KR20210141866A - 회전오차 검출 키트 및 이를 구비하는 수치제어 공작기계 - Google Patents

Abstract

회전오차 보정키트 및 이를 구비하는 수치제어 공작기계를 개시한다. 회전오차 보정키트는 어태치먼트의 특정위치를 설계원점으로 갖는 어태치먼트 좌표계에 의해 위치가 특정되는 공작기계의 작업공간에서 테이블 상에 위치하는 센서 구조물, 어태치먼트에 결합되고 센서 구조물과 접촉하는 접촉 볼을 구비하는 접촉 볼 구조물, 어태치먼트의 임의의 회전각에 대하여 설계원점과의 편차인 회전오차를 자동으로 검출하는 회전오차 검출부 및 설계원점을 회전오차만큼 보정하여 회전각에서 어태치먼트를 이용한 기계가공의 작업원점을 수득하는 보정부를 포함한다. 어태치먼트 회전오차를 자동으로 정확하게 검출하고 작업원점을 수득할 수 있다.

Description

회전오차 검출 키트 및 이를 구비하는 수치제어 공작기계{Error correction kit for automatically correcting rotational errors of attachments and numerical control machining tool having the same}

본 발명은 회전오차 검출 키트 및 이를 구비하는 수치제어 공작기계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 공작기계에 선택적으로 결합되는 어태치먼트의 회전오차를 자동으로 검출하는 회전오차 검출 키트 및 상기 회전오차 검출키트를 구비하는 수치제어 공작기계에 관한 것이다.

복잡한 형상을 갖는 대형 공작물에 대한 수요가 증가함에 따라 대형 가공 공작물을 테이블에 고정하고 스핀들 및 공작물의 회전을 통해 상기 공작물을 가공하는 수치제어 공작기계가 널리 이용되고 있다.

이때, 공작물이 고정된 테이블의 상부영역인 작업공간을 표시하는 단일한 작업 좌표계를 설정하고 가공물 표면의 가공위치와 공구의 작업위치를 상기 작업 좌표계를 이용하여 특정하고 공구위치를 공작물의 가공위치로 이동시킴으로써 공작물을 가공하고 있다.

특히, 최근의 공작기계는 다양한 형상을 가공하기 위한 공구세트뿐만 아니라 상기 공구들을 용이하게 스핀들에 결합하기 위한 다양한 어태치먼트(attachment)를 구비하고 있다. 상기 어태치먼트는 스핀들에 결합되어 작업공구를 고정하여 작업공구의 동작특성을 개선하고 다양한 가공위치에 대한 기계가공을 가능하게 하는 기계 가공용 보조 장치이다. 따라서, 기계가공의 특성에 따라 다양한 어태치먼트가 공작기계에 결합되어 기계가공을 수행하고 있다.

이때, 상기 어태치먼트는 기계가공의 특성에 따라 다양한 형상과 구조를 갖고, 어태치먼트에 결합되는 작업공구의 위치는 어태치먼트의 형상에 따라 달라지게 된다. 이에 따라, 상기 어태치먼트가 교환될 때마다 작업 당해 어태치먼트에 적절하게 작업 좌표계의 원점을 보정해 주어야 한다.

일반적으로, 상기 작업 좌표계의 원점보정은 기준원점과 결합되는 어태치먼트의 특성정보를 이용하여 알고리즘에 의해 자동으로 수행된다. 더미 어태치먼트가 결합된 공작기계에 대하여 기준검사를 수행하여 3차원 좌표로 주어지는 기준원점을 수득한다. 스핀들에 특정한 어태치먼트가 결합되는 경우, 당해 어태치먼트의 형상정보로부터 중심위치를 수득하고 상기 기준원점으로부터 상기 중심위치만큼 평행 이동하여 당해 어태치먼트를 이용한 기계가공의 작업원점을 자동으로 설정할 수 있다.

3축 가공기와 같이 공작물 및/또는 작업공구의 선형이동만으로 기계가공을 수행하는 경우 선형오차를 보정한 작업원점만으로 충분한 가공 정밀도를 확보할 수 있지만, 5축 가공기와 같이 공작물 및/또는 작업공구의 회전이동을 수반하는 경우 선형오차뿐만 아니라 어태치먼트의 회전에 의한 회전오차도 가공 정밀도에 큰 영향을 미치고 있다.

이에 따라, 5축 가공기에서 어태치먼트 교환이 이루어지는 경우, 어태치먼트의 특성정보와 기준원점으로부터 수치제어 알고리즘에 의해 자동으로 당해 어태치먼트의 작업원점을 수득한 후 가공에 필요한 회전각에서의 오차량을 추가적으로 검출하여 작업원점을 다시 보정하고 있다.

이때, 선형오차와 달리 상기 회전오차는 오차량이 평면단위로 유발되어 직관적으로 검출되기 어려워 작업자의 숙련도에 따라 검출 정확도가 달라지고 어태치먼트의 회전각마다 오차량을 검출해야하는 번거로움이 있다. 이에 따라, 5축 가공기의 가공 정밀도와 작업효율이 현저하게 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 공작기계의 사용자가 회전오차를 보정을 하기 어려운 경우 매번 공작기계 제조사의 보정 서비스에 의존해야 하는 문제점이 있다.

이에 따라, 각 어태치먼트의 회전오차를 자동으로 검출하여 당해 어태치먼트의 작업원점을 간단하고 정확하게 수득할 수 있는 수치제어 공작기계가 요구된다.

