하는 시간에 따라 스핀들과 스핀들에 클램프되는 툴의 밀착거리를 계산하여 스핀들에 클램프된 툴의 클램프 정상유무를 공작물 가공전 뿐만아니라 가공중에도 실시간으로 자동으로 확인함에 따라 툴의 떨림을 방지하고 동심도를 일치시켜 공작기계의 가공정밀도를 극대화하여 불량품 발생 감소 및 자원낭비를 방지하고, 툴 클램프의 정밀한 확인을 통해 공작기계의 안정성과 신뢰성을 향상하며, 비가공 시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 증대하고, 툴 클램프 확인장치의 소형화를 통해 공간활용도를 극대화하며, 공작기계의 전체적인 제조비용과 유지비용을 절감하며, 작업자의 편의를 도모할 수 있다.Therefore, the tool clamp confirmation device according to the present invention transmits a signal from the sensing unit to the transmission unit installed in the receiving unit by the control unit, and the tool clamped to the spindle and the spindle according to the time the sensing unit receives the signal returning through the transmission unit By calculating the close contact distance of the spindle, it automatically checks whether the clamp of the tool clamped on the spindle is normal in real-time as well as before machining the workpiece, thereby preventing the vibration of the tool and matching the concentricity to maximize the machining precision of the machine tool, resulting in defective products. It prevents reduction and waste of resources, improves the stability and reliability of machine tools through precise confirmation of tool clamps, increases productivity of machine tools by minimizing non-working time, and improves space utilization through miniaturization of tool clamp confirmation devices. It can maximize, reduce the overall manufacturing cost and maintenance cost of the machine tool, and promote the convenience of the operator.

도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명에 의한 툴 클램프 장치(1)의 제어부(60)는 표시부 및/또는 선택부를 더 포함할 수 있다.Although not shown in the drawings, the control unit 60 of the tool clamp device 1 according to the present invention may further include a display unit and/or a selection unit.

표시부는 데이터 저장부, 확인부, 검출부, 판단부, 계산부, 비교부, 및/또는 분석부의 결과와 후술하는 선택부의 선택결과를 실시간으로 표시하여 사용자의 편의성을 향상할 수 있다. 이러한 표시부는 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.The display unit may improve user convenience by displaying the results of the data storage unit, the confirmation unit, the detection unit, the determination unit, the calculation unit, the comparison unit, and/or the analysis unit and the selection result of the selection unit to be described later in real time. Such a display unit is a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), a flexible display (flexible display), It may include at least one of a three-dimensional display (3D display) and an e-ink display (e-ink display).

또한, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 표시부는 스핀들과 상기 스핀들에 클램프되는 툴의 밀착거리를 계산하여 상기 스핀들에 툴의 클램프 정상유무를 실시간으로 확인하기 위한 각종 가공프로그램, 수용부의 갯수, 수용부의 위치데이터, 툴 데이터, 기준 밀착거리 범위 데이터 또는 사용자의 조작 명령을 입력받고 입력받은 조작명령이나 공작물 가공조건 정보 PLC, 제어부로 출력할 수 있는 터치스크린 형태로 형성될 수 있다. In addition, although not necessarily limited thereto, the display unit calculates the close contact distance between the spindle and the tool clamped to the spindle, and various processing programs, the number of receiving units, and the position of the receiving units are used to check in real time whether the tool is clamped on the spindle in real time. It may be formed in the form of a touch screen that can receive data, tool data, reference contact distance range data, or a user's operation command, and output the received operation command or workpiece processing condition information to a PLC or a control unit.

또한, 표시부는 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. In addition, the display unit includes a screen display program and a data input program according to screen display selection, displays a software switch on the display screen according to the output of the screen display program, and recognizes ON/OFF of the software switch It performs the function of issuing input/output commands for machine operation.

또한, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 표시부는 공작기계의 하우징, 케이스, 또는 일측에 설치되어 다양한 기능스위치 또는 버튼과 각종 정보를 표시할 수 있다.In addition, although not necessarily limited thereto, the display unit may be installed on the housing, case, or one side of the machine tool to display various function switches or buttons and various information.

