KR20220133409A - Device for modifying processing error of machine tool and method thereof - Google Patents

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KR20220133409A
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Abstract

The present invention relates to a correction device for machining errors of a machine tool. The correction device for machining errors of a machine tool comprises: a bed; a main spindle installed on the bed to clamp a workpiece to machine the workpiece; a support unit installed on the bed to be horizontally moved while horizontally facing the main spindle to support or clamp the workpiece; a column having a machining unit allowing a tool to be mounted thereon to machine the workpiece, and installed on the bed to be horizontally moved; a sensing unit sensing real-time phase changes of the support unit and the column in accordance with movements of the support unit and the column; and a control unit correcting machining errors resulting from phase changes of the support unit and the column sensed by the sensing unit. The control unit can correct machining errors caused by rising of the workpiece and defection of the bed caused in connection with the movements of the support unit and the column in real time.

Description

공작기계의 가공 오차 보정장치 및 보정방법{Device for modifying processing error of machine tool and method thereof}Device for modifying processing error of machine tool and method thereof

본 발명은 공작기계의 가공 오차 보정장치 및 보정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컬럼 및 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부의 이동을 통한 위상 변화와 연동하여 발생하는 베드의 처짐 및 공작물의 들림에 의한 가공 오차를 실시간으로 자동으로 보정하여 가공 정밀도를 향상하고, 비가공시간 감소에 따라 생산성을 증대시킬 수 있는 공작기계의 가공 오차 보정장치 및 보정방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for correcting machining errors of a machine tool, and more particularly, to the deflection of the bed and lifting of the work piece that occur in conjunction with the phase change through the movement of the support such as the column and sub spindle or tailstock. The present invention relates to a machining error correction apparatus and correction method for a machine tool that can automatically correct machining errors in real time to improve machining precision and increase productivity according to a reduction in non-machining time.

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 machining 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 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, etc., are widely used in various industrial sites for their respective purposes.

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 a 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 is 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 with a tool or workpiece 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 conveying along a conveying axis in order to perform various machining.

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 or receiving a specific tool from the tool magazine by 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.

일반적으로 터닝센터라 함은 자동공구교환장치 등을 구비하고, 여러 종류의 공구를 교환하여 다양한 가공을 수행하는 공작기계를 말하는 것으로 크게 주축이 수직으로 장착되어 있는 수직형(vertical) 터닝센터와 수평형(horizontal) 터닝센터로 나누어진다.In general, a turning center refers to a machine tool that is equipped with an automatic tool changer, etc. and performs various processing by exchanging various types of tools. It is divided into a horizontal turning center.

종래 공작기계 중에서 특히 수평형 터닝센터의 경우에 베드의 상부에 밀링 스핀들이 구비된 컬럼과 메인 스핀들 및 서브 스핀들 또는 심압대가 설치되고, 이러한 컬럼, 메인 스핀들, 서브 스핀들 또는 심압대는 베드의 상부에서 이송부에 의해 이동한다.Among conventional machine tools, especially in the case of a horizontal turning center, a column equipped with a milling spindle, a main spindle, and a sub-spindle or tailstock are installed on the top of the bed, and these columns, main spindle, sub-spindle, or tailstock are installed in the upper part of the bed with the transfer unit move by

이처럼, 종래 수평형 공작기계는 베드의 상부에 컬럼, 메인 스핀들과 같은 구조물이 이동함에 따라 구조물의 이동에 따른 상대적 위치에 의한 자중에 의해 베드의 처짐이 발생하면서 공작물의 가공오차가 발생하게 된다.As such, in the conventional horizontal machine tool, as structures such as columns and main spindles move on top of the bed, deflection of the bed occurs due to its own weight due to the relative position according to the movement of the structure, resulting in a machining error of the workpiece.

또한, 수평형 공작기계에서 메인 스핀들과 함께 공작물을 클램핑하거나 메인 스핀들과 별도로 공작물을 클램핑하거나 메인 스핀들에 장착된 공작물을 지지하기 위해 심압대가 사용된다. 이러한 서브 스핀들이나 심압대가 이동하여 공작물의 한쪽 자유단을 지지할 때에 추력에 의해 공작물의 들림이 발생하면서 공작물의 가공오차가 발생하게 된다.In addition, in horizontal machine tools, tailstocks are used to clamp the workpiece together with the main spindle, to clamp the workpiece separately from the main spindle, or to support the workpiece mounted on the main spindle. When the sub spindle or tailstock moves to support one free end of the work piece, the work piece is lifted by the thrust, resulting in machining error of the work piece.

이러한 문제를 해결하기 위해 종래 공작기계는 이와 같이 열변형 등에 대한 오차 보정은 수행하였으나, 컬럼이나 서브 스핀들 또는 심압대와 같은 구조물의 이동에 따른 베드의 처짐이나 공작물의 들림에 따른 가공 오차를 실시간으로 보정하지 못함에 따라 가공정밀도가 감소하고, 불량품 발생률이 증가함에 따라 소재와 자원의 낭비를 초래하는 문제점이 있었다.In order to solve this problem, conventional machine tools have performed error correction for thermal deformation as described above, but processing errors due to bed deflection or lifting of the workpiece due to movement of structures such as columns, sub-spindles, or tailstocks are corrected in real time. There was a problem in that processing precision decreased as the correction was not made, and the rate of defective products increased, resulting in wastage of materials and resources.

또한 종래 공작기계는 구조물의 이동에 따른 베드의 처짐이나 공작물의 들림에 따른 가공 오차를 실시간으로 보정하지 못함에 따라 작업자의 불편을 초래하고 가공정밀도가 저하되는 문제점이 있었다.In addition, the conventional machine tool has a problem in that it causes inconvenience to the operator and lowers the processing precision as it cannot correct in real time the processing error caused by the lifting of the work or the deflection of the bed due to the movement of the structure.

더욱이, 종래 공작기계는 구조물의 이동에 따른 베드의 처짐이나 공작물의 들림에 따른 가공 오차를 일부라도 보정하기 위해 테스트 소재를 가공하여 위상 변화에 따른 일부 가공 오차를 보정하였으나, 테스트 소재 가공에 많은 시간과 비용이 발생함에 따라 유지보수 비용이 증가하고, 비가공시간 증가에 따라 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.Moreover, in the conventional machine tool, some machining errors due to phase change were corrected by processing the test material in order to compensate at least a part of the machining error due to the deflection of the bed or the lifting of the work piece due to the movement of the structure, but it takes a lot of time to process the test material. There was a problem in that the maintenance cost increased as a result of the excessive cost, and the productivity decreased as the non-working time increased.

게다가, 종래 공작기계는 테스트 소재 가공에 따른 보정만을 수행하고, 구조물의 실시간 이동에 따른 베드의 처짐이나 공작물의 들림에 따른 위상 변경에 의한 실시간 가공 오차를 수행하지 못함에 따라 공작기계의 정밀도와 안정성이 감소하고, 가공정밀도를 정확하고 신속하게 확보하지 못해 소비자의 불만을 초래하고 작업자의 불편을 초래하는 문제점이 있었다.In addition, as the conventional machine tool performs only correction according to the processing of the test material, and cannot perform real-time processing error due to the phase change due to the deflection of the bed according to the real-time movement of the structure or the lifting of the workpiece, the precision and stability of the machine tool This decreases, and the processing precision cannot be accurately and quickly secured, resulting in consumer dissatisfaction and inconvenience to workers.

따라서, 컬럼이나 서브 스핀들 또는 심압대와 같은 지지부 등의 구조물의 실시간 이동에 따른 베드의 처짐이나 공작물의 들림에 따른 위상 변화에 따라 공작물의 가공 오차를 실시간으로 자동으로 보정할 수 있는 공작기계의 가공 오차 보정장치와 보정방법에 대한 개발이 시급한 실정이다.Therefore, machining of a machine tool that can automatically correct the machining error in real time according to the phase change caused by the lifting of the work or the deflection of the bed due to the real-time movement of structures such as columns, sub-spindles, or tailstocks. There is an urgent need to develop an error correction device and correction method.

대한민국 특허공개공보 제10-2017-0132560호Korean Patent Publication No. 10-2017-0132560 대한민국 특허공개공보 제10-2020-0131727호Korean Patent Publication No. 10-2020-0131727 대한민국 특허공개공보 제10-2016-0077681호Korean Patent Publication No. 10-2016-0077681

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 위해 컬럼 및 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부의 이동을 통한 위상 변화와 연동하여 발생하는 무게에 의한 베드의 처짐 및 서브 스핀들이나 심압대의 추력에 의한 공작물의 들림에 의해 발생하는 위상 오차를 자이로 가속도 센서를 이용하여 실시간으로 도출하고 이를 자동으로 계산하여 위상 오차값과 보정값을 자동으로 정밀하고 신속하게 계산하여 공작물의 가공 오차를 실시간으로 자동으로 보정함에 따라 공작기계의 가공 정밀도를 향상하고, 비가공시간 감소에 따라 생산성을 증대할 수 있는 공작기계의 가공 오차 보정장치 및 보정방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to deflect the bed due to weight and sub-spindle or sub-spindle or The phase error caused by the lifting of the workpiece by the thrust of the tailstock is derived in real time using the gyro acceleration sensor, and the phase error value and compensation value are calculated automatically and precisely and quickly to reduce the processing error of the workpiece. It is to provide a machining error correction device and correction method of a machine tool that can improve the machining precision of the machine tool by automatically calibrating in real time and increase productivity according to a reduction in non-working time.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 베드 또는 서브 스핀들이나 심압대와 같은 구조물의 이송과 연동하여 발생하는 베드의 처짐이나 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부의 추력에 의한 공작물 들림에 의한 위상 변화를 테스트 가공 없이 자동으로 계산하고 신속하게 보정함에 따라 작업자의 편의를 도모하고, 유지비용과 보수비용을 절감하며, 공작기계의 안전성과 신뢰성을 향상할 수 있는 공작기계의 가공 오차 보정장치 및 보정방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to test the phase change caused by the lifting of the work piece by the thrust of the support part such as the sub spindle or the tailstock or the deflection of the bed that occurs in conjunction with the transfer of the bed or the structure such as the sub spindle or tailstock. Provides a machining error correction device and correction method for machine tools that can be automatically calculated without machining and corrected quickly for operator convenience, reduce maintenance and repair costs, and improve safety and reliability of machine tools will do