본 발명의 목적은 공작기계용 어태치먼트의 회전오차를 자동으로 검출하고 보정할 수 있는 회전오차 보정키트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 바와 같은 회전오차 보정키트를 구비하는 수치제어 공작기계를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 회전오차 보정키트는 어태치먼트의 특정위치를 설계원점으로 갖는 어태치먼트 좌표계에 의해 위치가 특정되는 공작기계의 작업공간에서 테이블 상에 위치하는 센서 구조물, 상기 어태치먼트에 결합되고 상기 센서 구조물과 접촉하는 접촉 볼을 구비하는 접촉 볼 구조물, 상기 어태치먼트의 임의의 회전각에 대하여 상기 설계원점과의 편차인 회전오차를 자동으로 검출하는 회전오차 검출부 및 상기 설계원점을 상기 회전오차만큼 보정하여 상기 회전각에서 상기 어태치먼트를 이용한 기계가공의 작업원점을 수득하는 보정부를 포함한다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따른 수치제어 공작기계는 어태치먼트가 결합되고 상기 어태치먼트의 특정위치를 설계원점으로 갖는 어태치먼트 좌표계에 의해 특정되는 작업공간을 구비하는 가공기, 임의의 회전각에서 상기 어태치먼트의 회전오차만큼 상기 설계원점을 보정하여 상기 어태치먼트를 이용한 기계가공의 작업원점을 설정하는 회전오차 보정키트, 상기 회전오차 보정키트와 연결되어 상기 작업원점을 원점으로 갖는 작업 좌표계를 설정하고 상기 작업 좌표계를 기준으로 공작물의 가공위치 및 작업공구의 공구위치를 인식하는 수치제어 알고리즘을 구비하는 제어콘솔, 및 상기 제어콘솔과 연결되어 상기 가공기의 구동정보 및 상기 회전오차를 사용자에게 표시하고 상기 제어콘솔로 구동신호 및 데이터를 전송하는 조작패널을 포함한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 어태치먼트 회전오차 검출 키트 및 이를 구비하는 수치제어 공작기계에 의하면, 공작물에 대한 가공의 필요에 따라 어태치먼트(A)의 회전각(θ)이 달라질 때 마다 자동으로 회전오차(RE)를 검출하여 어태치먼트(A)를 이용하는 기계가공의 작업 좌표계를 수정할 수 있다. 제어 콘솔(3000과 직접 연결되어 스핀들에 결합된 어태치먼트(A)의 임의의 회전각(θ)에 대한 회전오차를 수학적 알고리즘에 의해 자동으로 검출하고 이를 보정함으로써 회전오차 검출의 정확도와 효율성을 높일 수 있다.

이에 따라, 수동으로 회전오차를 검출하여 보정하는 종래의 회전오차 보정방식과 비교하여 기계가공의 정밀도를 높이고 공작기계의 구동효율을 현저하게 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 어태치먼트용 회전오차 보정키트를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 어태치먼트 회전오차 보정키트의 센서 구조물과 접촉 볼 구조물을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 회전오차 보정키트에 구비된 회전오차 검출부를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 회전오차 검출부에서 생성된 회전오차 궤적을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 회전오차 보정키트(200)가 결합된 수치제어 공작기계를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 공작기계의 구성을 나타내는 구성도이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는" 과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 어태치먼트용 회전오차 보정키트를 나타내는 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 어태치먼트 회전오차 보정키트의 센서 구조물과 접촉 볼 구조물을 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 회전오차 보정키트에 구비된 회전오차 검출부를 나타내는 블록도이며, 도 4는 도 3에 도시된 회전오차 검출부에서 생성된 회전오차 궤적을 나타내는 도면이다.

이하에서, 테이블(T)의 길이방향 및 폭 방향을 제1 방향(x) 및 제2 방향(y)으로 정의하고 테이블(T)의 상면과 수직한 방향을 제3 방향(z)으로 정의한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 어태치먼트 회전오차 보정키트(200)는 어태치먼트(A)의 특정위치(TP)를 설계원점(O)으로 갖는 어태치먼트 좌표계(AC)에 의해 위치가 특정되는 공작기계의 작업공간(S)에서 테이블(T) 상에 위치하는 센서 구조물(210), 상기 어태치먼트(A)에 결합되고 상기 센서 구조물(210)과 선택적으로 접촉하는 접촉 볼 구조물(220), 상기 어태치먼트(A)의 임의의 회전각(θ)에 대하여 상기 설계원점(O)과의 편차인 회전오차(RE)를 자동으로 검출하는 회전오차 검출부(230), 상기 설계원점(O)을 상기 회전오차(RE)만큼 보정하여 상기 회전각(θ)에서 상기 어태치먼트(A)를 이용한 기계가공의 작업원점(WO)을 수득하는 보정부(240) 및 외부와의 데이터 교환을 위한 데이터 교환단자(250)를 포함한다.

상기 센서 구조물(210)은 접촉 볼 구조물(220)과 함께 작업공구의 다양한 선형오차 및 회전오차를 검출할 수 있다. 상기 센서 구조물(210)은 서로 다른 방향으로 돌출하는 다수의 접촉단(230, 240)을 구비하여 결합된 작업공구의 선형오차 및 회전오차와 상기 어태치먼트의 회전오차를 검출할 수 있다.

예를 들면, 센서 구조물(210)은 상기 테이블(T)에 고정되는 고정부(211), 상기 고정부(211)로부터 상방으로 연장하는 몸체(212) 및 상기 몸체(212)의 단부에서 상기 테이블(T)의 상면과 평행하게 4방향으로 돌출한 4개의 수평 접촉단(213) 및 상기 몸체(212)의 단부에서 제3 방향(z)을 따라 돌출한 단일한 수직 접촉단(214)을 구비하고, 상기 접촉 볼 구조물(220)은 상기 수평 접촉단 및 상기 수직 접촉단(214) 중의 어느 하나와 접촉하는 접촉 볼(221)을 구비한다.

테이블(T)에 고정부(211)가 안정적으로 고정되고 상기 고정부(211)를 관통하도록 몸체(212)가 결합되어 상방으로 연장한다. 몸체(212)의 측면에 서로 직각이 되도록 인접하게 배치되는 4개의 수평 접촉단(213)이 배치되고 몸체(212)의 상면에는 수직 접촉단(214)이 배치된다. 따라서, 상기 센서 구조물(210)은 좌측면, 우측면, 전면, 후면 및 상면에서 접촉 볼(211)과 접촉할 수 있는 5면 센서로 제공된다.

상기 몸체(212)는 충분한 정밀도로 직각을 이루는 직육면체 형상으로 제공되고 몸체(212)의 일측면을 제2 방향(y)과 나란하도록 배치하면 인접한 나머지 측면은 제1 방향(x)과 나란하게 위치하게 된다. 이에 따라, 제2 방향(y)을 향하여 돌출하는 수평 접촉단(213)과 제1 방향(x)을 향하여 돌출하는 수평 접촉단(213)은 서로 수직하게 위치하게 된다. 따라서, 상기 어태치먼트(A)의 회전에 따른 제1 방향(x) 및 제2 방향(y)의 위치오차를 용이하게 검출할 수 있다.