선택부는 공작물의 가공전에 툴을 교환할 때 또는 공작물의 가공중에 스핀들에 클램프된 툴의 클램프 정상유무를 실시간 자동확인 여부를 선택하는 기능을 수행한다. 구체적으로 선택부는 표시부 등에 버튼 형태로 형성되어 사용자가 버튼 조작을 통해 툴 클램프 실시간 자동확인모드 기능을 수행하면, 제어부에 의해 가공프로그램, 수용부의 갯수, 수용부의 위치데이터, 현재 스핀들에 클램프된 툴의 종류등 툴 데이터, 기준 밀착거리 범위 데이터 등에 의해 스핀들과 툴의 밀착거리를 계산하여 공작물의 가공전에 툴을 교환할 때 뿐만아니라 공작물의 가공중에도 스핀들에 클램프된 툴의 클램프 정상유무를 실시간 자동으로 확인한다. 반대로 사용자가 버튼 조작을 통해 툴의 클램프 정상유무를 실시간 자동확인모드 기능을 수행하지 않으면 툴과 스핀들의 밀착거리를 계산하지 않아 툴 클램프 자동확인모드 기능을 수행하지 않고, 공구교환이나 가공을 수행한다. 이처럼, 사용자가 필요에 따라 툴 클램프 확인 여부를 임의로 선택함에 따라 가공시간을 감소하여 생산성을 극대화하고, 사용자의 편의성을 도모하며, 가공정밀도를 극대화할 수 있다.The selection unit performs a function of selecting whether to automatically check in real time whether the tool clamped on the spindle is normal or not when the tool is exchanged before processing the workpiece or during processing of the workpiece. Specifically, the selection unit is formed in the form of a button on the display unit, and when the user performs the tool clamp real-time automatic confirmation mode function through button manipulation, the control unit determines the processing program, the number of receiving units, position data of the receiving units, and the tool clamped on the spindle. By calculating the close contact distance between the spindle and the tool based on the type of tool data and the standard contact distance range data, etc., it is automatically checked in real time whether the tool clamped on the spindle is clamped during the machining of the work piece as well as when the tool is exchanged before machining the work piece. do. Conversely, if the user does not perform the real-time automatic confirmation mode function to check whether the tool clamp is normal or not through button operation, the tool clamp does not perform the tool clamp automatic confirmation mode function because the adhesion distance between the tool and the spindle is not calculated. . In this way, as the user arbitrarily selects whether to check the tool clamp as needed, it is possible to maximize the productivity by reducing the machining time, promote the user's convenience, and maximize the machining precision.

데이터 저장부(61)는 가공프로그램, 스핀들에 형성된 수용부의 갯수, 스핀들에 복수개로 관통 형성된 수용부의 위치데이터, 툴의 종류와 크기, 길이 등과 관련한 툴 데이터, 및 툴의 종류와 크기 등에 따른 기준 밀착거리 범위 데이터를 저장한다. 기준 밀착거리 범위 데이터는 룩업 테이블 형태로 저장되고, 기준 밀착거리 범위 데이터에 없는 경우에는 보간법 등을 통해 산출하여 적용될 수 있다.The data storage unit 61 includes a processing program, the number of accommodating parts formed on the spindle, position data of accommodating parts formed through a plurality of accommodating parts on the spindle, tool data related to the type, size, length, etc. of the tool, and reference adhesion according to the type and size of the tool. Store distance range data. The reference adhesion distance range data is stored in the form of a lookup table, and when it is not in the reference adhesion distance range data, it can be calculated and applied through interpolation or the like.

확인부(62)는 스핀들(10)에 클램프되는 툴(11) 종류와 툴로 공작물을 가공하는지 가공유무를 확인한다. 즉, 스핀들로 공작물을 가공하는 경우에도 실시간으로 툴과 스핀들의 밀착거리를 계산해야 함에 따라 현재 공작기계의 상태와 데이터 저장부에 저장된 많은 데이터 중에서 적절한 데이터로 최적의 결과를 산출하기 위해 스핀들에 클램프되는 툴의 종류를 먼저 확인한다.The confirmation unit 62 checks whether the workpiece is processed by the type of the tool 11 clamped to the spindle 10 and the tool. In other words, even when machining a workpiece with a spindle, since the close contact distance between the tool and the spindle must be calculated in real time, the current state of the machine tool and the appropriate data among the many data stored in the data storage unit are clamped to the spindle to produce optimal results. Check the type of tool to be used first.

검출부(63)는 스핀들 회전시에 감지부에 의해 수용부에 설치된 전달부와 센싱부가 일치할 때에 센싱부의 신호를 검출한다. 즉, 검출부(63)는 공작물 가공중 또는 툴 교환 후에 스핀들이 회전할 때에 감지부에 의해 수용부에 설치된 전달부와 센싱부가 일치하여 마주하게 될 때에 센싱부에서 전송하여 전달부를 거쳐 밀착면에서 반사되어 다시 센싱부로 전달되는 신호와 전달 시간을 검출한다.The detection unit 63 detects a signal of the sensing unit when the transmitting unit installed in the receiving unit by the sensing unit coincides with the sensing unit during spindle rotation. That is, the detection unit 63 transmits from the sensing unit when the transmitting unit installed in the receiving unit and the sensing unit coincide with each other when the spindle rotates during workpiece processing or after tool exchange, and is transmitted from the sensing unit and reflected from the contact surface through the transmitting unit. It detects the signal transmitted to the sensing unit and the transmission time again.