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치는 베드; 상기 베드에 설치되어 공작물을 가공하기 위해 공작물을 클램핑하는 메인 스핀들; 상기 메인 스핀들과 수평방향으로 마주하면서 상기 베드에 수평 이동가능하게 설치되어 상기 공작물을 지지하거나 클램핑하는 지지부; 공구가 장착되어 상기 공작물을 가공하는 가공부를 구비하고 상기 베드에 수평 이동가능하게 설치되는 컬럼; 상기 컬럼 및 상기 지지부의 이동에 따라 상기 컬럼 및 상기 지지부의 실시간 위상 변화를 센싱하는 센싱부; 및 상기 센싱부에서 센싱되는 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차를 보정하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 컬럼 및 상기 지지부의 이동과 연동하여 발생하는 상기 베드의 처짐 및 상기 공작물의 들림에 의한 가공 오차를 실시간으로 보정할 수 있다.In order to achieve the object of the present invention, the processing error correction device of the machine tool according to the present invention is a bed; a main spindle installed on the bed to clamp the workpiece to process the workpiece; a support part which is horizontally movably installed on the bed while facing the main spindle in a horizontal direction to support or clamp the workpiece; a column on which a tool is mounted and provided with a processing unit for processing the workpiece and is horizontally movably installed on the bed; a sensing unit configured to sense a real-time phase change of the column and the support unit according to movement of the column and the support unit; and a control unit for correcting a processing error according to a phase change of the column and the support unit sensed by the sensing unit, wherein the control unit includes a deflection of the bed and the work piece occurring in association with movement of the column and the support unit It is possible to correct the machining error caused by the lifting in real time.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 가공 오차 보정장치의 상기 센싱부는 상기 컬럼에 설치되어 상기 컬럼의 실시간 이동에 따른 상기 베드의 처짐에 의한 상기 컬럼의 위치 변화와 각도 변화를 감지하는 제1 센서부; 및 상기 지지부에 설치되어 상기 지지부의 실시간 이동을 통해 상기 공작물에 작용하는 추력에 의해 상기 공작물의 들림에 따른 상기 지지부의 위치 변화와 각도 변화를 감지하는 제2 센서부;를 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the machining error correcting apparatus for a machine tool according to the present invention, the sensing unit of the machining error correcting apparatus of the machine tool is installed in the column and caused by the deflection of the bed according to the real-time movement of the column. a first sensor unit for detecting a change in position and an angle of the column; and a second sensor unit installed on the support unit to sense a change in position and angle of the support unit according to the lifting of the work piece by a thrust acting on the work piece through real-time movement of the support unit.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 가공 오차 보정장치의 상기 제어부는 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차를 보정하기 위한 데이터를 저장하는 메모리부; 상기 센싱부에서 센싱된 데이터와 상기 메모리부에 저장된 데이터를 통해 상기 컬럼 및 상기 지지부의 이동과 연동하여 발생하는 상기 베드의 처짐 및 상기 공작물의 들림에 의한 위상 오차를 산출하는 산출부; 및 상기 산출부에 의해 산출된 위상 오차값과 상기 메모리부에 저장된 데이터를 통해 보정값을 계산하고, 상기 보정값에 따라 상기 컬럼 및 상기 지지부의 이동과 연동하여 발생하는 상기 베드의 처짐 및 상기 공작물의 들림에 의한 가공 오차의 실시간 보정을 수행하는 보정부;를 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the machining error correcting device for a machine tool according to the present invention, the control unit of the machining error correcting device for the machine tool stores data for correcting the machining error according to the phase change of the column and the support part a memory unit; a calculation unit for calculating a phase error due to deflection of the bed and lifting of the workpiece generated in association with movement of the column and the support unit through the data sensed by the sensing unit and the data stored in the memory unit; and calculating a correction value based on the phase error value calculated by the calculator and the data stored in the memory unit, and according to the correction value, the deflection of the bed and the work piece occurring in association with the movement of the column and the support unit. It may include; a correction unit that performs real-time correction of the processing error due to the lifting of the .

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 가공 오차 보정장치의 제어부의 상기 메모리부는 공작물 데이터, 공구 데이터, 위상 오차의 이론상 데이터, 상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부의 보정계수, 측정프로그램, 및 가공프로그램에 대한 데이터를 저장하는 기본데이터 저장부; 상기 컬럼, 상기 지지부, 및 공구의 현재 위치에 대한 좌표데이터를 저장하는 좌표데이터 저장부; 상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부의 센싱에 따른 상기 컬럼 및 상기 지지부의 실시간 위상데이터를 저장하는 센싱데이터 저장부; 및 상기 산출부에서 실시간으로 계산되는 위상 오차값 및 상기 보정부에서 실시간으로 계산되는 보정값에 대한 데이터를 실시간으로 저장하는 실시간 데이터 저장부;를 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the machine tool machining error correcting device according to the present invention, the memory unit of the control unit of the machine tool machining error correcting device work data, tool data, theoretical data of the phase error, the first sensor unit and a basic data storage unit for storing data on the correction coefficient, the measurement program, and the processing program of the second sensor unit; a coordinate data storage unit for storing coordinate data for the column, the support unit, and the current position of the tool; a sensing data storage unit configured to store real-time phase data of the column and the support unit according to the sensing of the first sensor unit and the second sensor unit; and a real-time data storage unit configured to store, in real time, data on the phase error value calculated in real time by the calculator and the correction value calculated in real time by the correction unit.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 가공 오차 보정장치의 제어부의 상기 산출부는 상기 컬럼 및 상기 지지부의 이동 여부를 확인하고, 상기 컬럼 및 상기 지지부가 이동한 경우에 상기 센싱부로 상기 컬럼 및 상기 지지부의 실시간 이동에 따른 위상 변화를 센싱하는 확인부; 상기 확인부의 확인 결과 상기 컬럼 또는 상기 지지부가 이동한 경우에 상기 좌표데이터 저장부에 저장된 상기 컬럼 및 상기 지지부의 현재 좌표데이터와 상기 센싱데이터 저장부에 저장된 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상데이터를 비교하는 비교부; 상기 비교부의 비교결과에 따라 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 오차 발생여부를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부의 판단결과에 따라 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 오차가 발생한 경우에 상기 컬럼의 위상 오차를 상기 베드의 처짐에 의한 수평방향 위상 오차값과 수직방향 위상 오차값으로 계산하고, 상기 지지부의 위상 오차를 상기 공작물의 들림에 의한 수평방향 위상 오차값과 수직방향 위상 오차값으로 계산하는 위상 오차 계산부;를 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the machining error correcting apparatus for a machine tool according to the present invention, the calculation unit of the control unit of the machining error correcting apparatus of the machine tool checks whether the column and the support are moved, and the column and the support a confirmation unit for sensing a phase change according to real-time movement of the column and the support unit with the sensing unit when the unit moves; Comparing the current coordinate data of the column and the support unit stored in the coordinate data storage unit and the phase data of the column and the support unit stored in the sensing data storage unit when the column or the support unit is moved as a result of the confirmation unit comparison department; a determination unit for determining whether a phase error occurs between the column and the support unit according to the comparison result of the comparison unit; and when a phase error of the column and the support part occurs according to the determination result of the determination unit, the phase error of the column is calculated as a horizontal phase error value and a vertical phase error value due to deflection of the bed, and the support part and a phase error calculation unit for calculating the phase error as a horizontal phase error value and a vertical phase error value due to lifting of the workpiece.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 가공 오차 보정장치의 제어부의 상기 보정부는 상기 위상 오차 계산부의 위상 오차 계산값, 상기 실시간 데이터 저장부에 저장된 데이터, 및 상기 기본데이터 저장부에 저장된 보정 계수를 통해 가공 오차의 보정값을 계산하는 보정값 계산부; 및 상기 보정값 계산부의 보정값에 따라 가공 오차 보정을 수행하는 처리부;를 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the machining error correcting apparatus for a machine tool according to the present invention, the correcting unit of the control unit of the machining error correcting apparatus of the machine tool is the phase error calculation value of the phase error calculating unit, stored in the real-time data storage unit a correction value calculation unit for calculating a correction value of the processing error through the data and the correction coefficient stored in the basic data storage unit; and a processing unit for correcting a processing error according to the correction value of the correction value calculation unit.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 가공 오차 보정장치의 상기 제어부는 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차의 보정 여부를 선택하는 선택부;를 더 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the machining error correction device of the machine tool according to the present invention, the control unit of the machining error correction device of the machine tool selects whether to correct the machining error according to the phase change of the column and the support part It may further include;

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 가공 오차 보정장치의 상기 지지부는 서브 스핀들 또는 심압대로 형성될 수 있다.Further, in another preferred embodiment of the apparatus for correcting machining error of a machine tool according to the present invention, the support portion of the apparatus for correcting machining error of a machine tool may be formed as a sub-spindle or a tailstock.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 가공 오차 보정장치의 상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부는 모두 자이로 가속도 센서로 형성되고, 상기 베드의 처짐에 의한 위상 오차는 상기 제1 센서부의 가속도 센서를 통한 위치 오차와 자이로 센서를 통한 각도 오차를 통해 도출되고, 상기 공작물의 들림에 의한 위상 오차는 상기 제2 센서부의 가속도 센서를 통한 위치 오차와 자이로 센서를 통한 각도 오차 및 공구좌표에 따른 수정을 통해 도출될 수 있다.Further, in another preferred embodiment of the machining error correcting device for a machine tool according to the present invention, both the first sensor unit and the second sensor unit of the machining error correcting device for the machine tool are formed of a gyro acceleration sensor, and the The phase error due to deflection is derived through the position error through the acceleration sensor of the first sensor unit and the angle error through the gyro sensor, and the phase error due to the lifting of the workpiece is the position error through the acceleration sensor of the second sensor unit and It can be derived through correction according to the angular error through the gyro sensor and the tool coordinates.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정방법은 컬럼 및 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차를 보정하기 위한 데이터를 저장하는 단계; 상기 컬럼 및 상기 지지부의 실시간 이동 여부를 확인하는 단계; 확인 결과 상기 컬럼 및 상기 지지부의 실시간 이동이 발생한 경우에, 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 변화를 센싱하는 단계; 상기 컬럼 및 상기 지지부의 현재 좌표데이터와 센싱을 통한 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상데이터를 비교하는 단계; 비교 결과에 따라 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 오차 발생여부를 판단하는 단계; 판단 결과 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 오차가 발생한 경우에, 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 오차를 계산하는 단계; 위상 오차 계산값과 기저장된 데이터에 의해 가공 오차의 보정값을 계산하는 단계; 및 계산된 가공 오차의 보정값에 의해 상기 컬럼 및 상기 지지부의 이동과 연동하여 발생하는 상기 베드의 처짐 및 상기 공작물의 들림에 의한 가공 오차를 실시간으로 보정하는 단계;를 포함할 수 있다.In order to achieve another object of the present invention, the machining error correction method of the machine tool according to the present invention comprises the steps of: storing data for correcting the machining error according to the phase change of the column and the support; checking whether the column and the support are moved in real time; sensing a phase change of the column and the support part when the real-time movement of the column and the support part occurs as a result of confirmation; comparing the current coordinate data of the column and the support part with the phase data of the column and the support part through sensing; determining whether a phase error occurs in the column and the support unit according to the comparison result; calculating a phase error of the column and the support part when the phase error of the column and the support part occurs as a result of the determination; calculating a correction value of the processing error based on the phase error calculation value and pre-stored data; and correcting in real time a machining error caused by deflection of the bed and lifting of the work piece generated in association with the movement of the column and the support part by the calculated correction value of the machining error.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정방법의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 가공 오차 보정방법은 상기 데이터를 저장하는 단계 이후에, 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차 보정 기능 활성화 여부를 선택하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the machining error correction method of the machine tool according to the present invention, the machining error correction method of the machine tool after the step of storing the data, the processing error correction according to the phase change of the column and the support It may further include; selecting whether to activate the function.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정방법의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 가공 오차 보정방법은 상기 데이터를 저장하는 단계 이전에, 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차를 보정하기 위해 위상 오차의 이론상 데이터와 측정데이터를 통해 보정 계수를 산정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the machining error correction method of the machine tool according to the present invention, the machining error correction method of the machine tool calculates the machining error according to the phase change of the column and the support part before the step of storing the data The method may further include; calculating a correction coefficient based on the theoretical data and the measured data of the phase error in order to correct it.