상기 접촉 볼 구조물(220)은 수평 및 수직 접촉단(213, 214)과 물리적으로 접촉하는 접촉 볼(221), 상기 접촉 볼(221)이 고정된 볼 수용체(222) 및 상기 볼 수용체(222)와 일체로 제공되고 상기 어태치먼트(A)에 결합되는 결합부(223)로 구성된다. 결합부(223)는 어태치먼트(A)에 고정되므로 어태치먼트(A)의 회전에 의해 상기 접촉 볼(221)도 회전하여 접촉하게 되는 수평 접촉단(213)이 달라진다.

먼저 휴면 상태인 공작기계의 테이블에 상기 센서 구조물(210)을 배치하고 접촉 볼 구조물이 결합된 더미 어태치먼트를 하강하여 상기 수직 접촉단(214)과 접촉하여 기준원점 및 상기 기준원점을 원점으로 갖는 기준 좌표계(RC)를 설정한다. 상기 어태치먼트(A)의 특성정보로부터 상기 특정위치(TP)의 정보를 검출하고 상기 기준원점을 보정하여 상기 설계원점(O)을 특정할 수 있다.

상기 공작기계의 스핀들로부터 더미 어태치먼트를 제거하고 일반적인 기계 가공용 어태치먼트(A)가 결합되면, 결합된 어태치먼트(A)의 형상특성에 의해 특정위치(TP)가 달라진다. 예를 들면, 인덱스 유니버설 헤드, 앵글 헤드나 익스텐션 헤드 등은 용도와 동작특성 및 형상이 상이하므로 상기 특정위치(TP)도 개별적으로 제공된다.

이때, 상기 어태치먼트(A)의 특정위치(TP)는 기계가공의 특성과 작업공구의 제어특성에 따라 다양하게 제공될 수 있다. 상기 어태치먼트(A)의 무게중심을 특정위치로 이용할 수도 있고 스핀들에 결합되는 각 어태치먼트에서 공구가 결합되는 공구결합 위치를 특정위치(TP)로 이용할 수도 있다. 본 실시예의 경우, 상기 특정위치는 어태치먼트(A)에 작업공구가 결합되는 공구 결합위치로 제공된다.

상기 어태치먼트(A)의 특성정보에 의해 상기 기준 좌표계에 의한 상기 특정위치(TP)의 좌표를 수득하고 기준원점을 특정위치(TP)의 좌표만큼 알고리즘에 의해 평행 이동하여 새로운 원점인 설계원점(O)으로 설정한다. 따라서, 상기 설계원점은 기준원점으로부터 이론적으로 특정위치(TP)의 좌표를 반영하여 어태치먼트나 작업공구의 고유오차를 반영없이 설계단계에서 이론적으로 산출되는 원점이다.

이에 따라, 상기 설계원점(O)을 갖는 좌표계는 당해 어태치먼트(A)가 스핀들에 결합된 경우 상기 작업공간(S) 내부의 위치를 용이하게 표시할 수 있는 어태치먼트 의존적이 좌표계(어태치먼트 좌표계, AC)로 제공된다.

그러나, 상기 설계원점(O)은 어태치먼트의 회전오차는 반영되어 있지 않으므로 상기 어태치먼트(A)를 스핀들에 결합한 후 회전오차 보정과정을 거치게 된다. 상기 어태치먼트(A)에 접촉 볼 구조물(220)을 결합하고 상기 테이블(T)에 센서 구조물(210)을 고정한 후 후술하는 바와 같은 과정에 의해 자동으로 상기 어태치먼트(A)의 회전오차(RE)를 검출한다.

상기 오차 검출부(230) 및 상기 보정부(240)는 보정키트(200)의 외형을 구성하는 하우징(H)으로 둘러싸여 외부로부터 분리된다. 특히, 상기 오차 검출부(230) 는 상기 센서 구조물(210)과 연결되어 접촉 볼(221)과의 접촉위치에 관한 정보를 수득할 수 있다.

상기 오차 검출부(230)는 상기 어태치먼트(A)의 임의의 회전각(θ)에 대하여 상기 설계원점(O)과의 편차인 회전오차를 검출한다.

예를 들면, 상기 오차 검출부(230)는 개시신호 생성기(231), 구동기(232), 위치오차 검출기(233) 및 회전오차 연산기(234)를 포함한다.

상기 개시신호 생성기(231)는 검출작업 신호에 따라 상기 회전오차(RE)를 검출하기 위한 검출개시 신호를 생성한다.

예를 들면, 상기 어태치먼트(A)가 스핀들에 결합되면 공작기계의 제어콘솔은 상기 어태치먼트(A)를 이용하여 수행되는 기계가공의 회전각에 대한 회전오차를 검출하도록 검출작업 신호를 전송할 수 있다. 상기 검출작업 신호는 개시신호 생성기(231)로 전송되고 상기 개시신호 생성기(231)는 회전오차 검출을 위한 개시신호를 생성한다. 상기 개시신호에 따라 상기 구동기(232)가 구동된다.

이때, 상기 검출작업 신호는 어태치먼트(A)를 통해 수행되는 기계가공의 회전각과 함께 전송된다. 특히, 일정한 회전각으로 기계가공이 수행되는 중 새로운 회전각에 의한 가공이 필요한 경우, 상기 제어콘솔은 기계가공을 일시 중지하고 새로운 회전각에 대한 회전오차를 검출하도록 검출작업 신호를 전송할 수 있다.

상기 구동기(232)는 상기 어태치먼트(A)를 제3 방향(z)을 따라 선형이동 시키는 선형 구동유닛(232a) 및 상기 제3 방향(z)에 대하여 상기 어태치먼트(A)를 180°로 회전시켜 상기 제1 및 제2 방향(x,y)에 의해 한정되는 회전평면(x-y평면)에서 회전 전의 시점과 회전 후의 종점 사이를 회전이동 시키는 회전 구동유닛(232b)을 구비한다. 이에 따라, 상기 어태치먼트(A)를 회전시키거나 어태치먼트(A)에 결합된 접촉 볼 구조물(220)을 하강시킬 수 있다.

상기 선형이동과 회전이동은 어태치먼트(A)가 결합된 스핀들을 통해 수행된다. 따라서, 상기 선형 구동유닛(232a) 및 회전 구동유닛(232b)은 선형 구동신호 및 회전 구동신호를 생성하여 공작기계의 스핀들을 구동하는 구동장치로 전송하는 신호처리 프로세서로 구성될 수 있다. 상기 회전오차 보정키트가 수치제어 알고리즘에 의해 구동되는 수치제어 공작기계에 사용되는 경우 상기 구동신호는 스핀들 구동장치를 제어하는 수치제어 알고리즘을 구비하는 제어콘솔로 전송된다.