판단부(64)는 검출부(63)로부터 수용부에 각각 설치되는 모든 전달부로부터 신호가 검출되었는지를 판단한다. 즉, 판단부(64)는 스핀들이 회전할 때에 모든 전달부로부터 센싱부로 신호가 반사되어 되돌아오는 시간을 확인하도록 모든 전달부로부터 센싱부로 신호가 반사되어 전달되었는지를 판단한다. 구체적으로 예를 들어 판단부는 스핀들의 내부에 수용부가 회전축을 중심으로 180도 간격으로 이격되게 2개가 관통 형성되고, 이러한 수용부에 각각 전달부가 설치된 경우에, 스핀들이 회전하여 180도 간격으로 이격된 제1 수용부에 설치된 제1 전달부와 제2 수용부에 설치된 제2 전달부로부터 센싱부에서 전송되어 밀착면에 반사되어 전달부를 거쳐 센싱부로 되돌아오는 신호가 모두 검출되었는지를 판단한다. The determination unit 64 determines whether signals are detected from all transmission units respectively installed in the receiving units from the detection unit 63 . That is, when the spindle rotates, the determination unit 64 determines whether the signal is reflected and transmitted from all the transmitting units to the sensing unit to check the time when the signal is reflected back to the sensing unit from all the transmitting units. Specifically, for example, the determination unit is formed through two accommodating units spaced apart at intervals of 180 degrees around the axis of rotation inside the spindle, and when the transfer units are installed in each of these receiving units, the spindle rotates and spaced apart at intervals of 180 degrees. It is determined whether all signals transmitted from the sensing unit from the first transmitting unit installed in the first receiving unit and the second transmitting unit installed in the second receiving unit to the sensing unit, reflected on the contact surface, and returning to the sensing unit through the transmitting unit are detected.

계산부(65)는 확인부(62)의 확인결과, 검출부(63)의 검출결과, 판단부(64)의 판단결과 및 데이터 저장부(61)에 저장된 데이터를 통해 스핀들과 스핀들에 클램프된 툴의 밀착거리를 계산한다. 즉, 계산부(65)는 스핀들의 회전시에 감지부에 의해 수용부가 형성된 위치가 센싱부를 통과하여 전달부가 센싱부로부터 신호를 전달받으면 해당 신호를 스핀들과 툴의 밀착면으로 이송시키고, 다시 밀착면에서 반사되는 신호를 전달부가 센싱부로 전달하게 되고, 센싱부에서 최초 전송되어 밀착면에서 반사되어 전달받을 때까지의 시간을 계산하여 스핀들과 툴의 밀착거리를 계산한다.The calculation unit 65 determines the spindle and the tool clamped to the spindle through the verification result of the verification unit 62 , the detection result of the detection unit 63 , the determination result of the determination unit 64 , and the data stored in the data storage unit 61 . Calculate the adhesion distance of That is, the calculation unit 65 transfers the signal to the contact surface between the spindle and the tool when the position where the receiving unit is formed by the sensing unit passes through the sensing unit during rotation of the spindle and the transmitting unit receives a signal from the sensing unit, and then in close contact again. The transmission unit transmits the signal reflected from the surface to the sensing unit, and calculates the adhesion distance between the spindle and the tool by calculating the time from the first transmission from the sensing unit until it is reflected from the contact surface and received.

비교부(66)는 계산부(65)에서 계산된 계산 밀착거리와 데이터 저장부에 저장된 기준 밀착거리 범위를 비교한다. 즉, 비교부(66)는 계산부에서 계산된 현재의 스핀들과 툴의 계산 밀착거리와 해당 툴의 종류와 길이에 따라 데이터 저장부에 저장된 해당 기준 밀착거리 범위를 비교한다.The comparison unit 66 compares the calculated adhesion distance calculated by the calculator 65 with the reference adhesion distance range stored in the data storage unit. That is, the comparison unit 66 compares the calculated adhesion distance between the current spindle and the tool calculated by the calculator and the reference adhesion distance range stored in the data storage unit according to the type and length of the tool.

분석부(67)는 비교부(66)의 비교결과를 분석하여 툴의 클램프 정상유무를 판별하는 기능을 수행한다. 즉, 분석부는 공작물 가공전과 가공중인 경우로 구분하여 비교부의 비교결과를 분석하여 툴의 클램프 정상유무를 판별하고, 이상이 있는 경우 알람을 발생하여 이를 작업자에게 안내하여 장비손상이나 공작물 손상을 방지하고, 자원낭비를 예방한다.The analysis unit 67 analyzes the comparison result of the comparison unit 66 to determine whether the clamp of the tool is normal or not. In other words, the analysis unit classifies the case before and during processing, analyzes the comparison result of the comparison unit to determine whether the clamp of the tool is normal, and generates an alarm when there is an abnormality and informs the operator to prevent equipment damage or workpiece damage. , to prevent wastage of resources.

구체적으로 분석부는 공작물 가공전인 경우에 비교부의 비교결과 모든 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위 이내인 경우에는 가공 신호를 발생하고, 1개 이상의 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위를 초과하는 경우에는 클램프이상 신호를 발생하며, 모든 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위를 초과하는 경우에는 장비이상 신호를 발생하고, 1개 이상의 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위 미만인 경우에는 설정이상 신호를 발생한다.Specifically, the analysis unit generates a machining signal when the comparison result of the comparison unit before machining the workpiece and the calculated adhesion distances in all transfer units are within the standard adhesion distance range, and the calculated adhesion distances in one or more transfer units are the reference adhesion distance If the range is exceeded, a clamp error signal is generated. If the calculated adhesion distance in all transmission units exceeds the standard adhesion distance range, an equipment error signal is generated, and the calculated adhesion distance in one or more transfer units is the standard If the contact distance is less than the range, a setting error signal is generated.