본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치 및 보정방법은 컬럼 및 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부의 이동을 통한 위상 변화와 연동하여 발생하는 무게에 의한 베드의 처짐 및 서브 스핀들이나 심압대의 추력에 의한 공작물의 들림에 의해 발생하는 위상 오차를 자이로 가속도 센서를 이용하여 실시간으로 도출하고 이를 자동으로 계산하여 위상 오차값과 보정값을 자동으로 정밀하고 신속하게 계산하여 공작물의 가공 오차를 실시간으로 자동으로 보정함에 따라 공작기계의 가공 정밀도를 향상하고, 불량품 발생을 최소화하여 자원낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.The apparatus and method for correcting machining error of a machine tool according to the present invention are effective for the deflection of the bed due to weight and the thrust of the sub spindle or tailstock, which is generated in conjunction with the phase change through the movement of the column and the support such as the sub spindle or tailstock. The phase error caused by the lifting of the workpiece by the Compensation has the effect of improving the processing precision of the machine tool and minimizing the occurrence of defective products to prevent wastage of resources.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치 및 보정방법은 베드 또는 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부 등의 구조물의 이송과 연동하여 발생하는 베드의 처짐이나 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부의 추력에 의한 공작물 들림에 의한 위상 변화를 테스트 가공 없이 자동으로 계산하고 신속하게 보정함에 따라 비가공 시간 감소에 따라 생산성을 극대화하고, 유지보수 비용과 시간을 절감할 수 있다.In addition, the apparatus and method for correcting machining errors of a machine tool according to the present invention provide a bed or sub-spindle or a support part such as a tailstock, etc. By automatically calculating and quickly compensating for the phase change due to lifting of the workpiece by the thrust without test machining, it is possible to maximize productivity and reduce maintenance costs and time by reducing non-machining time.

더욱이, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치 및 보정방법은 자동으로 컬럼 및 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부의 이송과 연동하여 자동으로 베드의 처짐이나 공작물의 들림에 의한 위상변화에 따른 가공 오차를 실시간으로 신속하고 정확하게 보정함에 따라 공작기계의 안전성과 신뢰성을 향상할 수 있는 효과가 있다.Furthermore, the machining error correction device and correction method for a machine tool according to the present invention automatically interlocks with the transfer of supports such as columns and sub-spindles or tailstocks to automatically process according to phase change due to deflection of the bed or lifting of the workpiece. As errors are corrected quickly and accurately in real time, the safety and reliability of machine tools can be improved.

게다가, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치 및 보정방법은 자동으로 보정을 수행함에 따라 별도의 테스트 가공이 필요없어 작업자의 편의를 도모하고, 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the processing error correction apparatus and correction method of the machine tool according to the present invention does not require a separate test processing as it performs automatic correction, thereby promoting operator convenience and preventing safety accidents in advance. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 가공 오차 보정장치의 구성과 원리를 설명하기 위한 개념도를 나타낸다.
도 2는 도 1에서 공작물이 제거된 상태에서 보정계수 산정 방법을 설명하기 위한 개념도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 가공 오차 보정장치의 제어부의 블럭도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 가공 오차 보정장치의 베드의 처짐에 의한 위상 오차를 산출하는 원리를 설명한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 가공 오차 보정장치의 공작물의 들림에 의한 위상 오차를 산출하는 원리를 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 가공 오차 보정방법의 절차도를 나타낸다.
1 shows a conceptual diagram for explaining the configuration and principle of a machining error correction apparatus for a machine tool according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a method of calculating a correction coefficient in a state in which the workpiece is removed from FIG. 1 .
Figure 3 shows a block diagram of the control unit of the processing error correction device of the machine tool according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 explains the principle of calculating the phase error due to the deflection of the bed of the machining error correction device of the machine tool according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 explain the principle of calculating the phase error due to the lifting of the workpiece of the machining error correcting device of the machine tool according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method for correcting a machining error of a machine tool according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치 및 보정방법의 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, it will be described in detail with reference to the drawings of the processing error correction apparatus and the correction method of the machine tool according to an embodiment of the present invention. 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 of 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 a variety of 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 therefore is not intended to limit the present invention. In this specification, 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 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 가공 오차 보정장치의 구성과 원리를 설명하기 위한 개념도를 나타내고, 도 2는 도 1에서 공작물이 제거된 상태에서 보정계수 산정 방법을 설명하기 위한 개념도를 나타낸다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 가공 오차 보정장치의 제어부의 블럭도를 나타낸다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 가공 오차 보정장치의 베드의 처짐에 의한 위상 오차를 산출하는 원리를 설명한다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 가공 오차 보정장치의 공작물의 들림에 의한 위상 오차를 산출하는 원리를 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 가공 오차 보정방법의 절차도를 나타낸다.1 shows a conceptual diagram for explaining the configuration and principle of a machining error correction apparatus for a machine tool according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is for explaining a correction coefficient calculation method in a state in which the workpiece is removed in FIG. represents a conceptual diagram. Figure 3 shows a block diagram of the control unit of the processing error correction device of the machine tool according to an embodiment of the present invention. Figure 4 explains the principle of calculating the phase error due to the deflection of the bed of the machining error correction device of the machine tool according to an embodiment of the present invention. 5 and 6 explain the principle of calculating the phase error due to the lifting of the workpiece of the machining error correcting device of the machine tool according to an embodiment of the present invention. 7 is a flowchart illustrating a method for correcting a machining error of a machine tool according to an embodiment of the present invention.

이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "수평 방향"이란 동일부재에서 가로방향, 즉 도 1 내지 도 2에서 X축 방향을 의미하고, "수직 방향"이란 가로방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 세로방향, 즉 도 1 내지 도 2에서 Y축 방향을 의미한다. 또한, 상방(상부)이란 "수직 방향"에서 위쪽 방향, 즉 도 1 내지 도 2에서 Y축의 위쪽을 향하는 방향을 의미하고, 하방(하부)이란 "수직 방향"에서 아래쪽 방향, 즉 도 1 내지 도 2에서 Y축 아래쪽을 향하는 방향을 의미한다. 또한, "일측(일단)"과 "타측(타단)"이란 동일부재에서 수평방향 또는 수직방향으로 양쪽의 어느 한쪽 선단을 의미한다. Definitions of terms used below are as follows. "Horizontal direction" means the horizontal direction in the same member, that is, the X-axis direction in FIGS. 1 to 2, and "vertical direction" means the vertical direction in the same member while perpendicular to the horizontal direction, that is, Y in FIGS. axial direction. In addition, upper (upper) means an upward direction in the "vertical direction", that is, a direction toward the upper side of the Y-axis in FIGS. 2 means the direction toward the bottom of the Y-axis. In addition, "one side (one end)" and "the other end (other end)" mean either the tip of either side in the horizontal direction or the vertical direction in the same member.

도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치를 설명한다. 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치는 베드(100), 컬럼(200), 메인 스핀들(300), 지지부(400), 센싱부(500), 및 제어부(600)를 포함한다.A processing error correction apparatus for a machine tool according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 . 1 to 3, the machining error correction device of the machine tool according to the present invention is a bed 100, a column 200, a main spindle 300, a support unit 400, a sensing unit 500, and a control unit 600 .

베드(100)는 지면 또는 베이스에 설치된다. 베드(100)는 컬럼, 메인 스핀들, 지지부 등이 설치되고 이동하는 공간을 제공한다.The bed 100 is installed on the ground or the base. The bed 100 provides a space in which a column, a main spindle, a support, etc. are installed and moved.

메인 스핀들(300)은 베드에 설치되어 공작물(2)을 가공하기 위해 공작물을 클램핑한다. 즉, 메인 스핀들은 베드의 일측에 설치되어 공작물의 일측을 클램핑하여 공작물을 회전시킨다.The main spindle 300 is installed in the bed and clamps the work piece to machine the work piece 2 . That is, the main spindle is installed on one side of the bed to clamp one side of the work piece to rotate the work piece.

지지부(400)는 메인 스핀들과 수평방향(X축 방향)으로 마주하면서 베드에 수평 이동가능하게 설치되어 공작물을 지지하거나 클램핑한다. 즉, 지지부(400)는 베드의 타측에 메인 스핀들과 수평방향으로 대향하면서 메인 스핀들로 인접하거나 멀어질 수 있도록 베드의 상부에 이동가능하게 설치되어 공작물을 클램핑하거나 공작물을 지지한다. The support part 400 is horizontally movably installed on the bed while facing the main spindle in the horizontal direction (X-axis direction) to support or clamp the work piece. That is, the support part 400 is movably installed on the upper side of the bed so as to be adjacent to or away from the main spindle while being horizontally opposed to the main spindle on the other side of the bed to clamp the work piece or support the work piece.

반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 가공 오차 보정장치의 지지부는 공작물을 클램핑하거나 지지하는 서브 스핀들 또는 공작물을 가압 지지하는 심압대로 형성될 수 있다. Although not necessarily limited thereto, the support part of the machining error compensating device for a machine tool according to an embodiment of the present invention may be formed of a sub spindle clamping or supporting the workpiece or a tailstock for pressing and supporting the workpiece.

컬럼(200)은 공구(220)가 장착되어 공작물(2)을 가공하는 가공부(210)를 구비하고 베드에 수평 이동가능하게 설치된다. 즉, 컬럼은 공작물을 다양하게 가공하기 위해 ATC 등을 통해 매거진에 수납중인 다양한 공구가 탈부착 가능하게 장착되는 밀링 스핀들과 같은 가공부(210)를 구비하고, 베드의 상부에서 수평방향 또는 폭방향으로 이동한다. 또한, 가공부는 컬럼을 따라 수직방향인 높이방향으로 이동한다. 이에 따라 다양한 형태의 공작물 가공을 자유롭게 수행할 수 있다.The column 200 is provided with a processing unit 210 for processing the workpiece 2 in which the tool 220 is mounted, and is installed to be horizontally movable on the bed. That is, the column is provided with a processing unit 210 such as a milling spindle to which various tools stored in a magazine through an ATC or the like are detachably mounted in order to variously process the workpiece, and horizontally or in the width direction from the upper part of the bed. Move. In addition, the machining portion moves in the vertical direction along the column in the height direction. Accordingly, various types of workpiece machining can be performed freely.

센싱부(500)는 컬럼 및 지지부의 이동에 따라 컬럼 및 지지부의 실시간 위상 변화를 센싱한다.The sensing unit 500 senses a real-time phase change of the column and the support according to the movement of the column and the support.

제어부(600)는 센싱부에서 센싱되는 컬럼 및 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차를 보정한다. 즉, 제어부는 컬럼 및 지지부의 이동과 연동하여 발생하는 베드의 처짐 및 공작물의 들림에 의한 가공 오차를 실시간으로 보정한다. 구체적으로 제어부는 컬럼 및 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부의 구조물의 이동을 통한 위상 변화와 연동하여 발생하는 무게에 의한 베드의 처짐 및 서브 스핀들이나 심압대의 추력에 의한 공작물의 들림에 의해 발생하는 위상 오차를 자이로 가속도 센서로 형성되는 센싱부를 이용하여 실시간으로 도출하고 이를 자동으로 계산하여 위상 오차값과 보정값을 자동으로 정밀하고 신속하게 계산하여 공작물의 가공 오차를 실시간으로 자동으로 보정한다.The control unit 600 corrects a processing error according to a phase change of the column and the support unit sensed by the sensing unit. That is, the control unit corrects in real time the processing error caused by the deflection of the bed and the lifting of the workpiece, which occur in conjunction with the movement of the column and the support. Specifically, the control unit controls the phase caused by the deflection of the bed due to weight and lifting of the workpiece by the thrust of the sub-spindle or tailstock, which occurs in conjunction with the phase change through the movement of the column and the support structure such as the sub-spindle or tailstock. The error is derived in real time using the sensing unit formed by the gyro acceleration sensor and automatically calculated to automatically and precisely and quickly calculate the phase error value and correction value to automatically correct the machining error of the workpiece in real time.