상기 위치오차 검출기(233)는 어태치먼트(A)의 회전 전 위치인 시점과 회전 후 위치인 종점에서 상기 어태치먼트(A)의 위치오차를 검출하여 상기 회전평면 상의 좌표인 시점 위치오차 및 종점 위치오차를 수득한다.

예를 들면, 상기 위치오차 검출기(233)는 상기 센서 구조물(210)과 연결되는 접속 구조물(233a) 및 상기 센서 구조물(210)로부터 전송된 상기 시점 및 상기 종점에서의 상기 접촉 볼(221)과 상기 수평 접촉단(213)의 접촉좌표를 조합하여 평면좌표로 상기 위치오차를 생성하는 좌표 생성유닛(233a)을 포함한다.

예를 들면, 상기 접속 구조물(233a)은 센서 구조물(210)로부터 생성된 위치정보에 관한 데이터를 수용할 수 있는 유선 또는 무선 통신수단을 포함할 수 있다. 센서 구조물(210)은 접촉 볼(221)과의 접촉점을 어태치먼트 좌표계(AC)를 기준으로 한 1 방향(x) 또는 2방향(y)의 좌표를 나타내는 디지털 신호로 전송할 수 있다. 이에 따라, 센서 구조물(210)은 축 방향을 따른 개별적인 접촉좌표를 디지털 신호로 생성하여 접속 구조물(233a)로 전송한다.

상기 좌표 생성유닛(233b)은 개별적인 접촉좌표를 조합하여 평면좌표를 형성한다. 예를 들면, 상기 시점과 종점에서의 첫 번째 데이터 신호를 x좌표로 설정하고 두 번째 데이터 신호를 y 좌표로 설정할 수 있다. 이에 따라, 상기 어태치먼트 위치오차는 회전평면 상에서 단일한 포인트를 특정하는 평면좌표로 검출된다. 즉, 상기 어태치먼트 위치오차는 회전평면 상에 평면좌표로 특정되는 시점 위치오차(Ti(xi, yi)) 및 종점 위치오차(Tf(xf, yf))로 검출된다.

상기 회전오차 연산기(234)는 상기 시점 및 종점에서 검출된 위치오차를 가공하여 상기 회전각(θ)에 대한 상기 어태치먼트(A)의 회전오차(RE)를 수득할 수 있다.

예를 들면, 상기 회전오차 연산기(234)는 상기 시점 위치오차(Ti)와 상기 종점 위치오차(Tf) 사이의 직선거리를 직경(D)으로 갖고 중점을 중심(C)으로 갖는 가상의 원(VC)을 상기 회전오차(RE)의 궤적으로 생성하는 궤적 생성유닛(234a) 및 상기 중심(C)과 상기 시점 위치오차(Ti)를 연결하는 시점반경(r)으로부터 상기 원의 중심(C)에 대하여 상기 회전각(θ)만큼 회전한 상기 가상 원(VC)의 원주상의 좌표를 연산하여 상기 회전오차(RE)로 수득하는 연산유닛(234b)을 구비한다.

상기 궤적 생성유닛(234a)은 원의 방정식을 구현하는 수치 알고리즘을 구비하여 시점 위치오차(Ti)와 상기 종점 위치오차(Tf)의 중점을 중심으로 하고 직선거리의 절반을 반경으로 하는 원을 가상의 원(VC)으로 생성한다. 이에 따라, 상기 가상의 원(VC)은 중심(C(α,β))과 반경(r)에 따라 정의된다.

어태치먼트(A)가 180°만큼 회전하는 위치인 시점과 종점에서 각각 생성되는 시점 위치오차(Ti)와 종점 위치오차(Tf)는 상기 어태치먼트(A)의 고유오차에 의해 기인하고 상기 고유오차는 어태치먼트(A)별로 내재하는 고유한 값이므로, 상기 고유오차는 180°만큼 회전하는 동안 균일하게 단위각도에서 균일한 위치오차를 생성한다. 이에 따라, 상기 가상 원(VC)은 상기 어태치먼트(A)가 시점으로부터 종점까지 및 종점에서 시점까지 회전하는 동안 단위 회전에 대한 위치오차를 나타내게 된다.

따라서, 상기 시점반경(r)으로부터 회전각(θ)만큼 회전한 위치에 위치하는 가상 원(VC)의 원주좌표는 상기 어태치먼트(A)가 회전각(θ)만큼 회전한 경우 발생하는 회전오차(RE)를 의미한다.

회전하기 전의 시점은 어태치먼트(A)가 스핀들에 결합된 상태의 초기위치이므로 초기 결합위치로부터 임의의 회전각(θ)만큼 회전한 경우의 회전오차를 상기 가상 원(VC)으로부터 간단하게 수득할 수 있다.

상기 연산유닛(234b)은 상기 시점반경(r)으로부터 상기 원의 중심(C)에 대하여 회전각(θ)만큼 회전한 상기 가상 원(VC)의 원주상의 좌표를 수학적 연산 알고리즘에 의해 간단하게 회전오차(RE)로 수득할 수 있다.

도 4는 상기 어태치먼트(A)가 시점(초기 결합위치)으로부터 90°도보다 작은 회전각(θ)으로 회전한 경우의 제1 회전오차(RE1)를 검출하는 과정을 예시적으로 개시한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 기하학적 원리에 의해 제1 회전오차(RE1)의 x좌표 및 y좌표는 식(1)과 같이 주어진다.

----- (1)

이때, α 및 β는 상기 중심(C)의 회전평면에서의 좌표이며, x1, y1은 상기 회전각(θ)이 상기 시점반경(r)을 기준으로 90ㅀ 보다 작은 경우 상기 회전오차(RE)의 좌표이다.

즉, 상기 회전각(θ)이 시점반경(r)을 기준으로 제1 사분면에 위치하도록 회전하는 경우 상기 어태치먼트(A)의 회전오차는 식(1)과 같이 주어진다.

마찬가지로, 상기 회전각(θ)이 제2, 제3 및 제4 사분면에 위치하도록 회전하는 경우 상기 어태치먼트(A)의 회전오차는 하기하는 식(2) 내지 식(4)와 같이 주어진다.