또한, 분석부는 공작물 가공중인 경우에 비교부의 비교결과 1개 이상의 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위를 초과하는 경우에는 장비점검 신호를 발생한다.In addition, the analysis unit generates an equipment check signal when the calculated adhesion distance in one or more transfer units exceeds the reference adhesion distance range as a result of the comparison of the comparison unit while the workpiece is being processed.

이처럼, 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치는 제어부에 의해 센싱부에서 수용부에 설치되는 전달부에 신호를 전송하고 전달부를 거쳐 되돌아오는 신호를 센싱부가 수신하는 시간에 따라 스핀들과 스핀들에 클램프되는 툴의 밀착거리를 계산하여 스핀들에 클램프된 툴의 클램프 정상유무를 공작물 가공전 뿐만아니라 가공중에도 실시간으로 자동으로 정밀하고 신속하게 확인함에 따라 툴의 떨림을 방지하고 동심도를 일치시켜 공작기계의 가공정밀도를 극대화하여 불량품 발생 감소 및 자원낭비를 방지하고, 공작기계의 안정성과 신뢰성을 향상하며, 비가공 시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 증대하고, 공작기계의 전체적인 제조비용과 유지비용을 절감하며, 툴 클램프 정상유무를 가공전과 가공중에 실시간으로 정확하고 신속하게 자동으로 확인함에 따라 작업자의 편의를 도모할 수 있다.In this way, the tool clamp confirmation device according to the present invention transmits a signal from the sensing unit to the transmitting unit installed in the receiving unit by the control unit and clamps the tool to the spindle and the spindle according to the time the sensing unit receives the signal returning through the transmitting unit. By calculating the close contact distance of the tool, the clamping of the tool clamped on the spindle is checked automatically, precisely and quickly in real time, not only before machining the workpiece, but also during machining, thereby preventing the vibration of the tool and matching the concentricity to improve the machining precision of the machine tool. By maximizing it, it reduces the occurrence of defective products and prevents wastage of resources, improves the stability and reliability of the machine tool, increases the productivity of the machine tool by minimizing the non-working time, reduces the overall manufacturing cost and maintenance cost of the machine tool, and The convenience of the operator can be promoted by automatically and accurately and quickly checking whether the clamp is normal in real time before and during processing.

도 3을 참조하여 본 발명에 의한 툴 클램프 확인방법을 설명한다. 도 3에 도시된 것처럼 툴 클램프 확인방법은 데이터 저장 단계(S1), 확인 단계(S2), 검출 단계(S3), 판단 단계(S4), 계산 단계(S5), 비교 단계(S6), 및 분석 단계(S7)를 포함한다. 본 발명에 의한 틀 클램프 확인방법의 전체적인 작동원리와 제어방식 및 장비 구성 등은 상술한 본 발명에 의한 툴 클램프 확인장치와 동일한 바 이하에서는 차이점을 중점으로 설명한다.A tool clamp confirmation method according to the present invention will be described with reference to FIG. 3 . As shown in FIG. 3 , the tool clamp confirmation method includes a data storage step (S1), a confirmation step (S2), a detection step (S3), a determination step (S4), a calculation step (S5), a comparison step (S6), and analysis Step S7 is included. The overall operating principle, control method, and equipment configuration of the frame clamp confirmation method according to the present invention are the same as the tool clamp confirmation apparatus according to the present invention described above. Hereinafter, the differences will be mainly described.

스핀들과 스핀들에 클램프되는 툴의 밀착거리를 계산하여 스핀들에 툴의 클램프 정상유무를 실시간으로 확인하기 위한 데이터를 데이터 저장부(61)에 저장한다. 구체적으로 데이터 저장부에는 가공프로그램, 스핀들에 관통 형성된 수용부의 갯수, 스핀들의 회전축을 중심으로 일정각도 이격된 수용부의 위치데이터, 툴의 종류와 길이 등에 대한 툴 데이터, 계산 밀착거리와 비교를 위한 기준 밀착거리 범위 데이터를 사용자가 제어부의 주조작부, PLC 또는 표시부를 통해 저장된다.Data for calculating the adhesion distance between the spindle and the tool clamped to the spindle is stored in the data storage unit 61 to confirm in real time whether the tool clamped on the spindle is normal or not. Specifically, in the data storage unit, the processing program, the number of receptacles formed through the spindle, position data of the receptacles spaced apart at a certain angle around the rotation axis of the spindle, tool data on the type and length of the tool, and the calculation adhesion distance and standards for comparison The close contact distance range data is stored by the user through the main operation unit, PLC or display unit of the control unit.