이에 따라 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치는 컬럼 및 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부의 구조물의 이동을 통한 위상 변화와 연동하여 발생하는 무게에 의한 베드의 처짐 및 서브 스핀들이나 심압대의 추력에 의한 공작물의 들림에 의해 발생하는 위상 오차를 자이로 가속도 센서를 이용하여 실시간으로 도출하고 이를 자동으로 계산하여 위상 오차값과 보정값을 자동으로 정밀하고 신속하게 계산하여 공작물의 가공 오차를 실시간으로 자동으로 보정함에 따라 공작기계의 가공 정밀도를 향상하고, 불량품 발생을 최소화하여 자원낭비를 방지하고, 테스트 가공이 없이 자동으로 계산을 통해 보정값을 계산하여 비가공 시간 감소에 따라 생산성을 극대화하고, 유지보수 비용과 시간을 절감하며, 공작기계의 안정성과 신뢰성을 극대화할 수 있다.Accordingly, the apparatus for correcting machining error of a machine tool according to the present invention is the deflection of the bed due to weight and the thrust of the sub spindle or tailstock, which is generated in conjunction with the phase change through the movement of the column and the support structure such as the sub spindle or tailstock. The phase error caused by the lifting of the workpiece by the to improve the machining precision of the machine tool, minimize the occurrence of defective products to prevent wastage of resources, and automatically calculate the compensation value through calculation without test machining to maximize productivity by reducing non-working time and maintain It can reduce maintenance cost and time, and maximize the stability and reliability of the machine tool.

또한, 도 1 내지 도 2에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치의 센싱부(500)는 제1 센서부(510)와 제2 센서부(520)를 포함한다.In addition, as shown in FIGS. 1 and 2 , the sensing unit 500 of the machining error correcting apparatus for a machine tool according to the present invention includes a first sensor unit 510 and a second sensor unit 520 .

제1 센서부(510)와 제2 센서부(520)는 모두 자이로 가속도 센서로 형성된다.Both the first sensor unit 510 and the second sensor unit 520 are formed as gyro acceleration sensors.

제1 센서부(510)는 컬럼에 설치되어 컬럼의 실시간 이동에 따른 베드의 처짐에 의한 컬럼의 위치 변화와 각도 변화를 감지한다. 바람직하게는 제1 센서부는 컬럼의 이송계인 컬럼의 하부에 설치된다. The first sensor unit 510 is installed in the column to detect a change in position and an angle of the column due to deflection of the bed according to the real-time movement of the column. Preferably, the first sensor unit is installed at the lower part of the column, which is a transport system of the column.

제2 센서부(520)는 서브 스핀들 또는 심압대와 같은 지지부에 설치되어 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부의 실시간 이동을 통해 공작물에 작용하는 추력에 의해 공작물의 들림에 따른 지지부의 위치 변화와 각도 변화를 감지한다. 바람직하게는 제2 센서부는 서브 스핀들 또는 심압대의 공작물을 클램핑하는 하우징부의 일부에 설치된다.The second sensor unit 520 is installed on a support such as a sub-spindle or tailstock, and through real-time movement of the support, such as a sub-spindle or tailstock, a position change and angle of the support according to the lifting of the workpiece by a thrust acting on the workpiece. sense the change Preferably, the second sensor part is installed in a part of the housing part which clamps the work piece of the sub-spindle or tailstock.

이에 따라 베드의 처짐에 의한 위상 오차는 제1 센서부의 자이로 가속도 센서의 가속도 센서부를 통한 위치 오차와 자이로 가속도 센서의 자이로 센서부를 통한 각도 오차를 통해 도출된다.Accordingly, the phase error due to the deflection of the bed is derived through a position error through the acceleration sensor unit of the gyro acceleration sensor of the first sensor unit and an angle error through the gyro sensor unit of the gyro acceleration sensor.

또한, 공작물의 들림에 의한 위상 오차는 제2 센서부의 자이로 가속도 센서의 가속도 센서부를 통한 위치 오차와 자이로 가속도 센서의 자이로 센서부를 통한 각도 오차 및 공구좌표에 따른 수정을 통해 도출된다.In addition, the phase error due to the lifting of the workpiece is derived through correction according to the position error through the acceleration sensor unit of the gyro acceleration sensor of the second sensor unit, angular error through the gyro sensor unit of the gyro acceleration sensor, and tool coordinates.

컬럼의 이동에 따른 베드의 처짐에 의한 컬럼의 제1 센서부의 위상 변화 도출 및 서브 스핀들 또는 심압대와 같은 지지부의 이동에 따른 공작물의 들림에 의한 지지부의 제2 센서부의 위상 변화 도출의 자세한 도출과정과 방법은 후술한다.The detailed derivation process of deriving the phase change of the first sensor unit of the column due to the deflection of the bed according to the movement of the column and deriving the phase change of the second sensor unit of the support unit due to the lifting of the workpiece due to the movement of the support such as the sub spindle or tailstock and the method will be described later.

도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치의 제어부(600)는 메모리부(610), 산출부(620), 보정부(630), 및/또는 선택부(640)를 포함한다.1 to 3, the control unit 600 of the machining error correction apparatus of the machine tool according to the present invention is a memory unit 610, a calculation unit 620, a correction unit 630, and / or a selection unit (640).

또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치의 제어부는 PLC를 포함한다.In addition, although not shown in the drawings, the control unit of the machining error correction device of the machine tool 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 컬럼, 메인 스핀들, 가공부, 서브 스핀들 또는 심압대와 같은 지지부, 공구교환장치, 매거진 등의 구동프로그램 등이 내장되고, 제어부의 구동에 따라 해당 프로그램이 자동으로 로딩되어 작동한다. 또한, 제어부는 컬럼, 메인 스핀들, 지지부, PLC, 센싱부, 가공부와 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, the control unit includes a column, a main spindle, a machining unit, a support unit such as a sub spindle or tailstock, a tool changing device, and a driving program such as a magazine, and the program is automatically loaded and operated according to the driving of the control unit. In addition, the control unit communicates with the column, the main spindle, the support unit, the PLC, the sensing unit, and the processing 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 input/output commands 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, 컬럼, 가공부, 메인 스핀들, 지지부, PLC, 센싱부 등과 소정의 프로토콜에 의한 통신을 수행하고, 이러한 통신을 통해 제어명령을 행하는 기능을 수행한다. 즉, PLC는 제어부의 수치 제어 프로그램에 따라 메인 스핀들, 지지부, 컬럼, 가공부, 매거진, 공구교환장치 등을 구동시킨다.A programmable logic controller (PLC) performs communication according to a predetermined protocol with a control unit, a column, a processing unit, a main spindle, a support unit, a PLC, a sensing unit, and the like, and performs a function of executing a control command through such communication. That is, the PLC drives the main spindle, the support part, the column, the machining part, the magazine, the tool changer, etc. according to the numerical control program of the controller.

도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치 제어부는 표시부를 포함할 수 있다.Although not shown in the drawings, the machining error correction device control unit of the machine tool according to the present invention may include a display unit.

표시부는 메모리부, 확인부, 비교부, 판단부, 위상 오차 계산부, 보정값 계산부, 처리부의 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 memory unit, the confirmation unit, the comparison unit, the determination unit, the phase error calculation unit, the correction value calculation unit, and the processing unit in real time and the selection result of the selection unit to be described later. 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 electronic ink display (e-ink display).

또한, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 표시부는 터치스크린 형태로 형성되어 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 is formed in the form of a touch screen and installed on the housing, case, or one side of the machine tool to display various function switches or buttons and various information.

선택부(640)는 컬럼 및 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차의 보정 여부를 선택한다. 즉, 선택부 공작기계의 공작물 가공시에 컬럼 및 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차의 보정 여부를 수행할지 말지에 대해 사용자의 의사에 따라 간단한 버튼 조작을 통한 온/오프 기능을 통해 결정할 수 있다. 구체적으로 선택부는 표시부 또는 제어부의 조작반 등에 버튼 형태로 표시되어 사용자가 버튼 조작을 통해 컬럼 및 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차의 보정 자동 실행 기능을 온시키면 컬럼 및 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부의 이동을 통한 위상 변화와 연동하여 발생하는 무게에 의한 베드의 처짐 및 서브 스핀들이나 심압대의 추력에 의한 공작물의 들림에 의해 발생하는 위상 오차를 자이로 가속도 센서를 이용하여 실시간으로 도출하고 이를 자동으로 계산하여 위상 오차값과 보정값을 자동으로 정밀하고 신속하게 계산하여 공작물의 가공 오차를 실시간으로 자동으로 보정한다. 이와 반대로 사용자가 버튼 조작을 통해 컬럼 및 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차의 보정 자동 실행 기능을 오프시키면 컬럼 및 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차의 보정 자동 실행 기능이 활성화 되지 않고 가공 오차 보정없이 가공을 수행한다. 이처럼 사용자가 필요에 따라 공작기계의 가공 오차 보정 여부를 임의로 선택함에 따라 가공시간을 감소하여 생산성을 극대화하고, 필요에 따라 가공정밀도를 더욱 향상할 수 있어 가공되는 종류와 소재 등의 특성에 따라 최적화된 가공을 수행하여 소비자의 만족도를 극대화하고 작업자의 편의를 도모할 수 있다.The selection unit 640 selects whether to correct the processing error according to the phase change of the column and the support. That is, it can be determined through the on/off function through a simple button operation according to the user's will as to whether or not to correct the machining error according to the phase change of the column and the support part during the machining of the workpiece of the selector machine tool. Specifically, the selection unit is displayed in the form of a button on the display unit or the operation panel of the control unit, and when the user turns on the automatic correction function for processing errors according to the phase change of the column and the support unit through the button operation, the column and sub spindle or the support unit such as the tailstock The gyro acceleration sensor is used to derive the phase error caused by the deflection of the bed due to the weight generated in conjunction with the phase change through movement and the lifting of the workpiece by the thrust of the sub spindle or tailstock in real time and automatically calculates it. It automatically corrects the machining error of the workpiece in real time by automatically calculating the phase error value and compensation value accurately and quickly. On the other hand, if the user turns off the automatic execution function of processing error due to the phase change of the column and support part through button operation, the automatic execution function of the processing error correction according to the phase change of the column and support part is not activated and processing without correction of processing error carry out In this way, as the user arbitrarily selects whether to correct the machining error of the machine tool as needed, the machining time is reduced to maximize the productivity, and the machining precision can be further improved as needed, so it is optimized according to the characteristics of the type and material being machined. It is possible to maximize customer satisfaction and promote operator convenience by performing the processed processing.

메모리부(610)는 컬럼 및 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차를 보정하기 위한 데이터를 저장한다. 이러한 메모리부(610)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기일 수 있고, 인터넷(internet)상에서 메모리부(610)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)일 수도 있다.The memory unit 610 stores data for correcting a processing error according to a phase change of the column and the support unit. The memory unit 610 may be various storage devices such as ROM, RAM, EPROM, flash drive, hard drive, etc., and may be a web storage that performs a storage function of the memory unit 610 on the Internet. may be

산출부(620)는 센싱부에서 센싱된 데이터와 메모리부에 저장된 데이터를 통해 컬럼 및 지지부의 이동과 연동하여 발생하는 베드의 처짐 및 공작물의 들림에 의한 위상 오차를 산출한다.The calculator 620 calculates a phase error due to the deflection of the bed and the lifting of the workpiece, which are generated in association with the movement of the column and the support, through the data sensed by the sensing unit and the data stored in the memory unit.