---- (2)

이때, x2 및 y2는 상기 회전각(θ)이 상기 시점반경(r)을 기준으로 90ㅀ 보다 크고 180ㅀ 보다 작은 경우의 회전오차(RE2)의 좌표이다.

---- (3)

이때, x3 및 y3는 상기 회전각(θ)이 상기 시점반경(r)을 기준으로 180ㅀ 보다 크고 270ㅀ 보다 작은 경우의 회전오차(RE2)의 좌표이다.

---- (4)

이때, x4 및 y4는 상기 회전각(θ)이 상기 시점반경(r)을 기준으로 270ㅀ 보다 크고 360ㅀ 보다 작은 경우의 회전오차(RE2)의 좌표이다.

따라서, 어태치먼트(A)의 회전오차(RE)를 단일한 함수를 이용하여 회전할 수 있는 모든 회전각(θ)에 대하여 자동으로 수득할 수 있다.

상기 보정부(240)는 상기 설계원점(O)을 상기 회전오차(RE)만큼 보정하여 상기 회전각(θ)에서 상기 어태치먼트(A)를 이용한 기계가공의 작업원점(WO)을 수득한다.

예를 들면, 상기 보정부(240)는 상기 설계원점(O)을 상기 회전오차(RE)만큼 평행 이동하여 상기 설계원점(O)과의 편차를 보정하고 상기 작업원점(WO)을 수득하는 보정유닛(242) 및 상기 작업원점(WO)과 함께 상기 회전오차 검출을 종료하는 검출 종료신호를 상기 공작기계를 구동하는 제어센터로 전송하는 종료신호 생성기(244)를 구비한다.

상기 보정유닛(242)은 평행이동에 관한 수학적 알고리즘을 구비하고 설계원점(O)을 회전오차만큼 평행 이동시킨 좌표를 새로운 좌표계의 원점인 작업원점(WO)으로 설정한다. 상기 원점의 평행이동에 의해 어태치먼트 좌표계(AC)는 작업원점(WO)을 원점으로 갖는 작업 좌표계로 치환된다. 이후, 상기 작업공간(S)의 모든 위치는 상기 작업 좌표계를 기준으로 특정된다.

상기 종료신호 생성기(244)는 작업원점(WO)을 공작기계의 제어센터로 전송하고 회전오차 검출과정을 종료하게 된다. 제어센터는 전송된 작업원점(WO)을 원점으로 갖는 작업 좌표계(WC)를 기준으로 공작물의 가공위치와 작업공구의 공구위치를 인식하고 공작물에 대한 가공을 수행하게 된다.

이에 따라, 어태치먼트의 회전오차(RE)가 보정된 작업원점을 중심으로 가공위치와 공구위치가 결정되므로 공작물에 대한 가공불량을 방지할 수 있다.

상기 하우징(H)은 상기 회전오차 검출부(230) 및 상기 보정부(240)를 둘러싸서 외부로 분리한다. 이에 따라, 상기 회전오차 검출부(230) 및 상기 보정부(240)를 외부 환경으로부터 보호할 수 있다.

특히, 상기 하우징(H)은 센서 구조물(210) 및 접촉 볼 구조물(220)과 함께 독립적인 보정키트(200)의 구성물로 제공된다. 제어센터를 구비하는 공작기계라면 어떤 공작기계라도 제어센터와 연동되어 어태치먼트(A)의 회전오차를 자동으로 검출하고 보정할 수 있다.

상기 하우징(H)에는 외부로 돌출하여 상기 공작기계의 제어센터와 연결되고 상기 제어센터와 데이터 교환을 수행하는 데이터 단자(250)가 배치되어 제어센터와 회전오차 보정키트(200)를 간단하게 연결할 수 있다.

특히, 센서 구조물(210)을 테이블(T)에 고정하고 접촉 볼 구조물(220)을 어태치먼트(A)에 결합 한 후 상기 데이터 단자(250)를 공작기계의 제어센터와 연결함으로써 간단하게 공작기계와 보정키트(200)를 결합할 수 있다.

상기한 바와 같은 회전오차 보정키트에 의하면, 공작기계의 제어센터에 연결되어 스핀들에 결합된 어태치먼트(A)의 임의의 회전각(θ)에 대한 회전오차를 수학적 알고리즘에 의해 자동으로 검출하고 이를 보정할 수 있다. 이에 따라, 어태치먼트를 이용하는 기계가공의 정밀도를 높이고 공작기계의 구동효율을 현저하게 높일 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 회전오차 보정키트(200)가 결합된 수치제어 공작기계를 나타내는 사시도이며, 도 6은 도 5에 도시된 공작기계의 구성을 나타내는 구성도이다. 도 5 및 도 6에서, 회전오차 보정키트(200)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 회전오차 보정키트(200)와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 수치제어 공작기계(500)는 어태치먼트(A)가 결합되고 상기 어태치먼트(A)의 특정위치를 설계원점(O)으로 갖는 어태치먼트 좌표계(AC)에 의해 특정되는 작업 공간(S)을 구비하는 가공기(100), 임의의 회전각(θ)에서 상기 어태치먼트(A)의 회전오차(RE)만큼 상기 설계원점(O)을 보정하여 상기 어태치먼트(A)를 이용한 기계가공의 작업원점(WO)을 설정하는 회전오차 보정키트(200), 상기 회전오차 보정키트(200)와 연결되어 상기 작업원점(WO)을 원점으로 갖는 작업 좌표계(WC)를 설정하고 상기 작업 좌표계(EC)를 기준으로 공작물(PO)의 가공위치 및 작업공구의 공구위치를 인식하는 수치제어 알고리즘을 구비하는 제어콘솔(300) 및 상기 제어콘솔(300)과 연결되어 가공기(100)의 구동정보 및 상기 회전오차(RE)를 사용자에게 표시하고 상기 제어 콘솔로 구동신호 및 데이터를 전송하는 조작패널(400)을 포함한다.

본 실시예의 경우, 상기 수치제어 공작기계(500)로서 대형 공작물을 가공하는 문형 센터를 개시하고 있지만, 다수의 어태치먼트를 이용하여 공작물을 수치제어 방식으로 가공한다면 본 발명의 개념은 다양한 공작기계에 적용될 수 있음은 자명하다.