데이터 저장 단계(S1) 이후에, 확인부(62)에서 스핀들에 클램프되는 툴 종류와 가공유무를 확인한다. 즉, 스핀들에 클램프되는 툴의 종류에 따라 기준 밀착거리 범위 데이터가 변경될 수 있어 이를 확인하고, 공작물의 가공중인지 가공전인지에 따라 분석부의 분석결과가 변경될 수 있어 확인부에서 이를 확인한다. 또한, 확인부에서는 선택부를 통해 툴의 종류와 수용부의 갯수와 위치에 따라 툴의 클램핑 자동확인모드 기능의 작동에 대한 신호를 확인한다. 즉, 사용자가 선택부를 통해 툴 클램프 자동확인모드 기능을 활성화하지 않으면 툴 클램프 자동확인 공정이 수행되지 않는다.After the data storage step (S1), the checking unit 62 checks the type of tool clamped to the spindle and the presence or absence of processing. That is, depending on the type of tool clamped to the spindle, the reference contact distance range data can be changed and checked, and the analysis result of the analysis section can be changed depending on whether the workpiece is being processed or before machining, and the confirmation section confirms this. In addition, the confirmation unit confirms a signal for the operation of the automatic clamping confirmation mode function of the tool according to the type of the tool and the number and position of the receptacle through the selection unit. That is, if the user does not activate the tool clamp automatic confirmation mode function through the selection unit, the tool clamp automatic confirmation process is not performed.

확인 단계(S2) 이후에, 검출부(63)에서 스핀들 회전시에 감지부에 의해 수용부에 설치된 전달부와 센싱부가 일치할 때에 센싱부의 신호를 검출한다. 즉, 엔코더와 같은 감지부는 스핀들의 회전위치를 정확하게 감지하고, 데이터 저장부에 기저장된 수용부의 갯수와 위치데이터에 의해 스핀들의 회전시에 수용부에 설치된 전달부와 센싱부가 일치할 때에 신호를 통해 센싱부가 레이저, 적외선과 같은 신호를 전달부로 발사하고, 툴과 스핀들의 밀착면에서 반사되는 신호를 전달받아 이를 검출한다.After the confirmation step (S2), the detection unit 63 detects the signal of the sensing unit when the sensing unit coincides with the transmission unit installed in the receiving unit by the sensing unit when the spindle rotates. That is, a sensing unit such as an encoder accurately senses the rotational position of the spindle, and when the transmission unit and the sensing unit installed in the receiving unit coincide with the rotation of the spindle by the number and position data of the receiving unit pre-stored in the data storage unit, it is transmitted through a signal. The sensing unit emits signals such as lasers and infrared rays to the transmitting unit, and receives the signals reflected from the contact surfaces of the tool and the spindle and detects them.

검출 단계(S3) 이후에, 판단부(64)에서 수용부에 각각 설치되는 모든 전달부로부터 신호가 검출되었는지를 판단한다. 만약, 판단부에서 모든 전달부에서 신호가 검출되지 않은 경우 이상 알람을 발생하여 오작동을 방지하고, 유지보수 비용과 시간을 절감하고, 비가공시간 감소에 의해 생산성을 향상하며, 작업자의 편의를 도모할 수 있다.After the detection step (S3), the determination unit 64 determines whether signals are detected from all transmission units respectively installed in the receiving unit. If no signal is detected from all the transmission units in the judgment unit, an abnormal alarm is generated to prevent malfunction, save maintenance cost and time, improve productivity by reducing non-working time, and promote operator convenience can do.

판단 단계(S4) 이후에, 계산부(65)에서 확인단계에서 확인결과, 검출단계의 검출결과, 판단단계의 판단결과 및 데이터 저장 단계에서 데이터 저장부에 기저장된 데이터에 의해 스핀들과 스핀들에 클램프된 툴의 밀착거리를 계산한다. 구체적으로 센싱부에서 신호를 발사하고, 전달부를 거쳐 반사되어 되돌아오는 신호를 수신하는데 걸린 시간을 계산하여 스핀들과 툴의 밀착거리를 계산한다.After the determination step (S4), the calculation unit 65 clamps the spindle and the spindle with the result of the confirmation step, the detection result of the detection step, the determination result of the determination step, and the data pre-stored in the data storage section in the data storage step. Calculate the adhesion distance of the tool. Specifically, the contact distance between the spindle and the tool is calculated by calculating the time taken to emit a signal from the sensing unit and receive the reflected signal from the transmission unit.

계산 단계(S5) 이후에, 비교부(66)에서 계산단계의 계산결과 계산된 계산 밀착거리와 데이터 저장부에 기저장된 기준 밀착거리 범위를 비교부에서 비교한다.After the calculation step (S5), the comparison unit compares the calculated adhesion distance calculated as a result of the calculation in the calculation step in the comparison unit 66 and the reference adhesion distance range pre-stored in the data storage unit.

비교 단계(S6) 이후에, 분석부(67)에서 비교결과를 분석하여 툴의 클램프 정상유무를 실시간으로 판별하고 이상이 있는 경우 알람을 발생한다.After the comparison step (S6), the analysis unit 67 analyzes the comparison result to determine in real time whether the clamp of the tool is normal or not, and if there is an abnormality, an alarm is generated.