보정부(630)는 산출부에 의해 산출된 위상 오차값과 메모리부에 저장된 데이터를 통해 보정값을 계산하고, 보정값에 따라 컬럼 및 지지부의 이동과 연동하여 발생하는 베드의 처짐 및 공작물의 들림에 의한 가공 오차의 실시간 보정을 수행한다.The compensating unit 630 calculates a correction value based on the phase error value calculated by the calculator and the data stored in the memory unit, and according to the correction value, the deflection of the bed and the lifting of the workpiece are generated in association with the movement of the column and the support unit. Real-time correction of machining errors by

따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치는 자동으로 컬럼 및 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부의 이송과 연동하여 자동으로 베드의 처짐이나 공작물의 들림에 의한 위상변화에 따른 가공 오차를 실시간으로 신속하고 정확하게 보정함에 따라 공작기계의 안전성과 신뢰성을 향상하고, 별도의 테스트 가공이 필요없어 작업자의 편의를 도모하고, 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.Therefore, the machining error correction device of the machine tool according to the present invention automatically interworks with the transfer of the support such as the column and the sub spindle or the tailstock to automatically detect the machining error according to the phase change due to the deflection of the bed or the lifting of the work piece in real time. This system improves the safety and reliability of the machine tool by quickly and accurately calibrating the machine tool, and it does not require a separate test processing to promote operator convenience and prevent safety accidents in advance.

도 3에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치의 제어부의 메모리부(610)는 기본데이터 저장부(611), 좌표데이터 저장부(612), 센싱데이터 저장부(613), 및 실시간 데이터 저장부(614)를 포함한다.As shown in FIG. 3 , the memory unit 610 of the control unit of the machine tool machining error correction apparatus according to the present invention includes a basic data storage unit 611 , a coordinate data storage unit 612 , and a sensing data storage unit 613 . , and a real-time data storage unit 614 .

기본데이터 저장부(611)는 공작물 데이터, 공구 데이터, 위상 오차의 이론상 데이터, 제1 센서부와 제2 센서부의 보정계수, 측정프로그램, 및 가공프로그램에 대한 데이터를 저장한다. 즉, 기본데이터 저장부는 공작물의 종류, 크기에 대한 데이터, 공구의 길이 종류에 대한 데이터, 보정계수 산출을 위한 위치 오차의 이론상 데이터와 보정계수 사전 산출을 위한 측정프로그램, 가공프로그램을 저장한다.The basic data storage unit 611 stores data on the workpiece data, the tool data, the theoretical data of the phase error, the correction coefficients of the first sensor unit and the second sensor unit, the measurement program, and the processing program. That is, the basic data storage unit stores the data on the type and size of the workpiece, the data on the type of the length of the tool, the theoretical data of the position error for calculating the correction coefficient, the measurement program for the pre-calculation of the correction coefficient, and the machining program.

좌표데이터 저장부(612)는 컬럼, 지지부, 및 가공부에 탈부착 가능하게 장착되는 공구의 현재 위치에 대한 좌표데이터를 저장한다.The coordinate data storage unit 612 stores coordinate data for the current position of the tool detachably mounted on the column, the support, and the processing unit.

센싱데이터 저장부(613)는 제1 센서부와 제2 센서부의 센싱에 따른 컬럼 및 지지부의 실시간 위상데이터를 저장한다.The sensing data storage unit 613 stores real-time phase data of the column and the support unit according to the sensing of the first sensor unit and the second sensor unit.

실시간 데이터 저장부(614)는 산출부에서 실시간으로 계산되는 위상 오차값 및 보정부에서 실시간으로 계산되는 보정값에 대한 데이터를 실시간으로 저장한다. 즉, 실시간 데이터 저장부는 후술하는 위상 오차 계산부에서 계산되는 위상 오차값과 보정값 계산부에서 계산되는 보정값을 실시간으로 저장한다.The real-time data storage unit 614 stores data on the phase error value calculated in real time by the calculator and the correction value calculated in real time by the correction unit in real time. That is, the real-time data storage unit stores the phase error value calculated by the phase error calculator to be described later and the correction value calculated by the correction value calculator in real time.

도 3에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치의 제어부의 산출부(620)는 확인부(621), 비교부(622), 판단부(623), 및 위상 오차 계산부(624)를 포함한다.As shown in Figure 3, the calculation unit 620 of the control unit of the machining error correction apparatus of the machine tool according to the present invention is a confirmation unit 621, a comparison unit 622, a determination unit 623, and a phase error calculation unit (624).

확인부(621)는 컬럼 및 지지부의 이동 여부를 확인하고, 컬럼 및 지지부가 이동한 경우에 센싱부로 컬럼 및 지지부의 실시간 이동에 따른 위상 변화를 센싱한다. 즉, 확인부는 컬럼 및 지지부의 이동 여부를 확인하고, 컬럼 및 지지부가 이동한 경우에 제1 센서부에서 컬럼의 위상 변화를 센싱하여 센싱데이터 저장부로 전송하고, 제2 센서부에서 서브 스핀들 또는 심압대와 같은 지지부의 위상 변화를 센싱하여 센싱데이터 저장부로 전송한다. The check unit 621 checks whether the column and the support are moved, and when the column and the support are moved, a sensing unit senses a phase change according to the real-time movement of the column and the support. That is, the check unit checks whether the column and the support unit move, and when the column and the support unit move, the first sensor unit senses a phase change of the column and transmits it to the sensing data storage unit, and the second sensor unit sends the sub-spindle or the shim. The phase change of the support part, such as a mandrel, is sensed and transmitted to the sensing data storage unit.

비교부(622)는 확인부의 확인 결과 컬럼 또는 지지부가 이동한 경우에 좌표데이터 저장부에 저장된 상기 컬럼 및 상기 지지부의 현재 좌표데이터와 센싱데이터 저장부에 저장된 컬럼 및 지지부의 위상데이터를 비교한다.The comparison unit 622 compares the current coordinate data of the column and the support unit stored in the coordinate data storage unit and the column and support unit phase data stored in the sensing data storage unit when the column or the support unit is moved as a result of the confirmation unit.

판단부(623)는 비교부의 비교결과에 따라 컬럼 및 지지부의 위상 오차 발생여부를 판단한다.The determination unit 623 determines whether a phase error occurs between the column and the support unit according to the comparison result of the comparison unit.

위상 오차 계산부(624)는 판단부의 판단결과에 따라 컬럼 및 지지부의 위상 오차가 발생한 경우에 컬럼의 위상 오차를 베드의 처짐에 의한 수평방향 위상 오차값과 수직방향 위상 오차값으로 계산하고, 지지부의 위상 오차를 공작물의 들림에 의한 수평방향 위상 오차값과 수직방향 위상 오차값으로 자동으로 계산한다. 자세한 계산방법과 원리는 후술한다.The phase error calculation unit 624 calculates the phase error of the column as a horizontal phase error value and a vertical phase error value due to deflection of the bed when a phase error of the column and the support part occurs according to the determination result of the determination unit, and the support unit The phase error is automatically calculated as the horizontal phase error value and the vertical direction phase error value due to the lifting of the workpiece. A detailed calculation method and principle will be described later.

도 3에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치의 제어부의 보정부(630)는 보정값 계산부(631) 및 처리부(632)를 포함한다.As shown in FIG. 3 , the correction unit 630 of the control unit of the processing error correction apparatus for a machine tool according to the present invention includes a correction value calculation unit 631 and a processing unit 632 .

보정값 계산부(631)는 위상 오차 계산부의 위상 오차 계산값, 실시간 데이터 저장부에 저장된 데이터, 및 기본데이터 저장부에 저장된 보정 계수를 통해 가공 오차의 보정값을 자동으로 실시간으로 계산한다. 보정값 계산부에서 보정 계수를 통해 보정값을 계산하는 이유는 도 2에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치의 센싱부의 제1 센서부와 제2 센서부는 각각 컬럼의 이송계와 서브 스핀들 또는 심압대와 같은 지지부의 하우징에 설치됨에 따라 이론상 보정값과 차이가 발생하기 때문이다.The correction value calculation unit 631 automatically calculates a correction value of the processing error in real time through the phase error calculation value of the phase error calculation unit, the data stored in the real-time data storage unit, and the correction coefficient stored in the basic data storage unit. The reason for calculating the correction value through the correction coefficient in the correction value calculation unit is as shown in FIG. 2 , the first sensor unit and the second sensor unit of the sensing unit of the machining error correcting device of the machine tool according to the present invention, respectively. This is because the theoretical compensation value and the difference occur as the system and the sub spindle or tailstock are installed in the housing of the supporting part.

처리부(632)는 보정값 계산부의 보정값에 따라 가공 오차 보정을 수행한다.The processing unit 632 performs processing error correction according to the correction value of the correction value calculation unit.

도 1 내지 도 6을 참조하여 공작기계의 가공 오차 보정 원리를 설명한다.A machining error correction principle of a machine tool will be described with reference to FIGS. 1 to 6 .

도 1에 도시된 것처럼, 공작기계의 베드는 컬럼(200) 및 서브 스핀들 또는 심압대와 같은 지지부(400) 등의 구조물의 이동을 통한 위상 변화와 연동하여 발생하는 무게에 의한 베드의 처짐(도 1의 A 화살표)이 발생하여 가공부(210)에 장착된 공구(220)로 공작물(2) 가공시에 가공 오차가 필연적으로 발생하게 된다. 또한, 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부(400)가 공작물을 가압하는 방향으로 이동하여 지지함에 따라 지지부의 추력에 의한 공작물의 들림(도 1의 B 화살표)이 발생하여 가공부(210)에 장착된 공구(220)로 공작물(2) 가공시에 가공 오차가 필연적으로 발생하게 된다.As shown in Figure 1, the bed of the machine tool is deflection of the bed due to the weight that occurs in conjunction with the phase change through the movement of structures such as the column 200 and the sub-spindle or the support 400 such as the tailstock (Fig. 1), a machining error inevitably occurs during machining of the workpiece 2 with the tool 220 mounted on the machining unit 210 . In addition, as the support part 400 such as the sub spindle or the tailstock moves and supports the workpiece in the pressing direction, lifting of the workpiece by the thrust of the support part (arrow B in FIG. 1 ) occurs and is mounted on the processing part 210 . A machining error inevitably occurs when machining the workpiece 2 with the tool 220 .