예를 들면, 상기 가공기(100)는 상기 공작물이 고정되는 테이블(120) 및 상기 테이블(120)의 주변부에 배치되고 상기 작업공구(미도시)가 결합되는 어태치먼트(A)가 선택적으로 결합되는 스핀들 구조물(130)을 구비한다.

상기 테이블(120)은 바닥에 지지된 베드(110)의 상면에 이동가능하게 배치되고 상기 스핀들 구조물(130)은 상기 테이블(120)의 주변부에 마주보고 배치되는 한 쌍의 칼럼(131), 상기 테이블(120)을 횡단하도록 상기 한 쌍의 칼럼(131)에 결합되는 크로스 레일(132) 및 상기 크로스 레일(132)에 결합되어 구동하고 상기 어태치먼트(A)가 결합되는 스핀들을 고정하는 램 유닛(133)을 구비한다.

테이블(120)의 상면에 공작물(PO)이 고정되고 테이블(120)과 상기 칼럼(131) 및 크로스 레일(132)로 한정되는 3차원 공간인 작업 공간(S)이 제공된다. 작업 공간(S)의 내부에서 공작물(PO)을 가공하는 작업공구는 어태치먼트(A)에 결합되어 상기 스핀들에 고정된다.

상기 작업 공간(S)은 설계원점(O)을 갖는 어태치먼트 좌표계로 설정되어 있으며 상기 회전오차 보정키트(200)에 의해 회전오차가 보정된 작업원점으로 수정된다. 따라서, 회전오차 보정이 완료되면 상기 작업 공간(S)의 모든 위치는 작업 좌표계에 의해 특정될 수 있다.

상기 테이블(620)은 베드(610)의 길이 방향(I)을 따라 이동함에 따라 공작물도 길이방향인 제1 방향(x)을 따라 이동가능하고 어태치먼트(A)가 결합된 램 유닛(133)은 테이블(120)의 폭 방향인 제2 방향(y)을 따라 이동하면서 공작물을 가공할 수 있다. 또한, 상기 램 유닛(133)의 스핀들은 새들(133a)에 장착되어 상기 작업공간(S)의 높이방향을 따라 이동할 수 있다. 이에 따라, 공작물의 높이방향인 제3 방향(z)을 따라 다양한 표면에 대한 기계가공이 가능하다.

특히, 상기 공작물(PO) 및 작업 공구의 회전에 의해 상기 테이블(120)에 고정된 바닥면을 제외한 공작물(PO)의 모든 표면에 대하여 다양한 5축 가공을 수행할 수 있다.

상기 회전오차 보정키트(200)는 상기 제어 콘솔(300)과 연결되어 공작물(PO)에 대한 가공을 수행하기 전에 어태치먼트(A)의 회전오차를 자동으로 검출하여 설계원점(O)을 보정한다. 상기 회전오차 보정키트(200)는 도 1 내지 도 4에 도시된 보정키트(200)와 동일한 구성을 가지므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

상기 제어 콘솔(300)은 상기 가공기(100)와 연결되어 상기 가공기(100)의 동작을 제어하는 수치제어 프로그램을 구비한다. 특히, 상기 어태치먼트의 회전오차(RE)를 검출하는 회전오차 보정키트(200)와 연결되어 작업원점(WO)을 원점으로 갖는 작업 좌표계(WC)를 기준으로 공작물의 가공위치와 공구위치를 결정한다.

예를 들면, 상기 제어 콘솔(300)은 접속유닛(310), 가공 제어유닛(320), 데이터 저장유닛(330) 및 위치 연산기(340)를 포함한다.

상기 접속 유닛(310)은 회전오차 보정키트(200)의 데이터 단자(250)와 접속되어 데이터 통신을 수행한다. 따라서, 검출된 어태치먼트(A)의 회전오차(RE)와 보정된 작업원점(WO)과 회전오차 검출신호와 검출종료신호는 접속유닛(310)을 통해 보정키트(200)와 제어콘솔(300) 사이에 전송된다.

예를 들면, 상기 접속유닛(310)은 와이파이(Wi-Fi)와 같은 무선 전송수단을 포함할 수 있다. 이에 따라, 작업원점(WO)을 자동으로 전송함으로써 설치오차의 입력으로 인한 오차를 방지할 수 있다.

상기 가공 제어유닛(320)은 공작물(PO)에 대한 기계가공을 수행하기 위한 수치제어 알고리즘을 구비하여 미리 프로그래밍 된 순서에 따라 순차적으로 공작물을 가공하는 제어신호를 전송한다. 이에 따라, 상기 공작물(PO)은 공작기계에 의해 자동으로 가공된다.

또한, 상기 가공 제어유닛(320)은 수치제어 프로그램에 따라 동작 제어부(OCU)를 통하여 다양한 동작 제어신호가 생성되는 경우 상기 제어신호를 대응하는 동작요소로 전송할 수 있다. 예를 들면, 공작물의 특정위치에 대한 가공이 수행되는 경우, 가공위치에 대한 정보와 공구가 결합된 어태치먼트의 특정위치(TP)에 대한 정보 및 공구의 동작정보를 동작 제어부(OCU)에서 생성하고 상기 가공 제어유닛(320)은 상기 램 유닛(133)으로 신호들을 전송한다. 이에 따라, 수치제어 프로그램에 의해 제어되는 다양한 동작이 수행되어 공작물에 대한 가공이 자동으로 수행된다.

특히, 상기 수치제어 공작기계(500)는 상기 공작물(PO)의 가공에 요구되는 다수의 어태치먼트를 각 어태치먼트의 형상특성에 따라 분류하여 수용하고 상기 제어 콘솔(300)과 통신하여 상기 어태치먼트를 자동으로 교환하는 자동 어태치먼트 교환 장치(automatic attachment changer, AAC, 910) 및 가공에 요구되는 다수의 공구를 분류하여 수용하고 제어 콘솔의 공구신호에 따라 적절한 공구를 선택하여 자동으로 공급하는 자동 공구 교환 장치(automatic tool changer, ATC, 920)를 더 포함한다.

따라서, 공작물에 대해 특정 가공이 요구되는 경우, 상기 동작 제어부(OCU)에 의해 어태치먼트 정보와 공구정보가 결정되고 상기 가공 제어유닛(320)을 통하여 상기 AAC(910) 및 ATC(920)로 전송된다. 어태치먼트 및 공구선택 신호가 전송되면, 상기 공작물의 가공에 적절한 공구 및 상기 공구를 장착할 어태치먼트가 선택되어 상기 램 유닛(133)의 스핀들에 자동으로 결합된다.