구체적으로 분석 단계(S7)에서 공작물 가공전인 경우에 비교부의 비교결과 모든 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위 이내인 경우에는 가공 신호를 발생하고, 1개 이상의 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위를 초과하는 경우에는 클램프이상 신호를 발생하며, 모든 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위를 초과하는 경우에는 장비이상 신호를 발생하고, 1개 이상의 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위 미만인 경우에는 설정이상 신호을 발생한다.Specifically, in the case of before machining the workpiece in the analysis step (S7), a machining signal is generated when the calculated adhesion distance in all transfer units is within the reference adhesion distance range as a result of comparison of the comparison unit, and the calculated adhesion distance in one or more transfer units When is out of the standard contact distance range, a clamp error signal is generated, and when the calculated adhesion distance in all transmission units exceeds the standard contact distance range, an equipment error signal is generated, and calculation in one or more transmission units If the adhesion distance is less than the standard adhesion distance range, a setting error signal is generated.

또한, 분석 단계(S7)에서 공작물 가공중인 경우에 비교부의 비교결과 1개 이상의 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위를 초과하는 경우에는 장비점검 신호를 발생한다.In addition, in the case of processing the workpiece in the analysis step (S7), the comparison result of the comparison unit generates an equipment check signal when the calculated adhesion distance in one or more transfer units exceeds the reference adhesion distance range.

이처럼, 본 발명에 의한 툴 클램프 확인방법은 제어부에 의해 센싱부에서 수용부에 설치되는 전달부에 신호를 전송하고 전달부를 거쳐 되돌아오는 신호를 센싱부가 수신하는 시간에 따라 스핀들과 스핀들에 클램프되는 툴의 밀착거리를 계산하여 스핀들에 클램프된 툴의 클램프 정상유무를 공작물 가공전 뿐만아니라 가공중에도 실시간으로 자동으로 정밀하고 신속하게 확인함에 따라 툴의 떨림을 방지하고 동심도를 일치시켜 공작기계의 가공정밀도를 극대화하여 불량품 발생 감소 및 자원낭비를 방지하고, 공작기계의 안정성과 신뢰성을 향상하며, 비가공 시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 증대하고, 공작기계의 전체적인 제조비용과 유지비용을 절감하며, 툴 클램프 정상유무를 가공전과 가공중에 실시간으로 정확하고 신속하게 자동으로 확인함에 따라 작업자의 편의를 도모할 수 있다.As such, the tool clamp confirmation method according to the present invention transmits a signal from the sensing unit to the transmission unit installed in the receiving unit by the control unit, and the sensing unit receives the signal returning through the transmission unit, depending on the time the sensing unit receives the spindle and the tool clamped on the spindle. By calculating the close contact distance of the tool, the clamping of the tool clamped on the spindle is checked automatically, precisely and quickly in real time, not only before machining the workpiece, but also during machining, thereby preventing the vibration of the tool and matching the concentricity to improve the machining precision of the machine tool. By maximizing it, it reduces the occurrence of defective products and prevents wastage of resources, improves the stability and reliability of the machine tool, increases the productivity of the machine tool by minimizing the non-working time, reduces the overall manufacturing cost and maintenance cost of the machine tool, and The convenience of the operator can be promoted by automatically and accurately and quickly checking whether the clamp is normal in real time before and during processing.

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.Although the detailed description of the present invention described above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art or those having ordinary knowledge in the art will It will be understood that various modifications and variations of the present invention can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

1 : 클램프 확인 장치, 10 : 스핀들,
20 : 수용부, 30 : 전달부,
40 : 센싱부, 50 : 감지부,
60 : 제어부, 61 : 데이터 저장부,
62 : 확인부, 63 : 검출부,
64 : 판단부, 65 : 계산부,
66 : 비교부, 67 : 분석부,
70 : 에어 블로워부.
1: clamp check device, 10: spindle,
20: receiving unit, 30: transmitting unit,
40: sensing unit, 50: sensing unit,
60: control unit, 61: data storage unit,
62: confirmation unit, 63: detection unit,
64: judgment unit, 65: calculation unit,
66: comparison unit, 67: analysis unit,
70: Air blower unit.

Claims (7)