도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치의 센싱부(500)의 제1 센서부(510)와 제2 센서부(520)는 각각 컬럼의 이송계와 서브 스핀들 또는 심압대와 같은 지지부의 하우징에 설치됨에 따라 이론상 보정값과 차이가 발생한다. 즉, 도 2에 도시된 것처럼, 제1 센서부와 제2 센서부의 실제 측정 위치와 공구와 공작물의 거리에 의한 실제 보정계수가 반영이 되지 않으면 컬럼 및 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부의 구조물의 이동을 통한 위상 변화와 연동하여 발생하는 무게에 의한 베드의 처짐 및 서브 스핀들이나 심압대의 추력에 의한 공작물의 들림에 의해 발생하는 위상 오차를 정확하고 신속하게 반영할 수 없다. 구체적으로 베드의 처짐에 의한 오차에 대한 보정 계수(K)는 측정 위치와 이송계의 모터의 위치에 의한 위상 오차(K1, K2)와 구조적 동/강성에 의한 선형적으로 차이가 발생할 수 있어 각각의 공작기계마다 측정프로그램과 위상 오차 이론상 데이터와 차이를 통해 상수로 산출된다. 또한, 공작물의 들림에 의한 오차에 대한 보정 계수(Q)는 측정 위치와 심압대의 퀼 또는 서브 스핀들의 척과 심압대 또는 서브 스핀들의 센터 길이 등에 따른 위상 오차로 선형적으로 차이가 발생할 수 있어 각각의 공작기계마다 측정프로그램과 위상 오차 이론상 데이터와 차이를 통해 상수로 산출된다. 따라서, 각각의 공작기계마다 보정 계수에 대한 산정이 필수적으로 요구된다.1 and 2, the first sensor unit 510 and the second sensor unit 520 of the sensing unit 500 of the machining error correcting device for a machine tool according to the present invention are respectively a column transport system and As it is installed in the housing of a support such as a sub-spindle or tailstock, the theoretical compensation value and difference occur. That is, as shown in FIG. 2 , if the actual correction coefficient due to the actual measurement positions of the first sensor unit and the second sensor unit and the distance between the tool and the work piece is not reflected, the structure of the support part such as the column and the sub spindle or the tailstock is damaged. It is impossible to accurately and quickly reflect the phase error caused by the deflection of the bed due to the weight that occurs in conjunction with the phase change through movement and the lifting of the workpiece by the thrust of the sub spindle or tailstock. Specifically, the correction coefficient (K) for the error due to the deflection of the bed may be linearly different from the phase error (K1, K2) due to the measurement position and the position of the motor of the feed system and the structural dynamics/rigidity. It is calculated as a constant through the measurement program and phase error theoretical data and difference for each machine tool. In addition, the correction coefficient (Q) for the error caused by the lifting of the workpiece may be linearly different due to the phase error depending on the measurement position and the length of the quill of the tailstock or the chuck of the sub spindle and the center of the tailstock or the sub spindle. For each machine tool, it is calculated as a constant through the measurement program and the theoretical data and difference of the phase error. Therefore, it is essential to calculate the correction factor for each machine tool.

이처럼, 각각의 공작기계별로 보정 계수를 사전에 위상 오차 이론상 데이터와 비교하여 사전에 산출하여 기본데이터 저장부에 저장을 하여야 추후 보정값 계산부에서 정확한 보정값 계산이 수행되고, 정밀하고 정확한 가공 오차 보정을 수행할 수 있다.In this way, the correction coefficient for each machine tool must be calculated in advance by comparing it with the phase error theoretical data and stored in the basic data storage unit, so that the correct correction value calculation is performed later in the correction value calculation unit, and the precise and accurate processing error Calibration can be performed.

도 4에 도시된 것처럼, 컬럼의 이동과 연동하여 발생하는 무게에 의한 베드의 처짐에 의한 컬럼의 위상 오차는 제1 센서부의 자이로 가속도 센서의 가속도 센서부를 통한 위치 오차(C)와 자이로 가속도 센서의 자이로 센서부를 통한 각도 오차(D)를 통해 도출된다. 이처럼, 위치 오차와 각도 오차로 이루어지는 위상 오차 보상을 위해서 반드시 수평방향 보정과 수직방향의 변환이 요구된다.As shown in FIG. 4 , the phase error of the column due to the deflection of the bed due to the weight generated in conjunction with the movement of the column is the position error (C) of the gyro acceleration sensor of the first sensor unit and the position error (C) of the gyro acceleration sensor. It is derived through the angular error D through the gyro sensor unit. As such, in order to compensate for a phase error consisting of a position error and an angle error, horizontal correction and vertical transformation are necessarily required.

즉, 도 4에 도시된 것처럼, 베드의 처짐에 의한 컬럼의 수직방향 위상 오차(Cv1)와 수평방향 위상 오차(Ch1)은 식 1로 계산된다.That is, as shown in FIG. 4 , the vertical phase error (C v1 ) and the horizontal phase error (C h1 ) of the column due to the deflection of the bed are calculated by Equation 1.

[식 1][Equation 1]

수직방향 위상 오차(Cv1) = l1 Vertical phase error (C v1 ) = l 1

수평방향 위상 오차(Ch1) = sinθ1 Horizontal phase error (C h1 ) = sinθ 1

이에 따라 위상 오차 계산부에서 컬럼의 위상 오차가 발생한 경우에 컬럼의 위상 오차를 베드의 처짐에 의한 수평방향 위상 오차값과 수직방향 위상 오차값을 식 1로 계산한다.Accordingly, when the phase error of the column occurs in the phase error calculator, the horizontal phase error value and the vertical phase error value due to the deflection of the bed are calculated as the column phase error by Equation 1.

도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 서브 스핀들 또는 심압대와 같은 지지부의 이동과 연동하여 발생하는 공작물의 들림에 의한 지지부의 위상 오차는 제2 센서부의 자이로 가속도 센서의 가속도 센서부를 통한 위치 오차(E)와 자이로 가속도 센서의 자이로 센서부를 통한 각도 오차(F) 및 공구좌표(G)에 따른 수정을 통해 도출된다. 구체적으로 지지부의 이동에 따른 공작물의 들림에 대한 위상 오차는 위치 오차와 각도 오차로 이루어지는 위상 오차 보상을 위해서 반드시 수평방향 보정과 수직방향의 보정이 요구됨과 동시에 공구좌표가 작용하는 점과 실제 센싱되는 부분의 차이가 따라 위치 오차에 의해 발생한 공작물 들림 각도와 수직방향 위치 오차, 위치 오차에 의해 발생하는 공구 좌표 오차(G)의 변환이 요구된다.As shown in FIGS. 5 and 6, the phase error of the support part due to the lifting of the workpiece generated in association with the movement of the support part such as the sub spindle or the tailstock is the position error ( It is derived through correction according to E) and the angular error (F) and the tool coordinate (G) through the gyro sensor part of the gyro acceleration sensor. Specifically, for the phase error for the lifting of the workpiece due to the movement of the support part, horizontal and vertical correction are necessarily required to compensate for the phase error consisting of position error and angle error, and at the same time, the point at which the tool coordinates act and the actual sensing Depending on the difference in parts, it is required to convert the workpiece lifting angle caused by the position error, the vertical position error, and the tool coordinate error (G) caused by the position error.

즉, 도 5에 도시된 것처럼, 공작물 들림에 의한 지지부의 위치 오차에 의해 발생한 공작물 들림 각도 θ2는 식 2로 계산된다.That is, as shown in FIG. 5 , the workpiece lifting angle θ 2 generated by the position error of the support part due to the workpiece lifting is calculated by Equation 2 .

[식 2][Equation 2]

θ2 = tan-1(l2/공구좌표)θ 2 = tan -1 (l 2 /tool coordinate)

또한, 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 공작물 들림에 의한 수직방향 위상 오차(Cv2)와 수평방향 위상 오차(Ch2)은 식 3으로 계산된다.In addition, as shown in FIGS. 5 and 6 , the vertical phase error (C v2 ) and the horizontal phase error (C h2 ) due to lifting of the workpiece are calculated by Equation 3 .

즉 도 6에 도시된 것처럼, 수평방향 위상 오차(Ch2)는 자이로 센서부를 통한 각도 오차(F)와 공구좌표에 따른 위상 오차(J)에 따라 계산된다.That is, as shown in FIG. 6 , the horizontal phase error (C h2 ) is calculated according to the angle error (F) through the gyro sensor unit and the phase error (J) according to the tool coordinates.

[식 3][Equation 3]

수직방향 위상 오차(Cv2) = 공구좌표 * tanθ2 Vertical phase error (C v2 ) = tool coordinate * tanθ 2

수평방향 위상 오차(Ch2) = Cv2 * tanθ2 = 공구좌표 * (tanθ2 )2 Horizontal phase error (C h2 ) = C v2 * tanθ 2 = tool coordinate * (tanθ 2 ) 2

이에 따라 위상 오차 계산부에서 서브 스핀들 또는 심압대와 같은 지지부의 위상 오차가 발생한 경우에 지지부의 위상 오차를 공작물의 들림에 의한 수평방향 위상 오차값과 수직방향 위상 오차값을 식 3으로 계산한다.Accordingly, when a phase error of a support such as a sub spindle or tailstock occurs in the phase error calculator, the phase error of the support is calculated by Equation 3 as a horizontal phase error value and a vertical phase error value due to lifting of the workpiece.

상술한 바와 같이 컬럼 또는 지지부의 이동에 따른 위상 변화에 의한 베드의 처짐 및 공작물의 들림에 의한 가공 오차를 정확하게 보정하기 위해서는 상술한 베드의 처짐과 공작물의 들림에 의한 위상 오차값을 기초로 보정계수를 반영하여 보정값을 계산하여야 한다.As described above, in order to accurately correct the processing error caused by the lifting of the work and the deflection of the bed due to the phase change due to the movement of the column or the support, the correction coefficient is based on the phase error value due to the deflection of the bed and the lifting of the work. The correction value should be calculated by reflecting

위상 오차 계산부가 식 1에 의해 베드의 처짐에 의한 위상 오차를 계산하고, 식 3에 의해 공작물 들림에 의한 위상 오차를 계산함에 따라 보정값 계산부는 식 4에 의해 1차적으로 보정값 이론치를 계산한다.As the phase error calculator calculates the phase error due to the deflection of the bed by Equation 1, and calculates the phase error due to the lifting of the workpiece by Equation 3, the correction value calculator calculates the theoretical value of the correction value primarily by Equation 4. .

[식 4][Equation 4]

수직방향 이론 보정값 = Cv1 + Cv2 = l1 + 공구좌표 * tanθ2 Vertical Theoretical Correction Value = C v1 + C v2 = l 1 + tool coordinate * tanθ 2

수평방향 이론 보정값 = Ch1 + Ch2 = sinθ1 + 공구좌표 * (tanθ2 )2 Horizontal direction theoretical correction value = C h1 + C h2 = sinθ 1 + Tool coordinates * (tanθ 2 ) 2

이후 보정값 계산부는 식 5를 통해 보정계수를 반영하여 최종 보정값을 계산한다.Thereafter, the correction value calculator calculates the final correction value by reflecting the correction coefficient through Equation 5.

[식 5][Equation 5]

수직방향 보정값(CV) = K1 * Cv1 + Cv2 = l1 + 공구좌표 * tanθ2 + Q Vertical correction value (C V ) = K 1 * C v1 + C v2 = l 1 + tool coordinate * tanθ 2 + Q

수평방향 보정값(CH) = Ch1 + Ch2 = K2 * sinθ1 + 공구좌표 * (tanθ2 )2 Horizontal correction value (C H ) = C h1 + C h2 = K 2 * sinθ 1 + Tool coordinates * (tanθ 2 ) 2

이후 처리부에서 보정값 계산부를 통해 2차로 최종적으로 산출된 수직방향 보정값과 수평방향 보정값으로 가공 오차를 보정하여 가공을 수행한다.Thereafter, the processing unit performs processing by correcting the processing error with the vertical correction value and the horizontal correction value finally calculated secondly through the correction value calculation unit.