상기 데이터 저장유닛(330)은 상기 어태치먼트(A), 작업공구 및 스핀들의 특성정보(Specification)와 상기 회전오차 보정키트(200)로부터 전송된 회전오차(RE)와 작업원점(WO)을 저장한다. 상기 특성정보를 이용하여 가공위치와 공구위치 사이의 상대위치를 확인하고 자동으로 가공을 수행할 수 있다.

상기 데이터 저장유닛(330)은 전자기적인 수단으로 이진파일 형태의 데이터를 저장한다. 예를 들면, 상기 데이터 저장유닛(330)은 하드 디스크(hard disk)나 메모리 소자를 구비하는 데이터 저장장치를 포함한다. 상기 데이터 저장유닛(330)은 상기 동작 제어부(OCU)뿐만 아니라 접속유닛(310), 가공 제어유닛(320) 및 어태치먼트 위치 연산기(340)와 연결되어 수치제어 프로그램이 공작기계(500)를 구동하기 위해 필요한 다양한 연산 데이터나 기초 데이터를 저장한다.

예를 들면, 선택된 헤드 어태치먼트에 관한 형상특성, 선택된 공구에 대한 공구특성, 형상특성을 이용하여 이론적으로 계산된 어태치먼트 스핀들 특정위치에 관한 정보, 어태치먼트의 회전오차(RE)에 관한 정보 등이 상기 데이터 저장유닛(330)에 저장될 수 있다.

상기 위치 연산기(340)는 상기 특성정보를 이용하여 상기 작업 좌표계(WC)를 기준으로 공작물(PO)의 가공위치와 공구위치를 실시간으로 연산한다. 이에 따라, 공작물에 대한 순차적인 가공을 연속적으로 수행할 수 있다.

접속유닛(310), 가공 제어유닛(320), 데이터 저장유닛(330) 및 위치 연산기(340)는 동작 제어부(OCU)에 연결되어 상기 가공단계에 따라 적절한 데이터나 구동신호를 생성할 수 있다. 상기 동작 제어부(OCU)는 연산 프로세서(701)와 내장된 수치제어 프로그램을 구비하여 상기 가공기(100)를 구동하기 위한 다양한 정보를 처리하고 구동신호를 생성한다.

사용자 인터페이스로 기능하는 상기 조작패널(400)은 상기 가공기(100)의 동작정보를 사용자에게 표시하는 디스플레이를 구비하고 상기 어태치먼트에 관한 회전오차, 공구위치, 작업원점(WO), 기타 다양한 구동정보를 사용자에게 시각적으로 표시한다. 또한, 조작패널(400)은 패널 터치 방식으로 작동되는 입력수단을 동시에 구비하여 디스플레이에 표시된 구동정보를 확인하고 적절한 작업지시를 제어콘솔(300)로 인가할 수 있다.

상기 제어콘솔(300)과 조작패널(400)은 유선 또는 무선방식을 통하여 전기적으로 연결될 수 있으며 상기 수치제어 공작기계의 동작상태와 다양한 설정정보를 디스플레이에 표시하도록 구성할 수 있다.

특히, 무선방식으로 제어 콘솔(300)과 연결되는 조작패널(400)은 상기 가공기(100) 및 제어 콘솔(300)의 위치 및 형상과 무관하게 배치될 수 있으므로 공작기계 구성의 유연성을 높일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 회전오차 보정키트 및 이를 구비하는 수치제어 공작기계에 의하면, 공작물에 대한 가공의 필요에 따라 어태치먼트(A)의 회전각(θ)이 달라질 때 마다 자동으로 회전오차(RE)를 검출하여 어태치먼트(A)를 이용하는 기계가공의 작업 좌표계를 수정할 수 있다. 제어 콘솔(3000과 직접 연결되어 스핀들에 결합된 어태치먼트(A)의 임의의 회전각(θ)에 대한 회전오차를 수학적 알고리즘에 의해 자동으로 검출하고 이를 보정함으로써 회전오차 검출의 정확도와 효율성을 높일 수 있다.

이에 따라, 수동으로 회전오차를 검출하여 보정하는 종래의 회전오차 보정방식과 비교하여 기계가공의 정밀도를 높이고 공작기계의 구동효율을 현저하게 높일 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

1. 어태치먼트의 특정위치를 설계원점으로 갖는 어태치먼트 좌표계에 의해 위치가 특정되는 공작기계의 작업공간에서 테이블 상에 위치하는 센서 구조물;
   상기 어태치먼트에 결합되고 상기 센서 구조물과 접촉하는 접촉 볼을 구비하는 접촉 볼 구조물;
   상기 어태치먼트의 임의의 회전각에 대하여 상기 설계원점과의 편차인 회전오차를 자동으로 검출하는 회전오차 검출부; 및
   상기 설계원점을 상기 회전오차만큼 보정하여 상기 회전각에서 상기 어태치먼트를 이용한 기계가공의 작업원점을 수득하는 보정부를 포함하는 회전오차 보정키트.
2. 제1항에 있어서, 상기 회전오차 검출부는,
   검출작업 신호에 따라 상기 회전오차를 검출하기 위한 검출개시 신호를 생성하는 개시신호 생성기;
   상기 어태치먼트를 상기 테이블과 수직한 제3 방향을 따라 선형이동 시키는 선형 구동유닛 및 상기 제3 방향에 대하여 상기 어태치먼트를 180ㅀ로 회전시켜 상기 제3 방향과 수직한 제1 및 제2 방향에 의해 한정되는 회전평면에서 회전 전의 시점과 회전 후의 종점 사이를 회전이동 시키는 회전 구동유닛을 구비하는 구동기;
   상기 시점 및 상기 종점에서 상기 어태치먼트의 위치오차를 검출하여 상기 회전평면 상의 좌표인 시점 위치오차 및 종점 위치오차로 수득하는 위치오차 검출기; 및
   상기 시점 및 종점 위치오차를 가공하여 상기 회전각에 대한 상기 어태치먼트의 회전오차를 수득하는 회전오차 연산기를 포함하는 회전오차 보정키트.
3. 제2항에 있어서, 상기 회전오차 연산기는,
   상기 시점 위치오차와 상기 종점 위치오차 사이의 직선거리를 직경으로 갖고 중점을 중심으로 갖는 가상의 원을 상기 회전오차의 궤적으로 생성하는 궤적 생성유닛; 및
   상기 중심과 상기 시점 위치오차를 연결하는 시점반경으로부터 상기 원의 중심에 대하여 상기 회전각만큼 회전한 상기 원의 원주상의 좌표를 연산하여 상기 회전오차로 수득하는 연산유닛을 포함하는 회전오차 보정키트.
4. 제3항에 있어서, 상기 연산유닛은 상기 회전각의 크기를 검출하여 하기의 식(1) 내지 식(4) 중의 어느 하나에 의해 상기 회전오차를 수득하는 연산 알고리즘을 구비하는 회전오차 보정키트.
   