툴을 클램핑하는 스핀들;
상기 스핀들의 내부에서 일측은 상기 스핀들의 회전축 방향 선단으로 연장되고, 타측은 상기 스핀들의 반경 방향 선단으로 연장 형성되는 수용부;
상기 수용부의 타측에 인접하도록 상기 스핀들의 일부에 설치되어 신호를 송수신하는 센싱부;
상기 수용부의 내부에 설치되어 상기 센싱부로부터 전송된 신호를 전달하는 전달부;
상기 스핀들의 회전축 방향 일부에 설치되어 상기 스핀들의 회전 위치를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부 및 상기 센싱부로부터 수신된 신호를 통해 상기 스핀들과 상기 툴의 밀착거리를 계산하여 상기 스핀들에 클램프된 툴의 클램프 정상유무를 실시간으로 확인하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 툴 클램프 확인장치.
spindle clamping tool;
a receiving part extending from the inside of the spindle to a front end of the spindle in the direction of the rotation axis and the other end extending to a front end in the radial direction of the spindle;
a sensing unit installed on a part of the spindle so as to be adjacent to the other side of the receiving unit to transmit and receive a signal;
a transmitting unit installed inside the receiving unit to transmit a signal transmitted from the sensing unit;
a sensing unit installed in a portion of the spindle in the direction of the rotation axis to sense the rotation position of the spindle; and
Tool clamp comprising a; verification device.
제1항에 있어서,
상기 수용부는 상기 스핀들의 내부에 상기 스핀들의 회전축을 중심으로 일정 각도로 이격하도록 복수개로 형성되고,
상기 전달부는 복수개로 형성되는 상기 수용부 모두에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 툴 클램프 확인장치.
According to claim 1,
A plurality of the receiving portions are formed inside the spindle to be spaced apart from each other at a predetermined angle with respect to the axis of rotation of the spindle,
The transfer unit is a tool clamp confirmation device, characterized in that each is installed in all of the receiving unit formed in plurality.
제1항에 있어서,
상기 수용부는 대각선 또는 ㄱ자 형상으로 상기 스핀들 내부에 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 툴 클램프 확인장치.
According to claim 1,
The accommodating part is a tool clamp confirmation device, characterized in that formed through the inside of the spindle in a diagonal or L-shape.
제1항에 있어서,
상기 센싱부와 상기 수용부의 타측 사이에 에어를 공급하는 에어 블로워부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 툴 클램프 확인장치.
According to claim 1,
Tool clamp confirmation device further comprising; an air blower for supplying air between the sensing unit and the other side of the receiving unit.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
가공프로그램, 상기 수용부의 갯수, 상기 수용부의 위치데이터, 툴 데이터, 및 기준 밀착거리 범위 데이터를 저장하는 데이터 저장부;
상기 스핀들에 클램프되는 툴 종류와 가공유무를 확인하는 확인부;
상기 스핀들 회전시에 상기 감지부에 의해 상기 수용부에 설치된 상기 전달부와 상기 센싱부가 일치할 때에 상기 센싱부의 신호를 검출하는 검출부;
상기 검출부로부터 상기 수용부에 각각 설치되는 모든 상기 전달부로부터 신호가 검출되었는지를 판단하는 판단부;
상기 확인부의 확인결과, 상기 검출부의 검출결과, 상기 판단부의 판단결과 및 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터를 통해 상기 스핀들과 상기 스핀들에 클램프된 툴의 밀착거리를 계산하는 계산부;
상기 계산부에서 계산된 계산 밀착거리와 상기 데이터 저장부에 저장된 기준 밀착거리 범위를 비교하는 비교부; 및
상기 비교부의 비교결과를 분석하여 툴의 클램프 정상유무를 판별하는 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 툴 클램프 확인장치.
3. The method of claim 2,
The control unit is
a data storage unit for storing a processing program, the number of the receiving units, position data of the receiving units, tool data, and reference contact distance range data;
a confirmation unit for confirming the type of tool clamped to the spindle and the presence or absence of processing;
a detection unit configured to detect a signal of the sensing unit when the transmitting unit installed in the receiving unit by the sensing unit coincides with the sensing unit when the spindle rotates;
a determination unit for determining whether a signal is detected from all the transmitting units installed in the receiving unit from the detecting unit;
a calculation unit for calculating a contact distance between the spindle and the tool clamped to the spindle based on the verification result of the verification unit, the detection result of the detection unit, the determination result of the determination unit, and the data stored in the data storage unit;
a comparison unit for comparing the calculated adhesion distance calculated by the calculator with a reference adhesion distance range stored in the data storage unit; and
and an analysis unit that analyzes the comparison result of the comparison unit to determine whether the tool clamp is normal or not.
제5항에 있어서,
상기 분석부는,
공작물 가공전에 모든 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위 이내인 경우에는 가공 신호를 발생하고, 1개 이상의 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위를 초과하는 경우에는 클램프이상 신호를 발생하며, 모든 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위를 초과하는 경우에는 장비이상 신호를 발생하고, 1개 이상의 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위 미만인 경우에는 설정이상 신호를 발생하며,
공작물 가공중에 1개 이상의 전달부에서의 계산 밀착거리가 기준 밀착거리 범위를 초과하는 경우에는 장비점검 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 툴 클램프 확인 장치.
6. The method of claim 5,
The analysis unit,
Before machining the workpiece, a machining signal is generated when the calculated adhesion distance from all transfer parts is within the standard adhesion distance range. When the calculated adhesion distance from all transmission units exceeds the standard adhesion distance range, an equipment error signal is generated. occurs,
Tool clamp confirmation device, characterized in that the equipment check signal is generated when the calculated adhesion distance from one or more transfer units exceeds the standard adhesion distance range during workpiece processing.
스핀들과 상기 스핀들에 클램프되는 툴의 밀착거리를 계산하여 상기 스핀들에 툴의 클램프 정상유무를 실시간으로 확인하기 위한 데이터를 저장하는 단계;
상기 스핀들에 클램프되는 툴 종류와 가공유무를 확인하는 단계;
상기 스핀들 회전시에 감지부에 의해 수용부에 설치된 전달부와 센싱부가 일치할 때에 상기 센싱부의 신호를 검출하는 단계;
상기 수용부에 각각 설치되는 모든 상기 전달부로부터 신호가 검출되었는지를 판단하는 단계;
상기 확인결과, 상기 검출결과, 상기 판단결과 및 기저장된 데이터에 의해 상기 스핀들과 상기 스핀들에 클램프된 툴의 밀착거리를 계산하는 단계;
상기 계산결과 계산된 계산 밀착거리와 기저장된 기준 밀착거리 범위를 비교하는 단계; 및
상기 비교결과를 분석하여 툴의 클램프 정상유무를 실시간으로 판별하는 분석 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 툴 클램프 확인방법.