이에 따라, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정장치는 컬럼 및 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부의 이동을 통한 위상 변화와 연동하여 발생하는 무게에 의한 베드의 처짐 및 서브 스핀들이나 심압대의 추력에 의한 공작물의 들림에 의해 발생하는 위상 오차를 자이로 가속도 센서를 이용하여 실시간으로 도출하고 이를 자동으로 계산하여 위상 오차값과 보정값을 자동으로 정밀하고 신속하게 계산하여 공작물의 가공 오차를 실시간으로 자동으로 보정함에 따라 공작기계의 가공 정밀도를 향상하고, 불량품 발생을 최소화하여 자원낭비를 방지하고, 구조물의 이송과 연동하여 발생하는 베드의 처짐이나 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부의 추력에 의한 공작물 들림에 의한 위상 변화를 테스트 가공 없이 자동으로 계산하고 신속하게 보정함에 따라 비가공 시간 감소에 따라 생산성을 극대화하고, 유지보수 비용을 절감하며, 공작기계의 안전성과 신뢰성을 향상하며, 별도의 테스트 가공이 필요없어 작업자의 편의를 도모하고, 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.Accordingly, the apparatus for correcting machining error of a machine tool according to the present invention responds to the deflection of the bed due to the weight and the thrust of the sub spindle or tailstock, which is generated in conjunction with the phase change through movement of the column and the support such as the sub spindle or tailstock. The phase error caused by the lifting of the workpiece by the By compensating, the processing precision of the machine tool is improved, the occurrence of defective products is minimized to prevent wastage of resources, and the deflection of the bed that occurs in conjunction with the transfer of the structure or the lifting of the workpiece by the thrust of the support such as the sub spindle or tailstock is prevented. By automatically calculating and promptly compensating for phase changes caused by test machining, it maximizes productivity by reducing non-working time, reduces maintenance costs, improves machine tool safety and reliability, and requires separate test machining. Therefore, it is possible to promote the convenience of workers and prevent safety accidents in advance.

도 7을 참조하여 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정방법을 설명한다. 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정방법은 보정계수 산정 단계(S1), 데이터 저장 단계(S2), 선택 단계(S3), 확인 단계(S4), 센싱 단계(S5), 비교 단계(S6), 판단 단계(S7), 위상 오차 계산 단계(S8), 보정값 계산 단계(S9), 및 보정 단계(S10)를 포함한다. 각 단계에서 구체적으로 장치의 작동과정이나 작동원리와 구성이나 내용은 본 발명의 명세서의 공작기계의 가공 오차 보정장치와 동일하여 이하에서는 도 7을 참조하여 공작기계의 가공 오차 보정방법의 특이점을 중점으로 설명한다.A method of correcting a machining error of a machine tool according to the present invention will be described with reference to FIG. 7 . As shown in Figure 7, the machining error correction method of the machine tool according to the present invention is a correction coefficient calculation step (S1), data storage step (S2), selection step (S3), confirmation step (S4), sensing step (S5) ), a comparison step (S6), a determination step (S7), a phase error calculation step (S8), a correction value calculation step (S9), and a correction step (S10). In each step, the operation process, operating principle, configuration, and content of the device are the same as the machining error compensation device of the machine tool of the specification of the present invention. explained as

컬럼 및 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차를 보정하기 위해 위상 오차의 이론상 데이터와 측정데이터를 통해 보정 계수를 산정한다. 상술한 바와 같이 이론값과 실제 센싱부의 측정 부위가 상이함에 따라 보정계수를 통해 위상 오차 계산부에서 계산된 위상 오차를 보정해야 정확한 보정이 진행되어 가공정밀도와 신뢰성 및 안정성이 향상된다.In order to correct the processing error due to the phase change of the column and the support, the correction coefficient is calculated based on the theoretical data and the measured data of the phase error. As described above, since the theoretical value and the actual measurement part of the sensing part are different, the phase error calculated by the phase error calculation part must be corrected through the correction coefficient to perform accurate correction, thereby improving processing precision, reliability, and stability.

컬럼 및 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차를 보정하기 위한 데이터를 저장한다. 즉 메모리부에 필요한 데이터를 저장한다.Data for correcting processing errors due to phase changes of columns and supports are stored. That is, necessary data is stored in the memory unit.

데이터를 저장 단계(S2) 이후에, 컬럼 및 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차 보정 기능 활성화 여부를 선택한다. 즉 상술한 바와 같이 온오프 버튼을 통해 사용자는 임의로 공작기계의 가공시에 보정 기능 활성화 여부를 선택하여 보정을 수행하거나 보정없이 가공을 진행할 수 있어 공작물 가공종류와 시간을 고려하여 가공정밀도와 생산성을 도모할 수 있다.After the data storage step (S2), it is selected whether to activate the processing error correction function according to the phase change of the column and the support. That is, as described above, through the on/off button, the user can arbitrarily select whether to activate the correction function during machining of the machine tool and perform the correction or proceed without correction. can be promoted

선택 단계(S3) 이후에 가공 오차 보정 기능을 선택한 경우에는 컬럼 및 지지부의 실시간 이동 여부를 확인한다. 즉, 확인부에서 컬럼 및 지지부의 실시간 이동 여부를 확인하여 이동이 발생하면 센싱부를 통해 실시간으로 위상 변화를 센싱한다.If the machining error correction function is selected after the selection step (S3), it is checked whether the column and the support are moved in real time. That is, the confirmation unit checks whether the column and the support are moved in real time, and when the movement occurs, the phase change is sensed in real time through the sensing unit.

확인 단계(S4) 이후에, 확인 결과 컬럼 및 지지부의 실시간 이동이 발생한 경우에, 컬럼 및 지지부의 위상 변화를 센싱부를 통해 센싱한다. 즉, 베드의 처짐에 의한 위상 오차는 제1 센서부의 자이로 가속도 센서의 가속도 센서부를 통한 위치 오차와 자이로 가속도 센서의 자이로 센서부를 통한 각도 오차를 통해 도출한다.After the confirmation step (S4), when real-time movement of the column and the support occurs as a result of confirmation, the phase change of the column and the support is sensed through the sensing unit. That is, the phase error due to the deflection of the bed is derived through a position error through the acceleration sensor unit of the gyro acceleration sensor of the first sensor unit and an angle error through the gyro sensor unit of the gyro acceleration sensor.

센싱 단계(S5) 이후에, 컬럼 및 지지부의 현재 좌표데이터와 센싱을 통한 컬럼 및 지지부의 위상데이터를 비교부에서 비교한다.After the sensing step (S5), the comparison unit compares the current coordinate data of the column and the support and the phase data of the column and the support through sensing.

비교 단계(S6) 이후에, 비교부의 비교 결과에 따라 컬럼 및 지지부의 위상 오차 발생여부를 판단부에서 판단한다.After the comparison step (S6), the determination unit determines whether a phase error occurs between the column and the support unit according to the comparison result of the comparison unit.

판단 단계(S7) 이후에, 판단부의 판단 결과 컬럼 및 지지부의 위상 오차가 발생한 경우에 컬럼 및 지지부의 위상 오차를 위상 오차 계산부에서 베드의 처짐에 의한 위상 오차는 상술한 식 1로 공작물 들림에 의한 위상 오차는 식 3을 통해 자동으로 계산한다.After the determination step (S7), when the phase error of the column and the support part occurs as a result of the determination of the determination unit, the phase error of the column and the support unit is calculated by the phase error calculation unit. The phase error is automatically calculated through Equation 3.

위상 오차 계산 단계(S8) 이후에, 위상 오차 계산부에서 식 1과 식3을 통해 계산된 위상 오차 계산값과 기본데이터 저장부에 저장된 보정계수 및 실시간 데이터 저장부에 기저장된 데이터를 반영하여 보정값 계산부에서 가공 오차의 보정값을 계산하기 위해 1차적으로 식 4로 이론값을 계산한다. 이후에 보정계수를 반영하여 식 5를 통해 2차로 실제 보정값을 자동으로 계산한다.After the phase error calculation step (S8), the phase error calculation unit reflects the calculated phase error value calculated through Equations 1 and 3, the correction coefficient stored in the basic data storage unit, and the data previously stored in the real-time data storage unit to correct it To calculate the correction value of the machining error in the value calculator, first calculate the theoretical value using Equation 4. After that, the actual correction value is automatically calculated secondarily through Equation 5 by reflecting the correction factor.

보정값 계산 단계(S9) 이후에, 계산된 가공 오차의 보정값에 의해 컬럼 및 지지부의 이동과 연동하여 발생하는 베드의 처짐 및 공작물의 들림에 의한 가공 오차를 처리부를 통해 실시간으로 보정한다.After the compensation value calculation step (S9), the processing error due to the deflection of the bed and the lifting of the workpiece generated in conjunction with the movement of the column and the support part by the compensation value of the calculated processing error is corrected in real time through the processing unit.

따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 가공 오차 보정방법은 컬럼 및 서브 스핀들이나 심압대와 같은 지지부의 이동을 통한 위상 변화와 연동하여 발생하는 무게에 의한 베드의 처짐 및 서브 스핀들이나 심압대의 추력에 의한 공작물의 들림에 의해 발생하는 위상 오차를 자이로 가속도 센서를 이용하여 실시간으로 도출하고 이를 자동으로 계산하여 위상 오차값과 보정값을 자동으로 정밀하고 신속하게 계산하여 공작물의 가공 오차를 실시간으로 자동으로 보정함에 따라 공작기계의 가공 정밀도를 향상하고, 불량품 발생을 최소화하여 자원낭비를 방지하고, 테스트 가공 없이 자동으로 계산하고 신속하게 보정함에 따라 비가공 시간 감소에 따라 생산성을 극대화하고, 유지보수 비용을 절감하며, 공작기계의 안전성과 신뢰성을 향상하며, 별도의 테스트 가공이 필요없어 작업자의 편의를 도모하고, 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.Therefore, in the method for correcting machining error of a machine tool according to the present invention, the deflection of the bed due to weight and the thrust of the sub spindle or tailstock are generated in conjunction with the phase change through movement of the column and the support such as the sub spindle or tailstock. The phase error caused by the lifting of the workpiece is derived in real time using the gyro acceleration sensor, and the phase error value and compensation value are calculated automatically and precisely and quickly to automatically compensate the machining error of the workpiece in real time. As a result, the machining precision of the machine tool is improved, and the occurrence of defective products is minimized to prevent wastage of resources, and by automatically calculating and quickly compensating without test machining, the productivity is maximized by reducing the non-machining time, and the maintenance cost is reduced. In addition, the safety and reliability of the machine tool are improved, and there is no need for separate test processing, so it is possible to promote operator convenience and prevent safety accidents in advance.

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.In the detailed description of the present invention described above, although it has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those having ordinary skill 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 : 공작기계, 2 : 공작물
100 : 베드 200 : 컬럼
210 : 가공부, 220 : 공구
300 : 메인 스핀들 400 : 지지부
500 : 센싱부, 510 : 제1 센서부
520 : 제2 센서부, 600 : 제어부
610 : 메모리부 620 : 산출부
630 : 보정부 640 : 선택부.
1: machine tool, 2: work piece
100: bed 200: column
210: processing unit, 220: tool
300: main spindle 400: support
500: sensing unit, 510: first sensor unit
520: second sensor unit, 600: control unit
610: memory unit 620: calculation unit
630: correction unit 640: selection unit.