   

   ---- (1) (단, α 및 β는 상기 중심의 좌표이고, θ는 상기 회전각을 나타내며 x1, y1은 상기 회전각이 상기 시점반경을 기준으로 제1 사분면에 위치하는 경우 상기 회전오차의 좌표),
   

   

   ---- (2) (단, α 및 β는 상기 중심의 좌표이고, θ는 상기 회전각을 나타내며 x2, y2는 상기 회전각이 상기 시점반경을 기준으로 제2 사분면에 위치하는 경우 상기 회전오차의 좌표),
   

   

   ---- (3) (단, α 및 β는 상기 중심의 좌표이고, θ는 상기 회전각을 나타내며 x3, y3은 상기 회전각이 상기 시점반경을 기준으로 제3 사분면에 위치하는 경우 상기 회전오차의 좌표),
   

   

   ---- (4) (단, α 및 β는 상기 중심의 좌표이고, θ는 상기 회전각을 나타내며 x4, y4는 상기 회전각이 상기 시점반경을 기준으로 제4 사분면에 위치하는 경우 상기 회전오차의 좌표).
5. 제1항에 있어서, 상기 보정부는,
   상기 설계원점을 상기 회전오차만큼 평행 이동하여 상기 설계원점과의 편차를 보정하고 상기 작업원점을 수득하는 보정유닛; 및
   상기 작업원점과 함께 상기 회전오차 검출을 종료하는 검출 종료신호를 상기 공작기계를 구동하는 제어센터로 전송하는 종료신호 생성기를 포함하는 회전오차 보정키트.
6. 어태치먼트가 결합되고 상기 어태치먼트의 특정위치를 설계원점으로 갖는 어태치먼트 좌표계에 의해 특정되는 작업공간을 구비하는 가공기;
   임의의 회전각에서 상기 어태치먼트의 회전오차만큼 상기 설계원점을 보정하여 상기 어태치먼트를 이용한 기계가공의 작업원점을 설정하는 회전오차 보정키트;
   상기 회전오차 보정키트와 연결되어 상기 작업원점을 원점으로 갖는 작업 좌표계를 설정하고 상기 작업 좌표계를 기준으로 공작물의 가공위치 및 작업공구의 공구위치를 인식하는 수치제어 알고리즘을 구비하는 제어콘솔; 및
   상기 제어콘솔과 연결되어 상기 가공기의 구동정보 및 상기 회전오차를 사용자에게 표시하고 상기 제어콘솔로 구동신호 및 데이터를 전송하는 조작패널을 포함하는 수치제어 공작기계.
7. 제6항에 있어서, 상기 회전오차 보정키트는,
   상기 테이블 상에 위치하는 센서 구조물;
   상기 어태치먼트에 결합되고 상기 센서 구조물과 접촉하여 상기 좌표계의 축방향을 따라 상기 어태치먼트의 위치오차를 검출하는 접촉 볼 구조물;
   상기 회전각에 대하여 상기 설계원점과의 편차인 회전오차를 자동으로 검출하는 회전오차 검출부; 및
   상기 회전오차만큼 상기 설계원점을 보정하여 상기 회전각에 대한 상기 작업원점을 수득하는 보정부를 포함하는 수치제어 공작기계.
8. 제7항에 있어서, 상기 회전오차 연산기는,
   상기 시점 위치오차와 상기 종점 위치오차 사이의 직선거리를 직경으로 갖고 중점을 중심으로 갖는 가상의 원을 상기 회전오차의 궤적으로 생성하는 궤적 생성유닛; 및
   상기 중심과 상기 시점 위치오차를 연결하는 시점반경으로부터 상기 원의 중심에 대하여 상기 회전각만큼 회전한 상기 원의 원주상의 좌표를 연산하여 상기 회전오차로 수득하는 연산유닛을 포함하는 회전오차 보정키트.
9. 제8항에 있어서, 상기 연산유닛은 상기 회전각의 크기를 검출하여 하기의 식(1) 내지 식(4) 중의 어느 하나에 의해 상기 회전오차를 수득하는 연산 알고리즘을 구비하는 회전오차 보정키트.
   

   

   ---- (1) (단, α 및 β는 상기 중심의 좌표이고, θ는 상기 회전각을 나타내며 x1, y1은 상기 회전각이 상기 시점반경을 기준으로 제1 사분면에 위치하는 경우 상기 회전오차의 좌표),
   

   

   ---- (2) (단, α 및 β는 상기 중심의 좌표이고, θ는 상기 회전각을 나타내며 x2, y2는 상기 회전각이 상기 시점반경을 기준으로 제2 사분면에 위치하는 경우 상기 회전오차의 좌표),
   

   

   ---- (3) (단, α 및 β는 상기 중심의 좌표이고, θ는 상기 회전각을 나타내며 x3, y3은 상기 회전각이 상기 시점반경을 기준으로 제3 사분면에 위치하는 경우 상기 회전오차의 좌표),
   

   

   ---- (4) (단, α 및 β는 상기 중심의 좌표이고, θ는 상기 회전각을 나타내며 x4, y4는 상기 회전각이 상기 시점반경을 기준으로 제4 사분면에 위치하는 경우 상기 회전오차의 좌표).
10. 제8항에 있어서, 상기 보정부는,
    상기 설계원점을 상기 회전오차만큼 평행 이동하여 상기 설계원점과의 편차를 보정하고 상기 작업원점을 수득하는 보정유닛; 및
    상기 작업원점과 함께 상기 회전오차 검출을 종료하는 검출 종료신호를 상기 공작기계를 구동하는 제어센터로 전송하는 종료신호 생성기를 포함하는 수치제어 공작기계.

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