Calculating the adhesion distance between the spindle and the tool clamped to the spindle, and storing data for checking in real time whether the tool is clamped on the spindle in real time;
checking the type of tool clamped to the spindle and the presence or absence of processing;
detecting a signal of the sensing unit when the transmitting unit installed in the receiving unit and the sensing unit coincide with each other by the sensing unit when the spindle rotates;
determining whether a signal is detected from all the transfer units installed in the receiving unit, respectively;
calculating an adhesion distance between the spindle and the tool clamped to the spindle based on the confirmation result, the detection result, the determination result, and pre-stored data;
comparing the calculated adhesion distance calculated as a result of the calculation with a pre-stored reference adhesion distance range; and
and an analysis step of analyzing the comparison result to determine in real time whether the tool clamp is normal or not.

KR1020200049664A 2020-04-23 2020-04-23 Tool clamp confirmation apparatus and method thereof KR20210131191A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200049664A KR20210131191A (en) 2020-04-23 2020-04-23 Tool clamp confirmation apparatus and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200049664A KR20210131191A (en) 2020-04-23 2020-04-23 Tool clamp confirmation apparatus and method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210131191A true KR20210131191A (en) 2021-11-02

Family

ID=78476281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200049664A KR20210131191A (en) 2020-04-23 2020-04-23 Tool clamp confirmation apparatus and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210131191A (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040060515A (en) 2002-12-30 2004-07-06 대우종합기계 주식회사 Spindle Head Tool Clamp Confirmation Device
KR100728282B1 (en) 2006-08-21 2007-06-13 두산인프라코어 주식회사 Tool clamp certifying device and method of turning center machine
KR20090054484A (en) 2007-11-27 2009-06-01 두산인프라코어 주식회사 Check device of spindle tool clamp for machine tool

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040060515A (en) 2002-12-30 2004-07-06 대우종합기계 주식회사 Spindle Head Tool Clamp Confirmation Device
KR100728282B1 (en) 2006-08-21 2007-06-13 두산인프라코어 주식회사 Tool clamp certifying device and method of turning center machine
KR20090054484A (en) 2007-11-27 2009-06-01 두산인프라코어 주식회사 Check device of spindle tool clamp for machine tool

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4550375A (en) Machining system with operating mode selectors provided in machine controller of each NC machine tool
US10369673B2 (en) Spindle device for a program-controlled machine tool
US20140212236A1 (en) Machining unit for a program-controlled machine tool
EP0357774A1 (en) Machining center
KR102512173B1 (en) Tool error detecting device of machine tool and method thereof
EP1243992A2 (en) Tool presetter and tool offset amount calculation method
JP7463496B2 (en) Tool blade adjustment head, its operation method, and tool blade wear compensation
JP5023919B2 (en) Machine Tools
KR20200107485A (en) Auto toool changer and method for controlling the same and machine tool having the same
KR20210131191A (en) Tool clamp confirmation apparatus and method thereof
KR20210111551A (en) Tool magazine of machine tool and method for operating the same
KR102507986B1 (en) Tool path changing device of cycle processing of machine tool
US11660715B2 (en) Automatic attachment changer and boring machine having same
KR102620717B1 (en) Automatic attachment changer and method for controlling the same
KR20220133409A (en) Device for modifying processing error of machine tool and method thereof
US20220097188A1 (en) Machine tool and operation method therefor
KR20000006476A (en) Apparatus and method for centering and feeding log
KR20230076178A (en) Active vibration reduction device of machine tool and method thereof
HU185955B (en) Method and connection arrangement for controlling the positioning for radial drilling machines
KR102641256B1 (en) Device for modifying axis shift of machine tool and method thereof
KR20220141546A (en) Automatic tool changer breakage preventing control device of machine tool and method thereof
KR101865399B1 (en) Method for controlling machine tool
KR102532211B1 (en) Controlling apparatus of machine tool and controlling method of machine tool
US20050119781A1 (en) Detecting breakages in machine tools and the like
JPS63102854A (en) Abnormal tool changing method