Claims (12)

베드;
상기 베드에 설치되어 공작물을 가공하기 위해 공작물을 클램핑하는 메인 스핀들;
상기 메인 스핀들과 수평방향으로 마주하면서 상기 베드에 수평 이동가능하게 설치되어 상기 공작물을 지지하거나 클램핑하는 지지부;
공구가 장착되어 상기 공작물을 가공하는 가공부를 구비하고 상기 베드에 수평 이동가능하게 설치되는 컬럼;
상기 컬럼 및 상기 지지부의 이동에 따라 상기 컬럼 및 상기 지지부의 실시간 위상 변화를 센싱하는 센싱부; 및
상기 센싱부에서 센싱되는 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차를 보정하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는 상기 컬럼 및 상기 지지부의 이동과 연동하여 발생하는 상기 베드의 처짐 및 상기 공작물의 들림에 의한 가공 오차를 실시간으로 보정하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 가공 오차 보정장치.
bed;
a main spindle installed on the bed to clamp the workpiece to process the workpiece;
a support part which is horizontally movably installed on the bed while facing the main spindle in a horizontal direction to support or clamp the workpiece;
a column on which a tool is mounted and provided with a processing unit for processing the workpiece and is horizontally movably installed on the bed;
a sensing unit configured to sense a real-time phase change of the column and the support unit according to movement of the column and the support unit; and
A control unit for correcting a processing error according to a phase change of the column and the support unit sensed by the sensing unit;
The control unit is a machining error correction device for a machine tool, characterized in that for correcting in real time a machining error caused by the lifting of the work and the deflection of the bed that occurs in conjunction with the movement of the column and the support.
제1항에 있어서,
상기 센싱부는,
상기 컬럼에 설치되어 상기 컬럼의 실시간 이동에 따른 상기 베드의 처짐에 의한 상기 컬럼의 위치 변화와 각도 변화를 감지하는 제1 센서부; 및
상기 지지부에 설치되어 상기 지지부의 실시간 이동을 통해 상기 공작물에 작용하는 추력에 의해 상기 공작물의 들림에 따른 상기 지지부의 위치 변화와 각도 변화를 감지하는 제2 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 가공 오차 보정장치.
According to claim 1,
The sensing unit,
a first sensor unit installed in the column to detect a change in position and angle of the column due to deflection of the bed according to real-time movement of the column; and
A second sensor unit that is installed on the support and senses a change in position and an angle of the support according to the lifting of the work by a thrust acting on the work through real-time movement of the support; Machining error compensation device.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차를 보정하기 위한 데이터를 저장하는 메모리부;
상기 센싱부에서 센싱된 데이터와 상기 메모리부에 저장된 데이터를 통해 상기 컬럼 및 상기 지지부의 이동과 연동하여 발생하는 상기 베드의 처짐 및 상기 공작물의 들림에 의한 위상 오차를 산출하는 산출부; 및
상기 산출부에 의해 산출된 위상 오차값과 상기 메모리부에 저장된 데이터를 통해 보정값을 계산하고, 상기 보정값에 따라 상기 컬럼 및 상기 지지부의 이동과 연동하여 발생하는 상기 베드의 처짐 및 상기 공작물의 들림에 의한 가공 오차의 실시간 보정을 수행하는 보정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 가공 오차 보정장치.
3. The method of claim 2,
The control unit is
a memory unit for storing data for correcting a processing error according to a phase change of the column and the support unit;
a calculation unit for calculating a phase error due to deflection of the bed and lifting of the workpiece generated in association with movement of the column and the support unit through the data sensed by the sensing unit and the data stored in the memory unit; and
The phase error value calculated by the calculator and the data stored in the memory unit calculate a correction value, and according to the correction value, the deflection of the bed and the work piece occurring in conjunction with the movement of the column and the support unit. Machining error correction device for a machine tool comprising a; a correction unit for performing real-time correction of the machining error due to lifting.
제3항에 있어서,
상기 메모리부는,
공작물 데이터, 공구 데이터, 위상 오차의 이론상 데이터, 상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부의 보정계수, 측정프로그램, 및 가공프로그램에 대한 데이터를 저장하는 기본데이터 저장부;
상기 컬럼, 상기 지지부, 및 공구의 현재 위치에 대한 좌표데이터를 저장하는 좌표데이터 저장부;
상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부의 센싱에 따른 상기 컬럼 및 상기 지지부의 실시간 위상데이터를 저장하는 센싱데이터 저장부; 및
상기 산출부에서 실시간으로 계산되는 위상 오차값 및 상기 보정부에서 실시간으로 계산되는 보정값에 대한 데이터를 실시간으로 저장하는 실시간 데이터 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 가공 오차 보정장치.
4. The method of claim 3,
The memory unit,
a basic data storage unit for storing workpiece data, tool data, theoretical data of phase error, correction coefficients of the first sensor unit and the second sensor unit, a measurement program, and data on a machining program;
a coordinate data storage unit for storing coordinate data for the column, the support unit, and the current position of the tool;
a sensing data storage unit configured to store real-time phase data of the column and the support unit according to the sensing of the first sensor unit and the second sensor unit; and
and a real-time data storage unit for storing in real time data on the phase error value calculated in real time by the calculator and the correction value calculated in real time by the correction unit.
제4항에 있어서,
상기 산출부는,
상기 컬럼 및 상기 지지부의 이동 여부를 확인하고, 상기 컬럼 및 상기 지지부가 이동한 경우에 상기 센싱부로 상기 컬럼 및 상기 지지부의 실시간 이동에 따른 위상 변화를 센싱하는 확인부;
상기 확인부의 확인 결과 상기 컬럼 또는 상기 지지부가 이동한 경우에 상기 좌표데이터 저장부에 저장된 상기 컬럼 및 상기 지지부의 현재 좌표데이터와 상기 센싱데이터 저장부에 저장된 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상데이터를 비교하는 비교부;
상기 비교부의 비교결과에 따라 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 오차 발생여부를 판단하는 판단부; 및
상기 판단부의 판단결과에 따라 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 오차가 발생한 경우에 상기 컬럼의 위상 오차를 상기 베드의 처짐에 의한 수평방향 위상 오차값과 수직방향 위상 오차값으로 계산하고, 상기 지지부의 위상 오차를 상기 공작물의 들림에 의한 수평방향 위상 오차값과 수직방향 위상 오차값으로 계산하는 위상 오차 계산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 가공 오차 보정장치.
5. The method of claim 4,
The calculation unit,
a confirmation unit that checks whether the column and the support part move, and senses a phase change according to the real-time movement of the column and the support part with the sensing part when the column and the support part move;
Comparing the current coordinate data of the column and the support unit stored in the coordinate data storage unit and the phase data of the column and the support unit stored in the sensing data storage unit when the column or the support unit is moved as a result of the confirmation unit comparison department;
a determination unit for determining whether a phase error occurs between the column and the support unit according to the comparison result of the comparison unit; and
When the phase error of the column and the support part occurs according to the determination result of the determination unit, the phase error of the column is calculated as a horizontal phase error value and a vertical phase error value due to deflection of the bed, and the phase of the support part and a phase error calculation unit for calculating the error as a horizontal phase error value and a vertical phase error value due to lifting of the workpiece.
제5항에 있어서,
상기 보정부는,
상기 위상 오차 계산부의 위상 오차 계산값, 상기 실시간 데이터 저장부에 저장된 데이터, 및 상기 기본데이터 저장부에 저장된 보정 계수를 통해 가공 오차의 보정값을 계산하는 보정값 계산부; 및
상기 보정값 계산부의 보정값에 따라 가공 오차 보정을 수행하는 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 가공 오차 보정장치.
6. The method of claim 5,
The correction unit,
a correction value calculation unit for calculating a correction value of the processing error based on the phase error calculation value of the phase error calculation unit, the data stored in the real-time data storage unit, and the correction coefficient stored in the basic data storage unit; and
Processing error correction apparatus for a machine tool comprising a; a processing unit for performing processing error correction according to the correction value of the correction value calculation unit.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차의 보정 여부를 선택하는 선택부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 가공 오차 보정장치.
4. The method of claim 3,
The control unit is
Machining error correction apparatus for a machine tool, characterized in that it further comprises; a selection unit for selecting whether to correct the processing error according to the phase change of the column and the support.
제2항에 있어서,
상기 지지부는 서브 스핀들 또는 심압대로 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 가공 오차 보정장치.
3. The method of claim 2,
The support part is a machining error correction device for a machine tool, characterized in that formed of a sub-spindle or tailstock.
제2항에 있어서,
상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부는 모두 자이로 가속도 센서로 형성되고,
상기 베드의 처짐에 의한 위상 오차는 상기 제1 센서부의 가속도 센서를 통한 위치 오차와 자이로 센서를 통한 각도 오차를 통해 도출되고,
상기 공작물의 들림에 의한 위상 오차는 상기 제2 센서부의 가속도 센서를 통한 위치 오차와 자이로 센서를 통한 각도 오차 및 공구좌표에 따른 수정을 통해 도출되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 가공 오차 보정장치.
3. The method of claim 2,
Both the first sensor unit and the second sensor unit are formed of a gyro acceleration sensor,
The phase error due to the deflection of the bed is derived through the position error through the acceleration sensor of the first sensor unit and the angle error through the gyro sensor,
The phase error due to the lifting of the work piece is a machining error correction device for a machine tool, characterized in that it is derived through correction according to the position error through the acceleration sensor of the second sensor unit, the angle error through the gyro sensor, and the tool coordinates.
컬럼 및 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차를 보정하기 위한 데이터를 저장하는 단계;
상기 컬럼 및 상기 지지부의 실시간 이동 여부를 확인하는 단계;
확인 결과 상기 컬럼 및 상기 지지부의 실시간 이동이 발생한 경우에, 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 변화를 센싱하는 단계;
상기 컬럼 및 상기 지지부의 현재 좌표데이터와 센싱을 통한 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상데이터를 비교하는 단계;
비교 결과에 따라 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 오차 발생여부를 판단하는 단계;
판단 결과 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 오차가 발생한 경우에, 상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 오차를 계산하는 단계;
위상 오차 계산값과 기저장된 데이터에 의해 가공 오차의 보정값을 계산하는 단계; 및
계산된 가공 오차의 보정값에 의해 상기 컬럼 및 상기 지지부의 이동과 연동하여 발생하는 상기 베드의 처짐 및 상기 공작물의 들림에 의한 가공 오차를 실시간으로 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 가공 오차 보정방법.
storing data for correcting a processing error according to a phase change of the column and the support;
checking whether the column and the support part move in real time;
sensing a phase change of the column and the support part when the real-time movement of the column and the support part occurs as a result of the check;
comparing the current coordinate data of the column and the support part with the phase data of the column and the support part through sensing;
determining whether a phase error occurs in the column and the support unit according to the comparison result;
calculating a phase error of the column and the support part when the phase error of the column and the support part occurs as a result of the determination;
calculating a correction value of the processing error based on the phase error calculated value and pre-stored data; and
Compensating in real time the processing error caused by the deflection of the bed and the lifting of the workpiece generated in conjunction with the movement of the column and the support part by the calculated correction value of the processing error; of processing error correction method.
제10항에 있어서,
상기 데이터를 저장하는 단계 이후에,
상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차 보정 기능 활성화 여부를 선택하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 가공 오차 보정방법.
11. The method of claim 10,
After the step of storing the data,
Selecting whether to activate the machining error correction function according to the phase change of the column and the support part; Machining error correction method of the machine tool further comprising a.
제10항에 있어서,
상기 데이터를 저장하는 단계 이전에,
상기 컬럼 및 상기 지지부의 위상 변화에 따른 가공 오차를 보정하기 위해 위상 오차의 이론상 데이터와 측정데이터를 통해 보정 계수를 산정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 가공 오차 보정방법.
11. The method of claim 10,
Before the step of storing the data,
Calculating a correction coefficient through theoretical data and measurement data of the phase error in order to correct the processing error according to the phase change of the column and the support part;
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